同步发电机的工作原理与维护调控

柴油发电机组一般是采用同步发电机

(也俗称电球)将柴油发动机的旋转机械能转为电

能。各种用电设备要依靠它发出的电力工作

,因此对同步发电机的工作性能要求是很高的。

　　

1 同步发电机的工作原理

　　同步发电机是根据电磁感应原理制造的。主要组成部分如图

1。现代交流发电机通常由

两部分线圈构成

;为了提高磁场的强度,一部分线圈绕在一个导磁性能良好的金属片叠成的圆

筒内壁的凹槽内

,这个圆筒固定在机座上称为定子。定子内的线圈可输出感应电动势和感应

电流

,所以又称其为电枢。发电机的另一部分线圈则绕在定子圆筒内的一导磁率强的金属片

叠成的圆柱体的凹槽内

,称为转子。一根轴穿过转子中心并将其紧固在一起,轴两端与机座构

成轴承支撑。转子与定子内壁之间保持小而均匀的间隙且可灵活转动。这叫做旋转磁场式结
构的无刷同步发电机。
　　工作时

,转子线圈通以直流电形成直流恒定磁场,在柴油机的带动下转子快速旋转,恒定

磁场也随之旋转

,定子的线圈被磁场磁力线切割产生感应电动势,发电机就发出电来。

　　

1

—前端盖;2—出风盖板;3—轴承;4—定子;5—端子箱侧板;6—电压调节器;7—调节器支

架

;8

—端子箱顶盖;9—端子箱前后板;10—接线板;11—接线板支架;12—端子箱侧板;13—吊

攀

;14

—轴承盖;15—进风盖板;16—后端盖;17—励磁定子;18—励磁定子固定螺栓;19—轴

承

;20

—旋转整流器;21—励磁电枢;22—接地牌;23—转子;24—风扇;25—永磁机机壳;26—永

磁机转轴

;27

—永磁机转子;28—永磁机定子;29—永磁机定子固定螺栓;30—永磁机转子固定

螺栓

;31

—垫圈;32—永磁机盖板　

　
　

                       

　　转子及其恒定磁场被柴油机带动快速旋转时

,在转子与定子之间小而均匀的间隙中形成

一个旋转的磁场

,称为转子磁场或主磁场。平常工作时发电机的定子线圈即电枢都接有负载,

定子线圈被磁场磁力线切割后产生的感应电动势通过负载形成感应电流

,此电流流过定子线

圈也会在间隙中产生一个磁场

,称为定子磁场或电枢磁场。这样在转子、定子之间小而均匀的

间隙中出现了转子磁场和定子磁场

,这两个磁场相互作用构成一个合成磁场。发电机就是由

合成磁场的磁力线切割定子线圈而发电的。由于定子磁场是由转子磁场引起的

,且它们之间

总是保持着一先一后并且同速的同步关系

,所以称这种发电机为同步发电机。同步发电机在

机械结构和电器性能上都具有许多优点。
　　

2 同步发电机的调控

　　同步发电机在其额定负载范围内允许带各种用电负荷。这些负荷的输入特性会直接影响
发电机的输出电压

;当负载为纯电阻性时,因为同步发电机的定子端电压

——电枢端电压与负

载电流是同相的

,所以使得转子磁场的前一半被定子磁场削弱,而后一半又被定子磁场加强,

一周内合成磁场平均值不变

,发电机输出电压不变。负载呈现为纯电感性时,则因负载电流滞

后电枢端电压

90°而使得定子磁场削弱了转子磁场,合成磁场降低,造成发电机输出电压下降。

若负载是纯电容性的

,负载电流就会超前电枢端电压 90°,从而使定子磁场加强了转子磁场,合

成磁场增大

,发电机输出电压上升。可见;合成磁场是使发电机性能变化的一个重要因素。而合