無刷充電機(jī)的工作原理 發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間，發(fā)電機(jī)電壓小于蓄電池電壓時(shí)，整流二極管截止，發(fā)電機(jī)不能對(duì)外輸出，由蓄電池供給磁場(chǎng)電流。路徑為：蓄電池正極→點(diǎn)火開關(guān)SW(或點(diǎn)火繼電器觸點(diǎn))→磁場(chǎng)燒組調(diào)節(jié)器→搭鐵→蓄電池負(fù)極。 流入勵(lì)磁繞組的電流，在勵(lì)磁鐵心中建立一個(gè)帶狀的磁通量。這個(gè)帶狀磁通量沿著各個(gè)導(dǎo)磁元件環(huán)行，在整個(gè)磁回路中，這個(gè)磁通量將在勵(lì)磁繞組周圍找到一個(gè) 磁阻的通道：勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁力線通過勵(lì)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(lì)磁鐵心形成一個(gè)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(gè)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(chǎng)繞組的激磁安匝來補(bǔ)有效磁通量所減小的部分，才能保證無刷交流發(fā)電機(jī)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(yīng)電動(dòng)勢(shì)，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(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到1000r/min左右時(shí)，發(fā)電機(jī)應(yīng)能正常發(fā)電并對(duì)外輸出，經(jīng)濾波電容C后輸出28V直流電壓，發(fā)電機(jī)電壓大于蓄電池電壓，發(fā)電機(jī)自勵(lì)，并對(duì)蓄電池充電，或?qū)ζ渌?fù)載供電。N端通過VD4、VD5、VD6中的一個(gè)硅管整流，與對(duì)地端形成半波整流電壓，被稱為中性點(diǎn)電壓，其輸出信號(hào)為14V直流脈動(dòng)電壓( 負(fù)載不能超過2A)，N端可用于接轉(zhuǎn)速表。中性點(diǎn)電壓除了直流成分外，還含有交流成分，且幅值隨發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速而變，與中性點(diǎn)相連的二極管(VD10、VD11)就稱為中性點(diǎn)二極管。當(dāng)中性點(diǎn)二極管的正極管(VD11)電位 或負(fù)極管(VD11)電位 時(shí)，中性二極管亦處于正向?qū)ǎ蓪?duì)外輸出，能有效利用中性點(diǎn)電壓來增加發(fā)電機(jī)的輸出功率。實(shí)踐證明，在交流發(fā)電機(jī)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(lì)磁繞組供電。調(diào)節(jié)器以通/斷方式調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，使充電機(jī)的輸出電壓保持在(28±0.3)V范圍內(nèi)波動(dòng)，給蓄電池浮充電。發(fā)電機(jī)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(gè)電阻R1、R2、R3，2個(gè)三極管VT1、VT2和1個(gè)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(jí)，起功率放大作用，也稱前級(jí)放大。三極管VT2為大功率三極管，其集電極與發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組相連，磁場(chǎng)繞組為VT2負(fù)載，VT2導(dǎo)通時(shí)，磁場(chǎng)電流接通反之磁場(chǎng)電流切斷。因此，可以通過控制三極管VT2的導(dǎo)通與截止，改變磁場(chǎng)電流使發(fā)電機(jī)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(cè)電路，監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)電壓的變化。當(dāng)發(fā)電機(jī)的輸出電壓在分壓電阻R1上的電壓達(dá)到VR的設(shè)定電壓時(shí)，VR擊穿，VT1有基極電流使VT1導(dǎo)通，VT2截止，這就使發(fā)電機(jī)的F點(diǎn)不接地面切斷了磁場(chǎng)繞組的電路，發(fā)電機(jī)電壓便會(huì)下降。發(fā)電機(jī)電壓下降時(shí)又使VR、VT1截止，VT2導(dǎo)通，發(fā)電機(jī)電壓重又升高如此反復(fù)作用，使發(fā)電機(jī)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(jī)的內(nèi)部與發(fā)電機(jī)組成一個(gè)整體，稱之為整體式交流發(fā)電機(jī)。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(jī)的電壓信號(hào)(輸入信號(hào))，利用三極管的開關(guān)特性控制發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)電流以此達(dá)到穩(wěn)定發(fā)電機(jī)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(jī)的工作原理 在設(shè)計(jì)同步發(fā)電機(jī)時(shí)，若適當(dāng)選擇磁極的形狀，使得勵(lì)磁繞組通直流電后，定子、轉(zhuǎn)子之間的磁感應(yīng)強(qiáng)度近似于按正弦規(guī)律分布。同步發(fā)電機(jī)所謂“同步”，就是說發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子由發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)后，在定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙里便產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是發(fā)電機(jī)的主磁場(chǎng)又稱為轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)。當(dāng)主磁場(chǎng)切割定子三相電樞繞組的線圈時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生三相感應(yīng)電勢(shì)，接通負(fù)載后，在電樞繞組中流過感應(yīng)電流，這個(gè)交變電流也在發(fā)電機(jī)的氣隙中產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。這個(gè)旋轉(zhuǎn)稱為電樞磁場(chǎng)，又稱為定子磁場(chǎng)。根據(jù)右手螺旋定則，電樞磁場(chǎng)的等效磁極NS。當(dāng)主磁場(chǎng)由發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)到一個(gè)新的位置時(shí)，電樞磁場(chǎng)的等效磁極NS也隨之旋轉(zhuǎn)到另一位置。 由圖可知，主磁場(chǎng)被發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，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(jī)的轉(zhuǎn)子帶動(dòng)電樞磁場(chǎng)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(jī)。電樞磁場(chǎng)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(duì)稱的，彼此相差120°電角，因此，定子繞組切割磁力線時(shí)，將產(chǎn)生對(duì)稱三相感應(yīng)電勢(shì),定子每相繞組感應(yīng)電勢(shì)的有效值。 如果將電樞繞組接成星形，并且接上三相對(duì)稱負(fù)載后，在感應(yīng)電勢(shì)的作用下，電路中產(chǎn)生對(duì)稱的 三相電流，向負(fù)載輸出交流電能。