發(fā)電機是指將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機械設備,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定律和電磁力定律。因此,其構造的一般原則是:用適當?shù)膶Т藕蛯щ姴牧蠘嫵苫ハ噙M行電磁感應的磁路和電路,以產(chǎn)生電磁功率,達到能量轉(zhuǎn)換的目的。
交流發(fā)電機 在日常生活中,用交流發(fā)電機來供用電設備使用時,常發(fā)生用電設備不能正常工作的情況,其原因是發(fā)電機輸出的交流電不夠穩(wěn)定,這時候需要電力穩(wěn)壓器來穩(wěn)定電壓,也就是日常生活中常用到的交流穩(wěn)壓電源,交流穩(wěn)壓電源能使發(fā)電機的輸出電壓精度穩(wěn)定到用電設備正常工作所允許的范圍。
水力發(fā)電機組的能量轉(zhuǎn)換過程分為兩個階段:首先由水輪機將水失去的位能轉(zhuǎn)換為機械能,再由發(fā)電機將水輪機的機械能轉(zhuǎn)換為電能。具體的過程為:在水流的沖擊作用下,水輪機開始旋轉(zhuǎn),將水的位能轉(zhuǎn)換為機械能;水輪機又帶動同軸相連的發(fā)電機旋轉(zhuǎn),在勵磁電流的作用下,旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子帶動勵磁磁場旋轉(zhuǎn),發(fā)電機的定子繞組切割勵磁磁力線在其中產(chǎn)生感應電動勢,在輸出電能的同時會在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生一個與其旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁制動轉(zhuǎn)矩。由于水流不問斷地作用于水輪機,水輪機從水流中獲得的旋轉(zhuǎn)力矩用于克服電機轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的電磁制動轉(zhuǎn)矩,當兩個力矩達到平衡時,水力發(fā)電機組將以某一恒定的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn),穩(wěn)定地發(fā)出電力,實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。所以水輪機和發(fā)電機是水力發(fā)電機組中關鍵的兩個部件。