發(fā)電機是指將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機械設(shè)備,它由水輪機、汽輪機、柴油機或其他動力機械驅(qū)動,將水流,氣流,燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機械能傳給發(fā)電機,再由發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能。
發(fā)電機在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防、科技及日常生活中有廣泛的用途。發(fā)電機的形式很多,但其工作原理都基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律。因此,其構(gòu)造的一般原則是:用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)磁和導(dǎo)電材料構(gòu)成互相進行電磁感應(yīng)的磁路和電路,以產(chǎn)生電磁功率,達到能量轉(zhuǎn)換的目的。
當(dāng)發(fā)電機接上對稱負載后,電樞繞組中的三相電流會產(chǎn)生另一個旋轉(zhuǎn)磁場,稱電樞反應(yīng)磁場。其轉(zhuǎn)速正好與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速相等,兩者同步旋轉(zhuǎn)。
同步發(fā)電機的電樞反應(yīng)磁場與轉(zhuǎn)子勵磁磁場均可近似地認(rèn)為都按正弦規(guī)律分布。它們之間的空間相位差取決于空載電動勢E0與電樞電流I之間的時間相位差。電樞反應(yīng)磁場還與負載情況有關(guān)。當(dāng)發(fā)電機的負載為電感性時,電樞反應(yīng)磁場起去磁作用,會導(dǎo)致發(fā)電機的電壓降低;當(dāng)負載呈電容性時,電樞反應(yīng)磁場起助磁作用,會使發(fā)電機的輸出電壓升高。
作發(fā)電機運行的同步電機。是一種常用的交流發(fā)電機。在現(xiàn)代電力工業(yè)中,它廣泛用于水力發(fā)電、火力發(fā)電、核能發(fā)電以及柴油機發(fā)電。由于同步發(fā)電機一般采用直流勵磁,當(dāng)其單機獨立運行時,通過調(diào)節(jié)勵磁電流,能方便地調(diào)節(jié)發(fā)電機的電壓。若并入電網(wǎng)運行,因電壓由電網(wǎng)決定,不能改變,此時調(diào)節(jié)勵磁電流的結(jié)果是調(diào)節(jié)了電機的功率因數(shù)和無功功率。
同步發(fā)電機的定子、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與同步電機相同,一般采用三相形式,只在某些小型同步發(fā)電機中電樞繞組采用單相。
發(fā)電機的三相負荷電流不平衡,過載的一相繞組會過熱;
若三相電流之差超過額定電流的10%,即屬于嚴(yán)重蛄相電流不平衡,三相電流不平衡會產(chǎn)生負序磁場,從而增加損耗,引起磁極繞組及套箍等部件發(fā)熱。應(yīng)調(diào)整三相負荷,使各相電流盡量保持平衡。