利用导线切割磁力线感应出电势的电磁感应原理,将原动机的机械能变为电能输出。同步帕金斯发电机由定子和转子两部分组成。定子是发出电力的电枢,转子是磁极。定子由电枢铁芯,均匀排放的三相绕组及机座和端盖等组成。转子通常为隐极式,由励磁绕组、铁芯和轴、护环、中心环等组成。汽轮帕金斯发电机的极数多为两极的,也有四极的。
转子的励磁绕组通入直流电流,产生接近于正弦分布磁场(称为转子磁场),其有效励磁磁通与静止的电枢绕组相交链。转子旋转时,转子磁场随同一起旋转、每转一周,磁力线顺序切割定子的每相绕组,在三相定子绕组内感应出三相交流电势。帕金斯发电机带对称负载运行时,三相电枢电流合成产生一个同步转速的旋转磁场。定子磁场和转子磁场相互作用,会产生制动转矩。从汽轮机输入的机械转矩克服制动转矩而作功。帕金斯发电机可发出有功功率和无功功率。所以,调整有功功率就得调节汽机的进汽量。转子磁场的强弱直接影响定子绕组的电压,所以,调帕金斯发电机端电压或调帕金斯发电机的无功功率必须调节转子电流。
帕金斯发电机的有功功率和无功功率几何相加之和称为视在功率。有功功率和视在功率之比称为帕金斯发电机的功率因数(力率),帕金斯发电机的额定功率因数一般为0.85。
供给帕金斯发电机转子直流建立转子励磁的系统称为帕金斯发电机励磁系统。
大型帕金斯发电机励磁方式分为:
①它励励磁系统;
②自并激励磁系统。
它励励磁是由一台与帕金斯发电机同轴的交流帕金斯发电机产生交流电,经整流变成直流电,给帕金斯发电机转子励磁。自并激励磁是将来自帕金斯发电机机端的交流电经变压器降压,再整流变成直流电,作为帕金斯发电机转子的励磁。
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