交流發(fā)電機(jī)的工作原理

1、第二章 交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器,概述 交流發(fā)電機(jī)的工作原理 交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu) 交流發(fā)電機(jī)的工作特性 交流發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)器 交流發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器使用與維護(hù),學(xué)習(xí)目標(biāo),了解交流發(fā)電機(jī)的功用、分類； 掌握發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理及檢測(cè)維修方法； 掌握汽車充電系的組成、電路及檢測(cè)維修方法； 了解調(diào)節(jié)器的工作原理； 掌握調(diào)節(jié)器的檢測(cè)方法,學(xué)習(xí)方法,本章介紹了汽車用交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)、工作原理、充電系電路及檢測(cè)維修方法，通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的閱讀有了感性認(rèn)識(shí)后，再通過(guò)自學(xué)參考資料加深對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解，然后進(jìn)入實(shí)踐課堂觀看（或去到實(shí)驗(yàn)室）親手對(duì)實(shí)物的拆裝、檢測(cè)、試驗(yàn)操作技能的訓(xùn)練，以便進(jìn)一步掌握其結(jié)構(gòu)、工作原理和檢

2、測(cè)維修方法,第一節(jié) 概述,一、發(fā)電機(jī)的功用 發(fā)電機(jī)是汽車的主要電源，其功用是在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（怠速以上），向所有用電設(shè)備（起動(dòng)機(jī)除外）供電，同時(shí)向蓄電池充電。(見(jiàn)圖2-1,一、發(fā)電機(jī)的功用,二、發(fā)電機(jī)的分類,汽車用發(fā)電機(jī)可分為直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)，由于交流發(fā)電機(jī)在許多方面優(yōu)于直流發(fā)電機(jī)，直流發(fā)電機(jī)已被淘汰，目前所有汽車均采用交流發(fā)電機(jī)，交流發(fā)電機(jī)按照不同的分類方法分為以下幾類,1.按結(jié)總體結(jié)構(gòu)分五類,普通交流發(fā)電機(jī)(使用時(shí)需要配裝電壓調(diào)節(jié)器的發(fā)電機(jī)) 例JF132 （EQ140用） 整體式交流發(fā)電機(jī)(發(fā)電機(jī)和調(diào)節(jié)器制成一個(gè)整體的發(fā)電機(jī)) 例別克轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)上裝配的是CS型發(fā)電機(jī) 帶泵交流發(fā)

3、電機(jī)(和汽車制動(dòng)系統(tǒng)用真空助力泵安裝在一起的發(fā)電機(jī)) 例JFZB292發(fā)電機(jī)。 無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)(不需要電刷的發(fā)電機(jī)) 例JFW1913 永磁交流發(fā)電機(jī)(磁極為永磁鐵制成的發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)插圖,2.按整流器結(jié)構(gòu)分四類,六管交流發(fā)電機(jī) 例JF1522（東風(fēng)汽車用） 八管交流發(fā)電機(jī) 例JFZ1542（天津夏利汽車用） 九管交流發(fā)電機(jī) 例（日本日立、三凌、馬自達(dá)汽車用） 十一管交流發(fā)電機(jī) 例JFZ1913Z（奧迪、桑塔納汽車用,3.按磁場(chǎng)繞組搭鐵形式兩分類,內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī) 磁場(chǎng)繞組的一端（負(fù)極）直接搭鐵（和殼體相聯(lián)） 外搭鐵型交流發(fā)電機(jī) 磁場(chǎng)繞組的一端（負(fù)極）接入調(diào)節(jié)器，通過(guò)調(diào)節(jié)器后再搭鐵,三、交流

4、發(fā)電機(jī)的型號(hào),根據(jù)中華人民共和國(guó)汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T73-93汽車電器設(shè)備產(chǎn)品型號(hào)編制方法的規(guī)定，汽車交流發(fā)電機(jī)型號(hào)組成如下,1. 產(chǎn)品代號(hào),產(chǎn)品代號(hào)用中文字母表示，例： JF普通交流發(fā)電機(jī) JFZ整體式（調(diào)節(jié)器內(nèi)置）交流發(fā)電機(jī) JFB帶泵的交流發(fā)電機(jī) JFW無(wú)刷交流發(fā)電機(jī),2. 電壓等級(jí)代號(hào),電壓等級(jí)代號(hào)用一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示， 1表示12V系統(tǒng) 2表示24V系統(tǒng) 6表示6V系統(tǒng),第二節(jié) 交流發(fā)電機(jī)工作原理,交流發(fā)電原理 整流原理,交流發(fā)電機(jī)發(fā)電原理圖,一、交流發(fā)電原理,1.在發(fā)電機(jī)內(nèi)部有一個(gè)由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)） 2.磁場(chǎng)外有一個(gè)定子繞組, 繞組有3組線圈(3相繞組)，3相繞組彼此相隔

5、120度 3.當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)使固定的電樞繞組切割磁力線（或者說(shuō)使電樞繞組中通過(guò)的磁通量發(fā)生變化）而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),定子3相繞組感生電動(dòng)勢(shì)的大小為,其中：E m -每相電動(dòng)勢(shì)的最大值 -電角速度 f-交流電動(dòng)勢(shì)的頻率（為轉(zhuǎn)速的函數(shù)） p-磁極對(duì)數(shù) n-發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min） E-每相電動(dòng)勢(shì)的有效值,定子每相電動(dòng)勢(shì)的有效值,K-繞組系數(shù)(和發(fā)電機(jī)定子繞組的繞線方法有關(guān) ) N-每項(xiàng)匝數(shù)（匝） -每極磁通（Wb） Ce-電機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù),交流電動(dòng)勢(shì)波形,交流電動(dòng)勢(shì)的幅值是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)。 因此，當(dāng)轉(zhuǎn)速n變化時(shí)，三相電動(dòng)勢(shì)的波形為變頻率、變幅值的交流波形,定子三相繞組的接法,定子三相繞組的接法有

6、兩種 星形接法 三角形接法,二、整流原理,交流發(fā)電機(jī)定子的三相繞組中，感應(yīng)產(chǎn)生的是交流電 是靠六只二極管組成的三相橋式整流電路變?yōu)橹绷麟姷摹?二極管具有單項(xiàng)導(dǎo)電性,當(dāng)給二極管加上正向電壓時(shí),二極管導(dǎo)通, 當(dāng)給二極管加上反向電壓時(shí),二極管截止,二極管的導(dǎo)通原則如下,二極管的導(dǎo)通原則,當(dāng)三只二極管負(fù)極端相連時(shí)，正極端電位最高者導(dǎo)通； 當(dāng)三只二極管正極端相連時(shí)，負(fù)極端電位最低者導(dǎo)通,2.整流過(guò)程分析,整流時(shí)二極管導(dǎo)通條件,對(duì)于三個(gè)正極管子（D1、D3、D5正極和定子繞組始端相聯(lián)），在某瞬時(shí)，電壓最高一相的正極管導(dǎo)通。 對(duì)于三個(gè)負(fù)極管子（D2、D4、D6負(fù)極和定子繞組始端相聯(lián)），在某瞬時(shí)，電壓最低一相

7、的負(fù)極管導(dǎo)通。 但同時(shí)導(dǎo)通的管子總是兩個(gè)，正、負(fù)管子各一個(gè),整流過(guò)程,三相橋式整流電路中二極管的依次循環(huán)導(dǎo)通,使得負(fù)載RL兩端得到一個(gè)比較平穩(wěn)的脈動(dòng)直流電壓。 發(fā)電機(jī)輸出的直流電壓平均值為： U=1.35UL=2.34U,3中性點(diǎn)電壓,有的發(fā)電機(jī)具有中性點(diǎn)接線柱，如圖2-4，是從三相繞組的中性點(diǎn)引出來(lái)的，標(biāo)記為“N”。輸出電壓為UN，稱為中性點(diǎn)電壓 圖2-4帶中心抽頭的交流發(fā)電機(jī) 中性點(diǎn)電壓的瞬時(shí)值是一個(gè)三次諧波電壓，中性點(diǎn)電壓的平均值為發(fā)電機(jī)輸出電壓（平均值）的一半,中性點(diǎn)電壓,中性點(diǎn)作用,帶有中性點(diǎn)接線柱的發(fā)電機(jī)可用中性點(diǎn)電壓來(lái)控制各種用途的繼電器。 有的發(fā)電機(jī)沒(méi)有中性點(diǎn)接線柱，但是也把中

8、性點(diǎn)電壓充分的利用了（如夏利、桑塔納發(fā)電機(jī)），這些發(fā)電機(jī)在中性點(diǎn)處接上兩只整流二極管，和三相繞組的六只整流二極管一道輸出，可提高發(fā)電機(jī)功率,第三節(jié) 交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu),交流發(fā)電機(jī)一般由轉(zhuǎn)子、定子、整流器、端蓋四部分組成。 JF132型交流發(fā)電機(jī)組件圖見(jiàn)圖,交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu),交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu),交流發(fā)電機(jī)的電路,一、轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子的功用是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 轉(zhuǎn)子由爪極、磁軛、磁場(chǎng)繞組、集電環(huán)、轉(zhuǎn)子軸組成，見(jiàn)圖,轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖,轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子軸上壓裝著兩塊爪極，兩塊爪極各有六個(gè)鳥(niǎo)嘴形磁極,爪極空腔內(nèi)裝有磁場(chǎng)繞組 (轉(zhuǎn)子線圈)和磁軛。 集電環(huán)由兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)組成，集電環(huán)壓裝在轉(zhuǎn)子軸上并與軸絕緣，兩個(gè)集電環(huán)分別與磁場(chǎng)

9、繞組的兩端相連,交流發(fā)電機(jī)磁路,交流發(fā)電機(jī)的磁路為：磁軛N極轉(zhuǎn)子與定子之間的氣隙定子定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙S極磁軛,轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),當(dāng)兩集電環(huán)通入直流電時(shí)（通過(guò)電刷），磁場(chǎng)繞組中就有電流通過(guò)，并產(chǎn)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(duì)相互交錯(cuò)的磁極。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就形成了旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng),二、定子,定子的功用是產(chǎn)生交流電。 定子由定子鐵心和定子繞組成。見(jiàn)圖,定子,定子鐵心由內(nèi)圈帶槽的硅鋼片疊成，定子繞組的導(dǎo)線就嵌放在鐵心的槽中。 定子繞組有三相，三相繞組采用星形接法或三角形（大功率）接法，都能產(chǎn)生三相交流電。 三相繞組的必須按一定要求繞制,才能使之獲得頻率相同、幅值相等、

10、相位互差120的三相電動(dòng)勢(shì),定子繞組,1 .每個(gè)線圈的兩個(gè)有效邊之間的距離應(yīng)和一個(gè)磁極占據(jù)的空間距離相等。 2 .每相繞組相鄰線圈始邊之間的距離應(yīng)和一對(duì)磁極占據(jù)的距離相等或成倍數(shù)。 3. 三相繞組的始邊應(yīng)相互間隔2+120o電角度（一對(duì)磁極占有的空間為360o電角度,JF13交流發(fā)電機(jī)三相繞組繞制,結(jié)構(gòu)參數(shù)如下： 磁極對(duì)數(shù)p 6對(duì)；定子槽數(shù)z 36槽 定子繞組相數(shù)3相；每個(gè)線圈匝數(shù)N 13匝 繞組聯(lián)結(jié)方法 Y型聯(lián)結(jié),發(fā)電機(jī)定子展開(kāi)圖,三、整流器,交流發(fā)電機(jī)整流器的作用是將定子繞組的三相交流電變?yōu)橹绷麟?6管交流發(fā)電機(jī)的整流器是由6只硅整流二極管組成三相全波橋式整流電路 6只整流管分別壓裝（或焊

11、裝）在兩塊板上,整流器電路,汽車用硅整流二極管特點(diǎn),工作電流大，正向平均電流50A，浪涌電流600A； 反向電壓高，反向重復(fù)峰值電壓270V，反向不重復(fù)峰值電壓300V； 只有一根引線見(jiàn)圖。并且有的二極管引線是正極，有的二極管引線是負(fù)極，引出線為正極的管子叫正極管，引出線為負(fù)極的管子叫負(fù)極管，所以說(shuō)整流二極管有正二極管和負(fù)二極管之分,汽車用二極管結(jié)構(gòu),整流管的安裝,將正極管安裝在一塊鋁制散熱板上，稱為正整流板； 將負(fù)極管安裝另一塊鋁制散熱板上，稱為負(fù)整流板，也可用發(fā)電機(jī)后蓋代替負(fù)整流板。見(jiàn)圖,二極管安裝示意圖,整流管的安裝,在正整流板上有一個(gè)輸出接線柱B（發(fā)電機(jī)的輸出端）。 負(fù)整流板上直接搭鐵

12、。負(fù)整流板上一定和殼體相聯(lián)接。 整流板的形狀各異，有馬蹄形、長(zhǎng)方形、半圓形等見(jiàn)圖,整流管的安裝,四、端蓋,端蓋一般分兩部分（前端蓋和后端蓋），起固定轉(zhuǎn)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，有電刷、電刷架和電刷彈簧組成。電刷的作用是將電源通過(guò)集電環(huán)引入磁場(chǎng)繞組,電刷架,電刷架,五、磁場(chǎng)繞組的內(nèi)搭鐵型和外搭鐵,內(nèi)搭鐵型發(fā)電機(jī)：磁場(chǎng)繞組負(fù)電刷直接搭鐵的發(fā)電機(jī)（和殼體直接相連）。外搭鐵型發(fā)電機(jī)：磁場(chǎng)繞組的兩只電刷都和殼體絕緣的發(fā)電機(jī)。 外搭鐵型發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)繞組負(fù)極（負(fù)電刷）接調(diào)節(jié)器，通過(guò)后再搭鐵,磁場(chǎng)繞組的內(nèi)搭鐵型

13、和外搭鐵,六、8管交流發(fā)電機(jī),8管交流發(fā)電機(jī)（如夏利車用）和6管交流發(fā)電機(jī)的基本機(jī)構(gòu)是相同的，所不同的是整流器有8只硅整流二極管,8管交流發(fā)電機(jī),其中6只組成三相全波橋式整流電路，還有2只是中性點(diǎn)二極管，1只正極管接在中性點(diǎn)和正極之間，1只負(fù)極管接在中性點(diǎn)和負(fù)極，對(duì)中性點(diǎn)電壓進(jìn)行全波整流。 試驗(yàn)表明：加裝中性點(diǎn)二極管的交流發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu)不變的情況下可以提高發(fā)電機(jī)的功率10%15%。之間,中性點(diǎn)二極管提高發(fā)電機(jī)功率的原理,交流發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電壓為三次諧波，隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的提高，中性點(diǎn)三次諧波電壓也升高,中性點(diǎn)二極管提高發(fā)電機(jī)功率的原理,當(dāng)中性點(diǎn)電壓瞬時(shí)值高于三相繞組的最高值時(shí)，中性點(diǎn)正極管導(dǎo)通對(duì)外輸

14、出電流；電流回路為：中性點(diǎn)中性點(diǎn)正極管負(fù)載某一負(fù)極管定子繞組中性點(diǎn)。 當(dāng)中性點(diǎn)電壓瞬時(shí)值低于三相繞組的最低值時(shí)，中性點(diǎn)負(fù)極管導(dǎo)通對(duì)外輸出電流；電流回路：中性點(diǎn)定子繞組某一正極管負(fù)載中性點(diǎn)負(fù)極管中性點(diǎn),七、9管交流發(fā)電機(jī),9管交流發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和6管交流發(fā)電機(jī)相同，所不同的是整流器。9管交流發(fā)電機(jī)的整流器是由6只大功率整流二極管和3只小功率勵(lì)磁二極管組成的交流發(fā)電機(jī),9管交流發(fā)電機(jī),其中6只大功率整流二極管組成三相全波橋式整流電路，對(duì)外負(fù)載供電 3只小功率管二極管與三只大功率負(fù)極管也組成三相全波橋式整流電路專門為發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)供電。所以稱3只小功率管為勵(lì)磁二極管,八、11管交流發(fā)電機(jī)（如桑塔納車用

15、發(fā)電機(jī),11管交流發(fā)電機(jī)的整流器由8只大功率整流二極管（其中2只中性點(diǎn)二極管）和3只磁場(chǎng)二極管組成。其它結(jié)構(gòu)和6管交流發(fā)電機(jī)相同,11管交流發(fā)電機(jī),11管交流發(fā)電機(jī)的整流器，相當(dāng)于9管交流發(fā)電機(jī)的整流器加2只中性點(diǎn)整流管。 由于11管交流發(fā)電機(jī)既能提高率又使充電指示燈電路簡(jiǎn)化，因此應(yīng)用較廣,九、無(wú)刷交流發(fā)電機(jī),由于沒(méi)有電刷和集電環(huán)，所以不會(huì)因?yàn)殡娝⒑图姯h(huán)的磨損和接觸不良造成激磁不穩(wěn)定或發(fā)電機(jī)不發(fā)電等故障；同時(shí)工作時(shí)無(wú)火花，也減小了無(wú)線電干擾。 無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)分為爪極式、激磁機(jī)式和永磁式三種,第四節(jié)、交流發(fā)電機(jī)工作特性,交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁 交流發(fā)電機(jī)的工作特性,一、交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁,除了永磁式交

16、流發(fā)電機(jī)不需要?jiǎng)?lì)磁以外，其他形式的交流發(fā)電機(jī)都需要?jiǎng)?lì)磁，因?yàn)樗鼈兊拇艌?chǎng)都是電磁場(chǎng)，也就是說(shuō)必須給磁場(chǎng)繞組通電才會(huì)有磁場(chǎng)產(chǎn)生。 將電源引入到磁場(chǎng)繞組使之產(chǎn)生磁場(chǎng)稱為勵(lì)磁，交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式有自勵(lì)和他勵(lì)兩種,他勵(lì),在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間，需要蓄電池供給發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電流生磁使發(fā)電機(jī)發(fā)電。這種供給磁場(chǎng)電流的方式稱為他勵(lì)發(fā)電,自勵(lì),隨著轉(zhuǎn)速的提高，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)逐漸升高并能對(duì)外輸出， 一般在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)發(fā)電機(jī)就能對(duì)外供電 當(dāng)發(fā)電機(jī)能對(duì)外供電時(shí)，就可以把自身發(fā)的電供給磁場(chǎng)繞組生磁發(fā)電，這種供給磁場(chǎng)電流的方式稱為自勵(lì),內(nèi)搭鐵交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電路,外搭鐵交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電路,充電指示燈的作用,在某些充電系電路中，接有充電

17、指示燈，其作用是： 指示發(fā)電機(jī)是否有故障； 警告駕駛員停車后關(guān)斷點(diǎn)火開(kāi)關(guān)。 電流表的作用,6管交流發(fā)電機(jī)電源系電路,九管交流發(fā)電機(jī)電源系電路,九管交流發(fā)電機(jī)電源系電路,在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間，發(fā)電機(jī)電壓(為0)UD+蓄電池電壓時(shí)，整流二極管截止，發(fā)電機(jī)不能對(duì)外輸出，由蓄電池供給磁場(chǎng)電流。路徑：蓄電池+點(diǎn)火開(kāi)關(guān)充電指示燈調(diào)節(jié)器磁場(chǎng)繞組搭鐵蓄電池-。充電指示燈亮,九管交流發(fā)電機(jī)電源系電路,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高到怠速及其以上時(shí)，發(fā)電機(jī)應(yīng)能正常發(fā)電并對(duì)外輸出，此時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓蓄電池電壓，發(fā)電機(jī)自勵(lì)。UB=UD+，充電指示燈兩端壓降為零，燈熄滅,若沒(méi)有熄滅,說(shuō)明發(fā)電機(jī)有故障或充電指示燈電路有搭鐵,二、交流發(fā)電機(jī)的

18、工作特性,交流發(fā)電機(jī)的工作特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速變化范圍大，對(duì)于一般汽油發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，其轉(zhuǎn)速變化約為1：8，柴油機(jī)約為1：5，因此分析汽車用交流發(fā)電機(jī)的特性必須以轉(zhuǎn)速的變化為基礎(chǔ)。 交流發(fā)電機(jī)的特性有輸出特性、空載特性和外特性，其中以輸出特性最為重要,輸出特性,輸出特性是指在發(fā)電機(jī)端電壓U不變（對(duì)12V系列的交流發(fā)電機(jī)規(guī)定為14V，對(duì)24V 輸出電流與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，即U=常數(shù)時(shí)，If（n） 的函數(shù)關(guān)系,由特性曲線I=f（n）可以看出,1）空載轉(zhuǎn)速n1 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速小于一定值n1時(shí)，對(duì)外輸出電流為零。當(dāng)發(fā)電機(jī)達(dá)到額定電壓并能對(duì)外輸出電流時(shí)的最小轉(zhuǎn)速為n1，稱n1為空載轉(zhuǎn)速?？蛰d轉(zhuǎn)速常用來(lái)作為測(cè)試發(fā)電機(jī)性能的參

19、數(shù)之一,由特性曲線I=f（n）可以看出,2）最大電流Imax 發(fā)電機(jī)輸出電流能力隨轉(zhuǎn)速的升高而增大，但曲越來(lái)越平坦，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，無(wú)論轉(zhuǎn)速增加多少電流都不再增加，即一定結(jié)構(gòu)的發(fā)電機(jī)輸出最大電流Imax有一定限制。由此可見(jiàn)，交流發(fā)電機(jī)自身具有限制輸出電流防止過(guò)載的能力，又稱為自我保護(hù)能力,交流發(fā)電機(jī)自我限流的原理,交流發(fā)電機(jī)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， XL2fL,交流發(fā)電機(jī)自我限流的原理,由于XL 與n成正比，故發(fā)電機(jī)定子繞組的阻抗Z隨發(fā)電機(jī)的車速升高而增加。高速時(shí)，由于R與XL相比可忽略不計(jì)， 故阻抗Z約等于XL，定子阻抗Z與轉(zhuǎn)速n成正比，其值較大，

20、產(chǎn)生較大的內(nèi)壓降。 定子電流增加時(shí)，由于電樞反應(yīng)的增強(qiáng)，也會(huì)使感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)下降。 兩者共同作用的結(jié)果，當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高且負(fù)載電流達(dá)到最大值時(shí)，輸出電流幾乎不隨負(fù)載電阻的減小或轉(zhuǎn)速的增加而增大,交流發(fā)電機(jī)自我限流的原理結(jié)論,結(jié)論 發(fā)電機(jī)電壓（輸出）一定時(shí)，發(fā)電機(jī)電流存在最大值。（無(wú)論轉(zhuǎn)速多高） 即發(fā)電機(jī)功率存在最大值。 限制發(fā)電機(jī)輸出功率，只要限制發(fā)電機(jī)輸出電壓即可。 限制輸出電壓后，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增加，不會(huì)出現(xiàn)由于電流過(guò)高，燒壞發(fā)電機(jī)的情況。 如果發(fā)電機(jī)電壓過(guò)高通常損壞用電設(shè)備,輸出特性,3) 額定轉(zhuǎn)速n2 額定電流IA 發(fā)電機(jī)出廠時(shí)，通過(guò)試驗(yàn)，規(guī)定了空載轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速。在使用過(guò)程中，可通過(guò)檢測(cè)這

21、兩個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)判斷發(fā)電機(jī)性能的好壞,輸出特性,發(fā)電機(jī)達(dá)到額定電流IA時(shí)的轉(zhuǎn)速定為額定轉(zhuǎn)速，圖中用n2表示，額定電流一般定為最大輸出電流的23。 空載轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速是測(cè)試交流發(fā)電機(jī)性能的重要依據(jù),空載特性,空載特性是研究發(fā)電機(jī)在空載運(yùn)行時(shí)，其端電壓隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系，即I0時(shí)， U=f（n）的曲線，如圖,外特性,外特性是研究當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，其端電壓與輸出電流的關(guān)系，即n-=常數(shù)時(shí)，U=f（I）的曲線，如圖所示,外特性,從外特性曲線可以看出發(fā)電機(jī)電壓受負(fù)載影響的程度： 如果發(fā)電機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，突然失去負(fù)載，發(fā)電機(jī)電壓會(huì)突然升高，致使發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器等內(nèi)部電子元件有被擊穿的危險(xiǎn),第五節(jié) 交流發(fā)電機(jī)的電壓

22、調(diào)節(jié)器,電壓調(diào)節(jié)器的分類 電壓調(diào)節(jié)器的調(diào)壓原理 電子調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)與工作原理 電子調(diào)節(jié)器應(yīng)用實(shí)例,交流發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)器,由于交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是由發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的，且發(fā)動(dòng)機(jī)和交流發(fā)電機(jī)的速比為173，因此交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速變化范圍非常大，這樣將引起發(fā)電機(jī)的輸出電壓發(fā)生較大變化，無(wú)法滿足汽車用電設(shè)備的工作要求。 為了滿足用電設(shè)備恒定電壓的要求，交流發(fā)電機(jī)必須配用電壓調(diào)節(jié)器，使其輸出電壓在發(fā)動(dòng)機(jī)所有工況下基本保持恒定,一、電壓調(diào)節(jié)器的分類,交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器按工作原理可分為： 觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器 晶體管調(diào)節(jié)器 集成電路調(diào)節(jié)器 電腦控制調(diào)節(jié)器,觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器,觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器應(yīng)用較早，這種調(diào)

23、節(jié)器觸點(diǎn)振動(dòng)頻率慢，存在機(jī)械慣性和電磁慣性，電壓調(diào)節(jié)精度低，觸點(diǎn)易產(chǎn)生火花，對(duì)無(wú)線電干擾大，可靠性差，壽命短，現(xiàn)已被淘汰,晶體管調(diào)節(jié)器,隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，采用了晶體管調(diào)節(jié)器。其優(yōu)點(diǎn)是：三極管的開(kāi)關(guān)頻率高，且不產(chǎn)生火花，調(diào)節(jié)精度高，還具有重量輕、體積小、壽命長(zhǎng)、可靠性高、電波干擾小等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于東風(fēng)、解放及多種中低檔車型,集成電路調(diào)節(jié)器,集成電路調(diào)節(jié)器除具有晶體管調(diào)節(jié)器的優(yōu)點(diǎn)外，還具有超小型，安裝于發(fā)電機(jī)的內(nèi)部（又稱內(nèi)裝式調(diào)節(jié)器），減少了外接線，并且冷卻效果得到了改善，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于桑塔納。奧迪等多種轎車車型上,電腦控制調(diào)節(jié)器,電腦控制調(diào)節(jié)器是現(xiàn)在轎車采用的一種新型調(diào)節(jié)器，由電負(fù)載檢測(cè)儀

24、測(cè)量系統(tǒng)總負(fù)載后，向發(fā)電機(jī)電腦發(fā)送信號(hào)，然后由發(fā)動(dòng)機(jī)電腦控制發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器，適時(shí)地接通和斷開(kāi)磁場(chǎng)電路，即能可靠地保證電器系統(tǒng)正常工作，使蓄電池充電充足，又能減輕發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，提高燃料經(jīng)濟(jì)性。如上海別克、廣州本田等轎車發(fā)電機(jī)上使用了這種調(diào)節(jié)器,電壓調(diào)節(jié)器的分類,電子調(diào)節(jié)器按所匹配的交流發(fā)電機(jī)搭鐵型式可分為： 內(nèi)搭鐵型調(diào)節(jié)器 外搭鐵型調(diào)節(jié)器,調(diào)節(jié)器選配,內(nèi)搭鐵型調(diào)節(jié)器：適合于與內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī)所匹配的電子調(diào)節(jié)器稱為內(nèi)搭鐵型調(diào)節(jié)器； 外搭鐵型調(diào)節(jié)器：適合于與外搭鐵型交流發(fā)電機(jī)所匹配的電子調(diào)節(jié)器稱為外搭鐵型調(diào)節(jié)器。 在使用過(guò)程中，對(duì)于晶體管調(diào)節(jié)器，最好使用汽車說(shuō)明書(shū)中指定的調(diào)節(jié)器，如果采用其他型號(hào)替

25、代，除標(biāo)稱電壓等規(guī)定參數(shù)與原調(diào)節(jié)器相同外，代用調(diào)節(jié)器必須與原調(diào)節(jié)器的搭鐵形式相同，否則，發(fā)電機(jī)可能由于勵(lì)磁電路不通而不能正常工作。對(duì)于集成電路調(diào)節(jié)器，必須是專用的，是不能替代的,二、電壓調(diào)節(jié)器的調(diào)壓原理,由交流發(fā)電機(jī)的工作原理我們知道，交流發(fā)電機(jī)的三相繞組產(chǎn)生的相電動(dòng)勢(shì)的有效值 E=Cen（V,二、電壓調(diào)節(jié)器的調(diào)壓原理,這里Ce為發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)常數(shù)，n為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，為轉(zhuǎn)子的磁極磁通，也就是說(shuō)發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和磁極磁通成正比。 當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，E增大，輸出端電壓UB升高，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到一定值時(shí)（空載轉(zhuǎn)速以上），輸出端電壓達(dá)到極限，要想使發(fā)電機(jī)的輸出電壓UB不再隨轉(zhuǎn)速的升高而上升，只能通

26、過(guò)減小磁通來(lái)實(shí)現(xiàn)。又磁極磁通與勵(lì)磁電流If成正比，減小磁通也就是減小勵(lì)磁電流If,二、電壓調(diào)節(jié)器的調(diào)壓原理,交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的工作原理是：當(dāng)交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高時(shí)，調(diào)節(jié)器通過(guò)減小發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流If來(lái)減小磁通，使發(fā)電機(jī)的輸出電壓UB保持不變,三、觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器,觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器通過(guò)觸點(diǎn)開(kāi)閉，接通和斷開(kāi)磁場(chǎng)電路，來(lái)改變磁場(chǎng)電流If大小；晶體管調(diào)節(jié)器、集成電路調(diào)節(jié)器等利用大功率三極管的導(dǎo)通和截止，接通和斷開(kāi)磁場(chǎng)電路，來(lái)改變磁場(chǎng)電流If大小,觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器,單級(jí)觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器,四、晶體管調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)與工作原理,晶體管調(diào)節(jié)器有多種型式，其電路個(gè)不相同，但一般采用整體封裝型式，不可拆卸，不能維修，只

27、能整體更換。 這里向大家介紹電子調(diào)節(jié)器的基本電路，實(shí)際電路要復(fù)雜的多，但工作原理可用基本電路工作原理去理解,外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器的基本電路,晶體管調(diào)節(jié)器又稱為電子調(diào)節(jié)器，圖229所示為外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器的基本電路：基本電路是由三只電阻R1、R2 、R3，兩只三極管VT1、VT2，一只穩(wěn)壓二極管VS和一只二極管VD組成,外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器的電路,外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器的電路,檢測(cè)電路：電阻R1和R2組成一個(gè)分壓器，檢測(cè)發(fā)電機(jī)電壓。 比較電路:檢測(cè)的電壓與穩(wěn)壓管電壓比較 開(kāi)關(guān)電路：大于14V， VT1飽和導(dǎo)通，反之截止。 功放電路：復(fù)合三級(jí)管,外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器的基本電路,VD是續(xù)流二極管；磁場(chǎng)繞組由接

28、通轉(zhuǎn)為斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)（F端為+，B端為），經(jīng)二極管 VD構(gòu)成放電回路，防止三極管VT2被擊穿損壞 穩(wěn)壓管VS是感受元件，串聯(lián)在VT1的基極電路中，并通過(guò)VT1的發(fā)射結(jié)并聯(lián)于分壓電阻R1的兩端，以感受發(fā)電機(jī)的輸出電壓； UR1電壓加在穩(wěn)壓管VS上，R1的阻值是這樣確定的,當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓UB達(dá)到規(guī)定的調(diào)整值時(shí)（如桑塔納為13514SV），UR1電壓正好等于穩(wěn)壓管VS的反向擊穿電壓,內(nèi)搭鐵式電子節(jié)器的工作原理,內(nèi)搭鐵式電子調(diào)節(jié)器基本電路見(jiàn)圖。原理與外搭鐵式類似,五、集成電路調(diào)節(jié)器,集成電路調(diào)節(jié)器也叫IC調(diào)節(jié)器，是根據(jù)使用要求，將電路中的若干元件集成在同一基片上，制成一個(gè)獨(dú)立的電子芯片。集成電路調(diào)節(jié)器裝

29、于發(fā)電機(jī)內(nèi)部，構(gòu)成整體式交流發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)外部有2個(gè)或3個(gè)接線柱。 集成電路調(diào)節(jié)器的工作原理與晶體管調(diào)節(jié)器的工作原理完全一樣，都通過(guò)穩(wěn)壓管感應(yīng)發(fā)電機(jī)的輸出電壓信號(hào)，利用三極管的開(kāi)關(guān)特性控制發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)的輸出電壓保持恒定。 集成電路調(diào)節(jié)器通常與整體式發(fā)電機(jī)相配,集成電路調(diào)節(jié)器,集成電路調(diào)節(jié)器的檢測(cè)電路,集成電路調(diào)節(jié)器，根據(jù)分壓器R1、R2檢測(cè)點(diǎn)位置不同可分為“發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)電路”和“蓄電池電壓檢測(cè)電路”兩種型式。 發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)電路見(jiàn)圖3-32a,發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)電路,發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)電路,分壓器R1、R2從發(fā)電機(jī)輸出端（D+ 端）得到電壓，穩(wěn)壓管VS上的電壓與發(fā)電機(jī)的輸出電壓成正比，

30、所以該電路稱為發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)電路（檢測(cè)點(diǎn)在發(fā)電機(jī)上）。 發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)電路的優(yōu)點(diǎn)：發(fā)電機(jī)到檢測(cè)電路距離近，可不用導(dǎo)線連接，直接接在發(fā)電機(jī)輸出端，連接可靠，不致使檢測(cè)電路檢測(cè)不到信號(hào)。 發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)電路的缺點(diǎn)：當(dāng)發(fā)電機(jī)到蓄電池之間連接電阻大時(shí)，蓄電池充電電壓會(huì)偏低，使蓄電池充電不足,蓄電池電壓檢測(cè)電路,蓄電池電壓檢測(cè)電路,分壓器R1、R2從蓄電池輸出端得到電壓，穩(wěn)壓管VS上的電壓和蓄電池端電壓成正比，所以該電路稱為蓄電池電壓檢測(cè)電路（檢測(cè)點(diǎn)在蓄電池上）。 蓄電池電壓檢測(cè)電路優(yōu)點(diǎn)：直接檢測(cè)蓄電池端電壓來(lái)控制發(fā)電機(jī)的輸出，可使蓄電池的充電電壓有保證。 當(dāng)蓄電池和發(fā)電機(jī)之間的連接不可靠時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)為發(fā)

31、電機(jī)電壓檢測(cè),六、電子調(diào)節(jié)器應(yīng)用實(shí)例,1 JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器 2集成電路調(diào)節(jié)器 3發(fā)動(dòng)機(jī)電腦控制的調(diào)節(jié)器,JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器,JFT106型調(diào)節(jié)器屬于外搭鐵式晶體管調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)電壓為138146V，可與14V。750W的外搭鐵式九管式交流發(fā)電機(jī)配套，也可與14V、功率小于1000W的外搭鐵式六管交流發(fā)電機(jī)配套,JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器,VT2、VT3接成復(fù)合管，目的是提高放大倍數(shù)，其作用與前述基本電路中的VT2相同； VT1、VD3、R5的作用與前述基本電路相同； R6、R7、R8是偏流電阻； R4是正反饋電阻，起提高三極管開(kāi)關(guān)速度，提高三極管壽命的作用； R1、R2、R3組

32、成分壓器，R3是調(diào)整電阻,JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器,C1、C1是降頻電容，起降低三極管開(kāi)關(guān)頻率，提高三極管壽命的作用； VD1是VS1的溫度補(bǔ)償管; VD2是分壓二極管，防止VT2、VT3的誤導(dǎo)通； VS2起過(guò)壓保護(hù)作用，限定發(fā)電機(jī)的輸出電壓不超出某定值，保護(hù)汽車上的用電設(shè)備不因瞬時(shí)過(guò)電壓二損壞,天津夏利轎車發(fā)電機(jī)使用的集成電路調(diào)節(jié)器外形圖,夏利轎車調(diào)節(jié)器電路連接圖,磁場(chǎng)電流控制：VT1是大功率三極管，和磁場(chǎng)串聯(lián)，由集成片IC控制VT1的導(dǎo)通和截止，從而控制磁場(chǎng)電路通斷，使發(fā)電機(jī)電壓得到控制,夏利轎車調(diào)節(jié)器電路連接圖,充電指示燈：充電指示燈串接在VT1集電極上，VT2導(dǎo)通充電指示燈亮，VT1

33、截止充電指示燈熄滅。在集成片IC中有控制VT2導(dǎo)通和截止的電路，控制信號(hào)由p點(diǎn)提供，p點(diǎn)提供的是發(fā)電機(jī)單相電壓的交流信號(hào)，其信號(hào)幅值大小可反映發(fā)電機(jī)輸出電壓高低,夏利轎車調(diào)節(jié)器電路連接圖,當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓低于蓄電池電壓時(shí)，IC中控制電路使VT2導(dǎo)通，充電指示燈亮，當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓高于蓄電池電壓時(shí)，IC中控制電路使VT1截止，充電指示熄滅,發(fā)動(dòng)機(jī)電腦控制的調(diào)節(jié)器,圖為廣州本田雅閣轎車直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)配用的發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器電路圖，發(fā)電機(jī)整流器為八管。調(diào)節(jié)器為內(nèi)裝式外搭鐵型，由發(fā)電機(jī)電腦控制。 在汽車電路中有一個(gè)負(fù)載檢測(cè)儀，檢測(cè)電路中總電流負(fù)載大小，送信號(hào)導(dǎo)電腦，調(diào)節(jié)器C接線端子送發(fā)電機(jī)電壓信號(hào)到電腦，電腦根據(jù)這兩個(gè)信號(hào)判斷磁場(chǎng)電路應(yīng)該接通還是斷開(kāi)，輸出控制信號(hào)到FR端子，驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)器