一、交流发电机的组成
普通交流发电机一般由转子总成、定子总成、整流器、前后端盖、风扇、带轮等组成，以J132交流发电机为例，其结构组件如图1-8所示。
图1-8 交流发电机的结构组件
1．转子总成
转子总成的功用是产生磁场，其结构组件如图1-9所示。
图1-9 交流发电机转子总成的结构组件
转子总成由爪极、磁轭、励磁绕组、滑环、转子轴等组成，转子轴上压装着两块爪极，爪极被加工成鸟嘴形状，爪极空腔内装有励磁绕组和磁轭。滑环由两个彼此绝缘的铜环组成，压装在转子轴上并与轴绝缘，两个滑环分别与励磁绕组的两端相连。当给两滑环通入直流电时，励磁绕组中就有电流通过，并产生轴向磁通；当转子转动时，就形成了旋转的磁场。
2．定子总成
定子总成的功用是产生交流电，其结构组件如图1-10所示。
图1-10 交流发电机定子总成的结构组件
定子总成安装在转子的外面，和发电机的前后端盖固定在一起，当转子在其内部转动时，引起定子绕组中磁通的变化，定子绕组中就产生交变的感应电动势。
定子总成由定子铁芯和定子绕组组成。定子铁芯由相互绝缘的内圆带槽的环状硅钢片叠成。
定子绕组有三组线圈，对称地嵌放在定子铁芯的槽中。三相绕组的连接有星形接法和三角形接法两种，都能产生三相交流电，其接法如图1-11所示。
图1-11 定子绕组的接法
（a）星形接法；（b）三角形接法
3．整流器
整流器的功用是将定子绕组的三相交流电变为直流电。
整流器由整流板和整流二极管组成，6管交流发电机的整流器是由6只硅整流二极管分别压装（或焊装）在相互绝缘的两块板上组成的，其中一块为正极板（带有输出端螺栓），另一块为负极板，负极板和发电机外壳直接相连（搭铁），也可以将发电机的后盖直接作为负极板。整流板和二极管的安装如图1-12所示。
图1-12 整流板和二极管的安装
整流器总成的形状各异，有马蹄形、半圆形和圆形等。将正极管安装在一块铝制散热板上，称为正整流板；将负极管安装在另一块铝制散热板上，称为负整流板，也可用发电机后盖代替负整流板。在正整流板上有一个输出接线柱B（发电机的输出端）。负整流板直接搭铁，负整流板一定和壳体相连接。汽车用硅整流二极管是专用的，有如下特点：
（1）允许的工作电流大，如ZQ50型二极管的正向平均电流为50A，浪涌电流为600A。
（2）承受反向电压的能力高，可承受的反向重复峰值电压在270V左右，反向不重复峰值电压在300V左右。
（3）只有一根引线（引出电极）。
（4）根据引出电极的不同分为正二极管和负二极管。
交流发电机定子绕组中感应产生的交流电，是靠6只二极管组成的三相桥式全波整流电路变为直流电的，整流器的整流原理如图1-13所示。
图1-13 整流器的整流原理
1）二极管的导通原则
由于3只正极管（VD1、VD3、VD5）的正极分别接在发电机三相绕组的始端（A、B、C）上，它们的负极又连接在一起，所以3只正极管的导通原则是在某一瞬间正极电位最高者导通。
由于3只负极管（VD2、VD4、VD6）的负极分别接在发电机三相绕组的始端，它们的正极又连接在一起，所以3只负极管的导通原则是在某一瞬间负极电位最低者导通。
2）发电机的励磁方式
交流发电机开始发电时，由于二极管死区电压的存在，需先由蓄电池供给励磁电流。当发电机电压达到蓄电池电压时，即由发电机自己供给励磁电流，也就是由他励转变为自励。
由于交流发电机转子的爪极剩磁较弱，所以发电机在低速运转时，加在硅二极管上的正向电压也很小，此时二极管的正向电阻较大，较弱的剩磁产生的很小的电动势很难克服二极管的正向电阻，使发电机电压不能迅速建立起来。这样，发电机低速时就不能充电。汽车上发电机必须与蓄电池并联，开始由蓄电池向励磁绕组供电，使发电机电压很快建立起来并转变为自励状态，蓄电池被充电的机会就多一些，有利于蓄电池的使用、维护。
4．电刷总成
电刷的作用是将电源通过滑环引入励磁绕组。电刷组件由电刷、电刷架和电刷弹簧组成，其结构如图1-14所示。
图1-14 电刷总成的结构
两个电刷分别装在电刷架的孔内，借助弹簧压力与滑环保持接触。电刷和滑环的接触应良好，否则会因为磁场电流过小，导致发电机发电不足。电刷是通过滑环给励磁绕组提供电流的元件。
电刷架根据发电机类型的不同，其安装位置也有所不同。有的安装在发电机的后端盖上（外装式），这种结构便于电刷的维护与更换；有的与整流器安装在一起（内装式），维护或更换电刷时，需将发电机后端盖上的防护罩拆下。
5．电压调节器
电压调节器是把发电机输出电压控制在规定范围内的装置，其功用是在发电机转速变化时，自动控制发电机电压保持恒定，使其不会因发电机转速高时电压过高烧坏用电器和导致蓄电池过充电；也不会因发电机转速低时电压不足导致用电器工作失常。
电压调节器的类型较多，按元器件的性质可分为触点式（也称电磁振动式）和电子式两大类。其中，触点式按触点的数目又分单级触点式和双级触点式两种，按是否与其他继电器联动可分为单联式、双联式甚至是三联式；电子式又分晶体管式、集成电路式和可控硅式三种。此外，电压调节器按搭铁形式可分为内搭铁式（与内搭铁式交流发电机配套使用）和外搭铁式（与外搭铁式交流发电机配套使用）。
双触点式电压调节器的原理电路如图1-15所示。
图1-15 双触点式电压调节器的原理电路
双触点式电压调节器的工作原理如下：
（1）闭合点火开关，当发电机转速很低，其端电压低于蓄电池端电压时，由于流经磁化线圈的电流不够大，磁化线圈所产生的吸力不足以克服弹簧的拉力，将衔铁吸下，所以调节器低速触点闭合，由蓄电池向发电机提供励磁电流（他励）。励磁电路为：蓄电池正极→电流表→点火开关→调节器火线接线S→低速触点→衔铁→调节器磁场接线柱F→发电机励磁绕组→搭铁→蓄电池负极。这种情况下，用电设备均由蓄电池供电，电流表指向“-”的一侧，调节器不起调节作用。
（2）当发电机转速升高，其端电压略高于蓄电池的端电压，但低于14V时，调节器低速触点仍闭合，发电机由他励转入自励而正常发电。励磁电路为：发电机正极→点火开关→调节器火线接线S→低速触点→衔铁→调节器磁场接线柱F→发电机励磁绕组→搭铁→发电机负极。与此同时，所有用电设备均由发电机供电（包括给蓄电池作补充充电）。电流表指向“+”的一侧，调节器的工作电路为：发电机正极→点火开关→调节器火线接线柱S→电阻→搭铁→发电机负极。
（3）当发动机转速继续升高，发电机的电压达到第一级调压值时，磁化线圈所产生的电磁力克服弹簧力，使低速触点打开，但尚不能使高速触点闭合。其励磁电路为：发电机正极→点火开关→调节器火线接线柱S→电阻→调节器磁场接线柱F→发电机励磁绕组→搭铁→发电机负极。由于在励磁电路中串入两个电阻，使励磁电流减小，端电压又下降，低速触点又闭合；低速触点重新闭合后，切去电阻，使励磁电流再次增大，端电压再次升高，低速触点再次打开。如此循环下去，在低速触点不断开合振动下实现第一级电压的调节工作。
（4）当发动机转速较高，发电机的电压将超过第一级调压值，达到第二级调压值时，磁化线圈中产生的电磁力远大于弹簧力，使高速触点闭合，此时的励磁电路为：发电机正极→点火开关→调节器火线接线柱S→电阻→磁轭→衔铁→搭铁→发电机负极。即励磁电路短接搭铁，于是励磁电流为“0”，发电机端电压急速下降，高速触点重新断开，励磁电路又被接通，励磁电流增大，电压上升，高速触点又闭合。如此循环下去，在高速触点不断开闭振动下实现第二级电压的调节工作。
（5）发动机停转时，断开点火开关，发电机不发电，调节器恢复到不工作状态，即低速触点常闭，高速触点常开，电流表指针回到零位。
调节器在使用过程中应注意如下几个问题：
①调节器与发电机的电压等级必须一致，否则充电系统不会正常工作。
②调节器与发电机的搭铁形式必须一致，当调节器与发电机的搭铁形式不匹配而又急于使用时，可通过改变发电机磁场绕组的搭铁形式及线路的连接来临时替代。
③调节器与发电机之间的线路连接必须正确。
④配用双级式电压调节器时，当检查充电系统不充电故障时，在没有断开发电机与调节器接线之前，不允许将发电机的“+”与“F”（或调节器的“+”与“F”）短接，否则将会烧坏调节器的高速触点。
⑤调节器必须受点火开关控制。因调节器控制磁场电流的大功率管在发电机输出电压较低时就始终导通，如果不受点火开关控制，当汽车停驶时，大功率管一直导通，将缩短调节器使用寿命，而且还会导致蓄电池亏电。