什麼是無刷交流發電機

汽車用無刷交流發電機是指無電刷無滑環的交流發電機。 它結構新穎、性能 優良、工作穩定、故障少。

無刷交流發電機的優點有：
① 沒有電刷和滑環，不會因為電刷和滑環的磨損與接觸不良造成勵磁不 穩定或發 電機不 發電等故障。

② 工作時不會產生火花，減少了無線電干擾。

無刷交流發電機的類型

無刷交流發電機有爪極式、勵磁機式、永磁式和感應子式四種，其中爪極和感應子式比較常見。下面就介紹一下常見的爪極和感應子式無刷交流發電機。

爪極式無刷交流發電機
爪極式無刷交流發電機的結構與一般交流發電機大致相同，只不過其勵磁繞組是靜止的，不隨轉子轉動，所以繞組兩端可直接引出，不需要滑環和電刷。
爪極式無刷交流發電機的構造見圖 ２．１６。

勵磁 繞組 ５ 裝 在發 電 機中 部的 磁轭 托架 １０ 上，磁轭托架用螺栓固定在端蓋 ７ 上。這樣盡管磁極 ３、４ 轉動，勵磁繞組並不轉動。 兩爪極 ３、４ 中，只有爪極 ４ 固定在轉子軸 ６ 上，另一爪極 ３ 則用非 導磁材料將 其與 爪極 ４ 固定 在一起。 當帶 盤帶動轉子軸 ６ 旋轉時，爪極 ４ 就帶動另一爪極 ３ 一 同在定 子內 轉動。 固定兩 爪極的 常用 方法 有非導磁連接環固定法和銅焊接法。

在爪極 ３ 的軸向制有大圓孔，磁轭托架 １０ 由此圓孔伸入爪極 ３ 和 ４ 的腔 室內，磁轭托 架 １０與爪極 ３ 以及轉子磁轭之間均需留出附加間隙 ｇ１ 和 ｇ２ 以便轉子轉動。當磁場繞組 ５ 通過電流時，其主要 磁通路 徑見 圖 ２．１６。 主磁 通由 轉子 磁 轭出 發，經附 加 間隙 ｇ２→ 磁轭托架 １０→ 附加間隙 ｇ１ → 左邊爪極 ３→ 主氣隙 ｇ→ 定子鐵心 ２→ 主氣隙 ｇ→ 右邊磁爪 ４→ 轉子磁轭，形成閉合回路。 當轉子旋轉時，磁力線切割 定子 繞組，在三相繞 組中產 生三 相交 變電動勢。

爪極式無刷交流發電機的缺點：

兩塊磁極間的連接工藝困難；

主磁路中增加了兩個附加氣隙 ｇ１ 、ｇ２ ，要想獲得同樣大小 （與 有刷 發電機 相 比） 的 輸出 功率，就 必 須加 大 勵磁 繞 組的勵 磁 能力；

另一個缺點就是兩個爪極之間連接的制造工藝比較困難。

感應子式交流發電機
感應子式交流發電機由定子、轉子、整流器和機 殼組成。 它的轉 子由 齒輪 狀硅鋼片鉚 成，其上有若干個沿圓周均勻分布的齒形凸極，而沒有勵 磁繞組。 勵磁 繞組和電樞 繞組均 安放 在定 子槽內，發電機內沒有滑環和電刷，見圖 ２．１７。

當勵磁繞組 ３ 通入直流電後，在定子鐵心中產生 固定磁場（右上部、左下 部為 Ｓ 極，左 上部、右下部為 Ｎ 極）。 由於轉子 ４ 凸齒部分磁通容易通過，磁感應強度最 大，從而形成磁 極。

但轉 子的每個凸齒是沒有固定極性的，當 它對 著定子 右上部、左下 部時就是 Ｎ 極，對 著左 上部、右 下 部
時就是 Ｓ 極。 可見，定子上的每個電樞繞組只與 同極性的 凸齒 起作 用。

轉子 在不運 動的 磁場 內旋轉時，當轉子凸齒對著定子凸齒時，磁通量最大，當轉子槽對著定子凸齒時，磁通量最小。

因此轉子旋轉時，定子凸齒內產生脈動磁通，在定子繞組中感應出交變電動勢。 將電樞繞組以一定的
方式連接起來，並經整流，就可得到直流電。感應子式交流發電機與同步交流發電機的本質區別在於其交流電動勢的頻 率恆等於 Ｚｎ／６０
（Ｚ 為轉子齒數），與定子上勵磁 繞組 形成 的磁 極 對數 無關。

此外，感應子式 交流 發電 機在 空 載和滿載時比功率較低。