一文看懂交流发电机的工作原理

交流电的来源

1. 交流电主要来自水力、火力发电，风力、太阳能等其它方式为补充，水力、火力、风力发电原理基本相同，通过动力驱动交流发电机转动而发出交流电，太阳能发电有所不同，是根据硅晶板发出的直流电，逆变之后并网发电的。

2. 交流发电机是利用原动力驱动转子旋转，转子上面绕有励磁绕组产生磁场，当转子转动时，这个磁场穿过定子绕组，使定子绕组磁通量发生变化， 在定子绕组内便产生交流感应电动势。

这个电动势会随着转子的转动，电压、电流也会时刻变化着，根据绕组在定子铁芯内镶嵌排列的方式而感应出正弦交流电。

交流发电机的工作原理

在网上找了一下，没有找到发电机的相关图片，只有这个理想发电机模型的图片。

图一

图二

现根据以上两个图，来做一个简要的原理说明

1. 图一中为发电机理想模型，顺着箭头方向摇动线圈（这里的线圈只画了一匝，实际为很多匝），线圈直线段部分分别切割磁场的N、S极，在线圈中就会产生电动势。这就是发电机的原理。但现实中的发电机并不是这样子的，因为转子安装的局限性所致，不太好把转子设置为线圈，那么我们的科学家开动了他们的大脑，而是把转子设定为磁场，定子为线圈，这样设计后，交流发电机可以想做多大就做大。据网查，世界上最大的水轮发电机组，在我国三峡工程中单台机组70万千瓦。

2. 图二就是三相发电机组的简图了，当图中的E、F接入直流励磁电压后，会在转子铁芯中接生磁场，通过原动力驱动转子转动磁场切割定子线圈，就会在定子线圈内产生，电压、电流的大小、方向时刻变化的交流电，这个交流电压、电流的正弦波形如下图三所示。

图三

3. 图三所示即为发电机输出波形，这个波形对应发电机的定子线圈安装的电气角度，三相线圈U、V、W对应于铁芯位置互为相差120度，电流的正弦波形的变化，对应的是转子磁场的N、S极切割定子线圈时的位置，当磁场N极接近并离去线圈U绕组时的过程，在定子线圈中会感应出感应正半周的电流。是一个由0-逐渐增大-最大-逐渐减小-0的电流，当磁场S极接近与离去线圈U绕组时的过程，在定子线圈中会，是一个由0-逐渐减小-最小-逐渐增大-0的过程。

以上就是交流发电机的发出正弦交流电的过程。