10.4 实际同步发电机

10.4 实际同步发电机

实际同步发电机的励磁绕组位于转子上，电枢位于定子上。在具有一组磁极的发电机中，流过转子绕组的直流电产生磁极，并根据电流流向确定北极和南极（图 10.18）。转子-气隙-定子路径构成了磁力线的闭合回路。

图 10.18 同步发电机感应波形。来源：wikicommons，免费使用许可 [12]

问题 如果我们使用外部驱动机构来旋转磁极，会得到什么？众所周知，通过涡轮机等外部驱动装置旋转磁极，会产生旋转磁场。

问题 在实际同步发电机中，旋转磁场代表什么？旋转磁场相对于定子线圈运动。应用法拉第定律的结果是在定子线圈中产生电动势。这些导体是不动的。法拉第定律要求考虑导体相对于磁场的速度（A−A′），以确定定子导体中感应电动势的极性。

然而，在电机中，是磁场相对于导体运动。我们看到，转子的旋转导致绕组中感应电动势的极性发生变化（图 10.19）。具体而言，力线在北极下方进入，在南极下方穿出（沿旋转方向）。

B 的箭头，指示磁场方向。">

图 10.19 感应电磁力的极性。来源：自制

根据法拉第定律，我们需要绘制线圈速度与电磁力之间的关系图（图 10.20）。

VA−A′​ 相对于磁场 $B$ 运动，方向由箭头指示。底部描绘了感应电动势的极性，箭头标有 $N$ 和 $n$，显示了线圈相对于磁场运动的方向。">

图 10.20 线圈速度与电磁力的关系。来源：自制

该图说明了电磁感应。一个直箭头斜向上指，标记为“线圈相对于磁场的速度”。一个标记为“”和“”的弯曲箭头指示旋转方向，旁边有文字“感应电动势的极性”。该草图表示线圈运动与感应电动势之间的关系。

转子的旋转将在其中感应出总电动势。

E = 4.44·N·Φ₀·f (10.11)

与变压器绕组和异步电机一样，这些绕组具有一定的电阻和电抗。