交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理_第1頁
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交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理_第3頁
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1、交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)一、6管交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)交流發(fā)電機(jī)一般由轉(zhuǎn)子、定子、整流器、端蓋四部分組成。JF132型交流發(fā)電機(jī)組件圖見圖2-5aJF132型交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖見圖2-5bJF132型交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖見圖2-5c(一)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子的功用是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子由爪極、磁軛、磁場(chǎng)繞組、集電環(huán)、轉(zhuǎn)子軸組成,見圖2-6轉(zhuǎn)子軸上壓裝著兩塊爪極,兩塊爪極各有六個(gè)鳥嘴形磁極,爪極空腔內(nèi)裝有磁場(chǎng)繞組(轉(zhuǎn)子線圈)和磁軛。集電環(huán)由兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)組成,集電環(huán)壓裝在轉(zhuǎn)子軸上并與軸絕緣,兩個(gè)集電環(huán)分別與磁場(chǎng)繞組的兩端相連。當(dāng)兩集電環(huán)通入直流電時(shí)(通過電刷),磁場(chǎng)繞組中就有電流通過,并產(chǎn)生軸向磁通,使爪極一塊被磁化為N極,

2、另一塊被磁化為S極,從而形成六對(duì)相互交錯(cuò)的磁極。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),就形成了旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。交流發(fā)電機(jī)的磁路為:磁軛N極轉(zhuǎn)子與定子之間的氣隙定子定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙S極磁軛。見圖2-7。  2整流管的安裝將正極管安裝在一塊鋁制散熱板上,稱為正整流板;將負(fù)極管安裝另一塊鋁制散熱板上,稱為負(fù)整流板,也可用發(fā)電機(jī)后蓋代替負(fù)整流板。見圖2-10。在正整流板上有一個(gè)輸出接線柱B(發(fā)電機(jī)的輸出端)。負(fù)整流板上直接搭鐵。負(fù)整流板上一定和殼體相聯(lián)接。整流板的形狀各異,有馬蹄形、長(zhǎng)方形、半圓形等見圖2-11二、8管交流發(fā)電機(jī)8管交流發(fā)電機(jī)(如夏利車用)和6管交流發(fā)電機(jī)的基本機(jī)構(gòu)是相同的,所不同的是整流器

3、有8只硅整流二極管,其中6只組成三相全波橋式整流電路,還有2只是中性點(diǎn)二極管,1只正極管接在中性點(diǎn)和正極之間,1只負(fù)極管接在中性點(diǎn)和負(fù)極之間。對(duì)中性點(diǎn)電壓進(jìn)行全波整流。(見圖2-14)試驗(yàn)表明:加裝中性點(diǎn)二極管的交流發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu)不變的情況下可以提高發(fā)電機(jī)的功率10%15%。中性點(diǎn)二極管提高發(fā)電機(jī)功率的原理:交流發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電壓為三次諧波,隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的提高,中性點(diǎn)三次諧波電壓也升高。見圖2-15當(dāng)中性點(diǎn)電壓瞬時(shí)值高于三相繞組的最高值時(shí),中性點(diǎn)正極管導(dǎo)通對(duì)外輸出電流;電流回路為:中性點(diǎn)中性點(diǎn)正極管負(fù)載某一負(fù)極管定子繞組中性點(diǎn)。見動(dòng)畫2。當(dāng)中性點(diǎn)電壓瞬時(shí)值低于三相繞組的最低值時(shí),中性點(diǎn)負(fù)極管導(dǎo)通

4、對(duì)外輸出電流;電流回路:中性點(diǎn)定子繞組某一正極管負(fù)載中性點(diǎn)負(fù)極管中性點(diǎn)。由于中性點(diǎn)參與了對(duì)外輸出,所以能提高輸出功率。  五、無刷交流發(fā)電機(jī)由于沒有電刷和集電環(huán),所以不會(huì)因?yàn)殡娝⒑图姯h(huán)的磨損和接觸不良造成激磁不穩(wěn)定或發(fā)電機(jī)不發(fā)電等故障;同時(shí)工作時(shí)無火花,也減小了無線電干擾。無刷交流發(fā)電機(jī)分為爪極式、激磁機(jī)式和永磁式三種。(一)爪極式無刷交流發(fā)電機(jī)見圖2-181爪極式無刷交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理爪極式無刷交流發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組是靜止的,它通過一個(gè)磁軛托架固定在后端蓋上,所以,不再需要電刷。兩個(gè)爪極中只有一個(gè)爪極直接固定在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上,另一爪極則用非導(dǎo)磁聯(lián)接環(huán)固定在前一爪極上。

5、當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),一個(gè)爪極就帶動(dòng)另一爪極一起在定子內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)磁場(chǎng)繞組中有直流電通過時(shí),爪極被磁化,就形成了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。磁路如圖2-18所示2.優(yōu)點(diǎn)(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、工作可靠(2)不存在電刷與集電環(huán)接觸不良導(dǎo)致的發(fā)電不穩(wěn)或不發(fā)電故障。3.缺點(diǎn)(1)爪極間連接工藝?yán)щy(2)由于磁路中間隙加大,發(fā)電機(jī)相同輸出功率下需加大勵(lì)磁電流。(二)激磁機(jī)式無刷交流發(fā)電機(jī)見圖2-19圖2-19為德國(guó)波許公司生產(chǎn)的帶有激磁機(jī)的無刷交流發(fā)電機(jī)。它實(shí)際上是在一臺(tái)爪極式三相交流發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)上增加了一部專為其激磁的小型硅整流交流發(fā)電機(jī),稱為激磁機(jī)(圖中4、5、6),激磁機(jī)的磁場(chǎng)繞組固定,而三相繞組是轉(zhuǎn)動(dòng)的。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)

6、,在激磁機(jī)轉(zhuǎn)子4的三相繞組中感應(yīng)出三相交流電,在發(fā)電機(jī)內(nèi)部經(jīng)二極管整流后變?yōu)橹绷麟姡苯庸┙o爪極式三相交流發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)繞組15激磁發(fā)電。這種無刷發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是磁路中無附加氣隙,因而漏磁少,輸出功率大,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。六、帶泵交流發(fā)電機(jī)帶泵交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)與普通交流發(fā)電機(jī)完全一樣,不同的是轉(zhuǎn)子軸很長(zhǎng)并伸出后端蓋,利用外花鍵與真空泵的轉(zhuǎn)于內(nèi)花鍵相連接,驅(qū)動(dòng)真空泵與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn),給汽車制動(dòng)系中的真空筒抽真空,為制動(dòng)系的真空增壓器提供真空源,主要用于沒有真空源的柴油機(jī)(汽油機(jī)可直接從進(jìn)氣歧管處取得真空。制動(dòng)時(shí)因節(jié)氣門幾乎關(guān)閉而在進(jìn)氣歧管中形成高真空,而柴油機(jī)無節(jié)氣門)。國(guó)產(chǎn)JFB2525型帶泵交流

7、發(fā)電機(jī)外形如圖2-21所示。七、汽車雙整流發(fā)電機(jī)雙整流發(fā)電機(jī)是一種最新型交流發(fā)電機(jī),它大大改善了普通交流發(fā)電機(jī)低速充電性能和高速最大功率輸出,又不增設(shè)比較復(fù)雜的控制電路,因此也沒有增加充電系的故障率。1結(jié)構(gòu)原理如圖2-22所示。在普通交流發(fā)電機(jī)三相定于繞組基礎(chǔ)上,增加繞組匝數(shù)并引出接線頭,增加一套三相橋式整流器。低速時(shí)由原繞組和增繞組串聯(lián)輸出,而在較高轉(zhuǎn)速時(shí),僅由原三相繞組輸出。工作中高低速供電電路的變換是自動(dòng)的,沒有增設(shè)任何機(jī)電控制裝置,其工作原理分析如下:在低速范圍內(nèi),由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速低,三相繞組的串聯(lián)輸出,提高了發(fā)電機(jī)的輸出電壓,使發(fā)電機(jī)低速充電性能大大提高。在高速范圍內(nèi),隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的

8、增大,串接的三相繞組的感抗增大,內(nèi)壓降增大,再加上電樞反應(yīng)加強(qiáng),使輸出電壓下降。這時(shí)原三相繞組A、B、C因內(nèi)壓降較小,產(chǎn)生的感應(yīng)電流相對(duì)較大,確保高速下的功率輸出。2雙整流發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有;(1)既降低了發(fā)電機(jī)的充電轉(zhuǎn)速,又保證了高速大電流輸出,提高了發(fā)電機(jī)的有效功率。雙整流發(fā)電機(jī)比普通發(fā)電機(jī)最低充電轉(zhuǎn)速降低了200300rmin,在低速下發(fā)電機(jī)即可輸出電流達(dá)10A;而額定電壓及額定電流下的轉(zhuǎn)速不大于2500rmin。(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作可靠,只在定子槽中增加繞組匝數(shù),增加一套三相橋式整流。八感應(yīng)子式交流發(fā)電機(jī)感應(yīng)子式交流發(fā)電機(jī)也是一種無電刷交流發(fā)電機(jī),由定子、轉(zhuǎn)子、整流器和機(jī)殼組成。它的轉(zhuǎn)子是由齒輪狀鋼片鉚成,其上有若于個(gè)沿圓周均勻分布的齒形凸極,而沒有磁場(chǎng)繞組。磁場(chǎng)繞組和電樞繞組均安放在定子槽中,如圖2-23所示。當(dāng)磁場(chǎng)繞組3通人直流電后,在定子鐵心1中產(chǎn)生固定磁場(chǎng)(右上部、左下部為S極;左上部、右下部為N極)。由于轉(zhuǎn)子4凸齒部分磁通容易通過,磁感應(yīng)強(qiáng)度最大,從而形成磁極。但轉(zhuǎn)子的每個(gè)凸齒是沒有固定極性的,當(dāng)它對(duì)著定子N極就是S極,對(duì)著S就是N極。轉(zhuǎn)子凸齒在不運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí),當(dāng)凸齒對(duì)著定子凸齒時(shí),磁通量最大,當(dāng)轉(zhuǎn)子槽對(duì)著走子凸齒時(shí)則磁通量最小。因此,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),定子凸齒內(nèi)產(chǎn)生脈動(dòng)磁

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