康明斯柴油机的充电机的结构和分类
无刷式充电发电机主要由转子、磁场绕组、定子、端盖、元件板、调节器、风扇和带盘等组成，是一种带泵无刷交流发电机，其发电机与普通无刷交流发电机完全一样，不同的是转子轴很长并伸出后端盖，利用外花键与真空泵的转子内花键相连接。
硅整流充电机接线电路图
一、转子
无刷式充电发电机转子是充电机的磁场部分，使用了一个与普通交流发电机转子铁心形状相同的爪极转子，转子由爪极、转子磁轭组成，但磁场绕组是固定在端盖的磁轭上。两组磁爪(又叫鸟嘴形磁极)中每组磁爪的爪数为6，同组磁爪极性相同，每个磁爪是一个磁极。两个爪极中的一个爪极固定在转子轴上，另一个爪极的后端制成中窄、外用非导磁材料与前者焊接在一起。放置励磁绕组的圆柱形磁轭通过螺钉固定在后端盖上，电流直接由导线引入。安装时磁场绕组伸入转子磁轭和爪极的空腔内，与两者都保持有一定的间隙。工作时转子磁轭和爪极随电枢轴转动而磁场绕组不动，因而不需要电刷和滑环、便可输入励磁电流，由于没有电刷和集电环等导电元件，克服了接触火花，不存在集电环表面污染和电刷磨损造成功率输出不足等问题，减少了维护工作，提高了交流发电机工作的可靠性，延长了其寿命。
二、定子
定子由铁心及定子绕组组成。定子铁心由内圆槽的环状硅钢片叠制而成，固定在后端盖中。定子槽内置有三相绕组，按星形接法联结。每相绕组的尾端联接在一起，首端分别与元件板上的硅二极管相接。
硅整流充电机定子
三、端盖
充电机的前端盖和后端盖都是用铝合金铸成，两个端盖上有轴承座。后端盖内装有元件板和调节器，其典型线路。元件板上压装有11只二极管，其中6只二极管组成三相桥式整流电路(vd1、vd2、vd3、vd4、vd5、vd6)，输出充电机直流电压。3只小功率励磁二极管(vd7、vd8、vd9)，与发电机的3只负二极管组成另一组三相桥式整流电路，向发电机磁场绕组提供励磁电流和连接充电指示灯。余下2点二极管(vd10、vd11)并联于三相整流桥一侧，可用以提高发电机的输出功率。
四、调节器
1、触点振动式调节器
（1）双级触点振动式调节器
常见双级触点式调节器的结构如图 4-9 所示，尽管它们的具体结构不同，但均有两对触点。其中常闭触点为低速触点，常开触点为高 速触点，电压调节分两级进行。
双级触点振动调节器
●结构说明
两对触点 k1 和 k2，调节器不工作时，上面一对触点 k1 (即低速触点)处于常闭状态，下面 一对触点 k2 (即高速触点)处于常开 状态。
○r1 为加速电阻，其作用是在触ス打开时，加速铁心退磁，使触点 k1 迅速闭合，以加快其振动频率，提高调节器的灵敏度和调压质 量。
○r2 为磁场电阻(调节电阻)其作用是在触点张开时，减少励磁电流，以降低发电机的输出电压。
○r3 为温度补偿电阻令由镍铬丝制成，其电阻温度系数很小(仅为铜的 1/800)，当它串入磁化线圈电路中时，可使整个磁化线圈电路中的电阻值随温度变化相应减小，使调节电压不随温度的升高而升高。
●工作过程
① 当电机低速运转，电压低于蓄电池电动势时，蓄电池向调节器磁化线圈供电，同时进行他励发电。
磁化线圈电流的流向： 蓄电池正级→ 电表→ 点火开关→调节器“s”接线柱→加速电阻 r1→磁化线圈→温度补偿电阻 r3→搭铁→ 蓄电池负极。
此时流过磁化线圈的电流所产生的电磁力不足以克服调压弹簧的拉力，所以低速触点k1仍处于闭合状态，发电机此时在进行他励发电。
励磁电流的流向：蓄电池正级→ 电流表→ 点火开关→调节器“s”接线柱&固定触点支架→低速触点 k1→活动触炱臂→磁轭→调节器“b”、发电机机“f”接线柱→绝缘电刷和集电环→励烁绕组→搭铁甕刷→雂电环→搭铁→ 蓄电池负极。
② 发电机转速升高，端电压高于蓄电池电动势而低于调节器电压时，磁化线圈电流和励磁电流均由发电机供给。
磁化线圈的电流流向：发电机正级(a) → 点火开关→调节器“s”接线柱→加速电阻 r1→磁化线圈→温度补偿电阻 r3→搭铁→发电机负 极。
此时，磁化线圈中的电流所产生的电磁力仍不能克服调压弹簧的拉力，低速触点k1仍处于闭合状态，
励磁电流和流向：发电机正级→ 点火开关→调节器“s”接线柱→低速触点 k1→活动触点臂→磁轭→调节器“f”`、发电机机“f”接线柱→绝缘电刷和集电环→励磁绕组→搭铁电刷和集电环→→搭铁→发电机负极。
③ 发电机转速升高，输出电压达到调节器调节时，磁化线圈电流所产生的电磁力足以克服调压弹簧拉力，使低速触点k1 打开，励磁 电流改变流向径，其电路为：发电机正极→ 点火开关→调节器“s”接线柱→加速电阻 r1→ 附加电阻磁 r1→ 附加电阻 r2→调节器“f、发电机“f”接线柱→绝缘电刷和集电环→励磁绕组→搭铁电刷和集电环→搭铁→发电机负极。
由于发电机励磁电路中串联了电阻 r1 和 r2，所以励磁电流减小，发电机电压降低。当发电机压降至略低于调节电压时，磁化线圈所产生的电磁力便会小于调压弹簧拉力，于是低速触点 k1 重又闭合，将附加电阻 r2 短路，励磁电流增大，磁场加强，发电机输出电压再次升高，当升至略高于调节电压时，低速触点 k1 又被吸开。如此反复，使发电机输出电压保持在第一级脉动范围内。其平均值就是第 一级电压稳定值。
④ 当发电机输出电压超过第一级调节电压而未达到第二级调节电压，磁化线圈电流所产生的电磁力远大于调压弹簧的拉力，将活动 触点臂处于中间状态，高速、低速触点均不闭合。调节电压进入“失控区”，这时发电机靠通过电阻 r1 和 r2 的电流励磁，发电机电压随转速升高而升高。
⑤ 当发电机高速动转时，发电机的输出电压到第二级调节电压，磁化线圈电流所产生的电磁力也将远大于调压弹簧的拉力，将活动 触点臂继续吸下，使高速触点 e2 闭合，磁场绕组被短路。此时，发电机磁场绕组中无励磁电流流过，发电机靠剩磁发电，端电压迅速下 降，磁化线圈电流所生产的电磁力减小，高速触点 k2 重又打开(低速触点 k1 也处于打开状态)，附加电阻 r2 被串入励磁电路，磁场 绕组中有电流流过，发电机端电压升高，高速触点 k1 重新闭合。如此反复， k2 不断地振动，使发电机的输出电压保持在第二级脉范围内。其平均值就是第二级电压稳定值。
●性能分析
双级触点振动式调节器能控制两级电压，其电压调节曲线如图 4- 12 所示。 14v 双级式调节器，第一级调节电压为 13.2~14.2，触点工作从第一级过渡到第二级时，失控区两级调节电压差值应不超过 0.5v；28v 双级式调节器，第一级调节电压为 27v~29v，失控区两 级调节电压差值应不超过 1v。
第一级调节电压高低可通过改变调压弹张力、衔铁与铁心间空气隙进行调整。调节电压与弹簧张力及铁心气隙成正比。由于铁心气 隙对调节电压影响较大，弹簧弹力对调节电压的影响较小，高速时应先调弹簧张力，当调弹簧张力无法获得正常值时再调铁心气隙。 ft61 调节器的铁心气隙为 1.05mm~1. 15mm。失控区(图 4-38 中 n2-n3)调节电压差值 δu 的大小可通过调节高速触点 k2 的间隙成下比 ft61 调节器的高速触点间隙为 0.2mm~0.3mm。
2、电子式调节器
●基本工作原理
虽然电子调节器种类繁多，但其工作原理都基本相同。电子调节器大多采用 npn型三极管制成，与外搭铁式硅整流发电机匹配。电子调节器电压调节值在制造时调式精确，由于普遍采用整体封装结构，使用时已无法调整。在发电机转速为 6000r/min输出电流在 10%额定电流(不小于2a)时， 14v 调节器调节值为 4.20+0.25v、28v 调节器调节值为 28.00+203v。
① 接通点火开关 sw，当发电机未转动或转速 n 较低、电压 u 低于充电压时，蓄电池电压经 sw 加在分压电阻 r1 、r2 两端。由于发电机电压尚低于调节电压上限，因此， r1 上的分压值 ur1 小于稳压管 vs 的稳定电压 uw 与 ubel 之和，由稳压管工作特性可知， vs 处于截止状态，三级管 vt1 因无基级电流处于截止状态。此时蓄电池经点火开关 sw 和电阻 r3 向 vt2 提供基极电流，使 vt2 导通，接通励磁电池，其路径为：
