发电机是指将其他形式的能源转换成电能的机械设备,它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动,将水流,气流,燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机,再由发电机转换为电能。
发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。发电机的形式很多,但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此,其构造的一般原则是:用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路,以产生电磁功率,达到能量转换的目的。
发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。
定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。
转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。
由轴承及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,使转子能在定子中旋转,做切割磁力线的运动,从而产生感应电势,通过接线端子引出,接在回路中,便产生了电流。
1832年,法国人毕克西发明了手摇式直流发电机,其原理是通过转动永磁体使磁通发生变化而在线圈中产生感应电动势,并把这种电动势以直流电压形式输出;
1866年,德国的西门子发明了自励式直流发电机;
1870年,比利时的格拉姆制成了环形电枢,发明了环形电枢发电机。这种发电机是用水力来转动发电机转子的,经过反复改进,于1875年得到了3.2KW的输出功率;
1882年,美国的戈登制造出了输出功率447KW,高3米,重22吨的两相式巨型发电机;
1896年,特斯拉的两相交流发电机在尼亚拉发电厂开始劳动营运,3750KW,5000V的交流电一直送到40公里外的布法罗市。
燃煤发电机组,是将煤等化石燃料的化学能转化为电能的机械设备。燃煤发电机组工作原理:是将煤燃烧产生的热能,通过发电动力装置(电厂锅炉、汽轮机和发电机及其辅助装置等)转换成电能。燃煤发电历史较悠久,也是较为重要的一种。
燃煤发电机组主要由燃烧系统(以锅炉为核心)、汽水系统(主要由各类泵、给水加热器、凝汽器、管道、水冷壁等组成)、电气系统(以汽轮发电机、主变压器等为主)、控制系统等组成。前二者产生高温高压蒸汽;电气系统实现由热能、机械能到电能的转变;控制系统保证各系统、合理、经济运行。燃煤发电作为一种传统的发电方式也有其弊端和不足之处,如煤炭直接燃烧排放的SO2、NOX等酸性气体不断增长,使得我国的酸雨量增加,粉尘污染污染对人们的生活及植物的生长造成不良影响。因此要不断地改进燃煤发电的行程,利用各种技术提高发电效率,减小环境污染,如对烟尘采用脱硫除尘处理或改烧天然气,气轮机改用空气冷却。