交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理講解

汽車(chē)電氣與電控技術(shù)主講教師：葉斌浙江經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理三汽車(chē)電源系統(tǒng)靜態(tài)存放電蓄電池1、汽車(chē)充電系統(tǒng)的組成動(dòng)態(tài)發(fā)電發(fā)電系統(tǒng)用電設(shè)備用電設(shè)備放電充電能源機(jī)械驅(qū)動(dòng)水流氣流燃料燃燒化學(xué)能核能發(fā)電機(jī)機(jī)械能電能能量轉(zhuǎn)換過(guò)程2、概述電磁感應(yīng)原理1）如圖所示，導(dǎo)體可在磁鐵N極與S極之間自由運(yùn)動(dòng)，將電流表連接導(dǎo)體，形成一個(gè)閉合回路。2）當(dāng)導(dǎo)體在磁鐵磁極間運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體切割磁力線(xiàn)，就會(huì)產(chǎn)生電流；如果導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向平行于磁力線(xiàn)方向，就沒(méi)有電流產(chǎn)生。3）這種產(chǎn)生電流的現(xiàn)象，稱(chēng)為電磁感應(yīng)；這種通過(guò)導(dǎo)體的電流就叫感應(yīng)電流。感應(yīng)電流是靠電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的，電動(dòng)勢(shì)是由于導(dǎo)體的電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的的，所以這種電動(dòng)勢(shì)也叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。電磁感應(yīng)原理感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向圖中顯示了電磁場(chǎng)的方向、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向和導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向，這三者之間的關(guān)系就是弗萊明右手定則。食指：磁力線(xiàn)的方向（B）中指：電流的方向（I）大拇指：運(yùn)動(dòng)方向（F）電動(dòng)勢(shì)的強(qiáng)度電動(dòng)勢(shì)的強(qiáng)度和導(dǎo)體在單位時(shí)間內(nèi)切割磁力線(xiàn)的數(shù)量成正比。一個(gè)導(dǎo)體它以恒定的速度朝著一個(gè)方向，在密度相同的磁力線(xiàn)中運(yùn)動(dòng)，那么這個(gè)導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在各個(gè)位置上都相等。如果導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向不同，那么即使是在速度恒定、磁力線(xiàn)密度相同的情況下，電動(dòng)勢(shì)也會(huì)改變。如圖：導(dǎo)體繞點(diǎn)沿逆時(shí)針?lè)较蛟诖艌?chǎng)中旋轉(zhuǎn)。當(dāng)導(dǎo)體在位置0和6處，磁力線(xiàn)的方向和導(dǎo)體的方向平行，此時(shí)不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；而當(dāng)導(dǎo)體在位置3和9時(shí)，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向垂直于磁力線(xiàn)的方向，這時(shí)產(chǎn)生的電流最大。1.導(dǎo)體在勻密度磁力線(xiàn)中向一個(gè)方向恒速運(yùn)動(dòng)；2.導(dǎo)體在勻密度磁力線(xiàn)中恒速轉(zhuǎn)動(dòng)。電磁感應(yīng)原理發(fā)電機(jī)原理1）如圖所示，當(dāng)一個(gè)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)，那么由于電磁感應(yīng)將會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2）如圖所示，當(dāng)這個(gè)導(dǎo)體彎成框形在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)，那么就會(huì)產(chǎn)生雙倍的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。3）如圖所示，把這個(gè)導(dǎo)體做成一個(gè)線(xiàn)圈，將會(huì)產(chǎn)生更大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)體的匝數(shù)越多產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大。電磁感應(yīng)原理交流發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向和大小，是隨著線(xiàn)圈的位置而變化的。如圖（1）中的電流從電刷A流向燈泡，在圖（2）中電流停止流動(dòng)，在圖（3）中電流是從電刷B流向燈泡。因此這種設(shè)備產(chǎn)生的電流就叫做交流電。這種設(shè)備就叫交流發(fā)電機(jī)。電磁感應(yīng)原理主要結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)子、定子、整流器、前后端蓋、帶輪及風(fēng)扇2、發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1）轉(zhuǎn)子作用：產(chǎn)生磁場(chǎng)；組成：轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈、滑環(huán)、轉(zhuǎn)子軸；

蓄電池正極－正電刷－勵(lì)磁繞組－負(fù)電刷－搭鐵問(wèn)題：如何檢查勵(lì)磁繞組的好壞？1）轉(zhuǎn)子

勵(lì)磁電路分析：如何檢查電刷的好壞？（1）電刷應(yīng)活動(dòng)自如，（2）電刷與電刷架無(wú)破損；（3）電刷長(zhǎng)度的檢查。2）電刷總成裝有電刷架和電刷3）定子組成：由鐵芯和三相繞組組成，定子鐵芯用數(shù)片0.8～1.2mm厚的硅鋼片或鋼片重疊制成，以減少磁場(chǎng)損失，與轉(zhuǎn)子鐵芯形成磁路。三相繞組分為星型連接和三角形連接。作用：產(chǎn)生交流電動(dòng)勢(shì)。作用：將三相交流電轉(zhuǎn)化為直流電結(jié)構(gòu)：由六只硅整流二極管組成的三相橋式整流電路。正極管子安裝在元件板上；元件板必須與后端蓋絕緣，并固定在后端蓋上用螺栓引至后端蓋外部作為發(fā)電機(jī)的火線(xiàn)接柱，標(biāo)記為”B+”；負(fù)極管子安裝在后端蓋上;負(fù)極管子引出來(lái)的接線(xiàn)柱在后端蓋上一般標(biāo)記為（－）

問(wèn)題：B點(diǎn)的正常電壓為多少？

4）整流器帶輪的張緊度對(duì)發(fā)電機(jī)的影響？如何調(diào)整？5）帶輪及風(fēng)扇5）電壓調(diào)節(jié)器問(wèn)題：發(fā)電機(jī)的輸出電壓由哪些因素決定？Eφ=C·n·Ф基本原理：當(dāng)交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化時(shí)，調(diào)節(jié)器通過(guò)改變發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，進(jìn)而改變磁通Ф，從而使發(fā)電機(jī)的輸出電壓保持不變。3、交流發(fā)電機(jī)的工作原理整流原理發(fā)電原理勵(lì)磁方法工作原理1）發(fā)電原理

（1）磁場(chǎng)繞組通電后，產(chǎn)生軸向磁通，使兩塊爪極磁化形成交錯(cuò)磁極；（2）轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子繞組與磁力線(xiàn)之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，形成交流電動(dòng)勢(shì)。2）整流原理交流發(fā)電機(jī)定子的三相繞組中，感應(yīng)產(chǎn)生的是交流電，是靠六只二極管組成的三相橋式整流電路變?yōu)橹绷麟姷?。二極管具有單項(xiàng)導(dǎo)電性,當(dāng)給二極管加上正向電壓時(shí),二極管導(dǎo)通,當(dāng)給二極管加上反向電壓時(shí),二極管截止,二極管的導(dǎo)通原則如下:1、二極管的導(dǎo)通原則當(dāng)三只二極管負(fù)極端相連時(shí)，正極端電位最高者導(dǎo)通；當(dāng)三只二極管正極端相連時(shí)，負(fù)極端電位最低者導(dǎo)通。2）整流原理利用二極管的單向?qū)щ娦詫⒔涣麟娹D(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡?）整流時(shí)二極管導(dǎo)通條件：①對(duì)于三個(gè)正極管子（D1、D3、D5正極和定子繞組始端相聯(lián)），在某瞬時(shí)，電壓最高一相的正極管導(dǎo)通。②對(duì)于三個(gè)負(fù)極管子（D2、D4、D6負(fù)極和定子繞組始端相聯(lián)），在某瞬時(shí)，電壓最低一相的負(fù)極管導(dǎo)通。但同時(shí)導(dǎo)通的管子總是兩個(gè)，正、負(fù)管子各一個(gè)。（2）整流過(guò)程三相橋式整流電路中二極管的依次循環(huán)導(dǎo)通,使得負(fù)載RL兩端得到一個(gè)比較平穩(wěn)的脈動(dòng)直流電壓。如圖所示3）調(diào)壓原理3）勵(lì)磁方式先他勵(lì)；后自勵(lì)①發(fā)電機(jī)電壓低于蓄電池電壓時(shí)，由蓄電池供給勵(lì)磁電流②

發(fā)電機(jī)電壓高于蓄電池電壓時(shí)，由發(fā)電機(jī)供給勵(lì)磁電流問(wèn)題1：哪些原因會(huì)影響發(fā)電機(jī)不發(fā)電？原因：發(fā)電機(jī)（磁場(chǎng)繞組、定子繞組、電刷、整流器）、調(diào)節(jié)器、開(kāi)關(guān)、蓄電池和發(fā)電機(jī)之間的連接導(dǎo)線(xiàn)

問(wèn)題2：哪些原因會(huì)影響發(fā)電機(jī)充電電流過(guò)?。恐饕颍喊l(fā)電機(jī)（磁場(chǎng)繞組、定子繞組、電刷、整流器）、皮帶松緊度、調(diào)節(jié)器

交流發(fā)電機(jī)的電壓受電壓調(diào)節(jié)器控制，一般比較穩(wěn)定，只是在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)階段略有變化，正常情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到怠速轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出電壓應(yīng)能達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值，這個(gè)電壓值稱(chēng)為發(fā)電機(jī)的額定電壓（12V系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)額定電壓為14V，24V系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)額定電壓為28V）。1、額定電壓：13.5-14.5V

不帶負(fù)載，能夠達(dá)到額定電壓時(shí)的初始轉(zhuǎn)速值。空載轉(zhuǎn)速在發(fā)電機(jī)出廠(chǎng)時(shí)通過(guò)試驗(yàn)確定，列入產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)?？蛰d轉(zhuǎn)速是汽車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)選擇發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)速比的主要依據(jù)，也是發(fā)電機(jī)使用過(guò)程中性能是否下降的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。2、空載轉(zhuǎn)速：

交流發(fā)電機(jī)受結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速等條件的限制，對(duì)外輸出電流的能力是有限的，為了評(píng)價(jià)發(fā)電機(jī)的對(duì)外輸出電流能力，把發(fā)電機(jī)輸出最大