硅整流发电机的工作原理

一、发电原理

发电机的三相定子绕组按一定规律分布在发电机的定子槽中，彼此相差120°电角度。

当励磁绕组接通直流电时即被励磁，一块爪极形成N极，另一块爪极形成S极，两块爪极相互交错形成6对磁极。转子旋转时，励磁绕组所产生的磁场也随之旋转，形成旋转磁场，它与固定不动的定子绕组之间产生相对动，使三相定子绕组中产生三个频率相同、幅值相等、相位相差120°电角度的正弦电动势e A、e B和e C，其顺时值分另为：

eA=Emsinωt=√Esinωt

eB=Emsin(ωt-120°)=√Esin(ωt-120°)

eC=Esin(

由此可知，硅流发电机每相绕组中产生的电动势的有效值与发电机的转速和磁场的磁通量成正比。三相交流电动势是对称的，当外接负载时，三相交流电压UA、UB和UC也是对称的，如图

2-10b所示。

二、硅整流器的原理

硅整流器是利用硅二极管的单向导电性，将交流电转换为直流电。

在硅整流发电机中，六只硅二极管连接成三相桥式全波整流电路。

三个正极管子D1、D3和D6的正极连接在一起，负极分另接在三相绕组的首端。根据导通原则，连接在一起的几个二极管中，正极电位最高的二极管总是优先导通，即在某一时间内，只有正极电位最高或负极电位最低的管子才能导通。

在t=0时，UA=0，UC为正值，UB为负值，D1、D3和D5负极电位相同，而A、B、C三点中C点电位最高，D5优先导通，使3个正极管子负极的电位等于C点电位，这时D1、D3因承受反向电压而截止。而D2、D4和D5的正极电位相同，A、B、C三点中B点电位最低，D4优先导通，使三个负极管了的正极电位等于B点电位，这时D2和D6承受反向电压而截止。这样C、B 两点之间的线电压的瞬时值加在负截RL上。

三、硅整流发电机的励磁方式

硅整流发电机开始发电时采取它励方式进行，即由蓄电池供给励磁电流。当发电机电压达到蓄电池电压时转为自励，即由发电机自身供给励磁电流。

在硅整流发电机中，转子的爪极有一定的剩磁，当转子以一定的转速旋转时，在三相绕组中产生感应电动势，经整流器整流后通过电刷和滑环加到励磁绕组上，励磁绕组有电流通过，使磁

场加强，三相绕组中的感应电动势进一步提高，促使磁场进一步增强，如此反复，使硅整流发电机电动势逐渐升高。上述问题存在的问题是，当加在硅二极管上的正向电压小于其死区电压时（约0.6V左右），二极管处于截止状不导通，由于发电机剩磁较弱，所以发电机在低速运转时，不能建立电压，而只有在较高转速时（n＞1200r/min），发电机的电压才能很快上升，完成自励过程。

为了克服硅速流发电机在低速时，不能建立电压的缺点，在发电机转速较低、发电机的端电压低于蓄电池端电压时，由蓄电池向发电机供给励磁电流（即他励），使发电机在较强的磁场下很快地建立起电压。这就使硅整流发电机的低速充电性能较好。

当发电机的端电压大于蓄电池电压时，由于发电机是与蓄电池并联供电的，因此，就自动地转为由发电机输出的电压向用电设备供电，同时还向自身的励磁绕组供给励磁电流。

四、硅整流发机的发电过程

汽车发动机起动时，由于点火开关闭合，铅蓄电池经调节器向励磁绕组提供励磁电流，进行它励建立电动势。使定子三相绕组中产生较高的感应电动势，很快超过二极管的死区电压，二极管导通，整流器将三相交流电变为直流电，发电机开始向励磁绕组供给励磁电流，发电机进入正常的自励发电阶段。

在他励阶段，因硅二极管处于铅蓄电池的和反向电压下而截止，蓄电池不可能向发电机内部放电，只能通过调节器提供励磁电流，故不会将发电机烧毁。