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性能特点和作用说明 |
康明斯硅整流发电机的组成、接线原理图和优点 |
摘要：硅整流发电机的三相定子绕组是对称的。即每相绕组的个数及每个线圈的匝数都相等，绕组的绕法也相同，且按相同的规律分布在定子铁心的槽中，它们之间互差120°电角度，当励磁绕组有电流通过时，转子的两块爪极被磁化，形成了N，S 极相互交错的三对磁场。发电机工作时，磁场同时旋转。于是，定子三相绕组与磁场发生相对运动，定子绕组切割磁场磁力线，产生感生电动势。三相定子绕组所产生的感生电动势是频率相同和最大值相同。
一、硅整流发电机的工作原理
1、发电机原理
硅整流发电机结构如图1所示，原理如图2所示。当外加的直流电压作用在励磁绕组两端点的接线柱之间时，励磁绕组中便有电流通过，产生轴向磁场，两块爪形磁极磁化，形成了6对相间排列的磁极。磁极的磁力线经过转子与定子之间的气隙、定子铁芯形成闭合磁路。当转子旋转时，磁力线和定子绕组之间产生相对运动，在三相绕组中产生交流电动势。如图1所示，由于三相绕组是对称绕制的，所以产生的三相电动势亦是对称的。
每相绕组的电动势有效值的大小和转子的转速及磁极的磁通成正比。即：
EΦ=C1nΦ
式中：EΦ为电动势的有效值（V）；
C1为电机常数；
n为转子的转速（r∕min）；
Φ为磁极磁通（Wb）。
2、整流原理
硅整流发电机定子绕组中感应产生的交流电，是靠6只二极管组成的三相桥式全波整流电路变为直流电的。利用二极管的单向导电特性，便可把交流电变为直流电。其二极管导通原则如下：
（1）由于3只正二极管（VD1、VD3、VD5）的正极分别接在硅整流发电机三相绕组的始端（A、B、C）上，它们的负极又通过散热板连接在一起，所以这3只正二极管的导通原则是，在某一瞬间正极电位最高者导通。
（2）由于3只负极二极管（VD2、VD4、VD6）的负极也与硅整流发电机三相绕组的始端相连，其正极通过散热板联接在一起，所以3只负极管的导通原则是在某一瞬间负极电位最低者导通。
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充电发电机结构图 |
图1硅整流发电机的工作原理 |
二、硅整流发电机的构造
硅整流发电机与并励直流发电机相比具有体积小、重量轻、结构简单、维修方便、使用寿命长、内燃机低速时充电性能好、相匹配的调节器结构简单等优点。硅整流发电机主要由定子、转子、外壳及硅整流器四部分组成。其安装孔位如图3、图4所示。
1、转子
转子是发电机的磁场部分，它由励磁线圈、磁极和集电环组成。磁极形状像爪子，故称为爪极。每一爪极上沿圆周均布数个（4、5、6或7个）鸟嘴形极爪。爪极用低碳钢板冲制而成，或用精密铸造铸成。每台发电机有两个爪极，它们相互嵌入。爪极中间放人励磁线圈，然后压装在转子轴上，当线圈通电后爪极即成为磁极。
转子上的集电环（滑环）是由两个彼此绝缘且与轴绝缘的铜环组成。励磁线圈的两个端头分别接在两个集电环上，两个集电环与装在刷架（与壳体绝缘）上的两个电刷相接触，以便将发电机输出的经整流后的电流部分引人励磁线圈中。
2、定子
定子由冲有凹槽的硅钢片叠成，定子槽内嵌入三相绕组，各相线圈一端连在一起，另一端的引出分别与元件板上的硅二极管和端盖上的硅二极管相连在一起，从而使它们之间的连接方式为星形连接。
3、前后端盖
前后端盖均用铝合金铸成以防漏磁，两端盖轴承座处镶有钢套，以增加其耐磨性，轴承座孔中装有滚动轴承。
4、整流装置
整流装置通常是由六只硅整流二极管组成的三相桥式全波整流电路。其中三只外壳为负极的二极管装在后端盖上，三只外壳为正极的二极管则装在一块整体的元件板上。元件板也用铝合金压铸而成，与后端盖绝缘。从元件板引一接线柱（电枢接线柱）至发电机外部作为正极，而发电机外壳作为负极。直流电流从发电机的电枢接线柱输出，经用电设备后至内燃机机体，然后到发电机外壳，形成回路。
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图3 充电机（硅整流交流发电机）孔位装配图 |
图4 充电机（硅整流交流发电机）安装图 |
三、硅整流发电机的接线方法
一般来说硅整流发电机是指发动机的充电机，电压为12V~24V，大部分普通发电机是定子是线圈是三相一路星接也有两相一路星接，16极隐极绕组，分别接到三相全桥和两相全桥上，负极接地(负极接外壳)正极就接到外面的+接线柱上；正极接地(正极接外壳)负极接到外面-接线端子上，电磁磁场的F接到调节器的F端子上，调节器上的+或者-接到开关上也可以接电瓶上。发电机的主接线柱+或者-接到电瓶上。其电路和接线标记如图5、图6所示。
1、内搭铁型发电机
磁场绕组的一端（负极）直接搭铁（和壳体相联）。
2、外搭铁型发电机
磁场绕组的一端（负极）接入调节器，通过调节器后再搭铁。
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图5 硅整流发电机接线电路图 |
图6 充电机（硅整流交流发电机）接线示意图 |
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