交流發(fā)電機的結構及工作原理

交流發(fā)電機的結構一、6管交流發(fā)電機的結構交流發(fā)電機一般由轉(zhuǎn)子、定子、整流器、端蓋四部分組成。JF132型交流發(fā)電機組件圖見圖2-5aJF132型交流發(fā)電機結構圖見圖2-5b0B2-和JF132^￡ifi笙電W1韜枸圍l-J&ai2■-壁Ft富）電?！?血功時弊F-也*坦Aia買墟焰「-兵子健甄定平住也中《）叫醫(yī)it-a?u-抵蛇JF132型交流發(fā)電機結構圖見圖2-5c決匕s;器TE 曰EEE（一）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子的功用是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)子由爪極、磁軛、磁場繞組、集電環(huán)、轉(zhuǎn)子軸組成，見圖2-6室海雀電機前竹予1-集醍邪『轉(zhuǎn)*輸S-JILW4-璉輯卜留場堂單轉(zhuǎn)子軸上壓裝著兩塊爪極，兩塊爪極各有六個鳥嘴形磁極爪極空腔內(nèi)裝有磁場繞組（轉(zhuǎn)子線圈）和磁軛。集電環(huán)由兩個彼此絕緣的銅環(huán)組成，集電環(huán)壓裝在轉(zhuǎn)子軸上并與軸絕緣，兩個集電環(huán)分別與磁場繞組的兩端相連。當兩集電環(huán)通入直流電時（通過電刷），磁場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，從而形成六對相互交錯的磁極。當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，就形成了旋轉(zhuǎn)的磁場。交流發(fā)電機的磁路為：磁軛一N極一轉(zhuǎn)子與定子之間的氣隙一定子一定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙一S極一磁軛。見圖2-7。

圖2-7交械發(fā)電機的磁踏1一破骸2—磁場驍組3一4—磁極5—定子

銖心6一定子貌級7」軸8-漏疆通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；將負極管安裝另一塊鋁制散熱板上，稱為負整流板，也可用發(fā)電機后蓋代替負整流板。見圖2-10。a?-in二擔瞥蟲噩漱童田

T舞檢代W電捋田T壓策用1一正弊攜拒乏-員財味振在正整流板上有一個輸出接線柱B（發(fā)電機的輸出端）。負整流板上直接搭鐵。負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、長方形、半圓形等見圖2-11

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L-冊祭既近「正警瀟姬3-Wffi片卜詼摟蝶檢5-imff6項國瞥

7-安裝凡8-地埠地S-iUfe接柱安孟凡二、8管交流發(fā)電機8管交流發(fā)電機（如夏利車用）和6管交流發(fā)電機的基本機構是相同的，所不同的是整流器有8只硅整流二極管，其中6只組成三相全波橋式整流電路，還有2只是中性點二極管，1只正極管接在中性點和正極之間，1只負極管接在中性點和負極之間。對中性點電壓進行全波整流（見圖2-14）^2-14八管交流發(fā)電機電路囹試驗表明：加裝中性點二極管的交流發(fā)電機在結構不變的情況下可以提高發(fā)電機的功率10%?15%。中性點二極管提高發(fā)電機功率的原理:交流發(fā)電機中性點電壓為三次諧波，隨著發(fā)電機轉(zhuǎn)速的提高，中性點三次諧波電壓也升高。見圖2-15中性點電壓臨sa播扭電壓噸10中性點的平曲電莊5中性點電壓臨sa播扭電壓噸10中性點的平曲電莊5搭鐵電田-10^2-15不同轉(zhuǎn)速時中性點電壓當中性點電壓瞬時值高于三相繞組的最高值時，中性點正極管導通對外輸出電流；電流回路為:中性點一中性點正極管一負載一某一負極管一定子繞組一中性點。見動畫2。當中性點電壓瞬時值低于三相繞組的最低值時，中性點負極管導通對外輸出電流；電流回路：中性點一定子繞組一某一正極管一負載一中性點負極管一中性點。由于中性點參與了對外輸出，所以能提高輸出功率。五、無刷交流發(fā)電機由于沒有電刷和集電環(huán)，所以不會因為電刷和集電環(huán)的磨損和接觸不良造成激磁不穩(wěn)定或發(fā)電機不發(fā)電等故障；同時工作時無火花，也減小了無線電干擾。無刷交流發(fā)電機分為爪極式、激磁機式和永磁式三種。（一）爪極式無刷交流發(fā)電機見圖2-18圖2-18爪極式無刷交流發(fā)電機的結構原理及磁路I-轉(zhuǎn)于袖$J磁輒托架：3-端疆［4-爪4S;5-定子鐵心；6-非帝磁聯(lián)接拜；7-磁場說組；&-轉(zhuǎn)子磴規(guī)爪極式無刷交流發(fā)電機的結構及工作原理爪極式無刷交流發(fā)電機磁場繞組是靜止的，它通過一個磁軛托架固定在后端蓋上所以，不再需要電刷。兩個爪極中只有一個爪極直接固定在電機轉(zhuǎn)子軸上，另一爪極則用非導磁聯(lián)接環(huán)固定在前一爪極上。當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，一個爪極就帶動另一爪極一起在定子內(nèi)轉(zhuǎn)動，當磁場繞組中有直流電通過時，爪極被磁化，，就形成了旋轉(zhuǎn)磁場。磁路如圖2-18所示優(yōu)點結構簡單、維護方便、工作可靠不存在電刷與集電環(huán)接觸不良導致的發(fā)電不穩(wěn)或不發(fā)電故障。缺點爪極間連接工藝困難由于磁路中間隙加大，發(fā)電機相同輸出功率下需加大勵磁電流。(二)激磁機式無刷交流發(fā)電機見圖2-19

圖2-19 魁磁機式無刷交旋運電機釵杵；7」抻制電容；；'-融tt■菅的恃器；4~掛『；5-威植.6-蜂場爆卻；7-￡-Ftfr€'：&-定于免ffti廈?收動很W:10-fltiM:1]K^=i門-油站；M-油平；心-JR喉忒較子；15- 16-■LK^；iT-mftteiiS-aan圖2-19為德國波許公司生產(chǎn)的帶有激磁機的無刷交流發(fā)電機。它實際上是在一臺爪極式三相交流發(fā)電機的基礎上增加了一部專為其激磁的小型硅整流交流發(fā)電機，稱為激磁機（圖中4、5、6），激磁機的磁場繞組固定，而三相繞組是轉(zhuǎn)動的。當發(fā)電機轉(zhuǎn)動時，在激磁機轉(zhuǎn)子4的三相繞組中感應出三相交流電，在發(fā)電機內(nèi)部經(jīng)二極管整流后變?yōu)橹绷麟?，直接供給爪極式三相交流發(fā)電機的磁場繞組15激磁發(fā)電。這種無刷發(fā)電機的優(yōu)點是磁路中無附加氣隙，因而漏磁少，輸出功率大，但結構復雜。六、帶泵交流發(fā)電機帶泵交流發(fā)電機的發(fā)電機與普通交流發(fā)電機完全一樣，不同的是轉(zhuǎn)子軸很長并伸出后端蓋，利用外花鍵與真空泵的轉(zhuǎn)于內(nèi)花鍵相連接，驅(qū)動真空泵與發(fā)電機轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，給汽車制動系中的真空筒抽真空，為制動系的真空增壓器提供真空源，主要用于沒有真空源的柴油機（汽油機可直接從進氣歧管處取得真空。制動時因節(jié)氣門幾乎關閉而在進氣歧管中形成高真空，而柴油機無節(jié)氣門）。國產(chǎn)JFB2525型帶泵交流發(fā)電機外形如圖2-21所示。

圈2T1帶菜交流發(fā)機機外形七、汽車雙整流發(fā)電機雙整流發(fā)電機是一種最新型交流發(fā)電機，它大大改善了普通交流發(fā)電機低速充電性能和高速最大功率輸出，又不增設比較復雜的控制電路，因此也沒有增加充電系的故障率。1.結構原理如圖2-22所示。在普通交流發(fā)電機三相定于繞組基礎上，增加繞組匝數(shù)并引出接線頭，增加一套三相橋式整流器。低速時由原繞組和增繞組串聯(lián)輸出，而在較高轉(zhuǎn)速時，僅由原三相繞組輸出。工作中高低速供電電路的變換是自動的，沒有增設任何機電控制裝置，其工作原理分析如下：U]ANWvd*NWU]ANWvd*NWVDtfit2-22雙整流爰電機電氏控制原理在低速范圍內(nèi)，由于發(fā)電機轉(zhuǎn)速低，三相繞組的串聯(lián)輸出，提高了發(fā)電機的輸出電壓，使發(fā)電機低速充電性能大大提高。在高速范圍內(nèi)，隨著發(fā)電機轉(zhuǎn)速的增大，串接的三相繞組的感抗增大，內(nèi)壓降增大，再加上電樞反應加強，使輸出電壓下降。這時原三相繞組A、B、C因內(nèi)壓降較小，產(chǎn)生的感應電流相對較大，確保高速下的功率輸出。雙整流發(fā)電機的優(yōu)點有；既降低了發(fā)電機的充電轉(zhuǎn)速，又保證了高速大電流輸出，提高了發(fā)電機的有效功率。雙整流發(fā)電機比普通發(fā)電機最低充電轉(zhuǎn)速降低了200-300r/min，在低速下發(fā)電機即可輸出電流達10A；而額定電壓及額定電流下的轉(zhuǎn)速不大于2500r/min。結構簡單，工作可靠，只在定子槽中增加繞組匝數(shù)，增加一套三相橋式整流。八感應子式交流發(fā)電機感應子式交流發(fā)電機也是一種無電刷交流發(fā)電機，由定子、轉(zhuǎn)子、整流器和機殼組成。它的轉(zhuǎn)子是由齒輪狀鋼片鉚成，其上有若于個沿圓周均勻分布的齒形凸極，而沒有磁場繞組。磁場繞組和電樞繞組均安放在定子槽中，如圖2-23所示。S32-23 感應子式交流發(fā)電機I-定于挾心:t2-電樞統(tǒng)組；，『酸柄罪31;4-轉(zhuǎn)子當磁場繞組3通人直流電后，在定子鐵心1中產(chǎn)生固定磁場(右上部、左下部為S極；左上部、右下部為N極)。由于轉(zhuǎn)子4凸齒部分磁通容易通過，磁感應強度最大，從而形成磁極。但轉(zhuǎn)子的每個凸齒是沒有固定極性的，當它對著定子N極就是S極，對著S就是N極。轉(zhuǎn)子凸齒在不運動的磁場內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，當凸齒對著定子凸齒時，磁通量最大，當轉(zhuǎn)子