交流發(fā)電機(jī)原理和應(yīng)用

    隨著汽車技術(shù)的進(jìn)步，汽車的用電量越來越高。20年前，中級轎車的發(fā)電機(jī)輸出功率一般只有500瓦左右，現(xiàn)在一般中級轎車發(fā)電機(jī)都在1000瓦左右。發(fā)電機(jī)功率的增加是隨著車上用電設(shè)備增加而增加的。現(xiàn)在汽車上的發(fā)電機(jī)都是風(fēng)冷式發(fā)電機(jī)，由皮帶輪后的風(fēng)扇吹風(fēng)進(jìn)入機(jī)殼進(jìn)行冷卻。在現(xiàn)有風(fēng)冷式發(fā)電機(jī)構(gòu)造的限制下，功率的增加必然會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)體積的加大。  
    同時，為增大冷卻程度加大風(fēng)扇尺寸又會使噪聲增大。針對現(xiàn)有發(fā)電機(jī)與用電量增大出現(xiàn)的矛盾，有人提出了水冷式交流發(fā)電機(jī)的解決方案。 
    水冷式交流發(fā)電機(jī)利用水來代替風(fēng)扇進(jìn)行冷卻。交流發(fā)電機(jī)主要的發(fā)熱部位是定子，水冷式交流發(fā)電機(jī)重點冷卻部分就是定子及線圈繞組。發(fā)電機(jī)的前端蓋和后端蓋用鋁材制造，開有水道槽。定子及線圈繞組用合成樹脂固定密封，定子與轉(zhuǎn)子之間有鋁質(zhì)圍板與水道隔離。水道與進(jìn)水管和出水管連通，進(jìn)水管和出水管分別與發(fā)動機(jī)冷卻水系統(tǒng)連通。 
    這樣，當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，冷卻水在發(fā)動機(jī)水泵的帶動下循環(huán)流動，通過發(fā)電機(jī)殼體，可以有效地冷卻定子線圈繞組、定子鐵芯，同時也冷卻轉(zhuǎn)子、內(nèi)藏式調(diào)節(jié)器和軸承等其它發(fā)熱零部件。  
    水冷式交流發(fā)電機(jī)與風(fēng)冷式交流發(fā)電機(jī)相比，內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜了，防漏密封要求提高了，成本也會增加。同時因聯(lián)接水管的問題，安裝布置也受到諸多限制，自由度減少了。但是，水冷式交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電及低噪聲性能，是風(fēng)冷式交流發(fā)電機(jī)無法比擬的。  
    首先，水冷式交流發(fā)電機(jī)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”，即超過所謂“0安培速度”之后才會有電流產(chǎn)生，電流上升到一定程度才能充電。在哪個轉(zhuǎn)速以上才出現(xiàn)“拐點”和達(dá)到可充電電流與勵磁電流的大小相關(guān)。  
    由于水冷式交流發(fā)電機(jī)大幅度抑制了定子、轉(zhuǎn)子及調(diào)節(jié)器的溫升，可以相應(yīng)提高勵磁電流，勵磁電流越大輸出電壓也越高，因此當(dāng)水冷式交流發(fā)電機(jī)低速轉(zhuǎn)動時也會有良好的充電表現(xiàn)，這種低速充電性能對城市用車的正常使用相當(dāng)重要。 
    第二，水冷式交流發(fā)電機(jī)具有低噪聲。由于省略了風(fēng)扇，所以不存在發(fā)電機(jī)風(fēng)扇發(fā)出的噪聲。據(jù)介紹在3500轉(zhuǎn)/分時，水冷式交流發(fā)電機(jī)與風(fēng)冷式交流發(fā)電機(jī)相比，噪聲要低15分貝。  

    水冷式交流發(fā)電機(jī)的優(yōu)點被看好，認(rèn)為是汽車發(fā)電機(jī)的發(fā)展方向。有人認(rèn)為在12伏特汽車中，2500瓦以下適宜用風(fēng)冷式交流發(fā)電機(jī)，2500瓦以上或者42伏特電系適宜用水冷式交流發(fā)電機(jī)。

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