發(fā)電機是發(fā)電廠的心臟設(shè)備，發(fā)電機按其驅(qū)動的動力大致可分為水輪發(fā)電機(水力)和汽輪發(fā)電機(蒸汽)。發(fā)電機在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、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(yīng)定律和電磁力定律。因此，其構(gòu)造的一般原則是：用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)磁和導(dǎo)電材料構(gòu)成互相進(jìn)行電磁感應(yīng)的磁路和電路，以產(chǎn)生電磁功率，達(dá)到能量轉(zhuǎn)換的目的。

發(fā)電機在正常運行時，在發(fā)電機定轉(zhuǎn)子氣隙間有一個旋轉(zhuǎn)的合成磁場，這個磁場由兩個磁場合成:轉(zhuǎn)子磁場和定子磁場。所謂"同步"發(fā)電機，就是指發(fā)電機轉(zhuǎn)子磁場的轉(zhuǎn)速(原動機產(chǎn)生)與定子磁場的轉(zhuǎn)速(電力系統(tǒng)頻率決定)相等。

轉(zhuǎn)子磁場由旋轉(zhuǎn)的通有直流電的轉(zhuǎn)子繞組(磁極)產(chǎn)生，轉(zhuǎn)子磁場的轉(zhuǎn)速也就是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，也即整個機組的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)子由原動機驅(qū)動，轉(zhuǎn)速由機組調(diào)速器進(jìn)行調(diào)節(jié)，這個轉(zhuǎn)速在發(fā)電機的銘牌上都有明確標(biāo)示。定子旋轉(zhuǎn)磁場由通過三相對稱電流的定子三相繞組(按120°對稱布置)產(chǎn)生，其轉(zhuǎn)速由式確定(式中:p為轉(zhuǎn)子磁極對數(shù);f為電力系統(tǒng)頻率;n為機組轉(zhuǎn)速)。從式中可見，對某一具體的發(fā)電機，其磁極對數(shù)是固定不變的，而我國電力系統(tǒng)的頻率也是固定的，即50Hz(也稱工頻)，可見每一具體的發(fā)電機的定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速在發(fā)電機制造完成后就是"定值"。當(dāng)然，電力系統(tǒng)的頻率并不能真正穩(wěn)定在50Hz的理論值，而是允許在這個值的上下有微小的波動，也即定子磁場在運行中實際是在額定轉(zhuǎn)速值的周圍動態(tài)變化的。轉(zhuǎn)子磁場為了與定子磁場同步也要適應(yīng)這個變化，也即機組的轉(zhuǎn)速作動態(tài)的調(diào)整。如果轉(zhuǎn)速不能與定子磁場保持一致，則我們說該發(fā)電機"失步"了。

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