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交流发电机的结构与工作原理

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:交流发电机正、负极板有正极管和负极管之分,引出线为正极的被称为正极管,引出线为负极的被称为负极管。整体式交流发电机多采用整体式电刷架。

交流发电机的结构与工作原理

普通交流发电机一般由转子,定子,正、负极板,电刷总成,前、后端盖,带轮,风扇等组成。发电机结构原理如图1-2-7所示。

1.转子

转子的功用是产生旋转磁场。转子由爪极、磁轭、励磁绕组、滑环、转子轴等组成,其结构如图1-2-8所示。

转子轴上压装着两块爪极,爪极被加工成鸟嘴形状,爪极空腔内装有励磁绕组和磁轭。滑环由两个彼此绝缘的铜环组成,压装在转子轴上并与轴绝缘,两个滑环分别与励磁绕组的两端相连。当两滑环被通入直流电时,励磁绕组中就有电流通过,并产生轴向磁通,使爪极一块被磁化为N 极,另一块被磁化为S极,从而形成6对(或8对)相互交错的磁极。转子转动就形成了旋转的磁场。

图1-2-7 发电机结构原理

1—后端盖;2—电刷架;3—电刷;4—电刷弹簧压盖;5—硅二极管;6—正、负极板;7—转子;8—定子;9—前端盖;10—风扇;11—带轮

图1-2-8 发电机转子结构

1—滑环;2—转子轴;3—爪极;4—磁轭;5—励磁绕组

2.定子

定子的功用是产生三相交流电。定子被安装在转子的外面,和发电机的前、后端盖固定在一起,当转子在其内部转动时,引起定子绕组中磁通的变化,定子绕组中就产生交变的感应电动势。定子由定子铁芯和定子绕组(线圈)组成。

三相绕组的连接方法可分为星形连接和三角形连接两种。

(1)星形连接是每相绕组的末端线头相接形成公共接点,首端形成三相输出端,如图1-2-9所示。星形连接有低速发电性能好的优点,所以目前车用发电机多采用星形连接。

(2)三角形连接是三相绕组的首尾线头彼此相接,就像三角形,所以被称为三角形连接,如图1-2-10所示。三角形连接的优点是发电机内部损失小,在高转速时能产生较大的输出电流,因而主要被用在高转速时要求有高输出功率的交流发电机上。三角形连接的缺点是低转速时输出电压较低。

3.正、负极板

交流发电机正、负极板的作用是将发电机定子绕组产生的三相交流电变换为直流电,一般由6只硅整流二极管压入两层散热板组成,两层散热板之间绝缘。正、负极板如图1-2-11所示。

图1-2-9 发电机定子绕组星形连接

(a)实物图;(b)线路图

图1-2-10 发电机定子绕组三角形连接

(a)实物图;(b)线路图

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图1-2-11 正、负极板

(a)正极板;(b)负极板

正、负极板的工作电流大、反向耐压值高。元件板的公共连接部分为导体使用,一般采用铝材,有较好的散热效果。交流发电机正、负极板有正极管和负极管之分,引出线为正极的被称为正极管,引出线为负极的被称为负极管。

三个正极管的壳体压装在散热板的三个孔中,这三只正极管的壳体和散热板组成发电机的正极板,由固定散热板的螺栓(此螺栓与后端盖绝缘)通至壳体外,作为发电机的输出接线柱B+。三个负极管的壳体压装在另一块散热板的三个孔中,这三个负极管的壳体和散热板组成发电机的负极板,它们的壳体与发电机壳体组成发电机的负极E。正、负极板的电路连接如图1-2-12所示。

图1-2-12 正、负极板的电路连接

(a)实物图;(b)线路图
1—接线柱B+;2—正极板;3—正极管;4—负极管;5—负极板

4.电刷总成

发电机电刷的作用是与发电机转子滑环形成滑动接触,将发电机转子或蓄电池提供的励磁电流传导至发电机转子绕组,形成转子磁场。两只电刷被装在电刷架的方孔内,并在其弹簧的压力作用下与转子滑环保持良好的接触。电刷的结构有外装式和内装式两种,如图1-2-13所示。整体式交流发电机多采用整体式电刷架。

图1-2-13 电刷架的结构

(a)外装式;(b)内装式

由于发电机磁场搭铁回路的不同,电刷总成上的两个电刷接线柱可分为接线柱B,F或接线柱F1,F2两种电刷总成。前者为内搭铁式发电机所用,后者为外搭铁式发电机所用。提示:当电刷的高度低于7mm 时我们应更换电刷,更换时注意电刷的规格型号要求一致。

5.前、后端盖

发电机前、后端盖使用不导磁的铝合金制成,用以支撑转子与定子,并用固定架安装于发动机上,其结构如图1-2-14所示。前端盖上有通风孔,使冷却空气通过。后端盖上安装有整流器、电刷架、输出接头及轴承等。

图1-2-14 发电机前、后端盖结构

(a)前端盖;(b)后端盖

6.带轮

交流发电机的带轮是发动机与发电机之间的传动构件,通常由铸铁或铝合金制成,分单槽和双槽两种,利用半圆键被装在前端盖外侧的转子轴上,用弹簧垫片螺母紧固。

7.风扇

风扇是发电机工作时通风的构件,用以冷却发电机。一般用1.5mm 的钢板冲压制成,或用铝合金铸造制成,利用半圆键装在前端盖外侧的转子轴上,紧压在带轮与前端盖之间。带轮、风扇的结构如图1-2-15所示。

图1-2-15 带轮、风扇的结构

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