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 发电机是指将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。
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 发电机是指将其他形式的[[ 能源]] 转换成[[ 电能]] 的[[ 机械]] 设备，它由[[ 水轮机]] 、[[ 汽轮机]] 、[[ 柴油机]] 或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或[[ 原子核]] 裂变产生的能量转化为[[ 机械能]] 传给发电机，再由发电机转换为电能。
  
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 发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。
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 发电机在工农业生产、[[ 国防]] 、[[ 科技]] 及日常生活中有广泛的用途。发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行[[ 电磁感应]] 的磁路和电路，以产生电磁[[ 功率]] ，达到能量转换的目的。
 
=='''主要结构'''==
 
=='''主要结构'''==
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[[File:574e9258d109b3dee075fb24ccbf6c81810a4cb7.jpg|缩略图|340px|[https://image.so.com/view?q=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA%E7%9A%84%E7%BB%93%E6%9E%84&src=srp&correct=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA%E7%9A%84%E7%BB%93%E6%9E%84&ancestor=list&cmsid=a9da0283ce83eb8a957c6603950068bd&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=38&fsn=118&adstar=0&clw=246#id=222dfb18272206f8d0f487d0ce75338b&prevsn=0&currsn=118&ps=137&pc=58 原图链接][https://zhidao.baidu.com/question/357490675.html 图片来源于百度网]]]
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发电机的基本结构：定子和转子。
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===定子===
  
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  发 电 机通常 由定子、 转 子、端盖 及轴承 等部件 构 成。
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  定子又称为[[ 电 枢]]，主要 由定子[[铁芯]] 、 定 子[[绕组]]、机座 、端盖等部件 组 成。
  
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定 子由 定子铁芯 、线包绕组、 机座以 及固定这些部分 的 其他结构件组成 。
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1、机座：机座是用来支撑和固 定定子铁芯 和端盖的，应有足够的强度和刚度， 机座 与定子铁芯之间需要留有适当的通风道， 以 利于[[电机]] 的 冷却 。
  
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转 子 由转 子铁芯 （或磁极、磁扼）绕组、护环、中心环、滑环、 风 扇及转轴等部 件 组成 。
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2、定 子 铁芯：定 子铁芯 一般由0.5mm或0.35mm的[[硅钢]]片叠成，沿轴向叠成多段形式，每段叠片厚为30-60mm。各段叠片之间留有宽约10mm的通 风 槽，以改善定子铁芯的散热条 件。
  
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3、定子绕组：大型发电机一般采用三相双层叠绕，构成定子三相[[交流电]]路。
  
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发 电 机 的 种类很多 ， 但 是 汽车发电机目前 可 以分为两种 ， 一种 是 直流发 电 机 ， 一种是交流发 电 机 。 由于交流发 电 机在许多方面优于直流发 电 机，直流发 电 机已被淘汰，目前所有汽车均采用交流 发电机 。交流 发电 机一般由定子、整流器、 转子 、端盖四部分组成。
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4、端盖：一般分两部分（前端盖和后端盖），起固定转子、定子、[[整流器]]和[[ 电 刷]]组件 的 作用。端盖一般用[[铝合金]]铸造 ， 一 是可 有效的防止漏磁 ， 二 是 铝合金散热性能好。后端盖上装有 电 刷组件 ， 有[[电刷]]、电刷架和 电 刷弹簧组成 。电 刷的作用是将[[ 电 源]]通过集 电 环引入[[磁场]]绕组。<ref>[https://www.360kuai.com/pc/9ff13f4203381a270?cota=3&kuai_so=1&sign=360_7bc3b157&refer_scene=so_55  发电机 为什么能 发电 ？看看它的内部结构就知道了],快资讯网，2019-08-24</ref>
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=== 转子===
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[[File:201201210435405031.jpg|缩略图|340px|[https://image.so.com/view?q=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA%E7%9A%84%E7%BB%93%E6%9E%84&src=srp&correct=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA%E7%9A%84%E7%BB%93%E6%9E%84&ancestor=list&cmsid=392509107d81facb000838988567c6dc&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=38&fsn=118&adstar=0&clw=246#id=3ffaa7ed5a05377e7239c61f9dab92c2&currsn=0&ps=78&pc=78 原图链接][http://m.vvtt.org/image/2651200873/ 图片来源于图片素材网]]]
  
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  　　定子的功用是产生交流电。 定子由定子铁心和定子绕组成。定子铁心由内圈带槽的硅钢片叠成，定子绕组的导线就嵌放在铁心的槽中。定子绕组有三相，三相绕组采用星形接法或三角形（大功率）接法，都能产生三相交流电。
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  分类：按 转子[[ 磁极]]的 形 状 分为 隐 极 式和凸 极 式 。
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转子的功用是产生旋转磁场。 转子 由爪极、 磁 轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成。 转子轴上压装着两块爪 极 ，两块爪极各有六个鸟嘴 形 磁极,爪极空腔内装有磁场绕组 (转子线圈)和磁轭。 集电环由两个彼此绝缘的铜环组成，集电环压装在转子轴上并与轴绝缘，两个集电环 分 别与磁场绕组的两端相连。 当两集电环通入直流电时（通过电刷），磁场绕组中就有电流通过，并产生轴向磁通，使爪极一块被磁化为N极，另一块被磁化为S极，从而形成六对相互交错的磁极。当转子转动时，就形成了旋转的磁场。 交流发电机的磁路 为 ：磁轭→N 极 →转子与定子之间的气隙→定子→定子与转子间的气隙→S 极 →磁轭 。
 
  
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  整流器； 交流发电机整流器的作用是将定 子绕组 的三相交流电变为直流电，6管交流发电机的整流器是由6只硅整流二极管 组 成三相全波桥式整流电路，6只整流管分别压装（或焊装）在两块板上 。
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  转 子 ：转子包括转子[[铁芯]]、励磁 绕组 、阻尼绕 组 、紧固件和风扇 。
  
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端盖 一 般 分 两部分（前端盖和后端盖） ， 起固定 转子 、定 子 、整流器和电刷 组 件 的 作用。端盖一般用铝合金铸造 ， 一是可 有 效的防止漏 磁， 二是铝合金散热性能好 。 后 端 盖 上 装有 电 刷 组 件 ，有 电刷 、 电刷架 和 电刷弹簧组 成。 电刷的 作用是 将 电 源通过集 电 环引入 磁场 绕组 。
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1、转子铁芯：转子铁芯应具有良好的[[导磁]]性能，并能承受很大的离心力作用。隐极式的转子铁芯与转轴锻造成 一 整体。转子表面约占圆周的三 分 之一不开槽，称为大齿 ， 即主[[磁极]]。
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2、 转子 绕组：转 子 绕 组 由矩形 的 绝缘扁铜绕成，两线圈边分别放置在大齿两侧槽内 ， 所 有 线圈串联组成转子绕组，也称励 磁 绕组 ， 构成转子直流回路 。 励磁绕组引出两个线 端 接在滑环 上 ，通过碳刷与外部直流[[ 电 源]]连接。励磁绕 组 各线匝间垫有[[绝缘材料]] ， 线圈和铁芯之间也 有 绝缘。励磁绕组放入槽内后，用高强度槽契压紧。
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3 、 转子阻尼绕组：它是一种短路绕组，由放在槽契下的铜条 和 转子两端的铜环或合金焊接 成 闭合回路 。作用是 ，在发 电 机短路或不对称运行时，利用其感应[[ 电 流]]来削弱负序旋转[[ 磁场]]的作用，以及发电机发生振荡时起阻尼作用，使振荡衰减 。<ref>[https://www.360kuai.com/pc/9ff13f4203381a270?cota=3&kuai_so=1&sign=360_7bc3b157&refer_scene=so_55 发电机为什么能发电？看看它的内部结构就知道了],快资讯网，2019-08-24</ref>
  
 
=='''主要分类'''==
 
=='''主要分类'''==
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[[File:574e9258d109b3dee075fb24ccbf6c81810a4cb7.jpg|缩略图|300px|[https://image.so.com/view?q=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA%E7%9A%84%E7%BB%93%E6%9E%84&src=srp&correct=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA%E7%9A%84%E7%BB%93%E6%9E%84&ancestor=list&cmsid=a9da0283ce83eb8a957c6603950068bd&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=38&fsn=118&adstar=0&clw=246#id=222dfb18272206f8d0f487d0ce75338b&prevsn=0&currsn=118&ps=137&pc=58 原图链接][https://zhidao.baidu.com/question/357490675.html 图片来源于 百度 网]]]
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[[File:1450940450011296200-0.jpg|缩略图|340px|[https://image.so.com/view?q=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA&src=tab_www&correct=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA&ancestor=list&cmsid=e72c10c5d2ff5c7b88c902a4df23b78a&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=50&fsn=129&adstar=0&clw=246#id=d256b73a192e40046bd0757f990212b8&currsn=0&ps=103&pc=103 原图链接][http://nengyuan.huangye88.com/xinxi/66448334.html 图片来源于 能源 网]]]
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按电源性质分：直流发电机和交流发电机。交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。
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1、 按电源性质分：[[ 直流]] 发电机和[[ 交流]] 发电机。交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机 。
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2、按工作原理分：同步发电机和异步发电机（很少采用）。
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3．按本体结构不同可分为： (1)旋转电枢式：电枢旋转。(2)旋转[[磁极]]式：磁极旋转。
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4、按原动机的不同可分为：
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(1)汽轮发电机：是由[[汽轮机]]驱动的，通常为卧式，转子是隐极式。
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(2)水轮发电机：是由[[水轮机]]驱动的，对于大、中型水轮发电机通常为立式，[[转子]]是凸极式 。  
  
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按工作原理分 ： 同步 发电 机和异步 发电机 （很少采用） 。
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(3)核能发电机 ： 与常规火力 发电 厂汽轮 发电机 无本质区别，有全速与半速两种 。  
  
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按能源分；火力 发电机、 水 力 发电 机。
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(4)燃气轮 发电机 ：将气体压缩 、 加热后在透平中膨胀，把其[[热能]]转换为机械能的旋转式动 力机 械 。  
  
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 按 结构 分： 汽轮 发电机 、 水轮发电机 、柴油 发电机 、汽油 发电机 等。
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(5)太阳能发电机：是利用[[太阳]]光照在硅等半导体上，光子冲击原子时产生的光电效应，直接将光能转换成电能的发电方式。
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(6)风力发电机：需根据风力大小及电能需要量的变化及时通过控制装置来实现风力发电。
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(7)柴油发电机：是由[[柴油机]]与发电机组成，由柴油机驱动的发电机组。通常作为独立[[电源]]或备用电源用于工矿企业、车辆船舶等多种场合。
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5．按转子形式不同可分为：
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[[File:A61fbd6d1c50e894149710b194c26f32.jpg|缩略图|340px|[https://image.so.com/view?q=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA%E7%9A%84%E5%88%86%E7%B1%BB&src=tab_www&correct=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA%E7%9A%84%E5%88%86%E7%B1%BB&ancestor=list&cmsid=6d7d955e5abbf54de31f43c5c03d0f33&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=0&fsn=60&adstar=0&clw=246#id=706b3b36e946c819775447ccf344bc72&currsn=0&ps=59&pc=59 原图链接][https://www.bestb2b.com/business_99406264.htm 图片来源于志趣网]]]
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(1)凸极式发电机：转子是凸极式。
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(2)隐极式发电机：转子是隐极式。
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6． 按 冷却介质和冷却方式不同可 分 为：
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(1[[)空气]]冷却：空冷。
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(2)全水冷：[[定子]]和[[转子]]绕组以及定子[[铁芯]]均采用水冷，目前最大单机容量已达1200MVA。
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(3)全氢冷 ： 定子[[绕组]]和转子绕组用氢表面冷却或内冷，定子铁芯氢冷。通常200MW以上定、转子都采用氢内冷，最大单机容量已达880MVA。
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(4)水氢氢：定子绕组水内冷，转子绕组氢内冷，定子铁芯氢冷。其单机容量可达1200MVA，大型 发电机 广泛采用这种冷却方式。
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(5)水水氢：定子和转子绕组水内冷，定子铁芯氢冷，最大单机容量已达1700MVA。
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(6)水水空(双水内冷)：定子和转子绕组 水 内冷，定子铁芯空气冷却，最大单机容量已达600MVA。
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7．按主轴安装方式不同可分为：
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(1)卧式安装：汽 轮发电机 由于转速高达3000r／min，故其极数少，转子采用隐极式，卧式安装。
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(2)立式安装：水轮 发电机 由于转速低(一般在500 r／min以下)故其极数多，转子采用凸极式，立式安装。 <ref>[https://wenda.so.com/q/1466118042721326  发电机 的类型有几种？],360搜索网，2013.08.08</ref>
  
 
=='''发明历史'''==
 
=='''发明历史'''==
  
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1832年，法国人毕克西发明了手摇式直流发电机，其原理是通过转动永磁体使磁通发生变化而在线圈中产生感应电动势，并把这种电动势以直流电压形式输出。
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1832年，[[ 法国]] 人毕克西发明了手摇式直流发电机，其原理是通过转动[[ 永磁体]] 使磁通发生变化而在线圈中产生感应[[ 电动势]] ，并把这种电动势以直流[[ 电压]] 形式输出。
  
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1866年，德国的西门子发明了自励式直流发电机。
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1866年，[[ 德国]] 的[[ 西门子]] 发明了自励式[[ 直流]] 发电机。
  
 
1870年，比利时的格拉姆制成了环形电枢，发明了环形电枢发电机。这种发电机是用水力来转动发电机转子的，经过反复改进，于1875年得到了3.2KW的输出功率。
 
1870年，比利时的格拉姆制成了环形电枢，发明了环形电枢发电机。这种发电机是用水力来转动发电机转子的，经过反复改进，于1875年得到了3.2KW的输出功率。
  
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1882年，美国的戈登制造出了输出功 率447KW ，高3米，重22吨的两相式巨型发电机。
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1882年，[[ 美国]] 的戈登制造出了输出[[ 功 率]]447KW ，高3米，重22吨的两相式巨型发电机。
  
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1896年，特斯拉的两相交流发电机在尼亚拉发电厂开始劳动营运，3750KW，5000V的交流电一直送到40公里外的布法罗市。 [2]
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1896年，[[尼古拉· 特斯拉]] 的两相交流发电机在尼亚拉发电厂开始劳动营运，3750KW，5000V的交流电一直送到40公里外的布法罗市。
  
 
=='''工作原理'''==
 
=='''工作原理'''==
 
[[File:20100808201806-1775298648.jpg|缩略图|300px|[https://image.so.com/view?q=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA%E7%9A%84%E7%BB%93%E6%9E%84&src=srp&correct=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA%E7%9A%84%E7%BB%93%E6%9E%84&ancestor=list&cmsid=a9da0283ce83eb8a957c6603950068bd&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=38&fsn=118&adstar=0&clw=246#id=6de7c781c27b2364c41c7b2f757f541d&currsn=0&ps=79&pc=79 原图链接][https://wenwen.sogou.com/z/q211713934.htm 图片来源于搜狗网]]]
 
[[File:20100808201806-1775298648.jpg|缩略图|300px|[https://image.so.com/view?q=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA%E7%9A%84%E7%BB%93%E6%9E%84&src=srp&correct=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA%E7%9A%84%E7%BB%93%E6%9E%84&ancestor=list&cmsid=a9da0283ce83eb8a957c6603950068bd&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=38&fsn=118&adstar=0&clw=246#id=6de7c781c27b2364c41c7b2f757f541d&currsn=0&ps=79&pc=79 原图链接][https://wenwen.sogou.com/z/q211713934.htm 图片来源于搜狗网]]]
  
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 转子绕组通过滑环通入一定励磁电流，使转子成为一个旋转磁场。定子线圈做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。由于电刷与转子相连处有断路处，使转子按一定方向转动，产生交变电流所以家庭电路等电路中是交变电流，简称交流电。中国电网输出电流的频率是50赫兹。
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 转子绕组通过滑环通入一定励磁[[ 电流]] ，使转子成为一个旋转[[ 磁场]] 。定子线圈做切割磁力线的运动，从而产生感应[[ 电势]] ，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了[[ 电流]] 。由于[[ 电刷]] 与转子相连处有断路处，使转子按一定方向转动，产生交变电流所以家庭电路等电路中是交变电流，简称交流电。中国电网输出电流的[[ 频率]] 是50[[ 赫兹]] 。
  
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 汽轮发电机 　 与汽轮机配套的发电机。为了得到较高的效率，汽轮机一般做成高速的，通常为3000转/分（频率为50赫）或3600转/分（频率为60赫）。核电站中汽轮机转速较低，但也在1500转/分以上。高速汽轮发电机为了减少因离心力而产生的机械应力以及降低风摩耗，转子直径一般做得比较小，长度比较大，即采用细长的转子。特别是在3000转/分以上的大容量高速机组，由于材料强度的关系，转子直径受到严格的限制，一般不能超过 1.2米。而转子本体的长度又受到临界速度的限制。当本体长度达到直径的6倍以上时，转子的第二临界速度将接近于电机的运转速度，运行中可能发生较大的振动。所以大型高速汽轮发电机转子的尺寸受到严格的限制。<ref>[https://zhidao.baidu.com/question/357490675.html 发电机的构造],百度网，2016-12-01</ref>
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 汽轮发电机与汽轮机配套的发电机。为了得到较高的效率，汽轮机一般做成高速的，通常为3000转/分（频率为50赫）或3600转/分（频率为60赫）。核电站中汽轮机转速较低，但也在1500转/分以上。高速汽轮发电机为了减少因离心力而产生的机械应力以及降低风摩耗，转子直径一般做得比较小，长度比较大，即采用细长的转子。特别是在3000转/分以上的大容量高速机组，由于材料强度的关系，转子直径受到严格的限制，一般不能超过 1.2米。而转子本体的长度又受到临界速度的限制。当本体长度达到直径的6倍以上时，转子的第二临界速度将接近于电机的运转速度，运行中可能发生较大的振动。所以大型高速汽轮发电机转子的尺寸受到严格的限制。<ref>[https://zhidao.baidu.com/question/357490675.html 发电机的构造],百度网，2016-12-01</ref>
  
 
10万千瓦左右的空冷电机其转子尺寸已达到上述的极限尺寸，要再增大电机容量，只有靠增加电机的电磁负荷来实现。为此必须加强电机的冷却。所以 5～10万千瓦以上的汽轮发电机都采用了冷却效果较好的氢冷或水冷技术。70年代以来，汽轮发电机的最大容量已达到130～150万千瓦。从1986年以来，在高临界温度超导电材料研究方面取得了重大突破。超导技术可望在汽轮发电机中得到应用，这将在汽轮发电机发展史上产生一个新的飞跃。
 
10万千瓦左右的空冷电机其转子尺寸已达到上述的极限尺寸，要再增大电机容量，只有靠增加电机的电磁负荷来实现。为此必须加强电机的冷却。所以 5～10万千瓦以上的汽轮发电机都采用了冷却效果较好的氢冷或水冷技术。70年代以来，汽轮发电机的最大容量已达到130～150万千瓦。从1986年以来，在高临界温度超导电材料研究方面取得了重大突破。超导技术可望在汽轮发电机中得到应用，这将在汽轮发电机发展史上产生一个新的飞跃。
  
 
=='''主要特性'''==
 
=='''主要特性'''==
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[[File:WKhQb1QrJACEEXFuAAAAAJDURfQ719.jpg|缩略图|300px|[http://pic8.nipic.com/20100621/2163148_003328533247_2.https://image.so.com/view?q=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA&src=tab_www&correct=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA&ancestor=list&cmsid=e72c10c5d2ff5c7b88c902a4df23b78a&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=50&fsn=129&adstar=0&clw=246#id=43654ed0813ff2ac7cc17d9e69ce62e2&currsn=0&ps=103&pc=103jpg 原图链接][http://zhishi.xkyn.net/jingyan-vsfbpmska.htm?WebShieldDRSessionVerify=RZ49n1kXBYqrB3oM4iWX 图片来源于生活知识网]]]
 
 工作特性：表征同步发电机性能的主要是空载特性和负载运行特性。这些特性是用户选用发电机的重要依据。
 
 工作特性：表征同步发电机性能的主要是空载特性和负载运行特性。这些特性是用户选用发电机的重要依据。
 
===空载特性===
 
===空载特性===
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发电机不接[[负载]]时，电枢[[电流]]为零，称为空载运行。此时电机定子的三相[[绕组]]只有励磁电流If感生出的空载[[电动势]]E0（三相对称），其大小随If的增大而增加。但是，由于电机磁路铁心有饱和现象，所以两者不成正比。反映空载电动势E0与励磁电流If关系的曲线称为同步发电机的空载特性。
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===电枢反应===
  
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 发电机 不 接负载 时 ，电枢电流 为零 ，称 为空载运行 。 此时电机定 子的 三相绕组只有励磁电流If感生出的空载电动势E0（三 相 对称），其大小随If的增大而增加。但是 ， 由于电机磁路铁心有饱和现象，所以 两者 不成正比。反映空载电动势E0与励磁电流If关系的曲线称为 同步 发电机的空载特性 。
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  当 发电机接 上对称 负载 后 ，电枢 绕组中的三相 电流 会产生另一个旋转[[磁场]] ，称 电枢反应磁场 。 其转速正好与转 子的 转速 相 等 ，两者同步 旋转 。
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===电枢反应===
 
  
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当发电机接上对称负载后，电枢绕组中的三相电流会产生另一个旋转磁场，称电枢反应磁场。其转速正好与转子的转速相等，两者同步旋转。
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 同步发电机的电枢反应[[ 磁场]] 与转子励磁磁场均可近似地认为都按[[ 正弦]] 规律分布。它们之间的空间相位差取决于空载电动势E0与电枢电流I之间的时间相位差。电枢反应磁场还与负载情况有关。当发电机的负载为[[ 电感]] 性时，电枢反应磁场起去磁作用，会导致发电机的电压降低；当负载呈[[ 电容]] 性时，电枢反应磁场起助磁作用，会使发电机的输出电压升高。
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 同步发电机的电枢反应磁场与转子励磁磁场均可近似地认为都按正弦规律分布。它们之间的空间相位差取决于空载电动势E0与电枢电流I之间的时间相位差。电枢反应磁场还与负载情况有关。当发电机的负载为电感性时，电枢反应磁场起去磁作用，会导致发电机的电压降低；当负载呈电容性时，电枢反应磁场起助磁作用，会使发电机的输出电压升高。
 
 
===负载运行特性===
 
===负载运行特性===
  
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 主要指外特性和调整特性。外特性是当转速为额定值、励磁电流和负载功率因数为常数时，发电机端电压U与负载电流I之间的关系。调整特性是转速和端电压为额定值、负载功率因数为常数时，励磁电流If与负载电流I之间的关系。
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 主要指外特性和调整特性。外特性是当转速为额定值、励磁电流和负载[[ 功率因数]] 为常数时，发电机端电压U与负载电流I之间的关系。调整特性是转速和端电压为额定值、负载功率因数为常数时，励磁电流If与负载电流I之间的关系。
  
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 同步发电机的电压变化率约为20～40%。一般工业和家用负载都要求电压保持基本不变。为此，随着负载电流的增大，必须相应地调整励磁电流。虽然调整特性的变化趋势与外特性正好相反，对于感性和纯电阻性负载，它是上升的，而在容性负载下，一般是下降的。 [4]
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 同步发电机的电压变化率约为20～40%。一般工业和家用负载都要求电压保持基本不变。为此，随着负载电流的增大，必须相应地调整励磁电流。虽然调整特性的变化趋势与外特性正好相反，对于感性和纯[[ 电阻]] 性负载，它是上升的，而在容性负载下，一般是下降的。  
  
 
=='''常见种类'''==
 
=='''常见种类'''==
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[[File: 王振耀.jpg|缩略图| 居中|250px|[http://pic8.nipic.com/20100621/2163148_003328533247_2.jpg 原图链接][http://www.nipic.com/show/3317755.html 图片来源于 呢图 网]]]
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1、风力发电机
 
1、风力发电机
  
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 风力发电机是将风能转换为机械功、并带动发电机运转来发电的。广义地说，它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。风力发电利用的是自然能源。相对柴油发电要好的多。但是若应急来用的话，还是不如柴油发电机。风力发电不可视为备用电源，但是却可以长期利用。
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 风力发电机是将风能转换为机械功、并带动发电机运转来发电的。广义地说，它是一种以[[ 太阳]] 为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。风力发电利用的是自然能源。相对柴油发电要好的多。但是若应急来用的话，还是不如柴油发电机。风力发电不可视为备用电源，但是却可以长期利用。
  
 
 风力发电机组是将风能转化为电能的机械。从能量转换的角度看，风力发电机组由两大部分组成：其一是风力机，它的功能是将风能转换为机械能；其二是发电机，它的功能是将机械能转换为电能。
 
 风力发电机组是将风能转化为电能的机械。从能量转换的角度看，风力发电机组由两大部分组成：其一是风力机，它的功能是将风能转换为机械能；其二是发电机，它的功能是将机械能转换为电能。
行 84： 行 132：
 
2、水力发电机
 
2、水力发电机
  
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 水利发电机是将水的动能和重力势能转换为机械功的动力机械（如：中国的三峡）。在发电这一块最好的要数核能发电，不过相对核能污染较大。所以中国广泛还是用煤炭发电。中国煤炭资源吃紧，煤炭价格一直在涨，这也是为什么会有电荒的出现的主要原因。
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 水利发电机是将水的动能和重力势能转换为机械功的动力机械（如：中国的[[ 三峡]] ）。在发电这一块最好的要数[[ 核能]] 发电，不过相对核能污染较大。所以中国广泛还是用煤炭发电。中国煤炭资源吃紧，[[ 煤炭]] 价格一直在涨，这也是为什么会有电荒的出现的主要原因。
  
 
3、柴油发电机
 
3、柴油发电机
  
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 柴油发电机组是一种独立的发电设备，系指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。整体可以固定在基础上，定位使用，亦可装在拖车上，供移动使用。 柴油发电机组属非连续运行发电设备，若连续运行超过12h，其输出功率将低于额定功率约90%。 [6]
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 柴油发电机组是一种独立的发电设备，系指以[[ 柴油]] 等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。整套机组一般由[[ 柴油机]] 、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。整体可以固定在基础上，定位使用，亦可装在拖车上，供移动使用。 [[ 柴油]] 发电机组属非连续运行发电设备，若连续运行超过12h，其输出[[ 功率]] 将低于额定功率约90%。
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=='''相关视频'''==
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1、发电机的工作原理
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2、小型发电机工作原理普及, 涨知识
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== '''參考來源''' ==
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[[Category:440工程]]

於 2021年6月8日 (二) 14:40 的最新修訂

發電機

發電機
原圖鏈接圖片來源于慧聰網

發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電機，再由發電機轉換為電能。

發電機在工農業生產、國防、科技及日常生活中有廣泛的用途。發電機的形式很多，但其工作原理都基於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。

主要結構

原圖鏈接圖片來源於百度網

發電機的基本結構：定子和轉子。

定子

定子又稱為電樞，主要由定子鐵芯、定子繞組、機座、端蓋等部件組成。

1、機座：機座是用來支撐和固定定子鐵芯和端蓋的，應有足夠的強度和剛度，機座與定子鐵芯之間需要留有適當的通風道，以利於電機的冷卻。

2、定子鐵芯：定子鐵芯一般由0.5mm或0.35mm的硅鋼片疊成，沿軸向疊成多段形式，每段疊片厚為30-60mm。各段疊片之間留有寬約10mm的通風槽，以改善定子鐵芯的散熱條件。

3、定子繞組：大型發電機一般採用三相雙層疊繞，構成定子三相交流電路。

4、端蓋：一般分兩部分（前端蓋和後端蓋），起固定轉子、定子、整流器和電刷組件的作用。端蓋一般用鋁合金鑄造，一是可有效的防止漏磁，二是鋁合金散熱性能好。後端蓋上裝有電刷組件，有電刷、電刷架和電刷彈簧組成。電刷的作用是將電源通過集電環引入磁場繞組。[1]

轉子

原圖鏈接圖片來源於圖片素材網

分類：按轉子磁極的形狀分為隱極式和凸極式。

轉子：轉子包括轉子鐵芯、勵磁繞組、阻尼繞組、緊固件和風扇。

1、轉子鐵芯：轉子鐵芯應具有良好的導磁性能，並能承受很大的離心力作用。隱極式的轉子鐵芯與轉軸鍛造成一整體。轉子表面約占圓周的三分之一不開槽，稱為大齒，即主磁極。

2、轉子繞組：轉子繞組由矩形的絕緣扁銅繞成，兩線圈邊分別放置在大齒兩側槽內，所有線圈串聯組成轉子繞組，也稱勵磁繞組，構成轉子直流迴路。勵磁繞組引出兩個線端接在滑環上，通過碳刷與外部直流電源連接。勵磁繞組各線匝間墊有絕緣材料，線圈和鐵芯之間也有絕緣。勵磁繞組放入槽內後，用高強度槽契壓緊。

3、轉子阻尼繞組：它是一種短路繞組，由放在槽契下的銅條和轉子兩端的銅環或合金焊接成閉合迴路。作用是，在發電機短路或不對稱運行時，利用其感應電流來削弱負序旋轉磁場的作用，以及發電機發生振盪時起阻尼作用，使振盪衰減。[2]

主要分類

原圖鏈接圖片來源於能源網

1、按電源性質分：直流發電機和交流發電機。交流發電機還可分為單相發電機與三相發電機。

2、按工作原理分：同步發電機和異步發電機（很少採用）。

3．按本體結構不同可分為： (1)旋轉電樞式：電樞旋轉。(2)旋轉磁極式：磁極旋轉。

4、按原動機的不同可分為：

(1)汽輪發電機：是由汽輪機驅動的，通常為臥式，轉子是隱極式。

(2)水輪發電機：是由水輪機驅動的，對於大、中型水輪發電機通常為立式，轉子是凸極式。

(3)核能發電機：與常規火力發電廠汽輪發電機無本質區別，有全速與半速兩種。

(4)燃氣輪發電機：將氣體壓縮、加熱後在透平中膨脹，把其熱能轉換為機械能的旋轉式動力機械。

(5)太陽能發電機：是利用太陽光照在硅等半導體上，光子衝擊原子時產生的光電效應，直接將光能轉換成電能的發電方式。

(6)風力發電機：需根據風力大小及電能需要量的變化及時通過控制裝置來實現風力發電。

(7)柴油發電機：是由柴油機與發電機組成，由柴油機驅動的發電機組。通常作為獨立電源或備用電源用於工礦企業、車輛船舶等多種場合。

5．按轉子形式不同可分為：

原圖鏈接圖片來源於志趣網

(1)凸極式發電機：轉子是凸極式。

(2)隱極式發電機：轉子是隱極式。

6．按冷卻介質和冷卻方式不同可分為：

(1)空氣冷卻：空冷。

(2)全水冷：定子和轉子繞組以及定子鐵芯均採用水冷，目前最大單機容量已達1200MVA。

(3)全氫冷：定子繞組和轉子繞組用氫表面冷卻或內冷，定子鐵芯氫冷。通常200MW以上定、轉子都採用氫內冷，最大單機容量已達880MVA。

(4)水氫氫：定子繞組水內冷，轉子繞組氫內冷，定子鐵芯氫冷。其單機容量可達1200MVA，大型發電機廣泛採用這種冷卻方式。

(5)水水氫：定子和轉子繞組水內冷，定子鐵芯氫冷，最大單機容量已達1700MVA。

(6)水水空(雙水內冷)：定子和轉子繞組水內冷，定子鐵芯空氣冷卻，最大單機容量已達600MVA。

7．按主軸安裝方式不同可分為：

(1)臥式安裝：汽輪發電機由於轉速高達3000r／min，故其極數少，轉子採用隱極式，臥式安裝。

(2)立式安裝：水輪發電機由於轉速低(一般在500 r／min以下)故其極數多，轉子採用凸極式，立式安裝。 [3]

發明歷史

1832年，法國人畢克西發明了手搖式直流發電機，其原理是通過轉動永磁體使磁通發生變化而在線圈中產生感應電動勢，並把這種電動勢以直流電壓形式輸出。

1866年，德國的西門子發明了自勵式直流發電機。

1870年，比利時的格拉姆製成了環形電樞，發明了環形電樞發電機。這種發電機是用水力來轉動發電機轉子的，經過反覆改進，於1875年得到了3.2KW的輸出功率。

1882年，美國的戈登製造出了輸出功率447KW，高3米，重22噸的兩相式巨型發電機。

1896年，尼古拉·特斯拉的兩相交流發電機在尼亞拉發電廠開始勞動營運，3750KW，5000V的交流電一直送到40公里外的布法羅市。

工作原理

原圖鏈接圖片來源於搜狗網

轉子繞組通過滑環通入一定勵磁電流，使轉子成為一個旋轉磁場。定子線圈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，接在迴路中，便產生了電流。由於電刷與轉子相連處有斷路處，使轉子按一定方向轉動，產生交變電流所以家庭電路等電路中是交變電流，簡稱交流電。中國電網輸出電流的頻率是50赫茲。

汽輪發電機與汽輪機配套的發電機。為了得到較高的效率，汽輪機一般做成高速的，通常為3000轉/分（頻率為50赫）或3600轉/分（頻率為60赫）。核電站中汽輪機轉速較低，但也在1500轉/分以上。高速汽輪發電機為了減少因離心力而產生的機械應力以及降低風摩耗，轉子直徑一般做得比較小，長度比較大，即採用細長的轉子。特別是在3000轉/分以上的大容量高速機組，由於材料強度的關係，轉子直徑受到嚴格的限制，一般不能超過 1.2米。而轉子本體的長度又受到臨界速度的限制。當本體長度達到直徑的6倍以上時，轉子的第二臨界速度將接近於電機的運轉速度，運行中可能發生較大的振動。所以大型高速汽輪發電機轉子的尺寸受到嚴格的限制。[4]

10萬千瓦左右的空冷電機其轉子尺寸已達到上述的極限尺寸，要再增大電機容量，只有靠增加電機的電磁負荷來實現。為此必須加強電機的冷卻。所以 5～10萬千瓦以上的汽輪發電機都採用了冷卻效果較好的氫冷或水冷技術。70年代以來，汽輪發電機的最大容量已達到130～150萬千瓦。從1986年以來，在高臨界溫度超導電材料研究方面取得了重大突破。超導技術可望在汽輪發電機中得到應用，這將在汽輪發電機發展史上產生一個新的飛躍。

主要特性

原圖鏈接圖片來源於生活知識網

工作特性：表徵同步發電機性能的主要是空載特性和負載運行特性。這些特性是用戶選用發電機的重要依據。

空載特性

發電機不接負載時，電樞電流為零，稱為空載運行。此時電機定子的三相繞組只有勵磁電流If感生出的空載電動勢E0（三相對稱），其大小隨If的增大而增加。但是，由於電機磁路鐵心有飽和現象，所以兩者不成正比。反映空載電動勢E0與勵磁電流If關係的曲線稱為同步發電機的空載特性。

電樞反應

當發電機接上對稱負載後，電樞繞組中的三相電流會產生另一個旋轉磁場，稱電樞反應磁場。其轉速正好與轉子的轉速相等，兩者同步旋轉。

同步發電機的電樞反應磁場與轉子勵磁磁場均可近似地認為都按正弦規律分布。它們之間的空間相位差取決於空載電動勢E0與電樞電流I之間的時間相位差。電樞反應磁場還與負載情況有關。當發電機的負載為電感性時，電樞反應磁場起去磁作用，會導致發電機的電壓降低；當負載呈電容性時，電樞反應磁場起助磁作用，會使發電機的輸出電壓升高。

負載運行特性

主要指外特性和調整特性。外特性是當轉速為額定值、勵磁電流和負載功率因數為常數時，發電機端電壓U與負載電流I之間的關係。調整特性是轉速和端電壓為額定值、負載功率因數為常數時，勵磁電流If與負載電流I之間的關係。

同步發電機的電壓變化率約為20～40%。一般工業和家用負載都要求電壓保持基本不變。為此，隨着負載電流的增大，必須相應地調整勵磁電流。雖然調整特性的變化趨勢與外特性正好相反，對於感性和純電阻性負載，它是上升的，而在容性負載下，一般是下降的。

常見種類

原圖鏈接圖片來源於一呼百應網

1、風力發電機

風力發電機是將風能轉換為機械功、並帶動發電機運轉來發電的。廣義地說，它是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質的熱能利用發動機。風力發電利用的是自然能源。相對柴油發電要好的多。但是若應急來用的話，還是不如柴油發電機。風力發電不可視為備用電源，但是卻可以長期利用。

風力發電機組是將風能轉化為電能的機械。從能量轉換的角度看，風力發電機組由兩大部分組成：其一是風力機，它的功能是將風能轉換為機械能；其二是發電機，它的功能是將機械能轉換為電能。

2、水力發電機

水利發電機是將水的動能和重力勢能轉換為機械功的動力機械（如：中國的三峽）。在發電這一塊最好的要數核能發電，不過相對核能污染較大。所以中國廣泛還是用煤炭發電。中國煤炭資源吃緊，煤炭價格一直在漲，這也是為什麼會有電荒的出現的主要原因。

3、柴油發電機

柴油發電機組是一種獨立的發電設備，系指以柴油等為燃料，以柴油機為原動機帶動發電機發電的動力機械。整套機組一般由柴油機、發電機、控制箱、燃油箱、起動和控制用蓄電瓶、保護裝置、應急櫃等部件組成。整體可以固定在基礎上，定位使用，亦可裝在拖車上，供移動使用。 柴油發電機組屬非連續運行發電設備，若連續運行超過12h，其輸出功率將低於額定功率約90%。

相關視頻

1、發電機的工作原理

發電機的工作原理

2、小型發電機工作原理普及, 漲知識

小型發電機工作原理普及, 漲知識

參考來源

  1. ↑ 發電機為什麼能發電？看看它的內部結構就知道了,快資訊網，2019-08-24
  2. ↑ 發電機為什麼能發電？看看它的內部結構就知道了,快資訊網，2019-08-24
  3. ↑ 發電機的類型有幾種？,360搜索網，2013.08.08
  4. ↑ 發電機的構造,百度網，2016-12-01
取自 "https://factpedia.org/index.php?title=发电机&oldid=2829297"