學習目標 理解發動機發電原理 整流過程 激磁方法掌握交流發電機的結構 工作原理 掌握調節器的工作原理 掌握故障檢測及調試方法 2 1交流發電機的結構 2 1 1 發電機的功用2 1 2 普通交流發電機的結構1 轉子2 定子3 整流器4 端蓋及電刷組件5 帶輪及風扇 2 1 1發電機的功用 發電機是汽車的主要電源 其功用是在發動機正常運轉時 向所有用電設備 啟動機除外 供電 同時給蓄電池充電 汽車用發電機可分為直流發電機和交流發電機 由于交流發電機的性能在許多方面優于直流發電機 直流發電機已被淘汰 目前汽車采用三相交流發電機 內部帶有二極管整流電路 將交流電整流為直流電 所以 汽車交流發電機輸出的是直流電 交流發電機必須配裝電壓調節器 電壓調節器對發電機的輸出電壓進行控制 使其保持基本恒定 以滿足汽車用電器的需求 2 1 2普通交流發電機的結構 圖2 1JF132型交流發電機解體圖1 后端蓋2 電刷架3 電刷4 電刷彈簧壓蓋5 硅二極管6 元件板7 轉子8 定子9 前端蓋10 風扇11 帶輪 普通交流發電機一般由轉子 定子 整流器 前后端蓋 風扇 帶輪等組成 圖2 1為JF132型6管普通交流發電機解體圖 2 1 2普通交流發電機的結構 1 轉子轉子的功用是產生磁場 轉子由爪極 磁軛 勵磁繞組 滑環 轉子軸等組成 如圖2 3 2 4所示 轉子軸上壓裝著兩塊爪極 爪極被加工成鳥嘴形狀 爪極空腔內裝有勵磁繞組和磁軛 滑環由兩個彼此絕緣的銅環組成 壓裝在轉子軸上并與軸絕緣 兩個滑環分別與勵磁繞組的兩端相連 當給兩滑環通入直流電時 勵磁繞組中就有電流通過 并產生軸向磁通 使爪極一塊被磁化為N極 另一塊被磁化為S極 從而形成六對 或八對 相互交錯的磁極 如圖2 3所示 當轉子轉動時 就形成了旋轉的磁場 2 1 2普通交流發電機的結構 2 定子定子的功用是產生交流電 定子安裝在轉子的外面 和發電機的前后端蓋固定在一起 當轉子在其內部轉動時 引起定子繞組中磁通的變化 定子繞組中就產生交變的感應電動勢 定子由定子鐵心和定子繞組 線圈 組成 如圖2 5所示 定子鐵心由內圈帶槽 互相絕緣的硅鋼片疊成 定子繞組有三組線圈 對稱的嵌放在定子鐵心的槽中 三相繞組的連接有星形接法和三角形接法兩種 如圖2 5a b所示 都能產生三相交流電 圖2 5交流發電機定子總成及連接方式a 定子繞組星形連接b 定子繞組三角形連接 2 1 2普通交流發電機的結構 3 整流器整流器的功用是將定子繞組的三相交流電變為直流電 整流器由整流板和整流二極管組成 6管交流發電機的整流器是由6只硅整流二極管分別壓裝 或焊裝 在相互絕緣的兩塊板上組成的 其中一塊為正極板 帶有輸出端螺栓 另一塊為負極板 負極板和發電機外殼直接相連 搭鐵 也可以將發電機的后蓋直接作為負極板 6只整流二極管分為正極管和負極管兩種 引出電極為正極的稱為正極管 3只正極管裝在同一塊板上 稱為正極板 引出電極為負極的稱為負極管 3只負極管安裝在負極板上 也可直接安裝在后蓋上 如圖2 6所示 圖2 6交流發電機整流二極管安裝示意圖a 焊接式b 電路圖c 壓裝式1 正整流板2 負整流板 2 1 2普通交流發電機的結構 汽車用硅整流二極管是專用的 有如下特點 1 允許的工作電流大 如ZQ50型二極管的正向平均電流為50A 浪涌電流為600A 2 承受反向電壓的能力高 可承受的反向重復峰值電壓在270V左右 反向不重復峰值電壓在300V左右 3 只有一根引線 引出電極 4 根據引出電極的不同分為正二極管和負二極管 整流器總成的形狀各異 有馬蹄形 半圓形和圓形等 如圖2 7所示 整流器和定子繞組的連接如圖2 8所示 2 1 2普通交流發電機的結構 4 端蓋及電刷組件端蓋一般分兩部分 前端蓋和后端蓋 起支撐轉子 定子 整流器和電刷組件的作用 端蓋一般用鋁合金鑄造 一是可有效的防止漏磁 二是鋁合金散熱性能好 后端蓋上裝有電刷組件 電刷組件由電刷 電刷架和電刷彈簧組成 如圖2 9所示 電刷的作用是將電源通過滑環引入勵磁繞組 兩個電刷分別裝在電刷架的孔內 借助彈簧壓力與滑環保持接觸 電刷和滑環的接觸應良好 否則會因為磁場電流過小 導致發電機發電不足 圖2 9電刷組件 2 1 2普通交流發電機的結構 勵磁繞組通過兩只電刷 F和E 和外電路相連 根據電刷和外電路的連接型式不同 發電機分為內搭鐵型和外搭鐵型兩種 如圖2 10所示 1 內搭鐵型交流發電機 勵磁繞組的一端經負電刷 E 引出后和后端蓋直接相連 直接搭鐵 的發電機稱為內搭鐵型交流發電機 如圖2 10a所示 2 外搭鐵型交流發電機 勵磁繞組的兩端 F和E 均和端蓋絕緣的發電機稱為外搭鐵型交流發電機 如圖2 10b所示 a 內搭鐵型交流發電機b 外搭鐵型交流發電機圖2 10交流發電機的搭鐵型式 2 1 2普通交流發電機的結構 5 帶輪及風扇交流發電機的前端裝有帶輪和風扇 由發動機通過傳動帶驅動發電機的轉子軸和風扇一起旋轉 發電機工作時 定子繞組和勵磁繞組中都會有熱量產生 溫度過高會燒壞導線的絕緣導致發電機不能正常工作 所以為發電機散熱是必須的 為了提高散熱能力 有的發電機裝有兩個風扇 前后各一個 如豐田轎車的發電機 2 2交流發電機工作原理 2 2 1 發電原理2 2 2 整流原理2 2 3 交流發電機的勵磁 2 2 1交流發電機發電原理 如圖2 11所示 發電機定子的三相繞組按一定規律分布在發電機的定子槽中 內部有一個轉子 轉子上安裝著爪極和勵磁繞組 當外電路通過電刷使勵磁繞組通電時 便產生磁場 使爪極被磁化為N極和S極 當轉子旋轉時 磁通交替地在定子繞組中變化 根據電磁感應原理可知 定子的三相繞組中便產生交變的感應電動勢 這就是交流發電機的發電原理 圖2 11交流發電機發電原理示意圖1 定子鐵心2 定子繞組3 轉子4 勵磁繞組5 整流二極管6 電刷 2 2 1交流發電機發電原理 1 交流電動勢的變化頻率f和轉速 磁極對數成正比式中 磁極對數 發電機轉速 r min 在交流發電機中 由于轉子磁極呈鳥嘴形 其磁場的分布近似正弦規律 所以交流電動勢的波形也近似正弦規律 如果發電機定子的三相繞組是對稱繞制的則產生的三相電動勢也是對稱的 2 2 1交流發電機發電原理 2 三相交流發電機的感應電動勢瞬時值表達式 式中 每相電動勢的最大值 每相電動勢的有效值 電角速度 2 2 1交流發電機發電原理 3 定子每相電動勢的有效值的表示式中 繞組系數 和發電機定子繞組的繞線方式有關 每相繞組的匝數 單位 匝 頻率 單位 Hz 每極磁通 單位 Wb 電機結構常數 稱為相電動勢 由此可見 當交流發電機結構一定時 結構常數不變 相電動勢和發電機轉速 磁通成正比 2 2 2交流發電機整流原理 交流發電機定子的三相繞組中 感應產生的是交流電 是通過6只二極管組成的三相橋式整流電路整流為直流電的 整流電路如圖2 12a所示 二極管具有單向導通性 當給二極管加上正向電壓時二極管導通 當給二極管加上反向電壓時二極管截止 將定子的三相繞組和6只整流二極管按圖2 12a的電路連接 發電機的輸出端B E上就輸出一個脈動直流電壓 如圖2 12c所示 這就是發電機的整流原理 圖2 12交流發電機整流原理a 整流電路圖b 三相繞組電壓波形圖c 整流后發電機輸出波形圖 2 2 2交流發電機整流原理 1 整流原理 1 二極管的導通原則當3只正二極管負極端連接在一起時 正極端電位最高者導通 當3只負二極管正極端連接在一起時 負極端電位最低者導通 2 整流過程的分析同時導通的二極管管子總是兩個 正 負管子各一個 三相橋式整流電路中二極管的依次循環導通 使得負載RL兩端得到一個比較平穩的脈動直流電壓 如圖2 12 c 所示 圖2 13整流二極管導通分析 2 2 2交流發電機整流原理 2 中性點電壓在定子繞組為星形連接時 三相繞組的公共結點稱為中性點 從三相繞組的中性點引一根導線到發電機外 標記為 N N 點電壓稱為中性點電壓 中性點電壓的瞬時值是一個三次諧波電壓 如圖2 15所示 平均值為發電機輸出電壓 平均值 的一半 即 帶有中性點接線柱的發電機 可用中性點電壓來控制各種用途的繼電器工作 圖2 15交流發電機中性點電壓波形圖 2 2 2交流發電機整流原理 利用中性點電壓提高發電機功率有的發電機 如夏利發電機 的整流器有8只整流管 其中兩只整流管接在中性點處 1只正極管和1只負極管 如圖2 16所示 把中性點電壓和三相繞組并聯輸出 實踐證明這樣可提高發電機功率10 15 由于中性點電壓的瞬時值是一個三次諧波 其波峰在有些時候可能大于三相繞組的最高值 此時 中性點正極管VD7導通 其他三個正極管截止 由VD7供給外電路高電壓 同理 波谷也能小于三相繞組的最低值 此時 中性點負極管VD8導通 參與對外輸出 這樣就提高了發電機的對外輸出能力 提高了發電機的輸出功率 圖2 16具有中性點二極管的整流電路 2 2 3交流發電機的激 勵 磁 除了永磁式交流發電機不需要勵磁以外 其他形式的交流發電機都需要勵磁 因為它們的磁場都是電磁場 必須給勵磁繞組通電才會有磁場產生而發電 否則發電機將不能發電 將電流引入到勵磁繞組使之產生磁場稱為勵磁 交流發電機勵磁方式有自勵和他勵兩種 1 他勵在發電機轉速較低時 發動機未達到怠速轉速 自身不能發電 需要蓄電池供給發電機勵磁繞組電流 使勵磁繞組產生磁場來發電 這種由蓄電池供給磁場電流發電的方式稱為他勵發電 2 2 3交流發電機的勵磁 2 自勵隨著轉速的提高 一般在發動機達到怠速時 發電機定子繞組的電動勢逐漸升高并能使整流器二極管導通 當發電機的輸出電壓UB大于蓄電池電壓時 發電機就能對外供電了 當發電機能對外供電時 就可以把自身發的電供給勵磁繞組 這種自身供給磁場電流發電的方式稱為自勵發電 交流發電機勵磁過程是先他勵后自勵 當發動機達到正常怠速轉速時 發電機的輸出電壓一般高出蓄電池電壓1 2V以便對蓄電池充電 此時 由發電機自勵發電 不同汽車的勵磁電路各不相同 但有一個共同特點是 勵磁電路都必須由點火開關控制 交流發電機的勵磁電路如圖2 17 2 18所示 2 2 3交流發電機的勵磁 圖2 176管內搭鐵型交流發電機的勵磁 2 2 3交流發電機的勵磁 圖2 1811管外搭鐵型交流發電機的勵磁 2 3常見交流發電機的結構 2 2 1交流發電機的分類3 2 2常見發電機的結構型式2 3 3交流發電機的型號2 2 4交流發電機的性能指標 2 2 1交流發電機的分類 1 按總體結構分 1 普通交流發電機 這種發電機即無特殊裝置 也無特殊功能特點 使用時需要配裝電壓調節器 2 整體式交流發電機 發電機和調節器制成一個整體的發電機 3 帶泵的交流發電機 發電機和汽車制動系統用真空助力泵安裝在一起的發電機 4 無刷交流發電機 不需要電刷的發電機 5 永磁交流發電機 轉子磁極為永磁鐵制成的發電機 2 2 1交流發電機的分類 圖2 19交流發電機結構外型a JF1522A型交流發電機b 捷達JFZ1813型交流發電機c JFB1712型交流發電機 2 2 1交流發電機的分類 2 按整流器結構分 1 6管交流發電機 2 8管交流發電機 3 9管交流發電機 4 11管交流發電機 3 按勵磁繞組搭鐵型式分 1 內搭鐵型交流發電機 2 外搭鐵型交流發電機 注意 交流發電機搭鐵型式不同 所配用的調節器及接線方法不同 充電系故障檢查方法也不同 使用時應予注意 否則發電機不發電 調節器不工作 2 2 1交流發電機的分類 3 2 2常見發電機的結構型式 1 9管交流發電機 1 9管交流發電機結構特點 9管交流發電機的基本結構和6管交流發電機相同 所不同的是整流器 9管交流發電機的整流器是由6只大功率硅整流二極管和3只小功率勵磁二極管組成 圖2 22所示為日立公司生產的LR160 708型整體式外搭鐵型9管交流發電機電路圖 圖2 22LR160 708型9管交流發電機電路圖1 點火開關2 主繼電器3 熔絲4 充電指示燈 3 2 2常見發電機的結構型式 2 充電指示燈電路 LR160 708型9管交流發電機的勵磁電路還有一個功能 就是控制充電指示燈電路 在圖2 22所示電路中 有一充電指示燈 其作用是 指示發電機是否有故障 警告駕駛員停車后關斷點火開關 3 充電指示燈的工作原理 當點火開關接通時 發電機未發電 由蓄電池供給磁場電流 此時充電指示燈亮 表示蓄電池放電 發電機他勵 當發動機啟動后 轉速升高到怠速及其以上時 發電機應能正常發電并對外輸出 此時 磁場電流由發電機供給 發電機自勵發電 若沒有熄滅 說明發電機不發電或充電指示燈電路有故障 發電機熄火后 由于發電機不再發電 如果沒有關斷點火開關 蓄電池會通過磁場電路向勵磁繞組放電 充電指示燈會再次發亮 可提醒駕駛員關斷點火開關 避免蓄電池放電時間過長燒壞勵磁繞組和引起蓄電池虧電 3 2 2常見發電機的結構型式 2 11管交流發電機 1 11管交流發電機整流器的結構特點 11管交流發電機的整流器由8只大功率硅整流二極管和3只小功率磁場二極管組成 8只整流管 其中6只接三相繞組 2只接中性點 組成全波橋式整流電路對外負載輸出 3只小功率磁場二極管與3只大功率負極管也組成三相全波橋式整流電路 為發電機磁場供電和控制充電指示燈電路 圖2 23桑塔納轎車用整體式外搭鐵型11管發電機電路原理圖1 交流發電機2 電壓調節器3 調節器的傳感器 3 2 2常見發電機的結構型式 2 調節器的特點桑塔納發電機為整體式外搭鐵型交流發電機 采用集成電路調節器 調節器和電刷架制成一個整體安裝在發電機內部 稱為整體式發電機 外搭鐵型是指發電機磁場的負電刷通過調節器后再搭鐵 桑塔納發電機的外部有兩個接線柱 分別為火線接線柱B 和磁場接線柱D 火線接線柱B 向全車供電 磁場接線柱D 的作用是由蓄電池向勵磁繞組提供勵磁電流使發電機發電 并且控制充電指示燈電路 11管交流發電機目前汽車上應用較多 因為它具有中性點二極管可提高發電機功率 又有勵磁二極管可控制充電指示燈電路 去掉11管交流發電機中的3只勵磁二極管 就變成了8管交流發電機 8管交流發電機的充電指示燈電路由調節器直接控制 3 2 2常見發電機的結構型式 3 無刷交流發電機由于沒有電刷和滑環 所以不會因為電刷及滑環的磨損和接觸不良造成勵磁不穩定或發電機不發電等故障 同時工作時無火花 也減小了無線電干擾 無刷交流發電機分為爪極式 激磁機式和永磁式三種 1 爪極式無刷交流發電機的結構及工作原理如圖2 24所示 爪極式無刷交流發電機勵磁繞組是靜止的 它通過一個磁軛托架固定在后端蓋上 所以 不再需要電刷 兩個爪極中 只有一個爪極直接固定在電機轉子軸上 另一爪極則用非導磁焊接在前一爪極上 當轉子旋轉時 一個爪極就帶動另一爪極一起在定子內轉動 當勵磁繞組中有直流電通過時 爪極被磁化 就形成了旋轉磁場 磁路如圖2 25箭頭所示 3 2 2常見發電機的結構型式 圖2 24爪極式無刷交流發電機的結構1 外型2 后軸承3 防護罩4 整流器5 殼體6 定子7 磁軛8 勵磁繞組接頭9 勵磁繞組10 爪極11 前端蓋12 風扇13 帶輪 3 2 2常見發電機的結構型式 2 爪極式無刷交流發電機的特點爪極式無刷交流發電機的優點是 結構簡單 維護方便 工作可靠 不存在電刷與滑環接觸不良導致的發電不穩或不發電故障 缺點是爪極間連接工藝困難 由于磁路中間隙加大 發電機相同輸出功率下需加大勵磁電流 圖2 25爪極式無刷交流發電機的結構原理與磁路1 轉子軸2 磁軛托架3 端蓋4 爪極5 定子鐵心6 非導磁聯結環7 勵磁繞組8 轉子磁軛 2 3 3交流發電機的型號 汽車交流發電機型號由產品代號 電壓等級代號 電流等級代號 設計序號 變型代號五部分組成 如圖2 26所示 圖2 26交流發電機型號 2 2 4交流發電機的性能指標 1 額定電壓交流發電機的電壓受電壓調節器控制 一般比較穩定 只是在發動機啟動階段略有變化 正常情況下 發動機達到怠速轉速時 發電機的輸出電壓應能達到一個穩定值 這個電壓值稱為發電機的額定電壓 12V系統的發電機額定電壓為14V 24V系統的發電機額定電壓為28V 2 空載轉速交流發電機不帶負載 能夠達到額定電壓時的初始轉速值定為空載轉速 空載轉速在發電機出廠時通過試驗確定 列入產品說明書 空載轉速是汽車設計時選擇發動機和發電機速比的主要依據 也是發電機使用過程中性能是否下降的評價指標之一 2 2 4交流發電機的性能指標 3 額定電流和額定轉速交流發電機受結構 轉速等條件的限制 對外輸出電流的能力是有限的 為了評價發電機的對外輸出電流能力 把發電機輸出最大電流的2 3定為發電機的額定電流 達到額定電流時的轉速定為額定轉速 發電機出廠時 通過試驗確定額定轉速和額定電流 并列入產品說明書 發電機的額定轉速和額定電流是評價發電機性能的重要指標 2 4交流發電機的故障檢測 汽車交流發電機當發現發電機不發電或發電量不足等故障時 應首先判斷故障發生在外電路還是發電機內部 若初步確定故障在發電機內部 就應將交流發電機從車上拆下來 對其進行檢測 修理 應先對交流發電機進行整機測試 目的是為了判定交流發電機有無故障和故障發生在哪個部位 以便有的放矢地修理 整機測試包括 測量各接線柱之間的電阻 在萬能試驗臺上進行空載電壓和負載電流的試驗 用示波器觀察發電機輸出波形 2 4 1交流發電機的整機測試 1 測量各接線柱之間的電阻 1 測量發電機的輸出端子B 和搭鐵端E之間的阻值 殼體或搭鐵接線柱 通過測量可以判斷交流發電機整流器是否有故障 如有故障應將發電機解體進一步檢測 2 測量發電機正電刷F接線柱和負電刷E之間的阻值通過測量各接線柱之間的阻值 不能確定交流發電機是否有無故障時 應進行試驗臺試驗 圖2 27各接線柱之間電阻的測量 2 4 1交流發電機的整機測試 2 試驗臺試驗 1 空載試驗空載試驗是在交流發電機不帶任何負載 不對外輸出電流 情況下的一種試驗 空載試驗的目的是 初步測定發電機是否有故障 2 負載試驗負載試驗就是在交流發電機帶有負載 對外輸出電流 情況下的一種試驗 負載試驗的目的是 進一步測定發電機是否有故障 交流發電機的有些故障 在沒有電流輸出的情況下是表現不出來的 所以如果交流發電機空載試驗正常情況下 應再作負載試驗 2 4 1交流發電機的整機測試 3 用示波器觀察輸出電壓波形 有條件的情況下 當交流發電機有故障時 其輸出電壓的波形將出現異常 因此 在有條件的情況下 可用示波器觀察發電機的輸出電壓波形 根據輸出電壓波形可以判斷交流發電機內部故障是整流器故障還是定子繞組故障 圖2 29交流發電機各種故障時的電壓波形 2 4 2零部件的檢修 1 轉子的檢修 1 勵磁繞組的檢修用萬用表測量勵磁繞組的電阻 應符合標準 每個滑環與轉子軸之間的阻值都應該是無窮大 2 4 2零部件的檢修 2 轉子軸和滑環的檢修轉子軸的彎曲會造成轉子與定子之間間隙過小而摩擦或碰撞 如發現發電機運轉時阻力過大或有異響 應檢查轉子軸是否有彎曲 滑環應表面光滑 無燒蝕 厚度應大于1 5mm 3 軸承的檢修若發現發電機運轉時有異響 應仔細檢查是否因軸承的損壞而造成 圖2 32轉子軸徑向擺差的檢測 2 4 2零部件的檢修 2 定子的檢修 1 定子繞組的斷路和搭鐵故障檢測 2 定子繞組的短路故障檢測 2 4 2零部件的檢修 3 整流器的檢修 1 普通整流器的檢測將二極管的引線與其他連接分離 用指針萬用表的兩個表筆分別接到二極管的引線與殼體上 測二極管的正向與反向電阻 二極管的正向電阻應符合標準值 反向電阻應在10k 以上 2 4 2零部件的檢修 2 整體結構的整流器檢測 整體結構整流器的整流板 正 負硅二極管全部焊裝在一起 不可分解 右圖為本田汽車交流發電機的整流器 檢測正極管時 將指針萬用表的紅表筆接B 黑表筆依次接P1 P2 P3 P4 均應導通 交換兩表筆后再測 均應為無窮大 否則有正二極管損壞 需更換整流器總成 檢測負極管時將指針萬用表的黑表筆接E 紅表筆依次接P1 P2 P3 P4 均應導通 交換兩表筆后再測 均應為無窮大 否則有負二極管損壞 需更換整流器總成 2 4 2零部件的檢修 4 電刷組件的檢測電刷和電刷架應無破損或裂紋 電刷在電刷架中應活動自如 不得出現卡滯現象 電刷露出電刷架部分的長度叫電刷長度 電刷長不應超出磨損極限 原長的1 2 否則應更換 電刷彈簧壓力應符合標準 一般為2 3N 將電刷壓入電刷架使之露出部分約2mm 彈簧壓力過小應更換 2 5電壓調節器 2 5 1電壓調節器的功用2 5 2電壓調節器的分類2 5 3電壓調節器的調壓原理2 5 4電子調節器的工作原理 2 5 1電壓調節器的功用 由于交流發電機的轉子是由發動機通過皮帶驅動旋轉的 且發動機和交流發電機的速比為1 7 3 因此交流發電機轉子的轉速變化范圍非常大 這樣將引起發電機的輸出電壓發生較大變化 無法滿足汽車用電設備的工作要求 為了滿足用電設備恒定電壓的要求 交流發電機必須配用電壓調節器才能工作 電壓調節器是把發電機輸出電壓控制在規定范圍內的裝置 其功用是在發電機轉速變化時 自動控制發電機電壓保持恒定 使其不因發電機轉速高時電壓過高燒壞用電器和導致蓄電池過充電 也不會因發電機轉速低而電壓不足導致用電器工作失常 2 5 2電壓調節器的分類 隨著電子技術的發展 目前交流發電機幾乎全部采用電子調節器 其優點是 電壓調節精度高 且不產生火花 還具有重量輕 體積小 壽命長 可靠性高 電波干擾小等優點 電子調節器有晶體管調節器和集成電路調節器兩種 圖2 38晶體管調節器和集成電路調節器a 晶體管調節器b 集成電路調節器 2 5 2電壓調節器的分類 2 電子調節器按所匹配的交流發電機搭鐵類型可分兩種 1 內搭鐵型調節器適用于內搭鐵型交流發電機的電子調節器稱為內搭鐵型電子調節器 2 外搭鐵型調節器適合用于外搭鐵型交流發電機的電子調節器稱為外搭鐵型電子調節器 對于晶體管調節器 在使用過程中 最好使用汽車說明書中指定的調節器 如果采用其他型號替代 除標稱電壓 功率等規定參數與原調節器相同外 代用調節器必須與原調節器的搭鐵形式相同 否則 發電機可能由于勵磁電路不通而不能正常工作 2 5 3電壓調節器的調壓原理 交流發電機的三相繞組產生的相電動勢有效值為即交流發電機所產生的感應電動勢與轉子轉速和磁極磁通成正比 當轉速n升高時 E 增大 發電機輸出端電壓UB升高 當轉速升高到一定值時 輸出端電壓達到限定值 要想使發電機的輸出電壓UB不再隨轉速的升高而上升 只能通過減小磁通 來實現 又因磁極磁通 與勵磁電流If成正比 所以減小磁通 也就是減小勵磁電流If 所以 交流發電機電壓調節器的調壓原理是 當發電機轉速升高時 調節器通過減小發電機勵磁電流If來減小磁通 使發電機的輸出電壓UB保持不變 當發電機的轉速降低時 調節器通過增大發電機的勵磁電流If來增加磁通 使發電機的輸出電壓UB保持不變 2 5 4電子調節器的工作原理 1 外搭鐵型電子調節器的工作原理 1 基本電路電子調節器有多種型式 其內部電路各不相同 但工作原理可用基本電路工作原理去理解 2 5 4電子調節器的工作原理 2 工作原理 點火開關SW剛接通時 發動機不轉 發電機不發電 蓄電池電壓加在分壓器R1 R2上 此時因UR1較低不能使穩壓管VS的反向擊穿 VT1截止 VT1截止使得VT2導通 發電機磁場電路接通 此時由蓄電池供給磁場電流 隨著發動機的啟動 發電機轉速升高 發電機他勵發電 電壓上升 當發電機電壓升高到大于蓄電池電壓時 發電機自勵發電并開始對外蓄電池充電 如果此時發電機輸出電壓UB 調節器調節上限UB2 VT1繼續截止 VT2繼續導通 但此時的磁場電流由發電機供給 發電機電壓隨轉速升高迅速升高 當發電機電壓升高到等于調節上限UB2時 調節器對電壓的調節開始 此時VS導通 VT1導通 VT2截止 發電機磁場電路被切斷 由于磁場被斷路 磁通下降 發電機輸出電壓下降 當發電機電壓下降到等于調節下限UB1時 VS截止 VT1截止 VT2重新導通 磁場電路重新被接通 發電機電壓上升 周而復始 發電機輸出電壓UB被控制在一定范圍內 這就是外搭鐵型電子調節器的工作原理 2 5 4電子調節器的工作原理 2 內搭鐵型電子調節器的基本電路內搭鐵型電子調節器基本電路的特點是晶體管VT1 VT2采用PNP型 發電機的勵磁繞組連接在VT2的集電極和搭鐵端之間 與外搭鐵型電路顯著不同 電路工作原理和結構與外搭鐵型電子調節器類似 2 5 4電子調節器的工作原理 3 電子調節器的工作特性調節器通過三級管VT2的通斷控制磁場電流 隨著轉速的提高 大功率三級管VT2的導通時間減小 截止時間增加 這樣可使得磁場電流平均值減小 磁通減小 保持輸出電壓UB不變 發電機的輸出電壓UB 磁場電流If 平均值 隨轉速n的變化關系稱為電子調節器的工作特性 從電子調節器的工作特性曲線可以看出 n1為調節器開始工作轉速 稱為工作下限 隨著發電機轉速的升高 磁場電流減小 當發電機轉速很高時 由于大功率三極管可不導通 磁場電流被切斷 發電機僅靠剩磁發電 所以 電子調節器的工作轉速上限很高 調節范圍很大 2 5 4電子調節器的工作原理 電子調節器的工作特性曲線 3 6電子調節器的應用實例 外型 電路原理圖 2 6 1JFT106型晶體管調節器1 應用JFT106型調節器屬于外搭鐵式晶體管調節器 調節電壓為12 8 14 6V 可與14V功率為750W外搭鐵式九管式交流發電機配套 也可與14V功率小于1000W的外搭鐵式六管交流發電機配套 2 外形3 組成與原理 2 6 2 集成電路調節器 1 奧迪轎車交流發電機的集成電路調節器奧迪轎車交流發電機發電機為整體式外搭鐵型交流發電機 調節器為內裝式 和電刷架安裝在一起 該發電機外部有2個接線端子 分別是發電機輸出端B 蓄電池勵磁的接線端子D 發電機內部和調節器的連接有三個 分別是D F 和負電刷相連 和搭鐵端子E 紅旗 奧迪轎車發電機及集成電路調節器電路圖1 勵磁繞組2 電壓調節器3 勵磁二極管4 充電指示燈5 防干擾電容器 2 6 2 集成電路調節器 2 日產藍鳥轎車交流發電機的集成電路調節器日產藍鳥轎車交流發電機為整體式外搭鐵型交流發電機 調節器為內裝式 和電刷架安裝在一起 該發電機外部有3個接線端子 分別是發電機輸出端B 蓄電池接線端子S 充電指示燈接線端子L 日產藍鳥交流發電機集成電路調節器電路圖 2 6 2 集成電路調節器 3 夏利轎車發電機的集成電路調節器夏利發電機為整體式交流發電機 調節器為內裝式外搭鐵型 該調節器有6個接線端子F P E三個端子用螺釘直接和發電機連接 B端用螺母固定在發電機的輸出端子 B 上 IG L兩個端子用金屬線引到調節器的外部接線插座上 2 6 2 集成電路調節器 4 廣州本田轎車交流發電機的集成電路調節器廣州本田轎車交流發電機為8管外搭鐵型交流發電機 調節器為內裝式外搭鐵型 由發動機電腦控制 在汽車電路中有一個負載檢測儀 檢測電路中總電流負載大小 送信號到電腦 調節器送發電機電壓信號到電腦 電腦根據這兩個信號 發送電信號到調節器 驅動調節器的控制電路工作 適時地接通和斷開勵磁繞組電流 從而控制發電機電壓 B 發電機輸出接住 S FR 接電腦 L 接充電指示燈 LG 接點火開關 2 7充電系的使用和維護 2 7 1充電系使用注意事項交流發電機與調節器的結構簡單 維護方便 若正確使用 不僅故障少而且壽命長 若使用不當 則會很快損壞 因此在使用和維護中應注意以下幾點 1 蓄電池的極性必須是負極搭鐵 不能接反 否則 會燒壞發電機或調節器的電子元件 2 發電機與蓄電池之間的連接要牢靠 如突然斷開 會產生過電壓損壞發電機或調節器的電子元件 3 發電機運轉時 不能用試火的方法檢查發電機是否發電 否則會燒壞整流二極管 4 一旦發現交流發電機或調節器有故障 應立即檢修 及時排除故障 否則會引起更大故障或蓄電池虧電 致使汽車不能行駛 2 7充電系的使用和維護 5 為交流發電機配用調節器時 交流發電機的電壓等級必須與調節器電壓等級相同 交流發電機的搭鐵類型必須與調節器搭鐵類型相同 調節器的功率不得小于發電機的功率 否則系統不能正常工作 6 線路連接必須正確 目前各種車型調節器的安裝位置及接線方式各不相同 故接線時要特別注意 7 調節器必須受點火開關控制 發電機停止轉動時 應將點火開關斷開 否則會使發電機的磁場電路一直處于接通狀態 不但會燒壞磁場線圈 而且會引起蓄電池虧電 8 當發現發電機或調節器有故障需要從車上拆下來檢修時 首先關斷點火開關及一切用電設備 拆下蓄電池負極電纜線 再拆卸發電機上的導線接頭 2 7充電系的使用和維護 2 7 2充電系的維護1 檢查發電機驅動皮帶2 檢查導線的聯接3 檢查運轉時有無噪聲4 檢查發電機是否正常發電5 檢查蓄電池是否有過充電現象 2 8充電系電路及故障診斷 2 8 1上海帕薩特B5充電系1 電路圖 2 8充電系電路及故障診斷 2 8 1上海帕薩特B5充電系2 工作原理當起動發動機時 點火開關在點火位置或起動位置 蓄電池電壓通過中央接線盒 點火開關 組合儀表 通過充電指示燈K2 發電機D 接線柱 磁場線圈 搭鐵 充電指示燈亮 指示蓄電池對發電機勵磁 發動機起動后 怠速及以上轉速運轉時 交流發電機應能正常發電 蓄電池電壓仍通過上述電路加在充電系統指示燈上 同時 交流發電機通過端子D 也供給指示燈電壓 故充電指示燈兩側電壓相等 指示燈熄滅 若發動機怠速及以上轉速運轉 充電系統指示燈仍發亮 警示駕駛員交流發電機充電不正常 需及時維修 2 8 1上海帕薩特B5充電系 3 上海帕薩特B5充電系故障檢測與維修 1 接通點火開關 充電指示燈不亮 可將發電機D 的藍色導線的插接拔下并搭鐵 充電指示燈仍不亮 故障為 充電指示燈線路有斷路 或充電指示燈本身壞 檢查線路 排除故障 若將發電機D 的藍色導線的插接拔下并搭鐵 充電指示燈仍不亮 可能的故障有 藍色導線與發電機D 接線柱接觸不良 需重新接好 發電機電刷損壞或磨損過短 需拆下發電機檢測 更換發電機電刷組件 發電機轉子勵磁線圈斷路 需拆下發電機檢測 更換發電機轉子 2 8 1上海帕薩特B5充電系 2 接通點火開關 發動機在怠速或更高轉速時 充電指示燈不滅 停止發動機運轉 可將發電機D 的藍色導線的插接件拔下并懸空 接通點火開關 充電指示燈仍亮 故障為 充電指示燈線路有短路 檢查線路 排除故障 若將發電機D 的藍色導線的插接拔下并懸空 接通點火開關 充電指示燈熄滅 可能的故障有 a 電壓調節器損壞 b 發電機定子繞組損壞導致發電機不發電 c 電刷磨損或電刷彈簧損壞導致發電機不發電 維修方法 逐項檢查后 修理或更換有關損壞零部件 2 8 1上海帕薩特B5充電系 3 發電機發電量不足 故障現象是用電量大時 輸出電壓降低 可能的原因有a 傳動帶打滑 b 電刷和滑環接觸不良 c 整流器短路或斷路 d 輸出導線與發電機的連接接觸不良或導線內阻增大 造成壓降過大 維修方法 檢查與調整發電機傳動帶張緊度 發動機熄火后 在曲軸帶輪與發電機帶輪中間位置 以拇指向下壓傳動帶 最大撓度應小于5mm 如超過此值 需旋松調整支架上的調整螺栓 張緊傳動帶后再旋緊螺栓 復查張緊度是否達到規定值 如符合 即以35N m的力矩擰緊調整螺栓 修理或更換損壞的零部件 包括電纜 緊固各導線的連接部位 如接線柱 2 8 1上海帕薩特B5充電系 4 發電機異常聲響 a 傳動帶磨損或過松 更換或張緊 b 發電機軸承或電刷損壞 更換 c 轉子與定子的鐵心在運轉時碰撞 分解發電機 查找原因 2 8 2廣州本田充電系 1 電路圖 2 8 2廣州本田充電系 2 工作原理在發動機起動前 首次將點火開關轉至 RUN 位置時 電瓶電壓通過保險絲4加到充電系統指示燈上 該指示燈通過交流發電機的端子L搭鐵 此時充電系統指示燈點亮 當發動機怠速及以上轉速運轉 若交流發電機工作正常 電瓶電壓仍通過保險絲4加在充電系統指示燈上 同時 交流發電機通過端子L也供給指示燈電壓 故充電系統指示燈兩側電壓相等 指示燈熄滅 若發動機運轉后 而交流發電機未對蓄電池充電時 充電系統指示燈通過交流發電機 端子L 接搭鐵 此時 充電系統指示燈點亮 警示駕駛員交流發電機充電不正常 電負載檢測儀測量充電系統總的電負載后 向發動機電腦發送信號 然后由發動機電腦控制電壓調節器 當電負載較低時 交流發電機的勵磁繞組斷開 以減少發動機的機械負載 并提高燃油經濟性 實訓項目2 1交流發電機結構認識 一 目標1 認識發電機結構2 掌握發電機的拆裝方法二 儀器與工具1 普通6管內搭鐵交流發電機 9管交流發電機 11管整體式外搭鐵交流發電機 無刷交流發電機各一臺 2 臺鉗 拉器各1 2個 3 十字起子 一字起子 開口扳手 梅花扳手 油盆 毛刷 清洗劑潤滑脂 抹布按分組情況配置 三 內容1 外部結構認識 1 型號的辨別 2 接線柱認識 實訓項目2 1交流發電機結構認識 2 外部清洗用蘸有少許清洗劑的抹布將發電機表面擦拭干凈 注意 抹布不能有液體浸出 汽油清洗劑不能接觸絕緣件 3 發電機的分解 不同型號的發電機分解步驟有所不同 以下分解步驟僅作參考 1 拆下電刷組件 2 分解前后端蓋 3 分解定子和后蓋 4 分解定子和整流器總成 對于某些發電機的整流器可以在發電機外部就能和發電機分解 可在分解前后端蓋之前將整流器拆下 5 小心清洗擦拭每一部件 絕緣部分嚴防汽油浸泡 實訓項目2 1交流發電機結構認識 4 各部分結構認識 對整體式發電機的調節器可以后再認識 注意 輕拿輕放 不要折斷導線或損壞部件 轉子軸嚴防磕碰 5 發電機的裝配發電機的裝配順序按照拆卸的反方向進行 但應注意以下幾點 1 各零部件應保持清潔 2 配合部位涂些機油潤滑