汽車交流發(fā)電機(jī)的工作原理是怎樣的

汽車交流發(fā)電機(jī)是基于電磁感應(yīng)原理工作的，通過(guò)轉(zhuǎn)子在定子中旋轉(zhuǎn)切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)并形成電流。具體而言，軸承與端蓋將定子、轉(zhuǎn)子連接組裝，讓轉(zhuǎn)子能在定子內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)外電路使勵(lì)磁繞組通電產(chǎn)生磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)磁通在定子繞組變化，定子三相繞組便產(chǎn)生交變感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，再經(jīng)整流等環(huán)節(jié)輸出電能，為汽車用電設(shè)備供電及給蓄電池充電 。

交流發(fā)電機(jī)的定子是發(fā)出電力的電樞，由電樞鐵芯、均勻排放的三相繞組以及機(jī)座和端蓋等構(gòu)成。而定子的三相繞組按規(guī)律排列在定子槽內(nèi)，彼此依次相差120°電角度。轉(zhuǎn)子則相當(dāng)于磁極，通常為隱極式，主要包含勵(lì)磁繞組、鐵芯、軸、護(hù)環(huán)以及中心環(huán)等部件。當(dāng)磁場(chǎng)繞組接通直流電源被激勵(lì)后，轉(zhuǎn)子爪極會(huì)被磁化為N極和S極，磁力線穿過(guò)氣隙進(jìn)入定子鐵心。隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，定子繞組與磁力線產(chǎn)生相對(duì)切割運(yùn)動(dòng)，在三相繞組中便會(huì)產(chǎn)生頻率相同、幅值相等、相位相差120°的正弦電動(dòng)勢(shì)。而且，發(fā)電機(jī)每相繞組所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值，取決于轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子的磁通量。

在產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之后，就需要進(jìn)行整流環(huán)節(jié)。以常見(jiàn)的六管交流發(fā)電機(jī)為例，其整流裝置實(shí)際上是由六個(gè)硅整流二極管組成的三相橋式整流電路。在這個(gè)電路中，每個(gè)時(shí)刻都有2個(gè)二極管同時(shí)導(dǎo)通，從而在負(fù)載上獲得平穩(wěn)的直流脈動(dòng)電壓。此外，還有九管交流發(fā)電機(jī)，它增加了3個(gè)磁場(chǎng)二極管，這種設(shè)計(jì)可省去繼電器，還能利用充電指示燈指示發(fā)電機(jī)工作情況。八管交流發(fā)電機(jī)設(shè)有2個(gè)中性點(diǎn)二極管，中性點(diǎn)電壓可用于控制繼電器、提高發(fā)電機(jī)輸出功率。十一管交流發(fā)電機(jī)的整流器總成由6只整流二極管、3只磁場(chǎng)二極管和2只中性點(diǎn)二極管組成，它巧妙地兼有了八管與九管交流發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)。

汽車用交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式也較為獨(dú)特。在輸出電壓建立前，采用他勵(lì)方式，也就是由蓄電池提供勵(lì)磁電流，這樣能夠迅速建立磁場(chǎng)，便于發(fā)電機(jī)在低速時(shí)就實(shí)現(xiàn)充電功能。而當(dāng)輸出電壓高于蓄電池電壓，一般轉(zhuǎn)速達(dá)到1000r/min左右時(shí)，發(fā)電機(jī)就會(huì)切換為自勵(lì)方式。

總之，汽車交流發(fā)電機(jī)的工作過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜而精妙的系統(tǒng)運(yùn)作。從電磁感應(yīng)產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)，到通過(guò)不同類型的整流電路將其轉(zhuǎn)換為平穩(wěn)的直流脈動(dòng)電壓，再到獨(dú)特的勵(lì)磁方式保障發(fā)電機(jī)在不同工況下穩(wěn)定工作，每一個(gè)環(huán)節(jié)都緊密相連、不可或缺。正是這樣一套完整而高效的工作原理，使得交流發(fā)電機(jī)能夠穩(wěn)定地為汽車的用電設(shè)備供電，為汽車的正常運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的電力支持 。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng)）