無刷充電機的工作原理 發(fā)動機起動期間，發(fā)電機電壓小于蓄電池電壓時，整流二極管截止，發(fā)電機不能對外輸出，由蓄電池供給磁場電流。路徑為：蓄電池正極→點火開關(guān)SW(或點火繼電器觸點)→磁場燒組調(diào)節(jié)器→搭鐵→蓄電池負極。 流入勵磁繞組的電流，在勵磁鐵心中建立一個帶狀的磁通量。這個帶狀磁通量沿著各個導磁元件環(huán)行，在整個磁回路中，這個磁通量將在勵磁繞組周圍找到一個 磁阻的通道：勵磁電流產(chǎn)生的磁力線通過勵磁鐵心(磁軛托架)→輔助氣隙g1→轉(zhuǎn)子N極→主氣隙g→定子鐵心→主氣隙g→轉(zhuǎn)子S極→輔助氣隙g2→勵磁鐵心形成一個閉合的磁路系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)除轉(zhuǎn)子爪極外徑與定子內(nèi)表面之間的氣隙(稱為主氣隙)外，在閉合的磁路系統(tǒng)中，增加了兩個有相對運動的徑向附加氣隙，使閉合回路的磁阻增大。所以必須通過增加磁場繞組的激磁安匝來補有效磁通量所減小的部分，才能保證無刷交流發(fā)電機的輸出。 隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，使通過定子鐵心的磁通量發(fā)生變化，定子繞組切割磁力線而產(chǎn)生感應電動勢，定子繞組發(fā)出三相交流電壓，通過三相橋式整流電路整流成直流。當轉(zhuǎn)速達到1000r/min左右時，發(fā)電機應能正常發(fā)電并對外輸出，經(jīng)濾波電容C后輸出28V直流電壓，發(fā)電機電壓大于蓄電池電壓，發(fā)電機自勵，并對蓄電池充電，或?qū)ζ渌撦d供電。N端通過VD4、VD5、VD6中的一個硅管整流，與對地端形成半波整流電壓，被稱為中性點電壓，其輸出信號為14V直流脈動電壓( 負載不能超過2A)，N端可用于接轉(zhuǎn)速表。中性點電壓除了直流成分外，還含有交流成分，且幅值隨發(fā)電機的轉(zhuǎn)速而變，與中性點相連的二極管(VD10、VD11)就稱為中性點二極管。當中性點二極管的正極管(VD11)電位 或負極管(VD11)電位 時，中性二極管亦處于正向?qū)ǎ蓪ν廨敵?，能有效利用中性點電壓來增加發(fā)電機的輸出功率。實踐證明，在交流發(fā)電機上安裝中性二極管后，輸出功率可增加10%～15%。 定子繞組的三相交流電壓經(jīng)三相全橋整流后，經(jīng)調(diào)節(jié)器向勵磁繞組供電。調(diào)節(jié)器以通/斷方式調(diào)節(jié)勵磁電流，使充電機的輸出電壓保持在(28±0.3)V范圍內(nèi)波動，給蓄電池浮充電。發(fā)電機調(diào)節(jié)器電路如圖8-14中調(diào)節(jié)器部分所示，主要由3個電阻R1、R2、R3，2個三極管VT1、VT2和1個穩(wěn)壓管VR組成。R1、R2，為分壓電阻，VT1為小功率三極管，接在大功率管的前一級，起功率放大作用，也稱前級放大。三極管VT2為大功率三極管，其集電極與發(fā)電機磁場繞組相連，磁場繞組為VT2負載，VT2導通時，磁場電流接通反之磁場電流切斷。因此，可以通過控制三極管VT2的導通與截止，改變磁場電流使發(fā)電機輸出電壓穩(wěn)定。 穩(wěn)壓二極管VR是感受元件，其一端接三極管VT1的基極，另一端接分壓電阻R1、R2、以組成電壓檢測電路，監(jiān)測發(fā)電機電壓的變化。當發(fā)電機的輸出電壓在分壓電阻R1上的電壓達到VR的設定電壓時，VR擊穿，VT1有基極電流使VT1導通，VT2截止，這就使發(fā)電機的F點不接地面切斷了磁場繞組的電路，發(fā)電機電壓便會下降。發(fā)電機電壓下降時又使VR、VT1截止，VT2導通，發(fā)電機電壓重又升高如此反復作用，使發(fā)電機端電壓被控制在一定的范圍內(nèi)。 現(xiàn)在集成電路電壓調(diào)節(jié)器也被廣泛使用。用集成電路開發(fā)的電壓調(diào)節(jié)器體積很小，可方便地安裝在發(fā)電機的內(nèi)部與發(fā)電機組成一個整體，稱之為整體式交流發(fā)電機。集成電路調(diào)節(jié)器的基本工作原理與晶體管調(diào)節(jié)器完全一樣，都是根據(jù)發(fā)電機的電壓信號(輸入信號)，利用三極管的開關(guān)特性控制發(fā)電機的磁場電流以此達到穩(wěn)定發(fā)電機輸出電壓的目的。集成電路調(diào)節(jié)器有內(nèi)、外搭鐵之分，以外搭鐵形式居多。

同步發(fā)電機的工作原理 在設計同步發(fā)電機時，若適當選擇磁極的形狀，使得勵磁繞組通直流電后，定子、轉(zhuǎn)子之間的磁感應強度近似于按正弦規(guī)律分布。同步發(fā)電機所謂“同步”，就是說發(fā)電機的轉(zhuǎn)子由發(fā)動機拖動旋轉(zhuǎn)后，在定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙里便產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，這個旋轉(zhuǎn)磁場是發(fā)電機的主磁場又稱為轉(zhuǎn)子磁場。當主磁場切割定子三相電樞繞組的線圈時，就會產(chǎn)生三相感應電勢，接通負載后，在電樞繞組中流過感應電流，這個交變電流也在發(fā)電機的氣隙中產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場。這個旋轉(zhuǎn)稱為電樞磁場，又稱為定子磁場。根據(jù)右手螺旋定則，電樞磁場的等效磁極NS。當主磁場由發(fā)動機拖動旋轉(zhuǎn)到一個新的位置時，電樞磁場的等效磁極NS也隨之旋轉(zhuǎn)到另一位置。 由圖可知，主磁場被發(fā)動機拖動旋轉(zhuǎn)時，它拉著電樞旋轉(zhuǎn)，就象兩塊磁鐵之間有相互吸引力一樣。就是說發(fā)電機的轉(zhuǎn)子帶動電樞磁場以同一轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，二者之間保持同步，故稱為同步發(fā)電機。電樞磁場的轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速。 由于定子三相繞組在空間的位置是對稱的，彼此相差120°電角，因此，定子繞組切割磁力線時，將產(chǎn)生對稱三相感應電勢,定子每相繞組感應電勢的有效值。 如果將電樞繞組接成星形，并且接上三相對稱負載后，在感應電勢的作用下，電路中產(chǎn)生對稱的 三相電流，向負載輸出交流電能。