第二章交流發電機及調理器保證汽車正常任務的電源之一交流發電機圖片由皮帶驅動交流發電機圖片第一節交流發電機的構造交流發電機普通由轉子、定子、皮帶輪、風扇、整流器、前后端蓋和電刷組件等部分組成。JF132型交流發電機組件圖見圖，p24交流發電機第一節交流發電機的構造一、轉子功用：轉子的功用是產生旋轉磁場。組成：轉子由爪極、磁軛、磁場繞組、集電環、轉子軸組成。1、轉子的組成〔1〕轉子軸上壓裝著兩塊低碳鋼制成的爪極，兩塊爪極各有四至八個鳥嘴形磁極〔國產多為六個〕,爪極空腔內裝有磁場繞組(轉子線圈)和導磁用的鐵芯(磁軛)。第一節交流發電機的構造問題：爪極為什么做成鳥嘴狀？第一節交流發電機的構造〔2〕集電環由兩個彼此絕緣的銅環組成，集電環壓裝在轉子軸上并與軸絕緣，兩個集電環分別與磁場繞組的兩端相連，并與裝在后端蓋內的兩個電刷相接觸。第一節交流發電機的構造3〕、旋轉磁場的產生：當兩集電環通入直流電時〔經過電刷〕，磁場繞組中就有電流經過，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，從而構成六對相互交錯的磁極。當轉子轉動時，就構成了旋轉的磁場。轉子視頻轉子磁極制形成鳥嘴形，可使定子繞組感應產生的交流電動勢近似于正弦曲線波形。第一節交流發電機的構造1.功用：定子是用來產生交流電的。2.組成：定子由定子鐵芯和定子繞組組成。二、定子〔電樞〕第一節交流發電機的構造〔1〕定子鐵芯由內圈帶槽的硅鋼片疊成，定子繞組的導線就嵌放在鐵芯的槽中?！?〕定子繞組1〕三相繞組采用星形接法或三角形接法，都能產生三相交流電。2〕三相繞組必需按一定要求繞制,才干使之獲得頻率一樣、幅值相等、相位互差120°的三相電動勢。定子視頻第一節交流發電機的構造3、定子線圈繞制原那么磁極對數p=6對；定子槽數z=36槽;定子繞組相數3相；每個線圈匝數N=13匝;繞組結合方法：Y型結合繞制視頻為了使三相繞組產生頻率一樣、幅值相等、相位互差120°電角度的三相對稱電動勢，在繞制三相繞組時，應合理確定繞組的安放位置。第一節交流發電機的構造三、整流器1、作用：將交流電變成直流電、是交流發電機的關鍵部件；2、實現方式：利用二極管的單導游通性3、整流器普通由6只硅整流二極管和安裝整流管的散熱板組成。整流器視頻整流器總成大多數都裝于交流發電機后端蓋的外側，在整流器總成外面再加裝一個用薄鋁板或薄鐵板沖壓而成的防護蓋三、整流器〔續〕汽用整流二極管有正極管與負極管之分。3只正極管和3只負極管。引出電極為二極管正極的稱為正極管，其上標有紅色標志；引出電極為二極管負極的稱為負極管，其上標有綠色或黑色標志第一節交流發電機的構造第一節交流發電機的構造四、端蓋1.作用：固定轉子、定子、整流器和電刷組件。2.資料：普通用鋁合金鑄造，一是可有效的防止漏磁，二是鋁合金散熱性能好。3.電刷組件：裝在后端蓋上，有電刷、電刷架和電刷彈簧組成。4.電刷作用是將電源經過集電環引入磁場繞組。端蓋視頻風扇視頻滑環電刷視頻五、交流發電機型號根據QC/T73-1993<汽車電器設備產品型號編制方法>規定，汽車交流發電機的型號組成如下圖。舉例：JF132型交流發電機含義是什么？第二節交流發電機的任務原理第二節交流發電機的任務原理一、發電原理1.發電原理〔1〕發動機帶動發電機內部轉子旋轉，產生旋轉磁場?！?〕磁場外發電機殼體〔鐵芯〕上固定有3組線圈(3相定子繞組)，3相繞組彼此相隔120°。頻率：p：磁極對數n：發電機轉速發電原理視頻第二節交流發電機的任務原理電動勢瞬時值：每相電動勢的有效值：結論交流電動勢的幅值是發電機轉速的函數。因此，當轉速n變化時，三相電動勢的波形為變頻率、變幅值的交流波形。第二節交流發電機的任務原理二、整流過程1.交流發電機定子的三相繞組中，感應產生的是交流電，靠六只二極管組成的三相橋式整流電路變為直流電的。2.二極管具有單導游電性,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。整流視頻名詞：正向電壓？第二節交流發電機的任務原理3.整流結果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。

發電機輸出的直流電壓平均值為：

式中：UAB—線電壓；UΦ—相電壓。每只二級管的最大反向電壓是線電壓的最大值第二節交流發電機的任務原理.中性點〔Y型接法〕〔1〕概念：三相繞組的末端接到一同構成中性點，用N表示。〔2〕中性點電壓UN是經過三個搭鐵的負極管整流后得到的直流電壓〔即三相半波整流〕，故UN＝U/2〔3〕中性點電壓用途：普通用來控制各種用途的繼電器。如磁場繼電器、充電指示燈繼電器等?！?〕中性點輸出：在三相繞組中性點處接上兩只中性點二極管〔功率管〕，經過兩只中性點二極管與橋式整流器正負極相連，可提高發電機功率輸出10%-15%。第二節交流發電機的任務原理三、激磁方法1.激磁：將電源引入到磁場繞組使之產生磁場的過程稱為激磁。2.方式：交流發電機激磁方式有自激和他激兩種?！?〕他激：交流發電機開場發電時，因二極管死區電壓的存在，需先由蓄電池供應激磁電流(他激階段)。〔2〕自激：當發電機電壓到達蓄電池電壓時，即由發電機本人供應激磁電流，即由他激轉為自激。〔3〕他激的優點：由蓄電池激磁可以較快進入自激形狀。第二節交流發電機的任務原理交流發電機勵磁電路第三節、交流發電機的任務特性

交流發電機的任務特點：轉速變化范圍大，對于普通汽油發動機來說，其轉速變化比約為1：8，柴油機約為1：5，因此分析汽車用交流發電機的特性必需以轉速的變化為根底。交流發電機的特性有：A.輸出特性B.空載特性C.外特性其中以輸出特性最為重要。第三節、交流發電機的任務特性第三節、交流發電機的任務特性一、輸出特性

1.概念：在發電機端電壓U不變〔對12V系列的交流發電機規定為14V，對24V系列的定為28V〕時，輸出電流與轉速之間的關系，即U=常數時，I＝f〔n〕的函數關系。第三節、交流發電機的任務特性2.空載轉速n1〔1〕發電機轉速小于一定值n1時，對外輸出電流為零?！?〕當發電機到達額定電壓并能對外輸出電流時的最小轉速n1，稱為空載轉速?！?〕空載轉速常用來作為測試發電機性能的參數之一。第三節、交流發電機的任務特性3.最大電流Imax發電機輸出電流才干隨轉速的升高而增大，但曲線越來越平坦，當轉速到達一定值時，無論轉速添加多少電流都不再添加，即一定構造的發電機輸出最大電流Imax有一定限制。由此可見，交流發電機本身具有限制輸出電流防止過載的才干，又稱為自我維護才干。第三節、交流發電機的任務特性發電機自動限流緣由：1、定子繞組有一定的感抗，交流發電機定子繞組具有一定的阻抗Z，它由繞組的電阻r及感抗XL兩部分組成由于XL與n成正比，故發電機定子繞組的阻抗Z隨發電機的轉速升高而添加。2、定子電流添加時，由于電樞反響的加強，也會使感應電動勢下降。兩者共同作用的結果，當發電機的轉速升高且負載電流到達最大值時，輸出電流幾乎不隨負載電阻的減小或轉速的添加而增大。第三節、交流發電機的任務特性總結交流發電機電壓〔輸出〕一定時，發電機電流存在最大值〔無論轉速多高〕，即發電機功率存在最大值。只需限制發電機輸出電壓即可限制發電機輸出功率。限制輸出電壓后，發電機轉速添加，不會出現由于電流過高，燒壞發電機的情況。假設發電機電壓過高通常損壞用電設備。發電機出廠時，經過實驗，規定了空載轉速與額定轉速。在運用過程中，可經過檢測這兩個數據來判別發電機性能的好壞。第三節、交流發電機的任務特性二、空載特性是研討發電機在空載運轉時，其端電壓隨轉速變化的關系，即I＝0時，U=f〔n〕的曲線，如圖?？蛰d特性可判別發電機低速充電性能好壞，也可看出發電機輸出電壓是隨發電機轉速升高而添加。第三節、交流發電機的任務特性三、外特性是研討當發電機轉速一定時，其端電壓與輸出電流的關系，即n=常數時，U=f〔I〕的曲線。從外特性曲線可以看出發電機電壓受負載影響的程度：假設發電機在高速運轉時，忽然失去負載，發電機電壓會忽然升高，致使發電機及調理器等內部電子元件有被擊穿的危險。也可以看出：發電機輸出電壓隨轉速變化情況。第四節電壓調理器如何使堅持輸出電壓規定范圍內？為什么需求調理器？感應電動勢Eφ的大小與發電機轉速n和每極磁通φ乘積成正比原理：自動調理磁場電流使磁極磁通改動這一原理來調理發電機輸出電壓。發電機轉速一定時電壓調理電壓調理器的功用:自動控制發電機電壓，使其堅持恒定，防止發電機電壓過高而燒壞用電設備和導致蓄電池過量充電，同時也防止發電機電壓過低而導致用電設備任務失常和蓄電池充電缺乏。

磁場電流如何調整？兩種主要的調整方式：1、經過觸點斷開與閉合，使磁場電路的總電阻值改動來調理磁場電流。對應的調理器：電磁振動式調理器2、利用大功率三極管的開關特性，使磁場電流接通與切斷來調理磁場電流。對應的調理器：電子式調理器電磁振動式電子式第四節電壓調理器二、電磁振動式調理器調理電壓方法：經過觸點開閉，使磁場電路的電阻值改動從而調理磁場電流大小改動發電機輸出電壓。特點：觸點振動頻率慢，存在機械慣性和電磁慣性，電壓調理精度低，觸點易產生火花，對無線電干擾大，可靠性差，壽命短。第四節電壓調理器實例任務原理R3：補償電阻，由鎳鉻絲制成，電阻值隨溫度變化小。R1：加速電阻，K1接通時，磁化線圈3的電流由兩部分組成，由于I0很小，R1上的電壓降忽略不計；K1翻開后，R1上的電流增大，電壓降上升，磁化線圈上的電壓下降，I0迅速減小，加速鐵心退磁，加快K1閉合，提高觸點振動頻率。R2：調理電阻電磁振動式調理器調理電壓Ur與彈簧拉力以及銜鐵與鐵芯間的氣隙大小有關,可以經過調理氣隙或彈簧拉力來得到所需的調理電壓.就車調整調理電壓通常都是經過調理彈簧拉力來獲得需求的調理電壓值。第四節電壓調理器三、電子電壓調理器調理電壓方法：利用功率管的開關特性，將晶體三極管作為一只開關串聯在發電機磁場電路中，根據發電機輸出電壓的高低，控制晶體三極管的導通和截止來到達調理發電機磁場電流使發電機輸出電壓穩定在某一規定的范圍之內啟動發動機后，隨著轉速的上升，發電機端電壓迅速上升，當電壓稍高于調整值時，R1上的檢測電壓UAC到達穩壓管的反向擊穿電壓，VS導通，隨即VT1導通，VT2截止，激磁電流降至零，電壓急劇下降，當下降到低于調整值時，VS又恢復截止形狀，VT1截止，VT2導通。如此反復，使發電機端電壓維持在規定的調整值上。集成電路調理器集成電路調理器與發電機配裝在一同的整體式交流發電機既可直接檢測發電機輸出電壓，也可經過銜接導線檢測蓄電池端電壓的變化來調理發電機的輸出電壓調理器的運用一、調理器正確運用〔1〕調理器與交流發電機的電壓等級必需一致，否那么充電系統不能正常任務。〔2〕調理器與交流發電機的搭鐵型式必需一致?！?〕交流發電機的功率不得超越調理器所能匹配的功率?！?〕線路銜接必需正確。〔5〕調理器必需受點火〔或電源〕，開關控制?！?〕汽車停駛時，應將點火〔或電源〕開關斷開。第五節交流發電機充電系的過電壓維護安裝第五節交流發電機充電系的過電壓維護安裝一、過電壓的產生1、非瞬變性過電壓產生緣由：由于發電機調理器失靈，或其它缺點引起發電機激磁電流未經調理器，使發電機電壓升高到不正常值。2、瞬變性過電壓〔1〕拋負載過電壓：交流發電機在向蓄電池充電過程中與蓄電池銜接的導線忽然脫開，或者沒有蓄電池的情況下，忽然斷開其它負載第五節交流發電機充電系的過電壓維護安裝2〕磁場衰減瞬變由于點火開關轉到斷開位置與蓄電池忽然斷開，產生一個按指數衰減的負脈沖電壓。3〕點火系瞬變點火系觸點閉合或斷開時，在初級線圈中產生數百伏的自感電動勢，并構成振蕩。正常情況下可以由蓄電池吸收，但在蓄電池脫開時，這一浪涌電壓將作用在調理器上，呵斥損壞。4〕切換電感性負載瞬變會產生一個自感電動勢，引起瞬變過電壓。第五節交流發電機充電系的過電壓維護安裝二、過電壓的維護1穩壓管維護電路添加一個穩壓管，當出現瞬時高壓時，導通，經過搭鐵耗費能量，之后恢復到不導通形狀。優缺陷：P41~42改良：可以采用功率小的穩壓管。第六節交流發電機充電系的缺點判別第六節交流發電機充電系的缺點判別缺點景象：不充電、充電電流過大或過小、充電電流不穩定。充電系的缺點部位及緣由〔p43〕第六節交流發電機充電系的缺點判別第六節交流發電機充電系的缺點判別第七節交流發電機的檢查與測試一、整機檢測1、用萬用表丈量各接線柱之間的電阻值第六節交流發電機充電系的缺點判別磁場充電電流小的檢查步驟第六節交流發電機充電系的缺點判別不充電的檢查步驟第七節交流發電機的檢查與測試2、在實驗臺上對發電機進展發電實驗第七節交流發電機的檢查與測試第七節交流發電機的檢查與測試3、用示波器察看輸出電壓波形第七節交流發電機的檢查與測試二、解體后的檢查1、硅二極管的檢查第七節交流發電機的檢查與測試2、磁場繞組的檢查第七節交流發電機的檢查與測試3、定子繞組的檢查第七節交流發電機的檢查與測試三、晶體管調理器的檢查第八節無刷交流發電機無刷交流發電機分為爪極式、感應子式和永磁式三種由于沒有電刷和集電環，所以不會由于電刷和集電環的磨損和接觸不良呵斥激磁不穩定或發電機不發電等缺點；同時任務時無火花，也減小了無線電干擾。1．爪極式無刷交流發電機的構造及任務原理爪極式無刷交流發電機磁場繞組是靜止的，它經過一個磁軛托架固定在后端蓋上,所以不再需求電刷。兩個爪極中只需一個爪極直接固定在電機轉子軸上，另一爪極那么用非導磁聯接環固定在前一爪極上。當轉子旋轉時，一個爪極就帶動另一爪極一同在定子內轉動,當磁場繞組中有直流電經過時，爪極被磁化,,就構成了旋轉磁場。優點：