无刷交流发电机在《汽车电工电子技术》中的应用

汽车用无刷交流发电机是指没有电刷和集电环的交流发电机，工作时无火花，也减小了无线电干扰，它结构新颖、性能优良、工作稳定、故障少。缺点是爪板间连接工艺困难，发电机输出相同功率的情况下需加大励磁电流。

无刷交流发电机分为爪极式、励磁式、永磁式和感应式4 种。其中爪极式和感应式比较常见。

1.爪极式无刷交流发电机

爪极式无刷交流发电机的结构与一般交流发电机的结构大致相同，只不过其励磁绕组是静止的，不随转子转动，所以绕组两端可直接引出，不再需要电刷与集电环。

爪极式无刷交流发电机的结构如图4-12 所示。励磁绕组装在发电机中部的磁轭托架上，磁轭托架用螺栓固定在端盖上。这样在磁极转动时，励磁绕组并不转动。两爪极中，只有一爪极直接固定在发电机转子轴上，另一爪极则用非导磁材料将其与上一个爪极连接在一起。当转子旋转时，其上固定的爪极带动不接转子的爪极一同在定子内转动。连接两个爪极的常用方法有非导磁连接环法和铜焊接法。

图4-12　爪极式无刷交流发电机的结构

爪极与轴之间有一空腔，磁轭托架由此深入爪极的腔内，磁轭托架与爪极、转子磁轭之间均留出附加间隙g1和g2以便转子转动。(www.xing528.com)

2.感应式无电刷交流发电机

感应式无电刷交流发电机由定子、转子、整流器和机壳组成。它的转子是由齿轮状钢片铆成，其上有若干个沿圆周均匀分布的齿形凸极而没有励磁绕组。励磁绕组和电枢绕组均安放在定子槽中，如图4-13 所示。

图4-13　感应式无电刷交流发电机

当励磁绕组通入直流电后，在定子铁心中产生固定磁场（右上部、左下部为S 极；左上部、右下部为N 极）。由于转子凸齿部分磁通容易通过，磁感应强度最大，从而形成磁极。但转子的每个凸齿是没有固定极性的，当它对着定子N 极就是S 极，对着S 极就是N 极。

转子凸齿在不运动的磁场内旋转时，当转子凸齿对着定子凸齿时，磁通量最大，当转子槽对着定子凸齿时磁通量最小。因此，转子旋转时，定子凸齿内产生脉动磁通，在定子绕组中感应出交变电动势。将电枢绕组以一定的方式连接起来，并经整流，便可得直流电。

感应子式交流发电机与普通交流发电机的本质区别在于其交流电动势的频率恒等于Zn/60（Z 为转子齿数，n 为转子转速），与励磁绕组形成的磁极对数无关。此外，感应式无刷交流发电机的质量比功率较低。