| 4/6極雙凸極發(fā)電機(jī)原理 |
| 4/6 Pole Doubly Salient Generator Principle |
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雙凸極發(fā)電機(jī)是磁阻電機(jī)的一種，本節(jié)介紹雙凸極發(fā)電機(jī)的工作原理,。
雙凸極發(fā)電機(jī)由定子與轉(zhuǎn)子組成,，圖1是雙凸極發(fā)電機(jī)的定子，由硅鋼片疊成,，在定子的內(nèi)周有定子極,，該定子有4個(gè)極。
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圖1 雙凸極發(fā)電機(jī)的定子
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雙凸極發(fā)電機(jī)的定子可以是電勵(lì)磁或永磁勵(lì)磁或混合勵(lì)磁,，該定子采用永磁勵(lì)磁,，定子分上下兩部分，中間加有永磁體,，在圖2在表示了永磁體的極性與定子的磁力線(xiàn)走向,圖中淺藍(lán)色箭頭線(xiàn)是磁力線(xiàn),。
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圖2 雙凸極發(fā)電機(jī)定子的磁路
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雙凸極發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子同樣由硅鋼片疊成，轉(zhuǎn)子上有6個(gè)轉(zhuǎn)子極，見(jiàn)圖3,。由于該電機(jī)有4個(gè)定子極與6個(gè)轉(zhuǎn)子極,，稱(chēng)這種結(jié)構(gòu)為4/6結(jié)構(gòu)雙凸極電機(jī)。
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圖3雙凸極發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子
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| 雙凸極發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁極與定子磁極間有很小縫隙,，轉(zhuǎn)子可在定子中間自由旋轉(zhuǎn),，在電機(jī)的磁電分析中，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度并不以機(jī)械角度度量,，而以定子磁極磁通的變化周期作為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的周期,。在本例中，以定子極1與轉(zhuǎn)子極（打紅點(diǎn)）對(duì)齊為0度,，此時(shí)定子極 1與定子極 3的磁通最大,，見(jiàn)圖4左；當(dāng)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)15度（機(jī)械角度）時(shí)其電角度為90度,，定子極 1磁通減少近半,，見(jiàn)圖4右。 |
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圖4 雙凸極發(fā)電機(jī)的電角度（0-90）
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當(dāng)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)30度（機(jī)械角度）時(shí)其電角度為180度,，此時(shí)定子極 1磁通最小,，接近0，見(jiàn)圖5左,；當(dāng)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45度（機(jī)械角度）時(shí)其電角度為270度,，定子極 1磁通增大，見(jiàn)圖5右,。
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圖5 雙凸極發(fā)電機(jī)的電角度（180-270）
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| 當(dāng)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60度（機(jī)械角度）時(shí)其電角度為360度,，此時(shí)定子極 1磁通最大，一個(gè)電周期結(jié)束,，見(jiàn)圖6左,。轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，電角度周期重復(fù)開(kāi)始,，當(dāng)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)75度（機(jī)械角度）時(shí)其電角度為450度,，定子極 1磁通減少近半，見(jiàn)圖6右,，如此繼續(xù)下去,。 |
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圖6 雙凸極發(fā)電機(jī)的電角度（360-450）
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當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子極的磁通周期變化,，在定子極上繞上線(xiàn)圈,，就會(huì)在線(xiàn)圈感生電勢(shì)。在4個(gè)定子極上繞上線(xiàn)圈,，稱(chēng)之為電樞繞組,，見(jiàn)圖7,。
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圖7 在雙凸極發(fā)電機(jī)定子極繞上線(xiàn)圈
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由于定子極 1與定子極 3的磁通變化是同步的，就把線(xiàn)圈1-1與線(xiàn)圈1-2組成電樞繞組1,；定子極2與定子極4的磁通變化是同步的,，就把線(xiàn)圈2-1與線(xiàn)圈2-2組成電樞繞組2，在本例中采用串連組合,，見(jiàn)圖8,。
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圖8 雙凸極發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈連線(xiàn)
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在圖9表明電樞繞組的名稱(chēng)與輸出端極性，注意：這里的極性符號(hào)僅是標(biāo)明線(xiàn)圈組的同名端,，給感生電勢(shì)定個(gè)方向，以方便下面的波形分析,，并不表明是直流輸出,。
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圖9 線(xiàn)圈組的名稱(chēng)與輸出端極性
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電樞繞組1與電樞繞組2反相串連起來(lái)，通過(guò)4個(gè)二極管組成的全橋整流器輸出直流電到負(fù)載R,。見(jiàn)圖10,。
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圖10 線(xiàn)圈組的連接與整流輸出電路
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圖11的左上圖與左中圖是通過(guò)電樞繞組1的磁通與輸出電動(dòng)勢(shì)的波形圖；圖11的右上圖與右中圖是通過(guò)電樞繞組2的磁通與輸出電動(dòng)勢(shì)的波形圖,；可看出電樞繞組1的磁通與輸出電動(dòng)勢(shì)變化與電樞繞組2的磁通與輸出電動(dòng)勢(shì)變化相反,，即電角度相差180度。通過(guò)圖10所示電路整流后輸出圖11左下圖所示在負(fù)載R上的電壓波形圖,。
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圖11 定子極磁通變化與線(xiàn)圈組輸出電壓波形圖
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下面請(qǐng)看4/6極雙凸極發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的磁通與電動(dòng)勢(shì)變化波形動(dòng)畫(huà),。
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雙凸極發(fā)電機(jī)發(fā)電原理動(dòng)畫(huà)
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4/6極雙凸極發(fā)電機(jī)雖然有兩個(gè)電樞繞組，但兩個(gè)繞組的電動(dòng)勢(shì)一致并同步,，把兩個(gè)繞組反向連接,，兩電動(dòng)勢(shì)疊加變成單相交流輸出，故稱(chēng)4/6極雙凸極發(fā)電機(jī)為單相雙凸極發(fā)電機(jī),。
雙凸極發(fā)電機(jī)輸出的電壓不是正弦波,，接近方波，諧波成分很大,，既不適于變壓器變壓,，也不適于遠(yuǎn)距離輸送與一般交流電機(jī)使用，通常是把它就近整流成直流電再輸出,，故稱(chēng)雙凸極發(fā)電機(jī)為雙凸極直流發(fā)電機(jī),。
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