性能特點和作用說明

康明斯硅整流發(fā)電機的組成、接線原理圖和優(yōu)點

 

摘要：硅整流發(fā)電機的三相定子繞組是對稱的。即每相繞組的個數(shù)及每個線圈的匝數(shù)都相等，繞組的繞法也相同，且按相同的規(guī)律分布在定子鐵心的槽中，它們之間互差120°電角度，當(dāng)勵磁繞組有電流通過時，轉(zhuǎn)子的兩塊爪極被磁化，形成了N，S 極相互交錯的三對磁場。發(fā)電機工作時，磁場同時旋轉(zhuǎn)。于是，定子三相繞組與磁場發(fā)生相對運動，定子繞組切割磁場磁力線，產(chǎn)生感生電動勢。三相定子繞組所產(chǎn)生的感生電動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(jié)構(gòu)如圖1所示，原理如圖2所示。當(dāng)外加的直流電壓作用在勵磁繞組兩端點的接線柱之間時，勵磁繞組中便有電流通過，產(chǎn)生軸向磁場，兩塊爪形磁極磁化，形成了6對相間排列的磁極。磁極的磁力線經(jīng)過轉(zhuǎn)子與定子之間的氣隙、定子鐵芯形成閉合磁路。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，磁力線和定子繞組之間產(chǎn)生相對運動，在三相繞組中產(chǎn)生交流電動勢。如圖1所示，由于三相繞組是對稱繞制的，所以產(chǎn)生的三相電動勢亦是對稱的。

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

EΦ=C1nΦ

式中：EΦ為電動勢的有效值（V）；

C1為電機常數(shù)；

n為轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)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(yīng)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)橹绷麟姷摹＠枚O管的單向?qū)щ娞匦?，便可把交流電變?yōu)橹绷麟?。其二極管導(dǎo)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(fù)極又通過散熱板連接在一起，所以這3只正二極管的導(dǎo)通原則是，在某一瞬間正極電位最高者導(dǎo)通。

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

 

充電發(fā)電機結(jié)構(gòu)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(gòu)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(jié)構(gòu)簡單、維修方便、使用壽命長、內(nèi)燃機低速時充電性能好、相匹配的調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。硅整流發(fā)電機主要由定子、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子

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

      轉(zhuǎn)子上的集電環(huán)（滑環(huán)）是由兩個彼此絕緣且與軸絕緣的銅環(huán)組成。勵磁線圈的兩個端頭分別接在兩個集電環(huán)上，兩個集電環(huán)與裝在刷架（與殼體絕緣）上的兩個電刷相接觸，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圈中。

2、定子

      定子由沖有凹槽的硅鋼片疊成，定子槽內(nèi)嵌入三相繞組，各相線圈一端連在一起，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(fù)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。從元件板引一接線柱（電樞接線柱）至發(fā)電機外部作為正極，而發(fā)電機外殼作為負(fù)極。直流電流從發(fā)電機的電樞接線柱輸出，經(jīng)用電設(shè)備后至內(nèi)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)電機的接線方法

 

      一般來說硅整流發(fā)電機是指發(fā)動機的充電機，電壓為12V~24V，大部分普通發(fā)電機是定子是線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(fù)極接地(負(fù)極接外殼)正極就接到外面的+接線柱上；正極接地(正極接外殼)負(fù)極接到外面-接線端子上，電磁磁場的F接到調(diào)節(jié)器的F端子上，調(diào)節(jié)器上的+或者-接到開關(guān)上也可以接電瓶上。發(fā)電機的主接線柱+或者-接到電瓶上。其電路和接線標(biāo)記如圖5、圖6所示。

 

圖5  硅整流發(fā)電機接線電路圖

圖6  充電機（硅整流交流發(fā)電機）接線示意圖

 

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