1.交流電動勢的產(chǎn)生
交流發(fā)電機(jī)工作原理如圖1。
圖1 交流發(fā)電機(jī)的工作原理
交流發(fā)電機(jī)定子的三相繞組按一定的規(guī)律嵌套在發(fā)電機(jī)的定子槽內(nèi)，彼此互差120°電角度。當(dāng)轉(zhuǎn)子磁場繞組接通直流電源時，轉(zhuǎn)子的爪極被磁化為n極和s極。其磁力線由n極出發(fā)，穿過轉(zhuǎn)子與定子之間很小的氣隙進(jìn)入定子鐵心，最后又通過氣隙回到s極。
圖2 三相橋式整流電路中的電壓、電流波形
a)三相橋式整流電路；b) 三相交流電動勢；c) 整流后交流發(fā)電機(jī)輸出波形
2.整流電路工作原理
將交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)變成直流電稱為整流。常見的整流電路有六管交流發(fā)電機(jī)的整流電路和九管交流發(fā)電機(jī)的整流電路。
1）六管交流發(fā)電機(jī)的整流電路
六管交流發(fā)電機(jī)的整流裝置實(shí)際是一個由6個硅整流二極管組成的三相橋式整流電路，見圖）。3個二極管vd2、vd4、vd6的負(fù)極分別與發(fā)電機(jī)三相繞組的始端相連，它們的正極連接在一起，組成共陽極組接法，3個二極管的導(dǎo)通原則是在某一瞬間負(fù)極電位最低的二極管導(dǎo)通。3個二極管vd1、vd3、vd5的正極分別與發(fā)電機(jī)三相繞組的始端相連，它們的負(fù)極連接在一起，組成共陰極組接法，3個二極管的導(dǎo)通原則是在某一瞬間正極電位最高的二極管優(yōu)先導(dǎo)通。每個時刻有2個二極管同時導(dǎo)通，其中一個二極管在共陰極組，另一個在共陽極組，同時導(dǎo)通的兩個管子總是將發(fā)電機(jī)的電壓加在負(fù)荷兩端，如圖）所示。
當(dāng)t＝0時，c相電位最高，而b相電位最低，所對應(yīng)的二極管vd5、vd4均處于正向?qū)?。由于二極管的內(nèi)阻很小，所以此時發(fā)電機(jī)的輸出電壓等于b、c繞組之間的線電壓。
在t1-t2時間內(nèi)，a相的電位最高，而b相電位最低，故對應(yīng)vd1、vd4處于正向?qū)āＭ?，交流發(fā)動機(jī)的輸出電壓可視為a、b繞組之間的線電壓。
在t2-t3時間內(nèi)，a相電位最高，而c相電位最低，故vd1、vd6處于正向?qū)āＭ恚涣靼l(fā)動機(jī)的輸出電壓可視為a、c繞組之間的線電壓。
以此類推，周而復(fù)始，在負(fù)載上便可獲得一個比較平穩(wěn)的直流脈動電壓。
2）九管交流發(fā)電機(jī)的整流原理
九管交流發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)是除了常用的6個整流二極管外，又增加了3個功率較小的二極管。3個功率較小的二極管用來供給交流發(fā)電機(jī)磁場電流，故又稱之為磁場二極管。采用磁場二極管后，輸出端連接充電指示燈，即可指示發(fā)電機(jī)工作情況的好壞。九管交流發(fā)電機(jī)充電系統(tǒng)的電路如圖3所示。
圖3 九管交流發(fā)電機(jī)充電系統(tǒng)電路圖
3.交流發(fā)電機(jī)勵磁方式
汽車用交流發(fā)電機(jī)的勵磁方法是由他勵方式到自勵發(fā)電的一個過程。由于汽車用交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的剩磁較弱，不能利用磁極的剩磁自勵發(fā)電，所以需要外接直流電源。交流發(fā)電機(jī)只有在較高轉(zhuǎn)速時，才能自勵發(fā)電。交流發(fā)電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時，采用他勵方式。