汽車(chē)發(fā)電機工作原理
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?。ㄈ┯来攀綗o(wú)刷交流發(fā)電機
該種發(fā)電機與普通發(fā)電機不同的是轉子部分――以永久磁鐵作為轉子磁極而產(chǎn)生旋轉磁場(chǎng)，不僅去掉了電刷和滑環(huán)，而且不需要磁場(chǎng)繞組和爪極。結構簡(jiǎn)單可靠、使用壽命長(cháng)。
轉子常用的永磁材料有鐵氧體、鉻鎳鈷、稀土鈷、釹鐵硼等。
由于轉子為永磁結構，所以產(chǎn)生的旋轉磁場(chǎng)強度是不變的、不可調的，因此，不能采用普通交流發(fā)電機通過(guò)調節器控制磁場(chǎng)電流的辦法來(lái)調節發(fā)電機的輸出電壓。為解決調壓?jiǎn)?wèn)題可采用電壓調節器與三相半控橋式整流相配合的辦法，使發(fā)電機輸出電壓不隨轉速大幅度變化而變化。
圖2-20是永磁發(fā)電機電壓控制原理圖。3只共陽(yáng)極硅二極管VD1、VD2、VD3與3只共陰極晶閘管VT1、VT2、VT3組成三相半控橋式整流電路。另外由硅整流二極管VD1～VD6組成三相全波整流電路，為晶閘管控制極提供觸發(fā)電壓，與電壓調節器的一個(gè)觸點(diǎn)相接，另一個(gè)觸點(diǎn)則與晶閘管的控制極相連，電壓調節器的線(xiàn)圈并接在三相半控橋的輸出端，電壓控制原理如下：本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/197672.htm
低速時(shí)觸點(diǎn)K閉合，晶閘管控制極獲得正向觸發(fā)電壓而導通，當轉速達到一定值時(shí)，整流橋可向蓄電池和負載提供全波整流電壓。當整流輸出電壓隨轉速升高而升高到超過(guò)額定電壓時(shí)，觸點(diǎn)K斷開(kāi)（因線(xiàn)圈吸力增大），晶閘管因失去正向觸發(fā)電壓而截止，因而整流輸出電壓下降。當整流電壓降到一定值時(shí)，電壓調節器線(xiàn)圈中電流減小吸力減小而使K閉合，3只晶閘管重新被觸發(fā)導通，又使整流輸出電壓回升。如此反復，便可使輸出電壓控制在規定范圍內。（觸點(diǎn)式調節器目前已經(jīng)由電子式或電腦控制的調節器所代替）
永磁式交流發(fā)電機優(yōu)點(diǎn)如下：
1．體積小、輕、結構簡(jiǎn)單、維護方便，使用壽命長(cháng)。如 750W的鈦鐵硼永磁發(fā)電機與350W普通交流發(fā)電機重量相當。轉子上除軸承外無(wú)其他磨損件并開(kāi)有通風(fēng)孔，冷卻散熱好，因而壽命可提高兩倍以上。
2．由于傳動(dòng)比大，即發(fā)動(dòng)機轉速低而發(fā)電機轉速高，所以發(fā)動(dòng)機低速時(shí)發(fā)電機充電性能好。
3．比功率大，可節約金屬材料。
4．無(wú)激磁損耗，效率可提高10％以上。
5．在電壓控制器中，由于只有控制極約10mA的電流通過(guò)觸點(diǎn)，故可降低觸點(diǎn)磨損，電壓調節結構很簡(jiǎn)單。
6．由于永磁體的磁導率接近空氣的磁導率，使電樞反應磁阻增大，因而感應電勢的非正弦畸變減小，輸出功率增大。
六、帶泵交流發(fā)電機
帶泵交流發(fā)電機的發(fā)電機與普通交流發(fā)電機完全一樣，不同的是轉子軸很長(cháng)并伸出后端蓋，利用外花鍵與真空泵的轉于內花鍵相連接，驅動(dòng)真空泵與發(fā)電機轉子同步旋轉，給汽車(chē)制動(dòng)系中的真空筒抽真空，為制動(dòng)系的真空增壓器提供真空源，主要用于沒(méi)有真空源的柴油機（汽油機可直接從進(jìn)氣歧管處取得真空。制動(dòng)時(shí)因節氣門(mén)幾乎關(guān)閉而在進(jìn)氣歧管中形成高真空，而柴油機無(wú)節氣門(mén)）。國產(chǎn)JFB2525型帶泵交流發(fā)電機外形如圖2-21所示。
七、汽車(chē)雙整流發(fā)電機
雙整流發(fā)電機是一種最新型交流發(fā)電機，它大大改善了普通交流發(fā)電機低速充電性能和高速最大功率輸出，又不增設比較復雜的控制電路，因此也沒(méi)有增加充電系的故障率。
1． 結構原理
如圖2-22所示。在普通交流發(fā)電機三相定于繞組基礎上，增加繞組匝數并引出接線(xiàn)頭，增加一套三相橋式整流器。低速時(shí)由原繞組和增繞組串聯(lián)輸出，而在較高轉速時(shí)，僅由原三相繞組輸出。工作中高低速供電電路的變換是自動(dòng)的，沒(méi)有增設任何機電控制裝置，其工作原理分析如下：
在低速范圍內，由于發(fā)電機轉速低，三相繞組的串聯(lián)輸出，提高了發(fā)電機的輸出電壓，使發(fā)電機低速充電性能大大提高。在高速范圍內，隨著(zhù)發(fā)電機轉速的增大，串接的三相繞組的感抗增大，內壓降增大，再加上電樞反應加強，使輸出電壓下降。這時(shí)原三相繞組A、B、C因內壓降較小，產(chǎn)生的感應電流相對較大，確保高速下的功率輸出。
2．雙整流發(fā)電機的優(yōu)點(diǎn)有；
?。?）既降低了發(fā)電機的充電轉速，又保證了高速大電流輸出，提高了發(fā)電機的有效功率。雙整流發(fā)電機比普通發(fā)電機最低充電轉速降低了200－300r／min，在低速下發(fā)電機即可輸出電流達10A；而額定電壓及額定電流下的轉速不大于2500r／min。
?。?）結構簡(jiǎn)單，工作可靠，只在定子槽中增加繞組匝數，增加一套三相橋式整流。
八 感應子式交流發(fā)電機
感應子式交流發(fā)電機也是一種無(wú)電刷交流發(fā)電機，由定子、轉子、整流器和機殼組成。它的轉子是由齒輪狀鋼片鉚成，其上有若于個(gè)沿圓周均勻分布的齒形凸極，而沒(méi)有磁場(chǎng)繞組。磁場(chǎng)繞組和電樞繞組均安放在定子槽中，如圖2-23所示。
當磁場(chǎng)繞組3通人直流電后，在定子鐵心1中產(chǎn)生固定磁場(chǎng)（右上部、左下部為S極；左上部、右下部為N極）。由于轉子4凸齒部分磁通容易通過(guò)，磁感應強度最大，從而形成磁極。但轉子的每個(gè)凸齒是沒(méi)有固定極性的，當它對著(zhù)定子N極就是S極，對著(zhù)S就是N極。
轉子凸齒在不運動(dòng)的磁場(chǎng)內旋轉時(shí)，當凸齒對著(zhù)定子凸齒時(shí)，磁通量最大，當轉子槽對著(zhù)走子凸齒時(shí)則磁通量最小。因此，轉子旋轉時(shí)，定子凸齒內產(chǎn)生脈動(dòng)磁通，在定子繞組中感應出交變電動(dòng)勢。將電樞繞組以一定的方式連接起來(lái)，并經(jīng)整流，便可得直流電。
感應子式交流發(fā)電機中電樞繞組交流電動(dòng)勢的頻率恒等于Zn/60（Z為轉子齒數，n為轉子轉速），與磁場(chǎng)繞組形成的磁極對數無(wú)關(guān)，這與同步交流機的本質(zhì)不同。
感應子式無(wú)刷交流發(fā)電機機質(zhì)量比功率較低。
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