交流發(fā)電機的工作原理

交流發(fā)電機利用電磁感應(yīng)原理，將發(fā)動機帶動發(fā)電機軸轉(zhuǎn)動的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茌敵?。根?jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，當(dāng)穿過一個閉合回路所包圍的面積的磁通量（磁力線數(shù)）發(fā)生變化時（導(dǎo)體和磁場之間存在相對運動），回路中就有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，如果回路為閉合導(dǎo)體回路，則有感應(yīng)電流產(chǎn)生 。

交流發(fā)電機就是根據(jù)上述原理設(shè)計制成，只是發(fā)電機的磁場是電磁場。給兩個炭刷上通人固定方向的電流（如炭刷a流人、炭刷b流出），則線圈附近就會產(chǎn)生磁場，磁場的方向用右手定則來判定。為增加磁場的強度，在線圈中間插一軟鐵，通電流后形成磁鐵。磁鐵周圍磁力線的方向從N極出來，由S極回到磁鐵形成環(huán)路。軟鐵上固接一根軸，當(dāng)發(fā)動機帶動此軸旋轉(zhuǎn)，便形成旋轉(zhuǎn)磁場，使導(dǎo)線和磁場之間產(chǎn)生了相對運動。

交流發(fā)電機定子的三相繞組按一定的規(guī)律嵌套在發(fā)電機的定子槽內(nèi)，彼此互差120°電角度。當(dāng)轉(zhuǎn)子磁場繞組接通直流電源時，轉(zhuǎn)子的爪極被磁化為N極和S極。其磁力線由N極出發(fā)，穿過轉(zhuǎn)子與定子之間很小的氣隙進入定子鐵心，最后又通過氣隙回到S極。

同步發(fā)電機是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，它通過轉(zhuǎn)子磁場和定子繞組的相對運動，將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>

當(dāng)轉(zhuǎn)子在外力帶動下，轉(zhuǎn)子磁場和定子導(dǎo)體作相對運動，即導(dǎo)體切割磁力線，因此在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其方向可根據(jù)右手定則判定。由于轉(zhuǎn)子磁極的位置使導(dǎo)體以垂直方向切割磁力線，所以此時定子繞組中的感應(yīng)電動勢最大。

當(dāng)磁極轉(zhuǎn)過90度后。磁極成水平位置，導(dǎo)體不切割磁力線，其感應(yīng)電動勢為零。轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)90度，定時定子繞組又以垂直方向切割磁力線，使感應(yīng)電動勢達到最大值，但方向與前相反。

當(dāng)轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)90度，感應(yīng)電動勢又變?yōu)榱?。這樣轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一周，定子繞組的感應(yīng)電動勢也發(fā)生正、負變化。如果轉(zhuǎn)子連續(xù)勻速旋轉(zhuǎn)，在定子繞組中就感應(yīng)出一個周期性不斷變化的交變電動勢。