硅整流发电机的结构与原理

1、硅整流发电机的结构与原理学习目标：1. 掌握硅整流发电机的结构及工作原理；2. 掌握硅整流发电机的结构、拆装与检测内容3. 掌握硅整流发电机的特性学习内容：1. 硅整流发电机结构与原理；2. 硅整流发电机的检测内容与数据3. 硅整流发电机的特性教学准备：充电机图片或多媒体影片；硅整流发电机多媒体教学课件、硅整流发电机实物；万用表4套、常用工具若干教学策略：利用多媒体和课件，集中课堂上讲解、现场实物讲授与观摩；布置学生完成工作任务教学建议：1. 利用多媒体演示组成与结构2. 结合实物讲解及演示操作方法3. 教师集中讲解，小组自行练习，采用口述操作步骤方式考核教学效果评估：1. 学生完成学习任务（

2、课堂练习），组长登记完成情况；2. 教师抽查提问，登记成绩。基础知识：拖拉机（联合收割机）电器设备的供电是不是全部都靠蓄电池？ 1. 发电机的功用 拖拉机（联合收割机）用交流发电机是车的主要电源，它与电压调节器互相配合工作，其主要任务是对除起动机以外的所有用电设备供电，并向车上的蓄电池充电。2.交流发电机的类型 拖拉机（联合收割机）用交流发电机按总体结构形式可分为普通式(发电机与电压调节器独立)、整体式(电压调节器附在发电机内)、带真空泵式、无刷式、永磁式等;按励磁绕组的搭铁方式可分为内搭铁式和外搭铁式;按整流器的型式可分为 6管整流、 8管整流、 9管整流、 11管整流等。交流发电机的结构拖

3、拉机（联合收割机）用交流发电机多采用三相同步交流发电机，其结构按其类型的不同而异，普通式与整体式的车用交流发电机在结构上大同小异，而与无刷式、永磁式在结构上有较大的差异。3.交流发电机的结构整体式的车用交流发电机的结构如图所示，它主要由定子、转子、电刷、整流器、前后端盖、风扇及带轮等组成(电压调节器装在交流发电机后端的防护罩内，但不是交流发电机的组成部分)。a) 定子总成 定子总成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。b) 转子总成转子总成是发电机的励磁部分，它主要由两块爪极、磁场绕组、集电环及转子轴等组成。c) 整流器整流器由正整流板和负整流板组成。其作用是将三相定子

4、绕组输出的交流电，通过三相桥式整流变成直流电输出。d) 前后端盖前后端盖的作用是支承转子总成并封闭内部构造。它由铝合金制成，具有轻便、阻磁(减少漏磁)、散热性能好等特征。e) 电刷与电刷架电刷是通过集电环给励磁绕组提供电流的元件。电刷装在电刷架内，通过弹簧与集电环紧密接触。电刷架根据发电机类型的不同，其安装位置也有所不同。有的安装在发电机的后端盖上(外装式)，这种结构便于电刷的维护与更换;有的与整流器安装在一起(内装式)，维护或更换电刷时，需将发电机后端盖上的防护罩拆下。发电机前端装有带轮，由发动机通过带轮带动。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 34个螺栓与定

5、子紧固在一起。4.交流发电机的工作原理当蓄电池或发电机作用于磁场绕组两端时，磁场绕组就有电流流过，转子的爪极被磁化，产生磁场，磁力线经定子铁心构成闭合回路。当转子被发动机驱动旋转时，磁力线便切割定子绕组，使三相绕组中产生频率相同、幅值相等、相位互差120°电角的三相交流电动势ea、eb、ec，三项绕组中的所产生的感应电动式可用下列方程式表示：eA=Emsint=EsinteB=Emsint=Esin(t-120°)= Esin(t-120°)eC=Emsint=Esin(t-240°)= Esin(t-240°)式中：Em相电动势的最大值； E

6、相电动势的有效值；电角速度（=2f）发电机每相绕组所产生的电动势有效值为：E=4.44KfN(V)式中：K定子绕组系数，一般小于1； f感应电动势的频率（Hz）,f=Pn/60(p磁极对数、n转速r/min)； N每相绕组的匝数； 磁极的磁通（Wb）。转子转速越高，产生的电动势越大。因磁极制成鸟嘴形，其磁通密度近似正弦规律分布，所以在三相绕组中产生交流电动势的波形近似于正弦波形，如图所示。·整流原理交流发电机定子绕组产生的三相交流电，是靠6只二极管组成的三相桥式整流电路变直流电的。利用二极管的单向导电性，把交流电变为直流电。整流二极管的导通原理如下：在t1t2时间段，A相电压A最高，

7、B相电压B最低，二极管与导通，电流经和负载电阻L，由4流回相，此时、相的线电压AB加压L上。 在t2t3时间段，相电压仍最高，但相电压却为最低，所以、导通，、两相线电压AC加在L上。 t3t4时间段，二极管、导通； t4t5时间段，二极管、导通； t5t6时间段，二极管、导通；·中性点电压交流发电机定子绕组采用星形连接时，从三相绕组的中性点引一中心抽头至后端盖，设置中性点接线柱，其标记为“”，中性点对发电机外壳（即搭铁）之间的电压称为中性点电压Un，因为n是通过、 3只二极管半波整流后得到的直流电压，所以： n1 /2中性点电压n等于发电机输出电压的一半。利用中性点的电压控制各种用途

8、的继电器，如磁场继电器、充电指示灯等。·激磁方式当交流发电机低速运转时，发电机电压低于蓄电池电动势时，由蓄电池供给磁场绕组激磁电流，称为他激磁。由于激磁电流较大，磁极磁场很强，从而使发电机很快建立电压。当发电机转速升高，其电压高于蓄电池电动势时，磁场绕组的激磁电流由发电机自给，称自激磁。由于，交流发电机低速，由蓄电池向激磁线圈供电，建立电压快；发动机与发电机之间的传动比大，所以交流发电机低速充电性能好。交流发电机的激磁电流通断路由开关控制，车辆停驶发动机熄火后，将开关断开，蓄电池不会再对磁场绕组供电而烧坏磁场绕组。5.交流发电机的特性车用交流发电机的转速变化范围很大。汽油机转速调整倍数一般可以达到68，柴油机可以达到35。因此其特性的表示方法，一般以转速为基准来表示个参数间的关系。交流发电机的特性有空载特性、输出特性和外特性，其中以输出特性最为重要。·输出特性输出特性是研究当发电机的输出电压U保持一定时，其输出电流I与转速n之