性能特點(diǎn)和作用說(shuō)明

康明斯硅整流發(fā)電機的組成、接線(xiàn)原理圖和優(yōu)點(diǎn)

 

摘要：硅整流發(fā)電機的三相定子繞組是對稱(chēng)的。即每相繞組的個(gè)數及每個(gè)線(xiàn)圈的匝數都相等，繞組的繞法也相同，且按相同的規律分布在定子鐵心的槽中，它們之間互差120°電角度，當勵磁繞組有電流通過(guò)時(shí)，轉子的兩塊爪極被磁化，形成了N，S 極相互交錯的三對磁場(chǎng)。發(fā)電機工作時(shí)，磁場(chǎng)同時(shí)旋轉。于是，定子三相繞組與磁場(chǎng)發(fā)生相對運動(dòng)，定子繞組切割磁場(chǎng)磁力線(xiàn)，產(chǎn)生感生電動(dòng)勢。三相定子繞組所產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢是頻率相同和最大值相同。

 

 

一、硅整流發(fā)電機的工作原理

 

1、發(fā)電機原理

      硅整流發(fā)電機結構如圖1所示，原理如圖2所示。當外加的直流電壓作用在勵磁繞組兩端點(diǎn)的接線(xiàn)柱之間時(shí)，勵磁繞組中便有電流通過(guò)，產(chǎn)生軸向磁場(chǎng)，兩塊爪形磁極磁化，形成了6對相間排列的磁極。磁極的磁力線(xiàn)經(jīng)過(guò)轉子與定子之間的氣隙、定子鐵芯形成閉合磁路。當轉子旋轉時(shí)，磁力線(xiàn)和定子繞組之間產(chǎn)生相對運動(dòng)，在三相繞組中產(chǎn)生交流電動(dòng)勢。如圖1所示，由于三相繞組是對稱(chēng)繞制的，所以產(chǎn)生的三相電動(dòng)勢亦是對稱(chēng)的。

      每相繞組的電動(dòng)勢有效值的大小和轉子的轉速及磁極的磁通成正比。即：

EΦ=C1nΦ

式中：EΦ為電動(dòng)勢的有效值（V）；

C1為電機常數；

n為轉子的轉速（r∕min）；

Φ為磁極磁通（Wb）。

2、整流原理

      硅整流發(fā)電機定子繞組中感應產(chǎn)生的交流電，是靠6只二極管組成的三相橋式全波整流電路變?yōu)橹绷麟姷?。利用二極管的單向導電特性，便可把交流電變?yōu)橹绷麟?。其二極管導通原則如下：

（1）由于3只正二極管（VD1、VD3、VD5）的正極分別接在硅整流發(fā)電機三相繞組的始端（A、B、C）上，它們的負極又通過(guò)散熱板連接在一起，所以這3只正二極管的導通原則是，在某一瞬間正極電位最高者導通。

（2）由于3只負極二極管（VD2、VD4、VD6）的負極也與硅整流發(fā)電機三相繞組的始端相連，其正極通過(guò)散熱板聯(lián)接在一起，所以3只負極管的導通原則是在某一瞬間負極電位最低者導通。

 

充電發(fā)電機結構圖

圖1硅整流發(fā)電機的工作原理

 

 

二、硅整流發(fā)電機的構造

 

      硅整流發(fā)電機與并勵直流發(fā)電機相比具有體積小、重量輕、結構簡(jiǎn)單、維修方便、使用壽命長(cháng)、內燃機低速時(shí)充電性能好、相匹配的調節器結構簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。硅整流發(fā)電機主要由定子、轉子、外殼及硅整流器四部分組成。其安裝孔位如圖3、圖4所示。

1、轉子

      轉子是發(fā)電機的磁場(chǎng)部分，它由勵磁線(xiàn)圈、磁極和集電環(huán)組成。磁極形狀像爪子，故稱(chēng)為爪極。每一爪極上沿圓周均布數個(gè)（4、5、6或7個(gè)）鳥(niǎo)嘴形極爪。爪極用低碳鋼板沖制而成，或用精密鑄造鑄成。每臺發(fā)電機有兩個(gè)爪極，它們相互嵌入。爪極中間放人勵磁線(xiàn)圈，然后壓裝在轉子軸上，當線(xiàn)圈通電后爪極即成為磁極。

      轉子上的集電環(huán)（滑環(huán)）是由兩個(gè)彼此絕緣且與軸絕緣的銅環(huán)組成。勵磁線(xiàn)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)電機輸出的經(jīng)整流后的電流部分引人勵磁線(xiàn)圈中。

2、定子

      定子由沖有凹槽的硅鋼片疊成，定子槽內嵌入三相繞組，各相線(xiàn)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。

3、前后端蓋

      前后端蓋均用鋁合金鑄成以防漏磁，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(xiàn)柱（電樞接線(xiàn)柱）至發(fā)電機外部作為正極，而發(fā)電機外殼作為負極。直流電流從發(fā)電機的電樞接線(xiàn)柱輸出，經(jīng)用電設備后至內燃機機體，然后到發(fā)電機外殼，形成回路。

 

圖3 充電機（硅整流交流發(fā)電機）孔位裝配圖

圖4  充電機（硅整流交流發(fā)電機）安裝圖

 

三、硅整流發(fā)電機的接線(xiàn)方法

 

      一般來(lái)說(shuō)硅整流發(fā)電機是指發(fā)動(dòng)機的充電機，電壓為12V~24V，大部分普通發(fā)電機是定子是線(xiàn)圈是三相一路星接也有兩相一路星接，16極隱極繞組，分別接到三相全橋和兩相全橋上，負極接地(負極接外殼)正極就接到外面的+接線(xiàn)柱上；正極接地(正極接外殼)負極接到外面-接線(xiàn)端子上，電磁磁場(chǎng)的F接到調節器的F端子上，調節器上的+或者-接到開(kāi)關(guān)上也可以接電瓶上。發(fā)電機的主接線(xiàn)柱+或者-接到電瓶上。其電路和接線(xiàn)標記如圖5、圖6所示。

 

圖5  硅整流發(fā)電機接線(xiàn)電路圖

圖6  充電機（硅整流交流發(fā)電機）接線(xiàn)示意圖

 

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