新聞主題	柴油機(jī)充電發(fā)電機(jī)構(gòu)造和工作原理

 

蓄電池充電發(fā)電機(jī)有直流發(fā)電機(jī)和硅整流發(fā)電機(jī)兩種，目前柴油機(jī)上應(yīng)用較廣泛的是硅整流發(fā)電機(jī)。當(dāng)柴油機(jī)工作時(shí)，硅整流發(fā)電機(jī)經(jīng)6只硅二極管三相全波整流后，與配套的充電發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器配合使用給蓄電池充電。

 

一、硅整流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造

 

硅整流發(fā)電機(jī)與并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)相比具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、使用壽命長(zhǎng)、柴油機(jī)低速時(shí)充電性能好、相匹配的調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。硅整流發(fā)電機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、外殼及硅整流器等四部分組成，如圖1所示。

 

圖1 硅整流硅整流發(fā)電機(jī)構(gòu)造

 

 

① 轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)子是發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)部分，它由勵(lì)磁線圈、磁極和集電環(huán)組成。磁極形狀像瓜子，故稱為爪極。每一爪極上沿圓周均布數(shù)個(gè)（4、5、6或7個(gè)）鳥嘴形極爪。爪極用低碳鋼板沖制而成，或用精密鑄造鑄成。每臺(tái)發(fā)電機(jī)有兩個(gè)爪極，它們相互嵌入，如圖2所示。爪極中間放入勵(lì)磁線圈，然后壓裝在轉(zhuǎn)子軸上，當(dāng)線圈通電后爪極即成為磁極。

轉(zhuǎn)子上的集電環(huán)（滑環(huán)）是由兩個(gè)彼此絕緣且與軸絕緣的銅環(huán)組成。勵(lì)磁線圈的兩個(gè)端頭分別接在兩個(gè)集電環(huán)上，兩個(gè)集電環(huán)與裝在刷架（與殼體絕緣）上的兩個(gè)電刷相接觸，以便將發(fā)電機(jī)輸出的經(jīng)整流后的電流部分引入勵(lì)磁線圈中。

 

圖2 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子斷面與形狀

 

② 定子

定子由沖有凹槽的硅鋼片疊成，定子槽內(nèi)嵌入三相繞組，各相線圈一端連在一起，另一端的引出分別與元件板上的硅二極管和端蓋上的硅二極管相連在一起，從而使它們之間的連接方式為星形連接（如圖3所示）。

 

圖3 硅整流發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器線路

 

③ 前后端蓋

前后端蓋均用鋁合金鑄成形以防漏磁，兩端蓋軸承座處鑲有鋼套，以增加其耐磨性，軸承座孔中裝有滾動(dòng)軸承。

④ 整流裝置

整流裝置通常是由六只硅整流二極管組成的三相橋式全波整流電路。其中三只外殼為負(fù)極的二極管裝在后端蓋上，三只外殼為正極的二極管則裝在一塊整體的元件板上。元件板也用鋁合金壓鑄而成，與后端蓋絕緣。從元件板引一接線柱（電樞接線柱）至發(fā)電機(jī)外部作為正極，而發(fā)電機(jī)外殼作為負(fù)極。直流電流從發(fā)電機(jī)的電樞接線柱輸出，經(jīng)用電設(shè)備后至柴油機(jī)機(jī)體，然后到發(fā)電機(jī)外殼，形成回路。

 

二、硅整流發(fā)電機(jī)的工作原理

 

硅整流發(fā)電機(jī)是三相交流同步發(fā)電機(jī)，其磁極為旋轉(zhuǎn)式。其勵(lì)磁方式是：在啟動(dòng)和低轉(zhuǎn)速時(shí)，由于發(fā)電機(jī)電壓低于蓄電池電壓，發(fā)電機(jī)是他勵(lì)的（由蓄電池供電）；高轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓高于蓄電池充電電壓，發(fā)電機(jī)是自勵(lì)的。

當(dāng)電源開關(guān)接通時(shí)（如圖3所示），蓄電池電流通過上方調(diào)節(jié)器流向發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁線圈，勵(lì)磁線圈周圍便產(chǎn)生磁通，大部分磁通通過磁軛（如圖4所示）和爪形磁極形成N極，再穿過轉(zhuǎn)子與定子之間的空氣隙，經(jīng)過定子的齒部和軛部，然后再穿過空氣隙，進(jìn)入另一爪形磁極4形成S極，最后回到磁軛，形成磁回路。另有少部分磁通在定子旁邊的空氣隙中及N極與S極之間通過，這部分稱為漏磁通。

當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極在定子內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子的N極和S極在定子內(nèi)交替通過，使定子繞組切割磁力線而產(chǎn)生交流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。三相繞組所產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)相位差為120°，所發(fā)出的三相交流電經(jīng)六只二極管三相全波整流后，即可在發(fā)電機(jī)正負(fù)接線柱之間獲得直流電。

 

圖4 硅整流發(fā)電機(jī)磁路系統(tǒng)示意圖

 

 

三、硅整流發(fā)電機(jī)的輸出特性（負(fù)載特性）

 

當(dāng)保持硅整流發(fā)電機(jī)的輸出電壓一定時(shí)（對(duì)12V發(fā)電機(jī)規(guī)定為14V，對(duì)24V8-漏磁發(fā)電機(jī)規(guī)定為28V），調(diào)整其輸出電流與轉(zhuǎn)速，就可得到輸出特性曲線，當(dāng)轉(zhuǎn)速n達(dá)到一定值后，發(fā)電機(jī)的輸出電流I不再繼續(xù)上升，而趨于某一固定值，此值稱為限流值或最大輸出電流值。所以硅整流發(fā)電機(jī)有一種自身限制電流的性能。這是硅整流發(fā)電機(jī)最重要的特性。

硅整流發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組的勵(lì)磁方式有兩種，一種是由蓄電池供電，稱為他勵(lì)；另一種是由發(fā)電機(jī)自身所發(fā)電能供電，稱為自勵(lì)。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速很低時(shí)，須采用他勵(lì)方式。這是因?yàn)檗D(zhuǎn)子上的剩磁場(chǎng)很弱，在低轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)低于二極管導(dǎo)通電壓，發(fā)電機(jī)不能自勵(lì)發(fā)電，此時(shí)必須由蓄電池供給發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組電流，使發(fā)電機(jī)具有較強(qiáng)的磁場(chǎng)，迅速提高發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值后，發(fā)電機(jī)端電壓大于蓄電池電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)能夠向蓄電池充電的同時(shí)向自己的磁場(chǎng)繞組提供勵(lì)磁電流。發(fā)電機(jī)由他勵(lì)發(fā)電轉(zhuǎn)為自勵(lì)發(fā)電的過程，是硅整流發(fā)電機(jī)低速充電性能好的根本原因。

 

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