旋轉磁極發電機的基本結構
發布時間：2023-11-16 點擊：141
零件裝配與結構組成
旋轉磁極發電機的基本結構
發電機是通過電磁感應產生電流的能量轉換裝置。發電機主要通過在轉子周圍設置固定磁極，并利用轉子旋轉過程中感應線圈的磁通量變化產生感應電流。有刷旋轉磁極式（凸極）同步發電機的結構主要由定子和轉子兩部分組成。本文以72-84-40d2/t2型交流同步發電機為例，介紹發電機的結構以及與無刷發電不同之處。
一、有刷發電機的原理
有刷發電機采用機械換向，磁極不動，線圈旋轉。電機工作時，線圈和換向器旋轉，磁鋼和碳刷不轉，線圈電流方向的交替變化是隨電機轉動的換相器和電刷來完成的。
在有刷發電機中，這個過程是將各組線圈的兩個電源輸入端，依次排成一個環，相互之間用絕緣材料分隔，組成一個象圓柱體的東西，與電機軸連成一體，電源通過兩個碳元素做成的小柱子（碳刷)，在彈簧壓力的作用下，從兩個特定的固定位置，壓在上面線圈電源輸入環狀圓柱上的兩點，給一組線圈通電。
隨著電機轉動，不同時刻給不同線圈或同一個線圈的不同的兩極通電，使得線圈產生磁場的n-s極與靠近的永磁鐵定子的n-s極有一個適合的角度差，磁場異性相吸、同性相斥，產生力量，推動電機轉動。碳電極在線圈接線頭上滑動，像刷子在物體表面刷，因此叫碳刷。
因為相互滑動，會摩擦碳刷，造成損耗，所以需要定期更換碳刷。
碳刷與線圈接線頭之間通斷交替，會發生電火花，產生電磁破，干擾電子設備。
旋轉磁極式發電機原理
二、有刷發電機的結構
（1）定子（電樞）
定子主要由鐵芯、繞組和機座三部分組成，是發電機電磁能量轉換的關鍵部件之一。
① 定子鐵芯
定子鐵芯一般用0.35～0.5mm厚的硅鋼片疊成，沖成一定的形狀，每張硅鋼片都涂有絕緣漆以減小鐵芯的渦流損耗。為了防止在運轉中硅鋼片受到磁極磁場的交變吸引力發生交變移動，同時避免因硅鋼片松動在運行中產生振動而將片間絕緣破壞引起鐵芯發熱和影響電樞繞組絕緣，所以，在制造電機時電樞鐵芯通過端部壓板在底座上進行軸向固定。
電樞鐵芯為一空圓柱體，在其內圓周上沖有放置定子繞組的槽。為了將繞組嵌入槽中并減小氣隙磁阻，中小型容量發電機的定子槽一般采用半開口槽。
交流同步發電機的結構
② 電樞繞組
發電機的電樞繞組由線圈組成。線圈的導線都采用高強度漆包線，線圈按一定的規律連接而成，嵌入定子鐵芯槽中。繞組的連接方式一般都采用三相雙層短距疊繞組。
③ 機座
機座用來固定定子鐵芯，并和發電機兩端蓋形成通風道，但不作為磁路，因此要求它有足夠的強度和剛度，以承受加工、運輸及運行中各種力的作用，兩端的端蓋可支承轉子，保護電樞繞組的端部。發電機的機座和端蓋大都采用鑄鐵制成。
（2）轉子
轉子主要由電機軸（轉軸）、轉子磁軛、磁極和集電環等組成。
① 電機軸
電機軸（轉軸）主要用來傳遞轉矩之用，并承受轉動部分的重量。中小容量同步發電機的電機軸通常用中碳鋼制成。
② 轉子磁軛
主要用來組成磁路并用以固定磁極。
③ 磁極
發電機的磁極鐵芯一般采用1～1.5mm厚的鋼板沖片疊壓而成，然后用螺桿固定在轉子磁軛上。勵磁繞組套在磁極鐵芯上，各個磁極的勵磁繞組一般串聯起來，兩個出線頭通過螺釘與轉軸上的兩個互相絕緣的集電環相接。
④ 集電環
集電環是用黃銅環與塑料（如環氧玻璃）加熱壓制而成的一個堅固整體，然后壓緊在電機軸上。整個轉子由裝在前后端蓋上的軸承支承。勵磁電流通過電刷和集電環引入勵磁繞組。電刷裝置一般裝在端蓋上。
對于中小容量的同步發電機，在前端蓋裝有風扇，使電機內部通風以利散熱，降低電機的溫度。中小型同步發電機的勵磁機有的直接裝在同一軸上；也有的裝在機座上，而勵磁機的軸與同步發電機的軸用帶連接。前一種結構叫“同軸式”同步發電機，后一種結構叫“背包式”同步發電機。
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什么是柴油發電機組電機的絕緣等級？
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一、有刷發電機的原理
有刷發電機采用機械換向，磁極不動，線圈旋轉。電機工作時，線圈和換向器旋轉，磁鋼和碳刷不轉，線圈電流方向的交替變化是隨電機轉動的換相器和電刷來完成的。
在有刷發電機中，這個過程是將各組線圈的兩個電源輸入端，依次排成一個環，相互之間用絕緣材料分隔，組成一個象圓柱體的東西，與電機軸連成一體，電源通過兩個碳元素做成的小柱子（碳刷)，在彈簧壓力的作用下，從兩個特定的固定位置，壓在上面線圈電源輸入環狀圓柱上的兩點，給一組線圈通電。
隨著電機轉動，不同時刻給不同線圈或同一個線圈的不同的兩極通電，使得線圈產生磁場的n-s極與靠近的永磁鐵定子的n-s極有一個適合的角度差，磁場異性相吸、同性相斥，產生力量，推動電機轉動。碳電極在線圈接線頭上滑動，像刷子在物體表面刷，因此叫碳刷。
因為相互滑動，會摩擦碳刷，造成損耗，所以需要定期更換碳刷。
碳刷與線圈接線頭之間通斷交替，會發生電火花，產生電磁破，干擾電子設備。
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二、有刷發電機的結構
（1）定子（電樞）
定子主要由鐵芯、繞組和機座三部分組成，是發電機電磁能量轉換的關鍵部件之一。
① 定子鐵芯
定子鐵芯一般用0.35～0.5mm厚的硅鋼片疊成，沖成一定的形狀，每張硅鋼片都涂有絕緣漆以減小鐵芯的渦流損耗。為了防止在運轉中硅鋼片受到磁極磁場的交變吸引力發生交變移動，同時避免因硅鋼片松動在運行中產生振動而將片間絕緣破壞引起鐵芯發熱和影響電樞繞組絕緣，所以，在制造電機時電樞鐵芯通過端部壓板在底座上進行軸向固定。
電樞鐵芯為一空圓柱體，在其內圓周上沖有放置定子繞組的槽。為了將繞組嵌入槽中并減小氣隙磁阻，中小型容量發電機的定子槽一般采用半開口槽。
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② 電樞繞組
發電機的電樞繞組由線圈組成。線圈的導線都采用高強度漆包線，線圈按一定的規律連接而成，嵌入定子鐵芯槽中。繞組的連接方式一般都采用三相雙層短距疊繞組。
③ 機座
機座用來固定定子鐵芯，并和發電機兩端蓋形成通風道，但不作為磁路，因此要求它有足夠的強度和剛度，以承受加工、運輸及運行中各種力的作用，兩端的端蓋可支承轉子，保護電樞繞組的端部。發電機的機座和端蓋大都采用鑄鐵制成。
（2）轉子
轉子主要由電機軸（轉軸）、轉子磁軛、磁極和集電環等組成。
① 電機軸
電機軸（轉軸）主要用來傳遞轉矩之用，并承受轉動部分的重量。中小容量同步發電機的電機軸通常用中碳鋼制成。
② 轉子磁軛
主要用來組成磁路并用以固定磁極。
③ 磁極
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④ 集電環
集電環是用黃銅環與塑料（如環氧玻璃）加熱壓制而成的一個堅固整體，然后壓緊在電機軸上。整個轉子由裝在前后端蓋上的軸承支承。勵磁電流通過電刷和集電環引入勵磁繞組。電刷裝置一般裝在端蓋上。
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