交流发电机工作特性.doc

交流发电机工作特性 学习内容 交流发电机的励磁　　交流发电机的工作特性 ? 一、交流发电机的励磁 　　除了永磁式交流发电机不需要励磁以外，其他形式的交流发电机都需要励磁，因为它们的磁场都是电磁场，也就是说必须给磁场绕组通电才会有磁场产生。　　将电源引入到磁场绕组使之产生磁场称为励磁，交流发电机励磁方式有自励和他励两种。　　1．他励　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　在发动机起动期间，需要蓄电池供给发电机磁场电流生磁使发电机发电。这种供给磁场电流的方式称为他励发电。　　2．自励　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　随着转速的提高，发电机的电动势逐渐升高并能对外输出，一般在发动机怠速时发电机就能对外供电了，当发电机能对外供电时，就可以把自身发的电供给磁场绕组生磁发电，这种供给磁场电流的方式称为自励。　　由于在发动机转速低时交流发电机不能自励发电，所以低速时采取他励发电，当发动机达到正常怠速转速时，发电机的输出电压一般高出蓄电池电压1～2V以便对蓄电池充电，此时，由发电机自励发电。　　交流发电机的励磁电路如图2-24。 　 3．利用充电指示灯监视发电机的工作情况 　　（1） 充电指示灯的作用　　如图2-25所示，在某些充电系电路中，接有充电指示灯，其作用是： 　　 指示发电机是否有故障；　　 警告驾驶员停车后关断点火开关。　　（2）充电指示灯的工作情况如下：　　在发动机起动期间，发电机电压UD+＜蓄电池电压时，整流二极管截止，发电机不能对外输出，由蓄电池供给磁场电流。路径为：蓄电池+→点火开关→充电指示灯→调节器→磁场绕组→搭铁→蓄电池-。充电指示灯亮　　当发动机转速升高到怠速及其以上时，发电机应能正常发电并对外输出，此时，发电机电压＞蓄电池电压，发电机自励。UB=UD+，充电指示灯两端压降为零，灯熄灭,若没有熄灭,说明发电机有故障或充电指示灯电路有搭铁充电指示灯不仅可指示发电机的工作情况，而且可在发动机停车后发亮（因发电机不再发电，蓄电池电压 UD+），提醒司机及时关闭点火开关； ? 二、交流发电机的工作特性 ? 　　 交流发电机的工作特点是转速变化范围大，对于一般汽油发动机来说，其转速变化约为1：8，柴油机约为1：5，因此分析汽车用交流发电机的特性必须以转速的变化为基础。交流发电机的特性有输出特性。空载特性和外特性，其中以输出特性最为重要。　　1．输出特性　　输出特性是指在发电机端电压U不变（对12V系列的交流发电机规定为14V，对24V系列的交流发电机规定为28V），其输出电流与转速之间的关系，即U=常数时，I＝f（n） 的函数关系。图2－26所示为交流发电机的输出特性曲线。 　　由特性曲线I=f（n）可以看出：　　（1）空载转速n1　　发电机转速小于一定值n1时，对外输出电流为零。当发电机达到额定电压并能对外输出电流时的最小转速为n1，称n1为空载转速。空载转速常用来作为测试发电机性能的参数之一。　　（2）最大电流Imax　　发电机输出电流能力随转速的升高而增大，但曲越来越平坦，当转速达到一定值时，无论转速增加多少电流都不再增加，即一定结构的发电机输出最大电流Imax有一定限制。由此可见，交流发电机自身具有限制输出电流防止过载的能力，又称为自我保护能力。　　交流发电机自我限流的原理如下：　　交流发电机定子绕组具有一定的阻抗Z，它由绕组的电阻r及感抗XL两部分组成，即　　式中 R——一相绕组的电阻；　　XL——一相绕组的感抗;　　XL＝2лfL 　　式中 L——一相定子绕组的电感；　　f——感应电动势的频率；　　P——磁极对数。　　由于XL 与n成正比，故发电机定子绕组的阻抗Z随发电机的车速升高而增加。高速时，由于R与XL相比可忽略不计，故阻抗Z约等于XL，定子阻抗Z与转速n成正比，其值较大，产生较大的内压降。另外，定子电流增加时，由于电枢反应的增强，也会使感应电动势下降。两者共同作用的结果，当发电机的转速升高且负载电流达到最大值时，输出电流几乎不随负载电阻的减小或转速的增加而增大。　　　　(3) 额定转速n2 额定电流IA　　发电机出厂时，通过试验，规定了空载转速与额定转速，并列人产品说明书。在使用过程中，可通过检测这两个数据来判断发电机性能的好坏。　　发电机达到额定电流IA时的转速定为额定转速，图中用n2表示，额定电流一般定为最大输出电流的2／3。　　空载转速与额定转速是测试交流发电机性能的重要依据，表2－3为国产交流发电机的主要性能指标。　　表2-2几种交流发电机的主要性能指标 交流发电机型号 额定电压(V) 额定电流(A) 空载转速(r/min) 额定转速(r/min)