交流发电机在汽车上的安装位置 :
汽车上装用两个电源:
蓄电池--辅助电源;
发电机--主要电源;
一、发电机功用
发动机只要怠速转速以上运转,发电机就必须向所有用电设备供电,并向蓄电池充电。
因为汽车上的用电设备越来越多,发电机的输出功率也就越来越大;
初始交流发电机:输出功率350W;
现代交流发电机输出功率:500W、750W、1000W、1250W、1500W……;
汽车用发电机可分为直流发电机和交流发电机,由于交流发电机在许多方面优于直流发电机,直流发电机已被淘汰,目前所有汽车均采用交流发电机。
二、发电机型式
交流发电机---三相同步
三相:三相绕组产生三相对称交流电动势;
幅值相等、频率相同、相位差1200 ;
同步:旋转磁场频率与电动势变化频率相同;韩漫网站
变交流为直流- - -硅二极管整流;
三、发电机发电原理 (电磁感应原理)
三相绕组产生三相对称交流电动势
交流发电机构造
转子、定子、整流元件组、电刷及架、端盖
一、转子—磁场
爪极、 铁芯及磁场绕组、集电环及电刷
1、爪极
两块爪极
低碳钢冲压
每块六爪,充磁后形成相同的极性“N”或“S”;
两块爪极异性交错嵌合,形成6对磁极;
2、铁芯与磁场绕组
磁场绕组集中绕在铁芯上,两端从爪极孔穿出,分别焊在两个铜制集电环上。绕组匝数约540,阻值约2~6Ω。
3、集电环及电刷
两只铜制集电环,与轴绝缘,相互绝缘,安装在轴一端。
两只石墨电刷,靠弹簧张力压装在集电环上。
4、转子电路
二、定子—电枢
作用:
被磁力线所切割,产生三相对称正弦交流电。
组成:
1、铁芯
硅钢片冲压内缘36个缺口,叠成圆柱状形成36槽;
2、绕组
三相电枢绕组:
三相绕组独立绕制,按一定规律嵌放在定子铁心槽内。
绕组绕制原则:
(1)每相绕组串联的线圈组数= 转子磁极对数;
(2)每组线圈两条有效边位置应位于相邻的异性磁极下;(1--4)
(3)每相相邻绕组间的边间位置(1--4)
(4)三相绕组对应边间关系(电角度1200)[1-3-5]
三相绕组的连接:
提示:只有星行连接才有中性点“N”
提示:三角形连接无中性点“N”
三、整流器
1、整流二极管
结构型式1:
引线为“+”极,管壳为“-”极,称为“正极管”;
结构型式2:
引线为“-”极,管壳为“+”极,称为“负极管”。
2、整流二极管安装型式
焊装型、 压装型、组合型
说明2点:
a.正负整流板
安装“正极管”的散热板—正整流板
安装“负极管”的散热板—负整流板
b.共正极、共负极连接
3只二极管负极连接在一起,称为共负极连接;
3只二极管正极连接在一起,称为共正极连接;
四、前、后端盖
前、后端盖—铝合金(散热)
后端盖安装:电刷架、电刷及弹簧
后端盖上接线柱:
磁场接线柱:“F1”、 “F2”;
电枢接线柱:“B”、或“A”、 “B+”;
中性点接线柱:“N”;
提示:
搭铁接线柱:“E”;
内搭铁发电机“3”或“4”个接线柱;
外搭铁发电机“5”个接线柱;
五、散热及通风
a.小功率发电机、单风扇
b.大功率发电机、 双风扇
交流发电机工作原理
一、励磁方式
发电机电压低于蓄电池电压时,由蓄电池供给励磁电流—他励磁;(为什么?)
发电机电压高于蓄电池电压时,由发电机供给励磁电流—自励磁;
强调:
发电机励磁电路必须受点火开关控制。(为什么?)
二、发电机建立电压过程
打开点火开关,开始他励磁,励磁电流大,磁场增强。转子旋转,磁场切割定子绕组,产生感应电压且随转速升高而增大,当其电压高于蓄电池电压时,开始自励磁,磁场进一步增强,电压又升高,周而复始,三相绕组中便产生:
幅值相等、频率相同、相位差互为1200的三相对称电动势。
对于结构一定的发电机:U = E = C.Φ.n
三、整流原理
1、整流二极管导通原则
共负极连接组:正极电位最高的管子导通;
共正极连接组:负极电位最低的管子导通;
2.整流过程
将交流电变化的一个周期,分割成7个区间:
0~t1 、t1~t2、、、、、t6~t7
0~t1:C相电位最高—D4导通,B相电位最低—D3导通;
整流电路:C相—D4—R—搭铁—D3—B相
(其他时刻的整流过程,请自己分析)
3、整流二极管工作状况
在交流电变化的一个周期内同时导通的整流二极管有几只?
两只:
一只正极管;
一只负极管;
每只管子导通多长时间?
1/3周期
每只管子通过的电流为负载电流的1/3;
4、输出直流电压极性
共负极连接组输出为电源“+”极;
共正极连接组输入为电源“-”极;
该发电机为什么极搭铁?
交流发电机的工作特性
一、电枢反应
什么叫电枢反应?
电枢电流产生的磁场对磁极磁场的影响—电枢反应。
反应结果:
削弱磁极磁场;
使磁场扭曲,导致感应电动势波形畸变;
二、输出特性
1、定义
U=常数(12V电系为14V,24V电系为28V)并维持不变;
研究输出电流I与转速n之间关系。 即:I =f(n)
2、特性曲线及分析
(1)U=Ue=14V,
对应转速n=n1;
n1-确定传动比依据
(n1与蓄电池电压、磁极剩磁有关)
(2)当I=(2/3)Imax =Ie时,对应转速为n2;
Ie-额定电流
n2-满载转速
(3)n=nmax时, I=Imax , I不再随n↑和R↓而↑ ,具有自限流能力。
理由:
①定子绕组阻抗随转速的升高而增大;
②电枢反应的去磁作用,削弱了磁极磁场,电动势降低,电压降低。
其他不同型式交流发电机
一、内、外搭铁交流发电机 (依据磁场绕组搭铁端部位不同)
1、内搭铁—磁场绕组一端直接与外壳连接;
2.外搭铁—磁场绕组一端经调节器后搭铁;
二、6管交流发电机
6只主整流二极管,组成三相桥式整流电路;
三、8管交流发电机
6只主整流二极管,组成三相桥式整流电路;
2只辅助整流二极管(中性点二极管),组成单相全波整流电路;
中性点二极管作用:
对于星行连接的定子绕组发电机,当其输出电流较大时,由于电枢反应的影响,将使其产生的电压波形畸变。
畸变波形可分解为:基本波和高次谐波
高次谐波中尤以三次谐波为最多。
因为三相绕组产生的三次谐波相位相同,相互抵消,在三相绕组中表现不出来。
但在中性点却以交流成分表现出来,其幅值将随转速的升高而增大(正向幅值高于14V,反向幅值低于0V)。
中性点二极管便可根据中性点交流成分的变化,实现补充整流,以提高高转速下的发电机输出功率(5%~10%)。
四、9管交流发电机
6只主整流二极管,组成三相桥式整流电路;
3只共负极连接整流二极管(励磁二极管);
励磁二极管作用: 供给励磁电流;控制充电指示灯;
五、11管交流发电机
兼有8管、9管交流发电机的结构和特点,不再赘述。
提问:励磁二极管与主整流中的哪三只二极管组成三相桥式整流电路?
六、无刷交流发电机
取消电刷和滑环,磁场绕组固定在转子空腔内不再旋转。异性磁极非导磁性材料焊接。
七、发电机型号
1、名称代号
JF -普通
JFZ-整体
JFW-无刷
JFB-带泵
2、电压等级
1-12V 、 2-24V
3、功率等级
(1)180W以下 (19A)
(2)180W~250W (20A ~ 29A)
(3) 250W ~350W (30A ~ 39A)
(4) 350W ~500W (50A ~ 59A)
(5) 500W ~750W (70A ~ 79A)
(6) 750W ~1000W (80A ~ 89A)
(7) 1000W以上 (90A以上)
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