汽车发电机基础工作原理

1、个人收集整理-仅供参考汽车发电机工作原理来源：不详佚名年月日版权文档,请勿用做商业用途分享订阅导读汽车发电机工作原理交流发电机的结构一、管交流发电机的结构交流发电机子、整流器、端盖四局部组成.型交版权文档,请勿用做商业用途关键词：发电机汽车版权文档,请勿用做商业用途汽车发电机工作原理交流发电机的结构一、管交流发电机的结构般由转子、定交流发电机一般由转子、定子、整流器、端盖四局部组成.型交流发电机组件图见图型交流发电机结构图见图版权文档,请勿用做商业用途1/18个人收集整理-仅供参考0B7THJT1320B7THJT132型交流式电机站构围I I htkhtk?电3 33y3ylAMN9AMN9

2、、也*看a班烧电广宓孑腌报定不 m 心?1%风麻u-u- ftft型交流发电机结构图见图转子的功用是产生旋转磁场.转子由爪极、磁轲、磁场绕组、集电环、转子轴组成,见图.2/18版权文档,请勿用做商业用途个人收集整理-仅供参考用?6?6爻索发假机前找于1-1-集盥环楚干轴-眠碘4 4-能髭&改埼统典转子轴上压装着两块爪极,两块爪极各有六个鸟嘴形磁极,爪极空腔内装有磁场绕组转子线圈和磁物.集电环由两个彼此绝缘的铜环组成,集电环压装在转子轴上并与轴绝缘,两个集电环分别与磁场绕组的两端相连.当两集电环通入直流电时通过电刷,磁场绕组中就有电流通过,并产生轴向磁通,使爪极一块被磁化为极,另一块被磁

3、化为极,从而形成六对相互交错的磁极.当转子转动时,就形成了旋转的磁场.交流发电机的磁路为： 磁辗一极一转子与定子之间的气隙一定子一定子与转子间的气隙一极一磁物.见图.版权文档,请勿用做商业用途图2-72-7交流发电机的磁路】一破蜿2 2一僵场绛组3,3,4 4磁报E E一定于铁心6 6定于缝组7-fe7-fe8 8一漏窗通二定子定子的功用是产生交流电.定子由定子铁心和定子绕组成.见图3/18个人收集整理-仅供参考定子铁心由内圈带槽的硅钢片叠成,定子绕组的导线就嵌放在铁心的槽中.定子绕组有三相,三相绕组采用星形接法或三角形大功率接法,都能产生三相交流电.三相绕组的必须按一定要求绕制,才能使之获得

4、频率相同、幅值相等、相位互差.的三相电动势.每个线圈的两个有效边之间的距离应和一个磁极占据的空间距离相等.每相绕组相邻线圈始边之间的距离应和一对磁极占据的距离相等或成倍数.三相绕组的始边应相互间隔兀电角度一对磁极占有的空间为电角度例：国产系列交流发电机三相绕组绕制见图版权文档,请勿用做商业用途结构参数如下：磁极对数对定子槽数槽定子绕组相数相每个线圈匝数匝4/18个人收集整理-仅供参考绕组联结方法型联结在国产系列交流发电机中,一对磁极占个槽的空间位置(每槽电角度),一个磁极占个槽的空间位置,所以每个线圈两条有效边的位置间隔是个槽,每相绕组相邻线圈始边之间的距离个槽,三相绕组的始边的相互间隔可以是

5、个槽,个槽,个槽等.(三)整流器交流发电机整流器的作用是将定子绕组的三相交流电变为直流电,管交流发电机的整流器是由只硅整流二极管组成三相全波桥式整流电路,在两块板上.汽车用硅整流二极管特点()工作电流大,正向平均电流,浪涌电流；()反向电压高,反向重复峰值电压,反向不重复峰值电压；()只有一根引线见图.并且有的二极管引线是正极,有的二极管引线是负极,引出线为正极的管子叫正极管,引出线为负极的管子叫负极管,所以说整流二极管有正二极管和负二极管之分.版权文档,请勿用做商业用途.整流管的安装将正极管安装在一块铝制散热板上,称为正整流板；将负极管安装另一块铝制散热板上,称为负整流板,也可用发电机后盖代

6、替负整流板.见图.版权文档,请勿用做商业用途5/18只整流管分别压装(或焊装)个人收集整理-仅供参考|在正整流板上有一个输出接线柱发电机的输出端.负整流板上直接搭铁.负整流板上一定和壳体相联接.整流板的形状各异,有马蹄形、长方形、半圆形等见图版权文档,请勿用做商业用途ffiJIIJffiJIIJ独中交激发胞机勘进器总比整流撤 3 鬟遭总成I-I-班堂港法2 2正祭黑板3 3股熙片4 4旌攫彝般S-ZlSftS-ZlSft人安装凡加他！1 1堂9 9-电程接柱安盟flfl四端盖端盖一般分两局部前端盖和后端盖,起固定转子、定子、整流器和电刷组件的作用.端盖一般用铝合金铸造,一是可有效的预防漏磁,二

7、是铝合金散热性能好.后端盖上装有电刷组件,有电刷、电刷架和电刷弹簧组成.电刷的作用是将电源通过集电环引入磁场绕组.见图版权文档,请勿用做商业用途6/18个人收集整理-仅供参考图 2-12 电刷组件1-电刷架 2磁场“接线柱 3-电刷与弹簧“磁场接线柱磁场绕组两只电刷和发电机的联接不同,使发电机分为内搭铁型和外搭铁型两种.内搭铁型发电机：磁场绕组负电刷直接搭铁的发电机和壳体直接相连.见图h)ea?-i3ea?-i3交流发电机的搭跣整式时内塔铁理金端发电机口势格镇甲交藤发由机.外搭铁型发电机：磁场绕组的两只电刷都和壳体绝缘的发电机.见图版权文档,请勿用做商业用途7/18个人收集整理-仅供参考b)0

8、2-1302-13交流猊电机的搭跣羽式时内转铁型交流发电机井捂铁型交流发电机外搭铁型发电机的磁场绕组负极负电刷接调节器,通过后再搭铁.、管交流发电机管交流发电机如夏利车用和管交流发电机的根本机构是相同的,所不同的是整流器有只硅整流二极管,其中只组成三相全波桥式整流电路,还有只是中性点二极管,只正极管接在中性点和正极之间,只负极管接在中性点和负极之间.对中性点电压进行全波整流.见图版权文档,请勿用做商业用途试验说明：加装中性点二极管的交流发电机在结构不变的情况下可以提升发电机的功率.中性点二极管提升发电机功率的原理：交流发电机中性点电压为三次谐波,随着发电机转速的提升,中性点三次谐波电压也升高.

9、见图版权文档,请勿用做商业用途8/18个人收集整理-仅供参考中性点电压心i10图215215不同转速时中性点电用当中性点电压瞬时值高于三相绕组的最高值时,中性点正极管导通对外输出电流； 电流回路为： 中性点一中性点正极管一负载一某一负极管一定子绕组一中性点.见动画.当中性点电压瞬时值低于三相绕组的最低值时,中性点负极管导通对外输出电流； 电流回路： 中性点一定子绕组一某一正极管一负载一中性点负极管一中性点.见动画由于中性点参与了对外输出,所以能提升输出功率.版权文档,请勿用做商业用途三、管交流发电机日车应用较多管交流发电机的根本结构和管交流发电机相同,所不同的是整流器.管交流发电机的整流器是由

10、只大功率整流二极管和只小功率励磁二极管组成的交流发电机.其中只大功率整流二极管组成三相全波桥式整流电路,对外负载供电只小功率管二极管与三只大功率负极管也组成三相全波桥式整流电路专门为发电机磁场供电.所以称只小功率管为励磁二极管.管交流发电机电路见图版权文档,请勿用做商业用途m1616九管内排队审交通发电机9/18个人收集整理-仅供参考充电指示灯的作用在下一节有专门介绍四、管交流发电机例如桑塔纳车用发电机如图管交流发电机的整流器由只大功率整流二极管 其中只中性点二极管 和只磁场二极管组成.其它结构和管交流发电机相同.版权文档,请勿用做商业用途五、无刷交流发电机由于没有电刷和集电环,所以不会由于电

11、刷和集电环的磨损和接触不良造成激磁不稳定或发电机不发电等故障； 同时工作时无火花,也减小了无线电干扰.无刷交流发电机分为爪极式、激磁机式和永磁式三种.一爪极式无刷交流发电机见图版权文档,请勿用做商业用途I?I?+ +-祚外鼎快国及沌区克林2 2WD“工叫ifiVD块10/18个人收集整理-仅供参考图 2-IS 爪极式无刷交流发电机的结构原理及磁路1-1-转子轴辛2 2-磁翅托架,3 3-端或；4 4-爪极：5 5一定于铁心；6 6-非导僦联接环；7 7- -跑场绑组；8 8-转手磴甑.爪极式无刷交流发电机的结构及工作原理爪极式无刷交流发电机磁场绕组是静止的,它通过一个磁轲托架固定在后端盖上,所

12、以,不再需要电刷.两个爪极中只有一个爪极直接固定在电机转子轴上,另一爪极那么用非导磁联接环固定在前一爪极上.当转子旋转时,一个爪极就带动另一爪极一起在定子内转动,当磁场绕组中有直流电通过时,爪极被磁化就形成了旋转磁场.磁路如下图.优点()结构简单、维护方便、工作可靠0不存在电刷与集电环接触不良导致的发电不稳或不发电故障.缺点()爪极间连接工艺困难()由于磁路中间隙加大,发电机相同输出功率下需加大励磁电流.11/18个人收集整理-仅供参考二激磁机式无刷交流发电机见图图测晤机式无刷交臊发胆机1-1-掖屐2 2阳蒯电容a a3 3品休甘眄皆耕i i4 4收,一破种？E E-看埔鹿甄：7-7-定子帙心

13、1 1K-K-定产爨维；？等功津10-10-淌国：11-11-风唱,以-曲遗；门-油珞；法氏慨式转户：3535疆场蹬蜗导修-二世恃；n-ittft&in-ittft&ija-SHuja-SHu版权文档,请勿用做商业用途图为德国波许公司生产的带有激磁机的无刷交流发电机.它实际上是在一台爪极式三相交流发电机的根底上增加了一部专为其激磁的小型硅整流交流发电机,称为激磁机图中、,激磁机的磁场绕组固定,而三相绕组是转动的.当发电机转动时,在激磁机转子的三相绕组中感应出三相交流电,在发电机内部经二极管整流后变为直流电,直接供应爪极式三相交流发电机的磁场绕组激磁发电.这种无刷发电机的优点是磁

14、路中无附加气隙,因而漏磁少,输出功率大,但结构复杂.三永磁式无刷交流发电机该种发电机与普通发电机不同的是转子局部一一以永久磁铁作为转子磁极而产生旋转磁场,不仅去掉了电刷和滑环,而且不需要磁场绕组和爪极.结构简单可靠、使用寿命长.转子常用的永磁材料有铁氧体、铭银钻、稀土钻、钦铁硼等.由于转子为永磁结构,所以产生的旋转磁场强度是不变的、不可调的,因此,不能采用普通交流发电机通过调节器限制磁场电流的方法来调节发电机的输出电压.为解决调压问题可采用电压调节器与三相半控桥式整流相配合的方法,使发电机输出电压不随转速大幅度变化而变化.图是永磁发电机电压限制原理图.只共阳极硅二极管、与只共阴极晶闸管、组成三

15、相半控桥式整流电路.另外由硅整流二极管组成三相全波整流电路,为晶闸管限制极提供触发电压,与电压调节器的一个触点相接,另一个触点那么与晶闸管的限制极相连,电压调节器的线圈并接在三相半控桥的输出端,电压限制原理如下：版权文档,请勿用做商业用途12/18个人收集整理-仅供参考%,电耳,带历ZkVDiVDVD,图2-202-20永磁发电机电压限制照理低速时触点闭合,晶闸管限制极获得正向触发电压而导通,当转速到达一定值时,整流桥可向蓄电池和负载提供全波整流电压.当整流输出电压随转速升高而升高到超过额定电压时,触点断开因线圈吸力增大,晶闸管因失去正向触发电压而截止,因而整流输出电压下降.当整流电压降到一定

16、值时,电压调节器线圈中电流减小吸力减小而使闭合,只晶闸管重新被触发导通,又使整流输出电压上升.如此反复,便可使输出电压限制在规定范围内.触点式调节器目前已经由电子式或电脑限制的调节器所代替永磁式交流发电机优点如下：.体积小、轻、结构简单、维护方便,使用寿命长.如的钛铁硼永磁发电机与普通交流发电机重量相当.转子上除轴承外无其他磨损件并开有通风孔,冷却散热好,因而寿命可提升两倍以上.由于传动比大,即发动机转速低而发电机转速高,所以发动机低速时发电机充电性能好.比功率大,可节约金属材料.无激磁损耗,效率可提升以上.在电压限制器中,由于只有限制极约的电流通过触点,故可降低触点磨损,电压调节结构很简单.

17、由于永磁体的磁导率接近空气的磁导率,使电枢反响磁阻增大,因而感应电势的非正弦畸变减小,输出功率增大.版权文档,请勿用做商业用途六、带泵交流发电机带泵交流发电机的发电机与普通交流发电机完全一样,不同的是转子轴很长并伸出后端盖,利用外花键与真空泵的转于内花键相连接,驱动真空泵与发电机转子同步旋转,给汽车制动系中的真空筒抽真空,为制动系的真空增压器提供真空源,主要用于没有真空源的柴油机汽油机可直接从进气歧管处取得真空.VT)VT)13/18个人收集整理-仅供参考制动时因节气门几乎关闭而在进气歧管中形成高真空,而柴油机无节气门.国产型带泵交流发电机外形图2-212-21带装交流发电机外形如下图.版权文

18、档,请勿用做商业用途七、汽车双整流发电机双整流发电机是一种最新型交流发电机,它大大改善了普通交流发电机低速充电性能和高速最大功率输出,又不增设比拟复杂的限制电路,因此也没有增加充电系的故障率.版权文档,请勿用做商业用途.结构原理如下图.在普通交流发电机三相定于绕组根底上,增加绕组匝数并引出接线头,增加一套三相桥式整流器.低速时由原绕组和增绕组串联输出,而在较高转速时,仅由原三相绕组输出.工作中上下速供电电路的变换是自动的,没有增设任何机电限制装置,其工作原理分析如下：vq?vq?E E丫打7 7ZSZSVDN图2-222-22双整流发电机.电压限制原理在低速范围内,由于发电机转速低,三相绕组的

19、串联输出,提升了发电机的输出电压,使发电机低速充电性能大大提升.在高速范围内,随着发电机转速的增大,串接的三相绕组的感抗增大,内压降增大,再加上电枢反响增强,使输出电压下降.这时原三相绕组、因内压降较小,产生的感应电流相对较大,保证高速下的功率输出.14/18个人收集整理-仅供参考双整流发电机的优点有；()既降低了发电机的充电转速,又保证了高速大电流输出,提升了发电机的有效功率.双整流发电机比普通发电机最低充电转速降低了一/,在低速下发电机即可输出电流达；而额定电压及额定电流下的转速不大于/.()结构简单,工作可靠,只在定子槽中增加绕组匝数,增加一套三相桥式整流.版权文档,请勿用做商业用途八感

20、应子式交流发电机感应子式交流发电机也是一种无电刷交流发电机,由定子、 转子、 整流器和机壳组成.它的转子是由齿轮状钢片挪成,其上有假设于个沿圆周均匀分布的齿形凸极,而没有磁场绕组.磁场绕组和电枢绕组均安放在定子槽中,如下图.图2-232-23感应F F式交流发电机I-I-定于佚心*2 2-屯枢浇组：3 3-磁场绕组i i4 4-转子当磁场绕组通人直流电后,在定子铁心中产生固定磁场(右上部、左下部为极；左上部、右下部为极)由于转子凸齿局部磁通容易通过,磁感应强度最大,从而形成磁极.但转子的每个凸齿是没有固定极性的,当它对着定子极就是极,对着就是极.转子凸齿在不运动的磁场内旋转时,当凸齿对着定子凸齿时,磁通量最大,当转子槽对着走子凸齿时那么磁通量最小.因此,转子旋转时,定子凸齿内产生脉动