發(fā)電機是指將其他形式的能源轉換成電能的機械設備,它由水輪機、汽輪機、柴油機或其他動力機械驅動,將水流,氣流,燃料燃燒或原子核裂變產生的能量轉化為機械能傳給發(fā)電機,再由發(fā)電機轉換為電能。
發(fā)電機在工農業(yè)生產、國防、科技及日常生活中有廣泛的用途。發(fā)電機的形式很多,但其工作原理都基于電磁感應定律和電磁力定律。因此,其構造的一般原則是:用適當的導磁和導電材料構成互相進行電磁感應的磁路和電路,以產生電磁功率,達到能量轉換的目的。
發(fā)電機通常由定子、轉子、端蓋及軸承等部件構成。
定子由定子鐵芯、線包繞組、機座以及固定這些部分的其他結構件組成。
轉子由轉子鐵芯(或磁極、磁扼)繞組、護環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)、風扇及轉軸等部件組成。
由軸承及端蓋將發(fā)電機的定子,轉子連接組裝起來,使轉子能在定子中旋轉,做切割磁力線的運動,從而產生感應電勢,通過接線端子引出,接在回路中,便產生了電流。
1832年,法國人畢克西發(fā)明了手搖式直流發(fā)電機,其原理是通過轉動永磁體使磁通發(fā)生變化而在線圈中產生感應電動勢,并把這種電動勢以直流電壓形式輸出;
1866年,德國的西門子發(fā)明了自勵式直流發(fā)電機;
1870年,比利時的格拉姆制成了環(huán)形電樞,發(fā)明了環(huán)形電樞發(fā)電機。這種發(fā)電機是用水力來轉動發(fā)電機轉子的,經過反復改進,于1875年得到了3.2KW的輸出功率;
1882年,美國的戈登制造出了輸出功率447KW,高3米,重22噸的兩相式巨型發(fā)電機;
1896年,特斯拉的兩相交流發(fā)電機在尼亞拉發(fā)電廠開始勞動營運,3750KW,5000V的交流電一直送到40公里外的布法羅市。
燃煤發(fā)電機組,是將煤等化石燃料的化學能轉化為電能的機械設備。燃煤發(fā)電機組工作原理:是將煤燃燒產生的熱能,通過發(fā)電動力裝置(電廠鍋爐、汽輪機和發(fā)電機及其輔助裝置等)轉換成電能。燃煤發(fā)電歷史較悠久,也是較為重要的一種。
燃煤發(fā)電機組主要由燃燒系統(tǒng)(以鍋爐為核心)、汽水系統(tǒng)(主要由各類泵、給水加熱器、凝汽器、管道、水冷壁等組成)、電氣系統(tǒng)(以汽輪發(fā)電機、主變壓器等為主)、控制系統(tǒng)等組成。前二者產生高溫高壓蒸汽;電氣系統(tǒng)實現由熱能、機械能到電能的轉變;控制系統(tǒng)保證各系統(tǒng)、合理、經濟運行。燃煤發(fā)電作為一種傳統(tǒng)的發(fā)電方式也有其弊端和不足之處,如煤炭直接燃燒排放的SO2、NOX等酸性氣體不斷增長,使得我國的酸雨量增加,粉塵污染污染對人們的生活及植物的生長造成不良影響。因此要不斷地改進燃煤發(fā)電的行程,利用各種技術提高發(fā)電效率,減小環(huán)境污染,如對煙塵采用脫硫除塵處理或改燒天然氣,氣輪機改用空氣冷卻。