发电机的构造原理教学设计

第一篇：发电机的构造原理教学设计

发电机的构造原理教学设计

学习目标：交流发电机的作用、基本知识，发电的结构、分类 教学重点：交流发电机的功用 教学难点： 发电机的基本原理

教学重点、难点解决办法： 讲解、演示、操作、问答和讨论 教师教法：任务驱动法、讲授法、举例法、演示法等 学生学法：倾听、记笔记、讨论、问答、操作 教具、学具准备：

实训车辆、三相交流发电机若干、数字万用表、拆装工具等 教学程序设计：

导入、实物讲解、操作示范、重点、难点介绍、按教材要求完成实训操作、并填写实训报告、归纳小结。

一、教学环节（如复习与引入）

器材准备：5S检查 实训注意事项：

使用万用表检测电阻、电压时，注意档位的选择。在动态测试过程中，注意人身安全。

二、交流发电机的功能

交流发电机的功能：

1、发电机有三个功能：发电、整流和调节电压。（1）电磁感应：导体切割磁力线运动或通过线圈的磁通量发生变化时，在导体或线圈中就会产生电动势。在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势，由感应电动势产生的电流叫感应电流。

（2）三相交流电：在磁场里有三个互成120°的线圈同时转动，电路里就产生三个交变电动势。这样的发电机发出的电流叫做三相交流电。

（3）二极管的特性：

二极管具有单向导电性，将万用表的量程拨到欧姆档，用红、黑表笔分测二极管两引线，一个方向的电阻很小（仅8 ~10Ω左右），另一个方向的电阻极大（无穷大）。

发电机的功能

(1)发电： 点火开关用于ON档工作电路，起动发动机，并通过多槽传送带把发动机的旋转力传输到发电机皮带轮，转动的磁化转子，在定子线圈中旋转产生交流电流。

(2)整流

因为定子线圈中产生的电是交流电，它不能用于车辆上安装的直流电器装置，所以整流器功用：把定子绕组产生的三相交流电变为直流电输出。

(3)调节电压

利用调节器调节发电机的电压，在发电机转速或负载发生变化时也能保持电压稳定。

（4）输出、将来自发动机的机械能转变成电能。并输出给用电设备。

三、观察、动手操作、分析根据要求进行练习，合作学习

1.转子部分

（1）功用：产生旋转磁场（2）组成：

1）集电环 2）转子轴 3）爪极 4）磁轭 5）磁场绕组（3）爪极的形状（鸟嘴形）：

使磁场按正弦规律分布2.定子（又叫电枢）

（1）功用：产生交流电（交变）电动势

（2）组成： 1）定子铁心 2）定子三相绕组

定子铁心由内圈带槽的硅钢片叠成，定子绕组的导线就嵌放在铁心的槽中定子绕组有三相，三相绕组采用：星形接法或三角形（大功率）接法，都能产生三相交流电。

将发电机定子绕组产生的三相交流电变换为直流电。一般由6只硅整流二极管散热板所组成。

整流任务由整流器完成 3.端盖

（1）端盖一般用铝合金铸造

（2）端盖上装有电刷组件，普通发电机中一般有两只电刷 4.无刷发电机中没有电刷。小结：作业：

1.交流发电机的检测和试验方法 2.写出交流发电机的控制电路。

播放发电机的解体维修案例视频，激发学生学习的兴趣。从完成任务的过程中学习发电机的结构原理和解体检测方法，以及相关的理论知识。

第二篇：发电机原理复习资料

1.工质：能实现热能转化为机械能的物质，通常为气体。

2.2..热机：能将热能转化为机械能的装置。3.热力系统：热力学所研究的对象。4.隔离系统：热力系统与外界没有物质和能量交换的系统。

5.闭口系统：热力系统与外界无物质交换，允许有能量交换（反之为开口系统）。6.外界：与热力系统发生相互作用关系的周围物体。

7.边界：系统与外界的分解面。8.状态：热力系统在某一瞬间呈现的全部宏观性质。从各个不同方面描写这种宏观状态的物理量便是状态参数。9.平衡状态：热力系统在没有外界作用情况下宏观性质不随时间变化的状态。10.工程热力学的六个状态参数：压力、比体积、温度、热力学能、焓、熵（前三个能直接测量的叫基本状态参数）。

11.比热力学能：1kg工质所具有的热力学能。12.总能：内部储存能和外部储存能的总和，即热力学能、宏观动能和位能的总和，叫做热力系统的总储存能。E=U+EK+EP 13.热力过程：热力系统从一个状态向另一个状态变化时所经历的全部状态的总和。

14.强度量：当热力系统处于非平衡状态时，热力系统内各点所具有的不同数值。

15.广延量：容积、热力学能、焓等物理量和热力系统所含的物质量。16.可逆过程：热力系统从一个平衡状态无摩檫地连续经历一系列的中间状态过渡到另一个平衡状态的过程。

17.热力循环：是密封的热力过程，即当热力系统从某一状态开始，经过一系列中间状态后又回复到原来状态。18.功：热力学通过截面和外界经行的机械能的交换量。19.热量：热力系统与外界由于存在温差穿过边界而传递的能量。

20.热机循环：工质经过一系列的变化状态，重新回到原来状态的全部过程。21.卡诺循环：由两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程主城的封闭循环。22.抗爆性：汽油在发动机汽缸内燃烧时抵抗爆燃的能力，用辛烷值表示。23.自燃点：燃油在没有外界火源的情况下能自行着火的最低温度。

24.直链反应：在链反应中，连载体数目不变的反应。25.支链反应：一个载体参加反应后生成两个或多个新的载体，使载体数不断增多，反应速率自动加速。26.热效应：物质发生化学反应时物系不做有用功的反应吸收或放出的热量。27.生成焓：稳定单质或化学元素在定压下化合成1mol化合物时的反映热效率。

28.分解焓：1mol化合物分解成单质时的反应热效应。

29.指示性能指标：以工质对活塞所做的功为计算基准的指标。30.发动机指示功：发动机一个气缸的工质每一个循环作用于活塞上的功。31.平均指示压力：每一个工作循环中发动机单位汽缸容积所做的指示功。32.平均有效压力：发动机单位气缸工作容积输出的有效功。

33.指示功率：发动机单位时间内所做的指示功。

34.指示热效率：实际循环指示功与所消耗的燃料热量之比。

35.评价发动机实际工作循环降级性能的指标：指示热效率和指示燃油消耗率。

36.循环有效功：每循环由曲轴输出的单缸功率。

37.有效功率：指示功率与机械损失功率之差。38.有效热效率：实际循环的有效功与得到此有效功所消耗的热量的比值。

39.有效燃油消耗率：单位有效功所消耗的燃料。40.升功率：在标定工况下发动机每升工作容积所发出的有效功率。41.比质量：发动机的质量与所给出的标定功率之比。42.强化系数：平均有效压力与活塞平均速度的乘积。43.换气过程：从上一循环排气门开启到下一循环进气门关闭的整个时期。

44.排气阶段分为：自由排气阶段、强制排气阶段、惯性排气阶段。

45.进气阶段分为：准备进气阶段、正常进气阶段、惯性进气阶段。

46.换气损失：排气损失、进气损失。

47.排气损失：从排气门提前打开，直到进气行程开始，气缸内压力到达大气压力前循环功的损失。48.充量系数：每缸循环实际吸入新鲜空气的质量与进气状态下理论计算充满汽缸工作容积的空气质量。（衡量不同发动机动力性能和进气过程完善程度的重要指标）

49.配气相位：进、排气门的启闭角和曲轴转角的对应关系。50.增压度：发动机在增压后增长的功率与增压前功率之比。（表明了增压后功率得到增长的程度）51.增压比：增压后气体压力预增前气体压力之比，简称压比。

52.压气机的流量特性：表示压气机转速不变时，压气机增压比和绝热效率随空气流量的变化关系。

53.踹振边界：又叫稳定工作边界，即当压气机工作在踹振边界右侧时，工作室稳定的；而

当处于踹振边线左侧时压气机的工作就变得不稳定甚至有危险，常把出现踹振的工作点称为踹振点，对应的流量就是踹振流量。

54.出现踹振的原因：是由于流量过小时，在叶

片扩压器内和工作轮进口处气流与壁面分离而引起的。踹振是离心式叶轮机械所特有的一种异常工作现象。

55.废气涡轮增压的类型：定压涡轮增压系统

（特点是涡轮前的废气压力基本上保持恒定）、脉冲涡轮增压系统（特点是各缸排气管短而细，增压器尽量靠近汽缸，且几个气缸连接一根排气管）。

56..内燃机的增压性能：采用脉冲增压系统的内燃机加速性能较好。

57.与定压系统相比，脉冲系统尺寸较大，排气管的结构也是比较复杂。

58.在低增压时，采用脉冲增压是比较有利的：而在高增压时，则是两种系统同时存在、各有所长。故在高压的车用发动机上也比较多采用脉冲增压系统。59.改善废气涡轮增压发动机转矩特性的途径：1）.排气旁通2）.进气旁通3）.可变截面涡轮 60.废气涡轮增压对发动机其他性能的影响1）.降低排气污染和噪声2）.低速转矩性能变差3）.加速性能变差4.起动与制动有一定困难

61.汽油机增压的特点1.爆燃2）.混合气的调节3）.热负荷4）.对增压器的特殊要求

62.汽油机涡轮增压的主要技术措施1）.降低压缩比2）.增压压力控制系统3）.减少增压后“反应滞后”现象4).燃料供给系统的调整

63.汽油机废气涡轮增压器的布置1）.后置方案2.前置方案3）.中置方案

64.湍流：是指由流体质点组成的微元气体所进行的无规则的脉动运动。

65.影响爆燃的因素：1）.燃料的性质： 辛烷值高的燃料，抗暴能力强2）末端混合气的压力和温度’火焰前锋传播到末端混合气的时间

66.运转因素对燃烧的影响1）点火提前角2）混合气浓度3）负荷 4）转速

67.点火提前角的特性：当汽油机保持节气门开度，转速以及混合气浓度一定时，汽油机功率和耗油率随点火提前角的改变而变化的关系。混合气浓度调整特性：在汽油机的转速、节气门开度保持一定，点火提前角为最佳值时的调节供油量，记录功率、燃油消耗率、排气温度随过量的空气系数的变化曲线。负荷:汽油机上，转速保持不变，通过改变节气门开度来调节进入汽缸的混合气量，以达到不同的负荷要求。68.功率混合气：空气得到充分的利用而发出的最大功率。

69.负荷特性线：转速不变时，燃油消耗率随负荷而变化的规律。

70.动态过程对混合气特性的要求分为：冷启动、暖机、加速和减速。

71.与化油器相比，汽油喷射的优点：a可以对混合气空燃比经行精确控制，使发动机在任何状况下都处于最佳工作状态 b由于进气系统不需要喉管，减少了进气阻力，使充气效率提高 c由于进气温度低，使得爆燃得到了有效控制，从而可提高压缩比 d保证各缸混合气的均匀性问题比较容易解决，相应的发动机可以采用辛烷值低的燃料 e发动机冷启动和加速性能良好，过度圆滑。

72.D型电控汽油喷射系统是根据进气管压力和发动机转速推算每次循环进入的空气量，再根据推算的空气量计算出需要喷射的燃料量，并控制喷油器工作。73.L型电控汽油喷射系统是根据空气流量计直接测量进气歧管的进气量，并和发动机转速计算出需要喷射的燃料量，控制喷油器工作。

74.汽油机对燃烧室的要求：结构紧凑、具有良好的充气性能、火花塞为止安排得当、燃烧室形状合理分布、要产生适当的气体流动、适当冷却末端混合气。75.柴油机的燃烧过程分为：着火延迟期、速燃期、缓燃期、补燃期。

76.汽油机的燃烧过程分为：着火落后期、明显燃烧期、补燃期。

77.燃烧放热规律：瞬时放热速率和累计放热百分比随曲轴转角的变化关系。

78.柴油机放热规律三要素：燃烧放热始点、放热持续期、放热率曲线的形状。

79.柴油机喷油提前的调节规律：转速和负荷都要提前。

80.喷射的两个特性指标：喷油特性、喷雾特性。81.喷油特性：喷油系统高压油路中的行为，主要包括喷油开始时间、喷油持续时间、喷油速率变化以及喷油压力。

82.喷雾特性：燃油进入燃烧室后的行为，主要包括贯穿距离、喷雾锥角和喷雾颗粒，以及油束中燃油浓度、速度和微粒的分布规律。

83.供油规律是指供油速率随凸轮轴转角的变化关系；喷有规律是指喷油速率随凸轮轴转角的变化关系。

84.共有时刻与喷油时刻有差异的原因：燃油的可压缩性、压力波传播滞后、压力波动、高压容积变化。85.柴油燃烧室的两大类：直喷式燃烧室、分隔式燃烧室。

86.直喷式柴油机的性能特性：a燃烧迅速，经济性好有效燃油消耗率低 b燃烧室结构简单热损失小，使冷启动和经济性都好 c对喷油系统的要求高 d半开式燃烧室对进气道有较高的要求 e氮氧化物的排放量比分隔式燃烧室柴油机高f规转速的变化较为敏感 g压力升高率大，燃烧噪声大，工作较粗暴。87.柴油机燃烧的影响因素：a燃油的物理化学性质 b压缩气体状态 c燃油喷射规律 d油气混合组织。88.对喷油规律的基本要求：先缓后急，断油迅速。89.碳氢化合物的生成：1)冷激效应（缝隙）2)油膜和沉积物吸附 3)火焰淬熄 4)未燃碳氢化合物的氧化

90.影响汽油机有害排放物生成的主要因素及控制：1.混合气成分2.点火正时 3.负荷 4.转速 5.过渡工况6.废气再循环

91.废气再循环：原理和作用：一部分排气经EGR阀还流回进气系统，稀释了新鲜混合气中的氧浓度，导致燃烧速度降低，同时还使新鲜混合气的比热容提

高。两者都造成燃烧温度的降低，因而可以抑制NOx的生成。

92.机内净化是指改善可燃混合气的品质和燃烧状况，抑制有害气体的产生，降低排气中的有害成分。93.改进发动机设计：1)冷起动、暖机和怠速 2)压缩比 3)燃烧系统4)进气系统5)活塞组设计6)分层稀薄燃烧

94.柴油机有害排放物生成特点：(1)未燃HC(2)CO(3)NOx(4)炭烟(5)醛类 95.燃烧室排放比较：分隔式燃烧室生成的NOx、CO、HC和炭烟的排放浓度均低于直喷式，特别是NOx排放浓度一般比直喷式燃烧室的低50％左右

96.原因是，这种燃烧室的燃烧及排放物的生成分两个阶段进行。在喷油开始和燃烧初期，副燃烧室的空燃比较小，氧浓度较低，燃料不可能燃烧完全，从而形成较多的CO及未燃烃。副燃烧室在着火后温度较高，但氧浓度低，对生成NOx仍有不利的影响。主燃烧室内有充足的新鲜空气，使来自副燃烧室的CO及HC进一步氧化。高温燃气进入主燃烧室后，温度有所下降，抑制了NOx的生成97..增压中冷技术——最现实的办法是增加空气量98.改进喷油系统：1)高压喷射 2)推迟喷油提前角 3)减小喷孔直径，增加喷孔数目 4)减小喷嘴压力室容积 5)高压共轨电控燃油喷射

99.改进燃烧系统:1)燃烧室容积比——燃烧室容积对气缸余隙容积之比 2)燃烧室口径比 ——口径比dk/D小的深燃烧室可在室中产生较强的涡流 3)燃烧室形状 ——缩口燃烧室已经取代应用最广直边不缩口的ω形燃烧室 4)适当提高压缩比

100.发动机噪声的来源 :1.燃烧噪声 2.机械噪声1)活塞敲缸噪声2)配气机构噪声3)正时齿轮噪声4)不平衡惯性力引起的机械振动及噪声5)喷油泵及其它机械噪声 3.进、排气噪声 4.风扇噪声

101.噪声控制措施 :1.降低燃烧噪声2.加强结构强度 3.采用隔声罩壳 4.采用排气消声器 5.低噪声发动机设计

102.发动机的特性是指在一定条件下，发动机性能指标或特性参数随各种可变因素的变化规律。可分为运行特性和调整特性。

103.发动机运行特性是发动机的性能指标随工况参数（负荷和转速）的变化规律。

104.发动机调整特性是指发动机在转速和油量调节装置位置不变条件下，各种性能指标随调整参数而变化的规律。

105.电涡流测功器：涡流测功器是利用涡电流效应将被试发动机的机械能转变为电能，继而又转变为热能的过程。电涡流测功器由吸收功率（制动器）和测力机构等组成。

速度特性的定义——发动机在油量调节机构（油量调节齿条、拉杆或节气门开度）保持不变的情况下，主要性能指标（转矩、油耗、功率、排温、烟度等）随发动机转速的变化规律。

106.外特性的定义——当油量控制机构在最大位置时，测得的特性为全负荷速度特性（简称外特性）107.有效转矩曲线——转速由低逐渐升高，指示热效率、充量系数均上升，虽然机械效率略有下降，但有效转矩总趋势是上升的，到某一点取得最大值。随着转速继续上升，由于指示热效率、充量系数均下降，致使有效转矩迅速下降，变化较陡

108.柴油机和汽油机的速度特性对比分析：（1）柴油机在各种负荷的速度特性下的转矩曲线都比较平坦（2）汽油机的有效功率外特性线的最大值点，一般在标定功率点；柴油机可以达到的最大值点的转速很高，标定点要比其低的多。（3）柴油机的燃油消耗率曲线在各种负荷的速度特性下都比较平坦，最经济区的转速范围很宽。

109.负荷特性：当发动机保持转速不变时，性能指标随负荷而变化的规律叫做发动机的负荷特性 110.全特性（万有特性）：负荷和转速都变化时性能参数的变化规律。

111.电子控制系统与机、液控制系统相比，有如下优越性： 1）控制更为“精确”和“柔性” 2）能实现机—液系统无法实现的众多功能 3）易于实现性能的全面优化和折中 4）具有良好的动态性能 5）促进发动机本身的理论研究和发展 1.影响对流换热的因素：对流换热系数、换热表面积、温差。

2.影响换热系数的因素：流动的类别、结构、流体的物信参数、壁面的几何状态。

3.发动机实际循环与理论循环的差别：实际工质的影响、换气损失、燃烧损失、传热损失、缸内流动损失、其他损失。

4.常用的测定机械损失的方法有：示功图法、倒拖法、灭缸法、油耗线法等。

5.影响机械效率的主要因素：气缸内最高燃烧压力、发动机转速或活塞平均速度、发动机负荷、润滑油品质和冷却水温度、发动机的技术状况。

6.影响充量系数的因素：进气状态、进气终点的气缸压力和温度、残余废气系数、压缩比、进排气相位角。7.衡量配气相位是否合理的因素：充气系数的变化是否符合动力性要求、换气损失是否尽可能地小、能否保证必要的燃烧扫气作用、排放指标好。

8.发动机排气系统的组成：空气滤清器、进气管、进气道、排气管。

9.提高发动机充量系数的措施：降低进气系统的阻力、改进进气管道和空气滤清器的阻力、减少对进气充量的加热、降低排气系统流通阻力、合理选择进排气相位角、谐振进气与可变进气歧管。

10.二冲程发动机的换气过程：自由排气、扫气、过后排气或过后充气。

11.二冲程发动机换气过程与四冲程相比的特点：换气时间短、进排气过程同时进行、扫气消耗功大、HC排放高。

12.二冲程发动机的扫气方案：横流扫气、回流扫气、直流扫气。

13.影响扫气效率的因素：扫气方式、扫气压力、行程缸径比、转速、扫气排气系统。

14.提高发动机单缸功率的三条途径：改变发动机的结构参数、提高发动机转速或活塞平均速度、提高发动机平均有效压力。

15.增压发动机的特点：a功率相同时发动机空间尺寸减小、质量减轻，对发动机经济性有益 b在达到额定输出功率时摩檫损失相对较小，在部分负荷时增压发动机的工况更接近最大效率设计工况点 c增压器的合理设计可将转矩特性改进为低速高转矩 d增压可弥补因海拔上升而导致的功率下降 e增压可使排放降低f降低噪声 g减小机械损失 h增压机的主要零部件的机械负荷和热负荷均增加。

16与其他增压方式相比，涡轮增压的主要优点：a内燃机不作重大改变，体积增加很少的情况下一般能提高功率20%~50%，且容易实现高增压 b由于压气机消耗的功是涡轮从废气中回收的一部分能量，再加上相对的减少了机械损失和散热损失，提高了机械效率和热效率，使内燃机涡轮增压后油耗可降低5%~10%，明显提高了经济性 c可降低排气噪声和烟度。

17与涡轮增压相比，气波增压的优点：a整个运行工况下，气波增压的压力较高，尤其在低转速下更明显，低速时能获得大的转矩 b整个运行工况下，气波增压的空气密度较高 c低速时气波增压有较大的平均有效压力和功率，经济性较好 d在运行转速范围内气波增压的排气温度比涡轮增压低 e气波增压的加速性能好 f通常不需要阀门控制。

18发动机按结构形式和工作原理可分为：机械式增压、废气涡轮增压、气波增压、复合式增压、组合式涡轮增压。

19废气涡轮增压器的原理：利用内燃机排除的部分废气能量，推动涡轮机高速旋转，从而带动安装在同一根轴上的离心式压气机增大内燃机进气压力的工作机械。

20压气机的主要参数：增压比、流经压气机的每秒质量流量、压气机转速、压气机的绝热效率。

21影响脉冲能量利用的主要因素：排气门开启定时、排气门流通面积、排气门开启规律、排气管流通面积、排气管长度、涡轮当量流通面积。

22为充分利用脉冲能量的要求：a排气门打开后，排气歧管内的压力尽快建立起来，减少流动损失b废气从排气门排出应迅速，阻力尽可能小c柴油机扫气过程中，排气管压力尽可能低，以利于扫气进行。

第三篇：发电机工作原理

日志

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<一> 发电机概述

发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。<二>发电机的分类可归纳如下：

发电机分：直流发电机和交流发电机

交流发电机分：同步发电机和异步发电机(很少采用)

交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。

<三>发电机结构及工作原理

发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。

定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。

转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。

由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。

〃 主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。

〃 载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。

〃 切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。

〃 交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。

直流发电机的工作原理

直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。

电刷上不加直流电压，用原动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动，线圈两边就分别切割不同极性磁极下的磁力线，而在其中感应产生电动势，电动势方向按右手定则确定。这种电磁情况表示在图上。由于电枢连续地旋转，因此，必须使载流导体在磁场中所受到线圈边ab和cd交替地切割N极和S极下的磁力线，虽然每个线圈边和整个线

圈中的感应电动势的方向是交变的．线圈内的感应电动势是一种交变电动势，而在电刷A，B端的电动势却为直流电动势(说得确切一些，是一种方向不变的脉振电动势)。因为，电枢在转动过程中，无论电枢转到什么位置，由于换向器配合电刷的换向作用，电刷A通过换向片所引出的电动势始终是切割N极磁力线的线圈边中的电动势，因此，电刷A始终有正极性。同样道理，电刷B始终有负极性，所以电刷端能引出方向不变的但大小变化的脉振电动势。如每极下的线圈数增多，可使脉振程度减小，就可获得直流电动势。这就是直流发电机的工作原理。同时也说明子直流发电机实质上是带有换向器的交流发电机。

从基本电磁情况来看，一台直流电机原则上既可工作为电动机运行，也可以作为发电机运行，只是约束的条件不同而已。在直流电机的两电刷端上，加上直流电压，将电能输入电枢，机械能从电机轴上输出，拖动生产机械，将电能转换成机械能而成为电动机，如用原动机拖动直流电机的电枢，而电刷上不加直流电压，则电刷端可以引出直流电动势作为直流电源，可输出电能，电机将机械能转换成电能而成为发电机。同一台电机，能作电动机或作发电机运行的这种原理．在电机理论中称为可逆原理。

汽轮发电机原理

蒸汽机利用高温高压的蒸汽膨胀做功，通过连杆、曲柄将活塞的往复运动转变为主轴的旋转运动，带动发电机发电。

蒸汽轮机是用蒸汽来推动轮机转动的，它运转的基本原理和常见的风

车相似，蒸汽轮机是由一个中央很厚的钢盘及钢盘外沿有很多密排的叶片组成的主体结构。从锅炉里出来的高压过热蒸汽从喷嘴喷到叶片上时，轮机就转动起来，蒸汽速度越大，轮机转动得越快（也就是蒸汽的内能在喷射中变成蒸汽的动能，它的动能又转变为机轴旋转的机械能）。

水轮发电机的安装结构形式通常由水轮机的型式确定。主要有以下几种型式:

1)卧式结构 卧式结构的水轮发电机通常有冲击式水轮机驱动。

2)立式结构 国产水轮发电机组广泛采用立式结构。立式水轮发电机组通常由混流式或轴流式水轮机驱动。立式结构又可分为悬式和伞式。发电机推力轴承位于转子上部的统称为悬式,位于转子下部的统称为伞式。

3)贯流式结构 贯流式水轮发电机组由贯流式水轮机驱动。贯流式水轮机是一种带有固定或可调转轮叶片的轴流式水轮机的特殊型式。它的主要特征是转轮轴线采取水平或倾斜布置,并与水轮机进水管和出水管水流方向一致。贯流式水轮发电机具有结构紧凑,重量轻的优点,广泛用于低水头的电站中。

新型水冷式交流发电机原理和应用

水冷式交流发电机利用水来代替风扇进行冷却。交流发电机主要的发热部位是定子，水冷式交流发电机重点冷却部分就是定子及线圈绕组。发电机的前端盖和后端盖用铝材制造，开有水道槽。定子及线圈绕组用合成树脂固定密封，定子与转子之间有铝质围板与水道隔离。

水道与进水管和出水管连通，进水管和出水管分别与发动机冷却水系统连通。

这样，当发动机运转时，冷却水在发动机水泵的带动下循环流动，通过发电机壳体，可以有效地冷却定子线圈绕组、定子铁芯，同时也冷却转子、内藏式调节器和轴承等其它发热零部件。

水冷式交流发电机与风冷式交流发电机相比，内部构造复杂了，防漏密封要求提高了，成本也会增加。同时因联接水管的问题，安装布置也受到诸多限制，自由度减少了。但是，水冷式交流发电机的发电及低噪声性能，是风冷式交流发电机无法比拟的。

首先，水冷式交流发电机具有良好的低速充电特性。我们知道，在交流发电机的电流特性曲线上有一个“拐点”，即超过所谓“0安培速度”之后才会有电流产生，电流上升到一定程度才能充电。在哪个转速以上才出现“拐点”和达到可充电电流与励磁电流的大小相关。由于水冷式交流发电机大幅度抑制了定子、转子及调节器的温升，可以相应提高励磁电流，励磁电流越大输出电压也越高，因此当水冷式交流发电机低速转动时也会有良好的充电表现，这种低速充电性能对城市用车的正常使用相当重要。

第二，水冷式交流发电机具有低噪声。由于省略了风扇，所以不存在发电机风扇发出的噪声。据介绍在3500转/分时，水冷式交流发电机与风冷式交流发电机相比，噪声要低15分贝。

水冷式交流发电机的优点被看好，认为是汽车发电机的发展方向。有人认为在12伏特汽车中，2500瓦以下适宜用风冷式交流发电机，2500

瓦以上或者42伏特电系适宜用水冷式交流发电机。

第四篇：发电机工作原理mo

2014 ～ 2015 学年第 二 学期

期末考查

课 程 名 称 系（专业）年学姓教

二○一五 年

五 月

机械设计基础

化学与化学工程系（冶金工程）

冶金13级 ***9 莫映泽

白志玲

级 号 名

师

发电机工作原理

<一> 发电机概述

发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产，国防，科技及日常生活中有广泛的用途。

发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。

发电机已实施出口产品质量许可制度，未取得出口质量许可证的产品不准出口。

<二>发电机的分类可归纳如下： 发电机分：直流发电机和交流发电机

交流发电机分：同步发电机和异步发电机(很少采用)交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。<三>发电机结构及工作原理

发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。

定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。

由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。

柴油发电机工作原理

柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能。在柴油机汽缸内，经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到柴油的燃点。柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称为‘作功’。各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。

将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子，利用‘电磁感应’原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。

这里只描述发电机组最基本的工作原理。要想得到可使用的、稳定的电力输出，还需要一系列的柴油机和发电机控制、保护器件和回路。

汽油机驱动发电机运转，将汽油的能量转化为电能。

在汽油机汽缸内，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行作功。各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。将无刷同步交流发电机与汽油机曲轴同轴安装，就可以利用汽油机的旋转带动发电机的转子，利用‘电磁感应’原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。

主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。

切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。

交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。

直流发电机的工作原理

直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。

电刷上不加直流电压，用原动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动，线圈两边就分别切割不同极性磁极下的磁力线，而在其中感应产生电动势，电动势方向按右手定则确定。这种电磁情况表示在图上。由于电枢连续地旋转，因此，必须使载流导体在磁场中所受到线圈边ab和cd交替地切割N极和S极下的磁力线，虽然每个线圈边和整个线圈中的感应电动势的方向是交变的．线圈内的感应电动势是一种交变电动势，而在电刷A，B端的电动势却为直流电动势(说得确切一些，是一种方向不变的脉振电动势)。因为，电枢在转动过程中，无论电枢转到什么位置，由于换向器配合电刷的换向作用，电刷A通过换向片所引出的电动势始终是切割N极磁力线的线圈边中的电动势，因此，电刷A始终有正极性。同样道理，电刷B始终有负极性，所以电刷端能引出方向不变的但大小变化的脉振电动势。如每极下的线圈数增多，可使脉振程度减小，就可获得直流电动势。这就是直流发电机的工作原理。同时也说明子直流发电机实质上是带有换向器的交流发电机。

从基本电磁情况来看，一台直流电机原则上既可工作为电动机运行，也可以作为发电机运行，只是约束的条件不同而已。在直流电机的两电刷端上，加上直流电压，将电能输入电枢，机械能从电机轴上输出，拖动生产机械，将电能转换成机械能而成为电动机，如用原动机拖动直流电机的电枢，而电刷上不加直流电压，则电刷端可以引出直流电动势作为直流电源，可输出电能，电机将机械能转换成电能而成为发电机。同一台电机，能作电动机或作发电机运行的这种原理．在电机理论中称为可逆原理。

汽轮发电机原理

蒸汽机利用高温高压的蒸汽膨胀做功，通过连杆、曲柄将活塞的往复运动转变为主轴的旋转运动，带动发电机发电。

蒸汽轮机是用蒸汽来推动轮机转动的，它运转的基本原理和常见的风车相似，蒸汽轮机是由一个中央很厚的钢盘及钢盘外沿有很多密排的叶片组成的主体结构。从锅炉里出来的高压过热蒸汽从喷嘴喷到叶片上时，轮机就转动起来，蒸汽速度越大，轮机转动得越快（也就是蒸汽的内能在喷射中变成蒸汽的动能，它的动能又转变为机轴旋转的机械能）。

水轮发电机的安装结构形式通常由水轮机的型式确定。主要有以下几种型式: 1)卧式结构 卧式结构的水轮发电机通常有冲击式水轮机驱动。

2)立式结构 国产水轮发电机组广泛采用立式结构。立式水轮发电机组通常由混流式或轴流式水轮机驱动。立式结构又可分为悬式和伞式。发电机推力轴承位于转子上部的统称为悬式,位于转子下部的统称为伞式。

3)贯流式结构 贯流式水轮发电机组由贯流式水轮机驱动。贯流式水轮机是一种带有固定或可调转轮叶片的轴流式水轮机的特殊型式。它的主要特征是转轮轴线采取水平或倾斜布置,并与水轮机进水管和出水管水流方向一致。贯流式水轮发电机具有结构紧凑,重量轻的优点,广泛用于低水头的电站中。

参考文献：[1] 国家技术监督局,建设联合发布.泵站设计规范[M].北京:中国计划出版社，1994：58.[2] 丁毓山.变电所设计[M].辽宁: 辽宁科学技术出版社，1993:48.[3] 熊信银.发电厂电气部分[M].北京: 中国电力出版社，2004:107-117.[4] 傅知兰.电力系统电气设备选择与实用计算[M].北京: 中国电力出版社，2004：105.[5] 陈跃.电气工程专业毕业设计指南[M].北京: 中国水利水电出版社，2003：84-85.[6] 工厂常用电气设备编写组.工厂常用电气设备手册上、下册[M].北京: 中国电力出版 社，1986.[7] 国家技术监督局、建设联合发布.泵站设计规范[M].北京:中国计划出版社，1994：59.[8] 苏文成.工厂供电[M].北京: 机械工业出版社，1980:149.[9] 贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理[M].北京: 中国电力出版社，1991：129-186.[10] 刘介才.工厂供电[M].北京: 机械工业出版社，2004：301-304.[11] 1991.[12] 国家技术监督局,建设联合发布.10kV及以下变电所设计规范[M].北京:中国计划出 版社，1994:15.[13] [1]王兆安，杨君，刘进军，王跃.谐波抑制和无功功率补偿.机械工业 出版社 [2]肖湘宁等.电能质量分析与控制[M].中国电力出版社，2005.

第五篇：发电机工作的原理

1、发电机工作的原理，举例说明各种能量的发电站

电能是现代社会最主要的能源之一。发电机是将其他形式的能转化成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流、气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转化为电能。发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中都有广泛的用途。发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路以产生电磁功率，达到能量转化的目的。

根据能量的来源不同可将发电站分为水力发电站，风力发电站，火力发电站以及核电站等几类。

2、电动机的工作原理：电动机也称为“马达”，是把电能转变为机械能的机器。电动机构造分为两部分：定子与转子。定子是电动机固定部分，作用是用来产生旋转磁场，它主要由定子铁芯、定子绕组和机座组成。转子有两种——鼠笼式与绕线式。

利用电动机可以把发电机所产生的大量电能，应用到生产事业中去。电动机的构造和发电机基本上一样，但原理却正好相反。电动机原理是通电于转子线圈以引起运动，而发电机则是借转子在磁场中运动产生电流。为了获得强大的磁场，不论电动机还是发电机，都以使用电磁铁为宜。电动机因输入的电流不同，可分为直流电动机与交流电动机。（1）直流电动机——用直流

电流来转动的电动机叫直流电动机。（2）交流电动机——用交流电流来转动的电动机叫交流电动机。