『老侯解车』发电机在皮带断裂情况下还有励磁吗——说说汽车发电机的励磁原理
今天看到群里面有人在讨论 ， 说汽车的发电机皮带断了 ， 这种情况启动发动机 ， 发电机中还有励磁吗？很多人都说在发电机不转的情况下是不励磁的 ， 其实这种说法是错误的 ， 车用发电机没有皮带的情况下着车 ， 电机是有磁性的 。 他们之所以说没有 ， 是没有弄明白汽车发电机的励磁原理 。 下面我来简单说说汽车发电机的励磁原理 。
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汽车上所用的发电机学名为“三相同步交流发电机” ， 它的主要结构是由转子、定子、电刷与滑环机构、三相桥式整流器、轴承、风扇和前后端盖等组成 ， 其中转子用来产生磁场 ， 定子线圈切割转子的磁力线产生电流 ， 输出三相交流电 ， 然后由硅二极管整流器将三相交流电转变成直流脉动电压 ， 提供给汽车上各用电器使用 ， 多余的电能储存在蓄电池中 。 这就是发电机的简单工作原理 。
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那么转子中的磁场是如何产生的呢？首先我们来看看转子的结构 。 发电机转子是由两块爪极、励磁绕组、转子轴和滑环等组成 。 两块爪极各具有相等数量的鸟嘴形磁极（一般是六对） ， 它们压装在转子轴上 。 在两对爪极之间的空腔内装有导磁用的铁芯 ， 称为磁轭 ， 在磁轭上面绕有励磁绕组 。 励磁绕组的两端分别焊接在彼此绝缘的两个滑环上 ， 滑环与安装在后端盖上的碳刷相接 。
【『老侯解车』发电机在皮带断裂情况下还有励磁吗——说说汽车发电机的励磁原理】
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当碳刷与直流电源接通时 ， 便会有电流通过励磁绕组（这个电流称为发电机励磁电流） ， 根据物理定律“通电的导体周围会产生磁场” ， 在励磁绕组周围就会产生磁场 ， 磁场的方向可以根据安培定则来判断 ， 磁轭的作用是增强磁场强度 ， 这样就使得两块爪极中的一块磁化为N极 ， 另一块磁化为S极 ， 从而形成了六对互相交错的N、S磁极 ， 转子中的磁场就是这样产生的 。 由于电瓶的正负极是固定的 ， 励磁绕组中电流的方向也是固定不变的 ， 所以转子中的磁场方向和爪极的N、S极也是固定的 。 磁场的强度与励磁电流的大小有关 ， 一般励磁电流越大 ， 磁场强度越高 。
所以 ， 只要汽车的点火开关打开 ， 蓄电池的电压就会通过发电机调节器加载在电刷上 ， 然后通过滑环使直流电通过励磁绕组 ， 从而产生磁场 。 即使是发电机皮带断裂、发动机无法带动发电机运转 ， 此时的发电机内部转子上也是有磁场的 。 此时的发电机的励磁电流完全是由电瓶提供的 ， 磁场大小是固定的 ， 磁场强度与电瓶的电压有关 ， 电压越高、电瓶电量越足 ， 磁场强度越大 。 这种完全由蓄电池提供励磁电流的方法称为“他励” ， 在发电机低速运转时由蓄电池来提供初始励磁电流 。
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如果发电机皮带没有断裂 ， 在发动机曲轴的带动下正常运转 ， 那么发电机转子高速运转 ， 产生一个旋转的磁场 ， 定子线圈切割磁力线产生电流 ， 即发电机正常发电 。 当发电机输出电压高于蓄电池电压时 ， 就自动的切换为由发电机向磁场绕组供电 。 这种由发电机自己发电、给自己提供励磁电流的方法称为“自励” 。 一般发电机只有在启动阶段需要蓄电池提供励磁电流 ， 等发动机启动后 ， 即使在怠速状态下 ， 发电机也可以实现自励 。
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如果发电机不用他励 ， 完全用自励行不行呢？答案是不行的 。 因为发电机发电需要线圈切割磁力线 ， 如果没有他励 ， 转子没有励磁电流 ， 就不会产生磁场 ， 此时即使发动机高速运转 ， 定子线圈也不会切割磁力线 ， 发电机就不会发电 ， 励磁绕组中始终没有电流通过 ， 也就一直没有磁场 ， 发电机始终不发电 ， 处于空转状态 。 只有在启动初期 ， 发电机转速较低的情况下 ， 由蓄电池提供励磁电流 ， 才可以让发电机迅速发电 ， 然后快速达到自励状态 ， 进入良性循环 。 事实上 ， 很多发电机不发电的原因都是因为没有励磁电流造成的 ， 而发电机的定子和转子线圈极少发生故障 。
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