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汽车用交流发电机结构与工作原理解析

2018-07-10 08:57编辑:ranaldlearning.com人气:


发电机是汽车用电设备的主要电源。在汽车正常运行期间,发电机向除起动机之外的其它用电设备供电,并向蓄电池充电。今天来给大家解析一下汽车发电机的结构和工作原理。

汽车上所用的发电机大多为三相交流发电机。

汽车用交流发电机结构与工作原理解析

汽车用交流发电机的分类

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交流发电机的构造

交流发电机由转子、定子、电刷与滑环机构、三相桥式整流器、轴承、风扇和前后端盖等组成。

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一、转子

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二、定子

定子是由定子铁心和三相定子绕组组成,固定在前后端盖之间。

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三相绕组一般采用三角形(△)和星形(Y)两种接法,定子绕组在转子产生的旋转磁场作用下,感应并输出三相正弦交流电动势。

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三、整流器

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。

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整流器一般有以下四种形式:

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四、端盖、风扇和轴承

前端盖用来固定发电机,后端上装有电刷架和整流器。

风扇风叶装在前端盖与皮带轮之间(双风扇发电机的两个风叶装在发电机内部的转子上),在发电机工作时,起强制通风散热作用。

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交流发电机的工作原理

一、发电原理

当发电机的转子绕组中通入直流电时,产生磁场,转子在发动机的带动下旋转,定子绕组切割转子磁场感应三相交流电动势。

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二、整流原理

整流电路将三相电动势转变成直流脉动电压;由于蓄电池具有电容的功能,故输出的直流电压波形较平坦。

在发电机空载运行时,忽略三相绕组和整流器的电阻压降,直流电动势约为:U=2.34Eφ(Eφ为相电动势)。

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三、励磁方法

发电机转子绕组产生磁场,称为励磁,发电机的励磁有他励和自励两种方式。

由蓄电池向磁场绕组供电的方式,称为他励;由发电机产生的电压向磁场绕组供电的方式,称为自励。

汽车用发电机在刚开始发电时,转子绕组由蓄电池供电产生磁场,属于他励;待发电机旋转起来,输出电压高于蓄电池电压时,发电机向磁场绕组供电,励磁方式由他励变为自励。

交流发电机的工作特性

交流发电机的工作特性,是指发电机工作时,端电压U、输出电流I与转速n之间的关系。

一、空载特性

空载特性是指发电机空载(即 I=0)时,发电机端电压U与转速 n之间的关系。

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二、外特性

当发电机转速一定时,输出电压U随输出电流I的变化规律。

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三、输出特性(负载特性)

在发电机输出电压U一定时(通常12V发电机保持在14V),发电机负载电流I与转速n之间的关系称为输出特性或负载特性。

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交流发电机的调节器

发电机的输出电压与发电机转子的转速有关:

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一、电压调节器的工作原理

当发电机的转速升高时,减小磁场电流,以减弱磁通φ,使φn基本保持不变,从而维持端电压的不变。

二、电压调节器的分类

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三、电压调节器工作原理

1、触点式电压调节器

触点式电压调节器是一种机械振动式电压调节器,它利用触点的开闭作用,改变磁场电路的电阻,保持端电压的恒定。

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2、晶体管电压调节器

晶体管电压调节器是利用晶体三极管的开关作用,控制发电机磁场电路的通、断,来调节磁场的强弱,使端电压保持不变。

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3、集成电路式电压调节器

(来源:pc蛋蛋)

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