汽車發(fā)電機是汽車的主要電源，其功用是在發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時(怠速以上)，向所有用電設(shè)備(起動機除外)供電，同時向蓄電池充電。

在普通交流發(fā)電機三相定子繞組基礎(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。低速時由原繞組和增繞組串聯(lián)輸出，而在較高轉(zhuǎn)速時，僅由原三相繞組輸出。

交流發(fā)電機的構(gòu)造

汽車用交流發(fā)電機主要由轉(zhuǎn)子、定子、整流器及前后端蓋等組成。如圖2-1所示。

圖2-1 交流發(fā)電機的組成

1.轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)子的功用是產(chǎn)生磁場，轉(zhuǎn)子主要由轉(zhuǎn)子鐵心、勵磁線圈(又稱磁場線圈)、爪極和滑環(huán)組成，如圖2-2所示。

兩塊爪極安裝在轉(zhuǎn)子軸上，爪極間的空腔內(nèi)裝有轉(zhuǎn)子鐵心和勵磁線圈。勵磁線圈繞在鐵心上，鐵心壓裝在兩塊爪極之間的轉(zhuǎn)子軸上?；h(huán)由彼此絕緣的兩個銅環(huán)組成，壓裝在轉(zhuǎn)子軸的一端并與轉(zhuǎn)子軸絕緣。勵磁線圈的兩端分別從內(nèi)側(cè)爪極上的兩個小孔中引出，其中一端焊接在滑環(huán)的內(nèi)側(cè)銅環(huán)上，另一端則穿過內(nèi)側(cè)銅環(huán)上的小孔并焊接在外側(cè)銅環(huán)上，兩個銅環(huán)分別與發(fā)電機的兩個電刷接觸。當兩個電刷與直流電源接通時，勵磁線圈中便有電流流過，并產(chǎn)生軸向磁通，使一塊爪極磁化為N極，另一塊爪極磁化為S極，從而形成六對相互交錯的磁極。

將轉(zhuǎn)子爪極設(shè)計成鳥嘴型的目的是使磁場呈正弦分布，電樞線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢近似于正弦波形。

圖2-3 定子的組成

2.定子

定子的功用是產(chǎn)生交流電，其結(jié)構(gòu)如圖2-3所示，由定子鐵心和定子線圈組成。定子鐵心由內(nèi)圓帶槽的環(huán)狀硅鋼片疊成，各硅鋼片之間互相絕緣。定子線圈為三相對稱線圈，安裝在定子鐵心的槽內(nèi)。三相線圈的連接方法采用星形聯(lián)結(jié)，三相線圈各引一個端子，中性點引出一個端子。

3.整流器

交流發(fā)電機的整流器由6只硅二極管組成。二極管的引線為二極管的一極，其殼體部分為二極管的另一極。壓裝在后端蓋(或與外殼相通的接地散熱板)上的三只硅二極管的殼體為二極管正極，引線為二極管的負極，稱之為負極管;壓裝在外殼絕緣散熱板上的三只硅二極管的殼體為負極，引線端為二極管的正極，稱之為正極管。三只正極管和三只負極管的引線端通過三個接線柱一一對應(yīng)連接，并分別連接三相線圈的A、B、C端，就組成了三相橋式全波整流電路。

固定在散熱板上的螺栓伸出發(fā)電機殼體外部，作為發(fā)電機的輸出接線柱，該

接線柱為發(fā)電機的正極，相應(yīng)的標記為“B”(或 “+”或 “電樞”等)。

4.端蓋及電刷組件

交流發(fā)電機的前后端蓋由鋁合金鑄成，鋁合金為非導(dǎo)磁材料，可減少漏磁，并且具有重量輕、散熱性好的優(yōu)點。

后端蓋上安裝有電刷組件與調(diào)節(jié)器總成。電刷組件由電刷、電刷架和電刷彈簧組成。電刷安裝在電刷架的孔內(nèi)，借彈簧張力使電刷與滑環(huán)保持良好接觸。每只電刷都有一根引線，該引線直接引到IC調(diào)節(jié)器內(nèi)部，從而將勵磁線圈與調(diào)節(jié)器工作電路連接起來。

在發(fā)電機前端蓋前安裝有風扇和V型皮帶輪，由發(fā)動機通過V型帶來驅(qū)動發(fā)電機帶輪和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。發(fā)電機的通風散熱依靠風扇來實現(xiàn)。在前、后端蓋上制有通風口，當風扇與帶輪一起轉(zhuǎn)動時，空氣便從進風口流人，經(jīng)發(fā)電機內(nèi)部再從出風口流出，由此便將發(fā)電機內(nèi)部熱量帶出，達到散熱目的。

汽車發(fā)電機充電電路圖(一)

整流電路工作原理

將交流發(fā)電機產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)變成直流電稱為整流。常見的整流電路有六管交流發(fā)電機的整流電路和九管交流發(fā)電機的整流電路。

1)六管交流發(fā)電機的整流電路

六管交流發(fā)電機的整流裝置實際是一個由6個硅整流二極管組成的三相橋式整流電路，見圖)。3個二極管VD2、VD4、VD6的負極分別與發(fā)電機三相繞組的始端相連，它們的正極連接在一起，組成共陽極組接法，3個二極管的導(dǎo)通原則是在某一瞬間負極電位最低的二極管導(dǎo)通。3個二極管VD1、VD3、VD5的正極分別與發(fā)電機三相繞組的始端相連，它們的負極連接在一起，組成共陰極組接法，3個二極管的導(dǎo)通原則是在某一瞬間正極電位最高的二極管優(yōu)先導(dǎo)通。每個時刻有2個二極管同時導(dǎo)通，其中一個二極管在共陰極組，另一個在共陽極組，同時導(dǎo)通的兩個管子總是將發(fā)電機的電壓加在負荷兩端，如圖)所示。

當t=0時，C相電位最高，而B相電位最低，所對應(yīng)的二極管VD5、VD4均處于正向?qū)?。由于二極管的內(nèi)阻很小，所以此時發(fā)電機的輸出電壓等于B、C繞組之間的線電壓。

在t1-t2時間內(nèi)，A相的電位最高，而B相電位最低，故對應(yīng)VD1、VD4處于正向?qū)?。同理，交流發(fā)動機的輸出電壓可視為A、B繞組之間的線電壓。

在t2-t3時間內(nèi)，A相電位最高，而C相電位最低，故VD1、VD6處于正向?qū)?。同理，交流發(fā)動機的輸出電壓可視為A、C繞組之間的線電壓。

以此類推，周而復(fù)始，在負載上便可獲得一個比較平穩(wěn)的直流脈動電壓。

2)九管交流發(fā)電機的整流原理

九管交流發(fā)電機的特點是除了常用的6個整流二極管外，又增加了3個功率較小的二極管。3個功率較小的二極管用來供給交流發(fā)電機磁場電流，故又稱之為磁場二極管。采用磁場二極管后，輸出端連接充電指示燈，即可指示發(fā)電機工作情況的好壞。九管交流發(fā)電機充電系統(tǒng)的電路如圖3所示。

圖3 九管交流發(fā)電機充電系統(tǒng)電路圖

汽車發(fā)電機充電電路圖(二)

汽車電池充電器電路圖