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极对数

From Windpower Guided Tour

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改变发电机旋转速度

4极发电机

File:fourpole.gif 直接与三相电网连接的发电机(电动机)转速是常数,由电网频率决定,如前面页面所学。

如果使定子中的磁体数量加倍,可以保证磁场以一半的转速旋转。

在左边图中,在达到前面的同样的磁极之前,可以看到磁场现在顺时针移动半圈。以顺时针的顺序,我们简单地把6个磁体连接成三相。

这个发电机(电动机)在所有时间都有4个极,两个S极和两个N极。因为4极发电机每个周期仅旋转半圈,显然对于50Hz电网每秒将旋转25圈,或者1500圈每分钟(rpm)。

当我们使同步发电机定子中的极数加倍时,还必须使转轮中的磁体数加倍,可以从图中看到。否则极数会不匹配。(这种状况我们可以使用两个弯曲的“马蹄形”磁体)。

其他极数

显然,我们可以重复刚刚做过的,引入另一对极,在定子中再增加3个电磁体。使用9个磁体,得到6极电机,将会在50Hz电网中运行在1000rpm。通用的结果如下

发电机同步速(rpm)

极数 50 Hz 50 Hz
2 3000 3600
4 1500 1800
6 1000 1200
8 750 900
10 600 720
12 500 600

术语“发电机同步速”是指发电机与电网频率同步运行时的转速。这适用于所有种类的发电机,但是:在异步(感应)发电机的情况下,其等效于发电机的空转转速。

高速或低速发电机?

大部分风机使用4极或6极发电机,使用这些相对高转速发电机的原因是节省尺寸和成本。

发电机能够处理的最大外力(转矩)取决于转轮体积。对于一个给定的功率输出,可以在运动较慢、大的(昂贵)发电机和高速(更便宜)、体积更小的发电机之间选择。

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