三相交流電發(fā)電機(jī)工作原理

三相正弦交流電一般由三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生，發(fā)電原理如圖3-1(a)所示。發(fā)電機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分構(gòu)成。定子包括機(jī)座、定子鐵心、電樞繞組等幾部分。定子鐵心固定在機(jī)座里，其內(nèi)圓表面沖有均勻分布的槽。定子槽內(nèi)對稱嵌放著參數(shù)相同的三組繞組，每組N匝(圖中以一匝示意)稱為一相，于是有三相對稱繞組，每相的始末端分別用U₁、U₂，V₁、V₂，W₁、W₂標(biāo)示。圖3-1(b)是一相繞組結(jié)構(gòu)示意圖。圖3-1(c)為每相繞組電路模型。各相繞組的始端 U₁、V₁、W₁（末端U₂、V₂、W₂)彼此間隔120°。這樣三相繞組的法線方向也互成120°(線圈繞組的法線與輸出電流正方向成右螺旋關(guān)系)如圖3-1(a)中、、所示方向。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵心上繞有勵(lì)磁線圈，它以直流電流?I勵(lì)磁，可產(chǎn)生恒磁通 ，這就形成一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的磁極S－N，其磁通經(jīng)定子鐵心閉合。轉(zhuǎn)子由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，按順時(shí)針方向以ω角速度勻速旋轉(zhuǎn)。
 

    設(shè)t＝0時(shí)，磁極是由方位轉(zhuǎn)動(dòng)，圖3-1(a)中磁極位于ωt＝ 瞬間，各相繞組中穿過的磁通量將隨時(shí)間變化。的大小應(yīng)為在各法線方向的投影，即   

                      (3-1)

                    (3-2)

用相量表述為

                                       (3-3)

                                       (3-4)

                                                    圖3-2 三相對稱電動(dòng)勢
    三相電動(dòng)勢各瞬時(shí)值抵達(dá)正幅值的先后次序稱為相序。圖3-1(a)所示電源相序U₁→V₁→W₁稱為正相序，與之相反的相序U₁→W₁→V₁稱為逆相序。當(dāng)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)必須嚴(yán)格按相序同名端連線。一些三相負(fù)載的工作狀態(tài)也與相序密切相關(guān)，比如給三相電動(dòng)機(jī)逆相序供電，則使其反轉(zhuǎn)。將三相電源輸出端線的任意兩個(gè)接點(diǎn)彼此調(diào)換一次，即可獲得逆相序供電。相序無誤才能確保系統(tǒng)正常工作。