多磁极三相发电机原理模型

多磁极三相发电机原理模型

Principle of Multipolar Three-phase Generator

蒸汽轮机或燃气轮机转速可达3000r/min，其他一些发动机没有这么高的转速，大型内燃机转速只有几百转至一千多转，需采用多极同步发电机。 多极发电机的旋转磁场由转子上的多对磁极产生。

凸极式转子

图1是有3对磁极的转子模型。由于每个磁极都是从转子上明显凸起，称之为凸极式转子。每个磁极上都绕有励磁线圈，形成南北相间的6个磁极，励磁电源通过滑环向励磁线圈供电。

凸极转子的励磁线圈

该模型的转子有3对磁极，旋转一周磁场将循环3个周期，每旋转120度磁场变化1个周期。在定子铁芯内园周有18个嵌线槽。

定子铁芯

在120度机械角度里有6个槽，均匀分布A相、B相、C相3个线圈；另外两个120度里同样各自分布3个线圈。3个A相线圈串联起来即为整机的A相绕组，3个B相线圈串联起来即为整机的B相绕组，3个C相线圈串联起来即为整机的C相绕组，3个绕组按星形接法将三个绕组尾端连在一起引出即中性线，3个绕组的引出端为相线，见图4。

定子线圈的分布与连接

为看清线圈的分布与连接，图4中定子为半透明。 转子插在定子中，与定子有很小间隙，可自由旋转。下面就是多磁极发电机的原理模型。

多磁极发电机的原理模型

当转子匀速旋转时A、B、C相线圈顺序切割磁力线，都会感生交流电动势，其幅度与频率相同。由于三个线圈均匀分布，它们感应电势的相位也相差120度电角度（每周期为360度电角度）。 当转子旋转一周将感生出3个周期的三相交流电动势。当转子转速为每分钟1000转时，所感生交流电动势的频率为50赫兹。 本模型仅是个原理模型，定子线圈的分布与连接仅表示基本规律，实际发电机上定子的槽数要多得多，绕组分布也复杂得多。 下面是多磁极发电机的原理模型的3D动画,画面上有每根相线的输出电势波形。

多磁极发电机3D动画