汽车发电机为什么不用永磁而用励磁？

Question

如题所述

Answer 1

永磁发电机虽然有结构简单的优点，但不适合汽车上使用，这主要是因为永磁发电机的发电电压（发电量）不好控制。

所有发电机的发电量有一个简单的公式，就是E=CnΦ，也就是说，发电机发电的多少，也就是发电的电动势（E）的大小，仅取决于三个方面：第一项是C：电机常数，和发电机的结构有关，可以粗略的理解为发电机的个头，个头越大，发电越多，身大力不亏嘛。但这项参数一旦发电机造好就无法改变了。第二项是发电机转速n，当然，不转不发电，转的越快发电越多，这也好理解。最后一项是磁通Φ，也就是电机内磁力线的总条数，光转没有磁是空转，转的再快也白搭，一点电也发不出来。只有发电机个头大、转速高、磁性又强，发出的电就多多益善了。

永磁发电机由于磁通Φ是固定不变的，发电机个头和绕组匝数的电机常数C也变不了，发电量（实际是电动势）E只和一个因素有关，这就是转速n。
汽车发动机转速一般有4～6倍的变化，永磁发电机的发电电压也会有4～6倍的变化，发电电压低会造成蓄电池亏电固然不好，但发电电压高也会使蓄电池过充并烧毁用电设备更不好。为了在发动机不同的转速下，发电机都能发出恒定的（13.8V）电压，目前所有汽车发电机都采用了励磁发电机，通过控制励磁电流来控制不同转速下的发电电压：转速越低励磁电流越大，转速越高励磁电流越小，这样以来，发电机不管转速如何，只要在1000r/min（转/分）以上，都能发出正常电压来。既不会造成蓄电池亏电，又不会使蓄电池过充和烧毁用电设备，使蓄电池和用电设备都保持良好的工作状态。
汽车发电机的发电量控制是通过串联在励磁绕组的一个叫“发电机调节器”的装置来进行的，上世纪七十年代之前，汽车上使用的是转子发电的直流发电机，调节器也必须是三联的，一联调节发电电压，一联控制发电电流，使其不超过18A（发电电流过大了会烧毁发电机转子），还有一联叫逆流断电器，是发电机发电时才把发电机和蓄电池连接起来，发电机不发电时就把它俩给断开，防止蓄电池的电倒流回发电机。后来有了硅二极管作整流，就不用讨厌的转子发电了（还得用碳刷、铜头把电引下来，不管是电流大还是转速高，都会因火花增大而烧铜头，电流超过20A转子就会冒烟烧毁，转速很难超过5000转，功率被限制在200多瓦难以提高），改为用定子三相绕组发电，转子则产生磁场，向转子上通的是很小的（最大不超过3.5A）、不用换向的励磁电流，而且转子上有6对磁极（6个N极、6个S极，共12个磁极），这样转一圈就相当于两极发电机转六圈，所以低速充电性能很好，怠速所发的电就够开大灯加全车用电。加上是三相绕组也能多发电，这样发电量就很大，过去老解放直流发电机，重9.5Kg，发电量才220W（12.5V，18A），而桑塔纳发电机才重4.2Kg，发电量就达到惊人的1100W（13.6V，80A），当然发电量大和本身转速高也有关系，老解放发电机最高转速不过3600r/min，而桑塔纳发电机由于皮带轮直径小，转速可轻松过万。
所配用的发电机调节器也简单了，只要一联控制发电电压的就够了，限制电流的一联不用了，因为交流发电机发电多时转速必须高，这时交流电频率也高，绕组电抗大，限制了电流，所以有良好的自限流特征，逆流断电器的一联由于有硅二极管的单向导电也可以省去，这样就剩下一联了，最早是用触点进行调节，但寿命短容易烧；目前使用了专用集成块式，已经装入了发电机的内部。

Answer 2

汽车发电机使用励磁而不是永磁，主要是因为励磁具有更好的调节性能和可靠性。
首先，励磁发电机可以通过励磁线圈的调节来控制发电机的输出电压，使其更加稳定。而永磁发电机的输出电压受磁场强度影响较大，一旦温度、湿度等环境因素发生变化，输出电压就容易波动。
其次，励磁发电机具有更好的过载能力。由于励磁线圈可以通过调节励磁电流来改变磁场强度，因此励磁发电机可以承受更大的过载电流。而永磁发电机的磁场强度是固定的，过载能力相对较差。
此外，励磁发电机还具有更好的维护性能。励磁线圈可以通过拆卸进行维修和更换，而永磁体一旦损坏就需要更换整个发电机。
因此，综合来看，励磁发电机在调节性能、过载能力和维护性能方面都优于永磁发电机，所以汽车发电机大多采用励磁而不是永磁。

Answer 3

因为发动机的转速变化范围很大，可以通过调节励磁来调节输出电压。本回答被网友采纳

Answer 4

永磁发电机会随着转速的提高输出电压和功率都会提高，有可能是0到几百伏，不好控制。励磁发电机可以通过调节磁场强度来调节电压和功率，发动机800转和6000转的输出功率和电压基本相同。

Answer 5

输出电压和功率不可控制。