无刷充电机的工作原理 发动机起动期间，发电机电压小于蓄电池电压时，整流二极管截止，发电机不能对外输出，由蓄电池供给磁场电流。路径为：蓄电池正极→点火开关SW(或点火继电器触点)→磁场烧组调节器→搭铁→蓄电池负极。 流入励磁绕组的电流，在励磁铁心中建立一个带状的磁通量。这个带状磁通量沿着各个导磁元件环行，在整个磁回路中，这个磁通量将在励磁绕组周围找到一个 磁阻的通道：励磁电流产生的磁力线通过励磁铁心(磁轭托架)→辅助气隙g1→转子N极→主气隙g→定子铁心→主气隙g→转子S极→辅助气隙g2→励磁铁心形成一个闭合的磁路系统。这种结构除转子爪极外径与定子内表面之间的气隙(称为主气隙)外，在闭合的磁路系统中，增加了两个有相对运动的径向附加气隙，使闭合回路的磁阻增大。所以必须通过增加磁场绕组的激磁安匝来补有效磁通量所减小的部分，才能保证无刷交流发电机的输出。 随着转子的旋转，使通过定子铁心的磁通量发生变化，定子绕组切割磁力线而产生感应电动势，定子绕组发出三相交流电压，通过三相桥式整流电路整流成直流。当转速达到1000r/min左右时，发电机应能正常发电并对外输出，经滤波电容C后输出28V直流电压，发电机电压大于蓄电池电压，发电机自励，并对蓄电池充电，或对其他负载供电。N端通过VD4、VD5、VD6中的一个硅管整流，与对地端形成半波整流电压，被称为中性点电压，其输出信号为14V直流脉动电压( 负载不能超过2A)，N端可用于接转速表。中性点电压除了直流成分外，还含有交流成分，且幅值随发电机的转速而变，与中性点相连的二极管(VD10、VD11)就称为中性点二极管。当中性点二极管的正极管(VD11)电位 或负极管(VD11)电位 时，中性二极管亦处于正向导通，可对外输出，能有效利用中性点电压来增加发电机的输出功率。实践证明，在交流发电机上安装中性二极管后，输出功率可增加10%～15%。 定子绕组的三相交流电压经三相全桥整流后，经调节器向励磁绕组供电。调节器以通/断方式调节励磁电流，使充电机的输出电压保持在(28±0.3)V范围内波动，给蓄电池浮充电。发电机调节器电路如图8-14中调节器部分所示，主要由3个电阻R1、R2、R3，2个三极管VT1、VT2和1个稳压管VR组成。R1、R2，为分压电阻，VT1为小功率三极管，接在大功率管的前一级，起功率放大作用，也称前级放大。三极管VT2为大功率三极管，其集电极与发电机磁场绕组相连，磁场绕组为VT2负载，VT2导通时，磁场电流接通反之磁场电流切断。因此，可以通过控制三极管VT2的导通与截止，改变磁场电流使发电机输出电压稳定。 稳压二极管VR是感受元件，其一端接三极管VT1的基极，另一端接分压电阻R1、R2、以组成电压检测电路，监测发电机电压的变化。当发电机的输出电压在分压电阻R1上的电压达到VR的设定电压时，VR击穿，VT1有基极电流使VT1导通，VT2截止，这就使发电机的F点不接地面切断了磁场绕组的电路，发电机电压便会下降。发电机电压下降时又使VR、VT1截止，VT2导通，发电机电压重又升高如此反复作用，使发电机端电压被控制在一定的范围内。 现在集成电路电压调节器也被广泛使用。用集成电路开发的电压调节器体积很小，可方便地安装在发电机的内部与发电机组成一个整体，称之为整体式交流发电机。集成电路调节器的基本工作原理与晶体管调节器完全一样，都是根据发电机的电压信号(输入信号)，利用三极管的开关特性控制发电机的磁场电流以此达到稳定发电机输出电压的目的。集成电路调节器有内、外搭铁之分，以外搭铁形式居多。

发电机与励磁电流的有关特性 一、直流发电机供电的励磁方法; 这种励磁方法的发电机具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组经过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机取得直流电流。这种励磁方法具有励磁电流独立，作业比较牢靠和削减自用电消耗量等长处，是曩昔几十年间发电机首要励磁方法，具有较老练的运转经历。缺陷是励磁调理速度较慢，保护作业量大，故在10MW以上的机组中很少选用。 二、沟通励磁机供电的励磁方法： 现代大容量发电机有的选用沟通励磁机供应励磁电流。沟通励磁机也装在发电机大轴上，它输出的沟通电流经整流后供应发电机转子励磁，此刻，发电机的励磁方法属他励磁方法，又因为选用停止的整流设备，故又称为他励停止励磁，沟通副励磁机供应励磁电流。沟通副励磁机可所以永磁机或是具有自励恒压设备的沟通发电机。为了更好的进步励磁调理速度，沟通励磁机一般选用100——200HZ的中频发电机，而沟通副励磁机则选用400——500HZ的中频发电机。这种发电机的直流励磁绕组和三相沟通绕组都绕在定子槽内，转子只要齿与槽而没有绕组，像个齿轮，因而，它没有电刷，滑环等滚动触摸部件，具有作业牢靠，结构相对比较简略，制作工艺便利等长处。缺陷是噪音较大，沟通电势的谐波重量也较大。 三、无励磁机的励磁方法： 在励磁方法中不设置专门的励磁机，而从发电机自身取得励磁电源，经整流后再供应发电机自身励磁，称自励式停止励磁。自励式停止励磁可分为自并励和自复励两种方法。自并励方法它经过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流，经整流后供应发电机励磁，这种励磁方法具有结简略，设备少，出资省和保护作业量少等长处。自复励磁方法除没有整流变压外，还设有串联在发电机定子回路的大功率电流互感器。这种互感器的作用是在发作短路时，给发电机供应较大的励磁电流，以补偿整流变压器输出的缺乏。这种励磁方法具有两种励磁电源，经过整流变压器取得的电压电源和经过串联变压器取得的电流源。 发电机与励磁电流的有关特性 1、电压的调理: 主动调理励磁体系可以看成为一个以电压为被调量的负反馈操控体系。无功负荷电流是形成发电机端电压下降的根本原因，当励磁电流不变时，发电机的端电压将随无功电流的增大而下降。可是为了满意用户对电能质量的要求，发电机的端电压应根本坚持不变，完成这一要求的方法是随无功电流的改动调理发电机的励磁电流。 2、无功功率的调理： 发电机与体系并联运转时，可以认为是与无限大容量电源的母线运转，要改动发电机励磁电流，感应电势和定子电流也跟着改动，此刻发电机的无功电流也跟着改动。当发电机与无限大容量体系并联运转时，为了改动发电机的无功功率，有必要调理发电机的励磁电流。此刻改动的发电机励磁电流并不是一般所说的“调压”，而是仅仅改动了送入体系的无功功率。 3、无功负荷的分配： 并联运转的发电机依据各自的额外容量，按份额进行无功电流的分配。大容量发电机应担负较多无功负荷，而容量较小的则负供应较少的无功负荷。为了完成无功负荷能主动分配，可以终究靠主动高压调理的励磁设备，改动发电机励磁电流保持其端电压不变，还可对发电机电压调理特性的倾斜度做调整，以完成并联运转发电机无功负荷的合理分配。

柴油发电机电压的允许变动范围 　　电压是柴油发电机稳定运行的影响因素之一，电压波动过大可能影响柴油发电机发电机的使用寿命，甚至直接损坏机器。电力系统符合的变动是正常的，因此，为了发电机稳定运行，应当保证电压的变动处于允许的范围内。 　　柴油发电机正常运行时，电压的变动范围是在额定电压±5%以内，此时发电机的额定容量可保持不变。即当电压降低5%时，定子电流可升高5%；而当电压升高5%时，定子电流应降低5%。 　　柴油发电机连续运行的 允许电压应遵循额定值的规定，但 电压不得大于额定值的110%，因为当电压过高运行时可能产生以下危险： 　　（1）转子励磁电流增加，可能使转子绕组温度超过允许值。若维持转子电流不变升高电压，则需降低出力。 　　（2）定子铁芯磁通密度增大，铁损增加，可能使定子铁芯和定子绕组温度超过允许值。 　　（3）由于定子铁芯磁通密度增大，铁芯饱和后发电机端部漏磁也会增加，会引起发电机的实体部分（如漏磁逸出轭部，绕穿机座某些结构部件如支持筋、机座，齿压板等）和支持端部的金属零件发生过热，造成事故。 　　（4）过电压运行对定子绕组绝缘（如存在绝缘薄弱点）有击穿危险。 　　柴油发电机的 运行电压应根据稳定的要求来确定，一般不应低于额定值的90%。电压过低造成的危害是： 　　（1）引起系统并列运行稳定性问题和发电机本身励磁调节稳定性问题。当发电机电压低于95%以下运行时（一般到90%），会使系统并列运行稳定度大大降低，因为此时由于励磁电流的减少使定子磁场和转子磁场拉力减少，很容易产生失步和振荡。 　　（2）定子绕组温度可能升高。在电压降低时若要保持出力不变，必需增加定子电流。当电压降低到额定值的95%时，定子电流长期允许值不得超过额定值的105%。 　　（3）引起厂用电动机和用户电动机运行情况恶化。因为电动机力矩与电压平方成正比，电压下降使电动机力矩大为下降，引起电动机电流增大而发热。 　　对于不同场所中使用的柴油发电机，使用单位要根据发电机的运行状况，制定柴油发电机具体的电压控制规程，做好发电机电压变动的控制工作，为柴油发电机的可靠运行提供一份安心的保障。