同步發(fā)電機(jī)，直流發(fā)電機(jī)的工作原理 同步發(fā)電機(jī)工作原理 · 主磁場的建立:勵磁繞組通以直流勵磁電流，建立極性相間的勵磁磁場，即建立起主磁場。 · 載流導(dǎo)體:三相對稱的電樞繞組充當(dāng)功率繞組，成為感應(yīng)電勢或者感應(yīng)電流的載體。 · 切割運動:原動機(jī)拖動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)(給電機(jī)輸入機(jī)械能)，極性相間的勵磁磁場隨軸一起旋轉(zhuǎn)并順次切割定子各相繞組(相當(dāng)于繞組的導(dǎo)體反向切割勵磁磁場)。 · 交變電勢的產(chǎn)生:由于電樞繞組與主磁場之間的相對切割運動，電樞繞組中將會感應(yīng)出大小和方向按周期性變化的三相對稱交變電勢。通過引出線，即可提供交流電源。 直流發(fā)電機(jī)的工作原理 直流發(fā)電機(jī)的工作原理就是把電樞線圈中感應(yīng)產(chǎn)生的交變電動勢，靠換向器配合電刷的換向作用，使之從電刷端引出時變?yōu)橹绷麟妱觿莸脑怼? 電刷上不加直流電壓，用原動機(jī)拖動電樞使之逆時針方向恒速轉(zhuǎn)動，線圈兩邊就分別切割不同極性磁極下的磁力線，而在其中感應(yīng)產(chǎn)生電動勢，電動勢方向按右手定則確定。這種電磁情況表示在圖上。由于電樞連續(xù)地旋轉(zhuǎn)，因此，必須使載流導(dǎo)體在磁場中所受到線圈邊ab和cd交替地切割N極和S極下的磁力線，雖然每個線圈邊和整個線圈中的感應(yīng)電動勢的方向是交變的.線圈內(nèi)的感應(yīng)電動勢是一種交變電動勢，而在電刷A，B端的電動勢卻為直流電動勢(說得確切一些，是一種方向不變的脈振電動勢)。因為，電樞在轉(zhuǎn)動過程中，無論電樞轉(zhuǎn)到什么位置，由于換向器配合電刷的換向作用，電刷A通過換向片所引出的電動勢始終是切割N極磁力線的線圈邊中的電動勢，因此，電刷A始終有正極性。同樣道理，電刷B始終有負(fù)極性，所以電刷端能引出方向不變的但大小變化的脈振電動勢。如每極下的線圈數(shù)增多，可使脈振程度減小，就可獲得直流電動勢。這就是直流發(fā)電機(jī)的工作原理。同時也說明子直流發(fā)電機(jī)實質(zhì)上是帶有換向器的交流發(fā)電機(jī)。 從基本電磁情況來看，一臺直流電機(jī)原則上既可工作為電動機(jī)運行，也可以作為發(fā)電機(jī)運行，只是約束的條件不同而已。在直流電機(jī)的兩電刷端上，加上直流電壓，將電能輸入電樞，機(jī)械能從電機(jī)軸上輸出，拖動生產(chǎn)機(jī)械，將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能而成為電動機(jī)，如用原動機(jī)拖動直流電機(jī)的電樞，而電刷上不加直流電壓，則電刷端可以引出直流電動勢作為直流電源，可輸出電能，電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能而成為發(fā)電機(jī)。同一臺電機(jī)，能作電動機(jī)或作發(fā)電機(jī)運行的這種原理.在電機(jī)理論中稱為可逆原理。

無刷充電機(jī)的工作原理 發(fā)動機(jī)起動期間，發(fā)電機(jī)電壓小于蓄電池電壓時，整流二極管截止，發(fā)電機(jī)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(fù)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(dǎo)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(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(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到1000r/min左右時，發(fā)電機(jī)應(yīng)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(jī)電壓大于蓄電池電壓，發(fā)電機(jī)自勵，并對蓄電池充電，或?qū)ζ渌?fù)載供電。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(fù)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(jī)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(dāng)中性點二極管的正極管(VD11)電位 或負(fù)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(jī)的輸出功率。實踐證明，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(jī)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(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(jī)磁場繞組相連，磁場繞組為VT2負(fù)載，VT2導(dǎo)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(dǎo)通與截止，改變磁場電流使發(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、以組成電壓檢測電路，監(jiān)測發(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，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點不接地面切斷了磁場繞組的電路，發(fā)電機(jī)電壓便會下降。發(fā)電機(jī)電壓下降時又使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(輸入信號)，利用三極管的開關(guān)特性控制發(fā)電機(jī)的磁場電流以此達(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。