汽车发电机的工作原理

Answer 1

整体交流发电机的工作原理

1.
工作原理

当外电路通过电刷使励磁绕组通电时，便产生磁场，使爪极被磁化为
N
极和
S
极。当转子旋转时，磁通交替地在定子绕组中变化，根据电磁感
应原理可知，定子的三相绕组中便产生交变的感应电动势。这就是交流发
电机的发电原理。

由原动机
（即发动机）
拖动直流励磁的同步发电机转子，
以转速
n(rpm)
旋转，三相定子绕阻便感应交流电势。定子绕阻若接入用电负载，电机就
有交流电能输出，经过发电机内部的整流桥将交流电转换成直流电从输出
端子输出。

交流发电机分为定子绕组和转子绕组两部分，三相定子绕组按照彼此
相差
120
度电角度分布在壳体上，转子绕组由两块极爪组成。当转子绕组
接通直流电时即被励磁，两块极爪形成
N
极和
S
极。磁力线由
N
极出发，
透过空气间隙进入定子铁心再回到相邻的
S
极。转子一旦旋转，转子绕组
就会切割磁力线，在定子绕组中产生互差
120
度电度角的正弦电动势，即
三相交流电，再经由二极管组成的整流元件变为直流电输出。

当开关闭合后，首先由蓄电池提供电流。电路为：

蓄电池正极
→
充电指示灯
→
调节器触点
→
励磁绕阻
→
搭铁
→
蓄电池负
极。此时，充电指示灯由于有电流通过，所以灯会亮。

但发动机起动后，随着发电机转速提高，发电机的端电压也不断升高。
当发电机的输出电压与蓄电池电压相等时，
发电机
“
B
”
端和
“
D
”
端的电
位相等，此时，充电指示灯由于两端电位差为零而熄灭。指示发电机已经
正常工作，励磁电流由发电机自己供给。发电机中三相绕阻所产生的三相
交流电动势经二极管整流后，
输出直流电，
向负载供电，
并向蓄电池充电。

2.
励磁方式

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，必须给励磁绕组通电才会有磁场产
生而发电，否则发电机将不能发电。将电流引入到励磁绕组使之产生磁场
称为励磁。交流发电机励磁方式有自励和他励两种。

（
1
）他励

在发电机转速较低时（发动机未达到怠速转速），自身不能发电，需
要蓄电池供给发电机励磁绕组电流，使励磁绕组产生磁场来发电。这种由
蓄电池供给磁场电流发电的方式称为他励发电。

(2)
自励

随着转速的提高（一般在发动机达到怠速时），发电机定子绕组的电
动势逐渐升高并能使整流器二极管导通，当发电机的输出电压大于蓄电池
电压时，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
发的电供给励磁绕组，这种自身供给磁场电流发电的方式称为自励发电。

交流发电机励磁过程是先他励后自励。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。不同汽车的励磁电路各不相同，但有一个共同特点是，
励磁电路都必须由点火开关控制。

Answer 2

　　发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产，国防，科技及日常生活中有广泛的用途。

柴油发电机工作原理

柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能。在柴油机汽缸内，经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油 充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到柴油的燃点。柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称为‘作功’。

汽油发电机工作原理
汽油机驱动发电机运转，将汽油的能量转化为电能。在汽油机汽缸内，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行作功。无论是柴油发电机还是汽油发电机，都是各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。将无刷同步交流发电机与动力机曲轴同轴安装，就可以利用动力机的旋转带动发电机的转子，利用‘电磁感应’原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。

交流发电机产生三相交流电原理
发电机的工作原理
发电机的定子和转子图
（1）转子线圈必须通电产生磁场：通过F和E接柱为转子线圈供电，转子线圈通电产生磁场。

（2）发动机工作驱动转子旋转：即是磁场旋转，定子线圈切割磁力线，在定子线圈中产生交流电。因三个定子线圈的布置决定了三个线圈产生的交流电相位互错120度，的以称为三相交流电。

（3）定子线圈输出的交流电压的的幅值与发电机转速成比例增大。调节器调控转子线圈的通电电流的大小从而控制发电机的输出电压。

Answer 3

发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。
电刷上不加直流电压，用原动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动，线圈两边就分别切割不同极性磁极下的磁力线，而在其中感应产生电动势，电动势方向按右手定则确定。这种电磁情况表示在图上。由于电枢连续地旋转，，因此，必须使载流导体在磁场中所受到线圈边ab和cd交替地切割N极和S极下的磁力线，虽然每个线圈边和整个线圈中的感应电动势的方向是交变的．线圈内的感应电动势是一种交变电动势，而在电刷A，B端的电动势却为直流电动势(说得确切一些，是一种方向不变的脉振电动势)。因为，电枢在转动过程中，无论电枢转到什么位置，由于换向器配合电刷的换向作用，电刷A通过换向片所引出的电动势始终是切割N极磁力线的线圈边中的电动势，因此，电刷A始终有正极性。同样道理，电刷B始终有负极性，所以电刷端能引出方向不变的但大小变化的脉振电动势。如每极下的线圈数增多，可使脉振程度减小，就可获得直流电动势。这就是直流发电机的工作原理。同时也说明子直流发电机实质上是带有换向器的交流发电机。
从基本电磁情况来看，一台直流电机原则上既可工作为电动机运行，也可以作为发电机运行，只是约束的条件不同而已。在直流电机的两电刷端上，加上直流电压，将电能输入电枢，机械能从电机轴上输出，拖动生产机械，将电能转换成机械能而成为电动机，如用原动机拖动直流电机的电枢，而电刷上不加直流电压，则电刷端可以引出直流电动势作为直流电源，可输出电能，电机将机械能转换成电能而成为发电机。同一台电机，能作电动机或作发电机运行的这种原理．在电机理论中称为可逆原理。

Answer 4

起初，开关闭合时，由蓄电池为汽车运行提供能量，遵循蓄电池正极→充电指示灯→调节器触点→励磁绕阻→搭铁→蓄电池负极的电路使得蓄电池放电，且指示灯亮。但随着发动机的启动，发电机转速逐步提高，当提高至其输出电压等于蓄电池电压时，汽车供电状态发生转换，转换为发电机为汽车运行提供能量，且指示灯灭。外电路通过电刷使得励磁绕组通电，产生磁场，将爪极磁化为N极和S极，因此转子旋转过程中，磁通在定子绕组中交替变化，便产生交变的感应电动势(基于电磁感应原理)，进而可以正常发电。

Answer 5

简单的讲就是动能转化为电能，通过切割磁场产生的感应电动势。