康明斯發(fā)電機(jī)組硅整流發(fā)電機(jī)價(jià)值和基本原理框架圖
電瓶充電發(fā)電機(jī)有直流電發(fā)電機(jī)和硅整流發(fā)電機(jī)二種，現(xiàn)階段柴油發(fā)電機(jī)上應(yīng)用較廣泛是指硅整流發(fā)電機(jī)。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)工作的時(shí)候，硅整流發(fā)電機(jī)經(jīng)六只硅二極管三相全波整流后，與配套電池充電發(fā)電機(jī)控制器搭配使用給蓄電池充電。康明斯公司在本文中講的是硅整流發(fā)電機(jī)和蓄電池充電機(jī)發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器工作原理、功效、產(chǎn)品類別及其構(gòu)件結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

一、硅整流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與基本原理
1、原理
硅整流發(fā)電機(jī)基本原理如下圖1所顯示。當(dāng)電源總開(kāi)關(guān)接入時(shí)，電瓶電流通過(guò)上邊控制器流入發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁線圈，勵(lì)磁線圈周邊便造成磁通量，絕大多數(shù)磁通量根據(jù)磁軛和爪形磁場(chǎng)產(chǎn)生N極，再越過(guò)轉(zhuǎn)子與定子間的空氣隙，通過(guò)電機(jī)定子的齒部和軛部，然后越過(guò)空氣隙，進(jìn)入另一爪形磁場(chǎng)產(chǎn)生s極，最后回到磁軛，產(chǎn)生磁控制回路。還有另外一小部分磁通量在電機(jī)定子邊上的空氣隙中及N與s極之間用，這一部分稱之為漏磁通。

當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)在電機(jī)定子旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子的N極和s極在電機(jī)定子內(nèi)更替根據(jù)，使轉(zhuǎn)子繞組切割磁感線而出現(xiàn)溝通交流感應(yīng)電流。三相繞組所形成的溝通交流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相位角為120°，所發(fā)出的三相交流電經(jīng)6只二極管三相全波整流后，就可以在發(fā)電機(jī)正負(fù)極接線頭中間得到直流電源。其導(dǎo)出、滿載、外特性曲線如下圖2所顯示。

2、構(gòu)件結(jié)構(gòu)
硅整流發(fā)電機(jī)與并勵(lì)直流電發(fā)電機(jī)對(duì)比具有體積小、重量較輕、結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)方便、堅(jiān)固耐用、柴油發(fā)電機(jī)低速時(shí)電池充電性價(jià)比高、相符的控制器結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)。硅整流發(fā)電機(jī)主要是由電機(jī)定子、電機(jī)轉(zhuǎn)子、機(jī)殼及可控硅整流器等四部分組成。

（1）電機(jī)轉(zhuǎn)子
電機(jī)轉(zhuǎn)子是發(fā)電機(jī)的電磁場(chǎng)一部分，由勵(lì)磁線圈、磁場(chǎng)和集電環(huán)構(gòu)成。磁場(chǎng)形狀像前爪，故稱為爪極。每一爪極上方圓上分布多個(gè)（4、5、6或7個(gè)）鳥(niǎo)口型極爪。爪極用低碳鋼板沖制作而成，或者用精密鑄件筑成。每一臺(tái)發(fā)電機(jī)有兩種爪極，他們彼此嵌人。爪極正中間放他走勵(lì)磁線圈，隨后鉚合在轉(zhuǎn)子軸上，當(dāng)電磁線圈開(kāi)機(jī)后爪極即成為磁場(chǎng)。電機(jī)轉(zhuǎn)子里的集電環(huán)（電滑環(huán)）一般由彼此之間絕緣層且與軸絕緣的銅圈構(gòu)成。勵(lì)磁線圈的兩大端部各自接進(jìn)2個(gè)集電環(huán)上，2個(gè)集電環(huán)與裝到電刷（與外殼絕緣層）上的兩個(gè)炭刷相接觸，以便將發(fā)電機(jī)輸出經(jīng)整流器之后的電流量一部分讓人勵(lì)磁線圈中。

（2）電機(jī)定子
電機(jī)定子由沖有凹形槽的鐵氧體磁芯折成，電機(jī)定子槽嵌入人三相繞組，各相電磁線圈一端連在一起，另一端的引出來(lái)分別向元器件板上的硅二極管和軸承端蓋里的硅二極管相接在一起，從而使得二者之間的連接方式為星形連接。

（3）前后左右軸承端蓋
前后左右軸承端蓋均用鋁合金型材筑成形防止漏磁，兩邊蓋帶座軸承處鑲著銅套，以增強(qiáng)其耐磨性能，軸承座孔中配有滾柱軸承。

（4）整流裝置
整流裝置一般由6只硅整流二極管構(gòu)成三相橋式全波整流電路（構(gòu)成如下圖3所顯示，dian'lu如下圖4所顯示）。當(dāng)中3只機(jī)殼為負(fù)級(jí)的二極管裝后面軸承端蓋上，3只機(jī)殼為陽(yáng)極的二極管則裝在一塊整體上的元器件板里。元器件板會(huì)用鋁合金鑄造成的，和后軸承端蓋絕緣層。從元器件板引一接線頭（同步電機(jī)接線頭）至發(fā)電機(jī)外界做為正級(jí)，而發(fā)電機(jī)機(jī)殼做為負(fù)級(jí)。直流電流從發(fā)電機(jī)的同步電機(jī)接線頭導(dǎo)出，經(jīng)電器設(shè)備后到柴油發(fā)電機(jī)人體，然后去發(fā)電機(jī)機(jī)殼。

3、充電機(jī)的分類
表1  柴油發(fā)動(dòng)機(jī)蓄電池充電機(jī)種類及產(chǎn)品代碼
商品編號(hào)
編號(hào)
代表的意思
直流電發(fā)電機(jī)
ZF
Z表明直流電，F(xiàn)表明發(fā)電機(jī)
硅整流溝通交流發(fā)電機(jī)
JF
J表明溝通交流
一體式溝通交流發(fā)電機(jī)
JFZ
Z表明一體式
帶泵溝通交流發(fā)電機(jī)
JFB
B表明泵
無(wú)刷電機(jī)溝通交流發(fā)電機(jī)
JFW
W表明無(wú)刷電機(jī)

二、發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的原理和種類
1、發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的原理
發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行中，汽車轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變范圍很大，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)的齒輪傳動(dòng)比是不變的，因此發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速將隨汽車轉(zhuǎn)速變化而變化，發(fā)電機(jī)的直流電壓都將隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變但在非常大范圍之內(nèi)轉(zhuǎn)變。蓄電池充電機(jī)對(duì)其用電器設(shè)備供電系統(tǒng)和向電瓶充電時(shí)，都同時(shí)要求電壓波動(dòng)，所以必須對(duì)發(fā)電機(jī)的電壓進(jìn)行控制，使其維持在某一標(biāo)值上基本不變。

因?yàn)榘l(fā)電機(jī)的電壓U=Crcc，對(duì)某一臺(tái)發(fā)電機(jī)，C是常量。在工作中，轉(zhuǎn)速比n是瞬息萬(wàn)變的，要讓發(fā)電機(jī)直流電壓保持一致，可以通過(guò)改變磁通量比較少的尺寸來(lái)進(jìn)行控制，而磁通量大小是通過(guò)勵(lì)磁電所決定的。因而，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速比提高時(shí)，可以減小勵(lì)磁電使磁通量減少，維持發(fā)電機(jī)的電壓一致；相反，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速比降低時(shí)，擴(kuò)大勵(lì)磁電。因而發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的作用是在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速比發(fā)生變化時(shí)，全自動(dòng)更改激磁電流大小，使發(fā)電機(jī)電壓保持一致。

2、發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的種類
發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器分成接觸點(diǎn)式或電子式兩大類，接觸點(diǎn)式又有雙級(jí)式或單極式差別，電子式又可分為晶體三極管式與集成電路芯片兩種形式。

（1）接觸點(diǎn)式發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器
●雙極接觸點(diǎn)式控制器
FT61型雙極接觸點(diǎn)式調(diào)整器的結(jié)構(gòu)控制器的磁扼與鐵芯鉚固在一起，鐵芯上繞有被磁化電磁線圈，動(dòng)鐵一端的上、下各有一片接觸點(diǎn)（稱之為主題活動(dòng)接觸點(diǎn)），主題活動(dòng)接觸點(diǎn)與低速檔接觸點(diǎn)支架接觸點(diǎn)組成一個(gè)低速檔接觸點(diǎn)K1，與搭鐵接觸點(diǎn)組成一個(gè)快速接觸點(diǎn)K2，動(dòng)鐵的另一端用扭簧繃緊，使K，為常閉點(diǎn)，K2為自鎖電路。控制器上面有加快電阻器R1、額外電阻器R2和電流檢測(cè)電阻器R3。有火線零線接線頭“B；（或“＋”和電磁場(chǎng)接線頭“F 及其底板上的搭鐵螺絲。

●單極接觸點(diǎn)式控制器
FT111型單極接觸點(diǎn)式控制器的增加了一個(gè)退磁線圈L2。L2的一端與固定接觸點(diǎn)臂相互連接，另一端根據(jù)去磁二極管V搭鐵，在接觸點(diǎn)K的兩邊還接入了電力電容器C。它只有一級(jí)調(diào)整工作電壓，其電壓控制原理和雙極式控制器低速檔接觸點(diǎn)工作狀況類似。去磁電路的功效如下所示∶
○電路板上連接Lz與V后，當(dāng)接觸點(diǎn)斷掉時(shí)，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組所產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)自勵(lì)磁繞組搭鐵端，經(jīng)二極管V，L2返回電磁場(chǎng)繞阻另一端產(chǎn)生控制回路，使接點(diǎn)斷掉時(shí)候的火苗明顯減弱。
○因?yàn)橥舜啪�圈Lz作用是加速K的關(guān)閉。提升了觸點(diǎn)的振頻，減少了愉出電源電壓脈沖性。
○電力電容器C作用是在接觸點(diǎn)斷掉時(shí)，感生電動(dòng)勢(shì)對(duì)電容器充電，使火苗減少，可以延長(zhǎng)接觸點(diǎn)使用壽命，減少了無(wú)線電干擾。

（2）電子式發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器
電子調(diào)節(jié)器按所配套設(shè)施發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組的搭鐵方式不同可分為內(nèi)搭式與外搭鐵式。按器件的組合形式不同可分為分立元件式或集成電路芯片式。分立元件式控制器就是把二極管、三極管、穩(wěn)壓極管、電阻器、電容器等電子元器件電焊焊接在一塊印刷電路板上，隨后封裝形式在機(jī)殼內(nèi)。電子調(diào)節(jié)器品種繁多，但主要工作基本原理同樣。也是根據(jù)發(fā)電機(jī)直流電壓的改變，使穩(wěn)壓極管及時(shí)的通斷或截至，進(jìn)一步操縱大功率晶體管飽和狀態(tài)通斷與截至，接入或斷開(kāi)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電，使發(fā)電機(jī)直流電壓保持一致。

● JFT106型控制器
JFT106型控制器是分立元件外搭鐵式控制器。它和14V，750W發(fā)電機(jī)搭配使用。調(diào)整電壓為13.8~14.6V。

● JFT105型電子調(diào)節(jié)器
JFT105型電子調(diào)節(jié)器是分離出來(lái)元器件內(nèi)搭鐵式12V 控制器。該控制器作為國(guó)內(nèi)初期商品，內(nèi)部構(gòu)造非常簡(jiǎn)單，和內(nèi)搭鐵式硅整流發(fā)電機(jī)配套設(shè)施。

●集成電路芯片控制器
集成電路芯片式控制器一般是將集成電路芯片與部分不方便集成化電子元器件焊接在一起。工作原理與晶體三極管控制器同樣，這類控制器具有體積小、重量輕、調(diào)整精密度高等特點(diǎn)，可以將其裝到發(fā)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生一體式發(fā)電機(jī)。