發電機1-3

www.guilinhy.com 來源：互聯網作者：似水流年90 類別：汽車構造維修時間：2007-01-25

   預備知識：
　　一．電磁感應：導體切割磁力線運動或通過線圈的磁通量發生變化時，在導體或線圈中就會產生電動勢。在電磁感應現象中產生的電動勢叫感應電動勢，由感應電動勢產生的電流叫感應電流。
　　發電的三個條件：磁場線圈外力拖動
　二．三相交流電：在磁場里有三個互成120°的線圈同時轉動，電路里就產生三個交變電動勢。這樣的發電機發出的電流叫做三相交流電。
　三．半導體二極管：導電性能介于導體和絕緣體之間的物質。其導電性能受溫度，光照，摻雜等外界條件影響極大。其中摻雜特性尤為突出：在純凈的半導體中摻入微量元素，其導體電能力可增加幾十萬至幾百萬倍。
　　1．二極管的特性：
　　二極管具有單向導電性，將萬用表的量程撥到歐姆檔，用紅、黑表筆分測二極管兩引線，一個方向的電阻很小（僅8~10Ω左右），另一個方向的電阻極大（無窮大）。
　2．穩壓二極管
　　①．穩壓二極管的特性
　　⑴正向導通：硅管U=0.7v時導通
　　⑵反向電壓較小時，截止反向電壓較大時，導通，此時若穩壓管的電流在很大范圍內變化，電壓卻基本不變，即穩壓。
　　②．穩壓管的連接：穩壓管工作在反向擊穿狀態，接在電路中時，應反接。
　　四．晶體三極管：
　　晶體三極管是由兩個PN結構的一種半導體器件。根據PN結構的組成合方式不同。晶體管可分為NPN型和PNP型兩類。
　　晶體三極管有三個區：發射區、基區、集電區。兩個PN結：發射和集電結。三個電極：從發射區引出的電極叫發射級，用e表示；從其區引出的電極叫基極。用b表示；從集電極引出的電極叫集電極，用c表示圖形符號中帶箭頭的電極為發射極，箭頭方向表示發射結正向導通時的電流方向。
　　三極管的特性
　1．電流放大特性：Ib較小變化能引起Ic較大變化
　　2．開關特性：
　　①．三極管的截止狀態：（相當于開關斷開）
　　Ube=0v    Ic →Ie間   R≈∞
　　②．三極管的飽和狀態：（相當于開關閉合）
　　（NPN型）Ube=0.7v時
　　Ic→Ie間 R≈0
　　（PNP型）Ube=0.3v時
    第一節、充電系的組成及其功用
　　1．發電機：汽車的主要電源。向起動系以外的所有系供電并向蓄電池充電。
　　2．電壓調節器：發電機由發動機經皮帶驅動旋轉。發動機轉速變化時，發電機輸出電壓即變化，電壓調節器保持發電機在轉速和負荷變化時輸出電壓穩定。
　　3．充電狀態指示裝置：充電指示燈或電流表、電壓表，指示蓄電池處于充電還是放電。
    第二節交流電壓的工作原理
　　一．發電機原理
　　發電機轉子的磁場繞組中有電流通過，產生磁場；發電機的三相定子繞組按一定規律分布在發電機的定子槽中，彼此相差120°的交流電動勢的電位角，發電機轉子由發動機通過傳動帶旋轉時，定子繞組就會切割轉子磁力線進而產生頻率相同、幅值相等、相位互差120o的交流電動勢。
　　二．整流原理：
　　在三相橋式全被整流電路中，三個正二極管（引線為正）的負極通過元件板連在一起，它們的正極分別與三相繞組的首端相連。這三只正極管的導通條件是：在某一瞬間，哪一相繞組的電壓最高，則與該相繞組相連的正二極管導通。三個負二極管（引線為負）的負極與三相繞組的首端的相連，其負極通過元件板或端蓋連在一起。這三只負管的導通條件是：在某一瞬間，哪一相繞組的電壓最低，則與該相繞組相連的負二極管導通。
　　在硅整流發電機運轉過程的每一個時間區間，總是一相繞組電壓最高，一相繞組電壓最低，整流器的六只整流二極管中，始終保持有兩個管子（一正一負）導通，負載兩端得到的是兩相繞組間的線電壓。

第三節硅整流發電機的構造
　　交流發電機的基本構造都是由轉子、定子、整流器和端蓋四部分組成。
　　一．轉子：
　　① 功用：產生磁場
　　② 組成：磁扼，磁場繞組。爪級（共兩塊，每塊上都有6個鳥嘴形磁級，一塊爪極磁化為N極，另一塊爪極磁化為S極。兩爪極壓裝在轉子軸上，兩爪極間的空腔內裝有磁扼和磁場繞組）。集電環（由兩個彼此絕緣的銅環組成），磁場繞組的兩端分別與集電環相連。發電機的電刷與兩集電環相接觸，引入勵磁電流給轉子繞組。與集電環接觸的兩電刷分別接在發電機外部的兩接柱上，成為發電機的“磁場或F”接線柱和“搭鐵或一”接線柱。
　　③ 勵磁方式：
　　a．他勵：硅整流發電機磁極尺寸小，存留的剩磁很弱，在發電機低速時僅靠剩磁產生的電動勢（＜0.6v,并不能使二極管導通,不能及時向蓄電池充電。因此在發電機低速，發電機電壓低于蓄電池電壓時，采用他勵供電，（即勵磁電流由蓄電池供給），使發電機很快建立磁場，電壓迅速升高。
　　b．自勵：當發電機電壓略高于蓄電池電壓時，發電機向蓄電池充電，同時向自身勵磁繞組提供勵磁電流。
　　④ 無刷式發電機轉子：
　　勵磁繞組裝在電機中部的磁扼托架上，固定于發電機后端蓋上，工作中，盡管磁極轉動，勵磁繞組并不轉動，因此勵磁繞組的兩端可直接引到發電機端蓋的接線端子上，從而省去集電環和電刷。兩個爪極中，只有一個爪極固定在轉子上，另一爪極用非導磁材料將其與軸上爪極固定在一起。固定兩爪極的常用方法有：用非導磁連接環固定，用銅焊接。

　二．定子：（又稱電樞）
　　①．功用：產生交流電即相當于電源。
　　②．組成：定子鐵心和定子繞組組成。定子鐵心由內圓帶槽的環狀硅鋼片疊成，定子繞組為三相對稱繞組，安放在定子鐵心的槽內。三相繞組的接法有星形聯結（即每相繞組的首端分別與整流器相連，每相繞組的尾端接在一起，如：車用發電機定子）和三角形聯結。（即每相繞組首尾相連成“△”形，如：神龍富康轎車用發電機定子）。
　　三．整流器：
　　①．功用：把定子繞組產生的三相交流電變為直流電輸出
　　②．組成：整流器一般由六個硅二極管和負二極管組成；分正二極管和負二極管兩種。
　　正二極管的中心引線為二極管正極，外殼為負極，管底多標紅色標記。正二極管的外殼壓裝或焊裝在元件板上，共同組成發電機的正極，由一個與后端蓋絕緣的元件板固定螺栓通至機殼外，成為發電機的“電樞”柱（也叫“B”或“+”）。
　　負二極管的中心引線為負極，外殼為正極，管底有黑色標記。三個負二極管的外殼壓裝或焊接在另一元件板上或后端蓋上，和發電機外殼一起成為發電機的負極。

　四．端蓋：
　　前、后端蓋均用鋁合金鑄造而成（防漏磁）。在后端蓋上裝有電刷組件（由電刷、電刷架、電刷彈簧組成）。
　　交流發電機的搭鐵型式有內搭鐵和外搭鐵之分，磁場繞組的一端經電刷在發電機端蓋上搭鐵稱為內搭鐵。磁場繞組的兩端均與端蓋絕緣，其中一端經調節器后搭鐵稱為外搭鐵。
　　發電機前端蓋之間裝有傳動帶輪，有發動機通過傳動帶驅動帶輪和轉子轉動。
　　發電機的通風散熱是靠風扇來完成，（由鋁合金或鋼板沖壓而成）發電機有1~2個風扇，對于只有一個風扇的發電機，風扇均裝于前端蓋與帶輪之間；對于有兩個風扇的發電機，有的是在轉子爪極兩側各焊裝一個，有的是一個風扇裝于前端蓋與皮帶輪之間，另一個風扇裝在后端蓋與轉子爪極之間。