水力發電機的工作原理是怎麼樣的

2021-02-14 中自聯CAIC

　　於1882年，首先記載應用水力發電的地方是美國威斯康辛州。到如今，水力發電的規模從第三世界鄉間所用幾十瓦的微小型，到大城市供電用幾百萬瓦的都有。河川、湖泊等位於高處具有勢能的水流至低處，經水輪機轉換成水輪機的機械能，水輪機又推動發電機發電，將機械能轉換成電能。

　　水力發電的基本原理是利用水位落差 ，配合水輪發電機產生電力，也就是利用水位能轉為水輪的機械能，再以機械能推動發電機，而得到電力。科學家們以此水位落差的天然條件，有效的利用流力工程及機械物理等，精心搭配以達到最高的發電量，供人們使用廉價又無汙染的電力。

　　而低位水通過吸收陽光進行水循環分布在地球各處，從而回復高位水源。水力發電機組，是將水的勢能轉換為電能的機械設備。

　　水力發電機組中的水輪發電機由水輪機驅動。發電機的轉速決定輸出交流電的頻率，因此穩定轉子的轉速對保證頻率的穩定至關重要。可以採取閉環控制的方式對水輪機轉速進行控制，即採取發出的交流電的頻率信號樣本，將其反饋到控制水輪機導葉開合角度的控制系統中從而去控制水輪機的輸出功率，以達到讓發電機轉速穩定的目的。

　　

　　由於水電站自然條件的不同，水輪發電機組的容量和轉速的變化範圍很大。通常小型水輪發電機和衝擊式水輪機驅動的高速水輪發電機多採用臥式結構，而大、中型代速發電機多採用立式結構。

　　由於水電站多數處在遠離城市的地方，通常需要經過較長輸電線路向負載供電，因此，電力系統對水輪發電機的運行穩定性提出了較高的要求：電機參數需要仔細選擇;對轉子的轉動慣量要求較大。所以，水輪發電機的外型與汽輪發電機不同，它的轉子直徑大而長度短。水輪發電機組起動、併網所需時間較短,運行調度靈活,它除了一般發電以外，特別適宜於作為調峰機組和事故備用機組。水輪發電機組的最大容量已達70萬千瓦。

　　至於發電機的原理，高中物理講的很清楚，其工作原理都基於電磁感應定律和電磁力定律。因此，其構造的一般原則是：用適當的導磁和導電材料構成互相進行電磁感應的磁路和電路，以產生電磁功率，達到能量轉換的目的。

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