電是怎麼來的?這些知識你需要知道!

小的時候大家想必都有過這樣一個疑問,那就是:電究竟是怎麼來的?

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小旭小時候就認為電和水一樣,在打雷的時候把電存起來,然後通過電線送到各家各戶。但隨著年齡的增長和學識的增加,我才知道原來有發電機這種神奇的東西,也知道了電是通過發電機產生的。

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那麼發電機究竟是如何發電的呢?今天小旭就帶大家一起領略發電機的奧秘吧!

發電機組

說起發電,那麼一定要先給大家介紹一下發電機組,畢竟發電可不是隻有發電機參與的。

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發電的過程由整個發電機組參與,而發電機組一般包括髮動機、發電機、控制系統。

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在控制系統的指揮下,發動機提供動能,發電機產生電流,一同合作產生了電。

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提供動能的方式有很多,如風力發電機依靠風能帶動電機扇葉轉動,產生電流;水力發電機利用水流的落差產生的重力勢能帶動發電機發電;火力發電則是依靠燃燒產生的內能帶動發電機。由此可見提供動力的方式千差萬別,但其核心卻是不變的,那就是發電機。

發電機構成與運行

發電機的構成十分複雜,但大體構成如下圖所示:

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發電機能夠發電主要是依靠一條定律,那就是法拉第電磁感應定律。法拉第在實驗中發現,一塊金屬,比如一根銅線,在磁場中運動,金屬內部會產生電場。

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隨著後人的逐步完善,發電機出現了,發電機的設計就是運用這一原理,基本原則就是固定住永磁體或者是金屬,讓金屬或者是永磁體不停的運動,運動是相對的嘛,這樣,那塊不停的在磁場中運動的金屬就會源源不斷的發電。

勵磁發電機

目前我們人類所利用的電能,99%都是同步發電機發出的。同步發電機為了實現能量的轉換,需要有一個直流磁場。而產生這個磁場的直流電流,稱為發電機的勵磁電流。我們根據勵磁電流的供給方式,凡是從其他電源獲得勵磁電流的發電機,稱之為他勵發電機,從發電機本身獲得勵磁電源的,則稱為自勵發電機。

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同步發電機的勵磁系統一般由兩部分組成。一部分用於向發電機的磁場繞組提供直流電流,以建立直流磁場,通常稱為勵磁功率輸出部分(或稱為功率單元)。另一部分用於在正常運行或發生事故時調節勵磁電流,以滿足運行的需要。這一部分包括勵磁調節器、強行勵磁、強行減磁和自動滅磁等,一般稱為勵磁控制部分(或稱為控制單元)。

永磁發電機

除了上面說到的勵磁發電機,發電機組中還有一類永磁發電機。它與勵磁發電機的最大區別在於它的勵磁磁場是由永磁體產生的。永磁體作為轉子產生旋轉磁場,三相定子繞組在旋轉磁場作用下通過電樞反應,感應三相對稱電流。

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永磁體在電機中既是磁源,又是磁路的組成部分。永磁發電機轉子採用鋼結構,表面按順序嵌放永磁體,轉子表面磁通強、重量輕、體積小、無觸點,整機唯一磨損部位是軸承。

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此外,在功率等級相同的情況下,永磁式發電機處於直軸磁路中的永磁體的磁導率很小,直軸 電樞反電抗 Xad 較電勵磁同步電機小很多,因而電壓調整率也比電勵磁同步電機小,輸出波形接近正弦波,輸出電壓穩定、線電壓畸變小,輸出電壓波形好。

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永磁轉子結構免去了產生轉子磁場所需的勵磁功率和碳刷、滑環之間摩擦的機械損耗,使得永磁式發電機效率大為提高。普通勵磁式發電機在 額定轉速範圍內平均效率只有 65%,而永磁式發電機則可高達 83%以上。

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怎麼樣,看完之後對電是如何來的有了更深刻的瞭解呢?就是發電機這樣一個設備,讓千萬家庭用上了電,造福了整個人類!


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