发电机是将机械能转换成电能的置。在汽车上,它是将汽车发动机的机械能转换成电能的。发动机与发电机之间是通过皮带来传递动力的。
图2.17 交流发电机的外形
发电机在汽车上的作用:汽车发动机启动后,带动发电机旋转,发电机的输出电压高于蓄电池电压时,向汽车上除启动机以外的所有用电设备供电,同时还向蓄电池充电。
1)交流发电机的结构(图2.17、图2.18)
汽车用交流发电机总体上是由一个三相同步交流发电机和一套硅二极管整流器两大部分组成的。
交流发电机的主要部件:产生磁场的转子;产生交流电的定子;端盖;皮带轮以及整流器。此外,还有为了产生磁场而将电流提供给转子的电刷,支承转子转动的轴承;冷却转子、定子及二极管的风扇。所有这些部件均装在前后机架上。
图2.18 交流发电机的组成
(1)转子(图2.19、图2.20)
转子是交流发电机的磁场部分,主要由转子轴、励磁绕组、两块爪形磁极、滑环等组成。
由低碳钢制成的两块六爪磁极压装在转子轴上,其空腔内装有导磁用的铁芯,称为磁轭。铁芯上绕有励磁绕组,励磁绕组的二根引出线分别焊在与轴绝缘的两个压装在轴上的滑环上。滑环与装在后端盖内的两个电刷相接触,两个电刷通过引线分别接在两个螺钉接线柱上。这两个接线柱即为发电机的“F”(磁场)接线柱和“-”(搭铁)接线柱。当这两个接线柱与直流电源相接时,便有电流流过励磁绕组,产生磁通,使两块爪极被分别磁化为N极和S极,形成犬牙交错的磁极,产生磁场,当发动机工作时,可在定子铁芯内部形成交变磁场。
图2.19 转子
图2.20 转子的组成
(2)定子(图2.21)
定子又称电枢,由定子铁芯和定子绕组组成。定子铁芯一般由一组相互绝缘的且内圆带有嵌线槽的圆环状硅钢片叠制而成。嵌线槽内嵌入三相对称的定子绕组。
绕组的接法有星形即Y形、三角形两种方式,一般采用星形连接,即每相绕组的首端分别与整流器的硅二极管相接,作为交流发电机的交流输出端,每相绕组的尾端接在一起,形成中性点N,定子绕组结构和星形即Y形连接。
(3)传动带轮(图2.22)
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图2.21 定子
图2.22 传动带轮
通常用铸铁或铝合金制成,分单槽和双槽两种,利用风扇的半圆键装在风扇外侧的转轴上,再用弹簧垫片和螺母紧固。发动机工作时发动机通过风扇皮带带动传动皮带轮转动,并传给发电机。
(4)电刷与电刷架(图2.23、图2.24)
两只电刷装在电刷架的方孔内,利用弹簧的压力使其与集电环保持良好的接触。电刷与电刷架的结构有外装式和内装式两种。
图2.23 电刷与电刷架的结构
搭铁电刷的引出线用螺钉直接固定在后端盖上(标记“-”),此方式称为内搭铁;如果此碳刷的引出线与机壳绝缘接到后端盖外部的接线柱上(标记F2),这种方式称为外搭铁。
(5)整流器(图2.25)
整流器的作用:将定子绕组产生的三相交流电变成直流电输出;还可阻止蓄电池的电流向发电机倒流。它一般由6个硅二极管接成三相桥式全波整流电路。
图2.24 电刷与滑环
图2.25 整流器
整流器组成:由整流板和整流二极管组成,6管交流发电机的整流器是由6只硅整流二极管分别压装(或焊装)在相互绝缘的两块板上组成的,其中一块为正极板(带有输出端螺栓),另一块为负极板,负极板和发电机外壳直接相连(搭铁),也可以将发电机的后盖直接作为负极板。
6只整流二极管分为正极管和负极管两种。引出电极为正极的称为正极管,3只正极管装在同一块板上,称为正极板;引出电极为负极的称为负极管,3只负极管安装在负极板上,也可直接安装在后盖上(图2.26)。
图2.26 交流发电机整流二极管安装示意图
1—正整流板;2—负整流板
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