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正弦交流电的产生

工程师 来源:网络整理 作者:h1654155205.5246 2018-08-28 17:15 次阅读
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正弦交流电的产生

正弦交流电是由交流发电机产生的,而发电机则是利用电磁感应的原理,将机械能转变为电能的装置。

在日常的生产和生活中,电动机应用的场合很多,很多设备都是采用电动机作为动力源。给电动机加上交流电源,电动机就会运转。常见的交流异步电动机是由定子绕组和转子构成的,交流电源加到定子绕组上就会产生旋转磁场,旋转磁场便会带动转子旋转。而发电机则相反,旋转转子就会在定子绕组中感应出交变的电压(即电动势)。

交流发电机的基本结构和原理如图2-3所示。转子是由永磁体构成的,当水轮机或汽轮机带动发电机转子旋转时,转子磁极旋转,会对定子绕组辐射磁场,磁力线切割定子绕组,定子绕组中便会产生感应电动势,转子磁极转动一周就会使定子绕组产生相应的电动势(电压)。

正弦交流电的产生

由于感应电动势的强弱与感应磁场的强度成正比,感应电动势的极性也与感应磁场的极性相对应。定子绕组所受到的感应磁场是正反向交替周期性变化的。转子磁极匀速转动时,感应磁场是按正弦规律变化的,发电机输出的电动势则为正弦波形。

发电机是根据电磁感应原理产生电动势的,当绕组受到变化磁场的作用时,即绕组切割磁力线便会产生感应磁场,感应磁场的方向与作用磁场方向相反。发电机的转子可以被看作是一个永磁体,如图2-4(a)所示,当N 极旋转并接近定子绕组时,会使定子绕组产生感应磁场,方向为N →S,绕组产生的感应电动势为一个逐渐增强的曲线,当转子磁极转过绕组继续旋转时,感应磁场则逐渐减小。

正弦交流电的产生

当转子磁极继续旋转时,转子磁极S 开始接近定子绕组,磁场的磁极发生了变化,如图2-4(b)所示,定子绕组所产生的感应电动势极性也翻转180° ,感应电动势输出为反向变化的曲线。转子旋转一周,感应电动势会重复变化一次。由于转子旋转的速度是均匀恒定的,因此输出电动势的波形为正弦波。

正弦交流电的产生

单相交流电的产生

在发电机中如定子绕组是一组,它所产生的感应电动势(电压)也为一组,如图2-5所示,由两条线传输,这种电源就是单相电源。这种方式多在小型移动发电机中采用。

两相交流电的产生

在发电机内设有两组定子绕组互相垂直地分布在转子外围,如图2-6所示。转子旋转时两组定子绕组产生两组感应电动势,这两组电动势之间有90°的相位差。这种电源为两相电源。这种方式多在自动化设备中使用。

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