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| 单相永磁交流发电机模型 |
| Permanent Magnet Alternator model |
| 在交流发电机原理课件在介绍了交流发电机的工作原理，但那样简单的原理模型发电效率很低，在该原理模型中，旋转的线圈是空心的，所在空间是空气，磁阻极大，导致空间磁通密度很低。大家都知道，运动导线的动生电动势取决于单位时间扫描的磁通量，当导线长度与运动速度一定时，动生电动势与扫描空间的磁通密度成正比。采用增加磁场磁势的方法效果非常有限，简单的方法是把空间变成高磁导率的材料，也就是建立一个高磁导率的转子铁芯，把线圈缠绕在转子铁芯上。转子与定子磁极间留很窄的气隙，这样整条磁路的磁阻大大减小，通过转子铁芯的磁通密度成百倍提高。在图1中表示了发电机模型的磁路。 |
图1--发电机模型的磁路 |
| 下面介绍一个实用的发电机模型，采用以上介绍的磁路，转子采用高磁导率材料制成，由于通过转子的磁通是不停翻转变化的，为防止产生涡流增加损耗，转子铁芯采用高磁导率的硅钢片叠成，见图2左图。 |
图2--转子铁芯与线圈框架 |
| 转子的线圈是绕在转子铁芯上的，为了方便绕制与加强绝缘，在转子铁芯上装有线圈框架，线圈框架用绝缘材料制成，见图2右图。线圈框架共4个，把框架从铁芯轴向的两边插入转子铁芯，见图3，红色箭头表示插入方向。 |
图2--转子铁芯与线圈框架 |
| 转子线圈用漆包线绕制，整齐的绕在线圈框架内，两个线圈圈数一样，绕向相同，把两个线圈相连接成一个线圈，把线圈两个引出端连接到两个滑环上，滑环装置（集电环）采用两个光滑的黄铜环，通过绝缘套筒安装在转轴上，见图4。 |
图4--绕好线圈的转子 |
| 转子通过轴承支架安装在底座上，在转子一端安装皮带轮，外来动力通过皮带轮带动发电机转子旋转。在底座上安装两个电刷，电刷用黄铜片制成，电刷依靠弹性紧靠滑环，保证接触良好，见图5。 |
图5--发电机转子安装在底座上 |
| 发电机模型的磁场由永磁体产生，可选用磁性能最好的永磁体材料钕铁硼，也可选用其他强磁体，在永磁体两极机紧贴着两个定子磁极，磁极用导磁良好的铁质材料制成，见图6。 |
图6--永磁体磁极 |
| 定子磁极通过磁极支架安装在底座上，见图7。 |
图7--安装永磁定子 |
| 把定子磁极与转子一同安装在底座上，见图8，并且把电灯泡连接到电刷的接线柱上，永磁发电机模型就组装完毕了。 |
图8--单相永磁交流发电机模型 |
| 下面请观看这个发电机模型的动画，为演示清晰，发电机旋转速度很慢。动画格式 .mp4；分辨率800×600。 |
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| 单相永磁交流发电机模型动画 |
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| 在科普与教学中用于演示的最常用发电机模型，通常是采用这种结构的永磁发电机。 |
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