汽车知识分享-汽车发电机结构与工作原理
发电机是汽车的主要电源，其功用是在发动机正常运转时，向除启动机外的所有用电设备供电，同时给蓄电池充电，是汽车正常运转不可或缺的一部分。
汽车用发电机可分为直流发电机和交流发电机，由于交流发电机的性能在许多方面优于直流发电机，直流发电机已被淘汰。目前汽车一般采用三相交流发电机。
汽车交流发电机的结构组成和工作原理
01、转子
转子的功用是产生旋转磁场。
转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成。
转子轴上压装着两块爪极，两块爪极各有六个鸟嘴形磁极，爪极空腔内装有磁场绕组（转子线圈）和磁轭。集电环由两个彼此绝缘的铜环组成，集电环压装在转子轴上并与轴绝缘，两个集电环分别与磁场绕组的两端相连。
当两集电环通入直流电时（通过电刷），磁场绕组中就有电流通过，并产生轴向磁通，使爪极一块被磁化为N极，另一块被磁化为S极，从而形成六对相互交错的磁极。当转子转动时，就形成了旋转的磁场。
交流发电机的磁路为：磁轭→N极→转子与定子之间的气隙→定子→定子与转子间的气隙→S极→磁轭。
02、定子
定子的功用是产生交流电。
定子由定子铁心和定子绕组成。
每一绕组具有几个分离的线圈，这些线圈安置在铁支架中，这样在相同时刻，绕组中每一线圈上的磁极相同。由于绕组之间是串联的，所有绕组中感应出的电压相加产生所需的输出电压。
转子在定子支架中自由旋转。转子旋转时，其极件上的爪臂的位置使得在N极与S极之间变化的磁场做穿过定子导体的运动。由于通过定子线圈的是变化的磁极，所以定子中每一相中的感应电压为交流(AC)电压。
发电机中定子采用三角形连接或星形(Y)连接。三角形的名字来自于定子中三相所形成的三角形。
汽车发电机简单点说就是电磁感应原理在汽车电气系统中的应用。
电磁感应原理：当磁场穿过导体运动时会产生电压。
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。
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。
此时产生的交流电不一定具有高电压，接下来就是高电压。提高电压的方式有三种：
1.增加定子中线圈匝数，磁力线切割绕组的数目越多，绕组中感应出的电流越大。
2.增加转子转速，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。
3.增加转子磁场强度，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。
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。
对于电磁铁，流经线圈导线中的电流大小、磁力线或转子的绕组，决定着转子的磁场强度。零电流产生零电压，中等电流产生中等电压，最大电流产生最大电压输出，或获得最大磁场强度
03、电压调节器
在任何时刻，最大磁场强度都可以产生高于电气系统所需的感应电压。发电机内置调节电压的调压器，通过接通或断开磁场电流，将电压限制在规定的数值内。这样就使发电机这一单一的部件既可以产生电能又可以进行调节，因此发电机被看作为一个充电系统。
限制电压对于许多车辆电子部件十分重要，这是因为无限制的电压输出会损坏或缩短蓄电池、灯泡、外部线束、电子模块及其它电子或电气部件的寿命。
调压器以每秒四百次的固定频率切换磁场电压。通过改变开关磁场电流的时间，电压得以控制。因此，在低速时，磁场可能90%的时间接通，10%的时间关闭。这形成相对较高的平均磁场电流，平均电流与发电机转速结合，可以得到所需电压。
随着发电机转速升高，产生所需电压的磁场电流减小。这可以通过改变工作循环以减小平均磁场电流。例如：发动机转速高时，调压器可能10%的时间接通，90%的时间关闭。当运行条件变化时，工作循环也将改变以提供系统电压的所需要的准确磁场电流。
04、整流器
最后，如何将电磁感应原理产生的交流电（AC）变成可供汽车电子部件使用的直流电（DC）呢？这就要靠整流器来发挥其作用。
发电机整流器（其中包含二极管）
整流电路中的一系列二极管，通常称为二极管桥式电路，将AC转换为DC电压。二极管是一种只允许电流沿一个方向流动的装置，如果反向连接，二极管不能导通。
二极管桥式电路是二极管的组合。四个二极管连接到被称作A-B的环行导线上，组成了桥式电路。当A-B环中感应中AC电压时，电压通过桥式电路被转换为DC。由于所有的AC电压都被转换为DC电压，这种二极管桥式电路被称为全波整流电路。
05、端盖
端盖一般分两部分（前端盖和后端盖），起固定转子、定子、整流器和电刷组件的作用。端盖一般用铝合金铸造，一是可有效地防止漏磁，二是铝合金散热性能好。后端盖上装有电刷组件，由电刷、电刷架和电刷弹簧组成。电刷的作用是将电源通过集电环引入磁场绕组。
06、风扇和轴承
风扇风叶装在前端盖与皮带轮之间（双风扇发电机的两个风叶装在发电机内部的转子上），在发电机工作时，起强制通风散热作用。