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感应子式中频发电机的工作原理与特点

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:感应子式中频发电机的励磁绕组和电枢绕组都装在定子槽内。倍齿距式三相中频发电机中,每个槽的齿距范围内。图7-15 等齿距式中频发电机结构原理图当转子以恒定转速旋转时,被电枢绕组线圈A包围的中齿2中的总磁通产生脉振。

感应子式中频发电机的工作原理与特点

感应子式中频电机的励磁绕组和电枢绕组都装在定子槽内。转子上没有绕组,只开有规定的齿槽,通常称为感应子。根据定、转子之间的齿距和齿数的关系,又分为倍齿距和等齿距两种结构型式。

1.倍齿距式感应子发电机的工作原理

图7-13所示为倍齿距式感应子发电机的工作原理。

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图7-13 倍齿距式单相发电机结构原理图

该发电机的转子外圆只开有一种槽,均匀分布。定子上冲有两种槽:大槽和小槽。大槽一般有4或6个,沿圆周均匀分布,大槽内嵌放励磁绕组。励磁绕组通以直流后,在定子内腔形成极性交替的磁场。每两个大槽之间又均匀分布有若干个小槽,其槽齿距和转子的槽齿距相同。小槽内嵌放电枢绕组。中频电能就是从这个电枢绕组中发出的。

图7-13下侧画出发电机气隙中磁密的分布情况曲线。由于转子齿槽的存在,各处的磁阻不同。所以,在转子齿范围内的气隙磁通密度较高,而在转子槽范围内的磁通密度较低。磁通在空间圆周方向上的分布有周期性。若将气隙磁通分解,则可分为一个恒定分量和一个交变分量。其中,交变分量磁通的分布周期相当于一个转子的齿距。也就是说,转子的一个齿距相当于一对“中频磁极”。这样,转子上有Z2个齿的感应子发电机。就相当于一台具有Z2对磁极的同步发电机。当转子以恒定的转速n旋转时,磁通的交变分量在电枢绕组内所感应的电动势频率f则为:

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式中 f——发电机输出的电压频率(Hz);

Z2——转子的齿数;

n——转子的转速(r/min)。

倍齿距式三相中频发电机中,每个槽的齿距范围内(即一对中频磁极范围内)。定子上有KZ个齿,KZ=3或KZ=6。上面嵌放三相电枢绕组,如图7-14所示。

978-7-111-31815-6-Chapter07-42.jpg(www.xing528.com)

图7-14 KZ不同的三相中频发电机电枢绕组

a)KZ=3 b)KZ=6

由于三相电枢绕组在空间互差120°电度角,所以当转子旋转时,各相电枢绕组中产生的电动势相位差必然互差120°的时间电角度,即可获得三相对称的中频电动势。

倍齿距式发电机发出的电压频率范围,单相发电机约为4000Hz及以下;三相发电机约为2000Hz及以下。

2.等齿距式感应子发电机的工作原理

这种发电机在结构上,其转子部分和倍齿距式发电机完全相同。主要的特殊结构是:它的定子有大、中、小三种槽。大槽内嵌放励磁绕组;两个大槽之间均匀分布着4~8个中槽,槽内嵌放电枢绕组;两个中槽之间又有若干个小槽。小齿的齿距和转子齿距相等,如图7-15所示。而且,当中齿1上的小齿和转子齿相互对齐时,结构上保证其相邻中齿2上的小齿正好与转子槽相对。

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图7-15 等齿距式中频发电机结构原理图

当转子以恒定转速旋转时,被电枢绕组线圈A包围的中齿2中的总磁通产生脉振。时而为最大值Z0ΦminZ0——每个中齿内的小齿数)。中齿2中磁通的交变分量若随时间变化,则线圈A就产生感应电动势,其频率和倍齿距相似,取决于转子齿数及转速。

三相电动势的发出(即三相中频发电机),主要取决与定子大齿上嵌放的绕组型式。和倍齿距原理结构一样,嵌放三相绕组即可。

等齿距式中频发电机发出电压的频率范围,单相发电机约为4000~10000Hz(有的可达到20000Hz);三相发电机约为2000Hz以上。

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