硅整流交流发电机
硅整流发电机的工作原理
硅整流发电机的工作原理硅整流发电机是一种常见的发电设备，它利用硅整流器将交流电转化为直流电。
本文将详细介绍硅整流发电机的工作原理，并探讨其在发电领域中的应用。
一、硅整流发电机的基本概念硅整流发电机是一种将交流电转化为直流电的设备。
它通过利用硅整流器，将来自发电机的交流电转换为直流电，从而实现电能的存储和利用。
硅整流发电机适用于各种场景，如家庭用电、工业生产等。
二、硅整流发电机主要由发电机、硅整流器和电池组成。
在正常运行时，发电机产生交流电，通过连接的硅整流器转换为直流电，然后存储到电池中进行储存。
当需要使用电能时，直流电从电池中释放并供应给负载。
硅整流器是实现电能转换的关键组件。
它由多个二极管组成，每个二极管都具有单向导电性，即只能让电流在一个方向上通过。
当交流电输入硅整流器时，只有与电流方向相符的二极管才会导通，将电流引导到电池中进行储存。
硅整流发电机还配备了控制系统，用于监测电池的充放电状态，并自动控制硅整流器的工作。
当电池电量过低时，控制系统将启动发电机，通过硅整流器进行充电。
当电池电量充足时，发电机停止工作，电池直接供电负载。
三、硅整流发电机的应用硅整流发电机具有广泛的应用领域，主要包括以下几个方面：1. 家庭用电：硅整流发电机可以利用太阳能、风能等可再生能源发电，将电能存储到电池中，供给家庭使用。
尤其在偏远地区或没有稳定供电的情况下，硅整流发电机能够为家庭提供持续稳定的电力。
2. 工业生产：许多工业生产过程需要稳定的电力供应，而硅整流发电机能够提供可靠的电力支持。
通过连接多个硅整流发电机，可以满足工业生产对电能的需求，并实现能源的高效利用。
3. 紧急备用电源：在电力系统故障或自然灾害造成停电时，硅整流发电机可作为紧急备用电源。
其快速启动和稳定运行的特性能够在紧急情况下为医院、通信基站等重要设施提供可靠的电力支持。
4. 新能源发电：硅整流发电机能够与太阳能发电系统、风力发电系统等结合使用，将可再生能源转换为可储存的直流电。
硅整流发电机的使用与维护
硅整流发电机的使用与维护硅整流发电机是一种常见的发电机类型，它采用硅整流器将交流电转换为直流电，然后再通过电机将直流电转换为交流电。
这种发电机具有体积小、重量轻、效率高等优点，因此在工业生产和家庭用电中得到了广泛应用。
下面将介绍硅整流发电机的使用和维护。
一、使用1. 确认电压和频率：在使用硅整流发电机之前，需要确认电压和频率是否与所需电器设备相符。
如果电压和频率不匹配，可能会导致设备损坏或发生安全事故。
2. 启动发电机：启动发电机前，需要检查发电机的油量和冷却水量是否充足。
然后按照发电机说明书上的步骤启动发电机。
3. 运行发电机：在发电机运行过程中，需要定期检查发电机的电压和电流是否正常，以及发电机是否有异常声响或震动。
如果发现异常情况，应及时停机检修。
4. 停止发电机：在停止发电机之前，需要先将负载断开，然后按照发电机说明书上的步骤停止发电机。
二、维护1. 更换机油：发电机的机油需要定期更换，以保证发电机的正常运行。
一般情况下，每运行100小时就需要更换一次机油。
2. 清洗空气滤清器：发电机的空气滤清器需要定期清洗，以保证发电机的正常运行。
一般情况下，每运行50小时就需要清洗一次空气滤清器。
3. 检查冷却水：发电机的冷却水需要定期检查，以保证发电机的正常运行。
一般情况下，每运行100小时就需要检查一次冷却水。
4. 检查电线连接：发电机的电线连接需要定期检查，以保证发电机的正常运行。
一般情况下，每运行50小时就需要检查一次电线连接。
5. 检查硅整流器：硅整流发电机的核心部件是硅整流器，需要定期检查硅整流器的工作状态，以保证发电机的正常运行。
总之，硅整流发电机的使用和维护非常重要，只有正确使用和定期维护，才能保证发电机的正常运行和延长发电机的使用寿命。
第二章硅整流发电机及调节器.ppt
五、风扇
五、国产硅整流发电机型号：
第三节 硅整流发电机的工作原理
一、发电原理 1.在发电机内部有一个由发动机带动转子（旋转磁
场）
2.磁场外有一个定子绕组, 绕组有3组线圈(3相绕组)， 3相绕组彼此相隔120度。
定子铁心由内圈带槽的硅钢片叠成，定子绕 组的导线就嵌放在铁心的槽中。
定子绕组有三相，三相绕组采用星形接法或 三角形（大功率）接法，都能产生三相交流 电。
三相绕组的必须按一定要求绕制,才能使之获 得频率相同、幅值相等、相位互差120°的三 相电动势。
1． 每个线圈的两个有效边之间的距离应和 一个磁极占据的空间距离相等。
当发电机电压下降至设定的下限值时，调节 器又动作，使励磁电流上升，磁通量加强， 发电机的电压又上升。如此反复，是发电机 的电压在设定的范围内波动，得到一个稳定 的平均电压。
二、调节器的分类： 1、触点式电压调节器
触点式电压调节器应用较早，这种调节 器触点振动频率慢，存在机械惯性和电磁惯 性，电压调节精度低，触点易产生火花，对 无线电干扰大，可靠性差，寿命短，现已被 淘汰。 （1）按触电的对数划分： 单级式： 双级式：
1）整流时二极管导通条件：
①对于三个正极管子（D1、D3、D5正极和定子绕 组始端相联），在某瞬时，电压最高一相的正极管 导通。 ②对于三个负极管子（D2、D4、D6负极和定子绕 组始端相联），在某瞬时，电压最低一相的负极管 导通。但同时导通的管子总是两个，正、负管子各 一个。
2）整流过程
3）发电机输出的直流电压平均值为：
硅整流发电机与调节器
硅整流发电机与调节器
一、硅整流发动机 （一）、构造 硅整流发电机主要是由皮带轮、风扇、前后端盖、转子 总成、定子总成、 整流 器等构成。 （二）、硅整流电动机的工作原理 1、发电原理： 当发动机启动带动发电机开始转动时，由蓄电池通过点火开关 供给励磁线圈电流，产生了磁场，定子三相绕组与旋转磁场产生相对 运动，即切割磁感线，在定子绕组中产生了三相正弦交流感应电动势。 随着发动机转速的升高，发电机转速也随之升高，产生的感应 电动势也相应增大，当整流后的直流电压与蓄电池电压相等时，发电 机的励磁电流由发电机自己供给，在定子绕组中产生的仍是三相正弦 感应电动势。 发电机的发电原理就是三相绕组切割磁感线产生感应电动势， 并且产生的是相位互差1200的正弦交流电。
三、硅整流发电机与调节器的保养 1、硅整流发电机为负极搭铁，所以蓄电池也必须负极搭铁，否 则会烧坏硅二极管。 2、发电机有调节器必须配套使用，安装时确保连线正确可靠。 3、发动机停止工作后，必须关闭点火，切断发电机励磁线圈与 蓄电池的电路，防止蓄电池长期放电。 4、严禁用“划火”的方法检查发电机是否发电，以防烧坏整流 元件。应采用万用表或低压试灯检查。 5、发电机工作时，严禁短接电枢与磁场接柱，磁场接柱也不允 许接铁，以防烧坏调节器触电组和发电机励磁线圈。 6、反对发电机应保持清洁、干燥，并保证导线连接紧固；传动 皮带松紧要适当；每工作500小时，要清洗轴承，换用新润二极管。
二、调节器 （一）调节器的构造： 调节器是由铁芯、磁化线圈、触电、弹簧、电阻等组成。 （二）调节器的工作过程： 当调节器不工作时，上触电常闭，下触电常开。 1、当闭合点火开关发动机低速旋转时，蓄电池供给励磁线圈电流。 励磁电路：蓄电池正极---点火开关---调节器点火接柱---上触电--活动触电臂---调节器磁场接柱---电刷---滑环---励磁线圈---电刷--滑环---搭铁---蓄电池负极 2、当发动机转速升高，发电机转速也随之升高，当高于蓄电池电 压时，发电机进入自励阶段，调节器内电流走向不变。 同时，磁化线圈中也有电流。 电路：蓄电池（或发电机）正极---点火开关---调节器点火接 柱---附加电阻R1---磁化线圈---补偿电阻R3---搭铁接柱---蓄电池（或 发电机）负极 这时磁化线圈有电流通过，产生了吸力，但由于电流小，吸力 小，不足以吸下活动触电臂。
第三章硅整流发电机介绍
第一节 硅整流发电机的结构与型号
如桑塔纳、奥迪100轿车用发电机型号为JFZ1913Z。表示该发
电机为整体式交流发电机，标称电压为12V，功率大于1000 W，第
13次设计，调整臂在左侧。
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第二节 硅整流发电机的原理及特性
一、发电原理
硅整流发电机的三相定子绕组是对称的。即每相绕组的个数及每 个线圈的匝数都相等， 绕组的绕法也相同，且按相同的规律分布在定子铁心的槽中，它们之 间互差120°电角度，绕组的接法见图3-7(a)。发电原理如下: 当励磁绕组有电流通过时，转子的两块爪极被磁化，形成了N, S 极相互交错的三对磁场。发电机工作时，磁场同时旋转。于是，定子 三相绕组与磁场发生相对运动，定子绕组切割磁场磁力线，产生感生 电动势。三相定子绕组所产生的感生电动势是频率相同、最大值相同、 相位相差120。的三相对称正弦交流电动势。
种是拆装电刷在外部进行，另一种是拆装电刷必须在发电机内部进
行。 两电刷的引线分别接后端盖上的两个接线柱，按接线柱形式的不
同，发电机被分成内搭铁和外搭铁两种形式。其中，内搭铁式发电
机的一个接线柱与后端盖绝缘，称为“磁场”接线柱，标记“磁场” 或“F"，另一接线柱与后端盖直接接触(搭铁)，称为“搭铁”
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式中:C为电机常数。
有些硅整流发电机把中性点用导线引出，接在中性点接线柱(一般 用“N'’标记)上。这一电压常用来控制充电指示灯或某些继电器。
中性点输出的整流原理如下(见图3-7 )。
在0~t2时间内，由于V4导通，中性点负载的电流由三相绕组中 性点→中性点负载RN→搭铁→发电机“-”→VQ→发电机B相首
是发电机输出电压的一半。 (2)九管整流器九管整流电路见图3-8，它是在六管整流器的基础
_硅整流发电机原理及维修
_硅整流发电机原理及维修一、硅整流发电机原理：硅整流发电机是一种利用碳化硅杂质在晶体中出现的特殊电流传导特点来实现电能转换的发电机。
晶体是由正价离子和价电子组成的。
在晶体中，正价离子和离子化的杂质离子的排列形成了正五边形结构，形成五向性晶体。
当电流通过晶体时，由于离子的不对称分布，离子中产生了一个电场，电场会使杂质离子发生运动，并由于离子和电子的撞击形成一个电子云，形成了电子分区。
硅整流发电机可以分为三个部分，包括灵敏元件、碳化硅晶体和恢复元件。
1.灵敏元件：灵敏元件是控制电流的元件，它可以根据电流的变化来决定整流方向。
一般来说，硅整流发电机采用的是二极管灵敏元件。
2.碳化硅晶体：硅整流发电机中的碳化硅晶体是实现整流的关键元件。
它具有挑战认可电流的能力，可以实现无压降、无浪涌、饱和与失压时的整流。
3.恢复元件：恢复元件是恢复漏电功率的元件，它可以对电流进行恢复和放大。
通常情况下，硅整流发电机采用的是晶体管恢复管。
二、硅整流发电机的维修：硅整流发电机的维修主要包括以下几个方面：1.检查电路：首先要检查发电机的整流电路是否正常工作，包括灵敏元件、碳化硅晶体和恢复元件，是否存在烧毁或者损坏。
2.更换灵敏元件：如果发现灵敏元件无法正常工作，需要及时更换。
在更换之前，需要先断开电源，并确保电容器中没有电荷残留，否则可能导致触电。
3.更换碳化硅晶体：如果发现碳化硅晶体存在问题，比如腐蚀、断裂等，需要及时更换。
更换碳化硅晶体时，应先将电流关闭，并使用专业的工具进行更换，避免碳化硅晶体损坏。
4.更换恢复元件：如果发现恢复元件无法正常工作，需要及时更换。
在更换之前，要确保电源已经关闭，并遵循相关操作规程，以免发生意外。
5.清洁及保养：在日常使用中，应定期对硅整流发电机进行清洁和保养工作，包括清除灰尘和杂物，确保发电机的运行环境干净整洁；同时，要定期检查发电机的各个部件是否有损坏或者松动，及时修复或者更换。
总结：硅整流发电机是一种利用碳化硅杂质在晶体中出现的特殊电流传导特点来实现电能转换的发电机。
硅整流交流发电机的构造
• 分类
内搭铁式 外装式 有刷式 外搭铁式
内装式
爪极式 单风叶式 感应式 无刷式 带励磁机式 永磁式 双风叶式
发电机总体结构
1.定子
• 定子总成又称电枢，它用来产生三相交流电动势， 由铁心和三相绕组组成。 • 定子是由定子线圈及薄铁片叠成的铁芯组成，两端 为铝制的端盖所支撑，为外壳的部分，其结构如图 所示。 • 铁芯由许多涂有绝缘漆的铁片叠成，内有直槽，以 容放定子线圈，槽数为转子磁极数的3倍。 • 定子线圈由漆包线绕成，共有三组线圈，每组由与 转子磁极数相等数量的线圈串联而成。
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◣图1发电机在整车上的位置图
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◣图2 充电系统的作用
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二、发电机的结构 汽车用硅整流交流发电机由三相同步发电机和硅二极管整
流器两大部分组成。其工作过程是:交流发电机定子绕组中 感应出交变电动势,再经硅二极管整流器整流,输出直流电。 普通交流发电机一般由转子、定子、整流器、前后端盖、 风扇和带轮等组成,如图2-21所示。
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◣图5 交流发电机整流器总成
4.端盖及电刷组件
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端盖一般分成两部分,即前端盖和后端盖,起支撑转子、定子、整
流器和电刷组件的作用。端盖一般用铝合金铸造,一是可有效地
防止漏磁,二是铝合金散热性能好。后端盖上装有电刷组件。电 刷组件由电刷、电刷架和电刷弹簧组成。
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◣图6 六管全波整流电路
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整流器的功用是将三相绕组产生的交流电转变为直流电。整流器由 正、负整流板组成,每个整流板上安装3~4个硅二 极管。 外壳为正极、中心引线为负极的二极管,叫负极管;外壳为负极、
中心引线为正极的二极管,称为正极管。
安装3只正极管的整流板称为正整流板。 安装3只负极管的整流板称为负整流板。 三相绕组与整流器连接的全波整流电路。
硅整流交流发电机
试验电路
一、输出特性
额定电压
• 输出特性是指在发电机端电 压U不变（对12V系列的交流 发电机规定为14V，对24V系 列的交流发电机规定为28V）
• 输出电流与转速之间的关系， 即U=常数时，I＝f（n） 的 函数关系。
由特性曲线I=f（n）可以看出
• （1）空载转速n1
• 发电机转速小于一定 值n1时，对外输出电 流为零。当发电机达 到额定电压并能对外 输出电流时的最小转
将万用表的红 黑两支表笔一 支压放在中性 点N上另一支 放在定子壳体
上
万用表上的数 字应不变，否 则说明三相绕 组有搭铁故障
R×10K欧挡
三、整流器的检查
红表笔 放负极
红表 笔放 正极
注：两支表笔分别压在负二极管的极板和二极管引线端上，然后更换 表笔再测量。若一次导通一次导不通则正常；若两次测量都不导通， 则说明二极管断路。若两次测量都导通，说明此二极管被击穿 。
3.定子三相绕组有两种接法
1）星形接法
2）三角形接法
图3－5
三、整流器
• 整流器由整流板和硅二极管组成
1.功用： 将三相交流电变为直流电
2.组成： 六只或八只硅二极管分别焊装在两块极板（整流板）上而组成
整流二极管特点:
① 工作电流大，正向平均 电流50A，浪涌电流600A；
② 反向电压高，反向重复 峰值电压270V，反向不重 复峰值电压300V；
三只负二极管正极端连接在一起时，负极端电位最低者 导通。
每一瞬时都有一个正极和一个管导通 ，使电路形成回路。 这样，通过用电器的就是直流电。
关于中性点电压的讨论
理论上中性点电压:
UN
U BE 2
实际上中性
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JFWZ240发电机
别克cs130发电机
桑塔纳JFZ1913Y发电机
第三节 发电机工作原理
一、发电原理
由发动机带动发电机转子旋转； 由电刷给转子通电（励磁）产生磁场（有刷交流发
电机，无刷直接通电）； 由定子产生交变感应电动势； 由整流器整流为直流电输出。
硅整流交流发电机及调节器
第一节 概述
一、发电机的功用
发电机是汽车的主要电源，其功用是在发动机正常运转时 （怠速以上），向所有用电设备（起动机除外）供电，同 时向蓄电池充电。
交流发电机必须配装电压调节器才能工作，电压调节器对 发电机的输出电压进行控制，使其保持基本恒定，以满足 汽车用电器的需求。
二、汽车用发电机的分类
目前汽车采用三相交流发电机，内部带有二极管整流 电路，将交流电整流为直流电，所以，汽车交流发电机输 出的是直流电。 1.按总体结构分
◆普通硅整流交流发电机 ◆整体式硅整流交流发电机 ◆带泵硅整流交流发电机 ◆无刷硅整流交流发电机 ◆永磁硅整流交流发电机
2.按硅整流器结构分 ◆六管交流发电机 ◆八管交流发电机 ◆九管交流发电机 ◆十一管交流发电机 3.按磁场绕组的搭铁方式分 ◆内搭铁式 ◆外搭铁式
六、交流发电机的型号
根据中华人民共和国汽车行业标准QC/T73-1993《汽车电 器设备产品型号编制方法》的规定，汽车交流发电机型号由 五部分组成：
1、产品代号
JF——表示普通交流发电机； JFZ——表示整体式（调节器内置）交流发电机； JFB——表示带泵的交流发电机； JFW——表示无刷交流发电机。
eV
Em sin(wt
2)
3
2E
sin(wt
2 3
)
eW
Em
sin(wt
4 3
)
2E
sin(wt
4 3
)
式中 Em－每相电动势的最大值 Eф－每相电动势的有效值
w－电角速度（ w ＝2π f）
3.每相绕组中电动势的有效值
E 4.44 KfN Cen
式中： K-绕组系数(和发电机定子绕组的绕线方式有关的系数 ) N-每项匝数（匝） f－频率（Hz） φ-每极磁通（Wb） Ce-电机常数（Ce＝4.44KNp/60）
③ 有正极管和负极管之分；
④ 只有一个引线端。
整流器和定子绕组的连接
星形连接
三角形连接
四、前后端盖
1． 端盖一般用铝合金铸造 2．端盖上装有电刷组件，普通发电机中一般有两只电刷 3. 无刷发电机中没有电刷。
电刷的功用
• 电刷将电源引入到转子的线圈（磁场绕组）中，使内部的电磁铁（磁 轭和爪极）产生较强的磁场。
1.交流感生电动势的频率
交流电动势的变化频率f与发电机的转速n 、磁极对 数p成正比：
f pn (Hz) 60
2.三相交流感生电动势幅值
1）交流电动势的波形近似正弦波（因转子磁极呈鸟嘴形，其 磁场的分布近似正弦规律）
2）三相电动势对称（因三相绕组对称安置）
三相交流电动势幅值表达式
eU Em sin wt 2E sin wt
三、交流发电机的励磁
除了永磁式交流发电机不需要励磁以外，其他形式 的交流发电机都需要励磁，因为它们的磁场都是电磁 场，也就是说必须给磁场绕组通电才会有磁场产生。
3.定子三相绕组有两种接法
1）星形接法
2）三角形接法
图3－5
三、整流器
• 整流器由整流板和硅二极管组成
1.功用： 将三相交流电变为直流电
2.组成： 六只或八只硅二极管分别焊装在两块极板（整流板）上而组成
整流二极管特点:
① 工作电流大，正向平均 电流50A，浪涌电流600A；
② 反向电压高，反向重复 峰值电压270V，反向不重 复峰值电压300V；
称Eф为相电动势。
由此可见，当交流发电机结构一定时（结构常数Ce不变），相电动 势Eф和发电机转速、磁通成正比。
二、 交流发电机整流原理 （三相全波桥式整流）
E Cen
0～t1瞬时
t1～t2瞬时
t2～t3瞬时
交流发电机整流原理总结
三只正二极管负极端连接在一起时，正极端电位最高者 导通；
2、电压等级代号 电压等级代号用一位阿拉伯数字表示。
1——表示12V系统； 2——表示24V系统； 6——表示6V系统。
3、电流等级代号
电流等级代号也用一位阿拉伯数字表示。
电流等级代号 发电机额定电流
1 <19A
2 <29A
3 <39A
4 <49A
4、设计序号 5、变型代号
设计序号用1～2位阿拉伯数字表示，表示产品设计的先后顺序。 交流发电机以调整臂位置作为变形代号。Z——左调整臂
1）定子铁心 2）定子绕组
定子铁心由内圈带槽、互相绝缘的硅钢片叠成。
定子绕组有三组线圈，对称的嵌放在定子铁心的槽中。 三相绕组的连接有星形接法和三角形接法两种，如图3 －5a、b所示，都能产生三相交流电。
三相绕组必须按一定要求绕制，才能使之获得频率相同、 幅值相等、相位互差120°的三相电动势。发电机定子 绕组由专门人员绕制。
三只负二极管正极端连接在一起时，负极端电位最低者 导通。
每一瞬时都有一个正极和一个管导通 ，使电路形成回路。 这样，通过用电器的就是直流电。
关于中性点电压的讨论
理论上中性点电压:
UN
U BE 2
实际上中性
点电压为：
关于中性点电压的讨论
1.可以用来控制各种用途的 用电器。
2.还可以对其整流，协同发 电机输出。（8管或11管 交流发电机）
交流发电机分为内搭铁和外搭铁两种
内搭铁型发电机 有一只电刷（负电刷）
和壳体直接搭铁
外搭铁型发电机 两只电刷（负电刷） 和壳体绝缘的发电机
五、带轮及风扇
交流发电机的前端装有带轮和风扇，由发动机通过 传动带驱动发电机的转子轴和风扇一起旋转 。 （1）转子的转动使发电机发电； （2）风扇的转动为发电机散热。
第二节 交流发电机的构造（普通）
交流发电机的结构分以下几部分:
端盖 风扇 带轮
电刷组件
整流器 转子
定子
一、 转子
1． 功用：产生旋转磁场
2． 组产生旋转磁场
二、定子（又叫电枢）
1． 功用：产生交流（交变）电动势 2． 组成：