交流發電機(jī)原理和應用
隨著汽車技術的進(jìn)步,汽(qì)車的用電量(liàng)越來越高。20年前,中級(jí)轎車(chē)的發電機輸出功率一(yī)般隻有500瓦左右,現在(zài)一(yī)般中級轎車發(fā)電機都在1000瓦左右。發(fā)電機功率的增加是隨著車上用電設備增加而增加(jiā)的。現在汽車上的發電機都是(shì)風冷式發電機,由皮帶輪後的風扇吹風進入機殼進(jìn)行冷卻。在現有(yǒu)風冷式發電機構造的限(xiàn)製下,功率的增加必(bì)然會導致發電機體積的加大(dà)。
同時,為增大冷卻程度加(jiā)大風扇尺寸又會使噪聲增大。針對現有發電機與用電量(liàng)增大(dà)出(chū)現的矛盾,有(yǒu)人提出了水冷(lěng)式交流發電機(jī)的解決方案。
水冷式交流發電機利用(yòng)水來代替風扇進行冷卻。交(jiāo)流(liú)發電機主要的發熱部(bù)位是定子,水(shuǐ)冷式交流發電機(jī)重點冷卻部分就是定子及線圈繞組。發電機的前端蓋和後端蓋用鋁材製造,開有水道槽。定子(zǐ)及線圈繞組用合成樹脂固定密封,定子與轉子之間有鋁質圍板與水道隔離。水(shuǐ)道與進水管和出水(shuǐ)管連通,進水管和出水管分別與發動(dòng)機冷卻水係統連通。
這樣,當發動機運轉時,冷卻水在發動機水泵的帶動下循(xún)環流動,通過發電機殼體,可以有效地冷卻定子線圈繞組、定(dìng)子鐵芯,同時也冷卻轉子、內藏式調節器和軸(zhóu)承等其它發熱零部件。
水冷式交流(liú)發電(diàn)機與風冷式(shì)交流發電機相比,內部構造複雜了,防漏密封要求提高了,成(chéng)本也會增加。同時因聯接水管的問題,安裝(zhuāng)布置也受到諸多限製,自由度減(jiǎn)少了。但(dàn)是,水冷式交(jiāo)流發電機的發(fā)電及(jí)低噪聲性能,是風冷式交流(liú)發電機無法比擬的。
首先,水冷式交流發電機具有良好的低速充電特性。我們知道,在交流發(fā)電機(jī)的電流特性曲線上有一個“拐點(diǎn)”,即超過所謂“0安培速度”之後才會有電流產生,電流上升到一定程度才能充電。在哪個轉速以上才出現(xiàn)“拐點”和達到(dào)可充電(diàn)電流與勵磁電流的大小相關。
由於水冷式交流發電機大幅度抑製了定子、轉子及調節器的溫升,可以相應提高勵磁(cí)電流(liú),勵磁(cí)電流越大輸出電壓也越高,因此當水冷式交流發電機低速轉動時也會有良好的充電表現,這種低(dī)速充電(diàn)性能對城市用車(chē)的正常使用相當重要。
第二,水冷式交流(liú)發電機具有低噪聲(shēng)。由於省略了風扇(shàn),所以不存在發電(diàn)機風扇發出的噪(zào)聲。據介紹在3500轉/分時,水冷式交流發電機與風冷式交流發(fā)電機相(xiàng)比,噪聲要低15分貝。
水冷式交流發電機的優點被看(kàn)好,認為是汽(qì)車發電機(jī)的發展方向(xiàng)。有人認為在12伏特汽車中,2500瓦以下適宜用風冷式交流發電機,2500瓦以上或者42伏特電係適宜用水冷式交流發電機(jī)。
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