交流发电机的概述和工作原理

• 图2-32 充电系统的组成
二、交流发电机的构造
• （一）交流发电机的分类 • 1.按总体结构分类
• 普通交流发电机 • 整体式交流发电机 • 带泵的交流发电机 • 无刷交流发电机 • 永磁交流发电机
• 2.按整流器结构分类 • 6管交流发电机 • 8管交流发电机 • 9管交流发电机 • 11管交流发电机
二极管安装示意图
其中：U=整流电压平均值，ULm=线电压幅值， UL=线电压有效值，Uφ=相电压有效值
三、交流发电机的工作原理
交流发电机发电原理图
1、交流发电原理
• 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
• 3.当转子旋转时，旋转的 磁场使固定的电枢绕组切 割磁力线（或者说使电枢 绕组中通过的磁通量发生 变化）而产生电动势。
整流管的安装
7.交流发电机的型号
• 产品代号 • 电压等级代号 • 电流等级代号 • 设计序号 • 变形代号
国产交流发电机的型号
中国行业标准QC/T 73-93《汽车电器设备产品型号编制方法》， 汽车交流发电机的型号如下：
1
2
3
4
5
1-产品代号：常用的有JF、JFZ、JFB和JFW四种、 2-电压等级代号：1表示12V，2 表示24V，6表示6V 3-电流等级代号 4-设计序号 5-变型代号
例如：桑塔纳、奥迪100型轿车所使用的代号为 JFZ1913Z型交流发电机， 含义为：电压等级为12V、输出电流大于90A、 第13次设计、调整臂位于左边的整体式交流发电机。
• 1.交流发电机的发电原理
– 两个基本关系
• f = p·n /60 • E = Ce· n· Φm
– 整流原理（图） – 整流电压平均值U与线电压UL、相电压Uφ的关系 U =3/π×ULm= 3√2 /π×UL=1.35 UL = 2.34 Uφ
1、交流电动势的产生（公式）
交流电动势频率： f p n
60
式中：p——磁极对数； n——发电机转速
电动势：
eA 2Esint
eB 2Esint(3 2)
式中： E
eC 2Esint(3 4)
表示电动势的有效值； 表示电角速度，2f pn
30
定子每相电动势的有效值
• K-绕组系数(和发电机定子绕组的绕线方法有关 ) • N-每项匝数（匝） • φ-每极磁通（Wb） • Ce-电机结构常数
• 图2-37 整流二极管的构造
4.皮带轮及风扇
• 皮带轮装在转子轴的前端，由发动机皮带驱 动。
• 风扇装在转子轴的前端或发电机的内部，如 图2-40所示，用以冷却转子线圈及整流管等。
皮带轮及风扇
5.前、后端盖
6.电刷总成
• 电刷总成安装在后端盖内，包括电刷、电刷架和电刷弹簧。
图3.9 电刷组件
整流过程分析
整流时二极管导通条件
• 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。
• 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。
整流过程
• 三相桥式整流电路中二极管的依次循环导通,使得负载 RL两端得到一个比较平稳的脉动直流电压。
• 发电机输出的直流电压平均值为：
•
U=1.35UL=2.34UΦ
整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.交流发电机的整流原理
硅二极管具有单向导电性。
整流过程实际上就是将具有单向导电性的硅 二极管组成各种整流电路，把交流电变成直流电。
• 2-44
–a –b
图
））
全 波 整
半 波 整
整 流
流流回
路
二极管的导通原则
• 当三只二极管负 极端相连时，正 极端电位最高者 导通；
• 当三只二极管正 极端相连时，负 极端电位最低者 导通。
交流发电机的概述和工作原理
一、发电机的功用
• 预习：
• 1、发电 • 2、整流：利用整流器 • 3、调节电压：电压调节器
• 起动发动机时需利用蓄电池供应电动机及点 火系统等各种电器所需的电流；
• 充电系统就是将发动机一部分机械能转变为 电能的装置。
• 充电系统最重要的器件为产生电能的发电机， 其次为控制发电机最高输出电压的调节器。
交流发电机的结构
• 转子 • 定子 • 整流器 • 端盖及电刷组件 • 带轮及风扇
• 1、转子：用来产生磁场，由滑环、转子轴、爪极、 磁轭、磁场绕组等组成。
• 转子由磁极、磁场线圈、滑环及轴等所组成，结 构如图2-35所示，分成两片爪形铁，交叉组合在 一起，一边全为N极，另一边全为S极，N、S极相 间排列，一般为8～16极。
三相绕组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。
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
3.整流器
• 整流器的作用：交流发电机产生的三相交流电变成直流电 输出，还可阻止蓄电池的电流向发电机倒流。
• 交流发电机整流器的作用是将定子绕组的三相交流电变为 直流电。 6管交流发电机的整流器是由6只硅整流二极管组成三相全 波桥式整流电路
• 转子线圈电流的流动回路如下：由调节器来的电 流→电刷→滑环→磁场线圈→滑环→电刷→搭铁 。
转子轴上压装着 两块爪极，两块 爪极各有六个鸟 嘴形磁极。
两个集电 环分别与 磁场绕组 的两端相 连
2.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。
• 3.按励磁饶组搭铁形式分2类
• 内搭铁型交流发电机，磁场绕组的一端（负极）直接搭 铁。
• 外搭铁型交流发电机 ，磁场绕组的一端（负极）接入调节 器，通过调节器再搭铁。
• （二）交流发电机的结构
• 1.定子 2.转子 3.整流器 4.前后盖板 5.皮带轮及风扇 6.电压调节器
• 交流发电机的外形