发电机的定子接线为什么要这样连接整流器

问题描述

精选答案

首先纠正一下，大型发电机转子并不是永磁体，而是励磁绕组。

既然提到大型发电机，那么姑且认为是汽轮机或者水轮机等大型同步发电机，风力发电机则不在考虑之内。

主要原因有两个

第一，假如线圈做转子，励磁绕组做定子，转子要旋转，因此如果要传输电能至电网，则必须有滑环连接，而滑环连接最大的问题是存在接触电阻，在大电流下会严重发热甚至产生电弧，烧毁接触点，从而大大限制了可传输功率。

第二，电网要保持稳定，电压要基本保持恒定。无功功率的平衡在电力系统安全稳定运行当中十分重要，无功补偿的主要设备之一就是同步发电机。根据发电机电枢反应矢量方程，当电力系统感性负荷增加时，无功功率消耗会增加，导致用电设备端电压下降，此时为保证电网电压恒定，发电机转子绕组会增加励磁电流，产生过励磁反应，进而向电网发出无功功率。反之则产生欠励磁反应。这样从而实现电力系统基本稳定，而永磁体无法调节励磁，因此也就无法按上述方案调节电力系统无功功率。需要注意，励磁功率与发电产生的功率相比，差了可不是一个数量级，因此滑环连接是允许的。

为什么像风力发电机这样的是永磁式同步电机，答案就是结构简单，效率高，在风机支座上，能省空间就尽量省，所以采用永磁同步电机。

但是题主拿同步交流发电机跟直流电机做对比，总感觉有点诡异。

同步电机异步电机本质都是交流机，交流机的设计理念都是磁场旋转，而直流机的主要设计理念是磁场恒定。直流电机如果不考虑换向器造成的电流变化，转子电流也是恒定的。设想一下，搞一个永磁体的转子，然后由换向器向不同的定子绕组注入电流，怎么看都觉得是交流机的变种，您说诡异不？