世界發電機歷史
世界(jie)發電機(ji)(ji)歷史(shi) 發電機(ji)(ji)英文名(ming)稱：Generators，最早產生(sheng)于第二(er)次(ci)工(gong)業革(ge)命時期，是在1866年由德國工(gong)程師西門子(zi)制成，它(ta)由水(shui)輪(lun)機(ji)(ji)、汽輪(lun)機(ji)(ji)、柴油機(ji)(ji)或其它(ta)動力(li)機(ji)(ji)械驅(qu)動，將水(shui)流(liu)，氣流(liu)，燃料(liao)燃燒或原(yuan)子(zi)核(he)裂變產生(sheng)的能(neng)(neng)(neng)(neng)量轉化為(wei)機(ji)(ji)能(neng)(neng)(neng)(neng)傳給發電機(ji)(ji)，再由發電機(ji)(ji)轉換為(wei)電能(neng)(neng)(neng)(neng)。電能(neng)(neng)(neng)(neng)是現代社會最主要的能(neng)(neng)(neng)(neng)源之一(yi)。
盡管有各(ge)式各(ge)樣的(de)(de)發電(dian)(dian)(dian)機，但其工作原(yuan)理都是一樣的(de)(de)，基于電(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)力定律和(he)(he)電(dian)(dian)(dian)感應(ying)定律。所以，發電(dian)(dian)(dian)機構造的(de)(de)一般(ban)原(yuan)則是：用適當的(de)(de)導電(dian)(dian)(dian)材料(liao)和(he)(he)導磁(ci)(ci)(ci)構成相(xiang)互進(jin)行電(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)感應(ying)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)路和(he)(he)磁(ci)(ci)(ci)路，以產(chan)生電(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)功率，從而達到(dao)能量轉換的(de)(de)目的(de)(de)。發電(dian)(dian)(dian)機的(de)(de)分類可歸納如下：
1、交(jiao)流發電機(ji)；
2、直流發電機；
3、異步發電(dian)機；
4、同(tong)步發(fa)(fa)(fa)電(dian)機(ji)，其中(zhong)交流(liu)發(fa)(fa)(fa)電(dian)機(ji)還可分為三相(xiang)發(fa)(fa)(fa)電(dian)機(ji)與單相(xiang)發(fa)(fa)(fa)電(dian)機(ji)。 發(fa)(fa)(fa)電(dian)機(ji)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)歷史 在公元1831年，法拉(la)第(di)(di)將(jiang)一(yi)個(ge)封閉電(dian)路中(zhong)的(de)導線(xian)通過(guo)(guo)電(dian)磁場，導線(xian)轉(zhuan)動有(you)電(dian)流(liu)流(liu)過(guo)(guo)電(dian)線(xian)，法拉(la)第(di)(di)因此了解到電(dian)和(he)磁場之間有(you)某種(zhong)緊密的(de)關連，他建造(zao)了第(di)(di)一(yi)座發(fa)(fa)(fa)電(dian)機(ji)原型(xing)，其中(zhong)包括了在磁場中(zhong)迥轉(zhuan)的(de)銅(tong)盤，此發(fa)(fa)(fa)電(dian)機(ji)產生了電(dian)力。
在(zai)此之前，所(suo)有的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)皆由靜電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)器和電(dian)(dian)(dian)(dian)池所(suo)產生(sheng)，而(er)這(zhe)(zhe)二者(zhe)均無法產生(sheng)巨大力(li)量。但是，法拉第的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)終于(yu)改變(bian)了(le)(le)(le)一切。 1832年，法國人(ren)畢克西(xi)發(fa)(fa)(fa)明(ming)了(le)(le)(le)手搖式直(zhi)(zhi)流發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)，其原(yuan)理是通(tong)過(guo)轉(zhuan)動(dong)永磁體(ti)使磁通(tong)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)變(bian)化而(er)在(zai)線圈中產生(sheng)感應電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)勢，并把這(zhe)(zhe)種(zhong)電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)勢以直(zhi)(zhi)流電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)形式輸(shu)出(chu) 1866年，德國的(de)(de)西(xi)門子發(fa)(fa)(fa)明(ming)了(le)(le)(le)自勵式直(zhi)(zhi)流發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji) 1869年，比利時的(de)(de)格拉姆制(zhi)成了(le)(le)(le)環形電(dian)(dian)(dian)(dian)樞，發(fa)(fa)(fa)明(ming)了(le)(le)(le)環形電(dian)(dian)(dian)(dian)樞發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)。這(zhe)(zhe)種(zhong)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)是用水力(li)來轉(zhuan)動(dong)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)轉(zhuan)子的(de)(de)，經(jing)過(guo)反復改進，于(yu)1847年得(de)到(dao)了(le)(le)(le)3.2KW的(de)(de)輸(shu)出(chu)功率(lv) 1882年，美國的(de)(de)戈登制(zhi)造(zao)出(chu)了(le)(le)(le)輸(shu)出(chu)功率(lv)447KW，高3米，重(zhong)22噸的(de)(de)兩相式巨型(xing)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)。
美國的特(te)斯(si)拉(la)(la)在愛迪生(sheng)公(gong)(gong)(gong)司(si)的時候就(jiu)(jiu)決心開發(fa)(fa)交(jiao)流電(dian)機(ji)，但由于愛迪生(sheng)堅持只搞直流方式，因此他就(jiu)(jiu)把兩(liang)相(xiang)交(jiao)流發(fa)(fa)電(dian)機(ji)和電(dian)動機(ji)的專利權賣給了西(xi)屋公(gong)(gong)(gong)司(si) 1896年(nian)，特(te)斯(si)拉(la)(la)的兩(liang)相(xiang)交(jiao)流發(fa)(fa)電(dian)機(ji)在尼(ni)亞拉(la)(la)發(fa)(fa)電(dian)廠開始勞動營(ying)運，3750KW，5000V的交(jiao)流電(dian)一直送到(dao)40公(gong)(gong)(gong)里外的布法羅市 1889年(nian)，西(xi)屋公(gong)(gong)(gong)司(si)在俄勒岡州(zhou)建設了發(fa)(fa)電(dian)廠 1892年(nian)成(cheng)功地將15000伏電(dian)壓送到(dao)了皮茨菲爾(er)德 發(fa)(fa)電(dian)機(ji)的工作(zuo)原理(li) 發(fa)(fa)電(dian)機(ji)主要由轉子(zi)、定子(zi)、電(dian)刷(shua)、端蓋及軸承等部件構成(cheng)。
定(ding)(ding)(ding)(ding)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)是(shi)(shi)由定(ding)(ding)(ding)(ding)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)鐵(tie)芯、機(ji)座(zuo)、線(xian)包繞(rao)組(zu)、及(ji)(ji)固定(ding)(ding)(ding)(ding)這些部件的其他(ta)結構件組(zu)成(cheng)(cheng)。轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)由轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)磁極、轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)鐵(tie)芯、滑環(huan)(huan)、(又(you)稱銅環(huan)(huan).集電(dian)(dian)(dian)環(huan)(huan))、轉(zhuan)(zhuan)軸及(ji)(ji)風扇等(deng)部件組(zu)成(cheng)(cheng)。發(fa)電(dian)(dian)(dian)機(ji)電(dian)(dian)(dian)流的產生(sheng)(sheng)是(shi)(shi)通過軸承、機(ji)座(zuo)及(ji)(ji)端蓋將發(fa)電(dian)(dian)(dian)機(ji)的定(ding)(ding)(ding)(ding)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)，轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)連(lian)接組(zu)裝起來，使(shi)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)在定(ding)(ding)(ding)(ding)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)中旋轉(zhuan)(zhuan)，通過滑環(huan)(huan)通入一定(ding)(ding)(ding)(ding)勵磁電(dian)(dian)(dian)流，使(shi)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)成(cheng)(cheng)為一個旋轉(zhuan)(zhuan)磁場(chang)，定(ding)(ding)(ding)(ding)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)線(xian)圈做切(qie)割磁力(li)線(xian)的運動，從(cong)而產生(sheng)(sheng)感應電(dian)(dian)(dian)勢。通過接線(xian)端子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)引出，接在回路中，這樣就產生(sheng)(sheng)了(le)電(dian)(dian)(dian)流。
由于電(dian)(dian)刷(shua)與轉(zhuan)子(zi)相(xiang)連處有斷路(lu)處，使轉(zhuan)子(zi)按一定方向轉(zhuan)動，產生交變(bian)電(dian)(dian)流，簡稱交流電(dian)(dian)。 汽輪(lun)(lun)(lun)發電(dian)(dian)機(ji)(ji)是汽輪(lun)(lun)(lun)機(ji)(ji)配(pei)套的(de)(de)(de)發電(dian)(dian)機(ji)(ji)。為了得到較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)效率(lv)，汽輪(lun)(lun)(lun)機(ji)(ji)一般(ban)做成高(gao)(gao)速(su)(su)(su)的(de)(de)(de)，通常為3000轉(zhuan)/分(fen)（頻率(lv)為50Hz）或(huo)3600轉(zhuan)/分(fen)(頻率(lv)為60Hz）。核電(dian)(dian)站中汽輪(lun)(lun)(lun)機(ji)(ji)轉(zhuan)速(su)(su)(su)一般(ban)在1500轉(zhuan)/分(fen)以(yi)上。高(gao)(gao)速(su)(su)(su)汽輪(lun)(lun)(lun)發電(dian)(dian)機(ji)(ji)為了減少因離心(xin)力而(er)產生的(de)(de)(de)機(ji)(ji)械(xie)應(ying)力以(yi)及降低風摩耗，轉(zhuan)子(zi)正(zheng)常采用細(xi)長的(de)(de)(de)轉(zhuan)子(zi)。尤其是在3000轉(zhuan)/分(fen)以(yi)上的(de)(de)(de)大容(rong)量(liang)高(gao)(gao)速(su)(su)(su)機(ji)(ji)組，由于材料強度(du)(du)的(de)(de)(de)關系，轉(zhuan)子(zi)直徑受到嚴格的(de)(de)(de)限制，一般(ban)不能超(chao)過1.2米。而(er)轉(zhuan)子(zi)本(ben)體(ti)的(de)(de)(de)長度(du)(du)又受到臨(lin)界(jie)速(su)(su)(su)度(du)(du)的(de)(de)(de)限制。
當本體長度達到直徑的(de)(de)(de)(de)6倍以(yi)(yi)上時,轉(zhuan)(zhuan)子的(de)(de)(de)(de)第二臨界(jie)速度將接近于電(dian)機(ji)的(de)(de)(de)(de)運轉(zhuan)(zhuan)速度，運行中可(ke)(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)振動。所以(yi)(yi)大(da)型高速汽輪(lun)發(fa)電(dian)機(ji)轉(zhuan)(zhuan)子的(de)(de)(de)(de)尺寸(cun)受到嚴格的(de)(de)(de)(de)限(xian)制(zhi)(zhi)。 發(fa)電(dian)機(ji)類(lei)型 按照能(neng)源(yuan)形態的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)同，可(ke)(ke)以(yi)(yi)制(zhi)(zhi)成不(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)發(fa)電(dian)機(ji)。利用(yong)(yong)水利資(zi)源(yuan)和(he)水輪(lun)機(ji)配合(he)(he)，可(ke)(ke)以(yi)(yi)制(zhi)(zhi)成水輪(lun)發(fa)電(dian)機(ji)；由于水庫容量和(he)水頭落差高低不(bu)(bu)(bu)同，可(ke)(ke)以(yi)(yi)制(zhi)(zhi)成容量和(he)轉(zhuan)(zhuan)速各(ge)(ge)異(yi)的(de)(de)(de)(de)水輪(lun)發(fa)電(dian)機(ji)。利用(yong)(yong)煤、石油(you)等(deng)資(zi)源(yuan)，和(he)鍋爐，渦輪(lun)蒸(zheng)汽機(ji)配合(he)(he)，可(ke)(ke)以(yi)(yi)制(zhi)(zhi)成汽輪(lun)發(fa)電(dian)機(ji)，這種(zhong)發(fa)電(dian)機(ji)多為(wei)高速電(dian)機(ji)(3000rpm)。此(ci)外(wai)還有利用(yong)(yong)風能(neng)、原子能(neng)、地熱、潮汐等(deng)能(neng)量的(de)(de)(de)(de)各(ge)(ge)類(lei)發(fa)電(dian)機(ji)。
柴(chai)油(you)發(fa)電(dian)機(ji)(ji)組 以柴(chai)油(you)為(wei)燃(ran)料的(de)(de)內燃(ran)機(ji)(ji)驅動(dong)的(de)(de)發(fa)電(dian)機(ji)(ji)，它起動(dong)迅速，操作(zuo)方(fang)便，但(dan)內燃(ran)機(ji)(ji)發(fa)電(dian)成本較(jiao)高(gao)。柴(chai)油(you)發(fa)電(dian)機(ji)(ji)組一(yi)般是作(zuo)為(wei)應急備用電(dian)源，或(huo)者(zhe)流動(dong)電(dian)站和一(yi)些(xie)大(da)電(dian)網還沒(mei)有到達的(de)(de)地區使用。柴(chai)油(you)發(fa)電(dian)機(ji)(ji)轉(zhuan)速一(yi)般在(zai)1500轉(zhuan)/分，它制(zhi)造比(bi)較(jiao)簡單(dan)。
因(yin)此，柴油(you)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)結構(gou)部(bu)件，特別是轉軸要有足夠的(de)(de)強度和剛度，以(yi)防(fang)止這些(xie)部(bu)件因(yin)振動而斷(duan)裂(lie)。此外，為(wei)防(fang)止因(yin)轉矩(ju)脈動而引(yin)起發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)旋(xuan)轉角(jiao)速度不均勻，造成(cheng)電(dian)(dian)壓波動，引(yin)起燈光閃爍。柴油(you)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)轉子也要求有較(jiao)大的(de)(de)轉動慣量(liang)，而且應使軸系(xi)的(de)(de)固有扭振頻率與柴油(you)機(ji)(ji)的(de)(de)轉矩(ju)脈動中(zhong)任一交變分量(liang)的(de)(de)頻率相差20%以(yi)上，以(yi)免發(fa)(fa)生共振，造成(cheng)斷(duan)軸事故。
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