三相交流发电机构造-汽车电器设备构造与维修

三相交流发电机由转子、定子、整流器、电压调节器、前后端盖、带轮及风扇组成，如图3-12所示。

①转子总成：产生旋转磁场。

②定子总成：产生三相交流电。

③整流器：将交流电变成直流电。

④电压调节器：调整发动机输出电压。

⑤前后端盖：减少发电机漏磁；安装电刷架和整流二极管。

⑥带轮及风扇：传递动力，散热。

（一）转子总成

①功能：用来建立磁场。

②组成：两块爪极、（转子线圈）激磁绕组、轴和滑环等组成，如图3-13 所示。

③结构：转子轴上压装着两块各有数目相等的鸟嘴形磁极的爪极，其空腔内装有磁场绕组（转子线圈）和磁轭。压装在转子轴上并与轴绝缘的集电环由两个彼此绝缘的铜环组成，两个集电环分别与磁场绕组的两端相连。

④旋转磁场的产生：电刷将直流电通入两个集电环时，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6 对相互交错的磁极。当转子转动时，就形成了旋转的磁场。转子的磁场磁力线分布如图3-14 所示。

图3-12　三相交流发电机结构图

图3-13　转子总成结构图

1—集电环；2—转子轴；3—爪极；4—磁轭；5—磁场绕组

图3-14　转子磁场的磁力线分布

1，5—电刷；2，4—滑环；3—励磁绕组；6—点火开关；7—蓄电池

（二）定子总成

定子总成的结构如图3-15 所示。

①功能：定子线圈产生三相交流电。

②组成：由铁芯和三相绕组组成。

③连接方法：星形连接如图3-16 所示（在发电机低速旋转时能发出足够的电量）；三角形连接如图3-17 所示（应用于大功率发电机）。

图3-15　定子实物图

④定子线圈的绕制：在三相绕组中所产生的电动势应是对称电动势，即电动势的大小相等、电位差互差120°电角度。

图3-16　星形连接

图3-17　三角形连接

（三）整流器

1.整流器的作用

将定子绕组的三相交流电变为直流电。

2.六管交流发电机的整流器组成

由6 只硅整流二极管组成三相全波桥式整流电路，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，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。六管交流发电机结构如图3-18 所示，原理图如图3-19 所示。

说明：

①压装在散热板上的3 个二极管，引线为二极管正极——正极管子。

②压装在散热板上的3 个二极管，引线为二极管负极——负极管子。

③散热板必须与后端盖绝缘，并固定在后端盖上用螺栓引至后端盖外部作为发电机的火线接柱，标记为“B”（“A”“ +”或“电枢”）。

3.汽车用硅整流二极管特点

汽车用硅整流二极管如图3-20 所示，其具有如下特点：

图3-18　六管交流发电机结构图

图3-19　六管交流发电机原理图

a.允许的工作电流大，如ZQ50 型二极管的正向平均电流为50 A，浪涌电流为600 A。(www.xing528.com)

b.承受反向电压的能力高，可承受的反向重复峰值电压在270 V 左右，反向不重复峰值电压在300 V 左右。

c.只有一根引线（引出电极）。

d.根据引出电极的不同分为正二极管和负二极管，即整流二极管有正二极管和负二极管之分。

图3-20　二极管

4.整流管的安装

将正极管安装在一块铝制散热板上，称为正整流板；将负极管安装另一块铝制散热板上，称为负整流板，也可用发电机后盖代替负整流板，安装如图3-21 所示。

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、半圆形等，整流板结构如图3-22 所示。

图3-21　二极管安装示意图

1—正整流板；2—负整流板

图3-22　整流板结构图

（四）电压调节器

1.调节器的功用

当发动机转速变化时，自动对发电机的电压进行调节，使发电机的电压稳定，以满足汽车用电设备的需求。

2.电压调节器的分类

电压调节器按工作原理可分为触点式电压调节器，晶体管电压调节器如图3-23 所示，集成电路调节器如图3-24 所示。

图3-23　晶体管电压调节器

图3-24　集成电路电压调节器

3.集成电路电压调节器工作原理

由于发电机与发动机的传动比是固定的，所以发电机的转速将随发动机转速的变化而变化。汽车在运行过程中，发动机转速变化范围很大，发电机的端电压也将随发动机的转速变化而在很大范围内变化。发电机对用电设备供电和向蓄电池充电，都要求其电压稳定，所以为使电压始终保持在某一数值基本不变，就必须对发电机的输出电压进行调节。

（五）前后端盖

端盖如图3-25 所示，其一般分两个部分（前端盖和后端盖），起固定转子、定子、整流器和电刷组件的作用。一般用铝合金铸造，一是可有效防止漏磁，二是铝合金散热性能好。后端盖上装有电刷组件，由电刷、电刷架和电刷弹簧组成。电刷的作用是将电源通过集电环引入磁场绕组。

（六）电刷组件

①作用：将电源通过滑环引入励磁绕组。

②组成：由电刷、电刷架和电刷弹簧组成，如图3-26 所示。

③结构：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，否则会因磁场电流过小而导致发电机发电不足。

④分类：内搭铁型与外搭铁型。

a.内搭铁型发电机。磁场绕组负电刷（E）直接搭铁的发电机（和壳体直接相连），如图3-27（a）所示。

b.外搭铁型发电机。磁场绕组的两只电刷都和壳体绝缘的发电机。外搭铁型发电机的磁场绕组负极（负电刷）接调节器后再搭铁，如图3-27（b）所示。

图3-25　前后端盖图

1—后端盖；2—电刷架；3—电刷；4—电刷架外盖；5—整流二极管；6—元件板

图3-26　电刷和电刷架

图3-27　交流发电机的搭铁型式

（七）带轮及风扇

1.带轮

①作用：通过皮带将发动机的动力传给发电机。

②材料、类型与定位方法：由铸铁或铝合金制成，分为单槽和双槽两种，与风扇共用一个半圆键和转子轴连接，用弹簧垫片和螺母紧固。

2.风扇

①作用：在发电机工作时强制进行抽风冷却。

②材料：一般用1.5 mm 钢板冲制或用铝合金压铸。