流发电机的整流器及整流原理
课题五 硅整流发电机的工作原理及整流原理
课题五 硅整流发电机的工作原理及整流原理一、发电原理如图 1 a 所示，发电机定子的三相绕组按一定规律（彼此相差120度电角度）分布在发电机的定子槽中，内部有一个转子，转子上安装着爪极和励磁绕组。
当外电路通过电刷使励磁绕组通电时，便产生磁场，使爪极被磁化为N 极和S 极。
当转子旋转时，磁通交替地在定子绕组中变化，根据电磁感应原理可知，定子的三相绕组中便产生交变的感应电动势。
这就是交流发电机的发电原理。
在交流发电机中，由于转子磁极呈鸟嘴形，其磁场的分布近似正弦规律图1b ，所以交流电动势的波形也近似正弦规律，如果发电机定子的三相绕组是对称绕制的则产生的三相电动势也是对称的。
即每相电动势的大小相等，相位差互为120度。
定子每相电动势的有效值的表示式中 ---绕组系数(和发电机定子绕组的绕线方式有关 ) ---每相绕组的匝数（单位：匝） ---频率（单位：Hz ）---每极磁通（单位：Wb ） ---电机结构常数（ ）---称为相电动势。
由此可见，当交流发电机结构一定时（结构常数不变），相电动势和发电机转速、磁通成正比。
二、整流原理交流发电机定子的三相绕组中，感应产生的是交流电是通过6教学补充nC KfN E eΦ=Φ=44.4φK Nf 60/pn f =Φe C 60/44.4KNp C e =φEe C φE图2 交流发电机整流原理a) 整流电路图 b) 三相绕组电压波形图 c) 整流后发电机输出波形图二极管具有单向导通性,当给二极管加上正向电压时二极管导通, 当给二极管加上反向电压时二极管截止。
将定子的三相绕组和6只整流二极管按图2a的电路连接。
三个正极管子VD1、VD3、VD5的负极连在一起，在某一瞬间，正极电位最高的管子导通。
而三个负极管子VD2、VD4、VD6，其正极连在一起，在某一瞬间，负极电位最低的管子导通。
图3 励磁电路四、硅整流交流发电机的特性指发电机经整流后输出电压、电流和转速之间的关系。
发电机工作原理
∙汽车发电机工作原理∙交流发电机的结构∙各种发电机的优缺点对比交流发电机的结构一、6管交流发电机的结构交流发电机一般由转子、定子、整流器、端盖四部分组成。
JF132型交流发电机组件图见图2-5aJF132型交流发电机结构图见图2-5bJF132型交流发电机结构图见图2-5c（一）转子转子的功用是产生旋转磁场。
转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成，见图2-6转子轴上压装着两块爪极，两块爪极各有六个鸟嘴形磁极,爪极空腔内装有磁场绕组(转子线圈)和磁轭。
集电环由两个彼此绝缘的铜环组成，集电环压装在转子轴上并与轴绝缘，两个集电环分别与磁场绕组的两端相连。
当两集电环通入直流电时（通过电刷），磁场绕组中就有电流通过，并产生轴向磁通，使爪极一块被磁化为N极，另一块被磁化为S极，从而形成六对相互交错的磁极。
当转子转动时，就形成了旋转的磁场。
交流发电机的磁路为：磁轭→N极→转子与定子之间的气隙→定子→定子与转子间的气隙→S极→磁轭。
见图2-7。
（二）定子定子的功用是产生交流电。
定子由定子铁心和定子绕组成。
见图2-8A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。
2．每相绕组相邻线圈始边之间的距离应和一对磁极占据的距离相等或成倍数。
3．三相绕组的始边应相互间隔2π+120o电角度（一对磁极占有的空间为360o电角度）例：国产JF13系列交流发电机三相绕组绕制见图2-8B结构参数如下：磁极对数p6对定子槽数z36槽定子绕组相数m3相每个线圈匝数N13匝绕组联结方法Y型联结在国产JF13系列交流发电机中，一对磁极占6个槽的空间位置（每槽60o电角度），一个磁极占3个槽的空间位置，所以每个线圈两条有效边的位置间隔是3个槽，每相绕组相邻线圈始边之间的距离6个槽，三相绕组的始边的相互间隔可以是2个槽，8个槽，14个槽等。
交流发电机的结构及原理
3.1.2 普通交流发电机的结构
5．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。
发电机工作时，定子绕组和励磁绕组中都会有热量产 生，温度过高会烧坏导线的绝缘导致发电机不能正常工作， 所以为发电机散热是必须的，为了提高散热能力，有的发 电机装有两个风扇（前后各一个）。如丰田轿车的发电机。
电刷组件由电刷、电刷架和电刷 弹簧组成，如图3.9所示。
电刷的作用是将电源通过滑环引 入励磁绕组。两个电刷分别装在电刷 架的孔内，借助弹簧压力与滑环保持 接触。
电刷和滑环的接触应良好，否则 会因为磁场电流过小，导致发电机发 电不足。
图3.9 电刷组件
3.1.2 普通交流发电机的结构
励磁绕组通过两只电刷(F 和E)和外电路相连，根据电刷 和外电路的连接型式不同，发 电机分为内搭铁型和外搭铁型 两种，如图3.10所示。
目标
了解交流发电机的功用。 了解调节器的工作原理。 掌握调节器的检测方法。 掌握交流发电机的结构、工作原理。 掌握交流发电机的试验、检测及维修方法。 了解汽车充电系的组成。 掌握电路检测及维修方法。
3.1 交流发电机的结构
3.1.1．发电机的功用 3.1.2．普通交流发电机的结构 1．转子 2．定子 3．整流器 4．端盖及电刷组件 5．带轮及风扇
图3.6 交流发电机整流二极管安装示意图 a）焊接式 b）电路图 c) 压装式 1－正整流板 2－负整流板
3.1.2 普通交流发电机的结构
汽车用硅整流二极管是专用的， 有如下特点：
（1）允许的工作电流大，如ZQ50 型二极管的正向平均电流为50A，浪 涌电流为600A。
（2）承受反向电压的能力高，可 承受的反向重复峰值电压在270V左 右，反向不重复峰值电压在300V左 右。
汽车发电机整流及电压调节原理
汽车交流发电机及电压调节器汽车使用的电源有蓄电池和发电机两种。
现代汽车采用交流发电机作为主要电源，蓄电池作为辅助电源。
在汽车行驶过程中，由发电机向用电设备提供电源，并向蓄电池充电。
蓄电池在汽车起动时提供起动电流，当发电机发出电量不足时，可以协同发电机供电。
与直流发电机相比，具有如下几个特点：体积小，质量轻在发动机低速运转时，仍能进行充电故障少，使用寿命长，保修简便调节器结构简单很少产生干扰波交流发电机的构造交流发电机的工作原理1.发电原理：在汽车用交流发电机中，由于转子磁极是鸟嘴形，其磁场的分布近似于正弦规律，所以交流电动势也近似于正弦波形，相位差互为120度。
2.整流原理：:硅二极管具有单向导电性。
在某一瞬间，正极二极管上那一项的电压最高，那一项的正极管子就获得正向电压而导通。
负极管上那一项的电压最低，那一项的负极管子就获得正向电压而导通。
实际上，在汽车交流发电机中选用的二极管，其允许的反向电压要高得多，可以承受电路中各种瞬时过电压对二极管的冲击。
3.励磁方法汽车用交流发电机最常用的是九管的交流发电机，也就是具有九个硅二极管的发电机。
其中六个硅二极管组成整流器，利用二极管的单向导电性将交流发电机产生的交流电压转变成直流电压，另外三个二极管提供通过发电机中的励磁绕阻的电流，称为励磁二极管。
九管交流发电机不仅可以控制充电指示灯指示蓄电池的充电情况，指示充电系统是否发生故障，还可以在停车时，提醒驾驶员断开点火开关。
由于二极管有0.6v的门坎电压，所以汽车用交流发电机只有在发电机在较高转速的时候才能自己发电，称为自励过程。
当发电机的转速较低时，由蓄电池供给电流，称为他励过程。
因此，交流发电机发电，要先经过他励过程，再经过自励过程。
工作原理如下：当开关闭合后，首先由蓄电池提供电流。
电路为：蓄电池正极→充电指示灯→调节器触点→励磁绕阻Rf→搭铁→蓄电池负极。
此时，充电指示灯由于有电流通过，所以灯会亮。
但发动机起动后，随着发电机转速提高，发电机的端电压也不断升高，。
汽车交流发电机结构与原理
图3-13定子总成实物照片
三相绕组的连接方法可分为星形连接和三角形连接两种。
星形连接是每相绕 组的一根线头都接 至公共接点，另外 三根线头分叉成Y 形。
所以，星形连接又 称Y形连接。星形 连接有低速发电性 能好的优点，所以 目前车用发电机多 采用星形连接。
图3-14a 定子绕组的连接方法（星形连接）
交流发电机与电压调节器配合工作，其主要任务是对除 起动机以外的所有用电设备供电，并向蓄电池充电。
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3.1交流发电机的构造与工作原理
3.1.1汽车用交流发电机的分类 1.按总体结构分 1）普通交流发电机
普通交流发电机（图 3-1）的应用最为普 遍，如东风EQ1090 型载货汽车用JF132 型交流发电机，解放 CA1091型载货汽车 用JF1522A型交流发 电机等。
2）水冷式发电机
在高档轿车上，出于降低运行噪音和增强冷却效果的考 虑，多采用新型水冷式(water-cooled )发电机。
图3-8 宝马车配装的水冷式交流发电机
3.1.2交流发电机的构造
图3-9 国产JF系列交流发电机结构图 1—电刷；2—弹簧；3—盖板；4—转子总成；5—定子总成；
6—定位圈；7—前端盖；8—风扇；9—带轮；10—后端盖
3）带泵交流发电机
带泵交流发电机 是带有真空泵的 交流发电机，如 JFWBZ27型交 流发电机等。
龙口中宇 JFWBZ27带泵交流发电机
带泵交流发电机
4）无刷交流发电机
无刷交流发电机（brush-less alternator）是无电刷、 滑环结构的交流发电机。如福建仙游电机厂生产的JFW14X 型交流发电机和山东龙口中宇电机厂生产的 JFWBZ27交流 发电机。
交流发电机的整流器及整流原理
交流发电机的整流器及整流原理
1 发电机整流器的作用：
交流发电机三相绕组输出的是三相交流电，整流器的作用是将定子绕组的三相交流电变为直流电输出，为蓄电池充电，同时为用电设备供电。
2 发电机整流器的结构：
采用6只硅整流二极管组成三相全波桥式整流电路，6只整流管分别压装（或焊装）在两块整流板上。
如图所示：
二极管焊装入整流板原理图二极管压装入整流板
1－正整流板2－负整流板B－正极输出柱E－搭钱
有两个整流板：称为正整流板负整流板。
二极管压装或焊装在整流板上，二极管只有一个引脚，另一个引脚与整流板直接连接。
若二极管的引线是二极管的阳极（正极），此整流板为正整流板；而负整流板上二极管的引脚为二极管的阴极（负极）。
在正整流板上有一个输出接线柱B（发电机的输出端）。
负整流板上直接搭铁。
负整流板上一定和壳体相联接。
整流板的形状各异，有马蹄形、长方形、半圆形
三个定子线圈与整流板的连接原理如下图所示：
定子线圈与整流板的连接原理
3 发电机整流原理：
二极管具有单项导电性,当给二极管加上正向电压时,二极管导通, 当给二极管加上反向电压时,二极管截止,二极管的导通原则如下:
正二极管负二极管
当三只二极管负极端相连时，正极端电位最高者导通；
当三只二极管正极端相连时，负极端电位最高者导通。
杨遇草。
汽车发电机整流原理
汽车发电机整流原理汽车使用的电源有蓄电池和发电机两种。
现代汽车采纳交流发电机作为要紧电源，蓄电池作为辅助电源。
在汽车行驶过程中，由发电机向用电设备提供电源，并向蓄电池充电。
蓄电池在汽车起动时提供起动电流，当发电机发出电量不足时，能够协同发电机供电。
与直流发电机相比，具有如下几个特点：体积小，质量轻在发动机低速运转时，仍能进行充电故障少，使用寿命长，保修简便调剂器结构简单专门少产生干扰波交流发电机的构造交流发电机的工作原理1.发电原理：在汽车用交流发电机中，由于转子磁极是鸟嘴形，其磁场的分布近似于正弦规律，因此交流电动势也近似于正弦波形，相位差互为120度。
2.整流原理：:硅二极管具有单向导电性。
在某一瞬时，正极二极管上那一项的电压最高，那一项的正极管子就获得正向电压而导通。
负极管上那一项的电压最低，那一项的负极管子就获得正向电压而导通。
实际上，在汽车交流发电机中选用的二极管，其承诺的反向电压要高得多，能够承担电路中各种瞬时过电压对二极管的冲击。
3.励磁方法汽车用交流发电机最常用的是九管的交流发电机，也确实是具有九个硅二极管的发电机。
其中六个硅二极管组成整流器，利用二极管的单向导电性将交流发电机产生的交流电压转变成直流电压，另外三个二极管提供通过发电机中的励磁绕阻的电流，称为励磁二极管。
九管交流发电机不仅能够操纵充电指示灯指示蓄电池的充电情形，指示充电系统是否发生故障，还能够在停车时，提醒驾驶员断开点火开关。
由于二极管有0.6v的门坎电压，因此汽车用交流发电机只有在发电机在较高转速的时候才能自己发电，称为自励过程。
当发电机的转速较低时，由蓄电池供给电流，称为他励过程。
因此，交流发电机发电，要先通过他励过程，再通过自励过程。
工作原理如下：当开关闭合后，第一由蓄电池提供电流。
电路为：蓄电池正极→充电指示灯→调剂器触点→励磁绕阻Rf→搭铁→蓄电池负极。
现在，充电指示灯由于有电流通过，因此灯会亮。
但发动机起动后，随着发电机转速提高，发电机的端电压也不断升高，。
交流发电机的结构特点及其工作原理
交流发电机的结构特点及其工作原理1、发电机的结构特点P11C型发动机所配的发电机，是国内外汽车广泛使用的三相硅整流交流发电机。
通过8个二极管组成三级桥式全波整流电路(整流器)，将三相绕组中产生的交流电转变为直流电。
其结构如图所示。
把三相发电机各线圈的末端接在一起成为公共端点，又称为三相电源的中性点。
从中性点引出的线称为中线，从三个线圈始端引出的线称为相线。
这种连接方式称为星形接法。
2、整流原理交流发电机发出三相交流电，但汽车上的用电设备和蓄电池都是直流电。
整流器的功能是将交流电转变为直流电。
汽车交流发电机利用硅二极管的单向导电性能，用6只硅二极管组成三相桥式全波整流电路，把交流电转变为直流电。
8管极交流发电机在中性点增加了两个二极管，也称为中性点二极管，这样使发电机的三次谐波在中性点叠加，可将发电机的输出功率提高。
9管极的交流发电机增加了功率较小的激磁管，这样可以用简单的充电指示灯来表示发电机的工作情况，省去了结构相对复杂的继电器。
3、调节器作用发电机的发电量是随着发动机的转速变化而变化的。
当发电机的电压超过恒定值(如28V)时，就需要加以限制。
IC调节器，是将所有元件集成在一个半导体基片(集成电路)上，利用三级管开关电路的作用控制发电机的磁场，在发电机转速变化时保持其输出电压不变。
电压调节器是一负反馈控制，其在某一规定的高压下起作用，若电机电压高于规定值，则减少激磁电流以降低电机输出电压，限制发电机的输出电压不超出某一规定范围。
如：28V的发电机，控制在28±0.30V范围内。
低于上述控制值，调节器不起调节作用，只是磁场线圈通电线路中的一个导体。
集成电路调节器具有体积小、工作可靠、无须维护等特点，故被广泛使用。
4、汽车交流发电机的特性汽车交流发电机的工作特性是以转速为基准，表示发电机输出电流、电压经整流后与转速的关系。
以输出特性曲线来表示发电机的特性。
输出特性是指发电机输出电压保持衡定时（24V发电机规定为28V），发电机转速与输出电流的关系，通过它可以知道发电机在不同转速下输出功率的大小。
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流发电机的整流器及整流原理
1 发电机整流器的作用：
交流发电机三相绕组输出的是三相交流电，整流器的作用是将定子绕组的三相交流电变为直流电输出，为蓄电池充电，同时为用电设备供电。
2 发电机整流器的结构：
采用6只硅整流二极管组成三相全波桥式整流电路，6只整流管分别压装（或焊装）在两块整流板上。
如图所示：
二极管焊装入整流板原理图二极管压装入整流板
1－正整流板2－负整流板B－正极输出柱E－搭钱
有两个整流板：称为正整流板负整流板。
二极管压装或焊装在整流板上，二极管只有一个引脚，另一个引脚与整流板直接连接。
若二极管的引线是二极管的阳极（正极），此整流板为正整流板；而负整流板上二极管的引脚为二极管的阴极（负极）。
在正整流板上有一个输出接线柱B（发电机的输出端）。
负整流板上直接搭铁。
负整流板上一定和壳体相联接。
整流板的形状各异，有马蹄形、长方形、半圆形
三个定子线圈与整流板的连接原理如下图所示：
定子线圈与整流板的连接原理
3 发电机整流原理：
二极管具有单项导电性,当给二极管加上正向电压时,二极管导通, 当给二极管加上反向电压时,二极管截止,二极管的导通原则如下:
正二极管负二极管
当三只二极管负极端相连时，正极端电位最高者导通；当三只二极管正极端相连时，负极端电位最低者导通。