為什麼大型發電機要設計成線圈做定子,磁極做轉子,而小型直流電機都是線圈轉動磁體不動?

時間 2021-05-31 12:21:20

1樓:電力民工

首先糾正一下,大型發電機轉子並不是永磁體,而是勵磁繞組。

既然提到大型發電機,那麼姑且認為是汽輪機或者水輪機等大型同步發電機,風力發電機則不在考慮之內。

主要原因有兩個

第一,假如線圈做轉子,勵磁繞組做定子,轉子要旋轉,因此如果要傳輸電能至電網,則必須有滑環連線,而滑環連線最大的問題是存在接觸電阻,在大電流下會嚴重發熱甚至產生電弧,燒毀接觸點,從而大大限制了可傳輸功率。

第二,電網要保持穩定,電壓要基本保持恆定。無功功率的平衡在電力系統安全穩定執行當中十分重要,無功補償的主要裝置之一就是同步發電機。根據發電機電樞反應向量方程,當電力系統感性負荷增加時,無功功率消耗會增加,導致用電裝置端電壓下降,此時為保證電網電壓恆定,發電機轉子繞組會增加勵磁電流,產生過勵磁反應,進而向電網發出無功功率。

反之則產生欠勵磁反應。這樣從而實現電力系統基本穩定,而永磁體無法調節勵磁,因此也就無法按上述方案調節電力系統無功功率。需要注意,勵磁功率與發電產生的功率相比,差了可不是乙個數量級,因此滑環連線是允許的。

為什麼像風力發電機這樣的是永磁式同步電機,答案就是結構簡單,效率高,在風機支座上,能省空間就盡量省,所以採用永磁同步電機。

但是題主拿同步交流發電機跟直流電機做對比,總感覺有點詭異。

同步電機非同步電機本質都是交流機,交流機的設計理念都是磁場旋轉,而直流機的主要設計理念是磁場恆定。直流電機如果不考慮換向器造成的電流變化,轉子電流也是恆定的。設想一下,搞乙個永磁體的轉子,然後由換向器向不同的定子繞組注入電流,怎麼看都覺得是交流機的變種,您說詭異不?

2樓:凌城

為什麼這樣,應該說是迫不得已。旋轉,就要意味著,發電機線圈與輸電線路間連線部分不能固定,我們使用叫滑環的東西連線彼此。顯而易見活動的接觸部位沒有固定連線部位安全可靠,在電壓與電流比較低的極小型發電機(為什麼說極小型,因為這種發電或許在愛迪生年代能找到,現在基本絕跡了)旋轉線圈問題還不明顯,一但電壓高到一定值,,滑環處就會噼里啪啦,閃電帶火花。

旋轉磁極,勵磁線圈也要通電,但這個電流、電壓大小遠低於發電機發出的電流電壓,根本不在乙個數量級上。所以我們一般是旋轉磁極。

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