無(wú)刷充電機(jī)的工作原理 發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間，發(fā)電機(jī)電壓小于蓄電池電壓時(shí)，整流二極管截止，發(fā)電機(jī)不能對(duì)外輸出，由蓄電池供給磁場(chǎng)電流。路徑為：蓄電池正極→點(diǎn)火開(kāi)關(guān)SW(或點(diǎn)火繼電器觸點(diǎn))→磁場(chǎng)燒組調(diào)節(jié)器→搭鐵→蓄電池負(fù)極。 流入勵(lì)磁繞組的電流，在勵(lì)磁鐵心中建立一個(gè)帶狀的磁通量。這個(gè)帶狀磁通量沿著各個(gè)導(dǎo)磁元件環(huán)行，在整個(gè)磁回路中，這個(gè)磁通量將在勵(lì)磁繞組周圍找到一個(gè) 磁阻的通道：勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁力線通過(guò)勵(lì)磁鐵心(磁軛托架)→輔助氣隙g1→轉(zhuǎn)子N極→主氣隙g→定子鐵心→主氣隙g→轉(zhuǎn)子S極→輔助氣隙g2→勵(lì)磁鐵心形成一個(gè)閉合的磁路系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)除轉(zhuǎn)子爪極外徑與定子內(nèi)表面之間的氣隙(稱為主氣隙)外，在閉合的磁路系統(tǒng)中，增加了兩個(gè)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的徑向附加氣隙，使閉合回路的磁阻增大。所以必須通過(guò)增加磁場(chǎng)繞組的激磁安匝來(lái)補(bǔ)有效磁通量所減小的部分，才能保證無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)的輸出。 隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，使通過(guò)定子鐵心的磁通量發(fā)生變化，定子繞組切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，定子繞組發(fā)出三相交流電壓，通過(guò)三相橋式整流電路整流成直流。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到1000r/min左右時(shí)，發(fā)電機(jī)應(yīng)能正常發(fā)電并對(duì)外輸出，經(jīng)濾波電容C后輸出28V直流電壓，發(fā)電機(jī)電壓大于蓄電池電壓，發(fā)電機(jī)自勵(lì)，并對(duì)蓄電池充電，或?qū)ζ渌?fù)載供電。N端通過(guò)VD4、VD5、VD6中的一個(gè)硅管整流，與對(duì)地端形成半波整流電壓，被稱為中性點(diǎn)電壓，其輸出信號(hào)為14V直流脈動(dòng)電壓( 負(fù)載不能超過(guò)2A)，N端可用于接轉(zhuǎn)速表。中性點(diǎn)電壓除了直流成分外，還含有交流成分，且幅值隨發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速而變，與中性點(diǎn)相連的二極管(VD10、VD11)就稱為中性點(diǎn)二極管。當(dāng)中性點(diǎn)二極管的正極管(VD11)電位 或負(fù)極管(VD11)電位 時(shí)，中性二極管亦處于正向?qū)ǎ蓪?duì)外輸出，能有效利用中性點(diǎn)電壓來(lái)增加發(fā)電機(jī)的輸出功率。實(shí)踐證明，在交流發(fā)電機(jī)上安裝中性二極管后，輸出功率可增加10%～15%。 定子繞組的三相交流電壓經(jīng)三相全橋整流后，經(jīng)調(diào)節(jié)器向勵(lì)磁繞組供電。調(diào)節(jié)器以通/斷方式調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，使充電機(jī)的輸出電壓保持在(28±0.3)V范圍內(nèi)波動(dòng)，給蓄電池浮充電。發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器電路如圖8-14中調(diào)節(jié)器部分所示，主要由3個(gè)電阻R1、R2、R3，2個(gè)三極管VT1、VT2和1個(gè)穩(wěn)壓管VR組成。R1、R2，為分壓電阻，VT1為小功率三極管，接在大功率管的前一級(jí)，起功率放大作用，也稱前級(jí)放大。三極管VT2為大功率三極管，其集電極與發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組相連，磁場(chǎng)繞組為VT2負(fù)載，VT2導(dǎo)通時(shí)，磁場(chǎng)電流接通反之磁場(chǎng)電流切斷。因此，可以通過(guò)控制三極管VT2的導(dǎo)通與截止，改變磁場(chǎng)電流使發(fā)電機(jī)輸出電壓穩(wěn)定。 穩(wěn)壓二極管VR是感受元件，其一端接三極管VT1的基極，另一端接分壓電阻R1、R2、以組成電壓檢測(cè)電路，監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)電壓的變化。當(dāng)發(fā)電機(jī)的輸出電壓在分壓電阻R1上的電壓達(dá)到VR的設(shè)定電壓時(shí)，VR擊穿，VT1有基極電流使VT1導(dǎo)通，VT2截止，這就使發(fā)電機(jī)的F點(diǎn)不接地面切斷了磁場(chǎng)繞組的電路，發(fā)電機(jī)電壓便會(huì)下降。發(fā)電機(jī)電壓下降時(shí)又使VR、VT1截止，VT2導(dǎo)通，發(fā)電機(jī)電壓重又升高如此反復(fù)作用，使發(fā)電機(jī)端電壓被控制在一定的范圍內(nèi)。 現(xiàn)在集成電路電壓調(diào)節(jié)器也被廣泛使用。用集成電路開(kāi)發(fā)的電壓調(diào)節(jié)器體積很小，可方便地安裝在發(fā)電機(jī)的內(nèi)部與發(fā)電機(jī)組成一個(gè)整體，稱之為整體式交流發(fā)電機(jī)。集成電路調(diào)節(jié)器的基本工作原理與晶體管調(diào)節(jié)器完全一樣，都是根據(jù)發(fā)電機(jī)的電壓信號(hào)(輸入信號(hào))，利用三極管的開(kāi)關(guān)特性控制發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)電流以此達(dá)到穩(wěn)定發(fā)電機(jī)輸出電壓的目的。集成電路調(diào)節(jié)器有內(nèi)、外搭鐵之分，以外搭鐵形式居多。

交流發(fā)電機(jī)和發(fā)電機(jī)組額定值的定義 交流發(fā)電機(jī)上的kVA額定值主要受繞組絕緣系統(tǒng)的熱能力控制 交流發(fā)電機(jī)的額定值定義了其向連接負(fù)載提供電力的能力。額定值以kVA為單位，并且是在發(fā)電機(jī)組應(yīng)用中交流發(fā)電機(jī)選型的起點(diǎn)。雖然在選型和選擇過(guò)程中還必須考慮其他因素，但本文討論的主題包括額定值和占空比的定義、行業(yè)中使用的術(shù)語(yǔ)以及這如何為協(xié)助GOEM為其發(fā)電機(jī)組選擇合適的交流發(fā)電機(jī)提供信息。 交流發(fā)電機(jī)額定值 交流發(fā)電機(jī)的kVA額定值主要取決于繞組絕緣系統(tǒng)的熱容量和所需的預(yù)期使用壽命。對(duì)于給定的使用壽命，絕緣等級(jí)越高，交流發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的熱量越高。 下表列出了用于對(duì)絕緣系統(tǒng)的性能進(jìn)行分類的字母和相應(yīng)的標(biāo)稱工作溫度。 現(xiàn)代繞組絕緣的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是低壓系統(tǒng)為H級(jí)（<1kV），中壓和高壓系統(tǒng)為F級(jí)（>1kV）。 然而，應(yīng)該注意的是，分配給絕緣系統(tǒng)等級(jí)的字母不一定與交流發(fā)電機(jī)額定的溫升等級(jí)相同。如果交流發(fā)電機(jī)上的kVA額定值導(dǎo)致運(yùn)行溫度低于絕緣系統(tǒng)的標(biāo)稱容量，則運(yùn)行壽命會(huì)延長(zhǎng)。相反，如果kVA額定值導(dǎo)致高于絕緣系統(tǒng)標(biāo)稱能力的工作溫度，則工作壽命會(huì)縮短。 這兩種情況都是可接受的運(yùn)行條件，但是在為特定應(yīng)用選擇交流發(fā)電機(jī)時(shí)，必須考慮交流發(fā)電機(jī)繞組的預(yù)期壽命。 示例：備用電源與主電源應(yīng)用 在典型的備用電源應(yīng)用（例如醫(yī)院）中，每年的運(yùn)行時(shí)間很可能少于200小時(shí)。在安裝的整個(gè)生命周期內(nèi)，例如15年，這相當(dāng)于總共多3000小時(shí)運(yùn)行時(shí)間。鑒于運(yùn)行時(shí)間相對(duì)較低，交流發(fā)電機(jī)可以在更高的溫度下運(yùn)行，因此額定值相對(duì)較高。 出于這個(gè)原因，客戶將在備用應(yīng)用的交流發(fā)電機(jī)上達(dá)到kVA額定值峰值。 然而，在連續(xù)運(yùn)行的應(yīng)用中，例如嵌入式發(fā)電方案，運(yùn)行時(shí)間可能高達(dá)每年8000小時(shí)。這相當(dāng)于在同樣的15年期間運(yùn)行超過(guò)120000小時(shí)。在這種情況下，繞組的溫度必須使用相對(duì)較低的kVA額定值來(lái)降低。 因此，客戶的交流發(fā)電機(jī)將達(dá)到F級(jí)甚至B級(jí)kVA額定值。 熱損傷曲線說(shuō)明絕緣壽命隨工作溫度的變化，并與其他工具結(jié)合使用，以便在為特定發(fā)電應(yīng)用的交流發(fā)電機(jī)指定額定值時(shí)做出選型和選擇決定。 發(fā)電機(jī)組額定值 發(fā)電機(jī)組額定值原理引入了備用和主電源應(yīng)用的概念。在ISO8528-1的指導(dǎo)下，發(fā)電機(jī)組額定值的定義按應(yīng)用分為四個(gè)類別。 ■ 應(yīng)急備用電源，（ESP額定值） ■ 限時(shí)主電源，（LTP額定值） ■ 主要額定功率，（PRP額定值） ■ 連續(xù)運(yùn)行功率，（COP額定值） 每個(gè)定義都規(guī)定了以下標(biāo)準(zhǔn)： ■ 負(fù)載類型 其中包括可變負(fù)載，即負(fù)載循環(huán)的幅度和持續(xù)時(shí)間不同，另外還有恒定負(fù)載，即負(fù)載保持恒定水平，但負(fù)載循環(huán)的持續(xù)時(shí)間可能會(huì)有所不同。 ■ 每年運(yùn)行小時(shí)數(shù) 將平均負(fù)載水平與發(fā)電機(jī)組的指定額定值進(jìn)行比較，并表示為額定kVA的百分比。發(fā)電機(jī)組必須能夠在規(guī)定的小時(shí)數(shù)中在平均負(fù)載水平運(yùn)行。 ■ 過(guò)載要求 過(guò)載能力表示可在指定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)高于指定kVA額定值的百分比。 交流發(fā)電機(jī)額定值的術(shù)語(yǔ)和定義因行業(yè)而異，與發(fā)電機(jī)組使用的術(shù)語(yǔ)和定義不一致。交流發(fā)電機(jī)的定義以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 8528-3、IEC 60034-1和一些全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)（如NEMA MG 1-32（北美））為指導(dǎo)，這些標(biāo)準(zhǔn)本身引入了進(jìn)一步的變化。 下表總結(jié)了根據(jù)ISO 8528-1對(duì)發(fā)電機(jī)組的定義以及ISO 8528-3和IEC 60034-1對(duì)交流發(fā)電機(jī)的定義。盡管存在差異，但該表顯示了如何匹配交流發(fā)電機(jī)與發(fā)電機(jī)組的額定值和運(yùn)行負(fù)荷。 需要注意的是，與標(biāo)準(zhǔn)相比，GOEM可能決定提供更高水平的性能，例如更高的平均負(fù)載或更長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間。 在將交流發(fā)電機(jī)與發(fā)電機(jī)組額定值和應(yīng)用相匹配時(shí)，需要考慮到這一點(diǎn)。