电是怎么来的?这些知识你需要知道!

小的时候大家想必都有过这样一个疑问,那就是:电究竟是怎么来的?

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小旭小时候就认为电和水一样,在打雷的时候把电存起来,然后通过电线送到各家各户。但随着年龄的增长和学识的增加,我才知道原来有发电机这种神奇的东西,也知道了电是通过发电机产生的。

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那么发电机究竟是如何发电的呢?今天小旭就带大家一起领略发电机的奥秘吧!

发电机组

说起发电,那么一定要先给大家介绍一下发电机组,毕竟发电可不是只有发电机参与的。

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发电的过程由整个发电机组参与,而发电机组一般包括发动机、发电机、控制系统。

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在控制系统的指挥下,发动机提供动能,发电机产生电流,一同合作产生了电。

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提供动能的方式有很多,如风力发电机依靠风能带动电机扇叶转动,产生电流;水力发电机利用水流的落差产生的重力势能带动发电机发电;火力发电则是依靠燃烧产生的内能带动发电机。由此可见提供动力的方式千差万别,但其核心却是不变的,那就是发电机。

发电机构成与运行

发电机的构成十分复杂,但大体构成如下图所示:

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发电机能够发电主要是依靠一条定律,那就是法拉第电磁感应定律。法拉第在实验中发现,一块金属,比如一根铜线,在磁场中运动,金属内部会产生电场。

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随着后人的逐步完善,发电机出现了,发电机的设计就是运用这一原理,基本原则就是固定住永磁体或者是金属,让金属或者是永磁体不停的运动,运动是相对的嘛,这样,那块不停的在磁场中运动的金属就会源源不断的发电。

励磁发电机

目前我们人类所利用的电能,99%都是同步发电机发出的。同步发电机为了实现能量的转换,需要有一个直流磁场。而产生这个磁场的直流电流,称为发电机的励磁电流。我们根据励磁电流的供给方式,凡是从其他电源获得励磁电流的发电机,称之为他励发电机,从发电机本身获得励磁电源的,则称为自励发电机。

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同步发电机的励磁系统一般由两部分组成。一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电流,以建立直流磁场,通常称为励磁功率输出部分(或称为功率单元)。另一部分用于在正常运行或发生事故时调节励磁电流,以满足运行的需要。这一部分包括励磁调节器、强行励磁、强行减磁和自动灭磁等,一般称为励磁控制部分(或称为控制单元)。

永磁发电机

除了上面说到的励磁发电机,发电机组中还有一类永磁发电机。它与励磁发电机的最大区别在于它的励磁磁场是由永磁体产生的。永磁体作为转子产生旋转磁场,三相定子绕组在旋转磁场作用下通过电枢反应,感应三相对称电流。

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永磁体在电机中既是磁源,又是磁路的组成部分。永磁发电机转子采用钢结构,表面按顺序嵌放永磁体,转子表面磁通强、重量轻、体积小、无触点,整机唯一磨损部位是轴承。

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此外,在功率等级相同的情况下,永磁式发电机处于直轴磁路中的永磁体的磁导率很小,直轴 电枢反电抗 Xad 较电励磁同步电机小很多,因而电压调整率也比电励磁同步电机小,输出波形接近正弦波,输出电压稳定、线电压畸变小,输出电压波形好。

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永磁转子结构免去了产生转子磁场所需的励磁功率和碳刷、滑环之间摩擦的机械损耗,使得永磁式发电机效率大为提高。普通励磁式发电机在 额定转速范围内平均效率只有 65%,而永磁式发电机则可高达 83%以上。

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怎么样,看完之后对电是如何来的有了更深刻的了解呢?就是发电机这样一个设备,让千万家庭用上了电,造福了整个人类!


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