汽车交流发电机结构

03-21

汽车用交流发电机,多采用三相同步交流发电 机,由 6 只 二极管 构成三相桥式全波整流器。各国生产的交流发电机结构都大同小异,主要由定子、转子、电刷、整流二极管、前后端盖、风扇及带轮等组成。

有的还将调节器与发电机装在一起。转子用来建立 磁 场。 定 子 中 产 生的 交 变 电 动 势,经 过 二极 管 整 流 器 整流 后 输 出 直 流 电。J F132 型交流发电机的组件图见图 2.1。

图 2.1 JF132 型交 流发电机的组件

1—

后端盖 ;2— 电刷架 ;3— 电 刷;4— 电刷 弹簧压 盖;5— 硅二极 管;6— 散热 板;7— 转子;

8— 定 子总成 ;9— 前 端盖 ;10— 风扇 ;11— 带轮

转子
交流发电机的转子是发电机的磁场部分,它主要由两块爪极、磁场绕组、滑环及轴等组成,见图 2.2。

两块爪极被压装在转轴上,且内腔装有磁轭,其上绕有磁场绕组。

绕组两端的引线分别焊在与轴绝缘的两个滑环上。 两个电刷装在与端盖绝缘的电 刷架 内,通过弹簧力 使其与 滑环 保持 接触。

当发电机工作时,两电刷与直流电源连通,可为磁场绕组提供定向电流并产生轴向磁通。

使两块爪极被分别磁化为 N 极和 S 极,从而形成犬牙交错的磁极对并 沿圆周方向均匀 分布。 磁 极对数为 4 ~ 7 对。

国产发电机大多采用 6 对磁极。 爪极凸缘的外形像鸟嘴,这种形状可以使定子感应的交流电动势近似于正弦波形。 转子每转一周,定子的 每相 电路上就能 产生周 波个 数等 于磁极对数的交流电动势

定子
定子是产生和输出交流电的部件,又叫电枢,由定子铁心和定子绕组组成。 定子铁心由相互绝缘的内圆带槽的环状硅 钢 片叠 成。

定子槽 内置 有 三相对 称 绕组,三相 绕 组大多 数 采用 Y 形(星形)联结,也有用△ 形联结的。
为使三相绕组中产生大小相等、相位差 120°(电 角度 )的对称电动势,三 相绕组 的绕 法应 遵循以下原则。
① 每相绕组的线圈个数、每个线圈的匝数和每个线圈的节距都必须完全相等。
以 JF11 型发电机为例,磁极对数为 6 对,定子总槽数为 36 槽,每相绕组占有的槽数为 36 /3 =12 槽,并且采用单层集中绕法,即每个 槽内 放置 一个 有效 边 (1 个 线圈 2 个 有效 边,分别 放 在 2个定子槽内)。 因此,每相绕 组都由 6 个线圈 串联而 成,每 个线圈 有 13 匝,则每相绕 组共有 6 ×13 =78 匝。每个线圈的两个有效边之间所间隔的定子槽数叫做 线圈 节距,相邻两异 性磁极 中心 线之 间
的槽数称为极距。 即

线圈节距 = 定子铁心总槽数/(2 × 磁极对数) =36/12 = 3 槽

② 三相绕组的起端 A、B、C(或末端 X、Y 、Z)在定子槽内的排列,必须相隔 120°电角度。

转子旋转时,磁极的磁场不断和定子中的导体作 相对 运动,在定 子绕 组中 产生交流电 动势。每转过一对磁极,定子导体中的感 应电动势就 变化一个 周 期,即 360°电角 度。 每 个磁 极在 定 子圆周上占有槽数为 36 /12 =3 槽,即 180°电角度,所以 2 个相邻的槽的中分线之间为 180°/3 = 60°电角度。 为了使三相绕组各个起端之间相隔 120°电角度,即线圈的节距为 3,各起端之 间的距 离则应为 2 + 3n 个槽(n = 0,1,2,3,… ),即 2,5,8,11,… 个槽均可。 图 2.3 为三相绕组展开图。 A、B、C 三个首端依次放入 1,9,17 三个槽内,而末端 X 、Y 、Z 则相应地放入 34,6,14 三个槽内,这 时三相绕组之间的电位差为 120°电角度。

整流器
交流发电机的整流器大多由 6 只硅二极 管组成。

近年来 又生 产了 9 管发 电机,增加 了 3 个小功率的磁场二极管。 见图 2.4,外壳为正极、中心引线为负极的二 极管,称为负 极管,管壳底 上
注有黑色标记;外壳为负极、中心引线为正极的二极管,称为正极管,管壳底上有红色标记。安装二极管的散热板称为整流板(也称元件板),通常用合金制 成以利散热。

现代汽车用 交流发电机都有两块整流板,安装三 只正 极管的 整流板(装 在外侧 )称为 正 整流 板,安装 三只 负 极管的整流板(装在内侧)称为负整流板,两 块板绝缘 地安装 在一 起,它与 后端 盖用 尼龙 或其 他 绝缘材料制成的垫片隔开且固定在后端盖上。

安装在正整流板上并与之绝缘的三个接线柱分别固 定正、负 极管子的引 线和来自三相绕 组某一相的端头。 与正整流板连接在一起的螺栓引至后端 盖外 部作为 发电 机的 电源输出端,并 标记为“B ”(“ + ”、“A ”或“电枢”)。

端盖与电刷总成
端盖包括驱动端盖、整流 端 盖以 及安 装在 其上 的 轴承、轴 承盖 等零 部 件。 端盖由铝合金制成。 因为铝合金为非导磁材料,可减少漏磁并具有轻便、散热性能良好等优点。

为了提高轴承孔的机械强度,增加其耐磨性,在有的发电机端盖的轴承座内镶有钢套。后端盖装有电刷架。 两个电刷分别装在电刷架的 孔内,借 弹簧 压力与 滑环 保持接 触。 目 前国产交流发电机的电刷架有两种结构形式:一种电刷架可直接从 发电机 外部进行 拆装,见图 2.5
(a);另一种则不能直接在发电机外部 进行 拆装,见 图 2.5(b),若 需要 更换 电 刷,必须 将发 电 机拆开。

交流发电机有内、外搭铁之分,见图 2.6,故电 刷引 线的接 法 也有 所不 同。 对 于内 搭铁的交流发电机,磁场绕组直接通过交流发电机的外壳搭铁,故其中一根引线接至后端盖上的磁场接线

柱“F”(或“磁场”),另一根则 直接 与发电 机外壳上 的搭铁 接线 柱“ - ”(或“搭铁 ”)连 接。 而 外搭铁交流发电机的磁场绕组必须通过电压调节器后(交流 发电机 的外部) 再搭铁,故电 刷引线 必须分别与发电机后端盖“F + ”(或“F1 ”)和“F - ”(或“F2 ”)接线柱相连。

发电机前端装有带轮,由发动机通过皮带带 动。 在带 轮后 面装有 风扇,靠 风扇的离心 作用,给发电机强制通风。 前后端盖用 3 ~ 4 个螺栓与定子紧固在一起。

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来源:智能汽车网
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