發(fā)電機(jī)是汽車電器系統(tǒng)的主要電源，由汽車發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。它在正常工作時(shí)，對(duì)除起動(dòng)機(jī)以外的所有用電設(shè)備供電，并向蓄電池充電以補(bǔ)充蓄電池在使用中所消耗的電能。
發(fā)電機(jī)有直流發(fā)電機(jī)和硅整流發(fā)電機(jī)兩大類。傳統(tǒng)的直流發(fā)電機(jī)已不能適應(yīng)現(xiàn)代高速發(fā)動(dòng)機(jī)的要求，因此目前汽車全部使用硅整流發(fā)電機(jī)。硅整流發(fā)電機(jī)包括一個(gè)三相同步交流發(fā)電機(jī)和數(shù)個(gè)整流二極管，它利用硅二極管將發(fā)電機(jī)定子繞組中所感應(yīng)的三相交流電整流為直流電。由于發(fā)電機(jī)先產(chǎn)生交流電，因此也稱為交流發(fā)電機(jī)。硅整流發(fā)電機(jī)必須配用調(diào)節(jié)器，以在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)穩(wěn)定其輸出電壓。
一、硅整流發(fā)電機(jī)的分類
汽車用硅整流發(fā)電機(jī)可按整流器結(jié)構(gòu)、總體結(jié)構(gòu)和搭鐵型式進(jìn)行分類。其中按整流器結(jié)構(gòu)不同，硅整流發(fā)電機(jī)可分為：
1)六管發(fā)電機(jī)，其整流器由6只硅整流二極管組成。如東風(fēng)EQ1090車用的JF132型、發(fā)電機(jī)。
2)八管發(fā)電機(jī)，具有2只中性點(diǎn)二極管，其整流器共有8只二極管。如天津夏利TJ7100轎車用JFZ1542型發(fā)電機(jī)。
3)九管發(fā)電機(jī)，具有3只磁場(chǎng)二極管，其整流器共有9只二極管。如北京BJ1022輕型貨車用JFZ141型發(fā)電機(jī)。
4)十一管發(fā)電機(jī)，具有2只中性點(diǎn)二極管和3只磁場(chǎng)二極管，其整流器共有11只二極管。如桑塔納轎車用JFZ1813Z型發(fā)電機(jī)。
圖4-25為不同整流器結(jié)構(gòu)交流發(fā)電機(jī)的電路圖。

 
二、硅整流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)
汽車用硅整流交流發(fā)電機(jī)主要由轉(zhuǎn)子、定子、硅整流器、前后端蓋、電刷、風(fēng)扇及帶輪等部件組成。普通硅整流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖4-26所示：

 
1、轉(zhuǎn)子
轉(zhuǎn)子是交流同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)部分，主要由兩塊爪極、磁場(chǎng)繞組、軸和滑環(huán)等組成。兩塊爪極各具有6個(gè)鳥嘴形磁極，壓裝在轉(zhuǎn)子軸上，在爪極的空腔內(nèi)裝有磁軛其上繞有磁場(chǎng)繞組(又稱勵(lì)磁繞組或轉(zhuǎn)子線圈)。磁場(chǎng)繞組的兩引出線分別焊在與軸絕緣兩個(gè)滑環(huán)上，滑環(huán)與裝在后端蓋上的兩個(gè)電刷接觸。當(dāng)兩電刷與直流電源接通時(shí)，磁場(chǎng)繞組中便有磁場(chǎng)電流通過(guò)，產(chǎn)生軸向磁通，使得一塊爪極被磁化為N極，另一塊爪極為S極從而形成了六對(duì)相互交錯(cuò)的磁極。
2、勵(lì)磁方法
發(fā)電機(jī)不接外電源時(shí)，也能自勵(lì)發(fā)電，但前提是必須有剩磁并且發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速要足夠高。為了解決發(fā)電機(jī)在低速時(shí)不能很快建立電壓的問(wèn)題，在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低，發(fā)電機(jī)電壓低于蓄電池電壓時(shí)，由蓄電池通過(guò)電源開關(guān)供給磁場(chǎng)電流，進(jìn)行他勵(lì)，使電壓很快上升。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高，發(fā)電機(jī)電壓超過(guò)蓄電池電壓時(shí)，進(jìn)行自勵(lì)，并對(duì)外輸出。
三、硅整流交流發(fā)電機(jī)的工作原理
硅整流發(fā)電機(jī)由三相同步交流發(fā)電機(jī)和整流電路組成。
圖4-27為交流同步發(fā)電機(jī)的工作原理示意圖。

 
發(fā)電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子上有U1U2、V1V2、W1W2三相對(duì)稱繞組，它們?cè)诳臻g的位置差是120°電角度。轉(zhuǎn)子磁極上裝有勵(lì)磁繞組，由直流勵(lì)磁，其磁通從轉(zhuǎn)子N極出來(lái)，經(jīng)過(guò)氣隙、定子鐵心、氣隙，進(jìn)入轉(zhuǎn)子S極而構(gòu)成回路。
如果用原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)沿反時(shí)針?lè)较蛞噪娊撬俣圈睾闼傩�轉(zhuǎn)，則磁極的磁力線將切割定子繞組的導(dǎo)體，由電磁感應(yīng)定律可知，在定子導(dǎo)體中感應(yīng)出交變電動(dòng)勢(shì)。若磁極磁場(chǎng)的氣隙磁密沿圓周按正弦規(guī)律分布，則導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)將按正弦規(guī)律變化，

 
式中：N是一相繞組的匝數(shù)；Φm是轉(zhuǎn)子磁通最大值。
電角速度ω(即用電角來(lái)表示的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速)、發(fā)電機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)速n(r／min)、交變電動(dòng)勢(shì)的周波頻率f(Hz)三者存在如下關(guān)系：

式中，p為轉(zhuǎn)子磁極對(duì)數(shù)。
考慮到V 相、W相兩繞組在定子槽中的布置分別滯后U相2π／3和4π／3電角度，則U、V、W三相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可分別表示為：

 
汽車用的蓄電池為直流電源，考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)，車用的各種電器必須能正常工作，用電設(shè)備均選用直流供電方式。這就要求交流發(fā)電機(jī)最終能提供直流電勢(shì)。所以交流發(fā)電機(jī)內(nèi)必須配置硅整流器。