外搭鐵電路

A. 我想自製一個發電機，誰有發電機的設計圖紙簡單的就行

一）交流發電機的作用:與發電機調節器互相配合工作，其主要任務是對除起動機以外的所有用電設備供電，並向蓄電池充電。

（二）交流發電機的分類

（三）交流發電機的組成：

發電機部分（三相同步交流發電機）---發出交流電

整流器部分（硅二極體）---把交流電變成直流電

（四）交流發電機的型號(見教材)

一、發電機的基本原理

（一）電磁感應現象

所有充電系統都是利用電磁感應原理來產生電流。

電磁感應現象：如果導體和磁場間有相對運動就會產生電壓。導體中產生電壓的強度取決於:

磁場強度

導體切割磁場的速度

通過磁場的導體數量

（二）磁場的建立

1、利用永久磁鐵

2、導線或線圈通電，周圍產生磁場。電流的方向與產生磁場的方向的關系---右手螺旋定則。

（三）導體或線圈內感應電動勢的產生方法

1、使導體在磁場中運動（固定磁場）

2、使線圈中的磁場發生變化（固定導體）

-----都會在導體中產生感應電動勢（右手定則）

3、如何產生連續的電動勢

（1）使導體在磁場中往復運動，或在磁場中旋轉，有效地利用磁力線所穿過的有限空間來產生電動勢

（2）也可以使導體不動，讓磁場不斷發生變化

由於必須經常改變導體或磁場的方向，所產生的電動勢的大小、方向經常變化-----交流電動勢

（四）三相交流發電機的基本原理

1、結構特點：

通電線圈繞在旋轉鐵心上產生旋轉磁場

三相繞組產生三相交流電。

2、基本原理：

當繞有磁場繞組的磁鐵旋轉時，通過各鐵心的磁通發生變化，三相繞組中產生電動勢，但因各相繞組的磁通變化存在時間差，故產生的電動勢也有時間差

三、三相交流發電機的組成(見圖)

轉子組件：產生旋轉磁場

定子組件：產生三相交流電

整流器：把交流電變成直流電

前後端蓋：減少發電機漏磁;安裝電刷架和整流二極體.

帶輪及風扇：傳遞動力;散熱.

(一)交流發電機的構造—轉子組件

功能：是用來建立磁場的。

組成：

兩塊爪極、（轉子線圈）激磁繞組、軸和滑環等組成。見教材

磁場的產生：

電刷將直流電通入兩個集電環時，磁場繞組中就有電流通過，並產生軸向磁通，使爪極一塊被磁化為N極，另一塊被磁化為S極，從而形成六對相互交錯的磁極。當轉子轉動時，就形成了旋轉的磁場。

磁場的磁力線分布及激磁電路 (見右圖)

(二)交流發電機的構造—定子組件

定子組件的作用:產生三相交流電

定子組件的組成：定子由定子鐵心和定子繞組成。見圖

定子鐵心由內圈帶槽的硅鋼片疊成，定子繞組的導線就嵌放在鐵心的槽中。

三相繞組的必須按一定要求繞制,才能使之獲得頻率相同、幅值相等、相位互差120°的三相電動勢。

定子繞組有三相，三相繞組採用星形接法或三角形（大功率）接法，都能產生三相交流電。

定子線圈的繞制：在三相繞組中所產生的電動勢應是對稱電動勢，即電動勢的大小相等、電位差互差120o電角度。波繞法、疊繞法

定子線圈的連接方法：星型連接；三角形連接

(三)交流發電機的構造—硅整流器

整流器的作用：

將定子繞組的三相交流電變為直流電

6管交流發電機的整流器的組成:

由6隻硅整流二極體組成三相全波橋式整流電路，6隻硅整流二極體分別壓裝（或焊裝）在相互絕緣的兩塊板上，其中一塊為正極板（帶有輸出端螺栓），另一塊為負極板，負極板和發電機外殼直接相連（搭鐵），也可以將發電機的後蓋直接作為負極板。

壓裝在散熱板上的三個二極體，引線為二極體正極--正極管子。

壓裝在後端蓋上的三個二極體，引線為二極體負極—負極管子。

散熱板必須與後端蓋絕緣，並固定在後端蓋上用螺栓引至後端蓋外部作為發電機的火線接柱，標記為「B」（「A」、「+」、或「電樞」）。

汽車用硅整流二極體的特點：

汽車用硅整流二極體是專用的，有如下特點：

（1）允許的工作電流大，如ZQ50型二極體的正向平均電流為50A，浪涌電流為600A。

（2）承受反向電壓的能力高，可承受的反向重復峰值電壓在270V左右，反向不重復峰值電壓在300V左右。

（3）只有一根引線（引出電極）

（4）根據引出電極的不同分為正二極體和負二極體。

即：整流二極體有正二極體和負二極體之分。

將正極管安裝在一塊鋁制散熱板上，稱為正整流板；

將負極管安裝另一塊鋁制散熱板上，稱為負整流板，也可用發電機後蓋代替負整流板。見圖。

在正整流板上有一個輸出接線柱B（發電機的輸出端）。

負整流板直接搭鐵。負整流板上一定和殼體相聯接。

(四)交流發電機的構造—前後端蓋

後端蓋上裝有電刷架和電刷

電刷組件組成:由電刷、電刷架和電刷彈簧。

電刷的作用:將電源通過滑環引入勵磁繞組。兩個電刷分別裝在電刷架的孔內，藉助彈簧壓力與滑環保持接觸。

電刷和滑環的接觸應良好，否則會因為磁場電流過小，導致發電機發電不足。

外裝式電刷架其拆裝和更換在電機外部即可進行,檢修方便.

磁場繞組的搭鐵形式及相應的電刷 連接方式: 內搭鐵外搭鐵

內搭鐵型發電機：磁場繞組負電刷（E）直接搭鐵的發電機（和殼體直接相連）。

外搭鐵型發電機：磁場繞組的兩只電刷都和殼體絕緣的發電機。

外搭鐵型發電機的磁場繞組負極（負電刷）接調節器，後再搭鐵。

四、三相交流發電機的工作原理(見圖)

（一）發電原理

（二）整流原理

交流發電機定子的三相繞組中，感應產生的是交流電。是靠六隻二極體組成的三相橋式整流電路（利用二極體的單向導電性）變為直流電的。

二極體具有單向導電性,當給二極體加上正向電壓時,二極體導通, 當給二極體加上反向電壓時,二極體截止,二極體的導通原則如下:

當三隻二極體負極端相連時，正極端電位最高者導通；

當三隻二極體正極端相連時，負極端電位最低者導通。

對於三個正極管子（D1、D3、D5正極和定子繞組始端相聯），在某瞬時，電壓最高一相的正極管導通。

對於三個負極管子（D2、D4、D6負極和定子繞組始端相聯），在某瞬時，電壓最低一相的負極管導通。

但同時導通的管子總是兩個，正、負管子各一個。

三相橋式整流電路中二極體的依次循環導通,使得負載RL兩端得到一個比較平穩的脈動直流電壓。

發電機輸出的直流電壓平均值為：

U=1.35UL=2.34UΦ

（三）中性點電壓

1、中性點電壓的概念（見圖）

在定子繞組為星形連接時，三相繞組的公共結點稱為中性點，從三相繞組的中性點引一根導線到發電機外，標記為「N」。

中性點對發電機外殼（搭鐵）之間的電壓Un稱為中性點電壓，是通過三個負極管整流後得到的直流電壓（即三相半波整流）

中性點電壓為發電機輸出電壓的一半。

2、中性點電壓的用途

1、中心點電壓常用來控制各種用處的繼電器（如磁場繼電器、充電指示燈繼電器等）

2、增大功率輸出（八管交流發電機即為利用中性點電壓提高發電機功率輸出的）

3、八管交流發電機（如夏利）的原理：

說明：

1、中性點電壓含有交流成分，即它是以直流電壓的一半為中心線的交流電壓。

2、在中性點和發電機的「+」（輸出端）「-」（搭鐵）之間分別增加一個二極體----中性點二極體

3、增加中性點二極體的目的---改善交流發電機的輸出，可使發電機的輸出電流提高10%---15%。

原理：

1、中性點電壓瞬時值高於輸出電壓平均值（14V）時：中性點正極管導通對外輸出電流；電流迴路為：中性點→中性點正極管→負載→某一負極管→定子繞組→中性點。

2、中性點電壓瞬時值低於搭鐵電壓（0V）時：中性點負極管導通對外輸出電流；電流迴路：中性點→定子繞組→某一正極管→負載→中性點負極管→中性點

結論：通過整流二極體將中性點的輸出提供給負載。

（四）發電機的勵磁方式

除了永磁式交流發電機不需要勵磁以外，其他形式的交流發電機都需要勵磁，因為它們的磁場都是電磁場，也就是說必須給磁場繞組通電才會有磁場產生。將電源引入到磁場繞組使之產生磁場稱為勵磁，交流發電機勵磁方式:

他勵、自勵

1、他勵：

由於交流發電機轉子的剩磁較弱,發電機只有在較高的轉速下,才能自勵發電.

在發動機起動期間，需要蓄電池供給發電機磁場電流生磁，增強磁場，使發電機發電。這種由蓄電池供給磁場電流的方式稱為他勵發電。

這就是交流發電機低速充電性能好的主要原因。

一般發電機轉速達到1000r/min後，由他勵----自勵。

2、自勵：

隨著轉速的提高， （一般在發動機達到怠速時）發電機的電動勢逐漸升高並能對外輸出，

當發電機的輸出電壓UB大於蓄電池電壓時，發電機就能對外供電了當發電機能對外供電時，就可以把自身發的電供給磁場繞組生磁發電，這種供給磁場電流的方式稱為自勵。

3、交流發電機勵磁過程是先他勵後自勵。當發動機達到正常怠速轉速時，發電機的輸出電壓一般高出蓄電池電壓1～2V以便對蓄電池充電，此時，由發電機自勵發電。

4、發電機勵磁電路（見右圖）

5、帶有激磁二極體的勵磁電路---九管發電機

電路特點：採用9個整流二極體組成兩組全波整流電路。

其中6隻大功率整流二極體組成的三相全波橋式整流電路，負責對外負載供電

3隻小功率管二極體與三隻大功率負極管也組成三相全波橋式整流電路專門為發電機磁場供電。所以稱3隻小功率管為勵磁二極體。三個輔助二極體---激磁二極體（專用於激磁）

一般裝有充電指示燈。不僅可通過控制充電指示燈指示充電系統的工作情況，還可以防止由於操作者忘關點火開關造成的蓄電池長時間地通過調節器向激磁繞組供電。

工作原理

1、非充電狀態：電源開關接通後，激磁電流從蓄電池+-----K----充電指示燈---調節器（火線接線柱---觸點---「磁場」接線柱）-----激磁繞組----搭鐵-----蓄電池負。（他激，指示燈亮）見圖

2、充電狀態：發電機工作後，隨轉速的提高，三個激磁二極體輸出端的電壓升高，充電指示燈亮度減弱，當發電機電壓達到蓄電池充電電壓時，自激，指示燈滅。

一方面通過D1-D6六個二極體整流輸出直流電壓向蓄電池充電.

一方面通過三個激磁二極體D7、D8、D9和三個負極二極體D2、D4、D6六個二極體整流後向激磁電路供電。

充電指示燈的作用：

1、若忘記關電源開關，指示燈亮

2、發電機正常工作時，指示燈滅

3、當發電機轉速降低或發電機有故障，由於指示燈兩端電壓增大，指示燈亮

結論：充電指示燈的作用：

用於提醒司機及時關閉電源開關

反映發電機的工作狀況。

6、11管交流發電機的結構、原理

11管交流發電機的整流器由8隻大功率整流二極體（其中2隻中性點二極體）和3隻磁場二極體組成

桑塔納轎車11管交流發電機整流器的電路特點：（見教材）

11管交流發電機的整流器由8隻大功率硅整流二極體和3隻小功率磁場二極體組成。

8隻整流管（其中6隻接三相繞組,2隻接中性點）組成全波橋式整流電路對外負載輸出，輸出端為B+

3隻小功率磁場二極體與3隻大功率負極管也組成三相全波橋式整流電路，為發電機磁場供電和控制充電指示燈電路。輸出端為D+。

桑塔納發電機為整體式外搭鐵型交流發電機，採用集成電路調節器，調節器和電刷架製成一個整體安裝在發電機內部，稱為整體式發電機。外搭鐵型是指發電機磁場的負電刷通過調節器後再搭鐵。

桑塔納發電機的外部有兩個接線柱，分別為火線接線柱B＋和磁場電路輸出端接線柱D+，火線接線柱B＋向全車供電，磁場接線柱D+的作用是由蓄電池向勵磁繞組提供勵磁電流使發電機發電，並且控制充電指示燈電路。

11管交流發電機目前汽車上應用較多，因為它具有中性點二極體可提高發電機功率，又有勵磁二極體可控制充電指示燈電路。

B. 外搭鐵發電機的接線柱與內搭鐵發電機有什麼區別

網友的回答外搭鐵式發電機電路，由圖可看出勵磁繞繞組兩端均不搭鐵;內搭鐵式發內電機，容勵磁繞組一端搭鐵。整機測試時，勵磁繞組兩端與發電機外殼之間電阻均為.時，則為外塔鐵式發電機;若有一端與外殼間電阻為0時，則為內搭鐵式發電機。

C. 發電機電路圖求解

p點是交流電可以不管他，f是磁場控制，圖上就是調節器的電路是外搭鐵的，D+點上面那個類似二極體的符號是儀表的電瓶充電指示燈，接線圖就是b+接電瓶，這個和負載沒有關系，是調節器控制而已

D. 發電機內外搭鐵的具體區分方法

其實內搭鐵就是指發電機的零線（地線）邊接到發電機的內部，而發電機外內殼也相通，直接接火容線接用電器接外殼，就是一個閉合電路，不須要再另接一個零線柱頭。外搭鐵指發電機另有一個專門的零線接柱，迴流電必須走零線柱頭！
信息摘自海星發電機組www.hxdlkj.com

E. 外搭鐵式發電機與內搭鐵式發電機有什麼不同

網友的回答外搭鐵式發電機電路，由圖可看出勵磁繞繞組兩端均不搭鐵;內搭鐵式發電機，勵磁繞內組一容端搭鐵。整機測試時，勵磁繞組兩端與發電機外殼之間電阻均為.時，則為外塔鐵式發電機;若有一端與外殼間電阻為0時，則為內搭鐵式發電機。

F. 這是內搭鐵還是外搭鐵

從電路圖看，這個調節器是內搭鐵，因為那個虛線框沒有接地。因此它有一個接地端子——E端子要接地（搭鐵）。

G. 晶體管式外塔鐵電壓調節原理器是什麼

內搭鐵和外搭鐵只是眾多對電路原理一知半解汽車維修人員對兩種不同極性的發電機電壓調節內器的習慣容稱謂，其原理都是一樣的：當發動機轉速升高、發電機輸出電壓有升高趨勢時，自動減小發電機勵磁繞組的電流，使輸出電壓下降；反之則反。
內搭鐵發電機的勵磁繞組的一端搭鐵即蓄電池負極，配用PNP型管的電子調節器；外搭鐵發電機的勵磁繞組的一端接蓄電池正極，配用NPN型管的電子調節器——其實這並不算什麼深奧的問題，只要掌握少許電子知識就很容易理解了。無論哪個行業，知識涉及面廣一些總不是壞事。

圖2 內搭鐵型電子調節器原理

H. 發電機內外搭鐵的區別

其實內搭鐵就是指發電機的零線（地線）邊接到發電機的內部，而發回電機外殼也相通，直接接答火線接用電器接外殼，就是一個閉合電路，不須要再另接一個零線柱頭。外搭鐵指發電機另有一個專門的零線接柱，迴流電必須走零線柱頭！

I. 汽車發電機外至調節器接線方法有幾種

發電機分內搭鐵和外搭鐵兩種，以前的東風140貨車是內搭鐵發電機，解放141貨車回是外搭鐵發答電機，對調節器而言，正規廠家都會在說明書上註明是內搭鐵還是外搭鐵，搞清楚這些後，將調節器的火線接點火開關的ON輸出端，磁場引線接發電機磁場引線，調節器搭鐵引線與車身金屬殼搭起來。對於外搭鐵發電機而言，激磁電路的正極引線還得與點火開關的ON輸出端相連。注意，內搭鐵調節器不能與外搭鐵發電機配用，外搭鐵調節器不能與內搭鐵發電機配用。

J. 汽車發電機內置調節器，怎麼才能知道是外搭鐵，還是內搭鐵

汽車的電壓調節器是與發電機分開的.汽車上的電壓調節器種類很多，回且須與不同的發電機配套使用而答不能隨便使用。電壓調節器從控制調節電壓范圍可分為14V(一般為13 5V~14 5V，汽油車多用)和28V(一般為27V~29V，柴油車多用)兩種;從極性上有負極接地(或稱搭鐵--汽車用語，下同)和正極接地之分;從與發電機磁場線圈的連接方式上可分為內部接地(即磁場線圈的一端在發電機內搭鐵)和外部接地(即磁場線圈的一端通過電壓調節器後搭鐵);從結構上還有單純的電壓調節器和組合式電壓調節器之分;從調節方式上分，又有電子電壓調節器(含分立元件與集成電路式)和機械觸點式電壓調節器。 汽車電壓調節器雖然品種很多，但是從目前和今後發展方向看，採用最多的還是電子電壓調節器(包括14V、28V和內外搭鐵及組合式)。因為電子電壓調節器精度高、電壓穩定、體積小、壽命長、無觸點、不需維護。