发电机
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发电机，也叫发电机,任何机那转换机械能来电用于通过电力线向家庭、商业和工业客户传输和分配。发电机也为汽车、飞机、轮船和火车提供电力。
发电机的机械功率通常来自转轴，它等于转轴扭矩乘以旋转或角速度。机械动力可能来自许多来源:液压涡轮机在水坝或瀑布;风力发电机;利用化石燃料燃烧或核裂变产生的热量产生蒸汽的蒸汽轮机;燃气轮机直接在涡轮内燃烧燃气;或者汽油和柴油发动机。发电机的结构和速度可能根据机械原动机的特性而有很大差异。
几乎所有的发电机都用来供电电力网络的产生交流电它以固定频率反转极性(通常为每秒50或60次，或两次反转)。由于许多发电机连接到一个电网中，它们必须以相同的频率同时发电。因此他们被称为同步发电机或者在某些情况下上下文交流发电机。
同步发电机
选择的主要原因电力网络的交流电它随时间的不断变化允许使用变压器。这些设备将产生的任何电压和电流转换为高电压和低电流，用于远距离传输，然后将其转换为适合每个用户的低电压(通常为120或240伏用于家庭服务)。所使用的交流电的特殊形式是a正弦波，其形状如．之所以选择这一形状，是因为它是唯一一种重复的形状，两个波在时间上相互位移，可以相加或相减，结果产生相同的形状。理想的情况是所有的电压和电流都是正弦的。的同步发电机的设计是为了生产这种形状准确，因为是实际的。下面将描述这种生成器的主要组件和特性，这一点将变得很明显。
转子
图中所示的基本同步发电机横截面在．转子的中心轴与机械原动机耦合。的磁场是由导体,或线圈，绕成槽切在圆柱铁转子的表面。这组线圈，串联在一起，因此被称为磁场绕组。磁场线圈的位置是这样的，即在空气隙中产生的磁场向外定向或径向分量在定子周围近似正弦分布外围转子的。在时，气隙中的场密度在顶部向外最大，底部向内最大，两侧为零，近似于正弦分布。
定子
初级发电机的定子由一个由铁制成的圆柱形环组成，为磁通量提供一个容易的路径。在这种情况下，定子只包含一个线圈，两边被安置在铁槽中，两端由围绕定子外围的弯曲导体连接在一起。线圈通常由若干圈组成。
当转子旋转时，电压是诱导在定子线圈。在任何时刻，电压的大小与线圈周围的磁场随时间变化的速率成正比，即。，即磁场通过线圈两侧的速率。因此，当转子从所示位置转向90°时，电压将在一个方向上达到最大然后在180°的反方向上达到最大值。电压的波形将近似于所示的正弦形式．
频率
发电机的转子结构在有两个极点，一个用于磁通量向外的和向内的通量对应的。转子每转一圈，定子线圈中产生一个完整的正弦波。电流输出的频率，单位为赫兹(圈/秒)因此等于转子转速(转/秒)。例如，要提供60赫兹的电力供应，原动机和转子的速度必须为每秒60转，或每分钟3600转。对于许多蒸汽和燃气轮机来说，这是一个方便的速度。对于非常大的涡轮，由于机械应力的原因，这样的速度可能会过高。在这种情况下，发电机转子被设计为四极，间隔为90°。在定子线圈中感应的电压，其跨度相似的90°角，每转将由两个完整的正弦波组成。60赫兹频率所需的转子速度是每分钟1800转。对于较低的速度，例如大多数水轮机所采用的速度，可以使用更多数量的极对。可能的值转子的转速，以每分钟转数为单位，等于120转f/p,在那里f是频率和p极点的数目。