用左右手法则理解发电机调节原理

二、发电机的基本原理说明：1、 发电机的基本原理应用到电磁理论，电产生磁，磁又产生电，并且电和磁之间又有磁场力的作用，比较抽象，讲起来比较难懂，这里用简单的左右手法则来讲述发电机的基本原理，首先介绍一下左右手法则。2、 左手法则：确定载流导线在外磁场中受力方向的定则，即与力有关，又称电动机定则。左手平展，大拇指与其余4指垂直，若磁力线垂直进入手心，4指指向电流方向，则大拇指所指方向为载流导线在外磁场中受力的方向。3、 右手定则：主要判断的是与力无关的方向。右手平展，使大拇指与其余4指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把右手放入磁场中，若磁力线垂直进入手心，大拇指指向导线运动方向，则4指所指方向为导线中感应电流的方向。同样方法判断电流产生磁场方向。4、 关于力的用左手，其他的（与力无关，如电流方向、磁场方向等）用右手定则，简单而形象地记忆法则“力”字向左撇，就用左手；而“电"字向右撇，就用右手。5、 转子电流（励磁电流）IL产生的磁场E1，大小只与转子电流IL有关，E1=kI/r2=KI（转子电流I乘以常数K，即与励磁电流I成正比），与力无关，利用右手定则，判定方向如图1的E1，㊉代表进入纸面方向，。代表出纸面向外方向，以下同，随着转子逆时针旋转，磁场E1也跟着逆时针旋转。

6、定子线圈在旋转的转子磁场E1内切割磁力线产生电动势，与力无关，应用右手定则，判定电动势方向如图1的Uf，当定子线圈与转子线圈空间垂直（如位置90度或270度）时，如图1位置，切割的磁力线密度最大，感应的电动势数值最大；当定子线圈与转子线圈空间水平（如位置0度或180度）时，如图2位置，运动方向与磁力线平行，不切割磁力线，感应的电动势Uf数值为0。7、实际上，定子线圈感应电动势的大小与转子夹角P的余弦值有关：即Uf=LRwE1COS0（定子线圈与转子线圈空间夹角D），其中④二3t，t为时间（秒），E1=KI（转子电流乘以常数，即与励磁电流成正比）。可以理解为发电机的电动势（空载为机端电压，负载为机端电压加内阻电压）：Uf=LR3KICOS31，与励磁电流I成正比，是时间t的余弦函数。定子定子定子定子7、在发电机并网之后，在闭合回路中，由感应的电动势Uf带负载R在定子线圈中产生定子电流If,假定电动势Uf固定不变的话，忽落定子线圈的内阻，定子电流If大小与负载（有功功率和无功功率）有关，定子电流的方向与功率因数有关，即电流廿滞后电动势Uf的角度即为功率角。，可以理解为定子电动势Uf在最大时（与转子位置垂直）产生的定子电流必将延时到转子再旋转功率角。后才达到最大值，相当于此时刻的定子电动势在转子旋转t=0/3后才产生定子电流。即如图1的状态变为如图3。8、定子电流If产生的磁场E2，由于定子线圈已固有特性，磁场E2的大小只与定子电流If大小有关，即E2=KIf，正比于If，与力无关，利用右手定则，判定方向如图3的E2,为便于分析，把E2正交分解为相对于转子0度的E2d=E2COS0（=KIfCOS0）和90度的E2q=E2SIN0（=KIfsin0）两个磁场，如图3。9、E2d磁场对转子2线圈电流IL的作用力fE2d（与力有关，用左手法则判断方向如图3），大小与转子电流IL和磁场E2d成正比，方向与转子旋转方向相反，稳定状态下E2d磁场力与转子的扭力fn平衡。10、 转子电流IL在两个线圈的电流流向相反，如图3,用右手法则判断转子1线圈电流产生的磁场顺时针方向，并且转子1磁场作用在转子2线圈电流上，用左手法则判断转子1磁场在转子2上的作用力fIL方向向外，大小与励磁电流IL的平方值有关，同理转子2电流磁场在转子1上的作用力方向也向外，大小也与fIL相等，因此定子电流IL在两个线圈之间产生的力fIL相斥（如图3方向）。11、 而E2q磁场对转子2电流IL的作用力fE2q（与力有关，用左手法则判断方向如图3），大小与转子电流IL和磁场E2q成正比，方向与转子2上的转子1作用力fIL方向相反，稳定状态下E2q磁场力fE2q与转子1电流磁场在转子2上的作用力fIL平衡。12、 当调节主汽门大小，只改变了转子扭力fn的大小，励磁电流不变，转子线圈间磁场力fIL的大小不变，由牛顿力的平衡定律，如果保持转速3不变，转子线圈平面垂直方向受力平衡，磁场力fE2d的大小要改变，但磁场力fE2q的大小不变，即产生磁场力fE2d的大小要改变，由E2d=E2COS0（=KIfCOS0）可以看出，也就是调节主汽门可以改变定子电流If相对于电动势的IfCOS0分量，即有功电流要改变，无功电流（IfSIN0）基本不变。13、相同理论，调节励磁电流大小，转子扭力fn不变，转子线圈间磁场力fIL的大小改变，相应改变磁场力fE2q的大小，由E2q=E2SIN0（=KIfSIN0）可以看出，也就是调节励磁电流可以改变定子电流If相对于电动势的IfSIN0分量，即无功电流要改变，有功电流（IfCOS0）基本不变。12、结论：发电机在旋转的转子磁场中发电，把机械能转化