《農(nóng)機(jī)電器設(shè)備使用維護(hù)》章節(jié)教學(xué)-交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知

交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知交流發(fā)電機(jī)作為農(nóng)機(jī)上的主電源，其作用是當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓高于蓄電池電動勢時，向起動機(jī)以外的所有的用電設(shè)備供電，同時還向蓄電池充電。二十世紀(jì)60年代開始，車輛上開始使用交流發(fā)電機(jī)，逐漸取代了直流發(fā)電機(jī)。交流發(fā)電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，使用壽命長；體積小、重量輕，比功率大；低速充電性能好；而且只需配用電壓調(diào)節(jié)器等優(yōu)點。一、交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造農(nóng)機(jī)上常用的硅整流交流發(fā)電機(jī)是三相同步交流發(fā)電機(jī)，由轉(zhuǎn)子、定子、整流器、端蓋及其它部分組成。（一）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是交流發(fā)電機(jī)的磁場部分，主要由磁軛、磁場繞組、爪極、集電環(huán)和軸等部分組成。1-集電環(huán)2-軸3-爪極4-磁軛5-磁場繞組爪極用10號鋼制成，壓裝在轉(zhuǎn)子軸上，且內(nèi)腔裝有磁軛，其上繞有磁場繞組，繞組兩端的引線分別焊在與軸絕緣的兩個集電環(huán)上。６對爪極均為鳥嘴形，以便改變磁場方向，并使交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生正弦交流電。當(dāng)轉(zhuǎn)子線圈通電產(chǎn)生磁場后，爪極被磁化，構(gòu)成Ｎ、Ｓ交叉排列的次序。相鄰爪極的側(cè)隙均勻，以防漏磁。轉(zhuǎn)子線圈兩端分別焊接于集電環(huán)上。集電環(huán)用黃銅制成，其環(huán)外表面與電刷配合，要保證75%的接觸面積，而平整光滑。爪極、線圈等在軸上的位置由定位圈保證。（二）定子定子總成是交流發(fā)電機(jī)的電樞，是產(chǎn)生三相交流電的部件。定子由鐵心與繞組組成。鐵心用帶內(nèi)側(cè)槽的硅鋼片或低碳鋼板疊合而成。為防止磁損失，硅鋼片兩側(cè)涂絕緣漆或進(jìn)行氧化處理。鐵心內(nèi)圓槽安裝電樞線圈，即三相繞組。三相繞組多數(shù)為星形連接，即三個繞組的尾端連接在一起。三相繞組的首端分別與元件板上的硅二極管和端蓋上的硅二極管引線相連。有的發(fā)電機(jī)為控制充電指示燈，接一中性線。定子及定子繞組連接方法（三）整流器整流器的作用是將三相定子繞組產(chǎn)生的三相交流電變?yōu)橹绷麟?。整流器由壓裝在元件板上的三只正硅二極管和端蓋上的三只負(fù)硅二極管組成。元件板裝在整流端蓋內(nèi)并與其絕緣。六只二極管中三只為正二極管，其引線為二極管的正極，管殼為負(fù)極；另外三只為負(fù)極管，其引線為二極管的負(fù)極，管殼為正極。圖示為元件板及六只二極管的安裝電路圖，此種接法構(gòu)成一個相橋式整流電路。（四）端蓋及其它部分交流發(fā)電機(jī)的前、后端蓋用鋁合金鑄造，主要目的是為了防止漏磁，同時又可以減輕發(fā)電機(jī)重量。端蓋上開有通風(fēng)孔，借助驅(qū)動皮帶輪后端裝的風(fēng)扇，扇風(fēng)冷卻發(fā)電機(jī)。在端蓋上裝有軸承、軸承蓋，用以支承軸子軸。電刷、電刷彈簧以及電刷架組成一個組合件，安裝于后端蓋上，用螺釘緊固。二、交流發(fā)電機(jī)的特性車用交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化范圍很大。汽油機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整倍數(shù)一般可以達(dá)到6~8，柴油機(jī)可以達(dá)到3~5。因此其特性的表示方法，一般以轉(zhuǎn)速為基準(zhǔn)來表示個參數(shù)間的關(guān)系。交流發(fā)電機(jī)的特性有空載特性、輸出特性和外特性，其中以輸出特性最為重要。（一）輸出特性輸出特性表達(dá)的是發(fā)電機(jī)的輸出電壓U保持一定時，其輸出電流I與轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系。即U=常數(shù)時，I=f（n）的曲線，如圖所示。由圖中看出，當(dāng)發(fā)電機(jī)的輸出電壓保持一定時，其輸出功率隨轉(zhuǎn)數(shù)增加。同時：1.發(fā)動機(jī)達(dá)到額定電壓時的初始轉(zhuǎn)數(shù)為空載轉(zhuǎn)數(shù)n1，常用于作為選擇發(fā)電機(jī)與發(fā)動機(jī)速比的主要依據(jù)。2.發(fā)電機(jī)達(dá)到額定電流時的轉(zhuǎn)數(shù)為滿載轉(zhuǎn)數(shù)n2，額定電流一般定為最大輸出電流的2/3?？蛰d轉(zhuǎn)數(shù)n1與滿載轉(zhuǎn)數(shù)n2是測定交流發(fā)電機(jī)性能的重要依據(jù)，在產(chǎn)品說明書上均有規(guī)定。使用中，只要測得這兩個數(shù)據(jù)，即可判定發(fā)電機(jī)性能良好與否。3.當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)n達(dá)到一定值后，發(fā)電機(jī)的輸出電流不再隨轉(zhuǎn)數(shù)的升高而增加。此時的電流又稱為發(fā)電機(jī)的最大輸出電流或限流值。由此可見，交流發(fā)電機(jī)自身具有限制輸出電流防止過載的能力。交流發(fā)電機(jī)自動限流的原理可簡述如下：交流發(fā)電機(jī)定子繞組的阻抗Z由繞組的電阻R及感抗XL合成，由于XL與n成正比，故發(fā)電機(jī)定子繞組的阻抗Z隨發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)升高而增加。高速時，由于R與XL相比可以忽略不計，故認(rèn)定Z與n也成正比。此外，隨著發(fā)電機(jī)的輸出電流增大，電樞反映加強(qiáng)，磁場減弱，可使定子繞組中的感應(yīng)電動勢下降。以上兩者共同作用的結(jié)果，當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)升高且輸出電流達(dá)到一定值時，在增加轉(zhuǎn)速，發(fā)電機(jī)的輸出電流不再增加。（二）空載特性空載特性表達(dá)的是發(fā)電機(jī)在空載運行時其端電壓隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系，即當(dāng)I=0時，U=f（n）的曲線。交流發(fā)電機(jī)的空載特性交流發(fā)電機(jī)的外特性（三）外特性外特性表達(dá)的是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時其端電壓與輸出電流之間的關(guān)系，即n=常數(shù)時，U=f（I）的曲線。由外特性曲線分析可知，負(fù)載增加時，發(fā)電機(jī)的輸出電流I增加，發(fā)電機(jī)的端電壓會隨之下降。引起端電壓的下降的原因可以歸納為：①隨著發(fā)電機(jī)的輸出電流增加，使發(fā)電機(jī)的內(nèi)壓降增大，引起端電壓下降。②當(dāng)端電壓下降較多時，由于磁場電流減小，引起磁場減弱，因而使發(fā)電機(jī)的電動勢減小，導(dǎo)致端電壓進(jìn)一步下降。③當(dāng)發(fā)電機(jī)的輸出電流增大較多時，隨著電樞反應(yīng)增強(qiáng)，導(dǎo)致定子繞組中的感應(yīng)電動勢下降，引起端電壓進(jìn)一步下降。此外，發(fā)電機(jī)的輸出電流隨負(fù)載增加到一定值時，若再繼續(xù)增加負(fù)載，輸出電流不再增加，反而同端電壓一同下降，此處電流可稱為轉(zhuǎn)折電流。其次，當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時，由于感抗增加而使外特性曲線中電壓下降的斜率隨轉(zhuǎn)速增加，導(dǎo)致各等速曲線的轉(zhuǎn)折點逐漸靠攏，逐步接近發(fā)電機(jī)的最大電流值，由此同樣可以證明，交流發(fā)電機(jī)具有限制輸出電流的能力。當(dāng)發(fā)電機(jī)短路時，因剩磁電勢的作用可產(chǎn)生短路電流。由此可知，當(dāng)發(fā)電機(jī)高速運轉(zhuǎn)時，不允許突然失去負(fù)載，否則其端電壓會急劇上升，致使發(fā)電機(jī)的二極管或其他電子元件有被擊穿損壞的危險。三、交流發(fā)電機(jī)的型號根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QT/T73-93《汽車電氣設(shè)備產(chǎn)品型號編制規(guī)則方法》的規(guī)定,車用交流發(fā)電機(jī)的型號如下:123451——產(chǎn)品代號用2個或3個漢語大寫拼音字母表示，交流發(fā)電機(jī)的產(chǎn)品代號有JF、JFZ、JFB、JFW四種，分別表示交流發(fā)電機(jī)、整體式交流發(fā)電機(jī)、帶泵交流發(fā)電機(jī)和無刷交流發(fā)電機(jī)。2——電壓等級代號用1位阿拉伯?dāng)?shù)字表示：1—12V；2—24V；6—6V。3——電流等級代號用1位阿拉伯?dāng)?shù)字表示。電流等級代號123456789電流（A）~19≧20~2