無(wú)刷充電機(jī)的工作原理 發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間，發(fā)電機(jī)電壓小于蓄電池電壓時(shí)，整流二極管截止，發(fā)電機(jī)不能對(duì)外輸出，由蓄電池供給磁場(chǎng)電流。路徑為：蓄電池正極→點(diǎn)火開(kāi)關(guān)SW(或點(diǎn)火繼電器觸點(diǎn))→磁場(chǎng)燒組調(diào)節(jié)器→搭鐵→蓄電池負(fù)極。 流入勵(lì)磁繞組的電流，在勵(lì)磁鐵心中建立一個(gè)帶狀的磁通量。這個(gè)帶狀磁通量沿著各個(gè)導(dǎo)磁元件環(huán)行，在整個(gè)磁回路中，這個(gè)磁通量將在勵(lì)磁繞組周?chē)业揭粋€(gè) 磁阻的通道：勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁力線(xiàn)通過(guò)勵(lì)磁鐵心(磁軛托架)→輔助氣隙g1→轉(zhuǎn)子N極→主氣隙g→定子鐵心→主氣隙g→轉(zhuǎn)子S極→輔助氣隙g2→勵(lì)磁鐵心形成一個(gè)閉合的磁路系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)除轉(zhuǎn)子爪極外徑與定子內(nèi)表面之間的氣隙(稱(chēng)為主氣隙)外，在閉合的磁路系統(tǒng)中，增加了兩個(gè)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的徑向附加氣隙，使閉合回路的磁阻增大。所以必須通過(guò)增加磁場(chǎng)繞組的激磁安匝來(lái)補(bǔ)有效磁通量所減小的部分，才能保證無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)的輸出。 隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，使通過(guò)定子鐵心的磁通量發(fā)生變化，定子繞組切割磁力線(xiàn)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，定子繞組發(fā)出三相交流電壓，通過(guò)三相橋式整流電路整流成直流。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到1000r/min左右時(shí)，發(fā)電機(jī)應(yīng)能正常發(fā)電并對(duì)外輸出，經(jīng)濾波電容C后輸出28V直流電壓，發(fā)電機(jī)電壓大于蓄電池電壓，發(fā)電機(jī)自勵(lì)，并對(duì)蓄電池充電，或?qū)ζ渌?fù)載供電。N端通過(guò)VD4、VD5、VD6中的一個(gè)硅管整流，與對(duì)地端形成半波整流電壓，被稱(chēng)為中性點(diǎn)電壓，其輸出信號(hào)為14V直流脈動(dòng)電壓( 負(fù)載不能超過(guò)2A)，N端可用于接轉(zhuǎn)速表。中性點(diǎn)電壓除了直流成分外，還含有交流成分，且幅值隨發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速而變，與中性點(diǎn)相連的二極管(VD10、VD11)就稱(chēng)為中性點(diǎn)二極管。當(dāng)中性點(diǎn)二極管的正極管(VD11)電位 或負(fù)極管(VD11)電位 時(shí)，中性二極管亦處于正向?qū)?，可?duì)外輸出，能有效利用中性點(diǎn)電壓來(lái)增加發(fā)電機(jī)的輸出功率。實(shí)踐證明，在交流發(fā)電機(jī)上安裝中性二極管后，輸出功率可增加10%～15%。 定子繞組的三相交流電壓經(jīng)三相全橋整流后，經(jīng)調(diào)節(jié)器向勵(lì)磁繞組供電。調(diào)節(jié)器以通/斷方式調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，使充電機(jī)的輸出電壓保持在(28±0.3)V范圍內(nèi)波動(dòng)，給蓄電池浮充電。發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器電路如圖8-14中調(diào)節(jié)器部分所示，主要由3個(gè)電阻R1、R2、R3，2個(gè)三極管VT1、VT2和1個(gè)穩(wěn)壓管VR組成。R1、R2，為分壓電阻，VT1為小功率三極管，接在大功率管的前一級(jí)，起功率放大作用，也稱(chēng)前級(jí)放大。三極管VT2為大功率三極管，其集電極與發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組相連，磁場(chǎng)繞組為VT2負(fù)載，VT2導(dǎo)通時(shí)，磁場(chǎng)電流接通反之磁場(chǎng)電流切斷。因此，可以通過(guò)控制三極管VT2的導(dǎo)通與截止，改變磁場(chǎng)電流使發(fā)電機(jī)輸出電壓穩(wěn)定。 穩(wěn)壓二極管VR是感受元件，其一端接三極管VT1的基極，另一端接分壓電阻R1、R2、以組成電壓檢測(cè)電路，監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)電壓的變化。當(dāng)發(fā)電機(jī)的輸出電壓在分壓電阻R1上的電壓達(dá)到VR的設(shè)定電壓時(shí)，VR擊穿，VT1有基極電流使VT1導(dǎo)通，VT2截止，這就使發(fā)電機(jī)的F點(diǎn)不接地面切斷了磁場(chǎng)繞組的電路，發(fā)電機(jī)電壓便會(huì)下降。發(fā)電機(jī)電壓下降時(shí)又使VR、VT1截止，VT2導(dǎo)通，發(fā)電機(jī)電壓重又升高如此反復(fù)作用，使發(fā)電機(jī)端電壓被控制在一定的范圍內(nèi)。 現(xiàn)在集成電路電壓調(diào)節(jié)器也被廣泛使用。用集成電路開(kāi)發(fā)的電壓調(diào)節(jié)器體積很小，可方便地安裝在發(fā)電機(jī)的內(nèi)部與發(fā)電機(jī)組成一個(gè)整體，稱(chēng)之為整體式交流發(fā)電機(jī)。集成電路調(diào)節(jié)器的基本工作原理與晶體管調(diào)節(jié)器完全一樣，都是根據(jù)發(fā)電機(jī)的電壓信號(hào)(輸入信號(hào))，利用三極管的開(kāi)關(guān)特性控制發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)電流以此達(dá)到穩(wěn)定發(fā)電機(jī)輸出電壓的目的。集成電路調(diào)節(jié)器有內(nèi)、外搭鐵之分，以外搭鐵形式居多。

發(fā)電機(jī)無(wú)觸點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)之所以應(yīng)用較廣是因?yàn)檫@個(gè)原因 無(wú)觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng) 無(wú)觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)是通過(guò)觸發(fā)線(xiàn)圈（傳感器）獲取觸發(fā)電流的，通過(guò)控制晶體管或晶閘管來(lái)控制點(diǎn)火線(xiàn)圈初級(jí)電流的通斷，使次級(jí)線(xiàn)圈產(chǎn)生高電壓。無(wú)觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)又稱(chēng)為磁電機(jī)半導(dǎo)體點(diǎn)火系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)PEI。無(wú)觸點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)無(wú)需保養(yǎng)，成本不高，技術(shù)上也不復(fù)雜，所以應(yīng)用較廣?，F(xiàn)在的小型柴油機(jī)幾乎全部都使用這種無(wú)觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)。 無(wú)觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)按照點(diǎn)火能量?jī)?chǔ)存方式的不同，可分為電感式和電容式兩種。目前，在小型柴油機(jī)（摩托車(chē)和柴油發(fā)電機(jī)組）上廣泛使用的是電容式。電容式點(diǎn)火系統(tǒng)是以磁電機(jī)為電源，將點(diǎn)火能量?jī)?chǔ)存在電容器中的點(diǎn)火系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)CDT點(diǎn)火系統(tǒng)。根據(jù)觸發(fā)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)形式的不同，CDT點(diǎn)火系統(tǒng)又分為帶觸發(fā)線(xiàn)圈的CDI點(diǎn)火系統(tǒng)和不帶觸發(fā)線(xiàn)圈的CDI點(diǎn)火系統(tǒng)。下面以帶觸發(fā)線(xiàn)圈的CDT點(diǎn)火系統(tǒng)為例講解無(wú)觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理。 電容放電無(wú)觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)主要由磁電機(jī)、電子點(diǎn)火器、點(diǎn)火線(xiàn)圈和火花塞等組成。 （1）電機(jī) 磁電機(jī)是永磁交流發(fā)電機(jī)的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是點(diǎn)火系統(tǒng)和其他用電設(shè)備的電源。磁電機(jī)是借 磁鐵轉(zhuǎn)子繞定子旋轉(zhuǎn)時(shí)，使固定在定子上的線(xiàn)圈切割磁力線(xiàn)而發(fā)電。根據(jù)轉(zhuǎn)子和定子的相互位置，磁電機(jī)可分為如下兩種類(lèi)型：內(nèi)轉(zhuǎn)子式磁電機(jī)和外轉(zhuǎn)子電機(jī)。 摩托車(chē)和機(jī)組等用的磁電機(jī)轉(zhuǎn)子常與飛輪做成一體。常用的四極外轉(zhuǎn)子裝在飛輪內(nèi)，在飛輪上固定四塊尺寸、形狀相同，用鐵氧體材料制成的磁鐵，并沿徑向充磁，相鄰磁鐵的極性相反。飛輪體為導(dǎo)磁良好的低碳鋼，是磁路的組成部分。 在作為定子的底板上固定著充電線(xiàn)圈、觸發(fā)線(xiàn)圈和信號(hào)、照明線(xiàn)圈等。充電線(xiàn)圈向點(diǎn)火系統(tǒng)電子點(diǎn)火器中儲(chǔ)能電容器充電。觸發(fā)線(xiàn)圈輸出觸發(fā)脈沖送出點(diǎn)火信號(hào)。信號(hào)、照明線(xiàn)圈分別向摩托車(chē)信號(hào)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)供電。 四極外轉(zhuǎn)子磁電機(jī)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)180°，穿過(guò)定子線(xiàn)圈鐵芯的磁通和產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化一個(gè)周期。也就是說(shuō)，轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，線(xiàn)圈上的磁通和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化兩個(gè)周期。 （2）電子點(diǎn)火器 電子點(diǎn)火器的全部電子元件通常都封裝在一起。其工作過(guò)程可分三個(gè)階段：充電、觸發(fā)和放電。 ①充電 充電線(xiàn)圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是正、負(fù)交變的。當(dāng)其電動(dòng)勢(shì)在圖示的上端為正時(shí)，經(jīng)二極管向儲(chǔ)能電容器充電到所需的點(diǎn)火電能。在充電回路中，點(diǎn)火線(xiàn)圈的匝數(shù)少，電感不大，它對(duì)電容器充電沒(méi)有明顯的影響。 磁電機(jī)在低速段，隨著轉(zhuǎn)速的升高，充電線(xiàn)圈的電動(dòng)勢(shì)增大，電容器上的端電壓迅速上升。在高速段，雖充電線(xiàn)圈電動(dòng)勢(shì)繼續(xù)增大，但由于充電時(shí)間縮短和充電線(xiàn)圈中的自感電動(dòng)勢(shì)增加，電容器上的端電壓反而下降，這對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)的高速性能不利。 采用小容量的電容器可提高點(diǎn)火系統(tǒng)的高速性能。因?yàn)殡娙萜鞯某潆姇r(shí)間常數(shù)與電容器的容量成正比。減小電容量，可以減小充電時(shí)間常數(shù)，加快電容器的充電，電容器端電壓得以。當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，則充電線(xiàn)圈搭鐵，電容器不能充電，點(diǎn)火系統(tǒng)停止工作。 ②觸發(fā) 來(lái)自觸發(fā)線(xiàn)圈上的電子點(diǎn)火器的觸發(fā)信號(hào)通過(guò)由觸發(fā)線(xiàn)圈電動(dòng)勢(shì)的正端一二極管VD2一限流電阻R1—R2、C2組成的高通濾波器（使觸發(fā)電流更陡一些）一曰日日閘管SCR控制極（和R3）一觸發(fā)線(xiàn)圈電動(dòng)勢(shì)的負(fù)端的觸發(fā)電流，使晶閘管SCR導(dǎo)通。限流電阻R1的作用是限制觸發(fā)電流，使其不超過(guò)晶閘管的允許值。分流電阻R3用以調(diào)整并穩(wěn)定觸發(fā)電流。二極管VD2阻止觸發(fā)線(xiàn)圈L4的負(fù)脈沖加于晶閘管SCR控制極上。為滿(mǎn)足柴油機(jī)在啟動(dòng)等低速時(shí)的點(diǎn)火要求，觸發(fā)線(xiàn)圈L4的匝數(shù)較多。 ③放電 晶閘管SCR觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)，電容器上的電能經(jīng)晶閘管SCR陽(yáng)極、陰極向點(diǎn)火線(xiàn)圈初級(jí)繞組Ll迅速放電，點(diǎn)火線(xiàn)圈鐵芯磁通迅速變化，在次級(jí)繞組上感應(yīng)出使火花塞產(chǎn)生電火花的高壓。 點(diǎn)火提前角由飛輪、曲軸及充電線(xiàn)圈、觸發(fā)線(xiàn)圈的相互安裝位置決定。對(duì)四極外轉(zhuǎn)子式磁電機(jī)而言，飛輪旋轉(zhuǎn)一周，充電線(xiàn)圈、觸發(fā)線(xiàn)圈產(chǎn)生兩次正脈沖，電容完成充、放電兩個(gè)循環(huán)，晶閘管導(dǎo)通兩次，火花塞跳火兩次。對(duì)于二沖程柴油機(jī)來(lái)說(shuō)，有一次是多余的，但沒(méi)有壞處，因?yàn)樗前l(fā)生在排氣沖程。但對(duì)四沖程柴油機(jī)來(lái)說(shuō)，則產(chǎn)生4次點(diǎn)火，有3次是多余的，這些多余的跳火會(huì)影響柴油機(jī)的正常工作。為此，常在飛輪外邊緣安裝單獨(dú)的觸發(fā)線(xiàn)圈的磁鐵，使觸發(fā)線(xiàn)圈在飛輪旋轉(zhuǎn)一圈中產(chǎn)生一個(gè)脈沖，火花塞只跳火一次。 電容放電式點(diǎn)火系統(tǒng)能產(chǎn)生快速上升的高電壓；能有效地抑制高壓點(diǎn)火電路中諸如火花塞積炭污染出現(xiàn)的電氣故障；在高轉(zhuǎn)速，觸發(fā)脈沖電壓升高，晶閘管控制極觸發(fā)電壓提前到達(dá)，晶閘管提前導(dǎo)通，點(diǎn)火可自動(dòng)提前，這使電容放電式點(diǎn)火系統(tǒng)在高速范圍能產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)儲(chǔ)能量，增大點(diǎn)火電壓和點(diǎn)火能量。其主要缺點(diǎn)是電壓上升快產(chǎn)生過(guò)大的無(wú)線(xiàn)電干擾；放電時(shí)間短，火花持續(xù)僅0.1~0.3ms，不能保證混合氣特別是稀混合氣的完全燃燒，不但增加了有害氣體的排放量，而且惡化了燃油經(jīng)濟(jì)性，所以其使用范圍受到較大限制。