汽車發(fā)電機工作原理

【專家解說】：1、轉子 轉子的功用是產生磁場。轉子由爪極、勵磁繞組、滑環(huán)、轉子軸等組成，如圖所示 圖為轉子解體示意圖 轉子軸上壓裝著兩塊爪極，爪極被加工成鳥嘴形狀，爪極空腔內裝有勵磁繞組和磁軛?；h(huán)由兩個彼此絕緣的銅環(huán)組成，壓裝在轉子軸上并與軸絕緣，兩個滑環(huán)分別與勵磁繞組的兩端相連。當給兩滑環(huán)通入直流電時，勵磁繞組中就有電流通過，并產生軸向磁通，使爪極一塊被磁化為N極，另一塊被磁化為S極，從而形成六對(或八對)相互交錯的磁極。當轉子轉動時，就形成了旋轉的磁場。如下圖所示: 2、定子 定子又稱為電樞。定子的功用是產生交流電。當激磁電流作用于轉子繞組，轉子軸在發(fā)動機正時齒輪的帶動下轉動，在定子繞組中產生感應電動勢。 定子鐵心由內圈帶槽的硅鋼片疊成，定子繞組的導線就嵌放在鐵心的槽中。定子繞組有三相，三相繞組采用星形接法或三角形接法，都能產生三相交流電。三相繞組的必須按一定要求繞制,才能使之獲得頻率相同、幅值相等、相位互差120°的三相電動勢。 (1) 每個線圈的兩個有效邊之間的距離應和一個磁極占據(jù)的空間距離相等。 (2) 每相繞組相鄰線圈始邊之間的距離應和一對磁極占據(jù)的距離相等或成倍數(shù)。 (3) 三相繞組的始邊應相互間隔2π+120o電角度(一對磁極占有的空間為360o電角度) 定子三相繞組的接法有兩種 星形接法的特點是線電流等于相電流，且三相 的一端連接在一起。中性點電壓的瞬時值是一個 三次諧波電壓，中性點電壓的平均值為發(fā)電機輸出 電壓(平均值)的一半，帶有中性點接線柱的發(fā)電 機可用中性點電壓來控制各種用途的繼電器。 (如右圖所示) 三角形接法的特點是線電流等于相電流，且三相連接成一個閉環(huán)，無中性點。如圖所示: 定子安裝在轉子的外面，和發(fā)電機的前后端蓋固定在一起，當轉子在其內部轉動時，引起定子繞組中磁通的變化，定子繞組中就產生交變的感應電動勢。 定子由定子鐵心和定子繞組(線圈)組成。定子鐵心由內圈帶槽、互相絕緣的硅鋼片疊成。定子繞組有三組線圈(3相繞組)，3相繞組彼此相隔120度對稱的嵌放在定子鐵心的槽中。三相繞組的連接有星形接法和三角形接法兩種，都能產生三相交流電。 3、整流橋(又叫整流器) 整流橋的功用是將定子繞組的三相交流電變?yōu)橹绷麟娸敵?。整流器由整流板、整流二極管和激磁二極管組成。二極管只允許電流單向通過，所以將其接入交流電路時它能使電路中的電流只按單向流動，即所謂“整流”。整流二極管一種具有單向導電性的半導體器件,能將交流電能轉變?yōu)橹绷麟娔堋⒔涣麟娫凑鞒蔀橹绷麟娏鞯亩O管叫作整流二極管，整流二極管分為正極管和負極管兩種，分別壓裝(或焊裝)在相互絕緣的兩塊板上組成的。正二極管的中心引線為二極管正極，外殼為負極。正二極管的外殼壓裝或焊裝在元件板上，共同組成發(fā)電機的正極，由一個與后端蓋絕緣的元件板固定螺栓通至機殼外，成為發(fā)電機的B+輸出釘。 4、端蓋及電刷組件 端蓋一般分兩部分(驅動端蓋和電刷端蓋)，起支撐轉子、定子、整流器和電刷組件的作用。端蓋一般用鋁合金鑄造，一是可有效的防止漏磁，二是鋁合金散熱性能好。電刷端蓋上裝有電刷組件。不帶調節(jié)器的電刷組件由電刷、電刷架和電刷彈簧組成，帶調節(jié)器的電刷組件由電刷、電刷架、電刷彈簧及調節(jié)器組成。 電刷的作用是將電源通過滑環(huán)引入勵磁繞組。兩個電刷分別裝在電刷架的孔內，借助彈簧壓力與滑環(huán)保持接觸。電刷和滑環(huán)的接觸應良好，否則會因為磁場電流過小，導致發(fā)電機發(fā)電不足。 電壓調節(jié)器是把發(fā)電機輸出電壓控制在規(guī)定范圍內的裝置，其功用是在發(fā)電機轉速變化時，自動控制發(fā)電機電壓保持恒定，使其不因發(fā)電機轉速高時電壓過高燒壞用電器和導致蓄電池過充電;也不會因發(fā)電機轉速低而電壓不足導致用電器工作失常。 皮帶輪及風扇 交流發(fā)電機的前端裝有皮帶輪和風扇，由發(fā)動機通過傳動帶驅動發(fā)電機的轉子軸和風扇一起旋轉。發(fā)電機工作時，定子繞組和勵磁繞組中都會有熱量產生，溫度過高會燒壞導線的絕緣導致發(fā)電機不能正常工作，所以為發(fā)電機散熱是必須的。發(fā)電機的通風散熱是靠風扇來完成，(由鋁合金或鋼板沖壓而成)發(fā)電機有1-2個風扇，對于只有一個風扇的發(fā)電機，風扇均裝于前端蓋與皮帶輪之間;對于有兩個風扇的發(fā)電機，有的是在轉子爪極兩側各焊裝一個，有的是一個風扇裝于前端蓋與皮帶輪之間，另一個風扇裝在后端蓋與轉子爪極之間 汽車交流發(fā)電機的性能指標 1.額定電壓 交流發(fā)電機的電壓受電壓調節(jié)器控制，一般比較穩(wěn)定，只是在發(fā)動機啟動階段略有變化，正常情況下，發(fā)動機達到怠速轉速時，發(fā)電機的輸出電壓應能達到一個穩(wěn)定值，這個電壓值稱為發(fā)電機的額定電壓(12V系統(tǒng)的發(fā)電機額定電壓為14V，24V系統(tǒng)的發(fā)電機額定電壓為28V)。 2.空載轉速 交流發(fā)電機不帶負載，能夠達到額定電壓時的初始轉速值定為空載轉速，空載轉速在發(fā)電機出廠時通過試驗確定，列入產品說明書?？蛰d轉速是汽車設計時選擇發(fā)動機和發(fā)電機速比的主要依據(jù)，也是發(fā)電機使用過程中性能是否下降的評價指標之一。 3.額定電流和額定轉速 交流發(fā)電機受結構、轉速等條件的限制，對外輸出電流的能力是有限的，為了評價發(fā)電機的對外輸出電流能力，把發(fā)電機輸出最大電流的2/3定為發(fā)電機的額定電流，達到額定電流時的轉速定為額定轉速。發(fā)電機出廠時，通過試驗確定額定轉速和額定電流，并列入產品說明書，發(fā)電機的額定轉速和額定電流是評價發(fā)電機性能的重要指標。百度地圖