充电发电机

充电发电机（Charge Alternator）的结构

一.充电发电机的作用

充电发电机是发电机组的重要电源，其作用是在发动机正常运转时，向所有用电设备（启动马达除外）提供直流电源，同时给蓄电池充电。充电发电机可分为直流发电机和交流发电机，由于交流发电机的性能在许多方面优于直流发电机，直流发电机已被淘汰。目前基本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，交流发电机输出的是直流电。交流发电机必须配装电压调节器（晶体管调节器，一般由稳压管和几个三极管等组成），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，以满足给蓄电池充电、机组控制系统、TU-MG、ATS控制器等直流用电的需求。

二 ．普通交流发电机的结构

．转子

．定子

．整流器

．端盖及电刷组件

．皮带轮及风扇

普通交流发电机一般由转子、定子、整流器、前后端盖、风扇、皮带轮等组成。

图3.1 交流发电机解体图

1－后端盖 2－电刷架 3－电刷 4－电刷弹簧压盖5－硅二极管6－元件板 7－转子 8－定子 9－前端盖 10－风扇 11－皮带轮

1.转子

转子的功用是产生磁场。转子由爪极、磁轭、励磁绕组、滑环、转子轴等组成，如图2-6所示

转子轴上压装着两块爪极，爪极被加工成鸟嘴形状，爪极空腔内装有励磁绕组和磁轭。滑环由 两个彼此绝缘的铜环组成，压装在转子轴上并与轴绝缘，两个滑环分别与励磁绕组的两端相连。当给 两滑环通入直流电时，励磁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（或八对）相互交错的磁极。如图3.3所示。当转子转动时，就形成了旋转的磁场。

交流发电机结构图见图2-5b

2．定子

定子的功用是产生交流电。

定子安装在转子的外面，和发电机的前后端盖固定在一起，当转子在其内部转动时，

引起定子绕组中磁通的变化，定子绕组中就产生交变的感应电动势。 定子由定子铁心和定子绕组（线圈）组成。

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，都能产生三相交流电。

3．整流器

整流器的功用是将定子绕组的三相交流电变为直流电。整流器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。如图2-10所示。

发电机组引擎的发电机的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。

（3）只有一根引线（引出电极）

（4）根据引出电极的不同分为正二极管和负二极管。

整流器总成的形状各异，有马蹄形、半圆形和圆形等。如图2-11所示。整流器和定子绕组的连接如图3.8所示。

二极管的导通原则

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。

4．端盖及电刷组件

端盖一般分两部分（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，一是可有效的防止漏磁，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，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。

5．皮带轮及风扇

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。

6. 充电发电机的励磁

1. 他励 ，在发动机起动期间，需要蓄电池供给发电机磁场电流生磁使发电机发电。这种供给磁场电流的方式称为他励发电。

2．自励，随着转速的提高，发电机的电动势逐渐升高并能对外输出，一般在发动机怠速时发电机就能对外供电了，当发电机能对外供电时，就可以把自身发的电供给磁场绕组生磁发电，这种供给磁场电流的方式称为自励。

由于在发动机转速低时交流发电机不能自励发电，所以低速时采取他励发电，当发动

机达到正常怠速转速时，发电机的输出电压一般高出蓄电池电压1～2V以便对蓄电池充电，此时，由发电机自励发电。

发电机与蓄电池之间的连接要牢靠，如突然断开，会产生过电压损坏发电机或调节器的电子元件