由于整體式發(fā)電機調(diào)節(jié)器裝在發(fā)電機內(nèi)部,,不論是內(nèi)搭鐵還是外搭鐵對汽車電路均無影響,因此內(nèi),、外搭鐵型式的區(qū)別只針對非整體式發(fā)電機;在使用時,,它必須與同樣搭鐵型式的調(diào)節(jié)器配用,。
交流發(fā)電機按散熱型式可分為:
1) 交流發(fā)電機:其兩端端蓋密封,端蓋上制有很多散熱肋,,通過風(fēng)扇帶動空氣流通使端蓋散熱,。這種型式散熱效果較差,只適用于小功率,、有特殊使用環(huán)境要求的場所,。
2) 普通單外風(fēng)扇發(fā)電機:在兩端蓋上制有通風(fēng)孔,通過風(fēng)扇抽風(fēng),,使冷空氣流經(jīng)電機內(nèi)部帶走熱量,,散熱效果一般。
3) 內(nèi)外風(fēng)扇發(fā)電機:在端蓋外面和內(nèi)部各裝有一個風(fēng)扇,,通過抽風(fēng)實現(xiàn)散熱,,散熱效果較好。
4) 雙內(nèi)風(fēng)扇發(fā)電機:在兩端蓋內(nèi)裝有兩風(fēng)扇,,分別裝在兩磁極背面,。這種散熱效果好,但成本較高,,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,,一般用在乘用車等功率要求較高的場合。
5) 液冷發(fā)電機:它是隨著現(xiàn)代汽車電器的不斷增多,,對發(fā)電機功率要求不斷增大的情況下由歐美發(fā)達(dá)國家新近研制出的一種新型結(jié)構(gòu)發(fā)電機,。與傳統(tǒng)風(fēng)冷式發(fā)電機不同,它采用水,、油等液體作為傳熱介質(zhì),,目前在豪華大客車上已開始使用。
二,、 發(fā)電機的發(fā)電原理
發(fā)電機的發(fā)電過程是一個利用電磁轉(zhuǎn)換原理將機械能轉(zhuǎn)化為電能的過程,,它可以分為以下幾個步驟:
1) 產(chǎn)生磁場 發(fā)電機在未發(fā)電前由蓄電池供給其初始勵磁電流(發(fā)電機發(fā)電后由自身提供)。接通點火開關(guān),,蓄電池電勢加在發(fā)電機激磁線圈兩端,,產(chǎn)生勵磁電流,從而在線圈的鐵芯中產(chǎn)生磁場,。
2) 磁場形成回路,,切割定子線圈 產(chǎn)生的磁場在發(fā)電機中的傳遞回路如下:磁軛和軸→爪極一端→定子鐵芯→另一端爪極→磁軛和軸,。其間需要通過兩次轉(zhuǎn)子外圓與定子鐵芯內(nèi)圓之間的主間隙,并切割嵌在定子鐵芯槽中的定子線圈,。同時,,當(dāng)發(fā)動機啟動后,通過皮帶傳動將機械能輸入到發(fā)電機,,帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),。由于每個爪極在圓周方向上布置有多個爪,在爪與爪之間是空位,,因此在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中,,切割每一組定子線圈的磁場強度是循環(huán)變化的。對汽車發(fā)電機而言,,這種變化被設(shè)計為三相正弦波形,。
3) 產(chǎn)生交流電 定子線圈受變化的磁場切割后將產(chǎn)生對應(yīng)波形的三相交流電動勢,這種電動勢加在負(fù)載兩端時便會產(chǎn)生三相交流電流,。
4) 整流和調(diào)壓 產(chǎn)生的三相交流電流通過三相橋式整流電路整流為直流電,。同時調(diào)節(jié)器通過控制激磁電流的通斷將發(fā)電機輸出電壓維持在相對恒定的范圍內(nèi),滿足汽車電器的需要,。
三,、 發(fā)電機的結(jié)構(gòu)
交流發(fā)電機雖然有很多種類,但基本結(jié)構(gòu)大致相同,,都包括轉(zhuǎn)子,、定子、整流器,、端蓋,、風(fēng)扇、皮帶輪等幾大部分,。下面以我公司JFZ2721發(fā)電機的結(jié)構(gòu)來作一下簡介,。由定子鐵芯和定子繞組組成。定子鐵芯由內(nèi)圓帶槽的環(huán)狀硅剛片疊壓而成,;定子繞組則采用漆包圓銅繞組線繞制而成,,安放在定子鐵芯的槽內(nèi)。定子繞組間與定子鐵芯間采用聚酯薄膜帶絕緣,,同時用槽楔將繞組固定,,防止繞組竄動、脫落,。為提高定子繞組的
絕緣,、散熱和機械性能,繞組嵌入鐵芯后應(yīng)進(jìn)行浸漆處理。
定子繞組為三相對稱繞組,,三相繞組的聯(lián)接方法有星形(Y形)和三角形(△形)兩種,。三相繞組的繞制方法是使三相繞組能產(chǎn)生頻率相同、幅值相等,、相位互差120°(電角度)的三相對稱電動勢,,為此在繞制和嵌放時應(yīng)按照一定的繞組規(guī)范進(jìn)行,并確定合理的安放位置,。
2)轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子的作用是產(chǎn)生磁場,,它主要由磁軛、磁場繞組,、爪極和集電環(huán)等組成。爪極有兩塊,,每塊上都有多個鳥嘴形磁極,,兩塊爪極之間裝有磁軛和磁場繞組;磁場繞組裝在磁軛外部,,中間用絕緣架隔開,,通過磁軛一起壓裝在轉(zhuǎn)子軸上。
集電環(huán)由兩個彼此絕緣的銅環(huán)組成,,壓裝在軸上,,銅環(huán)與軸絕緣。磁場繞組的兩端分別與兩個銅環(huán)焊接在一起,。兩個銅環(huán)在發(fā)電機工作時分別與發(fā)電機的兩個電刷相接觸,,使磁場繞組中保持電流通過。
3)整流器 交流發(fā)電機的整流器由多只硅整流二極管組成,,其基礎(chǔ)是由六只二極管構(gòu)成三相橋式整流電路,,將三相繞組感應(yīng)出的交流電變?yōu)橹绷麟姟?/div>
汽車用交流發(fā)電機用硅整流二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理與一般工業(yè)用硅整流二極管基本相同,但其外形結(jié)構(gòu)有要求有所不同?,F(xiàn)在主要應(yīng)用的型式有兩種:一是將二極管的PN結(jié)直接燒結(jié)在金屬散熱板上,;二是將二極管壓裝在金屬散熱板的孔中使用。
整流二極管的引出電極有正極和負(fù)極之分,,引出電極為二極管正極的稱為正極管,;引出電極為負(fù)極的稱為負(fù)極管,六管發(fā)電機有三只正極管和三只負(fù)極管,。散熱板一般用鋁板或銅板制成,,又稱整流板,安裝三只負(fù)極管的整流板稱為負(fù)整流板,;安裝三只正極管的整流板稱為正整流板,。負(fù)整流板與端蓋碰在一起為發(fā)電機負(fù)極;正整流板用螺栓或引線引出,,為發(fā)電機的正極,,標(biāo)記為“B”,。
4)端蓋 發(fā)電機有前后兩個端蓋,主要作用是支撐發(fā)電機其它部件,,傳導(dǎo)散熱,,并把發(fā)電機與發(fā)動機支架聯(lián)接起來。發(fā)電機用端蓋通常用鋁合金壓鑄而成,,這種鋁合金不導(dǎo)磁,,并且具有重量輕、散熱性能好的特點,,適合發(fā)電機防漏磁的需要,。前端蓋緊挨皮帶輪,承載驅(qū)動的主要分力,,因而選用的軸承要大于后端,,故也稱為驅(qū)蓋。整流器等電子元器件裝在發(fā)電機后部,,靠后端蓋提供安裝位,,因此也把后蓋稱為電蓋。在兩端蓋上制有掛角,,掛角上的安裝孔用來與發(fā)動機支架配合,,將發(fā)電機固定在發(fā)動機上。
5)電刷組件 由電刷,、電刷架和電刷彈簧組成,,如下圖所示。電刷安裝在電刷架的孔內(nèi),,借彈簧張力使電刷與集電環(huán)保持良好接觸,。電刷用銅粉和石墨粉模壓而成,電刷架則用酚醛玻璃纖維塑料模壓而成,。每臺發(fā)電機有兩只電刷,,每只電刷上都有一根引線接到發(fā)電機后端蓋的接線柱上或直接搭鐵。
6)調(diào)節(jié)器 它的作用是控制發(fā)電機的輸出電壓在一定范圍內(nèi),。從發(fā)電機或蓄電池上采集電壓信號,,通過控制激磁回路的通和斷來調(diào)節(jié)發(fā)電機輸出電壓。當(dāng)電壓低于設(shè)定值時,,維持激磁回路導(dǎo)通,;當(dāng)電壓高于設(shè)定值時將激磁回路關(guān)斷,通常汽車調(diào)節(jié)器設(shè)定電壓為14.2±0.2/28±0.3,。
7)其它零件 發(fā)電機上還裝有皮帶輪,、風(fēng)扇等其它零部件,其中皮帶輪與轉(zhuǎn)子部件聯(lián)接在一起,依靠皮帶輸入機械能,;風(fēng)扇也裝在轉(zhuǎn)子部件的軸上,,通過旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)發(fā)電機的通風(fēng)散熱。
一,、 發(fā)電機的性能參數(shù)
發(fā)電機除外形尺寸要求外,,其性能參數(shù)更為重要,其中主要有三項:空載性能,、負(fù)載性能和調(diào)節(jié)電壓值,,下面列有一個發(fā)電機的輸出曲線供參考。
1)空載性能 用空載轉(zhuǎn)速指標(biāo)衡量(又稱零電流轉(zhuǎn)速,、起始發(fā)電轉(zhuǎn)速),,它是指發(fā)電機在輸出電動勢達(dá)到規(guī)定值要求,但尚未輸出電流時的轉(zhuǎn)速,,用n
0表示,。對于帶充電指示燈的發(fā)電機,由于指示燈本身有一定功率,,其首次熄滅時的轉(zhuǎn)速往往高于零電流轉(zhuǎn)速。因此,,在現(xiàn)場出于大批量生產(chǎn)的需要我們一般規(guī)定一個另外的熄燈轉(zhuǎn)速指標(biāo)用于驗收,。
2)負(fù)載性能 發(fā)電機在調(diào)節(jié)器完全導(dǎo)通,電壓恒定的情況下輸出電流與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系,,實際中一般檢測兩個指標(biāo):**小工作電流和額定電流,。**小工作電流指發(fā)電機在1500r/min時輸出的電流,此時發(fā)動機往往處于怠速狀態(tài),;額定電流指發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速5000r/min(有的規(guī)定為6000r/min)時輸出的電流,,此時發(fā)動機往往處于穩(wěn)定工作轉(zhuǎn)速狀態(tài)。額定電流一般標(biāo)示在發(fā)電機銘牌上,。