大多数汽车使用交流发电机,然后通过桥式二极管整流器将其电压转换为直流电,为 12v 电池充电。
为什么不使用直流发电机呢?
是因为交流发电机效率更高吗?
(甚至自行车和风能也使用交流发电机/涡轮机)。
大多数汽车使用交流发电机,然后通过桥式二极管整流器将其电压转换为直流电,为 12v 电池充电。
为什么不使用直流发电机呢?
是因为交流发电机效率更高吗?
(甚至自行车和风能也使用交流发电机/涡轮机)。
不,这不是出于效率原因。
直流发电机通常具有换向器,即与电刷的接触,每半圈反转发电机夹处的电压极性。本质上,直流发电机只是具有“机械”整流器的交流发电机。
您可以制造在运动部件之间没有任何电接触的发电机,但没有这些就无法制造换向器。
由于此类触点在持续使用、肮脏和振动的环境中很可能会失效,因此非常希望不要在汽车中使用它们。我还要说,除非你制造一个非常昂贵的,否则接触电阻可能会高于你在桥式整流器上损失的电阻。
交流发电机必须在非常宽的转速范围内产生很多安培。此外,电力负载可以并且将不时发生巨大变化。
固定磁铁发电机需要非常强大的电压调节系统来产生所需的电压和需求。
一个更简单,在我看来,更优雅的解决方案是不起眼的交流发电机。
不管人们怎么想,汽车都没有电压调节器。他们实际上有一个“现场调节器”。
交流发电机有一个旋转的转子线圈,它产生磁铁部分。该线圈由多匝相对较细的导线组成。该转子周围是包含发电线圈的定子,这些线圈由更重的电线制成,能够承载您操作汽车所需的AMPS。
为了在交流发电机的输出端保持稳定的最大电压,转子线圈产生的电磁量由磁场调节器调节。由于该线圈具有高电阻,因此不会使用太多电流来激发它。事实上,当发动机未启动时,它是通过充电灯从电池中激发出来的。
这样做的好处是,如果您不使用任何电源,交流发电机对发动机产生的负载非常小。当您需要电源时,它几乎可以立即使用。
这些零件简单、便宜、可靠且高效。
顺便说一句:交流发电机有点用词不当。您的汽车交流发电机产生的是直流电而不是交流电,但都会产生明显的纹波。以上所有内容都包含在大多数交流发电机中。发电机本来是一个更好的名字。
那么为什么你不能用发电机做类似的事情呢?那就是用电磁铁代替永磁体。好吧,事实是你可以。但是,您必须意识到,发电机只是带有机械整流器的交流发电机。发电机需要换向环和电刷,以便在电压周期的适当时间接通和断开线圈。
这比几个二极管增加了更多的费用,存在磨损和可靠性问题,并且非常电噪声。此外,在换向时,当线圈被电刷暂时短路或保持开环且不给您任何电源时,会产生损耗。
因此,如果您要设计这样的野兽,您会想,嗯..我该如何摆脱这个机械整流器... OOO..让我们使用这些称为二极管的新奇事物...在不知不觉中...回到我们现在所说的交流发电机。
这可能就是最初发明这个东西的方式。
另一点是,转子上具有固定电枢和磁场的交流发电机更容易、更便宜地进行调节。只有直流励磁电源需要馈送到转子,因此与直流电机换向器相比,滑环的额定值降低了。由于汽车中使用的铅酸电池具有非常低的内阻和非常窄的工作 PD 范围,因此任何由车辆内燃机驱动的充电系统(具有广泛的转速范围)都需要控制/调节。带有 PM 定子的直流“发电机”需要控制机器的全部输出。交流发电机可以通过使用相对低功率的电子调节器控制转子的励磁电流来调节,定子电枢输出直接连接到没有移动触点的整流器块和电池。
交流发电机有一个转子,它可以以更高的速度转动,而不会因离心力而破裂。因此,即使在较低的中间速度下,它也可以产生足够的电压,并具有适当的皮带传动比。这可能是在汽车中使用它们的主要原因。