车用发电机没有皮带的情况下着车,电机会有磁性嘛?

汽车发电机是如何励磁的?

共 1 个回答

切换为时间排序
bsinthe

2020-07-17 07:07:38
车用发电机没有皮带的情况下着车,电机是有磁性的。下面我简单的来说说汽车发电机是如何励磁的。

汽车上所用的发电机学名为“三相同步交流发电机”,它的主要结构是由转子、定子、电刷与滑环、整流器、电压调节器等组成,其中转子用来产生磁场,定子线圈切割转子的磁力线产生电流,输出三相交流电,然后由硅二极管整流器将三相交流电转变成直流脉动电压,提供给汽车上各用电器使用,多余的电能储存在蓄电池中。这就是发电机的简单工作原理。

那么转子中的磁场是如何产生的呢?首先我们来看看转子的结构。发电机转子是由两块爪极、励磁绕组、转子轴和滑环等组成。两块爪极各具有相等数量的鸟嘴形磁极(一般是六对),它们压装在转子轴上。在两对爪极之间的空腔内装有导磁用的铁芯,称为磁轭,在磁轭上面绕有励磁绕组。励磁绕组的两端分别焊接在彼此绝缘的两个滑环上,滑环与安装在后端盖上的碳刷相接。

当碳刷与直流电源接通时,便会有电流通过励磁绕组(这个电流称为发电机励磁电流),根据物理定律“通电的导体周围会产生磁场”,在励磁绕组周围就会产生磁场,磁场的方向可以根据安培定则来判断,磁轭的作用是增强磁场强度,这样就使得两块爪极中的一块磁化为N极,另一块磁化为S极,从而形成了六对互相交错的N、S磁极,转子中的磁场就是这样产生的。由于电瓶的正负极是固定的,励磁绕组中电流的方向也是固定不变的,所以转子中的磁场方向和爪极的N、S极也是固定的。磁场的强度与励磁电流的大小有关,一般励磁电流越大,磁场强度越高。

所以,只要汽车的点火开关打开,蓄电池的电压就会通过发电机调节器加载在电刷上,然后通过滑环使直流电通过励磁绕组,从而产生磁场。即使是发电机皮带断裂、发动机无法带动发电机运转,此时的发电机内部转子上也是有磁场的。此时的发电机的励磁电流完全是由电瓶提供的,磁场大小是固定的,磁场强度与电瓶的电压有关,电压越高、电瓶电量越足,磁场强度越大。这种完全由蓄电池提供励磁电流的方法称为“他励”,在发电机低速运转时由蓄电池来提供初始励磁电流。

如果发电机皮带没有断裂,在发动机曲轴的带动下正常运转,那么发电机转子高速运转,产生一个旋转的磁场,定子线圈切割磁力线产生电流,即发电机正常发电。当发电机输出电压高于蓄电池电压时,就自动的切换为由发电机向磁场绕组供电。这种由发电机自己发电、给自己提供励磁电流的方法称为“自励”。一般发电机只有在启动阶段需要蓄电池提供励磁电流,等发动机启动后,即使在怠速状态下,发电机也可以实现自励。

如果发电机不用他励,完全用自励行不行呢?答案是不行的。因为发电机发电需要线圈切割磁力线,如果没有他励,转子没有励磁电流,就不会产生磁场,此时即使发动机高速运转,定子线圈也不会切割磁力线,发电机就不会发电,励磁绕组中始终没有电流通过,也就一直没有磁场,发电机始终不发电,处于空转状态。只有在启动初期,发电机转速较低的情况下,由蓄电池提供励磁电流,才可以让发电机迅速发电,然后快速达到自励状态,进入良性循环。事实上,很多发电机不发电的原因都是因为没有励磁电流造成的,而发电机的定子和转子线圈极少发生故障。

有人会提出一个疑问:在摩托车上没有蓄电池,但是发动机启动后发电机也可以发电,各种电器设备也可以正常使用,它的初始励磁电流是如何获得的呢?这是因为,摩托车发电机与汽车发电机是不同的,摩托车发电机是永磁电机,它的转子就是一块永磁铁,只要发电机转动,定子线圈就会切割磁力线发电。事实上汽车发电机的定子也会有微弱的剩磁,只是这个磁场强度不足以让发电机发出足以克服二极管导通的“死区电压(约0.6V)”,所以汽车发电机没有他励是无法正常工作的。

汽车发电机的励磁电流都是通过电压调节器提供的,因此控制电压调节器的通断就可以控制励磁电流,进而控制发电机的输出电压。由于发电机的转速越高,发出的电压越高,如果发电机输出电压过高,会烧毁汽车的电气系统及一些精密的电子元件。因此必须对发电机的输出电压做一定的限制,一般保持在13.8-14.4伏之间。当电压超过规定值时,电压调节器就会切断励磁电流,发电机停止发电;当电压低于规定值时,电压调节器重新接通励磁电流,发电机恢复发电。早期的电压调节器是机械触点式的,后来随着电子技术的发展,逐渐的发明了晶体管调节器、集成电路电压调节器。其中的集成电路电压调节器具有体积小、功能强、可靠性高、结构简单、成本低等特点,目前已广泛应用于国内外的汽车上。它一般都是安装于发电机内,成为整体式交流发电机。

因此说,车用发电机在没有皮带的情况下着车,电机也是有磁性的。即使是只打开点火开关,发电机转子中也会通过励磁电流,电机也有磁性,同时会消耗一定的蓄电池电量。这样就会带来一个问题:如果驾驶员在停车后忘记了关闭点火开关,蓄电池就会通过电压调节器向发电机励磁绕组长时间放电,进而导致蓄电池电量消耗、发动机下一次启动困难等。针对这种情况,有些车型上使用了九管交流发电机,即在发电机上增加了三个小功率硅二极管,专供励磁电流,所以也叫励磁二极管。这样可以在停车后使充电指示灯点亮,警告驾驶员即使关闭点火开关。
共 1 条
  • 1
前往
56回答数