充電發電機的結構圖解
發布時間：2023-09-08 點擊：243
康明斯柴油機的充電機的結構和分類
無刷式充電發電機主要由轉子、磁場繞組、定子、端蓋、元件板、調節器、風扇和帶盤等組成，是一種帶泵無刷交流發電機，其發電機與普通無刷交流發電機完全一樣，不同的是轉子軸很長并伸出后端蓋，利用外花鍵與真空泵的轉子內花鍵相連接。
硅整流充電機接線電路圖
一、轉子
無刷式充電發電機轉子是充電機的磁場部分，使用了一個與普通交流發電機轉子鐵心形狀相同的爪極轉子，轉子由爪極、轉子磁軛組成，但磁場繞組是固定在端蓋的磁軛上。兩組磁爪(又叫鳥嘴形磁極)中每組磁爪的爪數為6，同組磁爪極性相同，每個磁爪是一個磁極。兩個爪極中的一個爪極固定在轉子軸上，另一個爪極的后端制成中窄、外用非導磁材料與前者焊接在一起。放置勵磁繞組的圓柱形磁軛通過螺釘固定在后端蓋上，電流直接由導線引入。安裝時磁場繞組伸入轉子磁軛和爪極的空腔內，與兩者都保持有一定的間隙。工作時轉子磁軛和爪極隨電樞軸轉動而磁場繞組不動，因而不需要電刷和滑環、便可輸入勵磁電流，由于沒有電刷和集電環等導電元件，克服了接觸火花，不存在集電環表面污染和電刷磨損造成功率輸出不足等問題，減少了維護工作，提高了交流發電機工作的可靠性，延長了其壽命。
二、定子
定子由鐵心及定子繞組組成。定子鐵心由內圓槽的環狀硅鋼片疊制而成，固定在后端蓋中。定子槽內置有三相繞組，按星形接法聯結。每相繞組的尾端聯接在一起，首端分別與元件板上的硅二極管相接。
硅整流充電機定子
三、端蓋
充電機的前端蓋和后端蓋都是用鋁合金鑄成，兩個端蓋上有軸承座。后端蓋內裝有元件板和調節器，其典型線路。元件板上壓裝有11只二極管，其中6只二極管組成三相橋式整流電路(vd1、vd2、vd3、vd4、vd5、vd6)，輸出充電機直流電壓。3只小功率勵磁二極管(vd7、vd8、vd9)，與發電機的3只負二極管組成另一組三相橋式整流電路，向發電機磁場繞組提供勵磁電流和連接充電指示燈。余下2點二極管(vd10、vd11)并聯于三相整流橋一側，可用以提高發電機的輸出功率。
四、調節器
1、觸點振動式調節器
（1）雙級觸點振動式調節器
常見雙級觸點式調節器的結構如圖 4-9 所示，盡管它們的具體結構不同，但均有兩對觸點。其中常閉觸點為低速觸點，常開觸點為高 速觸點，電壓調節分兩級進行。
雙級觸點振動調節器
●結構說明
兩對觸點 k1 和 k2，調節器不工作時，上面一對觸點 k1 (即低速觸點)處于常閉狀態，下面 一對觸點 k2 (即高速觸點)處于常開 狀態。
○r1 為加速電阻，其作用是在觸ス打開時，加速鐵心退磁，使觸點 k1 迅速閉合，以加快其振動頻率，提高調節器的靈敏度和調壓質 量。
○r2 為磁場電阻(調節電阻)其作用是在觸點張開時，減少勵磁電流，以降低發電機的輸出電壓。
○r3 為溫度補償電阻令由鎳鉻絲制成，其電阻溫度系數很小(僅為銅的 1/800)，當它串入磁化線圈電路中時，可使整個磁化線圈電路中的電阻值隨溫度變化相應減小，使調節電壓不隨溫度的升高而升高。
●工作過程
① 當電機低速運轉，電壓低于蓄電池電動勢時，蓄電池向調節器磁化線圈供電，同時進行他勵發電。
磁化線圈電流的流向： 蓄電池正級→ 電表→ 點火開關→調節器“s”接線柱→加速電阻 r1→磁化線圈→溫度補償電阻 r3→搭鐵→ 蓄電池負極。
此時流過磁化線圈的電流所產生的電磁力不足以克服調壓彈簧的拉力，所以低速觸點k1仍處于閉合狀態，發電機此時在進行他勵發電。
勵磁電流的流向：蓄電池正級→ 電流表→ 點火開關→調節器“s”接線柱&固定觸點支架→低速觸點 k1→活動觸炱臂→磁軛→調節器“b”、發電機機“f”接線柱→絕緣電刷和集電環→勵爍繞組→搭鐵甕刷→雂電環→搭鐵→ 蓄電池負極。
② 發電機轉速升高，端電壓高于蓄電池電動勢而低于調節器電壓時，磁化線圈電流和勵磁電流均由發電機供給。
磁化線圈的電流流向：發電機正級(a) → 點火開關→調節器“s”接線柱→加速電阻 r1→磁化線圈→溫度補償電阻 r3→搭鐵→發電機負 極。
此時，磁化線圈中的電流所產生的電磁力仍不能克服調壓彈簧的拉力，低速觸點k1仍處于閉合狀態，
勵磁電流和流向：發電機正級→ 點火開關→調節器“s”接線柱→低速觸點 k1→活動觸點臂→磁軛→調節器“f”`、發電機機“f”接線柱→絕緣電刷和集電環→勵磁繞組→搭鐵電刷和集電環→→搭鐵→發電機負極。
③ 發電機轉速升高，輸出電壓達到調節器調節時，磁化線圈電流所產生的電磁力足以克服調壓彈簧拉力，使低速觸點k1 打開，勵磁 電流改變流向徑，其電路為：發電機正極→ 點火開關→調節器“s”接線柱→加速電阻 r1→ 附加電阻磁 r1→ 附加電阻 r2→調節器“f、發電機“f”接線柱→絕緣電刷和集電環→勵磁繞組→搭鐵電刷和集電環→搭鐵→發電機負極。
由于發電機勵磁電路中串聯了電阻 r1 和 r2，所以勵磁電流減小，發電機電壓降低。當發電機壓降至略低于調節電壓時，磁化線圈所產生的電磁力便會小于調壓彈簧拉力，于是低速觸點 k1 重又閉合，將附加電阻 r2 短路，勵磁電流增大，磁場加強，發電機輸出電壓再次升高，當升至略高于調節電壓時，低速觸點 k1 又被吸開。如此反復，使發電機輸出電壓保持在第一級脈動范圍內。其平均值就是第 一級電壓穩定值。
④ 當發電機輸出電壓超過第一級調節電壓而未達到第二級調節電壓，磁化線圈電流所產生的電磁力遠大于調壓彈簧的拉力，將活動 觸點臂處于中間狀態，高速、低速觸點均不閉合。調節電壓進入“失控區”，這時發電機靠通過電阻 r1 和 r2 的電流勵磁，發電機電壓隨轉速升高而升高。
⑤ 當發電機高速動轉時，發電機的輸出電壓到第二級調節電壓，磁化線圈電流所產生的電磁力也將遠大于調壓彈簧的拉力，將活動 觸點臂繼續吸下，使高速觸點 e2 閉合，磁場繞組被短路。此時，發電機磁場繞組中無勵磁電流流過，發電機靠剩磁發電，端電壓迅速下 降，磁化線圈電流所生產的電磁力減小，高速觸點 k2 重又打開(低速觸點 k1 也處于打開狀態)，附加電阻 r2 被串入勵磁電路，磁場 繞組中有電流流過，發電機端電壓升高，高速觸點 k1 重新閉合。如此反復， k2 不斷地振動，使發電機的輸出電壓保持在第二級脈范圍內。其平均值就是第二級電壓穩定值。
●性能分析
雙級觸點振動式調節器能控制兩級電壓，其電壓調節曲線如圖 4- 12 所示。 14v 雙級式調節器，第一級調節電壓為 13.2~14.2，觸點工作從第一級過渡到第二級時，失控區兩級調節電壓差值應不超過 0.5v；28v 雙級式調節器，第一級調節電壓為 27v~29v，失控區兩 級調節電壓差值應不超過 1v。
第一級調節電壓高低可通過改變調壓彈張力、銜鐵與鐵心間空氣隙進行調整。調節電壓與彈簧張力及鐵心氣隙成正比。由于鐵心氣 隙對調節電壓影響較大，彈簧彈力對調節電壓的影響較小，高速時應先調彈簧張力，當調彈簧張力無法獲得正常值時再調鐵心氣隙。 ft61 調節器的鐵心氣隙為 1.05mm~1. 15mm。失控區(圖 4-38 中 n2-n3)調節電壓差值 δu 的大小可通過調節高速觸點 k2 的間隙成下比 ft61 調節器的高速觸點間隙為 0.2mm~0.3mm。
2、電子式調節器
●基本工作原理
雖然電子調節器種類繁多，但其工作原理都基本相同。電子調節器大多采用 npn型三極管制成，與外搭鐵式硅整流發電機匹配。電子調節器電壓調節值在制造時調式精確，由于普遍采用整體封裝結構，使用時已無法調整。在發電機轉速為 6000r/min輸出電流在 10%額定電流(不小于2a)時， 14v 調節器調節值為 4.20+0.25v、28v 調節器調節值為 28.00+203v。
① 接通點火開關 sw，當發電機未轉動或轉速 n 較低、電壓 u 低于充電壓時，蓄電池電壓經 sw 加在分壓電阻 r1 、r2 兩端。由于發電機電壓尚低于調節電壓上限，因此， r1 上的分壓值 ur1 小于穩壓管 vs 的穩定電壓 uw 與 ubel 之和，由穩壓管工作特性可知， vs 處于截止狀態，三級管 vt1 因無基級電流處于截止狀態。此時蓄電池經點火開關 sw 和電阻 r3 向 vt2 提供基極電流，使 vt2 導通，接通勵磁電池，其路徑為：
柴油發電機組遠程監控和故障診斷及分析
柴油機起動機無法帶動飛輪齒圈達到起動轉速的故障處理
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二手發電機講述檢修柴油機氣缸蓋
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無刷式充電發電機主要由轉子、磁場繞組、定子、端蓋、元件板、調節器、風扇和帶盤等組成，是一種帶泵無刷交流發電機，其發電機與普通無刷交流發電機完全一樣，不同的是轉子軸很長并伸出后端蓋，利用外花鍵與真空泵的轉子內花鍵相連接。
硅整流充電機接線電路圖
一、轉子
無刷式充電發電機轉子是充電機的磁場部分，使用了一個與普通交流發電機轉子鐵心形狀相同的爪極轉子，轉子由爪極、轉子磁軛組成，但磁場繞組是固定在端蓋的磁軛上。兩組磁爪(又叫鳥嘴形磁極)中每組磁爪的爪數為6，同組磁爪極性相同，每個磁爪是一個磁極。兩個爪極中的一個爪極固定在轉子軸上，另一個爪極的后端制成中窄、外用非導磁材料與前者焊接在一起。放置勵磁繞組的圓柱形磁軛通過螺釘固定在后端蓋上，電流直接由導線引入。安裝時磁場繞組伸入轉子磁軛和爪極的空腔內，與兩者都保持有一定的間隙。工作時轉子磁軛和爪極隨電樞軸轉動而磁場繞組不動，因而不需要電刷和滑環、便可輸入勵磁電流，由于沒有電刷和集電環等導電元件，克服了接觸火花，不存在集電環表面污染和電刷磨損造成功率輸出不足等問題，減少了維護工作，提高了交流發電機工作的可靠性，延長了其壽命。
二、定子
定子由鐵心及定子繞組組成。定子鐵心由內圓槽的環狀硅鋼片疊制而成，固定在后端蓋中。定子槽內置有三相繞組，按星形接法聯結。每相繞組的尾端聯接在一起，首端分別與元件板上的硅二極管相接。
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三、端蓋
充電機的前端蓋和后端蓋都是用鋁合金鑄成，兩個端蓋上有軸承座。后端蓋內裝有元件板和調節器，其典型線路。元件板上壓裝有11只二極管，其中6只二極管組成三相橋式整流電路(vd1、vd2、vd3、vd4、vd5、vd6)，輸出充電機直流電壓。3只小功率勵磁二極管(vd7、vd8、vd9)，與發電機的3只負二極管組成另一組三相橋式整流電路，向發電機磁場繞組提供勵磁電流和連接充電指示燈。余下2點二極管(vd10、vd11)并聯于三相整流橋一側，可用以提高發電機的輸出功率。
四、調節器
1、觸點振動式調節器
（1）雙級觸點振動式調節器
常見雙級觸點式調節器的結構如圖 4-9 所示，盡管它們的具體結構不同，但均有兩對觸點。其中常閉觸點為低速觸點，常開觸點為高 速觸點，電壓調節分兩級進行。
雙級觸點振動調節器
●結構說明
兩對觸點 k1 和 k2，調節器不工作時，上面一對觸點 k1 (即低速觸點)處于常閉狀態，下面 一對觸點 k2 (即高速觸點)處于常開 狀態。
○r1 為加速電阻，其作用是在觸ス打開時，加速鐵心退磁，使觸點 k1 迅速閉合，以加快其振動頻率，提高調節器的靈敏度和調壓質 量。
○r2 為磁場電阻(調節電阻)其作用是在觸點張開時，減少勵磁電流，以降低發電機的輸出電壓。
○r3 為溫度補償電阻令由鎳鉻絲制成，其電阻溫度系數很小(僅為銅的 1/800)，當它串入磁化線圈電路中時，可使整個磁化線圈電路中的電阻值隨溫度變化相應減小，使調節電壓不隨溫度的升高而升高。
●工作過程
① 當電機低速運轉，電壓低于蓄電池電動勢時，蓄電池向調節器磁化線圈供電，同時進行他勵發電。
磁化線圈電流的流向： 蓄電池正級→ 電表→ 點火開關→調節器“s”接線柱→加速電阻 r1→磁化線圈→溫度補償電阻 r3→搭鐵→ 蓄電池負極。
此時流過磁化線圈的電流所產生的電磁力不足以克服調壓彈簧的拉力，所以低速觸點k1仍處于閉合狀態，發電機此時在進行他勵發電。
勵磁電流的流向：蓄電池正級→ 電流表→ 點火開關→調節器“s”接線柱&固定觸點支架→低速觸點 k1→活動觸炱臂→磁軛→調節器“b”、發電機機“f”接線柱→絕緣電刷和集電環→勵爍繞組→搭鐵甕刷→雂電環→搭鐵→ 蓄電池負極。
② 發電機轉速升高，端電壓高于蓄電池電動勢而低于調節器電壓時，磁化線圈電流和勵磁電流均由發電機供給。
磁化線圈的電流流向：發電機正級(a) → 點火開關→調節器“s”接線柱→加速電阻 r1→磁化線圈→溫度補償電阻 r3→搭鐵→發電機負 極。
此時，磁化線圈中的電流所產生的電磁力仍不能克服調壓彈簧的拉力，低速觸點k1仍處于閉合狀態，
勵磁電流和流向：發電機正級→ 點火開關→調節器“s”接線柱→低速觸點 k1→活動觸點臂→磁軛→調節器“f”`、發電機機“f”接線柱→絕緣電刷和集電環→勵磁繞組→搭鐵電刷和集電環→→搭鐵→發電機負極。
③ 發電機轉速升高，輸出電壓達到調節器調節時，磁化線圈電流所產生的電磁力足以克服調壓彈簧拉力，使低速觸點k1 打開，勵磁 電流改變流向徑，其電路為：發電機正極→ 點火開關→調節器“s”接線柱→加速電阻 r1→ 附加電阻磁 r1→ 附加電阻 r2→調節器“f、發電機“f”接線柱→絕緣電刷和集電環→勵磁繞組→搭鐵電刷和集電環→搭鐵→發電機負極。
由于發電機勵磁電路中串聯了電阻 r1 和 r2，所以勵磁電流減小，發電機電壓降低。當發電機壓降至略低于調節電壓時，磁化線圈所產生的電磁力便會小于調壓彈簧拉力，于是低速觸點 k1 重又閉合，將附加電阻 r2 短路，勵磁電流增大，磁場加強，發電機輸出電壓再次升高，當升至略高于調節電壓時，低速觸點 k1 又被吸開。如此反復，使發電機輸出電壓保持在第一級脈動范圍內。其平均值就是第 一級電壓穩定值。
④ 當發電機輸出電壓超過第一級調節電壓而未達到第二級調節電壓，磁化線圈電流所產生的電磁力遠大于調壓彈簧的拉力，將活動 觸點臂處于中間狀態，高速、低速觸點均不閉合。調節電壓進入“失控區”，這時發電機靠通過電阻 r1 和 r2 的電流勵磁，發電機電壓隨轉速升高而升高。
⑤ 當發電機高速動轉時，發電機的輸出電壓到第二級調節電壓，磁化線圈電流所產生的電磁力也將遠大于調壓彈簧的拉力，將活動 觸點臂繼續吸下，使高速觸點 e2 閉合，磁場繞組被短路。此時，發電機磁場繞組中無勵磁電流流過，發電機靠剩磁發電，端電壓迅速下 降，磁化線圈電流所生產的電磁力減小，高速觸點 k2 重又打開(低速觸點 k1 也處于打開狀態)，附加電阻 r2 被串入勵磁電路，磁場 繞組中有電流流過，發電機端電壓升高，高速觸點 k1 重新閉合。如此反復， k2 不斷地振動，使發電機的輸出電壓保持在第二級脈范圍內。其平均值就是第二級電壓穩定值。
●性能分析
雙級觸點振動式調節器能控制兩級電壓，其電壓調節曲線如圖 4- 12 所示。 14v 雙級式調節器，第一級調節電壓為 13.2~14.2，觸點工作從第一級過渡到第二級時，失控區兩級調節電壓差值應不超過 0.5v；28v 雙級式調節器，第一級調節電壓為 27v~29v，失控區兩 級調節電壓差值應不超過 1v。
第一級調節電壓高低可通過改變調壓彈張力、銜鐵與鐵心間空氣隙進行調整。調節電壓與彈簧張力及鐵心氣隙成正比。由于鐵心氣 隙對調節電壓影響較大，彈簧彈力對調節電壓的影響較小，高速時應先調彈簧張力，當調彈簧張力無法獲得正常值時再調鐵心氣隙。 ft61 調節器的鐵心氣隙為 1.05mm~1. 15mm。失控區(圖 4-38 中 n2-n3)調節電壓差值 δu 的大小可通過調節高速觸點 k2 的間隙成下比 ft61 調節器的高速觸點間隙為 0.2mm~0.3mm。
2、電子式調節器
●基本工作原理
雖然電子調節器種類繁多，但其工作原理都基本相同。電子調節器大多采用 npn型三極管制成，與外搭鐵式硅整流發電機匹配。電子調節器電壓調節值在制造時調式精確，由于普遍采用整體封裝結構，使用時已無法調整。在發電機轉速為 6000r/min輸出電流在 10%額定電流(不小于2a)時， 14v 調節器調節值為 4.20+0.25v、28v 調節器調節值為 28.00+203v。
① 接通點火開關 sw，當發電機未轉動或轉速 n 較低、電壓 u 低于充電壓時，蓄電池電壓經 sw 加在分壓電阻 r1 、r2 兩端。由于發電機電壓尚低于調節電壓上限，因此， r1 上的分壓值 ur1 小于穩壓管 vs 的穩定電壓 uw 與 ubel 之和，由穩壓管工作特性可知， vs 處于截止狀態，三級管 vt1 因無基級電流處于截止狀態。此時蓄電池經點火開關 sw 和電阻 r3 向 vt2 提供基極電流，使 vt2 導通，接通勵磁電池，其路徑為：
柴油發電機組遠程監控和故障診斷及分析
柴油機起動機無法帶動飛輪齒圈達到起動轉速的故障處理
進口珀金斯1200kw 1200千瓦大功率柴油發電機組原裝正品假一賠十
發電機組散熱器的構造
柴油發電機轉換開關(Automatic Transfer Switches)發明，斷電不再造成嚴重的危害
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