電源系統(tǒng)交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器課件

1、學(xué)習(xí)目標(biāo) 了解交流發(fā)電機(jī)的功用。了解調(diào)節(jié)器的工作原理。了解汽車充電系的組成。掌握交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理。掌握交流發(fā)電機(jī)的試驗(yàn)、檢測(cè)及維修方法。掌握電路檢測(cè)及維修方法。3.1 交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)交流發(fā)電機(jī)在汽車上的位置交流發(fā)電機(jī)在汽車上的位置充電系統(tǒng)組成發(fā)電機(jī)在汽車上的位置日產(chǎn)風(fēng)度轎車發(fā)電機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)上的位置別克發(fā)電機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)上的位置別克、凱迪拉克轎車用北極星發(fā)動(dòng)機(jī)奔馳轎車發(fā)動(dòng)機(jī)寶馬直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)寶馬V8發(fā)動(dòng)機(jī)（水冷發(fā)電機(jī)）寶馬柴油發(fā)動(dòng)機(jī)寶馬525轎車發(fā)電機(jī)寶馬750i轎車水冷發(fā)電機(jī)3.1 交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)3.1.1發(fā)電機(jī)的功用3.1.2普通交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)1轉(zhuǎn)子2定子3整流器4端蓋及電刷組件5

2、帶輪及風(fēng)扇3.1.1 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)，向所有用電設(shè)備（啟動(dòng)機(jī)除外）供電，同時(shí)給蓄電池充電。 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)的性能在許多方面優(yōu)于直流發(fā)電機(jī)，直流發(fā)電機(jī)已被淘汰。目前汽車采用三相同步交流發(fā)電機(jī)，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(jī)輸出的是直流電。 交流發(fā)電機(jī)必須配裝電壓調(diào)節(jié)器，電壓調(diào)節(jié)器對(duì)發(fā)電機(jī)的輸出電壓進(jìn)行控制，使其保持基本恒定，以滿足汽車用電器的需求。 3.1.2 普通交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖3.1 JF132型交流發(fā)電機(jī)解體圖1后端蓋 2電刷架 3電刷 4電刷彈簧壓蓋5硅二極管

3、6元件板 7轉(zhuǎn)子 8定子 9前端蓋 10風(fēng)扇 11帶輪 普通交流發(fā)電機(jī)一般由轉(zhuǎn)子、定子、整流器、前后端蓋、風(fēng)扇、帶輪等組成。圖3.1為JF132型6管普通交流發(fā)電機(jī)解體圖 3.1.2 普通交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu) 1轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子的功用是產(chǎn)生磁場(chǎng)。 轉(zhuǎn)子由爪極、磁軛、勵(lì)磁繞組、滑環(huán)、轉(zhuǎn)子軸等組成，如圖3.3、3.4所示。 轉(zhuǎn)子軸上壓裝著兩塊爪極，爪極被加工成鳥嘴形狀，爪極空腔內(nèi)裝有勵(lì)磁繞組和磁軛。 滑環(huán)由兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)組成，壓裝在轉(zhuǎn)子軸上并與軸絕緣，兩個(gè)滑環(huán)分別與勵(lì)磁繞組的兩端相連。 當(dāng)給兩滑環(huán)通入直流電時(shí)，勵(lì)磁繞組中就有電流通過，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

4、對(duì)（或八對(duì)）相互交錯(cuò)的磁極。如圖3.3所示。 當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就形成了旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。1滑環(huán) 2轉(zhuǎn)子軸 3爪極 4磁軛 5勵(lì)磁繞組圖3.3 交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子總成圖3.4 交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子分解圖3.1.2 普通交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子3.1.2 普通交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu) 2定子 定子的功用是產(chǎn)生三相交變電動(dòng)勢(shì) 定子安裝在轉(zhuǎn)子的外面，和發(fā)電機(jī)的前后端蓋固定在一起，當(dāng)轉(zhuǎn)子在其內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，引起定子繞組中磁通的變化，定子繞組中就產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 定子由定子鐵心和定子繞組（線圈）組成，如圖3.5所示。 定子鐵心由內(nèi)圈帶槽、互相絕緣的硅鋼片疊成。 定子繞組有三組線圈，對(duì)稱的嵌放在定子鐵心的槽中。三相繞組的連

5、接有星形接法和三角形接法兩種，如圖3.5a、b所示，都能產(chǎn)生三相交流電。 圖3.5 交流發(fā)電機(jī)定子總成及連接方式a）定子繞組星形連接 b) 定子繞組三角形連接3.1.2 普通交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)交流發(fā)電機(jī)定子及鐵芯3.1.2 普通交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu) 3整流器 整流器的功用是將定子繞組的三相交流電變?yōu)橹绷麟姟?整流器由整流板和整流二極管組成，6管交流發(fā)電機(jī)的整流器是由6只硅整流二極管分別壓裝（或焊裝）在相互絕緣的兩塊板上組成的，其中一塊為正極板（帶有輸出端螺栓），另一塊為負(fù)極板，負(fù)極板和發(fā)電機(jī)外殼直接相連（搭鐵），也可以將發(fā)電機(jī)的后蓋直接作為負(fù)極板。 6只整流二極管分為正極管和負(fù)極管兩種。引出電極為正

6、極的稱為正極管，3只正極管裝在同一塊板上，稱為正極板；引出電極為負(fù)極的稱為負(fù)極管，3只負(fù)極管安裝在負(fù)極板上，也可直接安裝在后蓋上。如圖3.6所示。圖3.6 交流發(fā)電機(jī)整流二極管安裝示意圖a）焊接式 b）電路圖 c) 壓裝式1正整流板 2負(fù)整流板3.1.2 普通交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)焊接式整流器基本結(jié)構(gòu)3.1.2 普通交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)壓裝式整流器基本結(jié)構(gòu)3.1.2 普通交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu) 4端蓋及電刷組件 端蓋一般分兩部分（前端蓋和后端蓋），起支撐轉(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。 電刷組件由電刷、電刷架和電刷彈簧

7、組成，如圖3.9所示。 電刷的作用是將電源通過滑環(huán)引入勵(lì)磁繞組。兩個(gè)電刷分別裝在電刷架的孔內(nèi)，借助彈簧壓力與滑環(huán)保持接觸。 電刷和滑環(huán)的接觸應(yīng)良好，否則會(huì)因?yàn)榇艌?chǎng)電流過小，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)發(fā)電不足。 圖3.9 電刷組件3.1.2 普通交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)整體式交流發(fā)電機(jī)電刷結(jié)構(gòu)電刷及彈簧3.1.2 普通交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)前后端蓋3.1.2 普通交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu) 5帶輪及風(fēng)扇 交流發(fā)電機(jī)的前端裝有帶輪和風(fēng)扇，由發(fā)動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸和風(fēng)扇一起旋轉(zhuǎn)。 發(fā)電機(jī)工作時(shí)，定子繞組和勵(lì)磁繞組中都會(huì)有熱量產(chǎn)生，溫度過高會(huì)燒壞導(dǎo)線的絕緣導(dǎo)致發(fā)電機(jī)不能正常工作，所以為發(fā)電機(jī)散熱是必須的，為了提高散熱能力，有的發(fā)

8、電機(jī)裝有兩個(gè)風(fēng)扇（前后各一個(gè)）。如豐田轎車的發(fā)電機(jī)。3.2 交流發(fā)電機(jī)工作原理3.2.1發(fā)電原理3.2.2整流原理3.2.3交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁3.2.1交流發(fā)電機(jī)發(fā)電原理 如圖3.11所示，發(fā)電機(jī)定子的三相繞組按一定規(guī)律分布在發(fā)電機(jī)的定子槽中，內(nèi)部有一個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子上安裝著爪極和勵(lì)磁繞組。 當(dāng)外電路通過電刷使勵(lì)磁繞組通電時(shí)，便產(chǎn)生磁場(chǎng)，使爪極被磁化為N極和S極。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁通交替地在定子繞組中變化，根據(jù)電磁感應(yīng)原理可知，定子的三相繞組中便產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這就是交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理。圖3.11 交流發(fā)電機(jī)發(fā)電原理示意圖1定子鐵心 2定子繞組 3轉(zhuǎn)子 4勵(lì)磁繞組 5整流二極管 6電刷3.2.

9、1交流發(fā)電機(jī)發(fā)電原理定子每相電動(dòng)勢(shì)的有效值的表示 式中 -繞組系數(shù)(和發(fā)電機(jī)定子繞組的繞線方式有關(guān) ) -每相繞組的匝數(shù)（單位：匝） 頻率（單位：Hz） -每極磁通（單位：Wb） -電機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù)（ ） -稱為相電動(dòng)勢(shì)。 由此可見，當(dāng)交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)一定時(shí)（結(jié)構(gòu)常數(shù) 不變），相電動(dòng)勢(shì) 和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、磁通成正比。3.2.2 交流發(fā)電機(jī)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，是通過6只二極管組成的三相橋式整流電路整流為直流電的，整流電路如圖3.12a所示。 二極管具有單向?qū)ㄐ?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。將定子的三相繞組和6只整流二極管

10、按圖3.12a的電路連接，發(fā)電機(jī)的輸出端B、E上就輸出一個(gè)脈動(dòng)直流電壓，如圖3.12c所示，這就是發(fā)電機(jī)的整流原理。圖3.12 交流發(fā)電機(jī)整流原理a) 整流電路圖 b) 三相繞組電壓波形圖 c) 整流后發(fā)電機(jī)輸出波形圖3.2.2 交流發(fā)電機(jī)整流原理3.2.2 交流發(fā)電機(jī)整流原理1整流原理:（1）二極管的導(dǎo)通原則 當(dāng)3只正二極管負(fù)極端連接在一起時(shí)，正極端電位最高者導(dǎo)通； 當(dāng)3只負(fù)二極管正極端連接在一起時(shí)，負(fù)極端電位最低者導(dǎo)通。（2）整流過程的分析 同時(shí)導(dǎo)通的二極管管子總是兩個(gè)，正、負(fù)管子各一個(gè)。 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,如圖3.12

11、(c)所示。圖3.13整流二極管導(dǎo)通分析3.2.2 交流發(fā)電機(jī)整流原理 2中性點(diǎn)電壓 在定子繞組為星形連接時(shí)，三相繞組的公共結(jié)點(diǎn)稱為中性點(diǎn)。從三相繞組的中性點(diǎn)引一根導(dǎo)線到發(fā)電機(jī)外，標(biāo)記為“N”?！癗”點(diǎn)電壓稱為中性點(diǎn)電壓。 中性點(diǎn)電壓平均值為發(fā)電機(jī)輸出電壓（平均值）的一半，即： 帶有中性點(diǎn)接線柱的發(fā)電機(jī)，可用中性點(diǎn)電壓來控制各種用途的繼電器工作3.2.2 交流發(fā)電機(jī)整流原理 利用中性點(diǎn)電壓提高發(fā)電機(jī)功率 有的發(fā)電機(jī)（如夏利發(fā)電機(jī)）的整流器有8只整流管，其中兩只整流管接在中性點(diǎn)處（1只正極管和1只負(fù)極管），如圖3.16所示。把中性點(diǎn)電壓和三相繞組并聯(lián)輸出，實(shí)踐證明這樣可提高發(fā)電機(jī)功率1015。

12、圖3.16 具有中性點(diǎn)二極管的整流電路3.2.3交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁 除了永磁式交流發(fā)電機(jī)不需要?jiǎng)?lì)磁以外，其它形式的交流發(fā)電機(jī)都需要?jiǎng)?lì)磁，因?yàn)樗鼈兊拇艌?chǎng)都是電磁場(chǎng)，必須給勵(lì)磁繞組通電才會(huì)有磁場(chǎng)產(chǎn)生而發(fā)電，否則發(fā)電機(jī)將不能發(fā)電。 將電流引入到勵(lì)磁繞組使之產(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)和它勵(lì)兩種。 1它勵(lì) 在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)（發(fā)動(dòng)機(jī)未達(dá)到怠速轉(zhuǎn)速），自身不能發(fā)電，需要蓄電池供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組電流，使勵(lì)磁繞組產(chǎn)生磁場(chǎng)來發(fā)電。這種由蓄電池供給磁場(chǎng)電流發(fā)電的方式稱為它勵(lì)發(fā)電。3.2.3交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁 2自勵(lì) 隨著轉(zhuǎn)速的提高（一般在發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到怠速時(shí)），發(fā)電機(jī)定子繞組的電動(dòng)勢(shì)逐漸升高并能使整流器二

13、極管導(dǎo)通，當(dāng)發(fā)電機(jī)的輸出電壓UB大于蓄電池電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)就能對(duì)外供電了。當(dāng)發(fā)電機(jī)能對(duì)外供電時(shí)，就可以把自身發(fā)的電供給勵(lì)磁繞組，這種自身供給磁場(chǎng)電流發(fā)電的方式稱為自勵(lì)發(fā)電。 交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁過程是先它勵(lì)后自勵(lì)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到正常怠速轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出電壓一般高出蓄電池電壓12V以便對(duì)蓄電池充電，此時(shí)，由發(fā)電機(jī)自勵(lì)發(fā)電。 不同汽車的勵(lì)磁電路各不相同，但有一個(gè)共同特點(diǎn)是，勵(lì)磁電路都必須由點(diǎn)火開關(guān)控制。交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電路如圖3.17、3.18所示。3.2.3交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁圖3.17 6管內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁 3.2.3交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁圖3.18 11管外搭鐵型交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁3.3常見交流發(fā)電機(jī)

14、的結(jié)構(gòu)3.3.1交流發(fā)電機(jī)的分類3.3.2常見發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)型式3.3.3交流發(fā)電機(jī)的型號(hào)3.3.4交流發(fā)電機(jī)的性能指標(biāo) 3.3.1交流發(fā)電機(jī)的分類1.按總體結(jié)構(gòu)分 （1）普通交流發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)即無特殊裝置，也無特殊功能特點(diǎn)，使用時(shí)需要配裝電壓調(diào)節(jié)器。 （2）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)。 （3）帶泵的交流發(fā)電機(jī)。發(fā)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)。 （4）無刷交流發(fā)電機(jī)，不需要電刷的發(fā)電機(jī)。 （5）永磁交流發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子磁極為永磁鐵制成的發(fā)電機(jī)。3.3.1交流發(fā)電機(jī)的分類3.3.1交流發(fā)電機(jī)的分類2.按整流器結(jié)構(gòu)分（1）6管交流發(fā)電機(jī)。（2）8管交流發(fā)

15、電機(jī)。（3）9管交流發(fā)電機(jī)。（4）11管交流發(fā)電機(jī)。3.按勵(lì)磁繞組搭鐵型式分（1）內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī)。（2）外搭鐵型交流發(fā)電機(jī)。 注意：交流發(fā)電機(jī)搭鐵型式不同，所配用的調(diào)節(jié)器及接線方法不同，充電系故障檢查方法也不同，使用時(shí)應(yīng)予注意，否則發(fā)電機(jī)不發(fā)電，調(diào)節(jié)器不工作。3.3.1交流發(fā)電機(jī)的分類圖3.20 奧迪11管整交流發(fā)電機(jī)的整流器結(jié)構(gòu)形狀 圖3.21本田雅閣8管交流發(fā)電機(jī)的整流器結(jié)構(gòu)形狀3.3.2常見發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)型式 19管交流發(fā)電機(jī) （1）9管交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 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只大功率硅整流二極管和3只小功率勵(lì)磁

16、二極管組成。 圖3.22所示為日立公司生產(chǎn)的LR160-708型整體式外搭鐵型9管交流發(fā)電機(jī)電路圖。圖3.22 LR160-708型9管交流發(fā)電機(jī)電路圖1點(diǎn)火開關(guān) 2主繼電器 3熔絲 4充電指示燈3.3.2常見發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)型式 （2）充電指示燈電路： LR160-708型9管交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電路還有一個(gè)功能，就是控制充電指示燈電路，在圖3.22所示電路中，有一充電指示燈，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)火開關(guān)。 （3）充電指示燈的工作原理： 當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)接通時(shí)，發(fā)電機(jī)未發(fā)電，由蓄電池供給磁場(chǎng)電流。此時(shí)充電指示燈亮，表示蓄電池放電，發(fā)電機(jī)它勵(lì)。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，轉(zhuǎn)速升高到

17、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)，磁場(chǎng)電流由發(fā)電機(jī)供給，發(fā)電機(jī)自勵(lì)發(fā)電。若沒有熄滅,說明發(fā)電機(jī)不發(fā)電或充電指示燈電路有故障。 發(fā)電機(jī)熄火后，由于發(fā)電機(jī)不再發(fā)電，如果沒有關(guān)斷點(diǎn)火開關(guān)，蓄電池會(huì)通過磁場(chǎng)電路向勵(lì)磁繞組放電，充電指示燈會(huì)再次發(fā)亮，可提醒駕駛員關(guān)斷點(diǎn)火開關(guān)，避免蓄電池放電時(shí)間過長燒壞勵(lì)磁繞組和引起蓄電池虧電。3.3.2常見發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)型式 211管交流發(fā)電機(jī) （1）11管交流發(fā)電機(jī)整流器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 11管交流發(fā)電機(jī)的整流器由8只大功率硅整流二極管和3只小功率磁場(chǎng)二極管組成，8只整流管（其中6只接三相繞組,2只接中性點(diǎn)）組成全波橋式整流電路對(duì)外負(fù)載輸出，3只小功率磁場(chǎng)

18、二極管與3只大功率負(fù)極管也組成三相全波橋式整流電路，為發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)供電和控制充電指示燈電路。圖3.23 桑塔納轎車用整體式外搭鐵型11管發(fā)電機(jī)電路原理圖1交流發(fā)電機(jī) 2電壓調(diào)節(jié)器 3調(diào)節(jié)器的傳感器3.3.2常見發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)型式 （2）調(diào)節(jié)器的特點(diǎn) 桑塔納發(fā)電機(jī)為整體式外搭鐵型交流發(fā)電機(jī)，采用集成電路調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器和電刷架制成一個(gè)整體安裝在發(fā)電機(jī)內(nèi)部，稱為整體式發(fā)電機(jī)。外搭鐵型是指發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)的負(fù)電刷通過調(diào)節(jié)器后再搭鐵。 桑塔納發(fā)電機(jī)的外部有兩個(gè)接線柱，分別為火線接線柱B和磁場(chǎng)接線柱D+，火線接線柱B向全車供電，磁場(chǎng)接線柱D+的作用是由蓄電池向勵(lì)磁繞組提供勵(lì)磁電流使發(fā)電機(jī)發(fā)電，并且控制充電指示燈電路

19、。 11管交流發(fā)電機(jī)目前汽車上應(yīng)用較多，因?yàn)樗哂兄行渣c(diǎn)二極管可提高發(fā)電機(jī)功率，又有勵(lì)磁二極管可控制充電指示燈電路。 去掉11管交流發(fā)電機(jī)中的3只勵(lì)磁二極管，就變成了8管交流發(fā)電機(jī)。8管交流發(fā)電機(jī)的充電指示燈電路由調(diào)節(jié)器直接控制。3.3.2常見發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)型式 3無刷交流發(fā)電機(jī) 由于沒有電刷和滑環(huán)，所以不會(huì)因?yàn)殡娝⒓盎h(huán)的磨損和接觸不良造成勵(lì)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)無火花，也減小了無線電干擾。 無刷交流發(fā)電機(jī)分為爪極式、激磁機(jī)式和永磁式三種。 （1）爪極式無刷交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 如圖3.24所示，爪極式無刷交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組是靜止的，它通過一個(gè)磁軛托架固定在后端蓋上,所

20、以，不再需要電刷。 兩個(gè)爪極中，只有一個(gè)爪極直接固定在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上，另一爪極則用非導(dǎo)磁焊接在前一爪極上。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，一個(gè)爪極就帶動(dòng)另一爪極一起在定子內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng), 當(dāng)勵(lì)磁繞組中有直流電通過時(shí)，爪極被磁化, ,就形成了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。磁路如圖3.25箭頭所示3.3.2常見發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)型式圖3.24 爪極式無刷交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)1外型 2后軸承 3防護(hù)罩 4整流器 5殼體 6定子 7磁軛 8勵(lì)磁繞組接頭 9勵(lì)磁繞組 10爪極 11前端蓋12風(fēng)扇 13帶輪3.3.3 交流發(fā)電機(jī)的型號(hào)圖3.26 交流發(fā)電機(jī)型號(hào)根據(jù)國標(biāo)QCT 7393汽車電氣設(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)的型號(hào)如下： 第1部分為產(chǎn)品代

21、號(hào)。交流發(fā)電機(jī)的產(chǎn)品代號(hào)有JF、JFZ、JFB、JFW四種。 第2部分為電壓等級(jí)代號(hào)。用1位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，112 V；224V；66 v。 第3部分為電流等級(jí)代號(hào)。用1位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，其含義見表2l。 第4部分為設(shè)計(jì)序號(hào)。按產(chǎn)品的先后順序，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。 第5部分為變型代號(hào)。交流發(fā)電機(jī)以調(diào)整臂的位置作為變型代號(hào)。從驅(qū)動(dòng)端著，Y一右邊；Z一左邊；無一中間。 3.3.4 交流發(fā)電機(jī)的性能指標(biāo) 1額定電壓 交流發(fā)電機(jī)的電壓受電壓調(diào)節(jié)器控制，一般比較穩(wěn)定，只是在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)階段略有變化，正常情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到怠速轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出電壓應(yīng)能達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值，這個(gè)電壓值稱為發(fā)電機(jī)的額定電壓（12V系

22、統(tǒng)的發(fā)電機(jī)額定電壓為14V，24V系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)額定電壓為28V）。 2空載轉(zhuǎn)速 交流發(fā)電機(jī)不帶負(fù)載，能夠達(dá)到額定電壓時(shí)的初始轉(zhuǎn)速值定為空載轉(zhuǎn)速，空載轉(zhuǎn)速在發(fā)電機(jī)出廠時(shí)通過試驗(yàn)確定，列入產(chǎn)品說明書。空載轉(zhuǎn)速是汽車設(shè)計(jì)時(shí)選擇發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)速比的主要依據(jù)，也是發(fā)電機(jī)使用過程中性能是否下降的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。幾種國產(chǎn)交流發(fā)電機(jī)的主要性能指標(biāo)交流發(fā)電機(jī)型號(hào)額定電壓(V)空載轉(zhuǎn)速 (r/min)額定電流(A)額定轉(zhuǎn)速(r/min)使用車型JFZ1913Z141050906000桑塔納、奧迪JFZ1512Z141050556000廣州標(biāo)致JFZ2518141150276000切諾基JFZ171428100045

23、5000依維柯JF13A141000253500NJ1060 3額定電流和額定轉(zhuǎn)速 交流發(fā)電機(jī)受結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速等條件的限制，對(duì)外輸出電流的能力是有限的，為了評(píng)價(jià)發(fā)電機(jī)的對(duì)外輸出電流能力，把發(fā)電機(jī)輸出最大電流的2/3定為發(fā)電機(jī)的額定電流，達(dá)到額定電流時(shí)的轉(zhuǎn)速定為額定轉(zhuǎn)速。發(fā)電機(jī)出廠時(shí)，通過試驗(yàn)確定額定轉(zhuǎn)速和額定電流，并列入產(chǎn)品說明書，發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速和額定電流是評(píng)價(jià)發(fā)電機(jī)性能的重要指標(biāo)。3.4交流發(fā)電機(jī)的保養(yǎng)與維護(hù) 汽車交流發(fā)電機(jī)當(dāng)發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)不發(fā)電或發(fā)電量不足等故障時(shí)，應(yīng)首先判斷故障發(fā)生在外電路還是發(fā)電機(jī)內(nèi)部，若初步確定故障在發(fā)電機(jī)內(nèi)部，就應(yīng)將交流發(fā)電機(jī)從車上拆下來，對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)、修理。 應(yīng)先對(duì)交流

24、發(fā)電機(jī)進(jìn)行整機(jī)測(cè)試。目的是為了判定交流發(fā)電機(jī)有無故障和故障發(fā)生在哪個(gè)部位，以便有的放矢地修理。 整機(jī)測(cè)試包括：測(cè)量各接線柱之間的電阻、在萬能試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行空載電壓和負(fù)載電流的試驗(yàn)、用示波器觀察發(fā)電機(jī)輸出波形。3.4.1 交流發(fā)電機(jī)的保養(yǎng)注意事項(xiàng) 3.4.2 交流發(fā)電機(jī)的整機(jī)測(cè)試 1.測(cè)量各接線柱之間的電阻 （1）測(cè)量發(fā)電機(jī)的輸出端子B+和搭鐵端E之間的阻值（殼體或搭鐵接線柱）。 通過測(cè)量可以判斷交流發(fā)電機(jī)整流器是否有故障，如有故障應(yīng)將發(fā)電機(jī)解體進(jìn)一步檢測(cè)。 （2）測(cè)量發(fā)電機(jī)正電刷F接線柱和負(fù)電刷E之間的阻值 通過測(cè)量各接線柱之間的阻值，不能確定交流發(fā)電機(jī)是否有無故障時(shí)，應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)。圖3.2

25、7各接線柱之間電阻的測(cè)量3.4.2 交流發(fā)電機(jī)的整機(jī)測(cè)試2試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)（1）空載試驗(yàn) 空載試驗(yàn)是在交流發(fā)電機(jī)不帶任何負(fù)載（不對(duì)外輸出電流）情況下的一種試驗(yàn)?？蛰d試驗(yàn)的目的是：初步測(cè)定發(fā)電機(jī)是否有故障。（2）負(fù)載試驗(yàn) 負(fù)載試驗(yàn)就是在交流發(fā)電機(jī)帶有負(fù)載（對(duì)外輸出電流）情況下的一種試驗(yàn)。負(fù)載試驗(yàn)的目的是：進(jìn)一步測(cè)定發(fā)電機(jī)是否有故障。 交流發(fā)電機(jī)的有些故障，在沒有電流輸出的情況下是表現(xiàn)不出來的，所以如果交流發(fā)電機(jī)空載試驗(yàn)正常情況下，應(yīng)再作負(fù)載試驗(yàn)。3.4.2 交流發(fā)電機(jī)的整機(jī)測(cè)試 3用示波器觀察輸出電壓波形（有條件的情況下） 當(dāng)交流發(fā)電機(jī)有故障時(shí)，其輸出電壓的波形將出現(xiàn)異常，因此，在有條件的情況下，可用

26、示波器觀察發(fā)電機(jī)的輸出電壓波形，根據(jù)輸出電壓波形可以判斷交流發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障是整流器故障還是定子繞組故障。 圖3.29交流發(fā)電機(jī)各種故障時(shí)的電壓波形3.4.3 交流發(fā)電機(jī)的分解依次取下后防塵蓋、電壓調(diào)節(jié)器、整流器、電刷組件；松開前后固定穿心螺栓，分離前后端蓋，分別取出轉(zhuǎn)子總成和定子總成。3.4.4 零部件的檢修 1轉(zhuǎn)子的檢修 (1) 勵(lì)磁繞組的檢修 用萬用表測(cè)量勵(lì)磁繞組的電阻，應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)。 每個(gè)滑環(huán)與轉(zhuǎn)子軸之間的阻值都應(yīng)該是無窮大。圖3.30 勵(lì)磁繞組短路、斷路的檢測(cè)圖3.31 勵(lì)磁繞組搭鐵的檢測(cè)3.4.2 零部件的檢修 (2)轉(zhuǎn)子軸和滑環(huán)的檢修 轉(zhuǎn)子軸的彎曲會(huì)造成轉(zhuǎn)子與定子之間間隙過小而摩擦或

27、碰撞，如發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)阻力過大或有異響，應(yīng)檢查轉(zhuǎn)子軸是否有彎曲。 滑環(huán)應(yīng)表面光滑，無燒蝕，厚度應(yīng)大于1.5mm (3)軸承的檢修 若發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有異響，應(yīng)仔細(xì)檢查是否因軸承的損壞而造成。圖3.32 轉(zhuǎn)子軸徑向擺差的檢測(cè)3.4.2 零部件的檢修2定子的檢修（1）定子繞組的斷路和搭鐵故障檢測(cè)（2）定子繞組的短路故障檢測(cè)圖3.33定子斷路故障的檢測(cè)圖3.34定子搭鐵故障的檢測(cè)3.4.2 零部件的檢修 3整流器的檢修 將二極管的引線與其它連接分離，用指針萬用表的兩個(gè)表筆分別接到二極管的引線與殼體上，測(cè)二極管的正向與反向電阻。二極管的正向電阻應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)值，反向電阻應(yīng)在10k以上。3.35 整流二極

28、管的檢測(cè)檢測(cè)正二極管的正向電阻檢測(cè)正二極管的反向電阻檢測(cè)負(fù)二極管的正向電阻檢測(cè)負(fù)二極管的反向電阻3.4.2 零部件的檢修 4電刷組件的檢測(cè) 電刷和電刷架應(yīng)無破損或裂紋，電刷在電刷架中應(yīng)活動(dòng)自如，不得出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象。電刷露出電刷架部分的長度叫電刷長度，電刷長不應(yīng)超出磨損極限（原長的1/2），否則應(yīng)更換。 電刷彈簧壓力應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)，一般為23N，將電刷壓入電刷架使之露出部分約2mm，彈簧壓力過小應(yīng)更換。3.5電壓調(diào)節(jié)器3.5.1電壓調(diào)節(jié)器的功用3.5.2電壓調(diào)節(jié)器的分類3.5.3電壓調(diào)節(jié)器的調(diào)壓原理3.5.4電子調(diào)節(jié)器的工作原理3.5.1電壓調(diào)節(jié)器的功用 由于交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是由發(fā)動(dòng)機(jī)通過皮帶驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)

29、的，且發(fā)動(dòng)機(jī)和交流發(fā)電機(jī)的速比為1.7/3，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)備恒壓用電的要求，交流發(fā)電機(jī)必須配用電壓調(diào)節(jié)器才能工作。 電壓調(diào)節(jié)器是把發(fā)電機(jī)輸出電壓控制在規(guī)定范圍內(nèi)的裝置，其功用是在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，自動(dòng)控制發(fā)電機(jī)電壓保持恒定，使其不因發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速高時(shí)電壓過高燒壞用電器和導(dǎo)致蓄電池過充電；也不會(huì)因發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速低而電壓不足導(dǎo)致用電器工作失常。3.5.2電壓調(diào)節(jié)器的分類 早期基本以觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器為主，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，目前交流發(fā)電機(jī)幾乎全部采用電子調(diào)節(jié)器。其優(yōu)點(diǎn)是：電壓調(diào)節(jié)精度高，且不產(chǎn)生火

30、花，還具有重量輕、體積小、壽命長、可靠性高、電波干擾小等優(yōu)點(diǎn)。 電子調(diào)節(jié)器有晶體管調(diào)節(jié)器和集成電路調(diào)節(jié)器兩種。圖3.38 晶體管調(diào)節(jié)器和集成電路調(diào)節(jié)器a)晶體管調(diào)節(jié)器 b)集成電路調(diào)節(jié)器1）觸點(diǎn)（電磁振動(dòng)式）式電壓調(diào)節(jié)器3.5.2 電壓調(diào)節(jié)器的分類1、按調(diào)節(jié)器基本結(jié)構(gòu)類型可分為4種3.5.2 電壓調(diào)節(jié)器的分類2）晶體管式電壓調(diào)節(jié)器3.5.2 電壓調(diào)節(jié)器的分類3）集成電路式調(diào)節(jié)器3.5.2 電壓調(diào)節(jié)器的分類4）電腦控制調(diào)節(jié)器3.5.2電壓調(diào)節(jié)器的分類 2電子調(diào)節(jié)器按所匹配的交流發(fā)電機(jī)搭鐵類型可分兩種 （1）內(nèi)搭鐵型調(diào)節(jié)器 適用于內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī)的電子調(diào)節(jié)器稱為內(nèi)搭鐵型電子調(diào)節(jié)器； （2）外搭鐵

31、型調(diào)節(jié)器 適合用于外搭鐵型交流發(fā)電機(jī)的電子調(diào)節(jié)器稱為外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器。 對(duì)于晶體管調(diào)節(jié)器，在使用過程中，最好使用汽車說明書中指定的調(diào)節(jié)器，如果采用其它型號(hào)替代，除標(biāo)稱電壓、功率等規(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。3.5.3電壓調(diào)節(jié)器的調(diào)壓原理 交流發(fā)電機(jī)的三相繞組產(chǎn)生的相電動(dòng)勢(shì)有效值為 即交流發(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n升高時(shí)，E增大，發(fā)電機(jī)輸出端電壓UB升高，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到一定值時(shí)，輸出端電壓達(dá)到限定值，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，只能通過減小磁通來實(shí)現(xiàn)。又

32、因磁極磁通與勵(lì)磁電流If成正比，所以減小磁通也就是減小勵(lì)磁電流If 。 所以，交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器的調(diào)壓原理是：當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，調(diào)節(jié)器通過減小發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流If來減小磁通，使發(fā)電機(jī)的輸出電壓UB保持不變；當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低時(shí)，調(diào)節(jié)器通過增大發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流If來增加磁通，使發(fā)電機(jī)的輸出電壓UB保持不變 。3.5.4電子調(diào)節(jié)器的工作原理 1外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器的工作原理 （1）基本電路 電子調(diào)節(jié)器有多種型式，其內(nèi)部電路各不相同，但工作原理可用基本電路工作原理去理解。3.5.4電子調(diào)節(jié)器的工作原理（2）工作原理 點(diǎn)火開關(guān)SW剛接通時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)不發(fā)電，蓄電池電壓加在分壓器R1、R2上，此

33、時(shí)因UR1 較低不能使穩(wěn)壓管VS的反向擊穿，VT1截止，VT1截止使得VT2導(dǎo)通，發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電路接通，此時(shí)由蓄電池供給磁場(chǎng)電流。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高，發(fā)電機(jī)它勵(lì)發(fā)電，電壓上升。 當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓升高到大于蓄電池電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)自勵(lì)發(fā)電并開始對(duì)外蓄電池充電，如果此時(shí)發(fā)電機(jī)輸出電壓UB調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)上限UB2，VT1繼續(xù)截止，VT2繼續(xù)導(dǎo)通，但此時(shí)的磁場(chǎng)電流由發(fā)電機(jī)供給，發(fā)電機(jī)電壓隨轉(zhuǎn)速升高迅速升高。 當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓升高到等于調(diào)節(jié)上限UB2時(shí)，調(diào)節(jié)器對(duì)電壓的調(diào)節(jié)開始。此時(shí)VS導(dǎo)通，VT1導(dǎo)通，VT2截止，發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電路被切斷，由于磁場(chǎng)被斷路，磁通下降，發(fā)電機(jī)輸出電壓下降。 當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓下降到等于調(diào)

34、節(jié)下限UB1時(shí)，VS截止，VT1截止，VT2重新導(dǎo)通，磁場(chǎng)電路重新被接通，發(fā)電機(jī)電壓上升。 周而復(fù)始，發(fā)電機(jī)輸出電壓UB被控制在一定范圍內(nèi)，這就是外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器的工作原理。3.5.4電子調(diào)節(jié)器的工作原理 2內(nèi)搭鐵型電子調(diào)節(jié)器的基本電路 內(nèi)搭鐵型電子調(diào)節(jié)器基本電路的特點(diǎn)是晶體管VT1、VT2采用PNP型，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組連接在VT2的集電極和搭鐵端之間，與外搭鐵型電路顯著不同，電路工作原理和結(jié)構(gòu)與外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器類似。3.6電子調(diào)節(jié)器的應(yīng)用實(shí)例3.6.1 充電電路及發(fā)電機(jī)英文字母含義3.6電子調(diào)節(jié)器的應(yīng)用實(shí)例外型電路原理圖 3.6.2 JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器 1.應(yīng)用 JFT106型調(diào)

35、節(jié)器屬于外搭鐵式晶體管調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)電壓為13.814.6V，可與14V功率為750W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。 2.外形 3.組成與原理3.6.3.集成電路調(diào)節(jié)器 1奧迪轎車交流發(fā)電機(jī)的集成電路調(diào)節(jié)器 奧迪轎車交流發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)為整體式外搭鐵型交流發(fā)電機(jī)，調(diào)節(jié)器為內(nèi)裝式，和電刷架安裝在一起。 該發(fā)電機(jī)外部有2個(gè)接線端子，分別是發(fā)電機(jī)輸出端B，蓄電池勵(lì)磁的接線端子D，。發(fā)電機(jī)內(nèi)部和調(diào)節(jié)器的連接有三個(gè)，分別是D， F（和負(fù)電刷相連）和搭鐵端子E。紅旗、奧迪轎車發(fā)電機(jī)及集成電路調(diào)節(jié)器電路圖1勵(lì)磁繞組 2電壓調(diào)節(jié)器 3勵(lì)磁二極管 4充電指示燈 5防干擾電容器3.6.3.集成電路調(diào)節(jié)器 2日產(chǎn)藍(lán)鳥轎車交流發(fā)電機(jī)的集成電路調(diào)節(jié)器