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汽车发电机原理及分类分解
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  第二章 交流发电机及调节器 ? ? ? ? ? ? 概述 交流发电机的工作原理 交流发电机的结构 交流发电机的工作特性 交流发电机的电压调节器 交流发电机与调节器使用与维护 学习目标 ? ? ? ? ? 了解交流发电机的功用、分类; 掌握发电机的结构、工作原理及检测维 修方法; 掌握汽车充电系的组成、电路及检测维 修方法; 了解调节器的工作原理; 掌握调节器的检测方法 学习方法 ? 本章介绍了汽车用交流发电机及调节器 结构、工作原理、充电系电路及检测维 修方法,通过对学习内容的阅读有了感 性认识后,再通过自学参考资料加深对 学习内容的理解,然后进入实践课堂观 看(或去到实验室)亲手对实物的拆装、 检测、试验操作技能的训练,以便进一 步掌握其结构、工作原理和检测维修方 法。 第一节 概述 ? 一、发电机的功用 发电机是汽车的 主要电源,其功用是 在发动机正常运转时 (怠速以上),向所 有用电设备(起动机 除外)供电,同时向 蓄电池充电。(见图 2-1) ? 一、发电机的功用 二、发电机的分类 ? 汽车用发电机可分为直流发电机和交流 发电机,由于交流发电机在许多方面优 于直流发电机,直流发电机已被淘汰, 目前所有汽车均采用交流发电机,交流 发电机按照不同的分类方法分为以下几 类: 1.按结总体结构分五类 ? ? ? ? ? 普通交流发电机(使用时需要配装电压调节器 的发电机) 例JF132 (EQ140用) 整体式交流发电机(发电机和调节器制成一个 整体的发电机) 例别克轿车的发动机上装配的 是CS型发电机 带泵交流发电机(和汽车制动系统用真空助力 泵安装在一起的发电机) 例JFZB292发电机。 无刷交流发电机(不需要电刷的发电机) 例 JFW1913 永磁交流发电机(磁极为永磁铁制成的发电机) 发电机插图 2.按整流器结构分四类 ? ? ? ? 六管交流发电机 例JF1522(东风汽车用) 八管交流发电机 例JFZ1542(天津夏利 汽车用) 九管交流发电机 例(日本日立、三凌、 马自达汽车用) 十一管交流发电机 例JFZ1913Z(奥迪、 桑塔纳汽车用) 3.按磁场绕组搭铁形式两分类 ? ? 内搭铁型交流发电机 磁场绕组的一端 (负极)直接搭铁(和壳体相联) 外搭铁型交流发电机 磁场绕组的一端 (负极)接入调节器,通过调节器后再 搭铁。 三、交流发电机的型号 ? 根据中华人民共和国汽车行业标准 QC/T73-93《汽车电器设备产品型号编 制方法》的规定,汽车交流发电机型号 组成如下: 1. 产品代号 ? ? ? ? ? 产品代号用中文字母表示,例: JF——普通交流发电机 JFZ——整体式(调节器内置)交流发电 机 JFB——带泵的交流发电机 JFW——无刷交流发电机 2. 电压等级代号 ? ? ? ? 电压等级代号用一位阿拉伯数字表示, 1表示12V系统 2表示24V系统 6表示6V系统 第二节 交流发电机工作原理 ? ? 交流发电原理 整流原理 交流发电机发电原理图 一、交流发电原理 ? ? ? 1.在发电机内部有一个由 发动机带动转子(旋转磁 场) 2.磁场外有一个定子绕组, 绕组有3组线.当转子旋转时,旋转的 磁场使固定的电枢绕组切 割磁力线(或者说使电枢 绕组中通过的磁通量发生 变化)而产生电动势。 3.中性点电压 ? ? ? 有的发电机具有中性点 接线,是从 三相绕组的中性点引出 来的,标记为“N”。输 出电压为UN,称为中性 点电压 图2-4带中心抽头的交流 发电机 中性点电压的瞬时值是 一个三次谐波电压,中 性点电压的平均值为发 电机输出电压(平均值) 的一半 中性点作用 ? ? 带有中性点接线柱的发 电机可用中性点电压来 控制各种用途的继电器。 有的发电机没有中性点 接线柱,但是也把中性 点电压充分的利用了 (如夏利、桑塔纳发电 机),这些发电机在中 性点处接上两只整流二 极管,和三相绕组的六 只整流二极管一道输出, 可提高发电机功率。 第三节 交流发电机的结构 ? ? 交流发电机一般由转子、定子、整流器、 端盖四部分组成。 JF132型交流发电机组件图见图 交流发电机的结构 交流发电机的结构 一、转子 ? ? 转子的功用是产生旋转磁场。 转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、 转子轴组成,见图。 转子结构图 转子 ? ? 转子轴上压装着两块爪 极,两块爪极各有六个 鸟嘴形磁极,爪极空腔内 装有磁场绕组 (转子线圈) 和磁轭。 集电环由两个彼此绝缘 的铜环组成,集电环压 装在转子轴上并与轴绝 缘,两个集电环分别与 磁场绕组的两端相连。 汽车用二极管结构 二极管安装示意图 整流管的安装 五、磁场绕组的内搭铁型和外搭铁 ? ? 内搭铁型发电机:磁 场绕组负电刷直接搭 铁的发电机(和壳体 直接相连)。外搭铁 型发电机:磁场绕组 的两只电刷都和壳体 绝缘的发电机。 外搭铁型发电机的磁 场绕组负极(负电刷) 接调节器,通过后再 搭铁。 六、8管交流发电机 ? 8管交流发电 机(如夏利车 用)和6管交 流发电机的基 本机构是相同 的,所不同的 是整流器有8 只硅整流二极 管 七、9管交流发电机 ? 9管交流发电机的 基本结构和6管交 流发电机相同, 所不同的是整流 器。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。 9管交流发电机 ? ? 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。 八、11管交流发电机 (如桑塔纳车用发电机) ? 11管交流发 电机的整流 器由8只大功 率整流二极 管(其中2只 中性点二极 管)和3只磁 场二极管组 成。其它结 构和6管交流 发电机相同。 11管交流发电机 ? ? 11管交流发电 机的整流器,相 当于9管交流发 电机的整流器加 2只中性点整流 管。 由于11管交流 发电机既能提高 率又使充电指示 灯电路简化,因 此应用较广。 九、无刷交流发电机 ? ? 由于没有电刷和集电环, 所以不会因为电刷和集 电环的磨损和接触不良 造成激磁不稳定或发电 机不发电等故障;同时 工作时无火花,也减小 了无线电干扰。 无刷交流发电机分为爪 极式、激磁机式和永磁 式三种。 内搭铁交流发电机励磁电路 外搭铁交流发电机励磁电路 充电指示灯的作用 ? ? ? 在某些充电系电路中, 接有充电指示灯,其 作用是: 指示发电机是否有 故障; 警告驾驶员停车后 关断点火开关。 ? 电流表的作用? 九管交流发电机电源系电路 第五节 交流发电机的电压调节器 ? ? ? ? 电压调节器的分类 电压调节器的调压原理 电子调节器结构与工作原理 电子调节器应用实例 交流发电机的电压调节器 ? ? 由于交流发电机的转子是由发动机通过皮带驱 动旋转的,且发动机和交流发电机的速比为 1.7~3,因此交流发电机转子的转速变化范 围非常大,这样将引起发电机的输出电压发生 较大变化,无法满足汽车用电设备的工作要求。 为了满足用电设备恒定电压的要求,交流发电 机必须配用电压调节器,使其输出电压在发动 机所有工况下基本保持恒定。 一、电压调节器的分类 ? ? ? ? ? 交流发电机电压调节器按工作原理可分 为: 触点式电压调节器 晶体管调节器 集成电路调节器 电脑控制调节器 触点式电压调节器 ? 触点式电压调节器应用较早,这种调节 器触点振动频率慢,存在机械惯性和电 磁惯性,电压调节精度低,触点易产生 火花,对无线电干扰大,可靠性差,寿 命短,现已被淘汰。 晶体管调节器 ? 随着半导体技术的发展,采用了晶体管 调节器。其优点是:三极管的开关频率 高,且不产生火花,调节精度高,还具 有重量轻、体积小、寿命长、可靠性高、 电波干扰小等优点,现广泛应用于东风、 解放及多种中低档车型。 集成电路调节器 ? 集成电路调节器除具有晶体管调节器的 优点外,还具有超小型,安装于发电机 的内部(又称内装式调节器),减少了 外接线,并且冷却效果得到了改善,现 广泛应用于桑塔纳。奥迪等多种轿车车 型上。 电脑控制调节器 ? 电脑控制调节器是现在轿车采用的一种 新型调节器,ag百家了乐八大技巧,由电负载检测仪测量系统 总负载后,向发电机电脑发送信号,然 后由发动机电脑控制发电机电压调节器, 适时地接通和断开磁场电路,即能可靠 地保证电器系统正常工作,使蓄电池充 电充足,又能减轻发动机负荷,提高燃 料经济性。如上海别克、广州本田等轿 车发电机上使用了这种调节器。 电压调节器的分类 ? ? 电子调节器按所匹配的交流发电机搭铁 型式可分为: 内搭铁型调节器 外搭铁型调节器 ? 二、电压调节器的调压原理 ? 交流发电机调节器的工作原理是:当交 流发电机的转速升高时,调节器通过减 小发电机的励磁电流If来减小磁通Ф ,使 发电机的输出电压UB保持不变。 三、触点式电压调节器 ? 触点式电压调节器通过触点开闭,接通 和断开磁场电路,来改变磁场电流If大小; 晶体管调节器、集成电路调节器等利用 大功率三极管的导通和截止,接通和断 开磁场电路,来改变磁场电流If大小。 触 点 式 电 压 调 节 器 四、晶体管调节器结构与工作原理 ? ? 晶体管调节器有多种型式,其电路个不 相同,但一般采用整体封装型式,不可 拆卸,不能维修,只能整体更换。 这里向大家介绍电子调节器的基本电路, 实际电路要复杂的多,但工作原理可用 基本电路工作原理去理解。 外搭铁型电子调节器的基本电路 ? 晶体管调节器又称 为电子调节器,图 2-29所示为外搭 铁型电子调节器的 基本电路:基本电 路是由三只电阻R1 、R2 、R3,两只 三极管VT1、VT2 ,一只稳压二极管 VS和一只二极管 VD组成。 外搭铁型电子调节器的电路 内搭铁式电子节器的工作原理 ? 内搭铁式电子调节器基本电路见图。原理 与外搭铁式类似 五、集成电路调节器 ? ? ? 集成电路调节器也叫IC调节器,是根据使用要 求,将电路中的若干元件集成在同一基片上, 制成一个独立的电子芯片。集成电路调节器装 于发电机内部,构成整体式交流发电机。发电 机外部有2个或3个接线柱。 集成电路调节器的工作原理与晶体管调节器的 工作原理完全一样,都通过稳压管感应发电机 的输出电压信号,利用三极管的开关特性控制 发电机的励磁电流,使发电机的输出电压保持 恒定。 集成电路调节器通常与整体式发电机相配。 集成电路调节器