2012[1].09.23交流发电机结构与设计
交流发电机的结构及原理
交流发电机的结构及原理发电机是一种将机械能转化为电能的装置。
交流发电机是一种通过电磁感应原理产生交流电的设备。
下面将详细介绍交流发电机的结构和原理。
1.定子：定子是发电机中不动的部分，通常由铁心和定子绕组组成。
铁心是用导磁性材料制成的，它能集中和导向磁感线。
定子绕组是绕在铁心上的一组导线，用于接收磁场的作用力产生电流。
2.转子：转子是发电机中旋转的部分，它通过电机或其他动力源提供机械能来驱动发电机旋转。
转子通常由磁通轴、绕组和集电环组成。
绕组是绕在转子轴上的一组导线，通常采用绝缘材料包裹，以保证电绕组不短路。
3.扇形铁心：扇形铁心是定子的一部分，由一片或数片铁心组合而成，可以集中和引导磁通。
扇形铁心通常用于提高定子的磁通密度和提高发电效率。
4.定子绕组：定子绕组是绕在定子铁心上的一组导线。
定子绕组通常采用三角形或星形连接方式，以提供均匀分布的三相电流。
5.转子绕组：转子绕组是绕在转子轴上的一组导线。
转子绕组通常采用螺旋形或直行形连接方式，以确保转子绕组能顺利与刷子接触。
6.集电环：集电环是固定在转子轴上的一个金属环，作为电流的传导通道，将转子绕组产生的电能传送到外部电路中。
7.轴：轴是连接转子和其他部件的中心支撑部分，它承受着转子的旋转动力，并传输电能到外部。
为了产生交流电流，交流发电机通常采用三相绕组。
三相绕组中的三个绕组分别位于120度的相位差位置，分别与不同的相上的电压变化同步。
当各个相上的绕组接收到不同的感应电动势时，它们的电压和相位差随时间呈正弦变化。
1.当转子旋转时，会在转子绕组中产生感应电动势。
2.扇形铁心把磁场引导到定子绕组上，使其绕组中产生感应电动势。
3.通过定子绕组和转子的相互作用，定子绕组中的电流会产生旋转磁场。
4.旋转磁场使得转子绕组中的电流也产生旋转磁场。
5.转子绕组中的旋转磁场和定子绕组中的旋转磁场相互作用，从而产生电磁感应的力矩，使得转子继续旋转。
6.转子上的集电环通过刷子与电路外部连接，将转子绕组产生的电能传送到外部。
第一讲 交流发电机的结构与工作原理
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根通保据过护生管高产线中工敷资艺设料高技试中术卷资0配不料置仅试技可卷术以要是解求指决，机吊对组顶电在层气进配设行置备继不进电规行保范空护高载高中与中资带资料负料试荷试卷下卷问高总题中体2资2配，料置而试时且卷，可调需保控要障试在各验最类；大管对限路设度习备内题进来到行确位调保。整机在使组管其高路在中敷正资设常料过工试程况卷中下安，与全要过，加度并强工且看作尽护下可关都能于可地管以缩路正小高常故中工障资作高料；中试对资卷于料连继试接电卷管保破口护坏处进范理行围高整，中核或资对者料定对试值某卷，些弯审异扁核常度与高固校中定对资盒图料位纸试置，卷.编保工写护况复层进杂防行设腐自备跨动与接处装地理置线，高弯尤中曲其资半要料径避试标免卷高错调等误试，高方要中案求资，技料编术试写5交、卷重底电保要。气护设管设装备线备置4高敷、调动中设电试作资技气高，料术课中并3试中、件资且卷包管中料拒试含路调试绝验线敷试卷动方槽设技作案、技术，以管术来及架避系等免统多不启项必动方要方式高案，中；为资对解料整决试套高卷启中突动语然过文停程电机中气。高课因中件此资中，料管电试壁力卷薄高电、中气接资设口料备不试进严卷行等保调问护试题装工，置作合调并理试且利技进用术行管，过线要关敷求运设电行技力高术保中。护资线装料缆置试敷做卷设到技原准术则确指：灵导在活。分。对线对于盒于调处差试，动过当保程不护中同装高电置中压高资回中料路资试交料卷叉试技时卷术，调问应试题采技，用术作金是为属指调隔发试板电人进机员行一，隔变需开压要处器在理组事；在前同发掌一生握线内图槽部纸内故资，障料强时、电，设回需备路要制须进造同行厂时外家切部出断电具习源高题高中电中资源资料，料试线试卷缆卷试敷切验设除报完从告毕而与，采相要用关进高技行中术检资资查料料和试，检卷并测主且处要了理保解。护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
交流发电机 内部绕组结构
交流发电机内部绕组结构（原创版）目录1.交流发电机的概述2.交流发电机的内部结构3.定子绕组结构4.转子绕组结构5.交流发电机的分类6.交流发电机的工作原理7.爪极式无刷交流发电机的磁场绕组工作原理正文一、交流发电机的概述交流发电机是一种将机械能转换成电能的设备，它主要由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。
交流发电机可分为单相发电机与三相发电机，其结构及工作原理相似，主要区别在于输出电压和电流的频率。
二、交流发电机的内部结构交流发电机的内部结构主要包括定子绕组和转子绕组。
定子绕组由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成；转子绕组由转子铁芯（或磁极、磁扼）绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。
三、定子绕组结构定子绕组通常由铁心、线圈、骨架（有的没有）、引线、拉簧等组成。
定子有两种接线方式，一种是 4 线式，转子串连接在 2 个定子绕组之间，一种是 2 线式，2 个定子绕组连接好后再与转子串连接，（将 4 线式对角的 2 根引线接在一起）。
两种接线方式不同，但可以通用。
四、转子绕组结构转子绕组由转子铁芯（或磁极、磁扼）绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。
转子的作用是在定子绕组中产生磁场，通过转子绕组的磁场与定子绕组的磁场相互作用，产生感应电势，从而输出电流。
五、交流发电机的分类交流发电机按照总体结构可分为普通型和爪极式无刷型。
普通型交流发电机采用电刷和集电环来完成电流的引出和接续，而爪极式无刷交流发电机则通过磁场绕组产生磁场，无需电刷和集电环。
六、交流发电机的工作原理交流发电机的工作原理是利用定子绕组和转子绕组之间的相对运动产生磁场，当转子在定子绕组内旋转时，转子绕组中的磁场与定子绕组中的磁场相互切割，从而在定子绕组内产生感应电势。
感应电势通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。
七、爪极式无刷交流发电机的磁场绕组工作原理爪极式无刷交流发电机的磁场绕组是静止的，它通过一个磁轭托架固定在后端盖上，所以，不再需要电刷。
交流发电机的结构及工作原理
交流发电机的结构及工作原理发电机是一种将机械能转化为电能的设备。
它广泛应用于发电、能量转换和能源供应等领域。
发电机的结构和工作原理是理解发电机运行原理的基础。
本文将详细介绍发电机的结构和工作原理。
一、发电机的结构发电机主要由定子、转子和换向器组成。
1.定子：定子是发电机的静部分，通常由定子心和绕组组成。
定子心是由硅钢片叠压而成的，这种材料可以有效减少磁场损失。
绕组则是环绕在定子心上的导线，通常是由导电材料制成的。
2.转子：转子是发电机的动部分，通常由轴、磁极和励磁线圈组成。
轴是一根连接转子和外部动力设备的旋转轴。
磁极是固定在轴上的永磁体，通常由钢铁或铁磁材料制成，能在旋转时产生磁场。
励磁线圈是绕在磁极上的线圈，用电流激发以增强磁场。
3.换向器：换向器是连接定子和转子的装置，用于交换定子绕组和转子磁极之间的电流和磁场。
换向器的类型有多种，包括复合式、机械式和电子式等。
换向器的作用是确保转子能稳定地旋转，并与定子绕组产生的电流同步。
二、发电机的工作原理发电机的工作原理是基于电磁感应的原理。
当一个闭合电路中的导体在磁场中旋转或磁场在导体中变化时，会在电路中产生电流。
发电机的工作原理可以分为两个阶段：感应阶段和激励阶段。
1.感应阶段：在感应阶段，转子磁极被励磁线圈产生的电流激活，形成一个初始磁场，磁场会弥漫到定子绕组上。
当转子旋转时，转子磁极会与定子绕组的导线相对运动，改变磁场的强度和方向。
由于磁场变化，定子绕组中的电子开始在导线中移动，产生电流。
这个电流被称为感应电流。
2.激励阶段：在激励阶段，感应电流通过换向器传输到定子绕组上，生成一个与转子磁极相对应的磁场。
这个磁场与转子磁极的磁场相互作用，导致转子受到电磁力的作用开始旋转。
同时，由于转子旋转，新的导线将会进入磁场区域，产生新的感应电流，不断增加发电机输出的电流。
总结：发电机的主要结构包括定子、转子和换向器。
其工作原理是基于电磁感应的原理，通过有效地利用磁场变化中的能量来生成电流。
交流发电机的构造与原理
交流发电机的构造与原理一、交流发电机的构造：1.主要构件和部件：-定子：定子是发电机的静子，形状为环形，通常由铁芯和绕组组成。
绕组上绕有若干个分配均匀的线圈。
-转子：转子是发电机的动子，形状为圆柱体，通常由铁芯、线圈和凸极组成。
转子与定子之间的空隙称为气隙。
-集电器：集电器由一个或多个导电环组成，用于将发电机转子电枢绕组的电流引出。
-电磁励磁系统：电磁励磁系统由励磁电源和励磁绕组组成。
励磁电源为发电机提供励磁电流，励磁绕组产生磁场。
-支撑和机壳：支撑系统通常由轴承和机架组成，用于支撑转子和定子，保持其相对位置。
机壳是发电机的外壳，用于保护内部构件和绝缘。
2.工作原理：-励磁：在工作时，励磁电源供电，使励磁绕组电流通过绕组，形成转子绕组上的励磁磁场。
-感应：当交流发电机的转子以一定的转速旋转时，转子绕组将在磁场中切割磁感线，这样就在绕组上感应出交变的电动势。
-引出电流：通过集电器将转子绕组上感应出的电流外接负载，形成电流流动。
-输出电压：根据发电机的设计参数，可以通过改变转子绕组的绕组数、线圈长度和磁场强度等参数来控制输出电压。
二、交流发电机的工作原理：1.动磁定律：根据动磁定律，当一个导体切割磁感线时，将在导体中感应出电动势。
交流发电机中，转子绕组就是切割磁感线的导体，通过转子绕组感应出电动势。
2.洛伦兹力定律：洛伦兹力定律表明，当电流通过导线时，电流将与外磁场相互作用，产生力。
在交流发电机中，当流过转子绕组的电流与励磁磁场相互作用时，将形成一个力矩，使转子绕组旋转。
3.法拉第电磁感应定律：根据法拉第电磁感应定律，当导体中的磁通量发生变化时，将在导体中感应出电动势。
在交流发电机中，由于转子绕组旋转，导致磁场的切割变化，造成在转子绕组上感应出交变的电动势。
4.着磁原理：着磁原理是指在交流发电机中，通过外加的励磁电流在励磁绕组中产生磁场，使转子绕组在磁场中切割，从而感应出电动势。
着磁电流通常通过恒压稳流器调节。
交流发电机构造及检测整理后
红表 笔放 正极
注：两支表笔分别压在负二极管的极板和二极管接触端上， 然后更换表笔再测量。若一次导通一次导不通则正常；若 两次测量都不导通，则说明二极管断路。若两次测量都导 通，说明此二极管被击穿
任务1 交流发电机的构造认识
交流发电机主要由转子、定子、整流器及端盖组 成。
交流发电机的组成
交流发电机的结构分解
交流发电机的构造:
1)转子 两块极爪：鸟嘴形,产生近似与 正弦波的交流电动势. 励磁绕组或转子绕组：有电流 通过，产生磁场；引出线分 别焊在两个滑环上，滑环与 轴绝缘。产生的磁通将爪极 分别磁化成N极、S 极。 动画演示 滑环、 轴。
4．电刷组件的检测 电刷和电刷架应无破损或裂纹，电刷在电刷架 中应活动自如，不得出现卡滞现象。电刷露出电刷 架部分的长度叫电刷长度，电刷长不应超出磨损极 限（原长的1/2），否则应更换。 电刷弹簧压力应符合标准，一般为2～3N，将 电刷压入电刷架使之露出部分约2mm，弹簧压力 过小应更换。
发电机解体后的检测
图3.32 转子轴径向摆差的检测
2．定子的检修 （1）定子绕组的断路和搭铁故障检测 （2）定子绕组的短路故障检测
图3.33定子断路故障的检测
图3.34定子搭铁故障的检测
3．整流器的检修 (1) 普通整流器的检测 将二极管的引线与其他连接分离，用指针万用 表的两个表笔分别接到二极管的引线与壳体上，测 二极管的正向与反向电阻。二极管的正向电阻应符 合标准值，反向电阻应在10kΩ以上。
4）前后端盖 由非导磁材料铝合金制成。后端盖内装有电刷和电刷架。 电刷：用铜粉和石墨粉制成，它安装在电刷架内孔内。 电刷架：由酚醛玻璃纤维塑料制成。 特点：漏磁少，质量轻，散热性能好。
传动带轮
交流发电机的构造
交流发电机的构造一般沟通发电机从整体上看，由一台三相同步沟通发电机和6只硅二极管构成的三相桥式全波整流器所组成。
如图所示：它主要由转子、定子、电刷、整流器、前后端盖、风扇、皮带轮等组成。
(一)转子功用：产生磁场组成：转子由铁心、励磁绕组(又称磁场绕组)爪极和滑环等，如图所示：爪极有两块，每块上有6个鸟嘴型磁极，两块爪极通过细花键压装在转子轴上，爪极间的空腔内装有磁轭。
磁轭有励磁绕组。
(二)定子功用：产生感应电动势组成：定子铁心和定子绕组等，结构如图所示：定子铁心一般由相互绝缘且内圆带槽的环状硅钢片叠成，定子绕组为三相对称绕组，安装在定子铁心的槽内。
三相绕组的连接方法一般采纳星形联结，绕组引线端子共有4个，三相绕组各引一个，中性点引出一个。
为了保证三相定子绕组能够产生频率和幅值相同、相位相差120度电位角的三相沟通电，定子绕组线圈的绕制和在定子铁心槽中的嵌入应符合肯定规律。
(三)整流器作用：将发电机定子绕组产生的三相沟通电变换为直流电。
一般由6只硅整流二极管散热板所组成。
整流二极管的工作电流大、反向耐压值高。
沟通发电机整流二极管有正极管和负极管之分，引出线为正极的二极管称为正极管，引出线为负极的二极管称为负极管。
如图所示。
三个正极管的外壳压装在散热板的三个孔中，这三只正极管的壳体和散热板一起成为发电机的正极，由固定散热板的螺栓(此螺栓与后端盖绝缘)通至外壳外，作为发电机的火线接线柱“B”(“S”、“十”、“A”或“电枢’’)，如图2—5所示。
三个负极管的外壳压装在后端盖的三个孔中，有些发电机装在另外一块散热板上，它们的外壳与发电机外壳一起成为发电机的负极。
硅二极管的安装示意图，如图2—6所示。
(四)端盖和电刷总成沟通发电机的前后端盖均由铝合金压铸或用砂模铸造而成，这是由于铝合金为非导磁性材料，可削减漏磁并具有轻巧、散热性能良好的优点。
为提高轴承孔的机械强度，增加其耐磨性，在发电机端盖的轴承孔内镶有钢套。
交流发电机的结构和工作原理
交流发电机的结构和工作原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊交流发电机这玩意儿。
你可别小瞧它，它就像是一个神奇的小魔法师，能给我们带来源源不断的电能呢！交流发电机啊，它主要是由定子和转子这两个重要部分组成的。
定子呢，就像是一个安静的守护者，稳稳地待在那里；而转子呢，就像个调皮的小孩子，不停地转呀转。
转子里面有磁场，当它转动起来的时候，就会产生变化的磁场，这就好像是一场奇妙的磁场舞会。
这时候定子就发挥作用啦！它上面绕着的线圈就会感受到这个变化的磁场，然后就产生了电流。
你说神奇不神奇？就好像是有人在轻轻拨动着电流的琴弦，奏出了美妙的电能乐章。
咱可以想象一下，交流发电机就像是一个不知疲倦的小工人，一直在那里努力工作着。
它把机械能转化为电能，为我们的生活提供了各种便利。
比如我们家里的电灯能亮起来，电视能播放节目，不都是靠它嘛！你说要是没有交流发电机，那我们的生活得变成啥样啊？那肯定是一片漆黑，啥电器都没法用啦！所以说啊，它可真是我们生活中不可或缺的好帮手呢！而且啊，交流发电机的种类还挺多的。
有小型的，就像个小巧玲珑的宝贝，可以用在一些小设备上；还有大型的，那可真是个大块头，能为工厂、电站等提供强大的电力支持。
在实际使用中，交流发电机也得好好保养和维护呢。
就像我们人一样，也需要关心和爱护呀！要定期检查它的各个部件，看看有没有损坏或者松动的地方。
要是不好好照顾它，它万一“闹脾气”不工作了，那可就麻烦啦！总之呢，交流发电机虽然看起来普普通通，但它的作用可大着呢！它就像是一个默默奉献的幕后英雄，为我们的生活带来了光明和便利。
我们可得好好珍惜它，让它能一直为我们服务下去呀！这就是交流发电机，一个神奇又重要的东西，大家可别小瞧它哦！。
交流发电机的结构及检修
02 交流发电机的结构
定子
作用
பைடு நூலகம்
工作原理
定子是交流发电机中的固定部分，主 要作用是产生磁场。
当交流电通过绕组时，铁芯产生磁场， 这个磁场可以在转子旋转时切割转子 上的线圈，从而产生交流电。
组成
定子由铁芯和绕组组成，铁芯由硅钢 片叠压而成，绕组则是嵌在铁芯槽内 的线圈。
转子
作用
转子是交流发电机中的旋转部分， 主要作用是在定子产生的磁场中 旋转，从而感应出交流电。
交流发电机检修的重要性与意义
保障电力供应稳定
定期检修交流发电机，可以确保 其正常运行，为电力系统的稳定
运行提供保障。
提高设备使用寿命
通过及时的检修，可以发现并解 决潜在的故障，延长交流发电机
的使用寿命。
降低故障停机损失
及时的检修可以避免因发电机故 障导致的停机，减少因此产生的
经济损失。
未来交流发电机检修技术的发展趋势
常用工具与设备
扳手
用于固定和拆卸发 电机内部的螺栓和 螺母。
测量仪表
用于检测发电机的 电压、电流和电阻 等参数。
螺丝刀
用于拆卸和紧固发 电机外壳上的螺丝。
锤子
用于敲击和调整发 电机的部件。
清洗剂和润滑油
用于清洁和润滑发 电机内部的零件。
检修技术与方法
检查转子
检查转子上的绕组是否松动、烧 蚀或断裂，转子轴是否弯曲或断 裂。
检查发电机外观
检查发电机外壳是否有裂纹、变 形或严重磨损等现象。
检查定子
检查定子铁芯是否松动、变形或 烧蚀，绕组是否松动或烧蚀。
检查轴承和油封
检查轴承和油封是否磨损或损坏， 是否需要更换。
检查整流器和电压调节器
汽车交流发电机
交流发电机的结构、工作原理及工作特性一、交流发电机的结构转子（1）功能：产生正弦磁场。
（2）组成：铁芯、励磁绕组、转子轴、爪极、滑环（也称为集电环）。
（3）爪极的形状（鸟嘴形）：使磁场按正弦规律分布。
（4）滑环：滑环相互之间、滑环与轴之间都保持绝缘。
定子定子（1）功能：产生三相对称电动势。
（2）组成：铁芯、三相对称绕组（大多采用星形接法）。
3、皮带轮4、风扇5、前后端盖6、电刷与电刷架（1）绝缘电刷：其引线为发电机的磁场接线柱，标以“F”（内搭铁）；或“F1”（外搭铁）。
（2）搭铁电刷：其引线为发电机的搭铁接线柱，标以“－”或“E”（内搭铁）；或“F2”（外搭铁）。
（3）搭铁形式a、内搭铁：励磁绕组直接搭铁。
b、外搭铁：励磁绕组经过调节器后再搭铁。
整流桥整流器（1）功能：将定子绕组产生的三相交流电变换为直流电。
（2）组成：六只硅二极管、两个元件板。
（3）特点a、三只正二极管（红色）安装在元件板上，其元件板构成发电机的输出极（正极），即发电机的火线接线柱，标以“B”、“＋”或“A”。
b、三只负二极管（黑色）安装在元件板上，其元件板构成发电机的负极，即发电机的搭铁接线柱，标以“－”或“E”。
（4）八管整流器：所加两管在发电机高速时，可提高发电机的输出功率15％左右。
（5）九管整流器：加装的三个二极管专门用来在自励时供给励磁绕组电流，这三个二极管还可以控制充电指示灯（省去充电指示灯继电器）。
[1]充电指示灯a、作用：既指示发电机及调节器的工作情况，又可以在停车后提醒驾驶员及时关闭点火开关，避免浪费蓄电池电能。
b、状态：励磁绕组他励，充电指示灯亮；励磁绕组自励，充电指示灯灭。
（6）十一管整流器汽车交流发电机 - 工作原理1、发电原理E=Cnφ（E正比于n和φ）2、整流原理（1）任一瞬间，只有一只正二极管和一只负二极管导通，且正、负二极管不会是同一桥中的两只。
（2）发电机中性点接线柱“N”，其中性点电压UN=1/2U（U为发电机输出电压）。
汽车交流发电机的结构
电刷组件的检测
电刷组件的检测电刷和电刷架应无破损或裂 纹，电刷在电刷架中应活动自如，不得出 现卡滞现 象。电刷露出电刷架部分的长度叫电刷长度， 电刷长不应超出磨损极限（原长的1/2）， 否则应更换。 电刷弹簧压力应符合标准，一般为 2～3N，将电刷压入电刷架使之露出部分约 2mm，弹簧压力过小应更换。
发电机使用与维护
交流发电机与调节器的结构简单，维护方便，若正确使用， 不仅故障少而且寿命长。若使用不当，则会很快损坏。因 此在使用和维护中应注意以下几点： 1.蓄电池的极性必须是负极搭铁，不能接反。否则，会 烧坏发电机或调节器的电子元件； 2.发电机与蓄电池之间的连接要牢靠，如突然断开，会 产生过电压损坏发电机或调节器的电子元件； 3.发电机运转时，不能用试火的方法检查发电机是否发 电，否则会烧坏整流二极管； 4.一旦发现交流发电机或调节器有故障，应立即检修， 及时排除故障，否则会引起更大故障或蓄电池亏电，致使 汽车不能行驶；
整流器的功用是将发电机定子绕组产生的交流电变 换为直流电。一般由6只整流硅二极管和安装二极管的散热板组 成。目前国内外采用的硅整流发电机均为负极搭铁
整流器
图3-10
整流器实物与硅二极管连接图
整流原理整流器是将交流电转换成直流电的一种装置，
在车用发电机中，一般采用三相桥式整流电路作整流器。
整流器一般有以下四种形式：
发电机检修
1，磁场绕组的检查：
用万用表检查磁场绕组，磁场绕组若有断 路、短路和搭铁故障时，一般需要更换转子 总成或重绕 磁场绕组。
图3-17（a） 磁场绕组的检测
图3-17
磁场绕组的检测
2、定子绕组的检查： 用万用表按图检查三相绕组的电阻，检查定子绕组的绝缘 情况，检查绕组有无搭铁。
交流发电机的结构及原理
图3.5 交流发电机定子总成及连接方式 a）定子绕组星形连接 b) 定子绕组三角形连接
第 3 章 交流发电机及调节器
3.1.2 普通交流发电机的结 构
3．整流器
整流器的功用是将定子绕组的三相 交流电变为直流电。 整流器由整流板和整流二极管组成， 6管交流发电机的整流器是由6只硅整流 二极管分别压装（或焊装）在相互绝缘 的两块板上组成的，其中一块为正极板 （带有输出端螺栓），另一块为负极板， 负极板和发电机外壳直接相连（搭铁）， 也可以将发电机的后盖直接作为负极板。 6只整流二极管分为正极管和负极 管两种。引出电极为正极的称为正极管， 3只正极管装在同一块板上，称为正极 板；引出电极为负极的称为负极管，3 只负极管安装在负极板上，也可直接安 装在后盖上。如图3.6所示。
UN = U BE 2
图3.15 交流发电机中性点电压波形图
带有中性点接线柱的发电机， 可用中性点电压来控制各种用途 的继电器工作。
第 3 章 交流发电机及调节器
3.2.2 交流发电机整流原 理
利用中性点电压提高发电机功率 有的发电机（如夏利发电机）的 整流器有8只整流管，其中两只整流 管接在中性点处（1只正极管和1只负 极管），如图3.16所示。把中性点电 压和三相绕组并联输出，实践证明这 样可提高发电机功率10％～15％。 由于中性点电压的瞬时值是一个 三次谐波，其波峰在有些时候可能大 于三相绕组的最高值，此时，中性点 正极管VD7导通，其他三个正极管截 止，由VD7供给外电路高电压；同理， 波谷也能小于三相绕组的最低值，此 时，中性点负极管VD8导通，参与对 外输出，这样就提高了发电机的对外 输出能力，提高了发电机的输出功率。
图3.6 交流发电机整流二极管安装示意图 a）焊接式 b）电路图 c) 压装式 1－正整流板 2－负整流板
交流发电机的结构与工作原理
交流发电机的结构与工作原理发电机是一种将机械能转化为电能的设备，广泛应用于各个领域。
其结构和工作原理如下所述。
一、结构发电机的结构包括转子、定子、绕组、滑环、散热器和外壳。
1.转子：转子是发电机的主要部分，由电磁材料或导电材料制成。
转子通常有两种类型：励磁转子和感应转子。
励磁转子由磁铁或电磁线圈构成，提供磁场以激发定子中的电流。
感应转子则通过旋转在磁场中产生感应电流。
2.定子：定子是固定在发电机内部的部件，主要由绕组和铁芯构成。
绕组是由绝缘导线组成的线圈，通过给定绕组电流，产生旋转磁场。
铁芯则提供了绕组的支撑，并增强了磁场的效果。
3.绕组：绕组是发电机中的一个重要部分，由导线制成，承载着产生电能的任务。
绕组根据实际需求，可以包括多个线圈，并连接到外部电源或其他电源，以提供所需的电流。
4.滑环：滑环是连接旋转部分和固定部分的接点，使得转子能够以旋转的方式传达电能。
滑环由导电材料制成，能够有效地传输电流，并保持电路的连续性。
5.散热器：发电机在工作过程中会产生大量的热量，散热器的作用是将这些热量迅速散发出去，确保发电机的正常运行。
散热器通常采用风冷或水冷的方式。
6.外壳：外壳是发电机的外部保护部分，能够保护内部的结构免受外界环境的侵害，并起到美观和防护的作用。
二、工作原理发电机的工作原理基于法拉第电磁感应定律和楞次定律，其工作过程主要包括励磁、感应和输出三个阶段。
1.励磁阶段：通过向励磁转子施加直流电流或交流电流，产生磁场。
这个磁场会传递到定子中，使之处于一个磁场中。
2.感应阶段：当转子开始旋转时，磁场也随之旋转。
由于励磁磁场和转子磁场的互相作用，定子中将产生感应电流。
根据法拉第电磁感应定律，当磁场通过绕组时，导线中就会产生感应电流。
3.输出阶段：定子中产生的感应电流经由绕组导线输出。
通常通过滑环将电流传送到外部电路中。
在外部电路中，感应电流可以用来驱动电动设备或供电给其他设备。
总结起来，发电机的工作原理是:励磁通过给励磁转子通电产生磁场；转子旋转时，磁场也随之旋转，导致定子中产生感应电流；最后，通过滑环将感应电流传输到外部电路，以实现输出电能的功能。
初二物理交流发电机结构与原理分析
初二物理交流发电机结构与原理分析交流发电机是一种常见的发电设备，广泛应用于各行各业。
它是通过旋转磁场的方式将机械能转化为电能的。
本文将对交流发电机的结构和工作原理进行详细的分析。
一、交流发电机的结构交流发电机主要由定子和转子两部分组成。
1. 定子定子是发电机中不动的部分，它由铁芯和绕组组成。
铁芯通常采用硅钢片制成，以减少磁铁耗散的能量。
绕组由线圈和导线组成，线圈上绕有多个线圈，每个线圈都与一个导线相连。
2. 转子转子是发电机中旋转的部分，它由永磁体或电磁线圈构成。
永磁体通常由稀土磁体或钕铁硼磁体制成，具有较强的磁性。
电磁线圈则通过外部电源供电，产生与定子绕组中的磁场相互作用。
二、交流发电机的工作原理交流发电机的工作原理基于法拉第电磁感应定律，即磁场的变化会产生感应电动势。
1. 电磁感应作用当交流发电机旋转时，转子中的永磁体或电磁线圈产生磁场，并与定子绕组中的磁场相互作用。
这种磁场的变化会在定子绕组中产生感应电动势。
2. 滑环和刷子为了使感应电动势能够顺利传递到外部电路中，交流发电机使用滑环和刷子来连接转子和外部电路。
滑环是一个连续的金属环，固定在转子轴上。
刷子则是与滑环相连的碳刷，用于与滑环接触并传递电流。
3. 原理在交流发电机中，当转子旋转时，磁场的变化引发了定子绕组中的感应电动势，然后通过滑环和刷子传递到外部电路。
外部电路中的负载就会形成电流，从而使发电机能够输出电能。
三、交流发电机的优点和应用交流发电机具有以下优点：1. 输出稳定：由于交流发电机能够通过调整转速和绕组参数来实现输出电压的稳定，因此在各种负载条件下都表现出较好的稳定性。
2. 适应性强：交流发电机可以根据不同的需求调整输出电压和频率，适用于各种不同的应用场景。
3. 造价低廉：与直流发电机相比，交流发电机的制造成本较低，更加经济实惠。
交流发电机广泛应用于各个领域，包括家庭用电、工业生产、交通运输等。
它们为我们的生活和工作提供了可靠的电力支持。
交流发电机的设计与分析
交流发电机的设计与分析交流发电机（Alternating Current Generator，简称AC Generator）是一种将机械能转化为电能的装置。
它采用了电磁感应原理，通过旋转的转子在磁场中产生电动势，从而产生交流电。
本文将从设计和分析两个角度探讨交流发电机的相关内容。
一、设计1. 选材交流发电机的核心部件是转子和定子。
转子通常采用高导磁性和良好导电性的材料，如硅钢片。
定子则需要选择高绝缘性能和良好导电性能的材料，如铜线和绝缘材料。
2. 磁场设计磁场设计是交流发电机设计的重要环节。
一种常见的实现方式是采用永磁体或电磁铁作为磁场源。
在设计中需要考虑磁场的稳定性和均匀性，确保转子旋转时能够产生稳定的电动势。
3. 匹配设计交流发电机的转速和功率输出需要与外部设备匹配。
设计时应根据实际需求确定合适的转速和功率输出，并通过设计转子和定子的参数来实现匹配。
二、分析1. 转子电动势转子在磁场中旋转时会感应出电动势。
电动势的大小与磁场强度、转子的速度、导线圈匝数等因素有关。
可以通过分析这些因素来评估交流发电机的电动势输出。
2. 功率输出交流发电机的功率输出与电动势大小和负载特性有关。
在设计时需要合理评估功率输出的需求，并确保发电机能够稳定输出所需功率。
3. 效率评估发电机的效率是评价其性能的重要指标之一。
一般来说，发电机的效率越高，能够更好地利用输入功率并将其转化为输出电能。
通过对设计方案的分析和优化，可以提高发电机的效率。
总结交流发电机的设计与分析是实现电能转换的关键。
在设计过程中，应注重选材、磁场设计和匹配设计等方面的考虑，以确保发电机的性能和稳定性。
在分析过程中，需要评估电动势、功率输出和效率等指标，从而对发电机的性能进行评估和优化。
通过合理的设计和分析，交流发电机能够更好地满足电能转换的需求。
交流发电机的结构及检修
学习目标：
1.交流发电机的结构及类型 2.交流发电机的工作原理及特性 3.交流发电机的电压调节器 4. 电压调节器的工作原理 5. 交流发电机及电压调节器的使用 6. 典型汽车电源系的电路 7.充电系典型电路 8.电源系统故障诊断与排除
3)爪极式无刷交流发电机的优缺点 优点是：结构简单、维护工作量少，工作可靠；工作时无火花。 缺点是：制造工艺要求高、焊接困难；结构复杂。 （2）感应子式无电刷交流发电机 组成——由定子、转子、整流器和机壳组成。 它的转子是由齿轮状钢片铆成，其上有若干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 原理——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S极；左上部、右下部为N 极）。由于转子4凸齿部分磁通容易 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N极就是S极，对 着S就是N极。
§2.1交流发电机的结构及检修
§2.1.1 交流发电机的结构及类型
一、发电机的功用
汽车蓄电池的容量是有限的，不能满足汽车长途行驶 的需要，所以，在汽车上除装有蓄电外，还另装有发电 机。 发电机的主要作用是：发电机是汽车电系的主要电源， 由汽车发动机驱动，它在正常工作时，对除启动机以外 的所有用电设备供电，并向蓄电池充电以补充蓄电池在 使用中所消耗的电能。 汽车用发电机可分为直流发电机和交流发电机，汽 车交流发电机具有体积小，重量轻，结构简单，维护方 便，使用寿命长和低速充电性能好等显著特点，故广泛 应用在汽车上而取代直流发电机。目前汽车采用三相交 流发电机，内部带有二极管整流电路，将交流电整流为 直流电，所以，汽车交流发电机输出的是直流电。
交流发电机的结构及工作原理
For personal use only in study and research; not for commercial use 交流发电机的结构一、6管交流发电机的结构交流发电机一般由转子、定子、整流器、端盖四部分组成。
J F132型交流发电机组件图见图2-5 aJ F132型交流发电机结构图见图2-5 bJ F132型交流发电机结构图见图2-5 c（一）转子转子的功用是产生旋转磁场。
转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成，见图2-6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)和磁轭。
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N极，另一块被磁化为S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：磁轭→N极→转子与定子之间的气隙→定子→定子与转子间的气隙→S极→磁轭。
见图2-7。
2．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替负整流板。
见图2-10。
在正整流板上有一个输出接线柱B（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2-11二、8管交流发电机8管交流发电机（如夏利车用）和6管交流发电机的基本机构是相同的，所不同的是整流器有8只硅整流二极管，其中6只组成三相全波桥式整流电路，还有2只是中性点二极管，1只正极管接在中性点和正极之间，1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2-14）试验表明：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高发电机的功率10%～15%。
中性点二极管提高发电机功率的原理：交流发电机中性点电压为三次谐波，随着发电机转速的提高，中性点三次谐波电压也升高。
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电磁设计浅释
2012-08
目录 1. 发电机概要 2. 发电机主要零部件 3. 电磁部件件-定子 4. 电磁部件件-转子 5. 电磁设计 6. 主要零件的设计计算（定子） 7. 主要零件的设计计算（转子） 8. 性能计算校核 9. 计算简例 10. 趋势展望-高效/低噪声
1. 发电机概要
激磁线圈 爪极
爪极
5. 电磁设计
5.1 定义
▶ 发电机的电磁设计， 发电机的电磁设计，主要的是定子和转子各零件的设计 ▶ 发电机的磁路如图
5. 电磁设计
5.1 电流的磁效应
电流的磁效应(通电会产生磁场)： 奥斯特发现：任何通有电流的导线，都可以在其周围产 生磁场的现象，称为电流的磁效应
5. 电磁设计
转子磁轭磁势
8. 性能计算校核
根据上述初步计算得到的定子和转子尺寸，进行性能校核
8.1空载特性曲线
所需总磁势FBH
8. 性能计算校核
根据上述初步计算得到的定子和转子尺寸，进行性能校核
8.1空载特性曲线
根据所需总磁势FBH核算激磁磁势 激磁绕组匝数Wf ×激磁电流If Wf ×IF＞ FBH OK
8. 性能计算校核
8.2 空载特性曲线计算表
8. 性能计算校核
8.2 空载特性曲线计算表
空载特性曲线
8. 性能计算校核
8.2 空载特性曲线计算表
空载特性表
8. 性能计算校核
8.3 负载特性激磁磁势
从空载特性曲线作磁化特性曲线，求得负载激磁磁势 1，
2， 3， AB= 4，从OB查 得磁极漏磁通 ，这样磁极总磁通为
5.2 电磁感应定律
因磁通量变化产生感应电动势的现象： 闭合电路的一部分导体，在磁场里做切割磁力线的运动 时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应，这就 是在1831年迈克尔.法拉第发现的定律
感应电动势E＝B×L×V
5. 电磁设计
5.3 原理的实现
发动机通过皮带使发电机转子转动产生旋转磁场，定 子中的静止导线通过切割转子的旋转磁场而感生出电动 势，所以对于发电机而言输出的是交流电。（称为同步 发电机的原因是由于转子旋转磁场的旋转频率与定子感 生的交流电流的频率是保持同步的）。发电机所产生的 交流电经整流元件转换成直流电，供整车作为电源，实 现转换。
7. 主要零件的设计计算（转子）
7.3 爪极漏磁通
爪极漏磁通计算时主要有： ，极爪侧面漏磁通 ，极爪掌内表面漏磁通 ，极爪端部漏磁通 ，极爪内表面对磁轭漏磁通
7. 主要零件的设计计算（转子）
7.4 激磁线圈
激磁线圈决定发电机总磁势 计算磁势→绕组圈数 →线径 →内阻 →激磁电流 →复核总磁势 从FBH 知 导线电流密度Jf → 激磁绕组匝数Wf →激磁电流If →设定激磁
3. 电磁部件件-定子
3.1 定子定义
▶ 通过转子旋转磁场， 通过转子旋转磁场，在定子上切割磁力线产生交变（ 在定子上切割磁力线产生交变（N、S)电流， 电流，传递给整流桥。 传递给整流桥。
定子铁芯
定子绕组
3. 电磁部件件-定子
3.2 定子组成
定子组成 : - 定子铁芯， 铁芯，由薄钢片叠压而成 - 定子线圈， 定子线圈，由高温漆包线绕制 - 槽楔和槽绝缘
定子铁芯
定子绕组
3. 电磁部件件-定子
3.3 定子绕线
3相绕线方式 : （根据设计可适当选择绕线方式） 根据设计可适当选择绕线方式） △ 形绕线方式 Y 形绕线方式 .
电流 (A) △-连接 中性点利用 Y-连接 Y-连接
转速 (RPM)
Y 形连接
△形连接
输出特性
4. 电磁部件件-转子
4.1 转子定义
2#稳态 25℃ 1#稳态 25℃
9. 计算简例
9.5 转子激磁绕组线径变化
转子激磁绕组线径改变，其他状态不变，使总磁势减少 （如从￠0.85《 0.85《绿色》改为￠ 0.83《 0.83《红色》）
120
100
80
1#稳态25℃
60
3#稳态25℃
40
20
0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
定子D/L →绕组圈数 →线径 →单相内阻 →槽形 →定子外径 →漏抗
6. 主要零件的设计计算（定子）
6.2 定子绕组及槽齿
定子D/L →绕组圈数 →线径 →单相内阻 →槽形 →定子外径 →漏抗
6. 主要零件的设计计算（定子）
6.2 定子绕组及槽齿
定子D/L →绕组圈数 →线径 →单相内阻 →槽形 →定子外径 →漏抗
5. 电磁设计
5.4 原理的实现
6. 主要零件的设计计算（定子）
6.1 定子内径D和长度L
L
D
6. 主要零件的设计计算（定子）
定子内径 6.1 定子内径 D和长度 D和长度 L L
极弧系数
线负荷A 一般取500~550A/cm
6. 主要零件的设计计算（定子）
6.1 定子内径 定子内径 D和长度 D和长度 L L
8.1空载特性曲线
定子齿磁势
8. 性能计算校核
根据上述初步计算得到的定子和转子尺寸，进行性能校核
8.1空载特性曲线
定子轭磁势
8. 性能计算校核
根据上述初步计算得到的定子和转子尺寸，进行性能校核
8.1空载特性曲线
转子磁极磁势
8. 性能计算校核
根据上述初步计算得到的定子和转子尺寸，进行性能校核
8.1空载特性曲线
7.2 爪极基本尺寸
爪极是主要的磁场零件 件， ， 尺寸也比较复杂，涉及 整个磁路计算
7. 主要零件的设计计算（转子）
7.2 爪极基本尺寸
爪极是主要的磁场零件 件， ， 尺寸也比较复杂，涉及 整个磁路计算
1.1~1.3
7. 主要零件的设计计算（转子）
7.2 爪极基本尺寸
爪极是主要的磁场零件 件， ， 尺寸也比较复杂，涉及 整个磁路计算
120
100
80
系列2
60
系列3
40
20
0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
9. 计算简例
9.3 定子绕组变化（ 定子绕组变化（匝数/线径） 线径）
定子绕组从￠1.18× 1.18×13《 13《红色》到￠1.4× 1.4×10《 10《蓝色》
140
120
100 系列1
6. 主要零件的设计计算（定子）
6.2 定子绕组及槽齿
定子D/L →绕组圈数 →线径 →单相内阻 →槽形 →定子外径 →漏抗
漏抗: 定子槽漏抗 定子端部漏抗 定子齿顶漏抗 定子谐波漏抗
7. 主要零件的设计计算（转子）
7.1 爪极
爪极是主要的磁场零件 件， ，尺寸也比较复杂，涉及整个磁路计算
7. 主要零件的设计计算（转子）
8. 性能计算校核
8.3 负载特性激磁磁势
5，从磁极总磁通 6，总磁势为 FBH＝ FBH＝OA+AB+OC1
查得转子磁路磁势OC1
根据所需总磁势FBH核算激磁磁势 激磁绕组匝数Wf ×激磁电流If Wf ×IF＞ FBH OK
8. 性能计算校核
负载激磁磁势FBH
9. 计算简例
9.1 定子线径变化
10.趋势展望-高效/低噪声
定子 转子 整流桥 电刷
高槽满率
增加磁场
低损耗二极管
长寿命电刷
参考文献： 曹宝元箸“整流发电机”
Thank you
定子线径（如从￠1.12《 1.12《蓝色》到￠1.06 《红色》，圈数等不变）
120.0
100.0
80.0
系列1 系列2
60.0
40.0
20.0
0.0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
9. 计算简例
9.2 定子绕组圈数变化
定子绕组从11圈 11圈《红色》改到10圈 10圈《蓝色》，其他状态不变
6. 主要零件的设计计算（定子）
6.1 定子内径D和长度L
参考值
6. 主要零件的设计计算（定子）
6.1.1 方法二 定子内径D和长度L
6. 主要零件的设计计算（定子）
6.2 定子绕组及槽齿
定子D/L →绕组圈数 →线径 →单相内阻 →槽形 →定子外径 →漏抗
6. 主要零件的设计计算（定子）
6.2 定子绕组及槽齿
▶ 激磁线圈两端各自连接在集电环的2个铜环上， 个铜环上，通过电刷和电源连接， 通过电刷和电源连接，产生激磁电流。 产生激磁电流。 再由发动机带动形成旋转磁场， 再由发动机带动形成旋转磁场，爪极被磁化（ 爪极被磁化（N、S极）。
4. 电磁部件件-转子
4.2 转子组成
- 转子由前爪极、 转子由前爪极、后爪极、 后爪极、激磁线圈、 激磁线圈、轴、集电环等组成
从激磁导线的截面积可得所需导线的直径 df
7. 主要零件的设计计算（转子核算激磁电阻rf→核算绕组架可容面积hf×bf →复核总磁势
8. 性能计算校核
根据上述初步计算得到的定子和转子尺寸，进行性能校核
8.1 空载特性曲线
气隙磁势
8. 性能计算校核
根据上述初步计算得到的定子和转子尺寸，进行性能校核
80
60
系列2
40
20
0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
9. 计算简例
9.4 定子迭片厚度变化
定子迭片厚度从31mm《 31mm《红色》变到28mm《 28mm《绿色》，其他状态不变
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000