無刷充電機的工作原理 發動機起動期間，發電機電壓小于蓄電池電壓時，整流二極管截止，發電機不能對外輸出，由蓄電池供給磁場電流。路徑為：蓄電池正極→點火開關SW(或點火繼電器觸點)→磁場燒組調節器→搭鐵→蓄電池負極。 流入勵磁繞組的電流，在勵磁鐵心中建立一個帶狀的磁通量。這個帶狀磁通量沿著各個導磁元件環行，在整個磁回路中，這個磁通量將在勵磁繞組周圍找到一個 磁阻的通道：勵磁電流產生的磁力線通過勵磁鐵心(磁軛托架)→輔助氣隙g1→轉子N極→主氣隙g→定子鐵心→主氣隙g→轉子S極→輔助氣隙g2→勵磁鐵心形成一個閉合的磁路系統。這種結構除轉子爪極外徑與定子內表面之間的氣隙(稱為主氣隙)外，在閉合的磁路系統中，增加了兩個有相對運動的徑向附加氣隙，使閉合回路的磁阻增大。所以必須通過增加磁場繞組的激磁安匝來補有效磁通量所減小的部分，才能保證無刷交流發電機的輸出。 隨著轉子的旋轉，使通過定子鐵心的磁通量發生變化，定子繞組切割磁力線而產生感應電動勢，定子繞組發出三相交流電壓，通過三相橋式整流電路整流成直流。當轉速達到1000r/min左右時，發電機應能正常發電并對外輸出，經濾波電容C后輸出28V直流電壓，發電機電壓大于蓄電池電壓，發電機自勵，并對蓄電池充電，或對其他負載供電。N端通過VD4、VD5、VD6中的一個硅管整流，與對地端形成半波整流電壓，被稱為中性點電壓，其輸出信號為14V直流脈動電壓( 負載不能超過2A)，N端可用于接轉速表。中性點電壓除了直流成分外，還含有交流成分，且幅值隨發電機的轉速而變，與中性點相連的二極管(VD10、VD11)就稱為中性點二極管。當中性點二極管的正極管(VD11)電位 或負極管(VD11)電位 時，中性二極管亦處于正向導通，可對外輸出，能有效利用中性點電壓來增加發電機的輸出功率。實踐證明，在交流發電機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三相全橋整流后，經調節器向勵磁繞組供電。調節器以通/斷方式調節勵磁電流，使充電機的輸出電壓保持在(28±0.3)V范圍內波動，給蓄電池浮充電。發電機調節器電路如圖8-14中調節器部分所示，主要由3個電阻R1、R2、R3，2個三極管VT1、VT2和1個穩壓管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，起功率放大作用，也稱前級放大。三極管VT2為大功率三極管，其集電極與發電機磁場繞組相連，磁場繞組為VT2負載，VT2導通時，磁場電流接通反之磁場電流切斷。因此，可以通過控制三極管VT2的導通與截止，改變磁場電流使發電機輸出電壓穩定。 穩壓二極管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、以組成電壓檢測電路，監測發電機電壓的變化。當發電機的輸出電壓在分壓電阻R1上的電壓達到VR的設定電壓時，VR擊穿，VT1有基極電流使VT1導通，VT2截止，這就使發電機的F點不接地面切斷了磁場繞組的電路，發電機電壓便會下降。發電機電壓下降時又使VR、VT1截止，VT2導通，發電機電壓重又升高如此反復作用，使發電機端電壓被控制在一定的范圍內。 現在集成電路電壓調節器也被廣泛使用。用集成電路開發的電壓調節器體積很小，可方便地安裝在發電機的內部與發電機組成一個整體，稱之為整體式交流發電機。集成電路調節器的基本工作原理與晶體管調節器完全一樣，都是根據發電機的電壓信號(輸入信號)，利用三極管的開關特性控制發電機的磁場電流以此達到穩定發電機輸出電壓的目的。集成電路調節器有內、外搭鐵之分，以外搭鐵形式居多。

交流發電機和發電機組額定值的定義 交流發電機上的kVA額定值主要受繞組絕緣系統的熱能力控制 交流發電機的額定值定義了其向連接負載提供電力的能力。額定值以kVA為單位，并且是在發電機組應用中交流發電機選型的起點。雖然在選型和選擇過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、行業中使用的術語以及這如何為協助GOEM為其發電機組選擇合適的交流發電機提供信息。 交流發電機額定值 交流發電機的kVA額定值主要取決于繞組絕緣系統的熱容量和所需的預期使用壽命。對于給定的使用壽命，絕緣等級越高，交流發電機運行時的熱量越高。 下表列出了用于對絕緣系統的性能進行分類的字母和相應的標稱工作溫度。 現代繞組絕緣的行業標準是低壓系統為H級（<1kV），中壓和高壓系統為F級（>1kV）。 然而，應該注意的是，分配給絕緣系統等級的字母不一定與交流發電機額定的溫升等級相同。如果交流發電機上的kVA額定值導致運行溫度低于絕緣系統的標稱容量，則運行壽命會延長。相反，如果kVA額定值導致高于絕緣系統標稱能力的工作溫度，則工作壽命會縮短。 這兩種情況都是可接受的運行條件，但是在為特定應用選擇交流發電機時，必須考慮交流發電機繞組的預期壽命。 示例：備用電源與主電源應用 在典型的備用電源應用（例如醫院）中，每年的運行時間很可能少于200小時。在安裝的整個生命周期內，例如15年，這相當于總共多3000小時運行時間。鑒于運行時間相對較低，交流發電機可以在更高的溫度下運行，因此額定值相對較高。 出于這個原因，客戶將在備用應用的交流發電機上達到kVA額定值峰值。 然而，在連續運行的應用中，例如嵌入式發電方案，運行時間可能高達每年8000小時。這相當于在同樣的15年期間運行超過120000小時。在這種情況下，繞組的溫度必須使用相對較低的kVA額定值來降低。 因此，客戶的交流發電機將達到F級甚至B級kVA額定值。 熱損傷曲線說明絕緣壽命隨工作溫度的變化，并與其他工具結合使用，以便在為特定發電應用的交流發電機指定額定值時做出選型和選擇決定。 發電機組額定值 發電機組額定值原理引入了備用和主電源應用的概念。在ISO8528-1的指導下，發電機組額定值的定義按應用分為四個類別。 ■ 應急備用電源，（ESP額定值） ■ 限時主電源，（LTP額定值） ■ 主要額定功率，（PRP額定值） ■ 連續運行功率，（COP額定值） 每個定義都規定了以下標準： ■ 負載類型 其中包括可變負載，即負載循環的幅度和持續時間不同，另外還有恒定負載，即負載保持恒定水平，但負載循環的持續時間可能會有所不同。 ■ 每年運行小時數 將平均負載水平與發電機組的指定額定值進行比較，并表示為額定kVA的百分比。發電機組必須能夠在規定的小時數中在平均負載水平運行。 ■ 過載要求 過載能力表示可在指定的持續時間內高于指定kVA額定值的百分比。 交流發電機額定值的術語和定義因行業而異，與發電機組使用的術語和定義不一致。交流發電機的定義以國際標準ISO 8528-3、IEC 60034-1和一些全國標準（如NEMA MG 1-32（北美））為指導，這些標準本身引入了進一步的變化。 下表總結了根據ISO 8528-1對發電機組的定義以及ISO 8528-3和IEC 60034-1對交流發電機的定義。盡管存在差異，但該表顯示了如何匹配交流發電機與發電機組的額定值和運行負荷。 需要注意的是，與標準相比，GOEM可能決定提供更高水平的性能，例如更高的平均負載或更長的運行時間。 在將交流發電機與發電機組額定值和應用相匹配時，需要考慮到這一點。