发电机是电磁感应原理在汽车电气系统中的应用,以向汽车电气设备提供适当电力输出,并且可在所有行驶条件下调节电压。
#汽车发电机
那么什么是电磁感应原理?当磁场穿过导体运动时会产生电压。
一个简单的示例:一个条形磁铁,其磁场在导体线圈中转动。旋转的磁铁称为转子,固定的导体称为定子。那么定子中就会产生感应电压。
如上图,条形磁铁(转子)旋转的前半圈,磁极改变了位置:N极在上部导体的正下方运动,S极在下部导体的正上方运动。感应电压则导致电流以反向流动。导体的末端标有:A为负(-)极,B为正( )极。
当转子完成了旋转的后半圈,N极和S极又变回它们的初始位置:A成为正( )极,B成为负(-)极。
因此,电流开始以一个方向流动,然后变为另一个方向,产生了交流电,这种交变的电流产生于发电机内部。它是“交流发电机”一词的来源,这个词有时应用于使用这种原理的发电机。但是SAE认可的词汇为发电机。
有了交流电,怎样提高电压?
一般过三种方式提高发电机的电压:
- 增加定子中线圈匝数
- 增加转子转速
- 增加转子磁场强度
前两者是从设计角度考虑,第三种是应用于汽车时控制发电机电压的方法。
第一种方法是增加定子绕组数目,磁力线切割绕组的数目越多,绕组中感应出的电流越大。
第二种方法是增加转子转动速度。这样导致切割磁力线更为频繁。因此,这导致了定子组中的电压有所增加。汽车发动机转速增加时,转子转速也随之增高。与发动机曲轴相连的皮带驱动发电机定子绕组中的转子。
与前两种方法相反,控制定子磁场强度是控制发电机电压输出的最实际的手段。这是由于磁场强度会影响感应电压的原因。磁场越强,感应电压越高。磁场越弱,感应电压越低。第三种方法通过以电磁铁取代转子条形磁铁而得以实现。