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发布时间：2022-01-24 09:31:30那么，怎样使交流发电机效率更高、输出功率更大、产生热量更少呢?另外尤为重要的是在发电机转速相对较低时，输出越大越好。下面便是关于交流发电机的制造商们怎样做到这一点的。
第一步就是探寻出效率低的原因。只要看一看爪极式转子你就会知道并不值如此大费周折，一根轴、一对爪形磁极、线圈组加上集电环就足以构成整个转子了。问题是这种设计存在漏磁现象，并非所有的磁通都用来“切割”线圈以获得最大的电流输出，其中一些漏了出来，做了无用功。
一个解决的办法就是采用Hybrid转子。一般的转子爪极间空无一物，而Hybrid转子在爪极间装了一个永久磁铁。磁通从磁铁出来进入瓜极，通过转子心轴及磁铁另一面的爪极回到磁铁。永久磁体填充了爪极间隙后，转子绕组产生的磁通就不会泄漏走了。这就迫使更多的磁通从转子进入定子绕组，从而提高了交流发电机的输出效率。
这种方案可以将原来的效率在50%的基础上提高20%。这样交流发电机总效率为60%时，只需用5000W的功率，大约为4474W就可以产生与原来同样大的输出，附带的一个好处是必须散发掉的热量还不到1000W。
发电机改进的第二步必然是在发电机四周装上水套，并与发动机冷却系统相连。这样做很有益处。由于真正起冷却作用的是水套，所以不必硬是要将交流发电机置于进入发动机舱的冷空气流中。而且水套降低了发电机升温或冷却的速度，有利于提高发电机的耐用性。这是因为急剧的温度变化对膨胀与收缩速率不同的材料很不利，而采用水套则消除了这一顾虑。
水套自然还有其它的优点。例如：Visteon公司在它的资料里声称它的交流发电机可以将近1250W的损耗热量传送给冷却系统，而这股热量最终在车辆的解冻器和加热装置处消耗干净，被用来帮助清洁风挡和加热乘员室。所以，冷却液和发动机能更快地升温变暖，催化变换器就可以更快地点火，这就大大减少了冷起动时的废气排放。
既然效率提高20%就有这么大的作用，那何不追求更高的效率昵?这正是Ecoair公司开发的新型交流发电机的关键技术所在。Ecoair公司所设计的这种发电机将在今年晚些时候投入生产，主要应用在急救车一类的车辆上，因为在急救车上，闪光灯、车用医疗设备等的工作需要大量电力。Ecoair的基本观念可应用于所有车辆，包括双动力型汽车，并且这种发电机理论上也适用于将于2003年面世的42V电子系统。
Ecoair公司的发电机，在其中的某个设计中，转子实际上由两个并排装在转子心轴上的独立部分组成，其中之一装上永久磁铁形成12个磁极，而磁铁及周围金属本身就有磁力，并不依赖转子电流;转子组件的另一半是一个绕组线圈，线圈与极靴之间存在一定的装配关系。
Ecoair交流发电机有三种独立的操作模式。低转速时，转子的永久磁铁部分引起定子中的电流，起动操作时，永久磁铁与绕组线圈都会产生最大磁通，而使发电机产生最大输出。因此电磁铁总带来一些问题，即必要时，你怎样切断电流或减少磁通来降低电力输出?为了解决这一问题，采用第三种模式来操作Ecoair交流发电机，这种模式被称为“补偿”(buck)式，下面便是它的工作原理。
当输出的电流超过了电子系统的需求时，首先使通过转子线圈部分的电流降低至零。若输出电流仍然过大，转子线圈电流的方向就会被转换。电流反向时，绕组线圈便产生与永久磁铁相反的磁性而相抵消。这样，通过控制极性和转子线圈部分的电流大小，就可能使交流发电机的输出降至零--同样的技术亦应用在一种自动防故障的安全电路中。
虽然转子采用了两部分的结构形式，且其内部设计错综复杂，但也带来一些意想不到的好处。对于起动电机，复式设计使之获得80%的高效率。这就是说只需3750W或略低于3730W的功率就可取得一个200安培(3000瓦)的输出电流。同时，由于驱动发电机的功率和热损耗都变小的缘故，在一定输出功率下，发电机的外形尺寸可以做得更小，重量可以更轻等等。另外，在传统的交流发电机中，其直径尺寸必须与前后距离相近，而Ecoair的混合式交流发电机可以同老式发电机一样有一个较长的形体。因为考虑到辅助驱动带形成的径向可用空间有限，不可能总是无限地扩大交流发电机的直径尺寸，所以增加其有效长度倒不失为一个增大输出的好办法，还有利于增大驱动带扭矩及发动机容量。
而这种交流发电机的诱人之处还在于它的燃油经济性，尤其在空转或低速运作时。博世公司由一种经验方法得出交流发电机效率每提高5%，燃油经济性就会提高大约1%。而戴姆勒?克莱斯勒公司做的对比试验表明，Ecoair的交流发电机与传动系的变速箱共同工作在空转工况时，当输入不变而输出功率增加13.4%时，燃油的经济性能提高5.8%。
交流发电机和充电系统在任何设计问题中的重要性都是不可低估的。若不是因为可用电力受到限制，像电力驱动的水泵、发动机油泵、动力转向装置及刹车等具有省油特征的部件，现在就会出现了。不过，或许只需一个高效率、大功率、输出为42V电压的交流发电机，就正好搭成一座通往彼岸的坚实桥梁。
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