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    汽车交流发电机纹波电流及其抑制

        我国汽车零部件行业正面临快速进入全球竞争的挑战。汽车交流发电机也是一样,过去我们并不重视的一些整机性能参数,在出口时却显得至关重要,对应一定转速下的纹波电流(Ripple Current)值便是一例。过去国内对汽车交流发电机输出的纹波电流及其如何降低等的研究几乎是空白,而国外验收检测汽车发电机的测试台,把纹波电流作为判定合格与否的八大考核指标之一,赫然列在测试报告单上。国际上广泛使用的D/V Electronis Co.测试台便是如此。而国产测试台并无此栏目。

        过大的纹波电流值不仅会引起严重的无线电干扰,还对蓄电池充电产生不良影响。纹波电流返回发电机,增加轴损和铁损,也增大了励磁的脉动,输出会有更大纹波。因而全面认识发电机纹波电流的产生和抑制,成为许多出口企业当前亟待解决的课题。

        汽车整体式交流发电机不同于一般传统的电磁感应三相交流发电机,安装在交流发电机端盖内部的三相全波桥式整流器和电压调节器使之成为一台能提供含有纹波的直流电源,整流器和调节器也就影响着它的输出特性。

        欲抑制、降低发电机输出电流中的纹波值,首先必须认识各种产生纹波电流的原因。

        整体式交流发电机的工作原理和纹波电流

        汽车运转时,发电机和蓄电池并联着向各种用电器供电,如点火线圈、照明灯、指示灯、刮水器、车窗、天线升降器、GPS全球定位系统等。各型汽车需要直流电源,功率为0.8~3.5kW不等。发电机的主要作用在于向蓄电池充电,其输出是带有纹波分量的。用电器又希望不论负载变化,还是发电机转速变化,供电的直流电压能稳定在一个相对范围内。

        直流励磁的旋转爪极,在三相交流发电机的定子绕组中感应三相交流电。三相全波桥式整流器6只二极管联合叠加作用,使输出成为虽然含有脉动、但已是较为平直的直流电。

        发电机负载和转速等的变化都会引起输出电动势的变化,电压调节器便是通过通断励磁绕组、调节励磁磁通来补偿其变动,使之能维持在额定值允许波动的范围内,例如±1.5%。为了防止汽车蓄电池过充电,稳定的系统电压应保持在铅酸电池产生气泡的电压以下,对所有12V的系统而言,通常使用(14.2±0.2)V的电压值。电压调节器便是控制励磁电流来调节输出电压的变动。但是,即使发电机整流后是平直的直流输出,调节器的作用使实际输出波形会如图2所示。电磁振动式电压调节器除体积大、触点易烧蚀、磁惯性和机械惯性大外,致命的缺点是电压波动幅度大。


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