武汉简述直流发电机的工作原理以及结构特点有哪些

时间：2023-07-02

发电机是日常中经常用到的发电设备，市面上有很多种类供大家选择，今天要跟大家介绍的是直流发电机；直流发电机是将直流电能转化成机械能或将机械能转化为直流电能的旋转电机，直流发电机的结构是由定子和转子两大部分组成，并且具有结构简单和优良的电磁转矩控制等特性。下面给大家作出详细的介绍。
一、简述直流发电机的工作原理
1、发电机利用外力推动发电机转动，带动导体切割一个固定磁场。固定磁场叫定子，旋转导体叫转子。产生电压的同时，导体受到阻力(反作用力)，即推力的功转化成电能输出。如果输入电能，转子会受推力转动，这个逆过程就是电动机。
2、变化的磁场产生电场，实际上有两种：1、导体闭合，导体不动，穿过导体环的磁通变化。2、磁场不变，导体相对磁场运动。发电机就是利用*二种，外力推动发电机转动，带动导体切割一个固定磁场。
3、基本原理
发电机的基本原理就是物理课所讲的“磁力生电”。发电机的基本元件就是原动机、转子、定子：原动机提供能量驱动转子旋转，转子利用剩磁或者直流电产生磁场，当转子旋转时对于定子就形成相对的切割磁力线运动，在定子上就会产生一个感应电势，如果定子和外部回路接通形成闭合回路就有电流输出给负荷了。
4、组成
发电机是由定子和转子2大基础元件组成的，其中定子里有3相绕组和3相对称绕组：A、B、C and X、Y、Z。还有定子铁芯。转子由磁较和励磁绕组组成。当励磁系统给转子的励磁绕组一个恒定的电流时（直流电），就在发电机的转子里形成了一个磁场。在主轴的旋转下带动发电机的转子旋转。这样转子就形成了一个旋转的磁场。每一个磁较的磁场和定子的3相绕组相互切割磁力线。产生3相电动势。如果在这个时候给发电机接上负载的话，那么发电机就有3相交流电通过。
二、直流电机的结构特点
1、直流电动机结构
（1）直流电机:将直流电能转化成机械能(直流电动机)或将机械能转化为直流电能(直流发电机)的旋转电机。
（2）直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁较、换向较、端盖、轴承和电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。
（3）有刷直流电动机被广泛用于要求转速可调、调速性能好，以及频繁起动、制动和反转的场合。
2、直流电动机特点
（1）直流电动机有下面的优点：结构简单;具有优良的电磁转矩控制特性，可实现基速以下恒转矩、基速以上恒功率，可满足汽车对动力源低速高转矩、高速低转矩的要求;可频繁快速启动、制动和反转;调速平滑、无级、精确、方便，范围广;抗过载能力强，能够承受频繁的冲击负载;控制方法简单，只需要用电压控制，不需要检测磁较位置。
（2）但是它也有下面缺点：设有电刷和换向器，高速和大负荷运行时换向器表面易产生电火花，同时换向器维护困难，很难向大容量、高速度发展，此外电火花会产生电磁干扰;不宜在多尘、潮湿、易燃易爆的环境中使用;价格高、体积和质量大。其中电火花产生的电磁干扰，对高度电子化的电动汽车来说将是致命的。随着电子力子技术和控制理论的发展，相对于其它驱动系统而言，直流电机在电动汽车中的应用已处于劣势，目前已逐渐被淘汰。

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