学文网摘要：本文介绍了发电机的工作原理及发电机的分类，分析探讨了提高发电机功率的方法。
关键词：汽车发电机；起动机；应用；探讨
1 发电机的工作原理
汽车的发电机是安装在发动机之上的，它是汽车所有电器的总的供电装置，它的工作能力以及工作效率直接决定了汽车的行驶速度。在汽车启动之后，发动机就会开始运转，通过皮带的带动使发电机也开始转动，当发电机的转子开始转动时，发电机内部就会产生磁场同时切割磁感线，这样就会产生电流，产生的电流再通过整流，滤波之后就会输出稳定的直流电，进而输送到汽车的各个电器当中进行工作。
2 发电机的分类
第一种就是水冷式发电机。水冷式发电机主要是改变了传统的风冷式发电机，将其中的风冷装置改成了水冷，同时相应的增加了水道以及供水系统。这种发电机的特点就是对于工作过程中水路的密封性要求相对较高，同时由于水路循环的特殊配置，一般这种发电机只适用于2000W以上的发电机。水冷式发电机体积相对较大，因此为了节约空间，减少水路装置的占用面积，一般将这种发电机安装在发动机的内部，这样发电机的水路可以借发动机的水路进行有效的循环，达到散热的目的，同时也不会增加额外的空间。这种发电机噪音小，充电比较迅速。特别适用于高档轿车的使用当中。其次水冷式发电机使用的是水路循环，在长时间行驶过程当中，当温度过高时，水路循环会降低回路的温度，从而避免了高温负荷作业，同时在低速运转时也会对蓄电池进行一定程度的充电，保证蓄电池正常的工作。再次，水冷式发电机的水路系统当中，进水管与出水管都是与发动机冷却水系统相连接的，在发动机高速运转过程当中，由于转动产生的热量会随着冷却水的循环工作从而被带走，同时，减小发电机的皮带轮直径会提高发动机与发电机之间的传动比，也就意味着在发电机转速不变的情况下，会提高发电机的工作效率。最后水冷式发电机的噪声较低。由于水冷式发电机采用的是水路循环，省略了风扇的装置，从而就不会出现风扇转动发出的声音。经过大量的实践表明，当发动机达到一定转数之后，水冷式发电机产生的噪声要比其他的发电机噪声低15dB。同时水冷式发电机前后轴承采用的是防水，使得发电机的使用寿命相对较长，具有较高的稳定性，保证轴承工作的安全性，同时也确保了发电机工作时较强的输出功率。
第二种发电机就是新型的复合类发电机。这种发电机的优点就是体积相对较小，同时输出的功率很大，结构相对简单。这种发电机是结合了永磁和无刷发电机的优点，将永磁和无刷发电机有机的拼接在一起。它的另一个优点就是对于原有的汽车结构不需要做大的改动，只要更换很少的部件就可以了，有很高的使用价值。这种发电机的工作原理就是在传统的交流式发电机基础之上，运用定子和转子相结合工作。这种转子是带有永久磁性的。同时转子需要旋转，同时需要安有一定数量的永久磁铁，一般要三个以上。需要注意的是，这种永磁性材料是采用稀土高磁以及目前应用比较广泛的钕铁硼磁材料。同时如果尽可能的提高永久磁铁的磁性，可以一定程度上提高发电机的工作效率。在发电机工作过程当中，整流电路的二极管采用的是雪崩型整流管，这种整流管具有防止过载的工作能力。当汽车长时间运行过程当中，发电机可能会出现电流瞬间过大的情况，这时这种整流管就会自动的切断电路停止工作，从而保证了汽车的安全性。当电流逐渐减小时，电路又会正常恢复工作，不耽误行车的进程。这种整流电路可适应目前出现的各种复杂的电器设备，同时也可以根据发电机调节器进行有效的匹配。
第三种就是环式发电机。环式发电机又被称为起动机。因为这种发电机既能启动又有发电的功能。这种发电机广泛应用于电动汽车上，它的工作原理是机电控制集成化，启动发电统一化。这种发电机是电机应用的创新思路，同时这种发电机设计结构合理，工作效率较高，同时大大的降低了使用成本，节约空间。
3 提高发电机功率的方法
目前我国使用的发电机的电压一般都是14V和28V，提高发电机功率的方法最直接的是加大发电机的外径尺寸和增加铜线的使用量。但由于现在的要求零部件的轻量化，所以增大外径和增加铜线是迫不得已的选择。在不考虑成本的前提下，可以采用增加定子铁芯的槽数或材质和改变爪极形状以增强转子的磁场强度。
3.1 启动机衬套的巧妙利用
由于启动机衬套的长期使用。会因为磨损而产生松旷，使启动机转子“扫膛”，出现启动机转动无力的情况。修理时，如果无同规格的新衬套，可将原衬套沿长度方向用锯条将其锯开后缩紧，目的是使衬套内径缩小。在衬套外部涂加焊锡，镶入端盖中。如果衬套与轴径配合间隙过小。可用可调式绞刀加工至相应配合尺寸就可装车使用，既省时又省钱。
操作提示：
3.1.1 采用锯条时。要视旧衬套与轴径的松旷量。采用1～2根锯条。
3.1.2 在衬套外部涂加焊锡要均匀，并与端盖过盈配合。
3.1.3 绞铜套时所调“吃刀量”要小。
3.2 发电机整流器的外接安装
整流器出现故障，往往是正、负二极管出现短路、断路现象。从初期一支发展到多支。或其它原因造成某一极性的二极管同时出现故障。紧急情况下，可利用其它各种参数相同的完好整流器，或极性相同的单支二极管，对整流器进行分解，尔后做外接处理。
具体方法：根据所坏极性，如正极管损坏。将正极管从元件板上锯下，并钻一个直径为6mm的孔连接在“电枢”接柱上，把引线加长，与电机内原故障负二极管焊接。如果负极管损坏。将分解后的负极管从元件板上锯下。在锯下的元件板上钻一个直径为5mm的孔。与“外壳”相接，使引线加长，与电机内故障负二极管焊接。如遇正极性中二极管同时出现故障。可将整个整流器进行分解。使整块正极元件板连接在外壳“电枢”接柱上，将引线分别与电机内各原正极管连接。如负极性中二极管同时出现故障，将分解后的整块负极元件板与外壳连接，并将二极管引线分别与电机内原负极管连接。这样做既省时又省钱，并且能保证发动机的正常使用。
操作提示：
3.2.1 在正极管外接时，一定要保证元件板不能与其它导体相接触，最好采取绝缘措施。
3.2.2 各连接点（部位）必须要牢固，可靠。
3.2.3 分解完好的整流器应尽量缩小元件板的面积。
3.2.4 在焊接外线前。必须把原故障二极管接点断开。
3.3 发电机端盖磨损的安装技巧
因发电机轴承出现故障导致轴承外圆与端盖“滚动”，造成端盖配合处出现“洼槽”的，通常的修理方法是将“轴承挂锡”或“缠绕铜皮”。但实践证明，用上述方法解决该问题效果不好。因孔口尺寸比孔内尺寸小，镶入轴承后，外圆的松动问题依然存在，如继续使用，故障将会变得更严重。因此，笔者总结了处理此类故障的方法：用三棱刮刀首先将端盖边缘突出部分刮去，对轴承孔进行加工修复，然后在所更换的新轴承外圆“挂锡”。“挂锡”位置及长度要与端盖所加工长度位置相同。安装时使轴承与端盖的凸凹部分相对，将轴承镶入端盖中，如此操作，故障被彻底排除。
操作提示：
要根据端盖的偏心度。合理掌握好轴承的“挂锡”厚度，并用平锉将锡面锉平，保证有可靠的镶合面。
4 结束语
目前我国的汽车和汽车零部件的制造工艺有了很大的提高，但还有很多的工艺设备需要我们改进，工艺水平也有待提高，例如发电机中的定子嵌线设备，定子铁心冲槽卷绕等等都需要我们改进，改进了这些装置，会大大的提高工作效率，减少浪费。同时相对于国外，我国汽车发展还处于手工化相对较多，与国外高度机械化，自动化以及电子检测设备相比，手工化存在着测量不准，过度依赖经验等等弊病，产品的质量难以保证。所以，汽车行业还需要我们花费更多的人力与财力，开拓更加广阔的汽车市场，提高自主创新水平，从而做大做强。
参考文献：
[1] 倪有源，李伟，鲍晓华，等.42V汽车用永磁发电机的电磁设计[J].微特电机，2012，（04）.
[2] 杨斯泐，王自强.汽车发电机的低速设计与优化[J].电力电子，2010，（02）.
转载请注明出处学文网 » 关于汽车发电机及起动机应用的探讨