发电机原理？汽轮机转速与负荷关系？

我们都知道一个物理现象：就是一个线圈在磁场内旋转，做切割磁力线的运动，在电磁作用下，线圈中会产生感应电流，通俗点说就是产生了电能。发电机就是根据此原理进行设计制造的，不过比较复杂而已，但基本原理是相同的。

发电机的转子为磁极，转子内部装有励磁绕组，当通上直流电后就会励磁，产生磁场，通俗的说就变为电磁铁，一般给转子供给直流电的设备我们叫励磁机，就是接在发电机后部的那个，它的作用就是在运行中发出直流电，供给转子励磁线圈使用，以便产生磁场。

这种供给直流电的方式在电气专业叫他励方式，还有一种自励方式，就是不要励磁机（所以有的会员所用的发电机后部并没有励磁机），而是使用发电机所发的交流电，经励磁变（硅整流）后改成直流电，供给转子线圈使用。

顺便说下，我们经常看到的发电机转子上的碳刷，就是供给转子直流电的设备，当发电机直流电供给过大时（也就是电气专业所说的无功较高），此时碳刷就易出现打火现象（这只是打火的原因之一，我只是顺便说说，让大家了解下）。

在发电机定子铁芯上嵌有三相对称绕组，就是我们日常所说的定子线圈，发电机工作时，汽轮机带动发电机转子（磁极）旋转，使定子线圈绕组不断切割转子磁场而感应出三相交流电动势，即发出电能了。这个过程其实就是磁场在旋转而线圈是固定的，但其产生电能的作用和我前面所说的原理是一样的。

我们国家的交流电的频率为50HZ,根据这个公式：f=pn/60（f为频率，p为磁极对数，n为发电机转速）可知，如想得到想要的频率，只要根据机组工作转速设置合适的磁极对数即可。汽轮发电机组的工作转速为3000r/min，有上述公式可知其对应50Hz的频率，设置一对磁极对数即可。

另根据上述所说的，大家也可算算核电站机组的工作转速为：1500r/min，水电站水轮机组的工作转速为750r/min，要发出的50HZ频率交流电来，应装多少磁极对数？发电机当其磁极数固定不变时，其频率f和转速n成正比关系，这是同步发电机的最大特点，也是同步发电机的调频原理。

发电机孤网运行时，调节其转速可以改变其频率，一旦与电网并网后，由于并上电网的机组频率都是保持在50Hz运行，所以发电机也就保持其额定转速运行，并且机组的转速根据电网频率的波动而变化。

因此作为发电机原动机汽轮机，进汽量的改变，只是将能量用在克服发电机的电磁力矩，故只会改变发电机输出功率，将机械能转化为电能，而不会提高转速。

这里再说下，当增加汽轮机的进汽后，发电负荷增加，电气专业也会相应的增加励磁电流，用他们的专业术语叫加无功，而汽机所看到的负荷在电气专业叫有功。