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交流发电机原理和应用

随着汽车技术的进步,汽车的用电量越来越高。20年前,中级轿车的发电机输出功率一般只有500瓦左右,现在一般中级轿车发电机都在1000瓦左右。发电机功率的增加是随着车上用电设备增加而增加的。现在汽车上的发电机都是风冷式发电机,由皮带轮后的风扇吹风进入机壳进行冷却。在现有风冷式发电机构造的限制下,功率的增加必然会导致发电机体积的加大。交流发电机原理和应用由翼中动力整理发布。 

同时,为增大冷却程度加大风扇尺寸又会使噪声增大。针对现有发电机与用电量增大出现的矛盾,有人提出了水冷式交流发电机的解决方案。

水冷式交流发电机利用水来代替风扇进行冷却。交流发电机主要的发热部位是定子,水冷式交流发电机重点冷却部分就是定子及线圈绕组。发电机的前端盖和后端盖用铝材制造,开有水道槽。定子及线圈绕组用合成树脂固定密封,定子与转子之间有铝质围板与水道隔离。水道与进水管和出水管连通,进水管和出水管分别与发动机冷却水系统连通。

这样,当发动机运转时,冷却水在发动机水泵的带动下循环流动,通过发电机壳体,可以有效地冷却定子线圈绕组、定子铁芯,同时也冷却转子、内藏式调节器和轴承等其它发热零部件。 

水冷式交流发电机与风冷式交流发电机相比,内部构造复杂了,防漏密封要求提高了,成本也会增加。同时因联接水管的问题,安装布置也受到诸多限制,自由度减少了。但是,水冷式交流发电机的发电及低噪声性能,是风冷式交流发电机无法比拟的。 

首先,水冷式交流发电机具有良好的低速充电特性。我们知道,在交流发电机的电流特性曲线上有一个“拐点”,即超过所谓“0安培速度”之后才会有电流产生,电流上升到一定程度才能充电。在哪个转速以上才出现“拐点”和达到可充电电流与励磁电流的大小相关。 

由于水冷式交流发电机大幅度抑制了定子、转子及调节器的温升,可以相应提高励磁电流,励磁电流越大输出电压也越高,因此当水冷式交流发电机低速转动时也会有良好的充电表现,这种低速充电性能对城市用车的正常使用相当重要。

第二,水冷式交流发电机具有低噪声。由于省略了风扇,所以不存在发电机风扇发出的噪声。据介绍在3500转/分时,水冷式交流发电机与风冷式交流发电机相比,噪声要低15分贝。 

水冷式交流发电机的优点被看好,认为是汽车发电机的发展方向。有人认为在12伏特汽车中,2500瓦以下适宜用风冷式交流发电机,2500瓦以上或者42伏特电系适宜用水冷式交流发电机。


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