紅興隆北雁現(xiàn)代化農(nóng)機(jī)
紅興隆農(nóng)墾農(nóng)業(yè)機(jī)械化、北大荒雁窩島集團(tuán)農(nóng)業(yè)機(jī)械化，向全國(guó)農(nóng)機(jī)行業(yè)的各位領(lǐng)導(dǎo)同仁致敬。
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車(chē)用交流發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)介紹收藏
車(chē)用交流發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)介紹
一、 發(fā)電機(jī)的作用及特點(diǎn)
2）負(fù)載性能 發(fā)電機(jī)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(shí)際中一般檢測(cè)兩個(gè)指標(biāo)：**小工作電流和額定電流。**小工作電流指發(fā)電機(jī)在1500r/min時(shí)輸出的電流，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)往往處于怠速狀態(tài)；額定電流指發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速5000r/min(有的規(guī)定為6000r/min)時(shí)輸出的電流，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)銘牌上。
1、 發(fā)電機(jī)是汽車(chē)電氣系統(tǒng)的兩個(gè)主要電源之一，與蓄電池并聯(lián)工作。在發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能多于汽車(chē)電器所消耗的電能時(shí)，它將多余的電能通過(guò)充電的方式儲(chǔ)存在蓄電池中；當(dāng)汽車(chē)電器用電超過(guò)發(fā)電機(jī)所輸出電能時(shí)，由蓄電池補(bǔ)充不足的電能（發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)起動(dòng)機(jī)消耗的電能也由蓄電池提供）。充電和放電的過(guò)程由發(fā)電機(jī)與蓄電池兩端的電勢(shì)自動(dòng)調(diào)節(jié)。
圖一 發(fā)電機(jī)接線示意圖
1、 發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)與汽車(chē)電系特點(diǎn)密切相關(guān)。它采用單線制，負(fù)極搭鐵（少數(shù)用于某些特定場(chǎng)合的發(fā)電機(jī)采用雙線制）；輸出三相直流電，因此需要整流；因汽車(chē)電器的需要，輸出穩(wěn)定的電壓，因此需與調(diào)節(jié)器搭配使用；輸出電動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)速成正比，在調(diào)節(jié)器作用下，輸出實(shí)際電流取決于車(chē)上實(shí)際使用的負(fù)載大小（包括蓄電池狀況），同時(shí)自身有限流功能，每個(gè)發(fā)電機(jī)都有一個(gè)**大輸出電流。
二、 發(fā)電機(jī)的種類(lèi)
汽車(chē)用交流發(fā)電機(jī)可按總體結(jié)構(gòu)、整流器結(jié)構(gòu)、搭鐵型式、散熱型式等多方面進(jìn)行分類(lèi)。按總體結(jié)構(gòu)可分為：
1）普通交流發(fā)電機(jī)：無(wú)特殊裝置和特殊功能的發(fā)電機(jī)，如JF1521；
2） 整體式交流發(fā)電機(jī)：內(nèi)裝電子調(diào)節(jié)器的交流發(fā)電機(jī)，如JFZ1521；
3） 無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)：無(wú)電刷和集電環(huán)結(jié)構(gòu)的交流發(fā)電機(jī)，如康明斯發(fā)電機(jī)JFW2621；
4） 帶泵交流發(fā)電機(jī)：帶真空制動(dòng)助力泵的交流發(fā)電機(jī)，如供朝柴的JFB2729；
5） 永磁交流發(fā)電機(jī)：轉(zhuǎn)子磁極采用永磁材料的交流發(fā)電機(jī)，如廣西梧州金卓公司生產(chǎn)的JFY系列發(fā)電機(jī)。
上述分類(lèi)并不相互排斥，一種發(fā)電機(jī)可以有上述的幾種特征。隨著新技術(shù)的應(yīng)用，混合勵(lì)磁式等結(jié)構(gòu)的發(fā)電機(jī)也開(kāi)始出現(xiàn)。
按整流器結(jié)構(gòu)不同，發(fā)電機(jī)可分為：
1) 六管交流發(fā)電機(jī)：其整流器由六只硅整流二極管組成三相橋式全波整流電路；有的采用單個(gè)的硅二極管壓裝，也有的采用在極板上燒結(jié)硅管組成整流組件。
2) 八管交流發(fā)電機(jī)：其整流器有八只二極管，除了六只組成三相橋式全波整流外，在定子繞組中性線輸出端也接有二只二極管，用以對(duì)三相電路不均衡產(chǎn)生的中性點(diǎn)波形進(jìn)行整流。
3) 九管交流發(fā)電機(jī)：在六管交流發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)上又增加了三只勵(lì)磁二極管，組成兩套三相橋式全波整流電路，提供電壓檢測(cè)點(diǎn)和勵(lì)磁電流。
4) 十一管交流發(fā)電機(jī)：在八管交流發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)上，其整流器增加了三只勵(lì)磁二極管。
圖二 發(fā)電機(jī)整流電路
按勵(lì)磁繞組搭鐵型式不同，發(fā)電機(jī)可分為：
1) 內(nèi)搭鐵型發(fā)電機(jī)：勵(lì)磁繞組的一端與發(fā)電機(jī)端蓋相連接的發(fā)電機(jī)。
2) 外搭鐵型發(fā)電機(jī)：勵(lì)磁繞組的一端經(jīng)調(diào)節(jié)器后搭鐵的交流發(fā)電機(jī)。
由于整體式發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器裝在發(fā)電機(jī)內(nèi)部，不論是內(nèi)搭鐵還是外搭鐵對(duì)汽車(chē)電路均無(wú)影響，因此內(nèi)、外搭鐵型式的區(qū)別只針對(duì)非整體式發(fā)電機(jī)；在使用時(shí)，它必須與同樣搭鐵型式的調(diào)節(jié)器配用。
交流發(fā)電機(jī)按散熱型式可分為：
1) 交流發(fā)電機(jī)：其兩端端蓋密封，端蓋上制有很多散熱肋，通過(guò)風(fēng)扇帶動(dòng)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(chǎng)所。
2) 普通單外風(fēng)扇發(fā)電機(jī)：在兩端蓋上制有通風(fēng)孔，通過(guò)風(fēng)扇抽風(fēng)，使冷空氣流經(jīng)電機(jī)內(nèi)部帶走熱量，散熱效果一般。
3) 內(nèi)外風(fēng)扇發(fā)電機(jī)：在端蓋外面和內(nèi)部各裝有一個(gè)風(fēng)扇，通過(guò)抽風(fēng)實(shí)現(xiàn)散熱，散熱效果較好。
4) 雙內(nèi)風(fēng)扇發(fā)電機(jī)：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(chē)等功率要求較高的場(chǎng)合。
5) 液冷發(fā)電機(jī)：它是隨著現(xiàn)代汽車(chē)電器的不斷增多，對(duì)發(fā)電機(jī)功率要求不斷增大的情況下由歐美發(fā)達(dá)國(guó)家新近研制出的一種新型結(jié)構(gòu)發(fā)電機(jī)。與傳統(tǒng)風(fēng)冷式發(fā)電機(jī)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(chē)上已開(kāi)始使用。
二、 發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理
發(fā)電機(jī)的發(fā)電過(guò)程是一個(gè)利用電磁轉(zhuǎn)換原理將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程，它可以分為以下幾個(gè)步驟：
1) 產(chǎn)生磁場(chǎng) 發(fā)電機(jī)在未發(fā)電前由蓄電池供給其初始勵(lì)磁電流（發(fā)電機(jī)發(fā)電后由自身提供）。接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，蓄電池電勢(shì)加在發(fā)電機(jī)激磁線圈兩端，產(chǎn)生勵(lì)磁電流，從而在線圈的鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)。
2) 磁場(chǎng)形成回路，切割定子線圈 產(chǎn)生的磁場(chǎng)在發(fā)電機(jī)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(guò)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(shí)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，通過(guò)皮帶傳動(dòng)將機(jī)械能輸入到發(fā)電機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。由于每個(gè)爪極在圓周方向上布置有多個(gè)爪，在爪與爪之間是空位，因此在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，切割每一組定子線圈的磁場(chǎng)強(qiáng)度是循環(huán)變化的。對(duì)汽車(chē)發(fā)電機(jī)而言，這種變化被設(shè)計(jì)為三相正弦波形。
3) 產(chǎn)生交流電 定子線圈受變化的磁場(chǎng)切割后將產(chǎn)生對(duì)應(yīng)波形的三相交流電動(dòng)勢(shì)，這種電動(dòng)勢(shì)加在負(fù)載兩端時(shí)便會(huì)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(guò)三相橋式整流電路整流為直流電。同時(shí)調(diào)節(jié)器通過(guò)控制激磁電流的通斷將發(fā)電機(jī)輸出電壓維持在相對(duì)恒定的范圍內(nèi)，滿足汽車(chē)電器的需要。
三、 發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)
交流發(fā)電機(jī)雖然有很多種類(lèi)，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(jī)的結(jié)構(gòu)來(lái)作一下簡(jiǎn)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(shí)用槽楔將繞組固定，防止繞組竄動(dòng)、脫落。為提高定子繞組的
絕緣、散熱和機(jī)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(duì)稱(chēng)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(duì)稱(chēng)電動(dòng)勢(shì)，為此在繞制和嵌放時(shí)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(chǎng)，它主要由磁軛、磁場(chǎng)繞組、爪極和集電環(huán)等組成。爪極有兩塊，每塊上都有多個(gè)鳥(niǎo)嘴形磁極，兩塊爪極之間裝有磁軛和磁場(chǎng)繞組；磁場(chǎng)繞組裝在磁軛外部，中間用絕緣架隔開(kāi)，通過(guò)磁軛一起壓裝在轉(zhuǎn)子軸上。
集電環(huán)由兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)組成，壓裝在軸上，銅環(huán)與軸絕緣。磁場(chǎng)繞組的兩端分別與兩個(gè)銅環(huán)焊接在一起。兩個(gè)銅環(huán)在發(fā)電機(jī)工作時(shí)分別與發(fā)電機(jī)的兩個(gè)電刷相接觸，使磁場(chǎng)繞組中保持電流通過(guò)。
3)整流器 交流發(fā)電機(jī)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(chē)用交流發(fā)電機(jī)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。現(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(chēng)為正極管；引出電極為負(fù)極的稱(chēng)為負(fù)極管，六管發(fā)電機(jī)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(chēng)整流板，安裝三只負(fù)極管的整流板稱(chēng)為負(fù)整流板；安裝三只正極管的整流板稱(chēng)為正整流板。負(fù)整流板與端蓋碰在一起為發(fā)電機(jī)負(fù)極；正整流板用螺栓或引線引出，為發(fā)電機(jī)的正極，標(biāo)記為“B”。
4）端蓋 發(fā)電機(jī)有前后兩個(gè)端蓋，主要作用是支撐發(fā)電機(jī)其它部件，傳導(dǎo)散熱，并把發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)支架聯(lián)接起來(lái)。發(fā)電機(jī)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(diǎn)，適合發(fā)電機(jī)防漏磁的需要。前端蓋緊挨皮帶輪，承載驅(qū)動(dòng)的主要分力，因而選用的軸承要大于后端，故也稱(chēng)為驅(qū)蓋。整流器等電子元器件裝在發(fā)電機(jī)后部，靠后端蓋提供安裝位，因此也把后蓋稱(chēng)為電蓋。在兩端蓋上制有掛角，掛角上的安裝孔用來(lái)與發(fā)動(dòng)機(jī)支架配合，將發(fā)電機(jī)固定在發(fā)動(dòng)機(jī)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(tái)發(fā)電機(jī)有兩只電刷，每只電刷上都有一根引線接到發(fā)電機(jī)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(jī)的輸出電壓在一定范圍內(nèi)。從發(fā)電機(jī)或蓄電池上采集電壓信號(hào)，通過(guò)控制激磁回路的通和斷來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓。當(dāng)電壓低于設(shè)定值時(shí)，維持激磁回路導(dǎo)通；當(dāng)電壓高于設(shè)定值時(shí)將激磁回路關(guān)斷，通常汽車(chē)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(jī)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(jī)械能；風(fēng)扇也裝在轉(zhuǎn)子部件的軸上，通過(guò)旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的通風(fēng)散熱。
一、 發(fā)電機(jī)的性能參數(shù)
發(fā)電機(jī)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(xiàng)：空載性能、負(fù)載性能和調(diào)節(jié)電壓值，下面列有一個(gè)發(fā)電機(jī)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(chēng)零電流轉(zhuǎn)速、起始發(fā)電轉(zhuǎn)速），它是指發(fā)電機(jī)在輸出電動(dòng)勢(shì)達(dá)到規(guī)定值要求，但尚未輸出電流時(shí)的轉(zhuǎn)速，用n0表示。對(duì)于帶充電指示燈的發(fā)電機(jī)，由于指示燈本身有一定功率，其首次熄滅時(shí)的轉(zhuǎn)速往往高于零電流轉(zhuǎn)速。因此，在現(xiàn)場(chǎng)出于大批量生產(chǎn)的需要我們一般規(guī)定一個(gè)另外的熄燈轉(zhuǎn)速指標(biāo)用于驗(yàn)收。
2）負(fù)載性能 發(fā)電機(jī)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(shí)際中一般檢測(cè)兩個(gè)指標(biāo)：**小工作電流和額定電流。**小工作電流指發(fā)電機(jī)在1500r/min時(shí)輸出的電流，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)往往處于怠速狀態(tài)；額定電流指發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速5000r/min(有的規(guī)定為6000r/min)時(shí)輸出的電流，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)銘牌上。
發(fā)表于 @ 2008年06月15日 10:10:00 |點(diǎn)擊數(shù)（）
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