交流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)與原理講解

汽車電氣與電控技術(shù)主講教師：葉斌浙江經(jīng)濟職業(yè)技術(shù)學院交流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)與原理三汽車電源系統(tǒng)靜態(tài)存放電蓄電池1、汽車充電系統(tǒng)的組成動態(tài)發(fā)電發(fā)電系統(tǒng)用電設(shè)備用電設(shè)備放電充電能源機械驅(qū)動水流氣流燃料燃燒化學能核能發(fā)電機機械能電能能量轉(zhuǎn)換過程2、概述電磁感應(yīng)原理1）如圖所示，導體可在磁鐵N極與S極之間自由運動，將電流表連接導體，形成一個閉合回路。2）當導體在磁鐵磁極間運動，導體切割磁力線，就會產(chǎn)生電流；如果導體的運動方向平行于磁力線方向，就沒有電流產(chǎn)生。3）這種產(chǎn)生電流的現(xiàn)象，稱為電磁感應(yīng)；這種通過導體的電流就叫感應(yīng)電流。感應(yīng)電流是靠電動勢產(chǎn)生的，電動勢是由于導體的電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的的，所以這種電動勢也叫感應(yīng)電動勢。電磁感應(yīng)原理感應(yīng)電動勢的方向圖中顯示了電磁場的方向、感應(yīng)電動勢的方向和導體的運動方向，這三者之間的關(guān)系就是弗萊明右手定則。食指：磁力線的方向（B）中指：電流的方向（I）大拇指：運動方向（F）電動勢的強度電動勢的強度和導體在單位時間內(nèi)切割磁力線的數(shù)量成正比。一個導體它以恒定的速度朝著一個方向，在密度相同的磁力線中運動，那么這個導體的感應(yīng)電動勢在各個位置上都相等。如果導體運動的方向不同，那么即使是在速度恒定、磁力線密度相同的情況下，電動勢也會改變。如圖：導體繞點沿逆時針方向在磁場中旋轉(zhuǎn)。當導體在位置0和6處，磁力線的方向和導體的方向平行，此時不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；而當導體在位置3和9時，導體運動的方向垂直于磁力線的方向，這時產(chǎn)生的電流最大。1.導體在勻密度磁力線中向一個方向恒速運動；2.導體在勻密度磁力線中恒速轉(zhuǎn)動。電磁感應(yīng)原理發(fā)電機原理1）如圖所示，當一個導體在磁場中旋轉(zhuǎn)，那么由于電磁感應(yīng)將會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。2）如圖所示，當這個導體彎成框形在磁場中旋轉(zhuǎn)，那么就會產(chǎn)生雙倍的感應(yīng)電動勢。3）如圖所示，把這個導體做成一個線圈，將會產(chǎn)生更大的感應(yīng)電動勢，導體的匝數(shù)越多產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢就越大。電磁感應(yīng)原理交流發(fā)電機旋轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的方向和大小，是隨著線圈的位置而變化的。如圖（1）中的電流從電刷A流向燈泡，在圖（2）中電流停止流動，在圖（3）中電流是從電刷B流向燈泡。因此這種設(shè)備產(chǎn)生的電流就叫做交流電。這種設(shè)備就叫交流發(fā)電機。電磁感應(yīng)原理主要結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)子、定子、整流器、前后端蓋、帶輪及風扇2、發(fā)電機結(jié)構(gòu)1）轉(zhuǎn)子作用：產(chǎn)生磁場；組成：轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子線圈、滑環(huán)、轉(zhuǎn)子軸；

蓄電池正極－正電刷－勵磁繞組－負電刷－搭鐵問題：如何檢查勵磁繞組的好壞？1）轉(zhuǎn)子

勵磁電路分析：如何檢查電刷的好壞？（1）電刷應(yīng)活動自如，（2）電刷與電刷架無破損；（3）電刷長度的檢查。2）電刷總成裝有電刷架和電刷3）定子組成：由鐵芯和三相繞組組成，定子鐵芯用數(shù)片0.8～1.2mm厚的硅鋼片或鋼片重疊制成，以減少磁場損失，與轉(zhuǎn)子鐵芯形成磁路。三相繞組分為星型連接和三角形連接。作用：產(chǎn)生交流電動勢。作用：將三相交流電轉(zhuǎn)化為直流電結(jié)構(gòu)：由六只硅整流二極管組成的三相橋式整流電路。正極管子安裝在元件板上；元件板必須與后端蓋絕緣，并固定在后端蓋上用螺栓引至后端蓋外部作為發(fā)電機的火線接柱，標記為”B+”；負極管子安裝在后端蓋上;負極管子引出來的接線柱在后端蓋上一般標記為（－）

問題：B點的正常電壓為多少？

4）整流器帶輪的張緊度對發(fā)電機的影響？如何調(diào)整？5）帶輪及風扇5）電壓調(diào)節(jié)器問題：發(fā)電機的輸出電壓由哪些因素決定？Eφ=C·n·Ф基本原理：當交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)速變化時，調(diào)節(jié)器通過改變發(fā)電機的勵磁電流，進而改變磁通Ф，從而使發(fā)電機的輸出電壓保持不變。3、交流發(fā)電機的工作原理整流原理發(fā)電原理勵磁方法工作原理1）發(fā)電原理

（1）磁場繞組通電后，產(chǎn)生軸向磁通，使兩塊爪極磁化形成交錯磁極；（2）轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，定子繞組與磁力線之間產(chǎn)生相對運動，形成交流電動勢。2）整流原理交流發(fā)電機定子的三相繞組中，感應(yīng)產(chǎn)生的是交流電，是靠六只二極管組成的三相橋式整流電路變?yōu)橹绷麟姷摹６O管具有單項導電性,當給二極管加上正向電壓時,二極管導通,當給二極管加上反向電壓時,二極管截止,二極管的導通原則如下:1、二極管的導通原則當三只二極管負極端相連時，正極端電位最高者導通；當三只二極管正極端相連時，負極端電位最低者導通。2）整流原理利用二極管的單向?qū)щ娦詫⒔涣麟娹D(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡?）整流時二極管導通條件：①對于三個正極管子（D1、D3、D5正極和定子繞組始端相聯(lián)），在某瞬時，電壓最高一相的正極管導通。②對于三個負極管子（D2、D4、D6負極和定子繞組始端相聯(lián)），在某瞬時，電壓最低一相的負極管導通。但同時導通的管子總是兩個，正、負管子各一個。（2）整流過程三相橋式整流電路中二極管的依次循環(huán)導通,使得負載RL兩端得到一個比較平穩(wěn)的脈動直流電壓。如圖所示3）調(diào)壓原理3）勵磁方式先他勵；后自勵①發(fā)電機電壓低于蓄電池電壓時，由蓄電池供給勵磁電流②

發(fā)電機電壓高于蓄電池電壓時，由發(fā)電機供給勵磁電流問題1：哪些原因會影響發(fā)電機不發(fā)電？原因：發(fā)電機（磁場繞組、定子繞組、電刷、整流器）、調(diào)節(jié)器、開關(guān)、蓄電池和發(fā)電機之間的連接導線

問題2：哪些原因會影響發(fā)電機充電電流過?。恐饕颍喊l(fā)電機（磁場繞組、定子繞組、電刷、整流器）、皮帶松緊度、調(diào)節(jié)器

交流發(fā)電機的電壓受電壓調(diào)節(jié)器控制，一般比較穩(wěn)定，只是在發(fā)動機啟動階段略有變化，正常情況下，發(fā)動機達到怠速轉(zhuǎn)速時，發(fā)電機的輸出電壓應(yīng)能達到一個穩(wěn)定值，這個電壓值稱為發(fā)電機的額定電壓（12V系統(tǒng)的發(fā)電機額定電壓為14V，24V系統(tǒng)的發(fā)電機額定電壓為28V）。1、額定電壓：13.5-14.5V

不帶負載，能夠達到額定電壓時的初始轉(zhuǎn)速值?？蛰d轉(zhuǎn)速在發(fā)電機出廠時通過試驗確定，列入產(chǎn)品說明書。空載轉(zhuǎn)速是汽車設(shè)計時選擇發(fā)動機和發(fā)電機速比的主要依據(jù)，也是發(fā)電機使用過程中性能是否下降的評價指標之一。2、空載轉(zhuǎn)速：

交流發(fā)電機受結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速等條件的限制，對外輸出電流的能力是有限的，為了評價發(fā)電機的對外輸出電流能力，把發(fā)電機輸出最大