第一章汽车用交流发电机的分类1.1按励磁方式分按励磁方式分为永磁发电机和直流励磁发电机。
永磁发电机由于采用永久磁铁提供磁场能量，因此结构较为简单，但受永久磁铁磁场能量的限制，功率一般较小，现在汽车上很少使用。
1.2按搭铁方式分按搭铁方式分为正极搭铁和负极搭铁。
正极搭铁的发电机对无线电的干扰较小，但由于存在对汽车金属构架腐蚀问题，现在已不再使用。
负极搭铁虽然对无线电干扰较大，但由于不存在对汽车金属构件的腐蚀，而其随着电子技术的发展，干扰问题已很容易克服，所以现在的发电机全部是负极搭铁方式。
1.3按调节器的工作原理分按调节器工作原理分为电磁式调节器发电机和电子式调节器发电机，由于电子技术的发展，电磁式调节器的发电机已被淘汰。
1.4按电压调节器所在发电机的位置分按电压调节器所在位置分为外置式调节器和内置式调节器的交流发电机。
现在的汽车发电机全部是按这种方式进行分类的。
调节器外置式调节器发电机，具有造价低，调节器更换方便的特点。
调节器内置式调节器发电机虽然结构较为负载，但是具有统一性好、线路连接简单的特点。
第二章汽车交流发电机的参数2.1额定电压交流发电机的电压受电压调节器控制，一般比较稳定，只是在发动机启动阶段略有变化，正常情况下，发动机达到怠速转速时，发电机的输出电压应能达到一个稳定值，这个电压值称为发电机的额定电压（12V系统的发电机额定电压为14V，24V系统的发电机额定电压为28V）。
2.2空载转速交流发电机不带负载，能够达到额定电压时的初始转速值定为空载转速，空载转速在发电机出厂时通过试验确定，列入产品说明书。
空载转速是汽车设计时选择发动机和发电机速比的主要依据，也是发电机使用过程中性能是否下降的评价指标之一。
2.3额定电流和额定转速交流发电机受结构、转速等条件的限制，对外输出电流的能力是有限的，为了评价发电机的对外输出电流能力，把发电机输出最大电流的2/3定为发电机的额定电流，达到额定电流时的转速定为额定转速。
发电机出厂时，通过试验确定额定转速和额定电流，并列入产品说明书，发电机的额定转速和额定电流是评价发电机性能的重要指标。
第三章汽车发电机的工作原理由于现在的汽车发电机都是以电压调节器的安装位置分类，所以本文就以这种分类方式对发电机的工作原理及空载特性进行分析。
外置式调节器交流发电机的电压调节器位于发电机的外部，安装于车子上；而内置式调节器交流发电机的电压调节器安装在发电机的内部。
相对于外置式调节器的交流发电机而言，内置式调节器的交流发电机具有输出的电压较稳定，由内外因素引起的浪涌电流很小以及采用集成电路使其体积更小等优点。
所以外置式调节器的交流电机一般应用于柴油发动机和小排量用电质量要求不高的汽油发动机；而内置式调节器的交流发电机一般用于用电要求质量较高的汽油发动机如电脑控制的电喷发动机。
交流发电机以及所用电压调节器的结构基本上决定了交流发电机的空载性能，而交流发电机的空载性能是评价一台发电机的低速发电能力好坏的关键指标，该指标的好坏对整车的低速用电乃至于整车能否正常工作起非常重要的作用。
所以探讨交流发电机的空载性能改善的方法很有必要。
3.1外置式调节器交流发电机3.1.1外置式调节器交流发电机线路原理外置式调节器交流发电机线路原理图见图3-1。
图3-1 外置式调节器交流发电机的工作原理如图3-1一所示，一般外置式调节器的电压调节器有5根接线，IG端为发电机提供初始激励电流及参考电压用，L端为充电指示灯用，E端为发电机的负极，P端为电压调节器的控制参考电压，F端为发电机的励磁线圈控制极，B+端（如果调节器要求有）为发电机输出参考电压。
3.1.2外置式调节器交流发电机工作原理当点火开关K1接通，但发动机未起动即发电机没有转动，B+端没有电压输出时，P的电压为零，此时电压调节器的内部受P端控制的电路使得L端与负极E接通，充电指示灯两端电压为蓄电池电压约12V，指示灯亮，表示发电机没有电流输出，发电机不发电；当发电机转动发电时，中性P点有约为7V的电压输出，此电压使得L端与E端断开处于高电位悬空，充电指示灯的两端电压变为0V，指示灯熄灭，表示发电机发电，当发电机转速升高，输出电压升高大于额定电压（一般为14V）时，调节器内部电路使得F端断开，发电机停止发电，输出电压下降，当电压低于额定电压时，F端又继续重新接通电源，如此反复，使得发电机的输出电压平均值保持稳定14V。
由于这种发电机有8只硅整流二极管，其中6只组成三相全波桥式整流电路，还有2只是中性点二极管，1只正极管接在中性点和正极之间，1只负极管接在中性点和负极之间。
对中性点电压进行全波整流。
试验表明：加装中性点二极管的交流发电机在结构不变的情况下可以提高发电机的功率10%～15%。
中性点二极管提高发电机功率的原理：交流发电机中性点电压为三次谐波，随着发电机转速的提高，中性点三次谐波电压也升高。
当中性点电压瞬时值高于三相绕组的最高值时，中性点正极管导通对外输出电流；当中性点电压瞬时值低于三相绕组的最低值时，中性点负极管导通对外输出电流；由于中性点参与了对外输出，所以能提高输出功率。
3.2内置式调节器交流发电机3.2.1内置式调节器交流发电机线路原理如图3-2和图3-3所示，内置式调节器的交流发电机的调节器置于发电机的内部，常用的调节器形式有两种（一种需与发动机电控单元连接的较为复杂的调节器在此不再论述）：一种为图二所示，为5根线连接的调节器，IG端为发电机提供初始激励电流，L端为充电指示灯用，E端为发电机的励磁线圈的负极，D+端为电压调节器的控制参考电压及发电机自励的电源，F端为发电机的励磁线圈的正极。
另一种为图三所示，为3根线连接的调节器，L端为充电指示灯用，E端为发电机的励磁线圈的负极，F端为发电机的励磁线圈的正极。
图3-2 内置式调节器五线交流发电机电气原理图图3-3内置式调节器三线交流发电机电气原理图3.2.2内置式调节器交流发电机工作原理如图3-2和3-3所示，当点火开关接通，但发动机未起动即发电机没有转动，D+端没有电压输出即电压为零时，此时电压调节器的内部受D+端控制的电路使得L端与负极E相通，充电指示灯两端电压为蓄电池电压约12V，指示灯发亮，表示发电机没有电流输出，发电机不发电；当发电机转动发电时，D+点有与发电机输出电压相同的14V电压输出，此电压使得L端处于高电位悬空，充电指示灯的两端电压变为0V，指示灯熄灭，表示发电机发电，当发电机转速升高时，点D+的电压升高大于额定电压（一般为14V）时，调节器内部电路使得F端断开，输出电压下降，当电压低于额定电压时，F端又继续重新接通电源，如此反复，使得发电机的输出电压平均值保持在额定电压（14V）范围内。
如图三的工作原理与图二的相似：当点火开关接通，但发电机没有转动不发电时，蓄电池电源通过充电指示灯及电压调节器的内部电路为励磁线圈提供初始激励电流，并与负极相通形成回路，使得充电指示灯发亮，表明发电机不发电；当发电机转动开始发电时，D+端电压与B+端电压相同，即充电指示灯两端电压为零，充电指示灯灭，表明发电机发电；当发电机转速升高，输出电压升高于额定电压（14V）时，调节器将励磁线圈的电流断开，输出电压开始下降，当下降低于额定电压时，调节器使励磁线圈重新接通，输出电压又开始回升，如此反复，使输出电压平均值保持在额定电压范围之内。
另外，对于内置式调节器的交流发电机，现在有一种较为复杂的多用于高级轿车的多功能内置式调节器交流发电机。
其控制是由发动机的电脑控制，其控制要结合发动机的工况一起考虑，较为繁琐，在此不再一一讲述。
图3-2中发电机共有11只整流二极管，所以俗称11管交流发电机，其中6只大功功率二极管，供给车辆负载，三只小功率供给励磁线圈，两只中性点二极管作用于前述外置式调节器发电机作用相同。
图3-3中发电机共有9只整流二极管，所以俗称9管交流发电机， 9管交流发电机的整流器是由6只大功率整流二极管和3只小功率励磁二极管组成的交流发电机。
其中6只大功率整流二极管组成三相全波桥式整流电路，对外负载供电，3只小功率管二极管与三只大功率负极管也组成三相全波桥式整流电路专门为发电机磁场供电。
所以称3只小功率管为励磁二极管。
第四章影响交流发电机空载性能的主要因素一般用初次充电转速和零电流转速来评价发电机的空载性能，试验时，蓄电池充満电，试验电压为蓄电池电压（一般电压低于14V）。
初次充电转速是指发电机的转速从零开始加速至发电机刚开始发电时的转速，检测过程非常直观。
零电流转速指发电机正常发电后，逐步降低转速使电流减少，至电流正好为零时的转速，一般只在实验室中做发电机的认可试验时采用。
同一台发电机，零电流转速的绝对值小于初次充电转速。
所以为了检测方便及传统上都将初次充电转速定义为空载性能。
交流发电机在实际整车的使用过程中，它的空载性能即此时的低速发电性能的影响，有发电机内部的和外部的因素。
4.1负载对空载性能的影响交流发电机的负载，除了整车的用电设备外，还有蓄电池的电压太低以及线路上的电阻太大等原因，引起交流发电机所带的负载太大，由发电机的输出电动势公式：E=CeФn（1）以及发电机输出电流公式：I=E/（Ra+RL）（2）式中，Ce——发电机的结构参数，Ф——发电机的磁场强度，n——发电机的转速，Ra——线圈绕组总的电阻，RL——发电机所带负载对于一台已设计完成的发电机来说，发电机的结构参数Ce、发电机的磁场强度Ф（只要励磁电流不变）以及线圈绕组总的电阻Ra是不变的。
由此可知，当负载增加而需保证输出电流不变或增加时，需提高输出电动势E即提高发电机的转速，才能保证输出电流的增加。
图四为额定电压为14V，额定电流为70A的交流发电机的电流输出特性图。
由图可知，一般发电机外部只有充满电的蓄电池作为负载时，其反映空载性能的初次充电转速此时可约定为初次输出电流转速，大约在a点为1000—1300RPM（以额定容量为1000W左右的发电机）之间；如果发电机此时外部所带的负载增加至20～30A的电流，则发电机需提高转速为原来的大约2倍即b点才发电，如果发动机的传动皮带轮转速N1与发电机的皮带轮转速N2之比一般为2，那么如果以一般所配装的发动机的正常怠速800RPM来计算，此时发电机的转速为1600RPM，发电机是不发电的，蓄电池就会亏电。
所以发电机的外部所带负载的大小直接影响到发电机的初次发电情况，对发动机怠速时的用电至关重要。
4.2充电指示灯功率对空载性能的影响充电指示灯的功率大小直接影响到发电机空载性能的初次充电转速，即发电机的初次输出电流转速，由于图3-2和3-3的发电机的未发电时的初始磁场强度Ф的建立电流需经过充电指示灯的限流才得到，如果充电指示灯的功率为3W，则对于功率约为14V、1000W的交流发电机而言，其初始充电转速为1000—1300RPM之间。