因为3只正极管的正极分别和发电机三相绕组的始端接在一起,它们的负极端相连,所以在某一瞬时正极端电位最高者导通。而3只负极管的负极分别和发电机三相绕组的始端接在一起,它们的正极端相连,所以在某一瞬时负极端电位最低者导通。但一般同时导通的管总是2个,正、负管子各一个。
根据正负管的导通原则,交流发电机整流前、后的波形图如图12所示。整流过程如下:
0~t1;时间内,W相电位最高,V相电位最低,二极管VD5~VD4获得正向电压而导通。电流从W相经VD5、负载电阻RL、VD4回到V相构成回路。因为二极管内阻很小,所以W相与V相之间的线电压都加在负载电阻RL上。
t 1~t2时间内,U相电位最高,V相电位最低,二极管VD1、VD;获得正向电压而导通。电流从U相经VD1、负载电阻RL、 VD、回到V相构成回路。U相与V相之间的线电压加在负载电阻RL上。
t2~t3时间内,U相电位最高,W相电位最低,二极管VD1、VD6获得正向电压而导通。U相与W相之间的线电压加在负载电阻RL上。
同理,在后面的时间段内二极管依次导通,如此循环,在负载电阻2端得到一个比较平稳的直流脉动电压。
六、交流发电机的工作特性
1.输出特性
交流发电机的输出特性是指发电机向负载供电,当保持发电机的输出电压一定(对12V系列的交流发电机规定为14V,对24V系列的规定为28V)时,输出电流与转速之间的关系。即U=常数时,I=f( n)的函数关系。
如图13所示是交流发电机的输出特性曲线。当发电机的转速小于一定值n,时,对外输出的电流为0。当发电机达到额定电压并能对外输出电流时的最小转速n1,称为空载转速。
空载转速常用来作为测试发电机性能的参数之一,是选定发动机的主要依据。发电机达到额定电流时的转速称为额定转速或满载转速,即图中虚线所对应的转速n2。发电机的额定电流一般为最大电流的70% ~75%。
发电机在出厂时,通过试验,规定了空载转速与额定转速。在使用过程中,可通过检测n1和n2这2个数据来判断发电机性能的好坏。
从发电机的输出特性曲线图中可以看出,发电机输出电流的能力随转速的升高而增大,但曲线越来越平坦,当转速达到一定值时,转速再增加电流都几乎不再增加。这时的电流叫做发电机的最大输出电流1max(即限流值)。由此可见,交流发电机自身具有限制输出电流、防止过载的能力,又称为自我保护能力。
交流发电机在电压一定时,发电机电流存在最大值Imax所以发电机的功率也存在最大值。
2.空载特性
交流发电机的空载特性是指发电机在空载运行时,其端电压随转速变化的关系。即I=0时,U= f (n)的曲线。
如图14所示的是发电机的空载特性曲线。从空载特性曲线可以看出,发电机的输出电压是随发电机转速升高而增加的。当发电机由它励转为自励时才能向
蓄电池充电,改善低速充电性能。发电机的空载特性可以判断发电机低速充电性能的好坏。
3.外特性
交流发电机的外特性是指当发电机转速一定时,其端电压与输出电流的关系,即n=常数时,U=f(I)的曲线。
如图15所示是发电机的外特性曲线。从外特性曲线可以看出,随着输出电流的增加,端电压迅速降低。因为随着输出电流增加,转速越高,定子绕组的阻抗越大,在定子绕组上的
电压降得越快。
如果发电机在高速运转时,突然失去负载,发电机电压会突然升高,致使发电机及调节器等内部电子元件有被击穿的危险。发电机的自身有限流的作用,当输出电流达到一定值的时候,如果负载再增加,其输出电流会同电压一起减小,即在外特性曲线上有1个转折点。所以当发电机发生短路时,其短路电流很小,这就是发电机的自身限制电流的能力。
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