发电机的工作原理是什么？

Question

如题所述

Answer 1

1. 发电机是将机械能转换为直流电能的装置，广泛应用于直流电动机、电解、电镀、电冶炼、充电以及作为交流发电机的励磁等场合。尽管在一些需要直流电的场合，可以使用电力整流元件将交流电转换为直流电，但直流发电机在便利性、运行可靠性和某些特定工作性能方面仍不可与交流发电机相提并论。
2. 发电机的工作原理基于直流电机的工作模型。在发电机运行时，电枢绕组产生的感应电势和电流方向会随着电枢的位置变化而变化。在某一瞬间，假设电枢绕组边ab的感应电势方向是从b端到a端，而边cd的感应电势方向是从d端到c端。此时，电枢中的电流方向是从B刷到d，再到c，然后到b，最后到达a，回到A刷。电枢绕组边ab和cd产生的电磁力f作用在电枢的圆周切线方向，形成电磁转矩Tem，其方向为顺时针，与电机的旋转方向相反。当电枢转过180度位置后，电流方向改变，但外电路中的电流方向保持不变，电磁转矩Tem的方向也随之变为顺时针。
3. 从上述分析可以得出，当直流电机作为发电机运行时，具有以下特点：
(1) 电枢线圈内的电流ia是交流的，同时产生的感应电势e也是交流的。
(2) 电刷之间的电势是直流电势，而电枢内的感应电动势e和电流ia的方向相同。
(3) 由电枢电流产生的磁场在空间上是固定不变的。
(4) 电磁转矩Tem与电机的旋转方向相反，起到制动作用。