一、发电机的基本原理
(一)电磁感应现象
所有充电系统都是利用电磁感应原理来产生电流。
电磁感应现象:如果导体和磁场间有相对运动就会产生电压。导体中产生电压的强度取决于:
磁场强度
导体切割磁场的速度
通过磁场的导体数量
(二)磁场的建立
1、利用永久磁铁
2、导线或线圈通电,周围产生磁场。电流的方向与产生磁场的方向的关系---右手螺旋定则。
(三)导体或线圈内感应电动势的产生方法
1、使导体在磁场中运动(固定磁场)
2、使线圈中的磁场发生变化(固定导体)
-----都会在导体中产生感应电动势(右手定则)
3、如何产生连续的电动势
(1)使导体在磁场中往复运动,或在磁场中旋转,有效地利用磁力线所穿过的有限空间来产生电动势
(2)也可以使导体不动,让磁场不断发生变化
由于必须经常改变导体或磁场的方向,所产生的电动势的大小、方向经常变化-----交流电动势
(四)三相交流发电机的基本原理
1、结构特点:
通电线圈绕在旋转铁心上产生旋转磁场
三相绕组产生三相交流电。
2、基本原理:
当绕有磁场绕组的磁铁旋转时,通过各铁心的磁通发生变化,三相绕组中产生电动势,但因各相绕组的磁通变化存在时间差,故产生的电动势也有时间差
二直流电动机的工作原理
将通电导线放入磁场中,导线会在磁场力的作用下做有规律的运动(其运动方向可以用电动机左手定则来判断),这是直流电动机能够转动的基本道理。
直流电动机工作原理:
上图是最简单的直流电动机,它由磁场、电枢线圈、换向器和电刷等机件组成。当线圈在垂直位置时,如图(a),电刷不与换向器接触,线圈中没有电流通过,因此电枢线圈不转动。如将电枢线圈稍向顺时针方向转过一些,如图(b),换向器片分别与两电刷接触,线圈中有电流通过,其方向是从线圈i边流入,从ⅱ边流出。根据左手定则可以判定,线圈i边向下运动,ⅱ边向上运动,电枢线圈向顺时针方向转动。
当线圈转到如图(c)的位置时,换向器片不与电刷接触,线圈中无电流通过,此时,电枢线圈在惯性作用下转过这个位置。当线圈转过垂直位置时,换向器片又与两电刷接触,如图(d)所示。但此时换向器片已经调换了位置。因此电流从线圈ⅱ边流入,从i边流出。根据左手定则可以判定,线圈i边向上运动,ⅱ边向下运动,电枢线圈仍向顺时针方向转动。这样,使电流不断地通入线圈,线圈便按一定方向继续不停地转动。
一个线圈的电动机,虽能旋转,但转动力量小,转速也不稳定,而且在图(a,c)的位置时不能转动。所以,实际使用的起动电动机都是由较多的线圈和配有相应换向片构成,同时采用多对电磁铁来产生较强的磁场。但其工作原理还是一样的
我设计了一个结构最简洁的汽车发电机,一种调磁通发电的新技术。将钕磁铁居中,周围是数个与其磁联系的铁芯柱,均置感应线圈。上部是一个可旋转的调节磁通量的圆盘,它们之间的气隙可以极小。调磁通圆盘旋转时就可以通、断各铁芯柱的磁路,达到调磁通发电的目的。专利:201921008635.0。
整体交流发电机的工作原理
当外电路通过电刷使励磁绕组通电时,便产生磁场,使爪极被磁化为N极和S极。当转子旋转时,磁通交替地在定子绕组中变化,根据电磁感应原理可知,定子的三相绕组中便产生交变的感应电动势。这就是交流发电机的发电原理。
由原动机(即发动机)拖动直流励磁的同步发电机转子,以转速n(rpm)旋转,三相定子绕阻便感应交流电势。定子绕阻若接入用电负载,电机就有交流电能输出,经过发电机内部的整流桥将交流电转换成直流电从输出端子输出。
交流发电机分为定子绕组和转子绕组两部分,三相定子绕组按照彼此相差120度电角度分布在壳体上,转子绕组由两块极爪组成。当转子绕组接通直流电时即被励磁,两块极爪形成N极和S极。磁力线由N极出发,透过空气间隙进入定子铁心再回到相邻的S极。转子一旦旋转,转子绕组就会切割磁力线,在定子绕组中产生互差120度电度角的正弦电动势,即三相交流电,再经由二极管组成的整流元件变为直流电输出。
当开关闭合后,首先由蓄电池提供电流。电路为:
蓄电池正极充电指示灯调节器触点励磁绕阻搭铁蓄电池负极。此时,充电指示灯由于有电流通过,所以灯会亮。