卡車發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

1、卡車發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理一、發(fā)電機(jī)的分類1.按總體結(jié)構(gòu)分（1）普通交流發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)即無(wú)特殊裝臵，也無(wú)特殊功能特點(diǎn)，使用時(shí)需要配裝電壓調(diào)節(jié)器。（2）整體式交流發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)和調(diào)節(jié)器制成一個(gè)整體的發(fā)電機(jī)。（3）帶泵的交流發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)和卡車制動(dòng)系統(tǒng)用真空助力泵安裝在一起的發(fā)電機(jī)。（4）無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)，不需要電刷的發(fā)電機(jī)。（5）永磁交流發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子磁極為永磁鐵制成的發(fā)電機(jī)我們的產(chǎn)品主要以整體式交流發(fā)電機(jī)、帶泵交流發(fā)電機(jī)為主。2、按輸出電壓分為14V和28V兩大類3、按發(fā)電機(jī)的輸出電流分有很多種。如25A、35A、55 A 等。4、交流發(fā)電機(jī)的型號(hào)： 根據(jù)中華人民共和國(guó)卡車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T73-

2、93卡車電器設(shè)備產(chǎn)品型號(hào)編制方法的規(guī)定，交流發(fā)電機(jī)型號(hào)組成如下： 產(chǎn)品代號(hào) 產(chǎn)品代號(hào)用中文字母表示，例：JF普通交流發(fā)電機(jī) JFZ整體式（內(nèi)置調(diào)節(jié)器）交流發(fā)電機(jī) JFB帶泵的交流發(fā)電機(jī) JFW無(wú)刷交流發(fā)電機(jī) 電壓等級(jí)代號(hào) 電壓等級(jí)代號(hào)用一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，例：1表示12V系統(tǒng)，2表示24V系統(tǒng)，6表示6V系統(tǒng)。 變形代號(hào)變形代號(hào)現(xiàn)在主要為各生產(chǎn)廠根據(jù)自己的情況進(jìn)行編排，沒有固定的代號(hào)。例：JFZ2517A為28V整體式交流發(fā)電機(jī) JFZB1990為14V整體式帶泵交流發(fā)電機(jī)二、發(fā)電機(jī)的工作原理 1、發(fā)電機(jī)的工作原理 發(fā)電機(jī)是卡車的主要電源，其功用是在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，向除啟動(dòng)機(jī)外的所有用電設(shè)備

3、供電，同時(shí)給蓄電池充電，卡車用發(fā)電機(jī)可分為直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)，由于交流發(fā)電機(jī)的性能在許多方面優(yōu)于直流發(fā)電機(jī)，直流發(fā)電機(jī)已被淘汰。目前卡車采用三相交流發(fā)電機(jī)，內(nèi)部帶有二極管整流電路，將交流電整流為直流電，所以，卡車交流發(fā)電機(jī)輸出的是直流電。交流發(fā)電機(jī)必須配裝電壓調(diào)節(jié)器，電壓調(diào)節(jié)器對(duì)發(fā)電機(jī)的輸出電壓進(jìn)行控制，使其保持基本恒定，以滿足卡車用電器的需求。發(fā)電機(jī)是靠磁場(chǎng)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，首先外界提供直流電壓，作用在勵(lì)磁繞組上，勵(lì)磁繞組便有電流通過，產(chǎn)生軸向磁場(chǎng)，兩塊爪形磁極磁化，形成了六對(duì)相間排列的磁極（以六對(duì)極發(fā)電機(jī)為例）。磁極的磁力線經(jīng)過轉(zhuǎn)子與定子之間的氣隙，定子鐵心形成閉合回路。轉(zhuǎn)子旋

4、轉(zhuǎn)時(shí)，勵(lì)磁繞組所產(chǎn)生的磁場(chǎng)也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。固定不動(dòng)的三相定子繞組在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，產(chǎn)生三個(gè)頻率相同、幅值相等、相位互差120度的正弦電動(dòng)勢(shì)，再利用硅二極管的單向?qū)щ姽δ苓M(jìn)行整流，輸出直流電壓，使用電子調(diào)節(jié)器使輸出電壓穩(wěn)定。交流發(fā)電機(jī)分為定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組兩部分，三相定子繞組按照彼此相差120度電角度分布在殼體上，轉(zhuǎn)子繞組由兩塊極爪組成。當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組接通直流電時(shí)即被勵(lì)磁，兩塊極爪形成N極和S極。磁力線由N極出發(fā)，透過空氣間隙進(jìn)入定子鐵心再回到相鄰的S極。轉(zhuǎn)子一旦旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子繞組、就會(huì)切割磁力線，在定子繞組中產(chǎn)生互差120度電度角的正弦電動(dòng)勢(shì)，即三相交流電，再經(jīng)由二極管組成的整流元件變?yōu)橹?/p>

5、流電輸出。當(dāng)開關(guān)閉合后，首先由蓄電池提供電流。電路為：蓄電池正極充電指示燈調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)勵(lì)磁繞阻搭鐵蓄電池負(fù)極。此時(shí)，充電指示燈由于有電流通過，所以燈會(huì)亮。但發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速提高，發(fā)電機(jī)的端電壓也不斷升高。當(dāng)發(fā)電機(jī)的輸出電壓與蓄電池電壓相等時(shí)，發(fā)電機(jī)“B”端和“”端的電位相等，此時(shí)，充電指示燈由于兩端電位差為零而熄滅。指示發(fā)電機(jī)已經(jīng)正常工作，勵(lì)磁電流由發(fā)電機(jī)自己供給。發(fā)電機(jī)中三相繞阻所產(chǎn)生的三相交流電動(dòng)勢(shì)經(jīng)二極管整流后，輸出直流電，向負(fù)載供電，并向蓄電池充電。 當(dāng)發(fā)電機(jī)的輸出電壓一定時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出電流隨轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律如下：對(duì)于12V系列的發(fā)電機(jī)，規(guī)定輸出電壓為14V，對(duì)24V系列的發(fā)電

6、機(jī)，規(guī)定為28V（以下均以28V系統(tǒng)為例）。當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出電流也在增加，但當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值后，發(fā)電機(jī)的輸出電流幾乎不再繼續(xù)增加，這是因?yàn)槎ㄗ永@組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增加，定子繞組的阻抗也隨轉(zhuǎn)速的升高而增加。同時(shí)電子電流增加時(shí)，電樞反應(yīng)的增強(qiáng)也使感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)下降，由于上述兩個(gè)原因，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值后，其輸出電流幾乎不變。發(fā)電機(jī)是將轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的機(jī)電結(jié)合的產(chǎn)品。在車輛上用于給車輛電瓶充電和給用電器供電，陜汽重卡選用的是9管28V交流發(fā)電機(jī)。2、勵(lì)磁方式 除了永磁式交流發(fā)電機(jī)不需要?jiǎng)?lì)磁以外，其他形式的交流發(fā)電機(jī)都需要?jiǎng)?lì)磁，因?yàn)樗鼈兊拇艌?chǎng)都是電磁場(chǎng)，必須給勵(lì)磁繞組通電才會(huì)有磁場(chǎng)產(chǎn)生

7、而發(fā)電，否則發(fā)電機(jī)將不能發(fā)電。將電流引入到勵(lì)磁繞組使之產(chǎn)生磁場(chǎng)稱為勵(lì)磁。交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式有自勵(lì)和他勵(lì)兩種。（1）他勵(lì)在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)（發(fā)動(dòng)機(jī)未達(dá)到怠速轉(zhuǎn)速），自身不能發(fā)電，需要蓄電池供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組電流，使勵(lì)磁繞組產(chǎn)生磁場(chǎng)來(lái)發(fā)電。這種由蓄電池供給磁場(chǎng)電流發(fā)電的方式稱為他勵(lì)發(fā)電。 (2)自勵(lì)隨著轉(zhuǎn)速的提高（一般在發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到怠速時(shí)），發(fā)電機(jī)定子繞組的電動(dòng)勢(shì)逐漸升高并能使整流器二極管導(dǎo)通，當(dāng)發(fā)電機(jī)的輸出電壓大于蓄電池電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)就能對(duì)外供電了。當(dāng)發(fā)電機(jī)能對(duì)外供電時(shí)，就可以把自身發(fā)的電供給勵(lì)磁繞組，這種自身供給磁場(chǎng)電流發(fā)電的方式稱為自勵(lì)發(fā)電。交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁過程是先他勵(lì)后自勵(lì)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到正常怠

8、速轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出電壓一般高出蓄電池電壓12V以便對(duì)蓄電池充電，此時(shí)，由發(fā)電機(jī)自勵(lì)發(fā)電。不同卡車的勵(lì)磁電路各不相同，但有一個(gè)共同特點(diǎn)是，勵(lì)磁電路都必須由點(diǎn)火開關(guān)控制。三、發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu) 發(fā)電機(jī)根據(jù)整流電路的不同，可分為6管、8管、9管發(fā)電機(jī)。這三種發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理基本相同，只是在整流電路上不同，下面就以6管發(fā)電機(jī)為例，對(duì)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹。1. 6管交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)交流發(fā)電機(jī)一般由轉(zhuǎn)子、定子、整流器、端蓋四部分組成。6管交流發(fā)電機(jī)組合件見圖1 圖1 發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖交流發(fā)電機(jī)外形圖見圖2。圖2 發(fā)電機(jī)的外形圖 6管交流發(fā)電機(jī)電路原理圖見圖3圖3 6管發(fā)電機(jī)電路原理圖2. 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子的功

9、能是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子由爪極、磁軛、磁場(chǎng)繞組、集電環(huán)、轉(zhuǎn)子軸組成，見圖4圖4 發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子軸上壓裝著兩塊爪極，兩塊爪極各有6個(gè)鳥嘴形磁極，爪極空腔內(nèi)裝有磁場(chǎng)繞組（轉(zhuǎn)子線圈）和磁軛。集電環(huán)由兩個(gè)此此絕緣的銅環(huán)組成，集電環(huán)壓裝在轉(zhuǎn)子軸上并與軸絕緣，兩個(gè)集電環(huán)分別與磁場(chǎng)繞組的兩端連接。當(dāng)兩集電環(huán)通入直流電時(shí)（通過電刷），磁場(chǎng)繞組中就有電流通過，并產(chǎn)生軸向磁通，使爪極一塊被磁化為N極，另一塊被磁化為S極，從而形成六對(duì)相互交錯(cuò)的磁極。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就形成了旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。交流發(fā)電機(jī)的磁路為：磁軛N極轉(zhuǎn)子與定子之間的空隙定子定子與轉(zhuǎn)子之間的空隙S極磁軛。見圖5圖5 發(fā)電機(jī)的磁路示意圖3. 定子定子的功能是

10、產(chǎn)生交流電。定子由定子鐵心和定子繞組成。見圖6圖6 發(fā)電機(jī)定子示意圖定子鐵心由內(nèi)圈帶槽的硅鋼板疊成，定子繞組的導(dǎo)線就嵌放在鐵心的槽中。定子繞組有三相，三相繞組采用星形接法或三角形（大功率）接法，都能產(chǎn)生三相交流電。三相繞組必須按一定要求繞制，才能使之獲得頻率相同、幅值相等、相位互差120的三相電動(dòng)勢(shì)。 每個(gè)線圈的兩個(gè)有效邊之間的距離應(yīng)和一個(gè)磁極占據(jù)的空間距離相等。 每相繞組相鄰線圈始邊之間的距離應(yīng)和一對(duì)磁極占據(jù)的距離相等或成倍數(shù)。 三相繞組的始邊應(yīng)相互間隔2+1200電角度（一對(duì)磁極占有的空間為3600電角度）。例：某交流發(fā)電機(jī)三相繞組繞制見圖7圖7 某交流發(fā)電機(jī)三相繞組繞示意圖結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：

11、磁場(chǎng)對(duì)數(shù)P6對(duì)定子槽數(shù)Z36槽定子繞組相數(shù)M3相每個(gè)線圈匝數(shù)N13匝繞組聯(lián)接方法Y型聯(lián)結(jié) 在國(guó)產(chǎn)某型號(hào)交流發(fā)電機(jī)中，一對(duì)磁極占6個(gè)槽的空間位置（每槽600電角度），一個(gè)磁極占3個(gè)槽的空間位置，所以每個(gè)線圈兩條有效邊的位置間隔是3個(gè)槽，每相繞組相鄰線圈始邊之間的距離6個(gè)槽，三相繞組的始邊的相互間隔可以是2個(gè)槽，8個(gè)槽，14個(gè)槽等。4整流器交流發(fā)電機(jī)整流器的作用是將定子繞組的三相交流電變?yōu)橹绷麟姟?管交流發(fā)電機(jī)的整流器是由6只硅整流二極管組成三相全波橋式整流電路，6只整流管分別壓裝（或焊裝）在兩塊板上。4.1 卡車用硅整流二極管特點(diǎn)（1）工作電路大，正向平均電流50A，浪涌電流600A；（2）反向

12、電壓高，反向重復(fù)峰值電壓270V，反向不重復(fù)峰值電壓300V；（3）只有一根引線見圖8。并且有的二極管引線是正極，有的二極管引線是負(fù)極，引出線為正極的管子叫正極管，引出線為負(fù)極的管子叫負(fù)極管，所以說整流二極管有正二極管和負(fù)二極管之分。圖8 整流二極管的引線4.2 整流管的安裝將正極管安裝在一塊鋁制散熱板上，稱為正整流板；將負(fù)極管安裝在另一塊鋁制散熱板上，稱為負(fù)整流板，也可用發(fā)電機(jī)后蓋代替負(fù)整流板。見圖9。圖9 發(fā)電機(jī)整流管的安裝在正整流板上有一個(gè)輸出接線柱B（發(fā)電機(jī)的輸出端）。負(fù)整流板上直接搭鐵。負(fù)整流板上一定和殼體相聯(lián)接。整流板的形狀各異，有馬蹄形、長(zhǎng)方形、半圓形等見圖10。圖10 發(fā)電機(jī)整

13、流板示意圖5、端蓋 端蓋一般分兩部分（前端蓋和后端蓋），起固定轉(zhuǎn)子、定子、整流器和電刷組件的作用。端蓋一般用鋁合金鑄造，一是可有效的防止漏磁，二是鋁合金散熱性能好。后端蓋上裝有電刷組件，有電刷、電刷架和電刷彈簧組成。電刷的作用是將電源通過集電環(huán)引入磁場(chǎng)繞組。見圖11。圖11 電刷組件示意圖磁場(chǎng)繞組（兩只電刷）和發(fā)電機(jī)的聯(lián)接不同，使發(fā)電機(jī)分為內(nèi)搭鐵型和外搭鐵型兩種。5.1 內(nèi)搭鐵型發(fā)電機(jī)：磁場(chǎng)繞組負(fù)電刷直接搭鐵的發(fā)電機(jī)（和殼體直接相連）。見圖12a。 圖12 發(fā)電機(jī)搭鐵形式示意圖5.2 外搭鐵型發(fā)電機(jī)：磁場(chǎng)繞組的兩只電刷都和殼體絕緣的發(fā)電機(jī)。見圖12b。外搭鐵型發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)繞組負(fù)極（負(fù)電刷）接調(diào)節(jié)器，通過后再搭鐵。6、9管交流發(fā)電機(jī) 9管交流發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和6管交流