《交流發(fā)電機》ppt課件

1、第二章交流發(fā)電機 第二章 交流發(fā)電機n第一節(jié) 概述n第二節(jié) 交流發(fā)電機的構造n第三節(jié) 交流發(fā)電機的任務原理n第四節(jié) 交流發(fā)電機的特性n第五節(jié) 觸點式電壓調理器n第六節(jié) 電子節(jié)電壓調理器第一節(jié)第一節(jié)概述概述一、發(fā)電機的作用n發(fā)電機是汽車電器系統(tǒng)的另一個低壓電源。n發(fā)電機的作用是將發(fā)動機的部分機械能變成電能，向除起動機以外的一切用電設備供電，并及時對蓄電池進展補充充電。二、交流發(fā)電機的優(yōu)點 n單機功率大，體積小，質量輕，節(jié)約銅材n低速充電性能好n構造簡單、缺點少、壽命長、維修方便n調理器的構造簡單n很少產生干擾電波第二節(jié)第二節(jié)交流發(fā)電機的構造交流發(fā)電機的構造 第二節(jié) 交流發(fā)電機的構造n目前，汽車用

2、交流發(fā)電機主要是三一樣步交流發(fā)電機。它包括交流同步發(fā)電機和硅二極管整流器兩部分。n以下是交流發(fā)電機的構造表示圖：一、交流發(fā)電機的構造表示圖一、交流發(fā)電機的構造表示圖二、交流發(fā)電機的主要組成部分n轉子n定子n前后端蓋、風扇及皮帶輪等1、轉子 n轉子是三一樣步交流發(fā)電機的旋轉磁場部分。它是由轉軸、兩塊爪形磁極、磁軛、激磁繞組、滑環(huán)等部件構成。1、轉子n當轉子繞組接通直流電源時，激磁繞組中便有激磁電流流過，從而時繞組產生六對相互交錯的磁極。2、定子 n定子又稱電樞，是三一樣步交流發(fā)電機產生三相交流電的部件。 n定子由鐵芯和三相繞組組成。 2、定子定子繞組的繞線原那么n1為使三相電動勢大小相等，每相繞

3、組的線圈個數(shù)和每個線圈的節(jié)距與匝數(shù)都必需完全相等。n2為使三相電動勢在相位上互差120度，三相繞組的起端 A、 B、 C或末端 X、Y、Z在定子槽內的陳列，必需相隔120度電角度兩個槽的寬度相等。3、端蓋 n端蓋分前端蓋驅動端益和后端蓋整流端蓋，其作用是支承轉子，安裝和封鎖內部構件。 n它們由非導磁資料鋁合金制成，漏磁少，質量輕，散熱性能好。n端蓋的中心有球軸承，外圍有通風孔和組裝螺孔。n 3.1前端蓋n前端蓋的外側為驅動發(fā)電機旋轉的皮帶輪，所以又稱驅動端蓋。3.2后端蓋n后端蓋內裝有電刷和刷架。電刷有兩個，用于引入激磁電流。一個電刷引出線接到發(fā)電機后端蓋上的磁場接線柱標志為“F或“磁場上；另

4、一個接鐵電刷的引線，用螺釘固定在后端蓋上標志為“一或“搭鐵。n電刷都是利用壓簧與轉子上兩個滑環(huán)良好接觸。3.3風扇 n發(fā)電機的后端蓋上有進風口，前端蓋上有出風口，當皮帶輪與風扇一同旋轉時，使空氣高速流經電機內部進展強力通風冷卻。 3.4皮帶輪 n皮帶輪是利用皮帶將發(fā)動機的轉矩傳給轉子，通常用鋁合金制成。普通分為單槽和雙槽兩種。4、整流器 n其作用是將三相交流電變?yōu)橹绷飨蛲廨敵觥它由一塊元件板和六只硅二極管組成。 4.1元件板又稱散熱板 4.1 元件板n元件板用鋁合金制成月牙形，與后端蓋用尼龍或其他絕緣資料制成的墊片隔開，并用螺栓通至后端蓋外部作為發(fā)電機的火線接線柱。n元件板上壓裝三個硅整流二

5、極正管。4.2 硅整流二極管 n目前國內外采用的交流發(fā)電機多為負極搭鐵。故壓裝在后端蓋上的三只硅二極管，其引線為二極管的負極，外殼為正極，俗稱負極管或反燒管，管殼底有黑色標志；壓裝在元件板上的三只硅二極管，其引線為二極管的正極，外殼為負極，俗稱正極管或正燒管，管殼底有紅色標志。n交流發(fā)電機的整流器，由六只硅二極管組成。n六只硅二極管的安裝如下圖: 三、交流發(fā)電機的類型 n按搭鐵性質分：根本都是負極搭鐵，僅有解放 CA10B用的 JF13D為正極搭鐵。n按通風性質分：有風冷式、封鎖式兩種。n按安裝方式分：有單掛腳式、雙掛腳式、無掛腳或稱抱持式三種。 三、交流發(fā)電機的類型n按構造方式可分為四大類：

6、n普通交流發(fā)電機，即JF型；n帶真空泵交流發(fā)電機，即JFB型；n帶電壓調理器的整體式交流發(fā)電機，即 JFZ型；n沒有電刷及集電環(huán)的無刷交流發(fā)電機，即JFW型。四、交流發(fā)電機型號n交流發(fā)電機的型號命名，根據(jù)的是QC/T 731993。目前國內正規(guī)的命名方法： JFXXXXX n例如，JFW1311 n頭兩個字母“JF表示交流發(fā)電機。n 后一個字母表示產品大類無字母為普通交流發(fā)電機； “Z表示帶調理器發(fā)電機；“B表示帶真空泵交流發(fā)電機；“W表示無刷交流發(fā)電機。n 第一位數(shù)字表示電壓等級“1表示14V，“2表示 28V n 第二位數(shù)字表示功率W：n “1表示180W “2表示250W “3表示350

7、w、n “5表示500W “7表示750Wn “8表示1000W “9表示1000Wn 后兩位數(shù)字“11表示設計順序號。n所以JFW1311表示無刷交流發(fā)電機，14V，350W，設計序號為11。 第三節(jié)第三節(jié)交流發(fā)電機的任務原理交流發(fā)電機的任務原理一、交流發(fā)電機的發(fā)電原理n交流發(fā)電機通電后產生的旋轉磁場，其磁力線切割定子線圈，從而在線圈內產生交變電動勢。 n它產生交流電的根本原理，依然是電磁感應原理。二、三相交流發(fā)電機的任務原理n 實踐運用的交流發(fā)電機是三一樣步交流發(fā)電機，即是指轉子的轉速與旋轉磁場的轉速一樣同步轉速的三相交流發(fā)電機。 三相交流發(fā)電機的任務原理當轉子旋轉時，磁力線和定子繞組之間

8、產生相對運動，在三相繞組中產生交變電動勢，其頻率為：式中p磁極對數(shù)； n發(fā)電機轉速rmin。60npfn交流發(fā)電機每相繞組中所產生的電動勢的有效值為：n式中，K為繞組系數(shù)，f為感應電動勢的頻率Hz，N為每相繞組的匝數(shù)，為每極磁通Wb，n為發(fā)電機轉速。由于 K、p、N對定型的發(fā)電機而言均為定值，故簡化為后者。)V(CnKfN44.4E三、整流原理 n利用硅二極管的單導游電性可把交流電變?yōu)橹绷麟姟?n三相橋式全波整流電路的整流原理如下圖。 nl、元件板上三個正極管D1、D3、D5的正極分別接在發(fā)電機三相繞組的首端A、B、C。n D1、D3、D5分別在三相交流電正半周期內導通，且哪相電壓最高，那么按

9、該相繞組的正極管子導通。n2、后端蓋上三個負二極管D2、D4、D6的負極分別接發(fā)電機三相繞組A、B、C。D2、D4、D6分別在三相交流電負半周期內導通。且哪相電壓最低，那么接該相繞組的負極管子導通。n3、同時導通的正、負管子各一個。n4、同時導通的兩個管子總是將發(fā)電機的電壓加在負載R兩端。第四節(jié)第四節(jié)交流發(fā)電機的特性交流發(fā)電機的特性交流發(fā)電機的特性有輸出特性、空載特性和外特性，其中以輸出特性最為重要。一、輸出特性 曲線n交流發(fā)電機的輸出特性又稱負載特性或輸出電流特性。它是指發(fā)電機向負載供電時，堅持輸出電壓恒定的情況下，發(fā)電機的輸出電流與轉速之間的關系。 一、輸出特性曲線分析n1、發(fā)電機的轉速甚

10、低時，其端電壓低于額定電壓，此時發(fā)電機不能向外供電；當轉速到達空載轉速n1時，電壓到達額定值；當轉速高于空載轉速n1時，發(fā)電機才有才干在額定電壓下向外供電。所以空載轉速值n1常用作選擇發(fā)電機與發(fā)動機速比的主要根據(jù)。n2、當轉速超越n1時，發(fā)電機輸出電流 I將隨著轉速n的升高而增大；當轉速等于n2時，發(fā)電機輸出額定功率即額定電流與額定電壓之積，故將轉速n2稱為滿載轉速。 n3、當發(fā)電機轉速到達一定值時，發(fā)電機的輸出電流就不再隨轉速的升高而增大。這時的電流值稱為發(fā)電機的最大輸出電流或限流值。這個性能闡明，交流發(fā)電機具有自動限制電流的自我維護才干。交流發(fā)電機的最大輸出電流約為額定電流的1.5倍。二、

11、空載特性 曲線n空載特性是指發(fā)電機空載時，發(fā)電機的端電壓與轉速之間的關系，即I=0時，u與n之間的函數(shù)關系。 二、空載特性曲線分析n從曲線可以看出，隨著轉速的升高。端電壓上升較快，由他激轉入自激發(fā)電時，即能向鉛蓄電池進展補充充電，進一步證明了低速充電性能好的優(yōu)點。n因此，空載特性是斷定硅整流發(fā)電機充電性能能否良好的重要根據(jù)。 三、外特性曲線n外特性是指轉速一定時，發(fā)電機的端電壓與輸出電流的關系。經不同恒定轉速的實驗后，可輸出一組類似外特性曲線。三、外特性曲線分析n發(fā)電機的轉速越高，端電壓也越高，輸出電流也越大。轉速對電壓的影響較大，當堅持在任一轉速時，端電壓均隨輸出電流的增大而相應下降。 n留

12、意：端電壓受轉速和負載變化影響的交流發(fā)電機，必需配用電壓調理器才干堅持電壓的恒定。否那么，當發(fā)電機在高速運轉時，假設忽然失去負載，其電壓會忽然升高，這時發(fā)電機中的二極管以及調理器內的電子元件將有被擊穿的危險。 第五節(jié)觸點式電壓調理器 n汽車交流發(fā)電機必需配有電壓調理器與其結合任務。n這是由于交流發(fā)電機在構造一定、磁場強度不變的條件下，其輸出電壓的大小與發(fā)電機的轉速成正比，而發(fā)電機由發(fā)動機帶動，汽車正常行駛時，發(fā)動機的轉速變化范圍很大。為了使發(fā)電機電壓在不同的轉速下均能堅持一定，這就必需安裝電壓調理器。n電壓調理器有觸點式電壓調理器和電子電壓調理器。觸點式電壓調理器n它又可分為雙級觸點式電壓調理

13、器兩對觸點和單級觸點式電壓調理器一對觸點兩種。n這兩種觸點式電壓調理器根本原理都是以發(fā)電機的轉速為根底，經過改動觸點的開閉時間，改動激磁電流，維持發(fā)電機電壓恒定。 雙級觸點式電壓調理器 一、FT61型雙級觸點式電壓調理器n動觸點在兩個靜觸點中間構成一對常閉的低速觸點K1，另一對常開的高速觸點K2，能調理兩級電壓，故稱為雙級觸點式。n高速靜觸點與金屬底座直接搭鐵。對外只需點火或火線、電樞、A、S、十和磁場或F兩個接線柱。n 低速觸點K1和加速電阻助振電阻R1、調理電阻附加電阻R2并聯(lián)；高速觸點K2與發(fā)電機激磁繞組并聯(lián)；溫度補償電阻R3串入磁化線圈電路中。另外還有電磁鐵芯，磁化線圈、活動觸點臂銜鐵

14、，拉力彈簧等。任務原理 n硅整流三一樣步交流發(fā)電機相電壓有效值的變化規(guī)律前面已表達過，其值為：n又知硅整流發(fā)電機經整流后輸出的直流電壓值為 n因此，整流發(fā)電機端電壓的高低，取決于轉子的轉速n和磁極磁通。堅持電壓恒定的調控原理，只能在轉速升高時，相應減弱磁通，而磁通的減弱又只能以減小激磁電流來實現(xiàn)。反之亦然。 nCunC34.2u34.2u電壓調節(jié)過程 二、FT70型雙級觸點式電壓調理器 nFT70型調理器，可與JF01、JF11、JF21系列交流發(fā)電機配合運用，裝在CA10B等汽車上。 n 這種調理器根本構造與FT61型調理器類似，但卻有以下特點：n 靜觸點只需一個，且在中間位置，動觸點有兩個

15、在動臂上，構成常閉的低速觸點，和常開的高速觸點。n 所配電阻值與FT61型不同。n 該調理器的任務原理及任務過程與FT61型一樣。 三、雙級式調理器的缺乏之處n雙級式調理器根本可滿足運用要求，但還存在一些缺乏之處：如觸點間隙過小0.2mm0.4mm，易燒蝕；從一級調壓到二級調壓中間有一失控區(qū)，使任務電壓上升0.5V，對充電不利；同時調理電壓受負載影響大。 單觸點式電壓調理器 單觸點式電壓調理器n帶滅弧系統(tǒng)的單級觸點式電壓調理器正是為了抑制雙級式電壓調理器的以上缺乏而設計的。n目前的帶滅弧系統(tǒng)的單級觸點式電壓調理器有兩種：FT111型調理器，配用12V發(fā)電機；FT211型調理器，配用24V發(fā)電機

16、。 FT111型調理器的構造 一、FT111型調理器的構造nFT111型調理器的構造與雙級式調理器根本一樣，都是由磁軛、鐵芯、磁化線圈、加速電阻、調理電阻、溫度補償電阻和觸點等組成的。n不同的是：n FT111型調理器將雙觸點變成了單觸點。n FT111型調理器給觸點并聯(lián)了一套滅弧系統(tǒng)。由二級管D、扼流線圈Q2、電容器C組成DQ2C觸點滅弧系統(tǒng)。二、滅弧電路的任務過程 n 當發(fā)電機轉速升高電壓到達規(guī)定值時，磁化線圈Q1產生足夠大的吸力，使觸點K翻開，于是R1、R2被串入電路，使發(fā)電機激磁電流急劇減小，電壓降低。n由于激磁電流發(fā)生突變，在激磁繞組中感應出一個浪涌電壓。結果在激磁繞組中產生了很高的

17、自感電動勢。n其感應電流可經過二級管D扼流線圈Q2構成回路，起到續(xù)流作用，維護了觸點。n觸點K并聯(lián)一電容器C，經過扼流線圈Q2可以加速浪涌電壓的吸收，從而減小觸點間火花到達維護觸點的目的。三、FT111調理器的優(yōu)點 n由于只需一對觸點，調整保養(yǎng)容易。n觸點振動頻率高。這種調理器，除加速電阻外，還采用了具有退磁作用的扼流線圈Q2，所以提高了觸點的振動頻率，可改善電壓波形。n電火花和無線電干擾小。第六節(jié)第六節(jié)電子電壓調理器電子電壓調理器一、電子電壓調理器的優(yōu)點n與觸點式電壓調理器相比，電子電壓調理器有如下的優(yōu)點：n1構造簡單、任務可靠、缺點少。n2由于電子調理器沒有觸點，故不會產生觸點火花，因此對

18、無線電設備的干擾減小。n3運用壽命長。二、電子調理器的構外型式n 電子調理器的構外型式普通有兩種：n可拆式n密封式三、晶體管調理器的根本組成部分n信號檢出部分 也叫電壓敏感電路，它的作用是檢出高于規(guī)定的供電電壓，并將其變?yōu)榱硪恍盘栯妷?。n開關控制部分 它的作用是把這一信號電壓變?yōu)榭刂齐娮娱_關通斷的控制電壓。n電子開關部分 它的作用是按控制電壓的變化，改動發(fā)電機激磁繞組電路通斷時間比例的開關安裝。四、晶體管調理器的任務過程n當發(fā)電機電壓高于規(guī)定供電電壓時，電子開關即切斷激磁電流，使發(fā)電機輸出電壓迅速下降。n當其降至規(guī)定電壓之后，開關又接通激磁電流。n如此反復，實現(xiàn)好像振動式調壓器觸點振動的效果，控制發(fā)電機輸出電壓，使之穩(wěn)定不變。晶體管調理器的幾個實例1、JFT126、JFT246型調理器 2、JFT106型調理器 3、集成電路IC調理器 n集成電路，是指在一塊微小基片上，組裝著許多半導體元件和其它電路元件所構成的電子電路。 4、集成電路電壓調理器的優(yōu)點n體積很小，組裝到發(fā)電機內部，簡化接線，使發(fā)電機的實踐輸出功率提高5%10。n電壓調理精度高。采用集成電路調理器可使汽車電系的任務電壓堅持穩(wěn)定，并且根本上不需求對調理器進展檢修和調整。n可增大發(fā)電機激磁電流，確保發(fā)電機自激和建壓。n集成電路調理器用塑料或樹脂封裝，故能接受惡劣任務環(huán)境的影響，