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课题五 硅整流发电机的工作原理及整流原理
课题五 硅整流发电机的工作原理及整流原理一、发电原理如图 1 a 所示，发电机定子的三相绕组按一定规律（彼此相差120度电角度）分布在发电机的定子槽中，内部有一个转子，转子上安装着爪极和励磁绕组。
当外电路通过电刷使励磁绕组通电时，便产生磁场，使爪极被磁化为N 极和S 极。
当转子旋转时，磁通交替地在定子绕组中变化，根据电磁感应原理可知，定子的三相绕组中便产生交变的感应电动势。
这就是交流发电机的发电原理。
在交流发电机中，由于转子磁极呈鸟嘴形，其磁场的分布近似正弦规律图1b ，所以交流电动势的波形也近似正弦规律，如果发电机定子的三相绕组是对称绕制的则产生的三相电动势也是对称的。
即每相电动势的大小相等，相位差互为120度。
定子每相电动势的有效值的表示式中 ---绕组系数(和发电机定子绕组的绕线方式有关 ) ---每相绕组的匝数（单位：匝） ---频率（单位：Hz ）---每极磁通（单位：Wb ） ---电机结构常数（ ）---称为相电动势。
由此可见，当交流发电机结构一定时（结构常数不变），相电动势和发电机转速、磁通成正比。
二、整流原理交流发电机定子的三相绕组中，感应产生的是交流电是通过6教学补充nC KfN E eΦ=Φ=44.4φK Nf 60/pn f =Φe C 60/44.4KNp C e =φEe C φE图2 交流发电机整流原理a) 整流电路图 b) 三相绕组电压波形图 c) 整流后发电机输出波形图二极管具有单向导通性,当给二极管加上正向电压时二极管导通, 当给二极管加上反向电压时二极管截止。
将定子的三相绕组和6只整流二极管按图2a的电路连接。
三个正极管子VD1、VD3、VD5的负极连在一起，在某一瞬间，正极电位最高的管子导通。
而三个负极管子VD2、VD4、VD6，其正极连在一起，在某一瞬间，负极电位最低的管子导通。
图3 励磁电路四、硅整流交流发电机的特性指发电机经整流后输出电压、电流和转速之间的关系。
硅整流发电机的工作原理
硅整流发电机的工作原理硅整流发电机是一种常见的发电设备，它利用硅整流器将交流电转化为直流电。
本文将详细介绍硅整流发电机的工作原理，并探讨其在发电领域中的应用。
一、硅整流发电机的基本概念硅整流发电机是一种将交流电转化为直流电的设备。
它通过利用硅整流器，将来自发电机的交流电转换为直流电，从而实现电能的存储和利用。
硅整流发电机适用于各种场景，如家庭用电、工业生产等。
二、硅整流发电机主要由发电机、硅整流器和电池组成。
在正常运行时，发电机产生交流电，通过连接的硅整流器转换为直流电，然后存储到电池中进行储存。
当需要使用电能时，直流电从电池中释放并供应给负载。
硅整流器是实现电能转换的关键组件。
它由多个二极管组成，每个二极管都具有单向导电性，即只能让电流在一个方向上通过。
当交流电输入硅整流器时，只有与电流方向相符的二极管才会导通，将电流引导到电池中进行储存。
硅整流发电机还配备了控制系统，用于监测电池的充放电状态，并自动控制硅整流器的工作。
当电池电量过低时，控制系统将启动发电机，通过硅整流器进行充电。
当电池电量充足时，发电机停止工作，电池直接供电负载。
三、硅整流发电机的应用硅整流发电机具有广泛的应用领域，主要包括以下几个方面：1. 家庭用电：硅整流发电机可以利用太阳能、风能等可再生能源发电，将电能存储到电池中，供给家庭使用。
尤其在偏远地区或没有稳定供电的情况下，硅整流发电机能够为家庭提供持续稳定的电力。
2. 工业生产：许多工业生产过程需要稳定的电力供应，而硅整流发电机能够提供可靠的电力支持。
通过连接多个硅整流发电机，可以满足工业生产对电能的需求，并实现能源的高效利用。
3. 紧急备用电源：在电力系统故障或自然灾害造成停电时，硅整流发电机可作为紧急备用电源。
其快速启动和稳定运行的特性能够在紧急情况下为医院、通信基站等重要设施提供可靠的电力支持。
4. 新能源发电：硅整流发电机能够与太阳能发电系统、风力发电系统等结合使用，将可再生能源转换为可储存的直流电。
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=√EsinωteB=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。
第二章硅整流发电机及调节器.ppt
五、风扇
五、国产硅整流发电机型号：
第三节 硅整流发电机的工作原理
一、发电原理 1.在发电机内部有一个由发动机带动转子（旋转磁
场）
2.磁场外有一个定子绕组, 绕组有3组线圈(3相绕组)， 3相绕组彼此相隔120度。
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 得频率相同、幅值相等、相位互差120°的三 相电动势。
1． 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。
当发电机电压下降至设定的下限值时，调节 器又动作，使励磁电流上升，磁通量加强， 发电机的电压又上升。如此反复，是发电机 的电压在设定的范围内波动，得到一个稳定 的平均电压。
二、调节器的分类： 1、触点式电压调节器
触点式电压调节器应用较早，这种调节 器触点振动频率慢，存在机械惯性和电磁惯 性，电压调节精度低，触点易产生火花，对 无线电干扰大，可靠性差，寿命短，现已被 淘汰。 （1）按触电的对数划分： 单级式： 双级式：
1）整流时二极管导通条件：
①对于三个正极管子（D1、D3、D5正极和定子绕 组始端相联），在某瞬时，电压最高一相的正极管 导通。 ②对于三个负极管子（D2、D4、D6负极和定子绕 组始端相联），在某瞬时，电压最低一相的负极管 导通。但同时导通的管子总是两个，正、负管子各 一个。
2）整流过程
3）发电机输出的直流电压平均值为：
硅整流发电机与调节器
硅整流发电机与调节器
一、硅整流发动机 （一）、构造 硅整流发电机主要是由皮带轮、风扇、前后端盖、转子 总成、定子总成、 整流 器等构成。 （二）、硅整流电动机的工作原理 1、发电原理： 当发动机启动带动发电机开始转动时，由蓄电池通过点火开关 供给励磁线圈电流，产生了磁场，定子三相绕组与旋转磁场产生相对 运动，即切割磁感线，在定子绕组中产生了三相正弦交流感应电动势。 随着发动机转速的升高，发电机转速也随之升高，产生的感应 电动势也相应增大，当整流后的直流电压与蓄电池电压相等时，发电 机的励磁电流由发电机自己供给，在定子绕组中产生的仍是三相正弦 感应电动势。 发电机的发电原理就是三相绕组切割磁感线产生感应电动势， 并且产生的是相位互差1200的正弦交流电。
三、硅整流发电机与调节器的保养 1、硅整流发电机为负极搭铁，所以蓄电池也必须负极搭铁，否 则会烧坏硅二极管。 2、发电机有调节器必须配套使用，安装时确保连线正确可靠。 3、发动机停止工作后，必须关闭点火，切断发电机励磁线圈与 蓄电池的电路，防止蓄电池长期放电。 4、严禁用“划火”的方法检查发电机是否发电，以防烧坏整流 元件。应采用万用表或低压试灯检查。 5、发电机工作时，严禁短接电枢与磁场接柱，磁场接柱也不允 许接铁，以防烧坏调节器触电组和发电机励磁线圈。 6、反对发电机应保持清洁、干燥，并保证导线连接紧固；传动 皮带松紧要适当；每工作500小时，要清洗轴承，换用新润二极管。
二、调节器 （一）调节器的构造： 调节器是由铁芯、磁化线圈、触电、弹簧、电阻等组成。 （二）调节器的工作过程： 当调节器不工作时，上触电常闭，下触电常开。 1、当闭合点火开关发动机低速旋转时，蓄电池供给励磁线圈电流。 励磁电路：蓄电池正极---点火开关---调节器点火接柱---上触电--活动触电臂---调节器磁场接柱---电刷---滑环---励磁线圈---电刷--滑环---搭铁---蓄电池负极 2、当发动机转速升高，发电机转速也随之升高，当高于蓄电池电 压时，发电机进入自励阶段，调节器内电流走向不变。 同时，磁化线圈中也有电流。 电路：蓄电池（或发电机）正极---点火开关---调节器点火接 柱---附加电阻R1---磁化线圈---补偿电阻R3---搭铁接柱---蓄电池（或 发电机）负极 这时磁化线圈有电流通过，产生了吸力，但由于电流小，吸力 小，不足以吸下活动触电臂。
柴油发电机硅整流发电机的工作原理
柴油发电机硅整流发电机的工作原理
硅整流器发电机是三相沟通交流同歩发电机，其磁极为转盘式。
其励磁调节器方法是：在运行和低转速比时，因为发电机工作电压小于汽车电瓶电压，发电机是他励的(由电瓶供电系统)；高速旋转时，发电机工作电压高过电瓶充电工作电压，发电机是自勉的。
当电源总开关接入时(如下图所示)，电瓶电流量根据上边控制器流入发电机的励磁线圈，励磁线圈周边便造成磁通量，绝大多数磁通量根据磁轭1(如下图所示)和爪形磁极3产生N极，再穿过电机转子与定子中间的气体隙，历经定子的齿部和轭部，随后再穿过气体隙，进到另-爪形磁极4产生S极，最终返回磁轭，产生磁控制回路。
另有一小部分磁通量在定子边上的气体隙中及N与S极中间根据，这一部分称之为漏磁通。
当柴油发电机电机转子磁极在定子旋转时，电机转子的N极和S 极在定子内更替根据，使定子绕阻激光切割磁感线而造成沟通交流感应电流。
三相绕阻所造成的沟通交流感应电动势相位角为120°，所传出的三相交流电经六只二极管三相全波整流后，就可以在发电机正负极接线头中间得到直流电源。
硅整流交流发电机的构造
• 分类
内搭铁式 外装式 有刷式 外搭铁式
内装式
爪极式 单风叶式 感应式 无刷式 带励磁机式 永磁式 双风叶式
发电机总体结构
1.定子
• 定子总成又称电枢，它用来产生三相交流电动势， 由铁心和三相绕组组成。 • 定子是由定子线圈及薄铁片叠成的铁芯组成，两端 为铝制的端盖所支撑，为外壳的部分，其结构如图 所示。 • 铁芯由许多涂有绝缘漆的铁片叠成，内有直槽，以 容放定子线圈，槽数为转子磁极数的3倍。 • 定子线圈由漆包线绕成，共有三组线圈，每组由与 转子磁极数相等数量的线圈串联而成。
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◣图1发电机在整车上的位置图
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◣图2 充电系统的作用
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二、发电机的结构 汽车用硅整流交流发电机由三相同步发电机和硅二极管整
流器两大部分组成。其工作过程是:交流发电机定子绕组中 感应出交变电动势,再经硅二极管整流器整流,输出直流电。 普通交流发电机一般由转子、定子、整流器、前后端盖、 风扇和带轮等组成,如图2-21所示。
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◣图5 交流发电机整流器总成
4.端盖及电刷组件
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端盖一般分成两部分,即前端盖和后端盖,起支撑转子、定子、整
流器和电刷组件的作用。端盖一般用铝合金铸造,一是可有效地
防止漏磁,二是铝合金散热性能好。后端盖上装有电刷组件。电 刷组件由电刷、电刷架和电刷弹簧组成。
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◣图6 六管全波整流电路
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整流器的功用是将三相绕组产生的交流电转变为直流电。整流器由 正、负整流板组成,每个整流板上安装3~4个硅二 极管。 外壳为正极、中心引线为负极的二极管,叫负极管;外壳为负极、
中心引线为正极的二极管,称为正极管。
安装3只正极管的整流板称为正整流板。 安装3只负极管的整流板称为负整流板。 三相绕组与整流器连接的全波整流电路。
农机电源电路的使用维护—硅整流发电机的使用与维护(农机电气设备使用与维护课件)
这条曲线表明：交流发电机只需较低的空载转速 (n1)，就可达到额定输出电压值，说明其具有低速充电 性好的优点；交流发电机转速升到满载转速(n2)时即可 输出额定电流，说明其具有发电性能优良的特点；当转 速达到某一定值后，输出电流不再随转速的升高和负载 的增多而继续增大，说明发电机具有自身控制输出电流 的功能。
JF132发电机整流器总成 1-负整流板 2-正整流板 3-散热片 4-螺栓孔
5-正极管 6-负极管 7-安装孔 8-绝缘垫
交流发电机整流器和定子的连接电路图 a）星形连接 b）三角形连接
4．端盖及电刷组件
端盖一般分两部分（前端盖和后端盖）， 起支撑转子、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 效的防止漏磁，二是铝合金散热性能好。 后端盖上装有电刷组件。 电刷组件由电刷、电刷架和电刷弹簧组成。 电刷的作用是将电源通过滑环引入励磁绕 组。两个电刷分别装在电刷架的孔内，借 助弹簧压力与滑环保持接触。 电刷和滑环的接触应良好，否则会因为磁 场电流过小，导致发电机发电不足。
⑷ 电刷组件的检测
电刷及电刷架应无破损或裂纹，电刷在电刷架中应能活动自如，无卡滞现象。
交流发电机主要部件的检测与维修
(1)V带松紧度的检查与调整 (2)电刷的检查与更换 (3)内部电路的检查 (4)定子(或电枢)绕组的检查定子(或电枢) (5)硅整流二极管的检查
无刷交流发电机
车用无刷交流发电机是无电刷、无集电环的交流发电机，是一种性能较先进 的汽车发电机。
无刷交流发电机的结构与前述的有刷交流发电机基本相同，主要区别是磁场绕 组静止不随转子转动。磁场绕组仍位于两爪极的空腔内，两引出端直接接至后端 盖的两个磁场接线柱上，从而省去了滑环和电刷。
硅整流发电机
应用原理
发电机通常由定子、转子、端盖.电刷.机座及轴承等部件构成。
定子由机座.定子铁芯、线包绕组、以及固定这些部分的其他结构件组成。
转子由转子铁芯、转子磁极（有磁扼.磁极绕组)、滑环、(又称铜环.集电环)、风扇及转轴等部件组成。
通过轴承、机座及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，通过滑环通入一定励 磁电流，使转子成为一个旋转磁场，定子线圈做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接 在回路中，便产生了电流。
简介
硅整流发电机硅整流就是利用可控硅整流元件：一种大功率硅半导体器件，又叫晶闸管，英文缩写SCR，它 具有同半导体二极管相似的单向导电特性，但它的导通可控制，所以说它是具有可控的单向导电特性的整流元件。 利用它的特性，可以组成各种不同功能的装置把交流电变换成大小可调的直流电。
基础知识
先发电机组的概念：发电机组是指能将机械能或其它可再生能源转变成电能的发电设备。
从物理结构来说，发电机的定子和转子除了是一个原动力的拖动外，是完全独立、互不干扰的两部分；
发电机的定子是有功源，产生感应电动势、电流，在原动力的拖动下，向外输出交流电的有功，由原动力 （油量、气量、风量、水量等）决定有功功率的大小。
发电机的转子是无功源、绕组从外部引入直流电建立磁场，在原动力的拖动下，向外输送交流电的无功，由 外部输入（多数用发电机自发的交流电整流而得）的直流电决定无功功率的大小。
感谢观看
一般我们常见的发电机组通常由以下几个：汽轮机、水轮机或内燃机（汽油机，柴油机等发电机）驱动，风 能、太阳能、生物质能、海洋能等。目前柴油发电机的市场最大，主要是由于柴油发电机组的容量较大，可并机 运行且持继供电时间长，还可独立运行，不与地区电网并列运行，不受电网故障的影响，可靠性较高。尤其对某 些地区常用市电不是很可靠的情况下，把柴油发电机作为备用电源，既能起到应急电源的作用，又能通过低压系 统的合理优化，将一些平时比较重要的负荷在停电时使用。因此在工程中得到广泛的使用。
硅整流发电机故障的检查和排除
硅整流发电机故障的检查和排除1. 硅整流发电机的工作原理硅整流发电机是一种直流发电机，它的工作原理是将交流电转化为直流电。
在硅整流发电机中，交流电首先通过励磁绕组产生磁场，然后在转子绕组中感应出电动势，经过整流装置变换为直流电输出。
硅整流发电机的整流装置通常采用硅控整流技术，由一系列的晶闸管和二极管组成。
在正半周，晶闸管导通，将交流电变换为正半周的直流电；在负半周，二极管导通，将交流电变换为负半周的直流电。
通过这种方式，输出的电流变为直流电，实现了整流的目的。
2. 硅整流发电机故障排查步骤硅整流发电机在工作中可能会出现一些故障，如输出电压不稳定、电流不足、转子绕组发热等。
以下将介绍硅整流发电机故障排查的具体步骤。
2.1 确定故障现象在排查故障前，首先要确定故障现象。
可能出现的故障现象包括：输出电压或电流不稳定、输出电压或电流过高或过低、转速不稳定等。
通过观察或测量相关参数可以快速确认故障现象。
2.2 检查励磁绕组励磁绕组是硅整流发电机中最常见的故障部件之一。
检查励磁绕组前，需要先确认发电机是否有励磁电流输出。
如果没有，那么很可能是励磁电源故障或整流桥故障。
如果有励磁电流输出，那么需要检查励磁绕组是否存在短路、开路或匝间故障等问题。
如果发现故障，需要及时更换绕组或修复故障。
2.3 检查整流桥整流桥是硅整流发电机中另一个常见的故障部件。
整流桥的主要作用是将交流电变换为直流电。
如果整流桥出现问题，就会导致发电机输出的电压或电流不稳定、或者输出电压或电流过高或过低。
在检查整流桥时，需要检查晶闸管和二极管是否正常。
如果存在故障，需要及时更换晶闸管或二极管。
2.4 检查转子绕组转子绕组也是硅整流发电机中容易出现故障的部件之一。
转子绕组故障会导致输出电压或电流不稳定、或者转速不稳定等故障。
在检查转子绕组时，需要确认绕组是否存在开路或短路等问题。
如果存在故障，需要及时更换绕组或修复故障。
2.5 检查机械部件硅整流发电机还包括了一系列的机械部件，如轴承、齿轮等。
_硅整流发电机原理及维修解析
_硅整流发电机原理及维修解析硅整流发电机是一种利用硅材料进行整流的发电装置。
其原理是通过硅材料的特性，将交流电转换为直流电，从而供给其他设备使用。
硅整流发电机的原理是利用半导体材料的特性。
硅材料的特点是导电性能良好，在高温和高压下具有较高的耐受能力。
硅材料中的杂质掺入不同的元素，可以改变其导电性能。
通过控制硅材料中的杂质浓度和控制电压，可以实现硅材料的导电性能的变化，从而实现整流的功能。
硅整流发电机的基本结构包括正、负半导体材料和一个中间的绝缘层。
正半导体材料所接触的一侧通过正电压的施加形成P型材料，而负半导体材料所接触的一侧通过负电压的施加形成N型材料。
正、负半导体材料之间的绝缘层是为了防止电流的混合和短路。
硅整流发电机的工作过程如下：当交流电进入正半导体材料时，由于正半导体材料处于P型，而交流电的正负周期会导致P型材料和N型材料之间的电势差发生变化。
在正半导体材料的一侧，电势增加，形成一个P-N结。
由于N型材料具有较多的自由电子，而P型材料具有较多的空穴，因此P-N结上会发生电子和空穴的复合，产生热能。
这样就导致了电流的通过，完成了交流电的整流过程。
硅整流发电机的维修主要包括以下几个方面：1.故障排查：当发电机无法正常工作时，首先需要进行故障排查。
可以通过测量电压、电流的大小，检查电路是否接触良好，以及检查硅材料是否存在损坏等方式，确定故障的原因。
2.更换硅材料：如果发现硅材料存在损坏，需要及时更换。
在更换硅材料时，需要注意选择与原始材料相匹配的材料，并进行适当的清洁和接触处理，以确保材料的导电性能恢复正常。
3.修复电路：如果发现电路存在接触不良或损坏的情况，需要进行修复。
修复电路时，需要注意使用合适的工具和材料，确保电路的连接稳固，并保证电流的顺利通过。
4.定期维护：对于硅整流发电机，定期维护是非常重要的。
可以定期对发电机进行清洁和润滑，检查电路连接是否正常，以及材料是否存在磨损等，及时进行修复和更换。