將機械能輸入轉(zhuǎn)化為電能輸出的電機稱為發(fā)電機或發(fā)電機,發(fā)電機是一款電能生成器,但是,機器產(chǎn)生的電能可以是 AC(交流電)或 DC(直流電)。因此,根據(jù)發(fā)電機產(chǎn)生的電源類型,它們分為交流發(fā)電機和直流發(fā)電機兩種類型。這兩種交流發(fā)電機都應(yīng)用相同的原理(法拉第電磁感應(yīng)定律)來發(fā)電。但是,交流發(fā)電機和直流發(fā)電機在結(jié)構(gòu)、運行和性能方面存在很多差異。
一、什么是交流發(fā)電機:
將機械能輸入轉(zhuǎn)換為交流電能輸出的發(fā)電機類型稱為交流發(fā)電機。它也被稱為交流發(fā)電機,因為它產(chǎn)生交流電。在實踐中,交流發(fā)電機是一種旨在產(chǎn)生頻率為 50 Hz 或 60 Hz 的交流電的發(fā)電機。
交流發(fā)電機由固定電樞和旋轉(zhuǎn)磁場組成。當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場與靜止的電樞繞組連接時,通過電磁感應(yīng)原理在繞組中產(chǎn)生交流電。
二、什么是直流發(fā)電機:
將輸入的機械能轉(zhuǎn)化為直流電能的發(fā)電機稱為直流發(fā)電機或直流發(fā)電機。直流發(fā)電機也稱為發(fā)電機。
直流發(fā)生器由旋轉(zhuǎn)電樞和靜磁場組成。當(dāng)旋轉(zhuǎn)電樞在靜止磁場中移動時,電樞繞組中感應(yīng)出交流電,并使用換向器(機械整流器)將其轉(zhuǎn)換為直流電并提供給外部電路。
三、交流發(fā)電機和直流發(fā)電機的區(qū)別:
參數(shù) | 交流發(fā)電機 | 直流發(fā)電機 |
定義 | 將機械能轉(zhuǎn)化為交流電能的機電能轉(zhuǎn)換裝置稱為交流發(fā)電機 | 將機械能轉(zhuǎn)化為直流電能的機電能轉(zhuǎn)換裝置稱為直流發(fā)電機 |
電樞位置 | 在交流發(fā)電機中,交流電在定子繞組中感應(yīng)。因此,定子繞組充當(dāng)電樞繞組 | 在直流發(fā)電機中,在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出電流。因此,轉(zhuǎn)子繞組充當(dāng)電樞繞組 |
產(chǎn)生的電流的性質(zhì) | 交流發(fā)電機產(chǎn)生交流電,其大小不斷變化,方向周期性變化 | 直流發(fā)電機產(chǎn)生直流電,其大小可以是脈動的或恒定的,但沿一個方向流動 |
生成輸出的頻率 | 在交流發(fā)電機中,產(chǎn)生的輸出頻率取決于旋轉(zhuǎn)磁場的速度(同步速度 | 在直流發(fā)電機的情況下,沒有頻率,因此它與轉(zhuǎn)速無關(guān) |
換向器 | 交流發(fā)電機中不需要換向器 | 由于直流發(fā)電機電樞中的感應(yīng)電流是交變的。因此,為了將其轉(zhuǎn)換為直流電,直流發(fā)電機中使用了換向器 |
能量損失 | 由于沒有換向器和碳刷,交流發(fā)電機的能量損失很低 | 在直流發(fā)電機中,使用換向器和電刷。因此,由于換向器段和電刷之間的火花,直流發(fā)電機中的能量損失很高 |
產(chǎn)生電壓的限制 | 交流發(fā)電機產(chǎn)生的電壓沒有限制 | 隨著產(chǎn)生電壓的增加,火花增加,這可能會損壞換向器。因此,直流發(fā)電機具有電壓限制 |
更換刷子 | 無需更換交流發(fā)電機中的電刷 | 換向器由于電刷之間的火花而磨損電刷。因此,直流發(fā)電機需要定期更換碳刷 |
維護(hù)和維護(hù)成本 | 交流發(fā)電機不需要經(jīng)常維護(hù)。因此,維護(hù)成本低 | 由于換向器和電刷的磨損,直流發(fā)電機需要頻繁維護(hù)。因此,它們的維護(hù)成本相對較高 |
可靠性 | 交流發(fā)電機更可靠 | 直流發(fā)電機不可靠,因為它們需要更多的維護(hù) |
效率 | 交流發(fā)電機的效率很高 | 直流發(fā)電機的效率相對較低 |
設(shè)計 | 交流發(fā)電機設(shè)計簡單 | 直流發(fā)電機具有復(fù)雜的設(shè)計 |
初期費用 | 對于交流發(fā)電機,初始成本較高 | 直流發(fā)電機的初始成本相對較低 |
總成本 | 從長遠(yuǎn)來看,交流發(fā)電機的總體成本很低 | 由于維護(hù)成本高昂,直流發(fā)電機的總成本很高 |
應(yīng)用 | 交流發(fā)電機用于為家庭、商業(yè)和工業(yè)用途供電,例如照明、風(fēng)扇等 | 直流發(fā)電機主要用于為大型直流電動機供電,例如在電力牽引、電池充電等 |
結(jié)論:
從上面的比較中,我們可以得出結(jié)論,交流發(fā)電機更可靠,設(shè)計和構(gòu)造簡單,維護(hù)簡單且成本低廉,從長遠(yuǎn)來看成本更低。相比之下,直流發(fā)電機適用于為大型直流電機(例如電力牽引)提供直流電源。由于直流電源的頻率為零,因此直流發(fā)電機的輸出不受原動機速度變化的影響。