紅興隆北雁現代化農機
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車(chē)用交流發(fā)電機基礎知識介紹收藏
車(chē)用交流發(fā)電機基礎知識介紹
一、 發(fā)電機的作用及特點(diǎn)
2）負載性能 發(fā)電機在調節器完全導通，電壓恒定的情況下輸出電流與轉速之間的關(guān)系，實(shí)際中一般檢測兩個(gè)指標：**小工作電流和額定電流。**小工作電流指發(fā)電機在1500r/min時(shí)輸出的電流，此時(shí)發(fā)動(dòng)機往往處于怠速狀態(tài)；額定電流指發(fā)電機在額定轉速5000r/min(有的規定為6000r/min)時(shí)輸出的電流，此時(shí)發(fā)動(dòng)機往往處于穩定工作轉速狀態(tài)。額定電流一般標示在發(fā)電機銘牌上。
1、 發(fā)電機是汽車(chē)電氣系統的兩個(gè)主要電源之一，與蓄電池并聯(lián)工作。在發(fā)電機發(fā)出的電能多于汽車(chē)電器所消耗的電能時(shí)，它將多余的電能通過(guò)充電的方式儲存在蓄電池中；當汽車(chē)電器用電超過(guò)發(fā)電機所輸出電能時(shí)，由蓄電池補充不足的電能（發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)時(shí)起動(dòng)機消耗的電能也由蓄電池提供）。充電和放電的過(guò)程由發(fā)電機與蓄電池兩端的電勢自動(dòng)調節。
圖一 發(fā)電機接線(xiàn)示意圖
1、 發(fā)電機的特點(diǎn)與汽車(chē)電系特點(diǎn)密切相關(guān)。它采用單線(xiàn)制，負極搭鐵（少數用于某些特定場(chǎng)合的發(fā)電機采用雙線(xiàn)制）；輸出三相直流電，因此需要整流；因汽車(chē)電器的需要，輸出穩定的電壓，因此需與調節器搭配使用；輸出電動(dòng)勢與轉速成正比，在調節器作用下，輸出實(shí)際電流取決于車(chē)上實(shí)際使用的負載大?。òㄐ铍姵貭顩r），同時(shí)自身有限流功能，每個(gè)發(fā)電機都有一個(gè)**大輸出電流。
二、 發(fā)電機的種類(lèi)
汽車(chē)用交流發(fā)電機可按總體結構、整流器結構、搭鐵型式、散熱型式等多方面進(jìn)行分類(lèi)。按總體結構可分為：
1）普通交流發(fā)電機：無(wú)特殊裝置和特殊功能的發(fā)電機，如JF1521；
2） 整體式交流發(fā)電機：內裝電子調節器的交流發(fā)電機，如JFZ1521；
3） 無(wú)刷交流發(fā)電機：無(wú)電刷和集電環(huán)結構的交流發(fā)電機，如康明斯發(fā)電機JFW2621；
4） 帶泵交流發(fā)電機：帶真空制動(dòng)助力泵的交流發(fā)電機，如供朝柴的JFB2729；
5） 永磁交流發(fā)電機：轉子磁極采用永磁材料的交流發(fā)電機，如廣西梧州金卓公司生產(chǎn)的JFY系列發(fā)電機。
上述分類(lèi)并不相互排斥，一種發(fā)電機可以有上述的幾種特征。隨著(zhù)新技術(shù)的應用，混合勵磁式等結構的發(fā)電機也開(kāi)始出現。
按整流器結構不同，發(fā)電機可分為：
1) 六管交流發(fā)電機：其整流器由六只硅整流二極管組成三相橋式全波整流電路；有的采用單個(gè)的硅二極管壓裝，也有的采用在極板上燒結硅管組成整流組件。
2) 八管交流發(fā)電機：其整流器有八只二極管，除了六只組成三相橋式全波整流外，在定子繞組中性線(xiàn)輸出端也接有二只二極管，用以對三相電路不均衡產(chǎn)生的中性點(diǎn)波形進(jìn)行整流。
3) 九管交流發(fā)電機：在六管交流發(fā)電機的基礎上又增加了三只勵磁二極管，組成兩套三相橋式全波整流電路，提供電壓檢測點(diǎn)和勵磁電流。
4) 十一管交流發(fā)電機：在八管交流發(fā)電機的基礎上，其整流器增加了三只勵磁二極管。
圖二 發(fā)電機整流電路
按勵磁繞組搭鐵型式不同，發(fā)電機可分為：
1) 內搭鐵型發(fā)電機：勵磁繞組的一端與發(fā)電機端蓋相連接的發(fā)電機。
2) 外搭鐵型發(fā)電機：勵磁繞組的一端經(jīng)調節器后搭鐵的交流發(fā)電機。
由于整體式發(fā)電機調節器裝在發(fā)電機內部，不論是內搭鐵還是外搭鐵對汽車(chē)電路均無(wú)影響，因此內、外搭鐵型式的區別只針對非整體式發(fā)電機；在使用時(shí)，它必須與同樣搭鐵型式的調節器配用。
交流發(fā)電機按散熱型式可分為：
1) 交流發(fā)電機：其兩端端蓋密封，端蓋上制有很多散熱肋，通過(guò)風(fēng)扇帶動(dòng)空氣流通使端蓋散熱。這種型式散熱效果較差，只適用于小功率、有特殊使用環(huán)境要求的場(chǎng)所。
2) 普通單外風(fēng)扇發(fā)電機：在兩端蓋上制有通風(fēng)孔，通過(guò)風(fēng)扇抽風(fēng)，使冷空氣流經(jīng)電機內部帶走熱量，散熱效果一般。
3) 內外風(fēng)扇發(fā)電機：在端蓋外面和內部各裝有一個(gè)風(fēng)扇，通過(guò)抽風(fēng)實(shí)現散熱，散熱效果較好。
4) 雙內風(fēng)扇發(fā)電機：在兩端蓋內裝有兩風(fēng)扇，分別裝在兩磁極背面。這種散熱效果好，但成本較高，結構較復雜，一般用在乘用車(chē)等功率要求較高的場(chǎng)合。
5) 液冷發(fā)電機：它是隨著(zhù)現代汽車(chē)電器的不斷增多，對發(fā)電機功率要求不斷增大的情況下由歐美發(fā)達國家新近研制出的一種新型結構發(fā)電機。與傳統風(fēng)冷式發(fā)電機不同，它采用水、油等液體作為傳熱介質(zhì)，目前在豪華大客車(chē)上已開(kāi)始使用。
二、 發(fā)電機的發(fā)電原理
發(fā)電機的發(fā)電過(guò)程是一個(gè)利用電磁轉換原理將機械能轉化為電能的過(guò)程，它可以分為以下幾個(gè)步驟：
1) 產(chǎn)生磁場(chǎng) 發(fā)電機在未發(fā)電前由蓄電池供給其初始勵磁電流（發(fā)電機發(fā)電后由自身提供）。接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，蓄電池電勢加在發(fā)電機激磁線(xiàn)圈兩端，產(chǎn)生勵磁電流，從而在線(xiàn)圈的鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)。
2) 磁場(chǎng)形成回路，切割定子線(xiàn)圈 產(chǎn)生的磁場(chǎng)在發(fā)電機中的傳遞回路如下：磁軛和軸→爪極一端→定子鐵芯→另一端爪極→磁軛和軸。其間需要通過(guò)兩次轉子外圓與定子鐵芯內圓之間的主間隙，并切割嵌在定子鐵芯槽中的定子線(xiàn)圈。同時(shí)，當發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)后，通過(guò)皮帶傳動(dòng)將機械能輸入到發(fā)電機，帶動(dòng)發(fā)電機轉子旋轉。由于每個(gè)爪極在圓周方向上布置有多個(gè)爪，在爪與爪之間是空位，因此在轉子旋轉過(guò)程中，切割每一組定子線(xiàn)圈的磁場(chǎng)強度是循環(huán)變化的。對汽車(chē)發(fā)電機而言，這種變化被設計為三相正弦波形。
3) 產(chǎn)生交流電 定子線(xiàn)圈受變化的磁場(chǎng)切割后將產(chǎn)生對應波形的三相交流電動(dòng)勢，這種電動(dòng)勢加在負載兩端時(shí)便會(huì )產(chǎn)生三相交流電流。
4) 整流和調壓 產(chǎn)生的三相交流電流通過(guò)三相橋式整流電路整流為直流電。同時(shí)調節器通過(guò)控制激磁電流的通斷將發(fā)電機輸出電壓維持在相對恒定的范圍內，滿(mǎn)足汽車(chē)電器的需要。
三、 發(fā)電機的結構
交流發(fā)電機雖然有很多種類(lèi)，但基本結構大致相同，都包括轉子、定子、整流器、端蓋、風(fēng)扇、皮帶輪等幾大部分。下面以我公司JFZ2721發(fā)電機的結構來(lái)作一下簡(jiǎn)介。由定子鐵芯和定子繞組組成。定子鐵芯由內圓帶槽的環(huán)狀硅剛片疊壓而成；定子繞組則采用漆包圓銅繞組線(xiàn)繞制而成，安放在定子鐵芯的槽內。定子繞組間與定子鐵芯間采用聚酯薄膜帶絕緣，同時(shí)用槽楔將繞組固定，防止繞組竄動(dòng)、脫落。為提高定子繞組的
絕緣、散熱和機械性能，繞組嵌入鐵芯后應進(jìn)行浸漆處理。
定子繞組為三相對稱(chēng)繞組，三相繞組的聯(lián)接方法有星形（Y形）和三角形（△形）兩種。三相繞組的繞制方法是使三相繞組能產(chǎn)生頻率相同、幅值相等、相位互差120°（電角度）的三相對稱(chēng)電動(dòng)勢，為此在繞制和嵌放時(shí)應按照一定的繞組規范進(jìn)行，并確定合理的安放位置。
2）轉子 轉子的作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)，它主要由磁軛、磁場(chǎng)繞組、爪極和集電環(huán)等組成。爪極有兩塊，每塊上都有多個(gè)鳥(niǎo)嘴形磁極，兩塊爪極之間裝有磁軛和磁場(chǎng)繞組；磁場(chǎng)繞組裝在磁軛外部，中間用絕緣架隔開(kāi)，通過(guò)磁軛一起壓裝在轉子軸上。
集電環(huán)由兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)組成，壓裝在軸上，銅環(huán)與軸絕緣。磁場(chǎng)繞組的兩端分別與兩個(gè)銅環(huán)焊接在一起。兩個(gè)銅環(huán)在發(fā)電機工作時(shí)分別與發(fā)電機的兩個(gè)電刷相接觸，使磁場(chǎng)繞組中保持電流通過(guò)。
3)整流器 交流發(fā)電機的整流器由多只硅整流二極管組成，其基礎是由六只二極管構成三相橋式整流電路，將三相繞組感應出的交流電變?yōu)橹绷麟姟?/div>
汽車(chē)用交流發(fā)電機用硅整流二極管的內部結構和工作原理與一般工業(yè)用硅整流二極管基本相同，但其外形結構有要求有所不同?，F在主要應用的型式有兩種：一是將二極管的PN結直接燒結在金屬散熱板上；二是將二極管壓裝在金屬散熱板的孔中使用。
整流二極管的引出電極有正極和負極之分，引出電極為二極管正極的稱(chēng)為正極管；引出電極為負極的稱(chēng)為負極管，六管發(fā)電機有三只正極管和三只負極管。散熱板一般用鋁板或銅板制成，又稱(chēng)整流板，安裝三只負極管的整流板稱(chēng)為負整流板；安裝三只正極管的整流板稱(chēng)為正整流板。負整流板與端蓋碰在一起為發(fā)電機負極；正整流板用螺栓或引線(xiàn)引出，為發(fā)電機的正極，標記為“B”。
4）端蓋 發(fā)電機有前后兩個(gè)端蓋，主要作用是支撐發(fā)電機其它部件，傳導散熱，并把發(fā)電機與發(fā)動(dòng)機支架聯(lián)接起來(lái)。發(fā)電機用端蓋通常用鋁合金壓鑄而成，這種鋁合金不導磁，并且具有重量輕、散熱性能好的特點(diǎn)，適合發(fā)電機防漏磁的需要。前端蓋緊挨皮帶輪，承載驅動(dòng)的主要分力，因而選用的軸承要大于后端，故也稱(chēng)為驅蓋。整流器等電子元器件裝在發(fā)電機后部，靠后端蓋提供安裝位，因此也把后蓋稱(chēng)為電蓋。在兩端蓋上制有掛角，掛角上的安裝孔用來(lái)與發(fā)動(dòng)機支架配合，將發(fā)電機固定在發(fā)動(dòng)機上。
5）電刷組件 由電刷、電刷架和電刷彈簧組成，如下圖所示。電刷安裝在電刷架的孔內，借彈簧張力使電刷與集電環(huán)保持良好接觸。電刷用銅粉和石墨粉模壓而成，電刷架則用酚醛玻璃纖維塑料模壓而成。每臺發(fā)電機有兩只電刷，每只電刷上都有一根引線(xiàn)接到發(fā)電機后端蓋的接線(xiàn)柱上或直接搭鐵。
6）調節器 它的作用是控制發(fā)電機的輸出電壓在一定范圍內。從發(fā)電機或蓄電池上采集電壓信號，通過(guò)控制激磁回路的通和斷來(lái)調節發(fā)電機輸出電壓。當電壓低于設定值時(shí)，維持激磁回路導通；當電壓高于設定值時(shí)將激磁回路關(guān)斷，通常汽車(chē)調節器設定電壓為14.2±0.2/28±0.3。
7）其它零件 發(fā)電機上還裝有皮帶輪、風(fēng)扇等其它零部件，其中皮帶輪與轉子部件聯(lián)接在一起，依靠皮帶輸入機械能；風(fēng)扇也裝在轉子部件的軸上，通過(guò)旋轉來(lái)實(shí)現發(fā)電機的通風(fēng)散熱。
一、 發(fā)電機的性能參數
發(fā)電機除外形尺寸要求外，其性能參數更為重要，其中主要有三項：空載性能、負載性能和調節電壓值，下面列有一個(gè)發(fā)電機的輸出曲線(xiàn)供參考。
1）空載性能 用空載轉速指標衡量（又稱(chēng)零電流轉速、起始發(fā)電轉速），它是指發(fā)電機在輸出電動(dòng)勢達到規定值要求，但尚未輸出電流時(shí)的轉速，用n0表示。對于帶充電指示燈的發(fā)電機，由于指示燈本身有一定功率，其首次熄滅時(shí)的轉速往往高于零電流轉速。因此，在現場(chǎng)出于大批量生產(chǎn)的需要我們一般規定一個(gè)另外的熄燈轉速指標用于驗收。
2）負載性能 發(fā)電機在調節器完全導通，電壓恒定的情況下輸出電流與轉速之間的關(guān)系，實(shí)際中一般檢測兩個(gè)指標：**小工作電流和額定電流。**小工作電流指發(fā)電機在1500r/min時(shí)輸出的電流，此時(shí)發(fā)動(dòng)機往往處于怠速狀態(tài)；額定電流指發(fā)電機在額定轉速5000r/min(有的規定為6000r/min)時(shí)輸出的電流，此時(shí)發(fā)動(dòng)機往往處于穩定工作轉速狀態(tài)。額定電流一般標示在發(fā)電機銘牌上。
發(fā)表于 @ 2008年06月15日 10:10:00 |點(diǎn)擊數（）
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