现代汽车电源系统由蓄电池、硅整流发电机和调节器三部分组成。硅整流发电机是汽车的主要电源，其功用是，当发动机高于怠速转速运转时，向除起动机以外的用电设备供电，同时还向蓄电池充电。
　　汽车用硅整流发电机虽然在制造工艺、局部结构及工作性能上有所改进，型式各异，但基本结构都是由一个三相同步交流发电机及用硅二极管组成的整流器所组成。
　　(1)三相同步交流发电机 三相同步交流发电机由转子、定子、传动带轮、风扇、前后端盖及电刷等部件组成。
　　1)转子。转子是交流发电机的磁极部分，用来产生磁场。由转子轴、励磁绕组、两块爪极、集电环等组成。
　　由低碳钢制成的两块六爪磁极压装在转子轴上，其空腔内装有导磁用的铁心，称为磁轭。铁心上绕有励磁绕组，励磁绕组的两根引出线分别焊在集电环上。集电环是两个相互绝缘而且与转子轴也绝缘地套装在轴上的铜环，集电环与装在后端盖内的两个电刷相接触，两个电刷通过引线分别接在两个接线柱上。这两个接线柱即为发电机的F(磁场)接线柱和—(接地)接线柱。当这两个接线柱与直流电源相接时，便有电流流过励磁绕组，两个铁心的爪极分别形成六对磁极，当转子旋转时就提供了一个旋转磁场。
　　2)定子。定子的功用是产生交流电。由定子铁心和定子绕组组成。定子铁心由相互绝缘的内圆带嵌线槽的圆环状硅钢片叠成。嵌线槽内嵌入三组互相独立三相对称的定子线圈。当转子旋转时，三组定子线圈切割旋转磁场的磁力线而产生三相交流电动势。
　　为了将定子线圈中的电动势变为电流，需要用导线将线圈连接起来。三组线圈的接
　　法有星形(即丫形)和三角形(即△形)两种，通常采用星形接法，即每相绕组的首端分别与整流器的硅二极管相接，每相绕组的尾端接在一起，形成中性点N，如图1—16所示为定子绕组结构和星形(即丫形)联结图。星形接法在发电机低速旋转时也能发出足够的电量，所以被广泛用在汽车硅整流发电机上。
　　3)带轮与风扇。通过V带将发动机的转矩传给转子。带轮通常用铸铁或铝合金制成，分单槽和双槽两种，利用与风扇共用的半圆键装在风扇外侧的转子轴上，再用弹簧垫片和螺母紧固。
　　风扇的作用是在发电机工作时强制进行抽风冷却。它一般用1．5mm厚的钢板冲制或用铝合金压铸而成，并用半圆键装在前端盖外侧的转子轴上。
　　4)端盖。前后端盖的作用是支承转子，封闭内部结构，方便安装与调整V带松紧度。
　　前后端盖用非导磁性材料铝合金制成，漏磁少，并具有轻便、散热性好等优点。前端盖铸有安装臂、调整臂与出风口，后端盖铸有安装臂与进风口。当皮带轮驱动转子转动时，风扇转动驱动空气从进风口流入，经发电机定子铁心表面再从出风口流出，将定子线圈对外输出电流时产生的热量带走，达到散热的目的。后端盖内装有电刷架和电刷。整流器则装于后端盖内侧或外侧上。有些工作环境恶劣的工程机械、农用拖拉机等，为防止灰尘、泥土进入发电机内部，因此采用外形尺寸较大的封闭型硅整流发电机，以保证其散热的需要。
　　5)电刷与刷架。电刷的作用是与集电环接触，将直流电引入励磁绕组。电刷是用铜粉和石墨粉模压而成，电刷架是用酚醛玻璃纤维塑料模压而成。两只电刷装在电刷架的方孔内，利用弹簧的压力使其与集电环保持良好的接触。电刷与电刷架的结构有外装式和内装式两种，图1—17所示的电刷组件即为外装式结构，其电刷的拆装和更换在不分解发电机的情况下即可进行，拆装检修十分方便，被现代汽车硅整流发电机普遍采用。
　　硅整流发电机的接地形式有内接地和外接地之分。两个电刷的引出线均与端盖绝缘，其中一端经调节器后接地的称为外接地，该电刷的引出线接到与机壳绝缘的接线柱上(标记F2)；两个电刷的引出线其中一个直接与后端盖相接的称为内接地。内接地电刷的引出线用螺钉直接固定在后端盖上(标记“-”)。
　　(2)整流器
　　整流器的作用是将发电机产生的交流电变成直流电。一般由六只硅二极管组成，每三只硅二极管装在一个二极管架上，如图l—18所示。
　　正极管中心引线为二极管的正极且外壳为负极，在管壳底上一般标有红色标记。在负极接地的硅整流发电机中，三个正二极管的外壳压装在元件板的三个座孔内，共同组成发电机的正极；由一个与后端盖绝缘的元件板固定螺栓通至机外壳，作为发电机的“B”接线柱(+，“A”，“电枢”接线柱或“输出”接线柱)。
　　负极管中心引线为二极管的负极；外壳为正极，管壳底部一般有黑色标记。
　　三个负极管的外壳压装在后端盖的三个孔内和发电机外壳一起成为发电机的负极。
　　安装三只正极管的整流板称为正整流板(或称正元件板)；安装三只负极管的整流板称为负整流板(或称负元件板)。
　　正整流板上的三只二极管，形成共负极连接；负整流板上的三只二极管，形成共正极连接。正负整流板上的六只二极管，两两串联后并联，组成三相桥式整流电路。定子线圈三相的始端各接在一个桥臂上。
　　(3)其他形式的硅整流发电机
　　1)八管硅整流发电机。八管硅整流发电机除具有普通硅整流发电机的六只主整流二极管之外，在中心点又增设了两只辅助整流二极管，其管子的性能参数与主整流二极管完全相同。两只中心点二极管VD7、VD8在电路中的连接如图1—21所示。天津夏利轿车用JFZl542型14V45A硅整流发电机即为八管硅整流发电机。
　　2)九管硅整流发电机。九管硅整流发电机是在六管硅整流发电机基础上，增加了三只小功率管VD7、VD8和VD9余三只负极管VD2、VD4和VD6组成三相桥式整流电路，专门供给磁场电流。因此，增加的三只小功率管被称之为励磁二极管。
　　励磁二极管的作用有两个：一是变交流为直流，用于供给励磁绕组电流：二是控制充电指示灯的亮、灭，用于显示电源系统的工作。
　　3)十一管硅整流发电机。整流器总成采用六只主整流二极管、三只励磁二极管和二只中性点二极管的硅整流发电机，称为十一管硅整流发电机。图1—23所示为十一管硅整流发电机充电系统的典型电路。十一管硅整流发电机兼有八管与九管硅整流发电机的特点和作用。
　　上海桑塔纳轿车用JPZ1913Z型发电机就是十一管硅整流发电机。为了满足发电机输出功率的要求，在早期生产的该型发电机上，每只正极管和负极管都用两只二极管并联、以便减小流过每只二极管的电流，防止二极管过热而烧坏。
　　4)无刷硅整流发电机。无刷硅整流发电机就是无电刷无集电环的硅整流发电机。
　　普通硅整流发电机因具有旋转的励磁绕组，必须装置集电环和电刷。长期运转会使电刷和集电环磨损，接触不良，造成发电机励磁不稳定或不发电等故障，给维修带来许多麻烦。
　　另外，随着发电机功率的增大，发电机励磁电流显著增大，这使电刷的工作可靠性和使用寿命受到影响。为此设计和采用了无电刷结构。

根据中华人民共和国汽车行业标准QC/T73—1993《汽车电气设备产品型号编制方法》
　　的规定，汽车硅整流发电机的型号组成如下：
　　1．产品代号
　　硅整流发电机的产品代号有JF、JFZ、JFB和JFW四种，分别表示硅整流发电机、整体式硅整流发电机、带条硅整流发电机和无刷硅整流发电机(字母J、F、Z、B和W分别为交、发、整、泵和无字的汉语拼音首字母)。
　　2．电压等级代号和电流等级代号
　　分别用一位阿拉伯数宁表示，其含义分别如表1—4、表l、5所示。
　　3．设计序号
　　按产品设计光后顺序，由1—2位阿拉伯数字组成。
　　4．变型代号
　　硅整流发电机以调整臂位置作为变型代号：从驱动端看，调整臂在中间的不加标记；在右边时用Y表示；在左边时用Z表示。
　　例如，JF152表示硅整流发电机，其电压等级为12V，电流等级为≥50～59A，第二次设计；
　　桑塔纳、奥迪100型轿车用JFZ1913Z型硅整流发电机是电压等级为12V、电流等级为≥90A、第13次设计，调整臂在左边的整体式硅整流发电机。

1．自汽车上拆卸发电机
　　将发电机从汽车上拆下的拆卸步骤如下：
　　1)拆下蓄电池负极柱上的接地线(设置电源控制开关的先断开开关)，以防先拆除蓄电池正极柱线时，因扳手接地而导致蓄电池短路。
　　2)拆下发电机对外连线接头或拔下插接器插头。
　　3)松开发电机固定螺栓和皮带张力调节螺栓，取下传动带。
　　4)取下硅整流发电机，并用干净棉纱擦净表面尘土和油污，以便分解与检修。
　　2．硅整流发电机的分解
　　(1)普通硅整流发电机的分解 以东风EQl090型载货汽车用JFl32N硅整流发电机为例，分解步骤及方法如下：
　　1)拧下电刷组件的两个固定螺钉，取下电刷组件。
　　2)拧下后轴承盖的三个固定螺钉，取下后轴承防尘盖，再拧下后轴承处的固定螺母。
　　3)拆下前后端盖的连接螺栓，并用木质或橡皮手锤轻击前后端盖，使前后端盖分离。
　　在分离前、后端盖时，定子应随后端盖一起取下，以免折断定子绕组引出端线。
　　4)从后端盖上拆下定子绕组端头，使定子与后端盖分离。
　　5)拆下整流器。
　　6)拆下带轮固定螺母，并从转子上取下带轮、半圆键、风扇和前端盖。
　　对硅整流发电机进行分解时，有的发电机轴与轴承配合较紧，遇此情况不能硬敲硬打，应用合适的拉器拆卸。对于分解后的机件，应及时清洁、清点以备检查。
　　(2)整体式硅整流发电机的分解 天津夏利TJ7100、TJ7100U型轿车用JFZl542型14V45A整体式硅整流发电机组成部件如图1—24所示。
　　对于整体式硅整流发电机，在维护过程中一般不需要彻底分解，而只需分解成几个总成部分即可。JFZl542型整体式硅整流发电机的分解步骤和方法如下：
　　1)拧下后端盖B接线柱上的固定螺母，取下该端子上的绝缘套管。
　　2)拧下后防尘盖上的三个带垫片的固定螺母，取下防尘盖。
　　3)拆下电刷组件的两个固定螺钉和集成电路调节器的三个固定螺钉，如图1—26a所示；取下电刷组件和IC调节器，如图1—26b所示。
　　4)拧下八管整流器二极管用于连接四个引线端P1、P2、P3、P4与定子绕组四个引线端的螺钉，取下整流器，如图1—27所示。
　　3．硅整流发电机的组装
　　装复硅整流发电机各零部件之前，先将轴承填充润滑脂(1～3号复合钙钠基润滑脂或2号低温润滑脂)润滑。填充量为轴承空间的2/3为宜。若过量则易溢出，溅到集电环上会导致电刷与滑环接触不良。装复发电机的步骤与分解时相反，JFl32N型硅整流发电机的组装方法如下：
　　1)将前端盖、风扇、半圆键和驱动带轮依次装到转子轴上，并用螺母紧固牢靠。
　　2)将整流板、定子绕组依次装入后端盖，并正确连接整流二极管引出端线与定子绕组引出端线。
　　3)将前后端盖组装在一起，拧紧联接螺栓。
　　4)拧紧后端盖轴承紧固螺母，装好轴承盖。
　　5)将电刷组件装到发电机上，并确认接线端子位置正确无误。
　　发电机装复完毕，用手转动带轮，检查转动是否灵活自如，再用万用表(R×1)检测各接线端子间的电阻值是否符合表1—6规定。若无异常，即可进行试验。

1．发电原理
　　当外加的直流电压作用在励磁绕组两端点的接线柱之间时，励磁绕组中便有电流通过，产生轴向磁场，两块爪形磁极磁化，形成了六对相间排列的磁极。滋极的磁力线经过定子铁心、转子与定子之间的气隙形成闭合磁路。
　　当转子旋转时，磁力线和定子绕组之间产生相对运动，在三相绕组中产生交流电动势(见图1-28)。由于三相绕组是对称绕制的，所以产生的三相电动势亦是对称的。
　　每相绕组的电动势有效值的大小和转子的转速及磁极的磁通量成正比。即：
　　Eφ＝C1nφ
　　式中 Eφ——电动势的有效值；
　　C1——电机常数；
　　n——转子的转速：
　　φ——磁极磁通量。
　　2．整流原理
　　硅整流发电机定子绕组中感应产生的交流电，是靠六只二极管组成的三相桥式全波整流电路变为直流电的，二极管具有单向导电特性。
　　当给二极管加上正向电压(正极电位高于负极电位)时，二极管导通，呈现低阻状态；当给二极管加上反向电压(正极电位低于负极电位)时，二极管截止，呈现高阻状态。利用二极管的单向导电特性，便可把交流电变为直流电。
　　在图1—30a所示的三相桥式整流电路中，正极接绕组始端的二极管为正极管；负极接绕组始端的二极管为负极管。二极管的导通原则如下：
　　(1)正极管的导通原则 由于三只正极管(WD1、VD3、VD5)的正极分别接在发电机三相绕组的始端(A、B、C)上，它们的负极又联接在一起，所以三只正极管的导通原则是，在某一瞬间正极电位最高者导通。
　　(2)负极管的导通原则 由于三只负极管(VD2、VD4、VD6)的负极分别接在发电机三相绕组的始端，它们的正极又联接在一起，所以三只负极管的导通原则是在某一瞬间负极电位最低者导通。
　　3．发电机的励磁方式
　　硅整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。
　　由于硅整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，发电机低速充电的要求就不能满足。
　　因此，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。

硅整流发电机的工作特性是指发电机经整流后输出的直流电压、电流和转速之间的关系，包括输出特性、空载特性和外特性三种。
　　汽车发动机的转速从怠速到最高转速的变化范围很大，由它带动旋转的发电机转速也相应在较大范围内变化。研究发电机的特性，应以转速为基准来分析各有关参数之间的关系。
　　1．空载特性
　　空载特性指发电机空载运行时，发电机端电压和转速之间的关系，如图1—31a所示。空载特性可以判断该发电机低速充电性能的好坏，同时也可以看出发电机的输出电压是随着发电机的转速升高而增加的。
　　2．输出特性
　　输出特性指发电机输出电压一定时，发电机输出电流与转速之间的关系，如图1—31b所示。对于12V系列的发电机，规定输出电压为14V；对24V系列的发电机，规定输出电压力28V。
　　发电机在不同转速下，输出功率情况如下：
　　1)发电机空载时，输出电压达到额定值时的转速n1，称为空载转速。n1常用作选择发电机与发动机传动比的主要依据。
　　2)发电机的输出电流达到额定值时的转速n2称为满载转速，发电机的额定电流一般规定为最大电流的70％～75％。
　　从特性曲线中可以看出，当转速达到—定值后，发电机的输出电流几乎不再继续增加，具有限制输出电流的能力。这是由于随着定子绕组中的感应电动势增加，定子绕组的阻抗也随转速的升高而增加。同时，定子电流增加时，电板反应的增强也使感应电动势下降。由于上述两个原因，使发电机转速达到一定值后，其输出电流几乎不变。
　　3．外特性
　　外特性指转速一定时，发电机端电压与输出电流之间的关系，如图1—31c所示。
　　从外特性曲线可以看出，在转速变化时，发电机端电压有较大的变化；在转速恒定时，由于输出电流的变化对端电压也有很大影响；高速时，当发电机突然失去负载时，端电压会急剧升高，这时电气设备中的电子元件将有被击穿的危险。因此，要使输出电流稳定，必须配用电压调节器。