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汽車交流發(fā)電機(jī)紋波電流及其抑制

作者: 時間:2013-04-06 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
我國汽車零部件行業(yè)正面臨快速進(jìn)入全球競爭的挑戰(zhàn)。汽車也是一樣,過去我們并不重視的一些整機(jī)性能參數(shù),在出口時卻顯得至關(guān)重要,對應(yīng)一定轉(zhuǎn)速下的(Ripple Current)值便是一例。過去國內(nèi)對汽車輸出的及其如何降低等的研究幾乎是空白,而國外驗收檢測汽車發(fā)電機(jī)的測試臺,把作為判定合格與否的八大考核指標(biāo)之一,赫然列在測試報告單上。國際上廣泛使用的D/V Electronis Co.測試臺便是如此。而國產(chǎn)測試臺并無此欄目。

過大的紋波電流值不僅會引起嚴(yán)重的無線電干擾,還對蓄電池充電產(chǎn)生不良影響。紋波電流返回發(fā)電機(jī),增加軸損和鐵損,也增大了勵磁的脈動,輸出會有更大紋波。因而全面認(rèn)識發(fā)電機(jī)紋波電流的產(chǎn)生和抑制,成為許多出口企業(yè)當(dāng)前亟待解決的課題。

汽車整體式不同于一般傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)三相交流發(fā)電機(jī),安裝在交流發(fā)電機(jī)端蓋內(nèi)部的三相全波橋式整流器和電壓調(diào)節(jié)器使之成為一臺能提供含有紋波的直流電源,整流器和調(diào)節(jié)器也就影響著它的輸出特性。

欲抑制、降低發(fā)電機(jī)輸出電流中的紋波值,首先必須認(rèn)識各種產(chǎn)生紋波電流的原因。

一、整體式交流發(fā)電機(jī)的工作原理和紋波電流

汽車運(yùn)轉(zhuǎn)時,發(fā)電機(jī)和蓄電池并聯(lián)著向各種用電器供電,如點(diǎn)火線圈、照明燈、指示燈、刮水器、車窗、天線升降器、GPS全球定位系統(tǒng)等。各型汽車需要直流電源,功率為0.8~3.5kW不等。發(fā)電機(jī)的主要作用在于向蓄電池充電,其輸出是帶有紋波分量的。用電器又希望不論負(fù)載變化,還是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化,供電的直流電壓能穩(wěn)定在一個相對范圍內(nèi)。這便是圖1的原理圖上,電壓調(diào)節(jié)器必須存在的原因。

佳工機(jī)電網(wǎng)

直流勵磁的旋轉(zhuǎn)爪極,在三相交流發(fā)電機(jī)的定子繞組中感應(yīng)三相交流電。三相全波橋式整流器6只二極管聯(lián)合疊加作用,使輸出成為雖然含有脈動、但已是較為平直的直流電。

圖2顯示了三相全波整流后的ABC各相波形和疊加后的輸出波形,明顯可以看出峰值的脈動,Ucp是平均電壓。

佳工機(jī)電網(wǎng)

電壓調(diào)節(jié)器工作原理的邏輯框圖如圖3所示。

佳工機(jī)電網(wǎng)

發(fā)電機(jī)繞組電動勢E正比于磁通Φ和轉(zhuǎn)速

nE=Ce·Φ·n(1)

發(fā)電機(jī)負(fù)載和轉(zhuǎn)速等的變化都會引起輸出電動勢的變化,電壓調(diào)節(jié)器便是通過通斷勵磁繞組、調(diào)節(jié)勵磁磁通來補(bǔ)償其變動,使之能維持在額定值允許波動的范圍內(nèi),例如±1.5%。為了防止汽車蓄電池過充電,穩(wěn)定的系統(tǒng)電壓應(yīng)保持在鉛酸電池產(chǎn)生氣泡的電壓以下,對所有12V的系統(tǒng)而言,通常使用(14.2±0.2)V的電壓值。電壓調(diào)節(jié)器便是控制勵磁電流來調(diào)節(jié)輸出電壓的變動。但是,即使發(fā)電機(jī)整流后是平直的直流輸出,調(diào)節(jié)器的作用使實際輸出波形會如圖2所示。電磁振動式電壓調(diào)節(jié)器除體積大、觸點(diǎn)易燒蝕、磁慣性和機(jī)械慣性大外,致命的缺點(diǎn)是電壓波動幅度大。電子式電壓調(diào)節(jié)器最基本的線路如圖4所示。

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