普通硅整流发电机因采用旋转的磁场,故必须用电刷和滑环才能将磁场电流引入磁场绕组。长期使用后,由于滑环与电刷的磨损、接触不良,会造成激磁不稳定或不发电等故障。无刷硅整流发电机内没有电刷和滑环,因此可克服上述缺点。 车用无刷硅整流发电机有爪极式无刷发电机、带有激磁机的无刷发电机和永磁式无刷发电三种类型。现将应用较多的爪极式无刷交流发电机的结构特点介绍如下: 爪极式无刷硅整流发电机与普通硅整流发电机大致相同。但其磁场绕组固定在发电机壳体上,不随转子转动,因此,磁场绕组两端引线可直接引出,省去了滑环和电刷,而爪极在磁场绕组的外围随转子旋转。 爪极式无刷硅整流发电机的结构原理和磁路如图5-30所示。特点是磁场绕组通过一个磁轭托架固定在后端盖上。两个爪极中只有一个爪极直接固定在发电机转子轴上,另一个爪极则用非导磁连接环固定在前述爪极上,当转子轴旋转时,一个爪极就带动另一个爪极一起在定子内转动。 当磁场绕组中有直流电通过时,产生磁场。其磁力线回路是:附加气隙g2→磁轭托架10-附加气隙g1→左爪极3→主气隙g→定子铁心2→主气隙g→右爪极4→转子磁轭,形成闭合回路。
转子旋转时,爪极形成的N极和S极的磁力线在定子绕组内交替通过,定子槽中的绕组就感应出交变电动势,经整流后变为直流电。
爪极式无刷发电机的优点是:无滑环、无电刷,因此维护工作量减少,可靠性提高;工作时无火花,减少了无线电干扰;结构简单、可靠,并可在潮湿和多尘环境中工作。其缺点是两极之间连接的制造工艺较困难,由于磁路中增加了两个附加气隙,故在输出功率相同的情况下,必须增大其磁场绕组的励磁功率。北京切诺基汽车上装用的JFW18型发电机就属于这种类型。
