发电机是充电系统中最重要的部件。其发电原理是根据电磁感应理论,即当导体在垂直于磁场的方向上做切割磁感线的运动时,导体的两端就会产生电动势。若导体处于闭合回路中,则电路中会有电流通过。 同理,若导体是静止的,而磁场是旋转变化的,则导体同样会感应出电动势,其闭合回路也会有电流产生,如图15-10所示。
如果将图15-10中处于磁场中的导体改为三个绕组线圈,且相互间隔120°,同时把条形磁铁改为带铁心和线圈的电磁铁,那么在三个绕组的输出端,将会得到一个强大而且变化的交流电压,汽车发电机就是利用这种原理来发电的。
汽车发电机的三相定子绕组一般为星形联结,如图15-11所示。当励磁电流通过碳刷和滑环将直流电压作用于励磁绕组的两端时,在其周围产生磁场,使转子轴上的两个爪极被磁化,一个是N极,一个是S极。转子爪极的磁感线从转子的N极出发,穿过转子与定子之间很小的气隙进入定子铁心,最后又经过空气隙回到相邻的S极,并通过磁轭构成了磁回路。当转子旋转时,由于定子绕组与磁感线有相对的切割运动,所以在三相绕组中就会产生频率相同、幅值相等、相位间隔120°的电动势。由于转子的磁极呈三角形,所以定子绕组感应出的交流电动势波形近似于正弦曲线,如图15-12所示。
整流原理：
二极管具有单向导通的特性,在由二极管组成的桥式电路中,交流电都被转换为直流电,这种二极管桥式整流电路也称全波整流电路。在三相桥式全波整流电路中,三个正二极管的正极引出线分别与相绕组的首端相连。如图15-13所示,如果在某一时刻,U1绕组电压最高,V1绕组电压最低,则电流从U1出发经二极管VD1到负载R,经二极管VD5返回V1绕组。依此类推,六只二极管中总有两只极管导通,在负载R上就会得到一个持续的平稳的脉动直流电压。相关二极管导通后所产生的电压与二极管的对应关系如图15-14所示。
中性点电压：
在星形联结的定子绕组中,把每相绕组的同一方向的输出点接合在一起,就形成了中性点,一般用N来表示(图15-13)发电机的中性点对地电压称之为中性点电压,中性点电压与发电机直流输出电压同步变化,但是只有发电机输出电压的一半。采用星形联结的六管或八管的交流发电机一般利用中性点的电压,通过指示灯继电器或其他电路来控制充电指示灯。
励磁方式：
发电机转子绕组若要产生磁场,必须要有电流通过绕组线圈。提供此电流的方式有两种:他励和自励。
1.他励发电机与蓄电池并联连接,发电机的磁场绕组通过调节器与发电机电枢接柱连接,如图15-15所示。当发电机电压还低于蓄电池电压时,调节器B、F接柱处于导通状态,由蓄电池提供励磁电流,这种励磁方式称为他励。
2.自励当发电机电压高于蓄电池电压时,由发电机电枢向磁场绕组提供励磁电流,这种励磁方式称为自励。此时,调节器根据发电机电压的波动自动调节励磁电流,以稳定发电机电压。
