汽車發(fā)電機(jī)工作原理

1、第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué)第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué)主要內(nèi)容F交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造F交流發(fā)電機(jī)的工作原理交流發(fā)電機(jī)的工作原理F交流發(fā)電機(jī)的工作特性交流發(fā)電機(jī)的工作特性F交流發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)器交流發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)器F交流發(fā)電機(jī)的使用與維護(hù)交流發(fā)電機(jī)的使用與維護(hù)F發(fā)電機(jī)與充電系統(tǒng)的測試發(fā)電機(jī)與充電系統(tǒng)的測試F充電系統(tǒng)的常見故障充電系統(tǒng)的常見故障第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué) 發(fā)電機(jī)是汽車用電設(shè)備的主要電源。在汽車正常運(yùn)行期間，發(fā)電機(jī)向除起動機(jī)之外的其它用電設(shè)備供電，并向蓄電池充電。 汽車上所用的發(fā)電機(jī)大多為三相交流發(fā)電機(jī)。 汽車上采用硅

2、整流交流發(fā)電機(jī)，它以硅二極管為整流器，將交流電轉(zhuǎn)變成直流電。具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、功率高、工作可靠、壽命長、維修方便等特點(diǎn)。第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué)汽車用交流發(fā)電機(jī)的分類按結(jié)構(gòu)分為：按工作原理分固定磁場式（無刷式）旋轉(zhuǎn)磁場式（常用）普通式整體式真空泵式第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué) 交流發(fā)電機(jī)由轉(zhuǎn)子、定子、電刷與滑環(huán)機(jī)構(gòu)、三相橋式整流器、軸承、風(fēng)扇和前后端蓋等組成。第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué)一、轉(zhuǎn)子 （教材P23） 轉(zhuǎn)子由爪極（每個爪極有個鳥嘴形磁極）、轉(zhuǎn)子繞組、滑環(huán)和轉(zhuǎn)軸等組成。 在轉(zhuǎn)子繞組中通入一個直流電流時，產(chǎn)生一個磁場。 在發(fā)動機(jī)的帶動下轉(zhuǎn)子旋

3、轉(zhuǎn)，在定子繞組中產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場。第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué) 定子是由定子鐵心和三相定子繞組組成，固定在前后端蓋之間。三相定子繞組定子鐵心二、定子第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué) 三相繞組一般采用三角形（）和星形（Y）兩種接法，定子繞組在轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場作用下，感應(yīng)并輸出三相正弦交流電動勢。第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué) 整流器是將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的一種裝置，在車用發(fā)電機(jī)中，一般采用三相橋式整流電路作整流器。三、整流器 （教材P25）第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué)普 通 型中性點(diǎn)二極管型整流器一般有以下四種形式：第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué)磁場二

4、極管型中性點(diǎn)與磁場二極管型第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué) 磁場二極管可以提高電壓調(diào)節(jié)的精度。 中性點(diǎn)二極管的整流器，可以提高發(fā)電機(jī)的輸出功率。桑塔納汽車用的整流器電路第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué) 前端蓋用來固定發(fā)電機(jī)，后端上裝有電刷架和整流器。 風(fēng)扇風(fēng)葉裝在前端蓋與皮帶輪之間（雙風(fēng)扇發(fā)電機(jī)的兩個風(fēng)葉裝在發(fā)電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子上），在發(fā)電機(jī)工作時，起強(qiáng)制通風(fēng)散熱作用。前、后端蓋風(fēng)葉軸承四、端蓋、風(fēng)扇和軸承第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué)一、發(fā)電原理當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組中通入直流電時，產(chǎn)生磁場，轉(zhuǎn)子在發(fā)動機(jī)的帶動下旋轉(zhuǎn)，定子繞組切割轉(zhuǎn)子磁場感應(yīng)三相交流電動勢。第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)

5、節(jié)器上海師范大學(xué) 整流電路將三相電動勢轉(zhuǎn)變成直流脈動電壓；由于蓄電池具有電容的功能，故輸出的直流電壓波形較平坦。 在發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行時，忽略三相繞組和整流器的電阻壓降，直流電動勢約為：U2.34E（E為相電動勢）。二、整流原理第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué) 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生磁場，稱為勵磁，發(fā)電機(jī)的勵磁有他勵和自勵兩種方式。 由蓄電池向磁場繞組供電的方式，稱為他勵；由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓向磁場繞組供電的方式，稱為自勵。 汽車用發(fā)電機(jī)在剛開始發(fā)電時，轉(zhuǎn)子繞組由蓄電池供電產(chǎn)生磁場，屬于他勵；待發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)起來，輸出電壓高于蓄電池電壓時，發(fā)電機(jī)向磁場繞組供電，勵磁方式由他勵變?yōu)樽詣睢Ｈ?、勵磁方法第?/p>

6、章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué) 交流發(fā)電機(jī)的工作特性，是指發(fā)電機(jī)工作時，端電壓U、輸出電流與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。一、空載特性 空載特性是指發(fā)電機(jī)空載（即 0）時，發(fā)電機(jī)端電壓U與轉(zhuǎn)速 之間的關(guān)系。U與n成線性關(guān)系他勵自勵第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué) 當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時，輸出電壓隨輸出電流的變化規(guī)律。 在轉(zhuǎn)速一定時，端電壓隨輸出電流的增加而下降，當(dāng)輸出電流超過一定值后，電壓和電流同時下降（拐點(diǎn)處）。 當(dāng)發(fā)電機(jī)在高速旋轉(zhuǎn)時，如果突然失去負(fù)載，端電壓將瞬時增大，整流器及調(diào)節(jié)器中的電子元件造成損壞。二、外特性第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué) 在發(fā)電機(jī)輸出電壓U一定時（通常12V發(fā)電機(jī)保

7、持在14V），發(fā)電機(jī)負(fù)載電流與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系稱為輸出特性或負(fù)載特性。Ie 輸出電流將隨轉(zhuǎn)速升高而增大，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過一定值時，電流增加的速率減慢，并趨于穩(wěn)定，此時的電流為最大輸出電流。三、輸出特性（負(fù)載特性）第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué) 發(fā)電機(jī)的輸出電壓與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速有關(guān)：UEC C為發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)常數(shù) 為磁極磁通為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速 由此可知：發(fā)電機(jī)的輸出電壓U與轉(zhuǎn)速和磁通成正比。第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué)一、電壓調(diào)節(jié)器的工作原理 （教材P33） 當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高時，減小磁場電流，以減弱磁通，使基本保持不變，從而維持端電壓的不變。二、電壓調(diào)節(jié)器的分類觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器晶體管電壓調(diào)

8、節(jié)器集成電路電壓調(diào)節(jié)器第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué)三、電壓調(diào)節(jié)器工作原理 （教材P33）1、觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器 觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器是一種機(jī)械振動式電壓調(diào)節(jié)器，它利用觸點(diǎn)的開閉作用，改變磁場電路的電阻，保持端電壓的恒定。 觸點(diǎn)的開閉存在延時現(xiàn)象，故不能控制大功率的發(fā)電機(jī)電壓，且存在電磁干擾，目前已基本不采用。第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué)2、晶體管電壓調(diào)節(jié)器 晶體管電壓調(diào)節(jié)器是利用晶體三極管的開關(guān)作用，控制發(fā)電機(jī)磁場電路的通、斷，來調(diào)節(jié)磁場的強(qiáng)弱，使端電壓保持不變。第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué) 集成電路電壓調(diào)節(jié)器具有體積小、功能強(qiáng)、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單、成本低等特點(diǎn)，目前已

9、廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外的汽車上。 集成電路電壓調(diào)節(jié)器由于體積小，目前都裝于發(fā)電機(jī)內(nèi)，成為整體式交流發(fā)電機(jī)。3、集成電路式電壓調(diào)節(jié)器第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué)P半波整流接線柱L充電指示燈接線柱F磁場繞組電壓監(jiān)視接線柱S蓄電池電壓監(jiān)視接線柱通用公司（GM）用集成電路調(diào)節(jié)器第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高 集成電路電壓調(diào)節(jié)器利用改變磁場電流的占空比，來改變發(fā)電機(jī)的輸出電壓。第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué)四、調(diào)節(jié)器實(shí)例分析桑塔納轎車發(fā)電機(jī)原理圖第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué) 交流發(fā)電機(jī)在使用和維護(hù)過程中，要注意以下幾個問題：

10、、蓄電池的搭鐵必須與交流發(fā)電機(jī)的極性一致，都是負(fù)極搭鐵，否則蓄電池將通過發(fā)電機(jī)的硅整流二極管大量放電，從而燒毀二極管。 、不得用發(fā)電機(jī)輸出端瞬時接地（搭鐵）的方法（試火法）來判斷發(fā)電機(jī)是否發(fā)電。第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué) 、發(fā)電機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，不得拆下蓄電池等主要用電設(shè)備，以免產(chǎn)生瞬時過電壓，損壞二極管、調(diào)節(jié)器或其他用電設(shè)備。、經(jīng)常檢查發(fā)電機(jī)與蓄電池之間的連線，保證連接牢固可靠。、經(jīng)常檢查發(fā)電機(jī)皮帶的張緊程度，應(yīng)符合出廠時的規(guī)定。皮帶過松，會造成蓄電池充電不足；皮帶過緊，容易造成皮帶和發(fā)電機(jī)軸承的損壞。第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué)、 一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)工作不正常，應(yīng)及時檢查，

11、找出并排除故障。、定期對發(fā)電機(jī)進(jìn)行維護(hù)，一般發(fā)電機(jī)運(yùn)行750小時或汽車行駛3萬公里后，對發(fā)電機(jī)的電刷、整流元件、調(diào)節(jié)器、軸承等易損元件進(jìn)行一次檢查和必要的測試。第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué)一、輸出直流電壓的測試 起動發(fā)動機(jī)，并在怠速狀態(tài)下運(yùn)行，用數(shù)字萬用表測量蓄電池兩端的電壓。 電壓讀數(shù)應(yīng)在1315伏之間（具體視調(diào)節(jié)器的設(shè)定值而定，如GM公司為14.70.5V）。 當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高時，發(fā)電機(jī)輸出的直流電壓基本保持不變。第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué) 用數(shù)字萬用表的交流電壓檔，并接在蓄電池的正負(fù)極兩端，來測量發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓（正常值應(yīng)0.4V ）。具體步驟如下： 起動發(fā)動

12、機(jī)，并使其在2000rpm的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)； 打開大前燈，給發(fā)電機(jī)加上一定的負(fù)載； 將數(shù)字萬用表并接于蓄電池的正負(fù)極兩端，讀取交流電壓值。如果電壓0.4V，說明發(fā)電機(jī)的整流器工作正常；如果電壓 0.5V，說明發(fā)電機(jī)的整流器存在故障。二、輸出電壓的交流成份測試第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué) 電壓降的測試，主要用來判斷發(fā)電機(jī)與蓄電池之間的連線是否良好。具體方法如下： 起動發(fā)動機(jī)，并使其在2000rpm的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)； 打開大前燈，給發(fā)電機(jī)加上一定的負(fù)載； 用數(shù)字萬用表的直流電壓檔測量發(fā)電機(jī)的輸出端與蓄電池的正極端之間的電壓降（如圖所示），正常電壓值為0.4V。如果超過0.4V，說明導(dǎo)線連接點(diǎn)的電阻大。三、充電系統(tǒng)電壓降的測試第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué) 用數(shù)字萬用表的直流電壓檔測量發(fā)電機(jī)的外殼與蓄電池的負(fù)極端之間的電壓降（如圖所示），正常電壓值為0.3V。如果超過0.3V，說明導(dǎo)線連接松動，連接點(diǎn)的電阻大。第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器上海師范大學(xué)一、不充電 不充電的可能原因有： 連接導(dǎo)線斷路、短路、連接處松動等。 發(fā)電機(jī)損壞。如轉(zhuǎn)子或定子繞組