二、发电机的结构与类型

1.交流发电机的基本组成

硅二极管整流发电机由三大基本组成部件（转子、定子、整流器）加一些附件构成，典型的JF132型交流发电机的组成部件及结构如图1-26、图1-27所示。

（1）转子总成

交流发电机的转子是发电机的磁极，转子总成如图1-28所示。

绕有磁场绕组的磁轭和两端的爪极（爪形铁心）通过花键与转子轴连接，磁场绕组的两端线分别焊接于两个集电环上。当通过电刷和集电环将直流电引入磁场绕组时，磁场绕组产生磁场而将两端的爪极磁化成N和S极，从而形成4～8对磁极。当转子旋转时，就形成了一个旋转的磁场。

（2）定子总成

交流发电机的定子是发电机的电枢，定子总成如图1-29所示。

定子总成由定子铁心和对称布置的三相电枢绕组组成。定子铁心由内圆带槽的环状硅钢片叠成，各硅钢片之间互相绝缘。电枢三相绕组的连接方式有星形连接和三角形连接两种，星形连接方式较为普遍。定子绕组在旋转磁场中产生三相交流感应电动势。

图1-26 JF132型交流发电机的组成部件

1—后端盖 2—电刷架 3—电刷 4—电刷弹簧 5—硅二极管 6—元件板（散热板） 7—转子总成 8—定子总成 9—前端盖 10—风扇 11—带轮

图1-27 JF132型交流发电机的结构

1—后端盖 2—集电环 3—电刷 4—电刷弹簧 5—电刷架 6—磁场绕组 7—电枢绕组 8—电枢铁心 9—前端盖 10—风扇 11—带轮

图1-28 转子总成

1—集电环 2—转子轴 3—爪极 4—磁轭 5—磁场绕组

图1-29 定子总成

1—定子铁心 2—定子绕组

（3）整流器

整流器的作用是将电枢绕组产生的三相交流电转变为直流电输出。整流器6只硅二极管的安装与连接方式如图1-30所示。

图1-30 交流发电机整流器

a）整流二极管安装图 b）整流二极管连接

1—正整流板 2—正极管 3—负极管 4—负整流板 5—安装孔 6—绝缘垫 B—电枢接线柱

二极管的引线为二极管的一极，其壳体部分为二极管的另一极。三只壳体为正极的硅二极管压装在负整流板（与外壳相连接的散热板）上，这三只二极管的引线为二极管的负极，称为负极管；三只壳体为负极的硅二极管压装在正整流板（与外壳绝缘的散热板）上，这三只硅二极管的引线端为二极管的正极，称为正极管。三只正极管和三只负极管的引线端通过三个与发电机壳体绝缘的接线柱一一对应连接，并分别连接三相绕组的A、B、C端，就组成了三相桥式全波整流电路（图1-23）。

固定在绝缘散热板上的螺栓伸出发电机壳体外部，作为发电机的输出接线柱，该接线柱为发电机的正极，该接线柱（也称为电枢接线柱）的标记为“B”“+”或“电枢”等。

后端盖较厚的交流发电机，通常是将三只负极管直接压装在后端盖上。

发电机整流器实例如图1-31所示。

图1-31 发电机整流器实例

2.交流发电机的类型

阅读提示

车用发电机的种类较多，按发电机内有无电刷分类，可分有刷交流发电机和无刷交流发电机两大类。现代汽车上广泛使用的是有刷交流发电机。

有刷交流发电机也有多种结构形式，现通过不同的分类方法予以归类。

（1）按定子绕组的结构形式分类

发电机定子三相绕组的连接方式有三角形接法和星形接法两种形式，如图1-32所示。车用发电机定子绕组采用星形连接的居多。

图1-32 发电机定子三相绕组连接方式

a）星形连接 b）三角形连接

（2）按转子绕组搭铁的形式分类

发电机磁场绕组搭铁的形式有内搭铁式和外搭铁式两种，如图1-33所示。内搭铁式发电机其磁场绕组通过内部的搭铁电刷架直接搭铁（图1-33a），外搭铁发电机的磁场绕组则是通过其磁场接线柱（F-）连接调节器，再通过搭铁线路搭铁（图1-33b）。因此，外搭铁式发电机要比内搭铁式发电机多一个磁场接线柱（有两个磁场接线柱）。

图1-33 发电机磁场绕组搭铁方式

a）内搭铁 b）外搭铁

（3）按整流二极管的数量分类

发电机的整流器二极管有6管、8管、9管、11管等多种形式，如图1-34所示。

图1-34 发电机整流电路类型

a）6管整流 b）8管整流 c）9管整流 d）11管整流

1）基本型：由6只二极管组成整流器的发电机为基本型；9管整流器是在6管整流器的基础上又增加了VD7、VD8、VD9三只二极管，这三只二极管与VD2、VD4、VD6组成三相桥式整流电路，通过“D”端子输出，用于向发电机的磁场绕组提供励磁电流和控制充电指示灯。

2）高效型：8管和11管整流器则是在6管整流器或9管整流器的基础上增设了两只连接定子绕组中性点的二极管VDa和VDb，以使中性点瞬间电压高于发电机输出电压时，也可向外输出电流，从而提高了发电机的输出功率。

3）双整流型：除了上述4种形式的发电机外，现在又出现了12管整流的交流发电机，被称为双整流型交流发电机。这是一种新型交流发电机，其电路原理如图1-35所示。

双整流发电机是在普通交流发电机三相定子绕组的基础上，增加绕组匝数并从中间引出接线端子，还增设了一套三相桥式整流器。低速时，由原三相绕组与增加的绕组串联输出，而在较高转速时，仅由原三相绕组输出。工作中高低速供电电路的转换是自动完成的，其转换原理如下：

图1-35 双整流型交流发电机电路原理

在低速范围内，发电机电枢的三相绕组成串联输出（由图1-35右边的整流电路整流输出U2），这就提高了发电机的输出电压，使发电机低速充电性能大大提高。在高速范围内，随着发电机转速的提高，串接的三相绕组的感抗增大，内压降增大，再加上电枢反应加强，使输出电压下降。这时原三相绕组A、B、C因内压降较小，产生的感应电流相对较大，从而确保高速下的功率输出（由图1-35左边的整流电路整流输出U1）。

相比于普通的交流发电机，双整流型交流发电机的最低充电转速可降低200～300r/min，同时，又保证了高速时的大电流输出，提高了发电机的有效功率。双整流型交流发电机只是在定子槽中增加了绕组匝数，并增加了六只整流二极管，因而结构并不复杂。

（4）按电压调节器的安装位置分类

交流发电机有普通式和整体式两大类。普通式交流发电机其调节器在发电机的外部，发电机与调节器之间的电路是通过磁场接线柱“F”和搭铁接线柱“-”用导线连接起来的；整体式发电机则是将调节器直接安装在发电机的内部，在内部实现调节器与发电机之间的电路连接。

专家解读：

普通发电机外壳上的磁场接线柱“F”和搭铁接线柱“-”用于连接调节器的磁场接线柱“F”和搭铁接线柱“-”，整体式发电机调节器在发电机的内部，故而无磁场接线柱“F”和搭铁接线柱“-”。因此，辨别是否为整体式发电机，只要看一下有无“F”和“-”接线柱即可。

3.交流发电机的型号

根据QC/T 73—1993《汽车电气设备产品型号编制方法》的规定，汽车交流发电机的型号由五部分组成：

1）第一部分为产品代号，由字母表示，如JF、JFZ、JFB、JFW分别表示普通交流发电机、整体式交流发电机、带泵交流发电机和无刷交流发电机。

2）第二部分为电压等级代号，用一位阿拉伯数字表示：1—12V、2—24V、6—6V。

3）第三部分为电流等级代号，用一位阿拉伯数字表示，各代号表示的电流等级见表1-4。

表1-4 电流等级代号

4）第四部分为设计序号，用一位阿拉伯数字表示产品的顺序。

5）第五部分为变形代号，用字母表示，交流发电机是以调整臂的位置作为变形代号。从驱动端看，Y—右边、Z—左边，无字母则表示在中间位置。

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