汽車交流發(fā)電機的工作原理電路圖

當(dāng)t = 0時，C相的電位最高，B相的電位最低，對應(yīng)的二極管V D 5和V D 4正向?qū)āｋ娏鲝腃繞組開始，經(jīng)過V D 5 →負(fù)載R L→vd4→B繞組形成回路。由于二極管的內(nèi)阻很小，此時發(fā)電機的輸出電壓可以看作是B、C繞組之間的線電壓。

在T 1到T 2期間，A相的電位最高，B相的電位最低，因此相應(yīng)的V D 1和VD 4處于正向?qū)顟B(tài)。同樣，交叉流動

發(fā)電機的輸出電壓可視為A、b繞組間的線電壓，在t 2 ~ t 3期間，A相電位最高，C相電位最高。

低電平，因此v1和v d 6正向?qū)āＭ瑯樱涣靼l(fā)電機的輸出電壓也可以看作是A、C繞組之間的線電壓。

通過類比，可以在負(fù)載上獲得相對穩(wěn)定的DC紋波電壓。交流發(fā)電機的平均輸出電壓為UAV = 2.34Uφ。

u-平均輸出DC電壓；uφ-發(fā)電機相電壓有效值。

2.九管交流發(fā)電機的整流原理

九管交流發(fā)電機的特點是，除了六個常用的二極管(也稱為磁場二極管)之外，還增加了三個功率較小的二極管來提供磁場電流。磁場

二極管后可以省去繼電器，充電指示燈可以指示發(fā)電機的工作情況。九管交流發(fā)電機充電系統(tǒng)的電路圖如圖2.9所示。發(fā)電機工作時，定子三相繞組產(chǎn)生的三相交流電動勢經(jīng)由VD 1 ~ V D 6二極管組成的三相橋式整流電路整流后，輸出DC電壓U B，給電池充電，給用電設(shè)備供電。發(fā)電機的磁場電流由三相橋式整流電路的整流DC電壓提供，該三相橋式整流電路由三個磁場二極管Vd7、Vd8、Vd9和三個公共陽極組二極管Vd2、Vd4和Vd6組成。發(fā)電機工作時，充電指示燈由電池端電壓與磁場二極管輸出端L的電壓U L之差控制。隨著發(fā)電機轉(zhuǎn)速的增加，U L增加，指示燈亮度降低。當(dāng)發(fā)電機的電壓達到蓄電池的充電電壓時，發(fā)電機開始自激。此時，由于兩端電位相等，指示燈熄滅，表明發(fā)電機一直正常工作。當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速降低或發(fā)電機出現(xiàn)故障時，U L降低，指示燈亮起。這樣，充電指示燈不僅可以在停車后通過開啟提醒駕駛員及時關(guān)閉電源開關(guān)，還可以指示發(fā)電機的工作情況，同時也省去了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的繼電器。

3.八管交流發(fā)電機的工作原理

有些交流發(fā)電機除了組成三相橋式整流電路的六個二極管外，還有兩個中性點二極管，它們的端子標(biāo)有“N”。中性點發(fā)電機外殼之間的電壓u n是三個負(fù)極管三相半波整流得到的DC電壓，因此u n = u中性點電壓一般用于控制磁場繼電器等各種繼電器。

電器、充電指示燈繼電器等。一些交流發(fā)電機還利用中性點的輸出來提高發(fā)電機的輸出功率，如圖2.10所示。發(fā)電機高速時，當(dāng)中性點電壓瞬時值高于輸出電壓時，中性點輸出的電流如圖2.10所示，其輸出電路為:定子繞組→中性點二極管Vd7 →負(fù)載→負(fù)極管→定子繞組。當(dāng)中性點瞬時電壓低于跳閘電位時，流經(jīng)中性點二極管Vd8的電流如圖2.10所示，其輸出電路為:定子繞組→陽極管→B端→負(fù)載→中性點二極管Vd8 →定子繞組。實驗表明，安裝中性點二極管后，當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速超過2 000 r/min時，發(fā)電機輸出功率可提高11% ~ 15%。交流發(fā)電機輸出電流時，中性點電壓含有交流分量，即中性點三次諧波電壓，其幅值隨發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化，如圖2.11所示。

4.十一管交流發(fā)電機的工作原理

十一管交流發(fā)電機的整流器組件由六個整流二極管、三個磁場二極管和兩個中性點二極管組成，如圖2.12所示。桑塔納（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）、奧迪100、豐田皇冠（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）汽車等。都配備了這樣的交流整流發(fā)電機。十一管交流發(fā)電機具有八管和九管交流發(fā)動機的特點和功能。勵磁方式汽車交流發(fā)電機的勵磁方式不同于一般的工業(yè)交流發(fā)電機。在沒有外接DC電源的情況下，磁極的剩磁也可以自激發(fā)電。但由于交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子剩磁較弱，發(fā)電機只能高速自激發(fā)電，不能滿足汽車用電要求。為了使交流發(fā)電機的輸出電壓滿足汽車低速行駛時的功耗要求，在發(fā)電機開始發(fā)電時，采用單獨勵磁的方式，即電池提供勵磁電流增強磁場，使電壓隨發(fā)電機轉(zhuǎn)速快速上升。這是交流發(fā)電機低速充電性能好的主要原因。當(dāng)發(fā)電機輸出電壓高于電池電壓，發(fā)電機一般轉(zhuǎn)速達到1 000 r/min左右時，勵磁電流由發(fā)電機自身提供，稱為自勵磁。可以看出，在輸出電壓建立前后，汽車交流發(fā)電機采用兩種不同的勵磁方式:分別勵磁和自勵磁。