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行業新聞
汽車交流發電機紋波電流及其抑制

    我國汽車零部件行業正面臨快速進入全球競爭的挑戰。汽車交流發電機也是一樣,過去我們并不重視的一些整機性能參數,在出口時卻顯得至關重要,對應一定轉速下的紋波電流(Ripple Current)值便是一例。過去國內對汽車交流發電機輸出的紋波電流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電機的測試臺,把紋波電流作為判定合格與否的八大考核指標之一,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。而國產測試臺并無此欄目。

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

    汽車整體式交流發電機不同于一般傳統的電磁感應三相交流發電機,安裝在交流發電機端蓋內部的三相全波橋式整流器和電壓調節器使之成為一臺能提供含有紋波的直流電源,整流器和調節器也就影響著它的輸出特性。

    欲抑制、降低發電機輸出電流中的紋波值,首先必須認識各種產生紋波電流的原因。

    整體式交流發電機的工作原理和紋波電流

    汽車運轉時,發電機和蓄電池并聯著向各種用電器供電,如點火線圈、照明燈、指示燈、刮水器、車窗、天線升降器、GPS全球定位系統等。各型汽車需要直流電源,功率為0.8~3.5kW不等。發電機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載變化,還是發電機轉速變化,供電的直流電壓能穩定在一個相對范圍內。

    直流勵磁的旋轉爪極,在三相交流發電機的定子繞組中感應三相交流電。三相全波橋式整流器6只二極管聯合疊加作用,使輸出成為雖然含有脈動、但已是較為平直的直流電。

    發電機負載和轉速等的變化都會引起輸出電動勢的變化,電壓調節器便是通過通斷勵磁繞組、調節勵磁磁通來補償其變動,使之能維持在額定值允許波動的范圍內,例如±1.5%。為了防止汽車蓄電池過充電,穩定的系統電壓應保持在鉛酸電池產生氣泡的電壓以下,對所有12V的系統而言,通常使用(14.2±0.2)V的電壓值。電壓調節器便是控制勵磁電流來調節輸出電壓的變動。但是,即使發電機整流后是平直的直流輸出,調節器的作用使實際輸出波形會如圖2所示。電磁振動式電壓調節器除體積大、觸點易燒蝕、磁慣性和機械慣性大外,致命的缺點是電壓波動幅度大。


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