発電機セットの動作原理は、電磁誘導の法則とエネルギー変換の原理に基づいています。その核心は、機械エネルギーを使用して発電機の回転子を回転駆動し、固定子巻線に誘導起電力を発生させ、電気エネルギーを出力することです。このプロセスは、エネルギー入力、機械的伝達、電磁誘導、電気エネルギー出力の 4 つの主要な段階に分けることができます。
エネルギー入力段階 発電機セットのエネルギー源は通常、化石燃料 (ディーゼル、天然ガス) または再生可能エネルギー源 (風力、水力) です。ディーゼル発電機セットを例にとると、ディーゼル燃料はシリンダー内で空気と混合され、圧縮されて点火され、高温高圧のガスが生成され、ピストンを往復直線運動で駆動します。-この直線運動は、コンロッド機構を介してクランクシャフトの回転運動に変換されます。このプロセスでは、燃料の化学エネルギーが燃焼を通じて熱エネルギーに変換され、その後機械構造を通じて機械エネルギーに変換され、その後の発電に電力が供給されます。
メカニカルトランスミッションステージ クランクシャフトの回転運動は、カップリングを介して発電機ローターを直接駆動します。ローターは通常、永久磁石または電磁石で構成されており、その機能は磁場を確立することです。同期発電機では、回転子の磁場が固定子巻線に対して回転し、磁束に変化が生じます。非同期発電機では、回転子が誘導電流によって磁場を生成します。機械伝達システムの効率は、発電機セットの全体的な性能に直接影響します。したがって、エネルギー損失を低減するには、カップリングの正確な位置合わせとスムーズな伝達を確保する必要があります。
電磁誘導段階 回転子の磁界が固定子巻線を切断すると、ファラデーの電磁誘導の法則に従って固定子巻線に誘導起電力 (EMF) が発生します。固定子巻線は一般に、対称な三相交流を生成するために三相巻線構造を採用しています-。-。誘導 EMF の大きさは、磁場の強さ、ローターの速度、および巻線のターン数に比例します。たとえば、50Hz の送電網では、安定した出力周波数を確保するために、同期発電機のローター速度を 3000 rpm (2 極発電機) または 1500 rpm (4-}) で正確に制御する必要があります。
電力出力段 固定子巻線によって生成された交流は、スリップ リングとブラシを介して導出されます。電圧レギュレータが出力電圧を安定させた後、回路ブレーカーを介して負荷または電力網に接続されます。電圧レギュレータは、ロータの励磁電流を調整して出力電圧を制御し、負荷が変化しても出力電圧を一定に保ちます。たとえば、負荷の増加により電圧降下が発生すると、レギュレータは励磁電流を増加させ、ロータ磁界を強化して出力電圧を増加させます。