第2章交流發(fā)電機

1、第第2 2章交流發(fā)電機與電壓調(diào)節(jié)器章交流發(fā)電機與電壓調(diào)節(jié)器本章重點本章重點2 2.1 .1 硅整流發(fā)電機的類型與構造硅整流發(fā)電機的類型與構造2 2.2 .2 交流發(fā)電機的工作原理及特性交流發(fā)電機的工作原理及特性2 2.3 .3 實用新型交流發(fā)電機實用新型交流發(fā)電機2 2.4 .4 交流發(fā)電機的電壓調(diào)節(jié)器交流發(fā)電機的電壓調(diào)節(jié)器2 2.5 .5 汽車電源系統(tǒng)的保護電路汽車電源系統(tǒng)的保護電路本章小結(jié)本章小結(jié)自自 測測 題題本章重點本章重點1 1、了解交流發(fā)電機的功用、分類；、了解交流發(fā)電機的功用、分類；、掌握發(fā)電機的結(jié)構、工作原理及檢測維修方法；、掌握發(fā)電機的結(jié)構、工作原理及檢測維修方法；、掌握汽車

2、充電系的組成、電路及檢測維修方法；、掌握汽車充電系的組成、電路及檢測維修方法；、了解調(diào)節(jié)器的工作原理；、了解調(diào)節(jié)器的工作原理； 、掌握調(diào)節(jié)器的檢測方法、掌握調(diào)節(jié)器的檢測方法 發(fā)電機是汽車電器系統(tǒng)的主要電源，與電壓調(diào)發(fā)電機是汽車電器系統(tǒng)的主要電源，與電壓調(diào)節(jié)器互相配合工作，對除起動機以外的所有用電設備供節(jié)器互相配合工作，對除起動機以外的所有用電設備供電，并向蓄電池充電。電，并向蓄電池充電。 現(xiàn)代汽車上應用的都是交流發(fā)電機，經(jīng)過硅整流現(xiàn)代汽車上應用的都是交流發(fā)電機，經(jīng)過硅整流器整流以后變成直流向用電設備供電。器整流以后變成直流向用電設備供電。 2 2.1 .1 硅整流發(fā)電機的類型與構造硅整流發(fā)電機

3、的類型與構造 汽車用發(fā)電機可分為： 直流直流 發(fā)電機發(fā)電機 和和 交流交流 發(fā)電機發(fā)電機 目前汽車采用三相交流發(fā)電機，內(nèi)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(fā)電機輸出的是直流電。 早期使用的是直流發(fā)電機，它是靠換向器將電樞繞組內(nèi)產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷摹Ｔ趽Q向過程中，電刷與換向器之間容易產(chǎn)生火花引起換向器和電刷的燒蝕和磨損，并且隨著發(fā)電機轉(zhuǎn)速的提高，換向火花也相應增大，無線電干擾嚴重，磨損加劇。 現(xiàn)代汽車都使用硅整流交流發(fā)電機，它包括一個三相同步交流發(fā)電機和數(shù)個整流二極管，它使用硅二極管將發(fā)電機定子繞組中產(chǎn)生的三相交流電整流為直流電。 硅整流發(fā)電機必須配用電壓調(diào)節(jié)器，以

4、在發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化時也能輸出穩(wěn)定的電壓。 硅整流發(fā)電機優(yōu)點硅整流發(fā)電機優(yōu)點: : 與直流發(fā)電機相比，具有體積小、重量輕、結(jié)構簡單、維修方便、使用壽命長、發(fā)動機低速充電性能好、配用的電壓調(diào)節(jié)器結(jié)構簡單、無線電干擾小及節(jié)約鋼材等優(yōu)點。 汽車用硅整流發(fā)電機的分類方法：汽車用硅整流發(fā)電機的分類方法：按總體結(jié)構分類按總體結(jié)構分類按整流器結(jié)構分類按整流器結(jié)構分類搭鐵形式分類搭鐵形式分類1.1.硅整流發(fā)電機按總體結(jié)構分類硅整流發(fā)電機按總體結(jié)構分類 （1）普通硅整流發(fā)電機，由三相交流發(fā)電機和6只硅整流二極管組成。如在東風EQ1090型載貨汽車上用的JF132型發(fā)電機。（2）整體式硅整流發(fā)電機，采用的硅整流發(fā)電機

5、，如一汽奧迪、上海桑塔納內(nèi)裝式電子電壓調(diào)節(jié)器等轎車使用的JFZ1813Z型發(fā)電機都是這種類型。（3）帶泵硅整流發(fā)電機，是指帶真空制動助力泵的硅整流發(fā)電機。多用于柴油車，如在依維柯汽車上使用的JFZ1912Z型發(fā)電機就是這種類型。（4）無刷硅整流發(fā)電機，是指無電刷和滑環(huán)結(jié)構的發(fā)電機，如JFW1913型發(fā)電機。（5）永磁硅整流發(fā)電機，是指轉(zhuǎn)子磁極采用永磁材料的發(fā)電機。 2.2.硅整流發(fā)電機按使用硅整流二極管的個數(shù)分類硅整流發(fā)電機按使用硅整流二極管的個數(shù)分類 ：（1）六管發(fā)電機，其整流器由6只硅整流二極管組成。如JF132型、CA1091型、JF1522A型和JF152D型發(fā)電機。（2）八管發(fā)電機，

6、其整流器共有8只二極管，其中有2只是中性點二極管。如在天津夏利TJ7100轎車上使用的JFZ1542型發(fā)電機。（3）九管發(fā)電機，其整流器共有9只二極管，其中有3只磁場二極管。如在北京BJ1022輕型貨車上使用的JFZ141型發(fā)電機。（4）十一管發(fā)電機，其整流器共有11只二極管，其中有2只中性點二極管和3只磁場二極管。如在桑塔納轎車上使用的JFZ1813Z型發(fā)電機 3.3.硅整流發(fā)電機按磁場繞組搭鐵形式分類硅整流發(fā)電機按磁場繞組搭鐵形式分類 按照磁場繞組搭鐵形式分類，硅整流發(fā)電機有兩種類型。（1）內(nèi)搭鐵式磁場繞組的一端與發(fā)電機外殼相連接。如在東風EQ1090型車上使用的JF132型發(fā)電機。（2）

7、外搭鐵式這種發(fā)電機磁場繞組的一端經(jīng)調(diào)節(jié)器以后再搭鐵。如在解放CA1091型車上使用的JF152D型和JF1522A型發(fā)電機。4.4.交流發(fā)電機的構造交流發(fā)電機的構造汽車上的交流發(fā)電機，多采用三相同步交流發(fā)電機，由6只二極管構成三相橋式全波整流器。各國生產(chǎn)的交流發(fā)電機都大同小異，主要由定子、轉(zhuǎn)子、電刷、整流二極管、前后端蓋、風扇及皮帶輪等組成。有的廠家還將電壓調(diào)節(jié)器與發(fā)電機裝在一起。我國生產(chǎn)的JF132型交流發(fā)電機的結(jié)構如圖2-1所示。圖圖2-1 JF132型交流發(fā)電機的組件型交流發(fā)電機的組件1后端蓋;2電刷架;3電刷;4電刷彈簧壓蓋;5硅二極管;6散熱板;7轉(zhuǎn)子;8定子總成; 9前端蓋;10風

8、扇;11皮帶輪（1）轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子是用來建立磁場的，它主要由轉(zhuǎn)軸、兩塊爪形磁極、磁軛、激磁繞組、滑環(huán)等組成。兩塊爪極壓裝在轉(zhuǎn)子軸上，在兩塊爪極的內(nèi)腔裝有導磁用的鐵心，其上繞有激磁繞組。激磁繞組的兩端引線分別焊在兩個彼此絕緣的兩個滑環(huán)上（與軸絕緣）。兩個滑環(huán)與裝在后端蓋上的兩個電刷相接觸。 爪極凸緣的外形像鳥嘴，這種形狀可以使定子感應的交流電動勢近似于正弦波形。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，定子的每相電路上就能產(chǎn)生周波個數(shù)等于磁極對數(shù)的交流電動勢。圖圖2-2 轉(zhuǎn)子的磁力線分布和磁場電路轉(zhuǎn)子的磁力線分布和磁場電路1，5電刷;2，4滑環(huán);3激磁繞組;6點火開關;7蓄電池 滑環(huán)滑環(huán) 滑環(huán)由導電性能優(yōu)良的銅制成，兩滑環(huán)之間

9、以及與軸之間采用云母絕緣。 兩個滑環(huán)與裝在后端蓋上的兩個電刷相接觸。這兩個電刷引出的接線柱即為發(fā)電機的“F”（磁場）接線柱和“-”（E或搭鐵）接線柱。 當發(fā)電機工作，兩個電刷與直流電源接通時，便有電流通過激磁繞組（該電流稱為發(fā)電機的激磁電流），在激磁繞組中產(chǎn)生磁場，使兩塊爪極被磁化為N極和S極，從而形成相互交錯的N、S磁極，磁極的對數(shù)一般為48對，國產(chǎn)交流發(fā)電機的磁極對數(shù)多為6對。 （2 2）定子）定子 定子又叫電樞，是用來產(chǎn)生交流電動勢的，由鐵心鐵心和三相繞組組成三相繞組組成。定子鐵心由相互絕緣的內(nèi)圓帶槽的環(huán)狀硅鋼片疊成，在定子槽內(nèi)置有三相對稱繞組，三相繞組的連接方法可分為星形連接星形連接和

10、三角形連接三角形連接，目前大多數(shù)汽車上使用的交流發(fā)電機采用星形連接。 圖圖2-3 定子及定子繞組的連接定子及定子繞組的連接注意注意: 桑塔納、奧迪等的交流發(fā)電機的定子繞組為星形連接，富康、北京切諾基發(fā)電機定子繞組為三角形連接。桑塔納、奧迪等的交流發(fā)電機的定子繞組為星形連接，富康、北京切諾基發(fā)電機定子繞組為三角形連接。 三相繞組三相繞組 在三相繞組中產(chǎn)生的電動勢應該是對稱電動勢，即電動勢的大小相等，相位互差120。為此，每相繞組的線圈個數(shù)和每個線圈的節(jié)距與匝數(shù)都必須完全相等。 例JF132型發(fā)電機，其磁極對數(shù)為6，定子總槽數(shù)為36，每相繞組占有的槽數(shù)為36/3=12，采用單層集中繞法，即每個槽內(nèi)

11、放置一個有效邊（一個線圈有兩個有效邊，放在兩個定子槽內(nèi)）。因此，每相繞組都由6個線圈串聯(lián)而成，每個線圈有13匝，則每相繞組共有613=78匝。 每個線圈的兩個有效邊之間間隔的定子槽數(shù)叫做線圈節(jié)距，相鄰兩異性磁極中心線之間的槽數(shù)稱為極距。另外，三相繞組的首端A、B、C在定子槽內(nèi)的排列必須相隔120電角度。 線圈節(jié)距=極距=定子鐵芯總槽數(shù)/（2*磁極對數(shù)）圖圖2 2-4 JF132-4 JF132型交流發(fā)電機定子繞組的展開圖型交流發(fā)電機定子繞組的展開圖（3 3）前后端蓋）前后端蓋 前后端蓋是由前后端蓋是由鋁合金鋁合金制成的，它具有漏制成的，它具有漏磁少、輕便、散熱性能好等優(yōu)點。在后端蓋上磁少、輕便

12、、散熱性能好等優(yōu)點。在后端蓋上裝有裝有電刷架電刷架和和電刷電刷，兩個電刷分別裝在電刷架，兩個電刷分別裝在電刷架的孔內(nèi)，借助彈簧的壓力與滑環(huán)保持接觸。目的孔內(nèi)，借助彈簧的壓力與滑環(huán)保持接觸。目前，交流發(fā)電機的電刷架有兩種結(jié)構形式，一前，交流發(fā)電機的電刷架有兩種結(jié)構形式，一種是電刷架可以直接從發(fā)電機的種是電刷架可以直接從發(fā)電機的外部進行拆裝，外部進行拆裝，稱外裝式稱外裝式，另一種是電刷架不可以從發(fā)電機的，另一種是電刷架不可以從發(fā)電機的外部進行拆裝，外部進行拆裝，稱內(nèi)裝式稱內(nèi)裝式，電刷架的結(jié)構如圖，電刷架的結(jié)構如圖2 2- -6 6所示。所示。無刷發(fā)電機中沒有電刷。無刷發(fā)電機中沒有電刷。電刷的功用電

13、刷的功用將電源的電流引入到轉(zhuǎn)子的線圈（磁場繞組）中，使內(nèi)部的電磁鐵（磁軛和爪極）產(chǎn)生較強的磁場。圖2-6 電刷架的結(jié)構 外裝式電刷拆裝和更換在發(fā)電機外部即可進行，拆裝檢修十分方便，因此被普遍采用;內(nèi)裝式電刷若需更換電刷，必須將發(fā)電機解體，由于拆裝檢修不便，因此現(xiàn)在很少采用。 提示：提示：電刷的高度低于7 mm時應更換，更換時注意電刷的規(guī)格型號要求一致。交流發(fā)電機的搭鐵形式分為交流發(fā)電機的搭鐵形式分為內(nèi)搭鐵內(nèi)搭鐵和和外搭鐵外搭鐵兩兩種。種。交流發(fā)電機的內(nèi)搭鐵和外搭鐵和電刷的接線方法有關內(nèi)搭鐵式的交流發(fā)電機，其激磁繞組的兩端通過電刷分別引至發(fā)電機后端蓋上的接線柱，分別稱為“F”（“磁場”）和“E”

14、（“搭鐵”）接線柱，即激磁繞組的一端在發(fā)電機的外殼上直接搭鐵，如圖2-7（ a）所示; 外搭鐵式的交流發(fā)電機，其激磁繞組的兩端引至后端蓋上的接線柱分別稱為“F1 ”和“F2 ”接線柱，且兩個接線柱均與發(fā)電機的后端蓋絕緣，激磁繞組需經(jīng)調(diào)節(jié)器搭鐵，如圖2-7（ b）所示。圖圖2-7 交流發(fā)電機的搭鐵方式交流發(fā)電機的搭鐵方式（4 4）. .風扇及皮帶輪風扇及皮帶輪 交流發(fā)電機的前端裝有皮帶輪和風扇，風扇由1.52mm厚的鋼板沖壓而成，皮帶輪由鋁合金制成，分單槽與雙槽，由發(fā)動機通過傳動帶驅(qū)動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子軸和風扇一起旋轉(zhuǎn) 。（1） 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動使發(fā)電機發(fā)電；（2）風扇的轉(zhuǎn)動為發(fā)電機散熱。（3 3）整流器）

15、整流器 由一塊元件板和6只硅二極管組成。近年來又生產(chǎn)了九管發(fā)電機，增加了3只小功率的磁場二極管。 壓裝在后端蓋上的三只二極管，外殼為正極、中心引線為負極的二極管，稱為負極管，管殼底上注有黑色標記； 壓裝在元件板上的三只二極管，殼體為負極，中心線為正極的二極管，稱為正極管，管殼底上有紅色標記。1火線接線柱; 2正整流板; 3正極管子; 4負極管子; 5負整流板三只正二極管的外殼與元件板接在一起成為發(fā)電機的正極，用螺栓引至后端蓋外部作為發(fā)電機的火線接線柱，標記為“B”（“A”、“+”或“電樞”）。三只負二極管的外殼與發(fā)電機的后端蓋接在一起成為發(fā)電機的負極。元件板必須與后端蓋絕緣，并固定在后端蓋上。

16、為維修方便，有些車型的發(fā)電機將三只負二極管壓裝在另一個元件板上。 . .國產(chǎn)交流發(fā)電機的型號國產(chǎn)交流發(fā)電機的型號 根據(jù)中華人民共和國汽車行業(yè)標準QC/T73-1993汽車電器設備產(chǎn)品型號編制方法的規(guī)定，汽車交流發(fā)電機型號由五部分組成：第第1 1部分為產(chǎn)品代號部分為產(chǎn)品代號 JFJF表示普通交流發(fā)電機；表示普通交流發(fā)電機；JFZJFZ表示整體式（調(diào)節(jié)器內(nèi)置）交流表示整體式（調(diào)節(jié)器內(nèi)置）交流發(fā)電機；發(fā)電機；JFBJFB表示帶泵的交流發(fā)電機；表示帶泵的交流發(fā)電機；JFWJFW表示無刷交流發(fā)電機。表示無刷交流發(fā)電機。第第2 2部分為電壓等級代號部分為電壓等級代號電壓等級代號用一位阿拉伯數(shù)字表示。 1表

17、示12V系統(tǒng)； 2表示24V系統(tǒng)； 6表示6V系統(tǒng)。第第3 3部分為電流等級代號部分為電流等級代號 電流等級代號也用一位阿拉伯數(shù)字表示：電流等級代號1234 發(fā)電機額定電流19A29A39A49A第第4 4部分為設計序號部分為設計序號按產(chǎn)品的先后順序，用12位阿拉伯數(shù)字表示 第第5 5部分為變型代號部分為變型代號 交流發(fā)電機以調(diào)整臂位置作為變形代號。從驅(qū)動端看，Y表示右邊;Z表示左邊;無表示中間。 例：JFZ1913Z發(fā)電機電壓等級為12 V、輸出電流大于90 A、第13次設計、調(diào)整臂位于左邊的整體式交流發(fā)電機。JFZ1913Y發(fā)電機JFWZ240發(fā)電機2 2.2 .2 交流發(fā)電機的工作原理及

18、特性交流發(fā)電機的工作原理及特性 1.1.交流發(fā)電機的基本原理交流發(fā)電機的基本原理 交流發(fā)電機的基本原理是電磁感應，當產(chǎn)生磁場的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，使穿過定子繞組的磁通量發(fā)生變化，則在定子的繞組內(nèi)就會產(chǎn)生交流電動勢。 交流發(fā)電機的工作原理交流發(fā)電機的工作原理當激磁繞組有電流通過時，激磁繞組便產(chǎn)生磁場，轉(zhuǎn)子軸上的兩個爪極分別被磁當激磁繞組有電流通過時，激磁繞組便產(chǎn)生磁場，轉(zhuǎn)子軸上的兩個爪極分別被磁化為化為N極和極和S極。當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，磁極交替地在定子鐵心中穿過，形成一個旋轉(zhuǎn)的磁場，極。當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，磁極交替地在定子鐵心中穿過，形成一個旋轉(zhuǎn)的磁場，磁力線和定子繞組之間產(chǎn)生相對運動，在三相繞組中產(chǎn)生交流感應電

19、動勢。磁力線和定子繞組之間產(chǎn)生相對運動，在三相繞組中產(chǎn)生交流感應電動勢。 交流發(fā)電機的工作原理交流發(fā)電機的工作原理當激磁繞組有電流通過時，激磁繞組便產(chǎn)生磁場，轉(zhuǎn)子軸上的兩個爪極分別被磁當激磁繞組有電流通過時，激磁繞組便產(chǎn)生磁場，轉(zhuǎn)子軸上的兩個爪極分別被磁化為化為N極和極和S極。當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，磁極交替地在定子鐵心中穿過，形成一個旋轉(zhuǎn)的磁場，極。當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，磁極交替地在定子鐵心中穿過，形成一個旋轉(zhuǎn)的磁場，磁力線和定子繞組之間產(chǎn)生相對運動，在三相繞組中產(chǎn)生交流感應電動勢。磁力線和定子繞組之間產(chǎn)生相對運動，在三相繞組中產(chǎn)生交流感應電動勢。 三相繞組中所產(chǎn)生的感應電動勢可用下列三相繞組中所產(chǎn)生的感應電

20、動勢可用下列方程式表示方程式表示: : tEtEesin2sinmA)120sin(2)120sin(mBtEtEe)240sin(2)240sin(mCtEtEe式中：Em相電動勢的最大值； E相電動勢的有效值； 電角速度(2)。發(fā)電機每相繞組所產(chǎn)生的電動勢的有效值為式中：K定子繞組系數(shù)，一般小于1； 感應電動勢的頻率(Hz)，Pn/60(P為磁極對數(shù)，n為轉(zhuǎn)速(r/min)； N每相繞組的匝數(shù)(匝)； 磁極的磁通(Wb)。上式表明，使用中的交流發(fā)電機，其交變電動勢的有效值取決于轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子的磁通量，這一性質(zhì)將直接決定著交流發(fā)電機的輸出電壓值。(V) 44. 4KfNE2.2.整流過程整流過程

21、 硅二極管具有單向?qū)щ娞匦?。當二極管加上正向電壓時，管子處于導通狀態(tài);當二極管加上反向電壓時，管子處于截止狀態(tài)。用硅二極管組成整流電路，就可以把交流電變成直流電。在交流發(fā)電機中，6只二極管組成的三相全波整流電路。由于3個正極管子（VD1 、VD3 、VD5 ）的正極分別接在發(fā)電機三相繞組的首端（A、B、C），它們的負極同接在元件板上，所以在某一瞬間，哪一相的電壓最高，哪一相就獲得正向電壓而導通。由于3個負極管子（VD2 、VD4 、VD6 ）的負極也分別接在三相繞組的首端，而它們的正極同時接在后端蓋上，所以在某一瞬間，哪一相的電壓最低，哪一相的負極管子就導通，而在某一瞬間同時導通的管子只有兩個

22、（即正負管子各一個）。 三相全波整流器的整流過程三相全波整流器的整流過程 圖2-10 三相全波整流電路及電壓波形 t 時間內(nèi)時間內(nèi) t1 t2 時間內(nèi)時間內(nèi) t2 t3 時間內(nèi)時間內(nèi) 以此類推，周而復始，在負載上就得到一個比較平緩的直流脈動電壓。在三相全波整流電路中每只二極管所承受的最高反向電壓，為線電壓的最大值。 中性點電壓中性點電壓 的作用：的作用： 有的交流發(fā)電機帶有中心抽頭，它是從三相繞組的中性點引出來的，如圖2-11所示，其接線柱的記號為“N”。 中性點對發(fā)電機外殼（即搭鐵）之間的電壓一般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。圖2-11 帶有中心抽頭的交流發(fā)電機

23、3.3.勵磁方法勵磁方法 將電源引入到磁場繞組，使之產(chǎn)生磁場稱為勵磁。勵磁方法勵磁方法 分為自勵和他勵他勵他勵在發(fā)動機起動期間，需要蓄電池供給發(fā)電機磁場電流生磁使發(fā)電機發(fā)電。這種供給磁場電流的方式稱為他勵發(fā)電。 自勵自勵當發(fā)電機有能力對外供電時，就可以把自身發(fā)的電供給磁場繞組生磁發(fā)電，這種供給磁場電流的方式稱為自勵。除永磁式交流發(fā)電機不需要勵磁以外，其他形式的交流發(fā)電機都需要勵磁。交流發(fā)電機的激磁電路圖交流發(fā)電機的激磁電路圖 圖2-12 交流發(fā)電機的激磁電路圖 發(fā)電機的激磁方法是:先他激、后自激。交流發(fā)電機的激磁電路如圖2-12所示。當點火開關S接通時，蓄電池便通過調(diào)節(jié)器向發(fā)電機的激磁繞組提供

24、激磁電流（他激），激磁電路為:蓄電池正極點火開關S調(diào)節(jié)器“火線”接線柱調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器的“F”接線柱發(fā)電機的“F”接線柱發(fā)電機激磁繞組搭鐵。當發(fā)動機起動以后，發(fā)電機的輸出電壓略高于蓄電池電壓時，發(fā)電機自己給激磁繞組提供激磁電流（自激），激磁電路為:發(fā)電機“+”點火開關S調(diào)節(jié)器“火線”接線柱調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器的“F”接線柱發(fā)電機的“F”接線柱發(fā)電機激磁繞組搭鐵，發(fā)電機自激發(fā)電，并給蓄電池充電。 圖2-12 交流發(fā)電機的激磁電路存在著一個缺點，即駕駛員如果在發(fā)動機熄火后忘記將點火開關S關閉，蓄電池就會通過調(diào)節(jié)器向發(fā)電機激磁繞組長時間放電。針對這一問題，有很多車型使用了九管發(fā)電機，如圖2-13所示。在這個電路

25、中，增加了三個功率較小的硅二極管，專供激磁電流，稱為激磁二極管，激磁二極管同時也控制充電指示燈。三只激磁二極管與三只負極管子同樣組成橋式整流電路，“D+”與火線接線柱“B”電位相等。 圖2-13 九管交流發(fā)電機的原理圖1激磁二極管; 2點火開關; 3充電指示燈 4調(diào)節(jié)器; 5負載當點火開關S接通時，激磁電路是他激式電流由蓄電池正極點火開關S充電指示燈調(diào)節(jié)器發(fā)電機激磁繞組搭鐵。這時充電指示燈亮，表示蓄電池在放電。當發(fā)動機起動以后，發(fā)電機電壓高于蓄電池電壓時，由于D+與B兩點電位相等，因此充電指示燈因兩端電位相等而熄滅，表示發(fā)電機正常發(fā)電。一方面，由發(fā)電機的火線接線柱“B”向全車供電及向蓄電池充電

26、，另一方面通過“D+”為發(fā)電機的激磁繞組提供激磁電流（自激）。激磁電路如下:D+調(diào)節(jié)器發(fā)電機激磁繞組搭鐵。當發(fā)動機熄火時，充電指示燈亮，表明蓄電池在放電，提醒駕駛員關閉點火開關;當車輛運行時，充電指示燈亮，說明充電系統(tǒng)有故障，提醒駕駛員應及時維修。 2.3.交流發(fā)電機的工作特性交流發(fā)電機的工作特性 交流發(fā)電機的工作特性有輸出特性、空載特性輸出特性、空載特性和外特性外特性，其中以輸出特性最為重要。 （1 1）輸出特性）輸出特性 指在發(fā)電機端電壓 U不變時，其輸出電流與轉(zhuǎn)速之間的關系，如圖2-14所示。由特性曲線可以看出:發(fā)電機達到額定電壓時的轉(zhuǎn)速定為空載轉(zhuǎn)速n1 ，空載轉(zhuǎn)速常用作為選擇發(fā)電機與發(fā)

27、動機速比的主要依據(jù)。發(fā)電機達到額定電流時的轉(zhuǎn)速定為滿載轉(zhuǎn)速n2 ，額定電流一般定為最大輸出電流的2/3。當轉(zhuǎn)速 n達到一定值后，發(fā)電機的輸出電流不再隨轉(zhuǎn)速升高而增加，此時電流又稱為發(fā)電機的最大輸出電流或限流值。由此可見，交流發(fā)電機自身具有限制輸出電流防止過載的能力，又稱為交流發(fā)電機的自我保護能力。空載轉(zhuǎn)速與滿載轉(zhuǎn)速是測試交流發(fā)電機性能的重要依據(jù)，發(fā)電機出廠時，通過試驗，規(guī)定了空載轉(zhuǎn)速與滿載轉(zhuǎn)速，并列入產(chǎn)品說明書。在使用過程中，可通過檢測這兩個數(shù)據(jù)，來判斷發(fā)電機性能的好壞。 圖2-14 交流發(fā)電機的輸出特性曲線（2 2）空載特性）空載特性指無負荷時，發(fā)電機端電壓與轉(zhuǎn)速的變化規(guī)指無負荷時，發(fā)電機端

28、電壓與轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律律，如圖，如圖2 2-15-15所示。從曲線可以看出，隨著轉(zhuǎn)速所示。從曲線可以看出，隨著轉(zhuǎn)速的升高，端電壓上升較快。當發(fā)電機由他激轉(zhuǎn)入的升高，端電壓上升較快。當發(fā)電機由他激轉(zhuǎn)入自激發(fā)電時，即能向蓄電池進行補充充電。自激發(fā)電時，即能向蓄電池進行補充充電?？蛰d特性是判定交流發(fā)電機充電性能是否良空載特性是判定交流發(fā)電機充電性能是否良好的重要依據(jù)。好的重要依據(jù)。 圖2-15 交流發(fā)電機的空載特性曲線圖 （3 3）外特性）外特性指轉(zhuǎn)速保持一定時，發(fā)電機的端電壓與輸出電流的關指轉(zhuǎn)速保持一定時，發(fā)電機的端電壓與輸出電流的關系，系，如圖如圖2 2-16-16所示。所示。發(fā)電機的轉(zhuǎn)速越高，端

29、電壓越高，輸出電流也越大。發(fā)電機的轉(zhuǎn)速越高，端電壓越高，輸出電流也越大。轉(zhuǎn)速對端電壓的影響較大，但當發(fā)電機保持在某一轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)速對端電壓的影響較大，但當發(fā)電機保持在某一轉(zhuǎn)速時，端電壓隨輸出電流的增大而相應下降。端電壓隨輸出電流的增大而相應下降。此外，當發(fā)電機的輸出電流增加到一定值時，若再繼此外，當發(fā)電機的輸出電流增加到一定值時，若再繼續(xù)增加負載，輸出電流不再增加，反而同端電壓一起下降。續(xù)增加負載，輸出電流不再增加，反而同端電壓一起下降。交流發(fā)電機的端電壓受轉(zhuǎn)速和負載變化的影響較大，因此交流發(fā)電機的端電壓受轉(zhuǎn)速和負載變化的影響較大，因此必須配用電壓調(diào)節(jié)器才能輸出恒定的電壓值。必須配用電壓調(diào)節(jié)器才

30、能輸出恒定的電壓值。 圖2-16 交流發(fā)電機的外特性2 2. .4 4 實用新型交流發(fā)電機實用新型交流發(fā)電機1.八管硅整流發(fā)電機八管硅整流發(fā)電機 （1）當中性點的瞬時電壓高于發(fā)電機的輸出電壓 UB 時， （2）當中性點的瞬時電壓低于0 V時 2.2.九管硅整流發(fā)電機九管硅整流發(fā)電機在六管硅整流發(fā)電機的基礎上，增設三只小功率二極管與三只負極管子組成三相橋式整流電路專門供給磁場電流的發(fā)電機稱為九管交流發(fā)電機，增設的三只小功率二極管稱為磁場二極管。 九管硅整流發(fā)電機充電系統(tǒng)的典型電路如圖3-13所示。當發(fā)電機工作時，定子繞組中產(chǎn)生的三相交流電動勢經(jīng)由三只正極管子和三只負極管子組成的三相橋式全波整流電

31、路整流后，輸出直流電壓 UB 向負載供電和向蓄電池充電。發(fā)電機的磁場電流則由三只磁場二極管和三只負極管子組成的三相橋式全波整流電路后輸出的直流電壓 UD+ 供給。 3.3.十一管硅整流發(fā)電機十一管硅整流發(fā)電機 整流器具有三只正極管子、三只負極管子、三只磁場二極管和兩只中性點二極管的硅整流發(fā)電機，稱為十一管硅整流發(fā)電機，其典型電路如圖3-18所示。十一管發(fā)電機兼有八管和九管發(fā)電機的特點和作用。 圖3-18 十一管交流發(fā)電機充電系電路4.4.無刷硅整流發(fā)電機無刷硅整流發(fā)電機 由于沒有電刷和集電環(huán)，所以不會因為電刷和集電環(huán)的磨損和接觸不良造成激磁不穩(wěn)定或發(fā)電機不發(fā)電等故障；同時工作時無火花，也減小了

32、無線電干擾。汽車用無刷硅整流發(fā)電機有爪極式無刷發(fā)電機、帶有激磁機的無刷發(fā)電機和永磁式無刷發(fā)電機三種類型。 圖3-19 爪極式無刷發(fā)電機結(jié)構原理及磁路1轉(zhuǎn)子軸;2磁軛托架;3后端蓋;4爪極;5定子鐵心;6非導磁連接環(huán);7磁場繞組;8轉(zhuǎn)子磁軛圖3-20 帶有激磁機的無刷硅整流發(fā)電機1接線柱;2抑制電容;3晶體管調(diào)節(jié)器;4轉(zhuǎn)子部分;5磁極;6磁場繞組; 7定子鐵心;8定子繞組;9驅(qū)動端蓋;10油封;11風扇;12油道; 13油杯;14爪極式轉(zhuǎn)子;15磁場繞組;16二極管;17散熱板;18進風口 永磁式無刷硅整流發(fā)電機永磁式無刷硅整流發(fā)電機 圖3-21 釹鐵硼永磁轉(zhuǎn)子的結(jié)構圖3-22 永磁硅整流發(fā)電機

33、電路及電壓控制原理1導磁軛;2轉(zhuǎn)軸;3通風孔;4永磁體;5環(huán)氧樹脂膠3.4 3.4 交流發(fā)電機的電壓調(diào)節(jié)器交流發(fā)電機的電壓調(diào)節(jié)器 由于交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子是由發(fā)動機通過皮帶驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的，且發(fā)動機和交流發(fā)電機的速比為1.73，因此，交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速變化范圍非常大，這樣將引起發(fā)電機的輸出電壓發(fā)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(fā)電機必須配用電壓調(diào)節(jié)器，使其輸出電壓在發(fā)動機所有工況下能保持恒定。1.1.電壓調(diào)節(jié)器的分類電壓調(diào)節(jié)器的分類按工作原理可分為：觸點式電壓調(diào)節(jié)器觸點式電壓調(diào)節(jié)器 電子式調(diào)節(jié)器電子式調(diào)節(jié)器 集成電路調(diào)節(jié)器集成電路調(diào)節(jié)器電子調(diào)節(jié)器按所匹配

34、的交流發(fā)電機搭鐵型式可分為：電子調(diào)節(jié)器按所匹配的交流發(fā)電機搭鐵型式可分為：（1）內(nèi)搭鐵型電子調(diào)節(jié)器：）內(nèi)搭鐵型電子調(diào)節(jié)器： 適配于與內(nèi)搭鐵型交流發(fā)機；適配于與內(nèi)搭鐵型交流發(fā)機；（2）外搭鐵型調(diào)節(jié)器：）外搭鐵型調(diào)節(jié)器： 適配于與外搭鐵型交流發(fā)電機適配于與外搭鐵型交流發(fā)電機. .電壓調(diào)節(jié)器的工作原理電壓調(diào)節(jié)器的工作原理 交流發(fā)電機的三相繞組產(chǎn)生的相電動勢的有效值： E= Cen（V） Ce為發(fā)電機的結(jié)構常數(shù)， n 為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速， 為轉(zhuǎn)子磁極的磁通， 也就是說交流發(fā)電機所產(chǎn)生的感應電動勢與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和磁極磁通成正比。E（不變） = CenE（不變） = Ce n 轉(zhuǎn)速n是隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化的，無法控制 我

35、們可以控制磁通 使之隨n的變化作相應的變化來保持發(fā)電機電動勢E的不變 方法是：當交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)速升高時，通過減小發(fā)電機的勵磁電流If來減小磁通，使發(fā)電機電動勢E保持不變。E不隨轉(zhuǎn)速變化，輸出電壓UB即可保持恒定 所以，交流發(fā)電機調(diào)節(jié)器的工作原理是：當交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)速升高時，調(diào)節(jié)器通過減小發(fā)電機的勵磁電流If來減小磁通，使發(fā)電機的輸出電壓UB保持不變。3.3.電子電壓調(diào)節(jié)器的基本原理電子電壓調(diào)節(jié)器的基本原理 電子式調(diào)節(jié)器就是利用大功率三極管的導通和截止，接通和斷開磁場電路，來改變磁場電流大小。圖3-23 電子電壓調(diào)節(jié)器的基本電路JFT106JFT106型電子電壓調(diào)節(jié)器的工作原理型電子電壓調(diào)節(jié)器的

36、工作原理圖3-24 JFT106型電子電壓調(diào)節(jié)器電路圖JFT106型電子電壓調(diào)節(jié)器為14 V負極搭鐵型，可以配14 V、750 W的九管交流發(fā)電機，也可用于14 V、功率小于1000 W的六管交流發(fā)電機，調(diào)節(jié)電壓為13.814.6 V，其工作過程如下: （1）接通點火開關SW，蓄電池經(jīng)充電指示燈、 R5 、VD2 和 R7 向VT2 提供偏流使其導通，VT3 也接著導通。電流從蓄電池正極經(jīng)點火開關SW充電指示燈激磁繞組 LVT3 的c、e極蓄電池負極（搭鐵），對交流發(fā)電機進行他激，此時充電指示燈亮。（2）隨著發(fā)電機轉(zhuǎn)速升高，電壓逐漸升高，通過激磁二極管加于指示燈兩端電位相近，指示燈熄滅。當A點

37、電壓達到調(diào)節(jié)電壓時， R1 、R2 組成的分壓器上 R1 兩端的電壓將VD4 反向擊穿，使VT1 導通，VT2 與VT3 則截止，激磁電流迅速下降，發(fā)電機端電壓及A點電位亦隨之下降。 （3）A點電位下降，穩(wěn)壓管VD4 截止，VT1 隨之截止，而VT2 、VT3 導通，電壓又迅速上升。 如此反復交替工作，控制發(fā)電機電壓保持在額定值上。 JFT106JFT106型電子電壓調(diào)節(jié)器電路其他元件的作用型電子電壓調(diào)節(jié)器電路其他元件的作用: : R3 R3 調(diào)整電阻，調(diào)整電阻，R3 R3 的合理選擇，可以提高調(diào)節(jié)器的穩(wěn)定性。的合理選擇，可以提高調(diào)節(jié)器的穩(wěn)定性。 C1 C1 、C2 C2 為濾波電容，可以使為

38、濾波電容，可以使VD4 VD4 兩端的電壓平滑過渡，減小兩端的電壓平滑過渡，減小對發(fā)電機輸出電壓脈沖影響，降低晶體管的工作頻率和減小損耗。對發(fā)電機輸出電壓脈沖影響，降低晶體管的工作頻率和減小損耗。VD1 VD1 、VD2 VD2 溫度補償二極管，可以減少溫度對晶體管工作特性溫度補償二極管，可以減少溫度對晶體管工作特性的影響。的影響。VD3 VD3 續(xù)流二極管，可以將續(xù)流二極管，可以將VT3 VT3 由導通進入截止時，在激磁繞組由導通進入截止時，在激磁繞組中產(chǎn)生的瞬時過電壓短路，以保護中產(chǎn)生的瞬時過電壓短路，以保護VT3 VT3 。 R6 R6限制限制VD4 VD4 的擊穿電流，保護的擊穿電流，

39、保護VD4 VD4 ，保護，保護VD5 VD5 ，同時又是，同時又是VT1 VT1 的偏壓電阻。的偏壓電阻。 R4 R4 為正反饋電阻，用以提高晶體管的轉(zhuǎn)換速度，減少損耗。為正反饋電阻，用以提高晶體管的轉(zhuǎn)換速度，減少損耗。5.5.集成電路調(diào)節(jié)器集成電路調(diào)節(jié)器 集成電路調(diào)節(jié)器也稱IC調(diào)節(jié)器IC調(diào)節(jié)器是根據(jù)使用要求，將若干元件集成到同一基片上制成一個獨立的電子芯片所組成的調(diào)節(jié)器。IC調(diào)節(jié)器體積小，裝在發(fā)電機內(nèi)部，在成整體式發(fā)電機。集成電路調(diào)節(jié)器工作原理和晶體管調(diào)節(jié)器相同。夏利車夏利車ICIC調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器（1 1）集成電路調(diào)節(jié)器的特點）集成電路調(diào)節(jié)器的特點 集成電路調(diào)節(jié)器可分為全集成電路和混合集成電

40、路調(diào)節(jié)器兩類，前者是將二極管、三極管、電阻、電容等電子元件同時制在一塊基片上;后者是指由厚膜電阻或薄膜電阻與集成芯片或分立元件組裝而成?，F(xiàn)在使用最廣泛的是厚膜混合集成電路調(diào)節(jié)器。 集成電路調(diào)節(jié)器除具有分立電子元件調(diào)節(jié)器的優(yōu)點外，還有以下更突出的優(yōu)點:體積和重量更小，故可直接裝在發(fā)電機內(nèi)部或殼體上成為整體式硅整流發(fā)電機的一個零件，這樣可省去調(diào)節(jié)器與發(fā)電機的連接導線，減少了線路損失，使調(diào)節(jié)精度達到0.3 V。由于取消了外接線路，發(fā)生故障的可能性更小，且無需任何保養(yǎng)，性能十分可靠。 耐高溫性能好，可在130的高溫下正常工作。更加耐震，壽命更長。 （2 2）集成電路調(diào)節(jié)器的電壓檢測法）集成電路調(diào)節(jié)器的

41、電壓檢測法 集成電路調(diào)節(jié)器是裝在發(fā)電機上的，可直接在發(fā)電機上檢測發(fā)電機的輸出電壓，也可通過檢測蓄電池的端電壓來檢測發(fā)電機的輸出電壓。 根據(jù)其電壓檢測點的不同，集成電路調(diào)節(jié)器的電壓檢測法分為發(fā)電機電壓檢測法和蓄電池電壓檢測法兩種。發(fā)電機電壓檢測法發(fā)電機電壓檢測法 發(fā)電機電壓檢測法的基本電路如圖3-25所示。加在分壓器 R1 和R2 上的電壓是磁場二極管輸出端L的電壓 UL ， UL 和發(fā)電機B端電壓 UB 相等，檢測點P的電壓為: Up =UBR2/ /(R1+R2) 由于檢測點P電壓UP加在穩(wěn)壓管VD1 兩端的反向電壓與發(fā)電機的端電壓成正比，所以稱為發(fā)電機電壓檢測法。圖圖3-25 發(fā)電機電壓檢

42、測法發(fā)電機電壓檢測法蓄電池電壓檢測法蓄電池電壓檢測法 基本電路如圖3-26所示。加到分壓器R1 和R2 上的電壓為蓄電池端電壓，由于檢測點P加在穩(wěn)壓管VD1 上的反向電壓與蓄電池端電壓成正比，所以稱為蓄電池電壓檢測法。采用發(fā)電機電壓檢測法時，發(fā)電機的引出線可以少一根，缺點是在“B”到“BAT”接線柱之間導線的電壓降較大（因發(fā)電機輸出電流太大）時，蓄電池的充電電壓將會偏低，使蓄電池充電不足。因此，一般大功率發(fā)電機宜采用蓄電池電壓檢測法。 用蓄電池電壓檢測法時，如“B”到“BAT”之間或“S”到“BAT”之間斷線時，由于不能檢測出發(fā)電機的端電壓，發(fā)電機的輸出電壓將會失控。 圖圖3-26 3-26

43、蓄電池電壓檢測法蓄電池電壓檢測法改進后的蓄電池電壓檢測法改進后的蓄電池電壓檢測法 在調(diào)節(jié)器的分壓器與發(fā)電機“B”點之間增加了一個電阻 R6 和一個二極管VD2 ，這樣，當“B”點與蓄電池正極之間或“S”點與蓄電池正極之間出現(xiàn)斷線時，由于 R6 的存在，仍能檢測出發(fā)電機的端電壓 UB ，使調(diào)節(jié)器正常工作，可以防止發(fā)電機出現(xiàn)電壓過高的現(xiàn)象。圖3-27 蓄電池電壓檢測法 （3 3）國產(chǎn)）國產(chǎn)JFT152JFT152型集成電路電壓調(diào)節(jié)器型集成電路電壓調(diào)節(jié)器 JFT152型集成電路調(diào)節(jié)器是一種厚膜混合集成電路調(diào)節(jié)器，由外殼、安裝板、電路板三部分組成。調(diào)節(jié)器通過安裝板安裝在發(fā)電機的電刷架上，適用于14 V

44、/350 W500 W的外搭鐵硅整流發(fā)電機，如東風EQ1090車用的JFZ132N、JFZ13A、JFZ13E型發(fā)電機等。JFT152型集成電路電壓調(diào)節(jié)器的內(nèi)部電路如圖3-28所示，采用的是發(fā)電機電壓檢測法。 工作原理與前述分立元件外搭鐵型調(diào)節(jié)器相同，電路中的VD1VD2 為溫度補償二極管， R4 為正反饋電阻，VD4 為續(xù)流二極管，VD5 用于保護大功率三極管VT3 免受瞬時過電壓的沖擊而損壞，電容 C起降低三極管的開關頻率、減小三極管損耗的作用。 圖圖3-28 JFT152型集成電路調(diào)節(jié)器內(nèi)部電路型集成電路調(diào)節(jié)器內(nèi)部電路(4)(4)多功能集成電路調(diào)節(jié)器多功能集成電路調(diào)節(jié)器 多功能集成電路調(diào)

45、節(jié)器除具有電壓調(diào)節(jié)功能以外，還具有充電指示燈控制、發(fā)電機故障檢測和指示等多種功能。 如天津夏利TJ7100、TJ7100U車的發(fā)電機用單片式集成電路調(diào)節(jié)器的外形。 該調(diào)節(jié)器共有6個接線柱，其中“B”、“F”、“P”、“E”4個接線柱用螺釘直接與發(fā)電機相連，接線插座內(nèi)的“IG”、“L”兩個接線柱用導線引出。該調(diào)節(jié)器具有控制發(fā)電機電壓、充電指示燈、發(fā)電機故障檢測功能，并在發(fā)電機輸出端與蓄電池正極連線斷開時，能起保護作用，不致造成電壓失控。 “IG”端經(jīng)點火開關接至蓄電池，用于檢測蓄電池和發(fā)電機電壓，從而控制三極管VT2 的導通與截止。 “P”端接在發(fā)電機定子繞組的某一相上，該點電壓為硅整流發(fā)電機直

46、流輸出電壓的一半。單片集成電路調(diào)節(jié)器從“P”端檢測到硅整流發(fā)電機的電壓，從而控制三極管VT1的導通與截止。 多功能集成電路調(diào)節(jié)器多功能集成電路調(diào)節(jié)器( (天津夏利天津夏利TJ7100)TJ7100)工作原理工作原理 接通點火開關，發(fā)電機未轉(zhuǎn)動時，蓄電池電壓經(jīng)點火開關加到發(fā)電機的“IG”端和調(diào)節(jié)器的“IG”端，單片集成電路檢測出這個電壓，使VT2 導通，于是激磁電路接通。此時，發(fā)電機因未運轉(zhuǎn)不發(fā)電，故“P”端電壓為零，單片集成電路檢測出該電壓，使VT1 導通，于是充電指示燈點亮，指示蓄電池放電。 當發(fā)電機轉(zhuǎn)速升高，發(fā)電機電壓超過蓄電池電壓時，“P”端電壓信號使集成電路控制VT1 截止，于是充電指

47、示燈熄滅，指示發(fā)電機開始向蓄電池充電，并向用電設備供電。 當發(fā)電機電壓升高并超過調(diào)節(jié)電壓值時，“B”端電壓使集成電路控制VT2 截止，切斷了激磁電流，使發(fā)電機電壓下降。當發(fā)電機電壓下降到低于調(diào)節(jié)電壓值時，集成電路又控制VT2 導通，激磁電路又接通，發(fā)電機電壓又升高，該過程反復進行，使“B”端電壓穩(wěn)定于調(diào)節(jié)電壓值。 當激磁電路斷開等故障造成發(fā)電機不發(fā)電時，“P”端電壓為零，單片集成電路檢測出該電壓信號后便控制VT1 導通，使充電指示燈點亮，從而告知駕駛員充電系統(tǒng)出現(xiàn)故障。 在發(fā)電機運行中，如發(fā)電機輸出端“B”與蓄電池正極的連線斷開時，單片集成電路仍能檢測出發(fā)電機“B”端電壓，使調(diào)節(jié)器正常工作，即

48、可防止發(fā)電機電壓過高的現(xiàn)象。 圖圖3-32 夏利轎車集成電路調(diào)節(jié)器電路夏利轎車集成電路調(diào)節(jié)器電路電壓調(diào)節(jié)器實例電壓調(diào)節(jié)器實例( (盧卡斯盧卡斯14TR14TR型集成電路調(diào)節(jié)器型集成電路調(diào)節(jié)器 )盧卡斯14TR型集成電路調(diào)節(jié)器電路電壓調(diào)節(jié)器實例電壓調(diào)節(jié)器實例 (LR160-780 (LR160-780型發(fā)電機與集成電路調(diào)節(jié)器型發(fā)電機與集成電路調(diào)節(jié)器)1蓄電池;2整體式九管發(fā)電機;3點火開關;4點火繼電器; 5熔斷絲;6充電指示燈及其并聯(lián)電阻圖3-30 LR160-780型發(fā)電機與集成電路調(diào)節(jié)器電路(7)(7)充電指示燈的控制電路充電指示燈的控制電路 充電指示燈（屬于報警裝置），用來監(jiān)測充電系統(tǒng)的

49、工作情況。 當接通點火開關時，充電指示燈亮，而當發(fā)動機起動后，交流發(fā)電機正常工作時，充電指示燈熄滅。 因此，當發(fā)動機正常工作時，充電指示燈突然發(fā)亮，則表示充電系統(tǒng)有故障，提醒駕駛員注意及時維修。 利用中性點電壓，通過起動復合繼電器控制充電利用中性點電壓，通過起動復合繼電器控制充電指示燈指示燈 如圖3-33所示，充電指示燈由起動復合繼電器中的保護繼電器控制。充電指示燈的控制電路為: 蓄電池正極點火開關S充電指示燈起動復合繼電器的接線柱L保護繼電器的常閉觸點S2 磁軛起動復合繼電器的接線柱E搭鐵。當點火開關接通時，充電指示燈亮。 當發(fā)動機起動后，發(fā)電機開始正常發(fā)電，由于發(fā)電機的中性點N有電壓輸出，

50、這時，起動復合繼電器上的磁化線圈X2 有電流通過，其電路如下: 發(fā)電機的中性點接線柱N起動復合繼電器的接線柱N磁化線圈X2 搭鐵接線柱E。這時，磁化線圈X2 將產(chǎn)生磁吸力，將常閉觸點S2 打開，充電指示燈熄滅，表示發(fā)電機正常工作。 圖圖3-33 東風東風1092、解放、解放CA1092充電指示燈控制電路充電指示燈控制電路利用二極管來控制充電指示燈利用二極管來控制充電指示燈 沃爾沃汽車采用二極管控制充電指示燈，如圖3-34所示。其工作原理是: 當點火開關S閉合時，激磁電路如下（他激）:蓄電池正極點火開關S充電指示燈調(diào)節(jié)器發(fā)電機激磁繞組搭鐵。這時，充電指示燈亮。 當發(fā)動機起動后，發(fā)電機的輸出電壓高

51、于蓄電池的電動勢，二極管VD導通，同時，二極管VD將充電指示燈短路，充電指示燈熄滅，表示發(fā)電機正常工作。 蓄電池的充電電路為:發(fā)電機的火線接線柱B二極管VD蓄電池正極。激磁電路為（自激）:發(fā)電機的B調(diào)節(jié)器發(fā)電機的激磁繞組搭鐵。圖圖3-34 沃爾沃汽車的充電指示燈控制電路沃爾沃汽車的充電指示燈控制電路3.5 3.5 汽車電源系統(tǒng)的保護電路汽車電源系統(tǒng)的保護電路 汽車電源系統(tǒng)的保護主要指電源系統(tǒng)的過電壓保護和柴油發(fā)動機用硅整流發(fā)電機的 磁場繞組保護。 汽車電源系統(tǒng)的過電壓汽車電源系統(tǒng)的過電壓 發(fā)電機激磁繞組的保護發(fā)電機激磁繞組的保護 1.1.汽車電源系統(tǒng)的過電壓汽車電源系統(tǒng)的過電壓 電子元器件對于

52、過電壓十分敏感，另外過電壓對其他電器也十分有害，例如額定電壓為12 V的車燈，在13.5 V的電壓工作時，其壽命為100%，若在15 V電壓下工作，其壽命只有28%。 過電壓包括瞬變性過電壓和非瞬變性過電壓。 非瞬變性過電壓主要是由于調(diào)節(jié)器失控造成發(fā)電機電壓過高，在12 V蓄電池電源系統(tǒng)中，電壓可上升到17 V，使蓄電池充電電流過大，從而導致蓄電池早期損壞;如果此時將蓄電池的連接斷開，發(fā)電機電壓會升高到80 V，使汽車電器很快燒壞。 瞬變性過電壓根據(jù)過電壓的方向與電源電壓方向相同與否，又分為正向瞬變和反向瞬變過電壓兩種。 由于交流發(fā)電機的定子繞組有一定電 感，如果發(fā)電機突然斷開負載（如蓄電池連

53、線松脫），定子繞組中的電流發(fā)生突變會產(chǎn)生自感電動勢，該自感電動勢附加在原繞組的電動勢上，會使發(fā)電機的端電壓產(chǎn)生正向瞬變過電壓。 發(fā)電機轉(zhuǎn)速越高、失去負載越快，則產(chǎn)生的過電壓幅值越大，最大峰值可達120 V，升壓時間為100s左右。 當點火開關突然斷開或激磁電路因故障突然斷開時，在激磁繞組兩端也會產(chǎn)生峰值為126 V、衰減時間為200 ms左右的反向瞬變過電壓。2.2.發(fā)電機激磁繞組的保護發(fā)電機激磁繞組的保護 汽油機通常利用點火開關對硅整流發(fā)電機的激磁電路進行控制。發(fā)電機熄火時關斷點火開關，可切斷上述電路，防止蓄電池對它們長期放電而將其燒壞。 柴油發(fā)動機上沒有點火開關，上述電路由電源開關控制。駕

54、駛員通過斷油使發(fā)動機熄火后，如果忘記關斷電源開關，蓄電池便會長時間對發(fā)電機激磁繞組放電，使激磁繞組有燒壞的危險。 因此，在柴油發(fā)動機上的電壓調(diào)節(jié)器中必須裝在柴油發(fā)動機上的電壓調(diào)節(jié)器中必須裝有油壓開關控制的發(fā)電機激磁繞組電路，以保護發(fā)電機的有油壓開關控制的發(fā)電機激磁繞組電路，以保護發(fā)電機的激磁繞組不會因駕駛員忘關電源開關而燒壞。激磁繞組不會因駕駛員忘關電源開關而燒壞。3.3.汽車電源系統(tǒng)的過電壓保護電路汽車電源系統(tǒng)的過電壓保護電路 穩(wěn)壓管保護電路電路 穩(wěn)壓管加繼電器保護電路電路 可控硅保護電路電路 具有瞬變過電壓和非瞬變過電壓的保護電路 (1).(1).穩(wěn)壓管保護電路穩(wěn)壓管保護電路 目前應用最廣

55、泛而且電路最簡單的一種。國產(chǎn)JFT106型調(diào)節(jié)器采用的穩(wěn)壓管保護電路如圖3-35所示。 圖3-35 穩(wěn)壓管保護電路(2).(2).穩(wěn)壓管加繼電器保護電路穩(wěn)壓管加繼電器保護電路 在保護繼電器的磁化線圈電路中反向串聯(lián)一個穩(wěn)壓管VD 圖3-36 穩(wěn)壓管加繼電器保護電路（3 3）可控硅保護電路）可控硅保護電路 德國波許（BOSCH）公司采用的一種過電壓保護電路。該電路的中心元件是一只可控硅VS 圖3-37 可控硅過電壓保護電路圖3-38 具有自動恢復功能的可控硅過電壓保護電路具有自動恢復功能的可控硅過電壓保護電路具有自動恢復功能的可控硅過電壓保護電路（4 4）具有瞬變過電壓和非瞬變過電壓的保護電路）具

56、有瞬變過電壓和非瞬變過電壓的保護電路圖3-39 JFT204P型調(diào)節(jié)器電路4.4.柴油機用發(fā)電機激磁繞組的保護電路柴油機用發(fā)電機激磁繞組的保護電路 利用裝于柴油機潤滑油道上的油壓開關來控制發(fā)電機激磁電路。圖3-40 油壓開關控制發(fā)電機磁場繞組的電路 5.5.交流發(fā)電機及調(diào)節(jié)器的故障檢查與測試交流發(fā)電機及調(diào)節(jié)器的故障檢查與測試 交流發(fā)電機每運轉(zhuǎn)750 h（相當于汽車跑30000 km）后，應拆開檢修一次，主要檢查電刷和軸承的情況。 新電刷的高度是14 mm，磨損至78 mm時，則應更換新電刷。 軸承如有顯著松動，應予更換。 （1）解體前的檢測交流發(fā)電機解體前，應先在萬能試驗臺上進行空載電壓和負載

57、電流的測試，進一步檢查交流發(fā)電機的故障程度。測量各接線柱之間的電阻利用萬用表的（R1）擋測量“F”與“-”之間的電阻值，測量“+”與“-”之間和“+”與“F”之間的正、反向電阻值，也可以判斷交流發(fā)電機內(nèi)部的技術狀況，其標準值見表 3-3。如果“F”與“-”之間的阻值過大，表明電刷與滑環(huán)接觸不良或激磁繞組斷開;若阻值過小，則表明激磁繞組有匝間短路的情況。 圖3-41 交流發(fā)電機的空載和滿載測試空載轉(zhuǎn)速的測試空載轉(zhuǎn)速的測試 空載轉(zhuǎn)速的測試在實驗臺上進行，接線方法如圖3-41所示。 先將開關S1 閉合，由蓄電池給發(fā)電機提供他激電流，接著起動電動機，逐步提高電動機的轉(zhuǎn)速。當轉(zhuǎn)速上升到500800 r/

58、min時，發(fā)電機開始自激; 繼續(xù)提高轉(zhuǎn)速，同時觀察電壓表的讀數(shù);轉(zhuǎn)速上升到規(guī)定值時，如果電壓低于標準值（見表3-2），則表明發(fā)電機有故障。滿載轉(zhuǎn)速的測試滿載轉(zhuǎn)速的測試 有些故障，在沒有電流輸出的情況下是表現(xiàn)不出來的，所以在對發(fā)電機進行空載轉(zhuǎn)速測試后，應再作滿載轉(zhuǎn)速測試。滿載轉(zhuǎn)速測試可以接著空載轉(zhuǎn)速進行，如圖3-41所示。當交流發(fā)電機的空載轉(zhuǎn)速達到額定值時，接通S2 2 ，提高發(fā)電機轉(zhuǎn)速，改變電阻 R，不斷增大負載電流。 如果發(fā)電機在輸出額定電流的情況下，其電壓能夠達到或超出額定值（見表3-2），則說明發(fā)電機完好;如果發(fā)電機在輸出額定電流的情況下，其電壓低于額定值，表明發(fā)電機有故障。用示波器觀察

59、輸出電壓波型用示波器觀察輸出電壓波型 當交流發(fā)電機有故障時，其輸出電壓的波形將出現(xiàn)異常，因此根據(jù)輸出電壓波形可以判斷交流發(fā)電機內(nèi)部二極管及定子繞組是否有故障，交流發(fā)電機出現(xiàn)各種故障時輸出電壓的波形如圖3-42所示。 圖3-42 交流發(fā)電機各種故障時的輸出電壓波形（2 2）解體后的檢查）解體后的檢查 包括如下幾個方面包括如下幾個方面: : 轉(zhuǎn)子的檢修轉(zhuǎn)子的檢修 定子的檢修定子的檢修 二極管的檢測二極管的檢測 炭刷的檢測炭刷的檢測 轉(zhuǎn)子的檢修轉(zhuǎn)子的檢修 用萬用表可檢測激磁繞組是否短路、斷路及是否搭鐵。如圖3-43所示，用萬用表可以檢測激磁繞組的電阻，如果阻值低于標準值（見表 3-3），則說明激磁繞

60、組短路了;如果阻值為無限大，則說明激磁繞組斷路。 如圖3-44所示，用萬用表可以檢測激磁繞組是否搭鐵，每個滑環(huán)與轉(zhuǎn)子軸之間，其阻值都是無窮大，如果阻值很低，說明激磁繞組搭鐵了。 無論激磁繞組是短路、斷路還是搭鐵，都必須更換轉(zhuǎn)子。但是，更換轉(zhuǎn)子的費用與更換發(fā)電機的費用接近，所以一般情況下，當激磁繞組需要更換時，就應當直接更換發(fā)電機總成。圖3-43 檢查激磁繞組是否短路和斷路圖3-44 檢查激磁繞組是否搭鐵定子的檢修定子的檢修 用萬用表可以檢測定子繞組是否斷路和搭鐵。 如圖3-45所示，用萬用表可檢測定子繞組是否斷路。檢測時，每次任取兩個首端，測量三次，每次測量的阻值都應小于0.5;如果阻值有無窮