Генераторы переменного тока - это электромеханические устройства, которые преобразуют механическую энергию в электрическую энергию переменного тока. Этот процесс полезен в автомобильном контексте, поскольку позволяет автомобилю самостоятельно заряжать аккумулятор во время вождения.
В автомобильном генераторе механическая энергия доставляется коленчатым валом автомобиля, который вращается. Эта энергия вращения передается через приводной ремень и шкив на генератор переменного тока и копирует ее во внутренний вал ротора.
Поворот вала ротора генератора приводит к тому, что присоединенный железный сердечник, окружающая обмотка возбуждения и набор ступенчатых магнитных полюсов когтя вращаются с высокой скоростью (до тысяч раз в минуту). Вся эта сборка называется ротором генератора с прорезями в другом элементе, который называется статором.
Статор генератора переменного тока представляет собой многослойное мягкое железо, примерно сферический компонент, обернутый, как правило, тремя наборами медных фазных обмоток. Статор, в отличие от ротора, закреплен на месте и прикреплен к внутренней части корпуса генератора. Как уже упоминалось, ротор сидит внутри статора, пока он вращается, причем два слегка смещены, чтобы избежать прямого контакта. Когда роторный узел вращается, ступенчатые магнитные полюсы когтя (с чередованием северного и южного полюсов) создают магнитное поле. Однако поскольку силовые линии постоянно меняются - из-за полярности полюсов когтя с севера на юг - поток внутри статора также изменяется, вызывая переменный ток, протекающий через его фазовые обмотки.
Поскольку ток в фазных обмотках статора является переменным, его необходимо преобразовать в постоянный ток (DC) для использования при зарядке аккумулятора. Это достигается подачей переменного тока в каждой фазной обмотке через выводы статора и набор диодов (по два на каждый вывод). Эти диоды, известные как выпрямители, обеспечивают прохождение тока в одном направлении.
Общий поток постоянного тока от каждой объединенной фазовой обмотки контролируется блоком регулятора. Это предотвращает подачу избыточного постоянного тока в аккумуляторную батарею транспортного средства, что может привести к перезарядке и потенциальному взрыву, если ее оставить без контроля.