交流發(fā)電機及調(diào)節(jié)器工程課件

了解交流發(fā)電機的功用、分類；掌握發(fā)電機的結(jié)構(gòu)、工作原理及檢測維修方法；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；掌握調(diào)節(jié)器的檢測方法概述交流發(fā)電機的構(gòu)造交流發(fā)電機工作原理交流發(fā)電機的特征硅整流發(fā)電機調(diào)節(jié)器典型汽車的充電系電路及故障診斷與排除/baqi/80.html1/15/20231山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民

本章介紹了汽車用交流發(fā)電機及調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)、工作原理、充電系電路及檢測維修方法，通過對學(xué)習(xí)內(nèi)容的閱讀有了感性認(rèn)識后，再通過自學(xué)參考資料加深對學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解，然后進入實踐課堂觀看（或去到實驗室親手對）實物的拆裝、檢測、試驗操作技能的訓(xùn)練，以便進一步掌握其結(jié)構(gòu)、工作原理和檢測維修方法。1/15/20232山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民第一節(jié)概述第二節(jié)交流發(fā)電機的構(gòu)造第三節(jié)交流發(fā)電機工作原理第四節(jié)交流發(fā)電機的特征第五節(jié)硅整流發(fā)電機調(diào)節(jié)器第六節(jié)典型汽車的充電系電路及故障診斷與排除1/15/20233山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民第一節(jié)概述交流發(fā)電機特點：與直流發(fā)電機相比體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，使用壽命長汽車用交流電的分類：1、按總體結(jié)構(gòu)分：(見圖2-1)（1）普通交流發(fā)電機EQ1090：JF132CA1091：JF1522A（2）整體式：內(nèi)裝調(diào)節(jié)器。奧迪、Santana:JFZ18132(3)帶泵交流發(fā)電機：帶真空制動助力泵的交流發(fā)電機。JFB1712（4）無刷交流發(fā)電機：無電刷，滑環(huán)。JFW14X（5）永磁交流發(fā)電機：轉(zhuǎn)子磁極采用永磁材料。1/15/20234山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民2、按磁場繞組搭鐵方式分：（1）內(nèi)搭鐵式EQ1090：JF132（2）外搭鐵式CA1091：JF152D、JF1522A

3、按裝用的二極管數(shù)量分：（1）六管交流發(fā)電機：JF132、JF1522A、JF152D（2）八管交流發(fā)電機：二個中性點二極管TJ7100、TJ7100U：JFZ1542（3）九管交流發(fā)電機：三個磁場二極管BJ1022：JFZ141（4）十一管交流發(fā)電機：二個中性點、三個磁場二極管Santana:JFZ181321/15/20235山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民第二節(jié)交流發(fā)電機的構(gòu)造一、普通型交流發(fā)電機三相同步交流發(fā)電機+整流器（六只硅二極管構(gòu)成三相橋式全波整流器）（一）轉(zhuǎn)子：見圖2-6。發(fā)電機的磁場部分,見圖2-7。兩塊爪極+磁場繞組+滑環(huán)形成兩對相互交錯的磁極,（二）定子：見圖2-8A功用：產(chǎn)生感應(yīng)電動勢釘子鐵芯+三相定子繞組相臨兩相間繞組線圈的起端（或末端）相臨兩個槽（或8個槽），即三相繞組的各起端A、B、C分別放入1、3、5槽（或1、9、17槽）。即能保證三相繞組相臨之間相差120°電角度。1/15/20236山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民三相繞組的連接方法：星形接法（）：大多采用三角形接法（）(三)整流器：作用：將發(fā)電機定子繞組產(chǎn)生的三相交流電變換為直流電。組成：六只硅整二極管+散熱板（安裝二極管）。負(fù)極管系：壓裝在發(fā)電機后端蓋上，引線為負(fù)極，外殼為正極。負(fù)極管系：壓裝在散熱板上，引線為正極，外殼為負(fù)極。散熱板→（螺栓）→火線接柱“B”（”+””A”或“電樞”接柱）新型：正散熱板負(fù)散熱板1/15/20237山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民（四）端蓋和電刷總成

電刷總成：兩只電刷+電刷彈簧+電刷架端蓋：鋁合金（非導(dǎo)磁性材料）交流發(fā)電機：內(nèi)搭鐵：兩電刷引線中一根與磁場接線柱“F”相連；另一根接搭鐵“-”。見圖2-13a外搭鐵：兩只電刷均與發(fā)電機絕緣，見圖2-13b與“F+”、”F-”（或“DF+”“DF-”）相連。二、整體式交流發(fā)電機特點：將集成電路調(diào)節(jié)器與交流發(fā)電機合為一體。如Santana、AUDI100、北京切諾基、天津夏利、豐田、三菱、馬自達。Santana交流發(fā)電機接線柱D+：激磁電流接線柱B+：輸出接線柱-：搭鐵（外殼）1/15/20238山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民三、無刷交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子上沒有勵磁繞組，省去了滑環(huán)、電刷，結(jié)構(gòu)簡單，外形尺寸小，故障少，維護簡單。1、爪極式無刷交流發(fā)電機JFW14,見圖2-18磁場繞組固定在后端蓋，兩個爪極直接固定在轉(zhuǎn)子軸上。2、帶有激磁機的無刷交流發(fā)電機:見圖2-193、永磁式無刷交流發(fā)電機,

永磁發(fā)電機電壓控制原理圖圖2-20四、外搭鐵交流發(fā)電機1、內(nèi)搭鐵：磁場電流經(jīng)搭鐵與發(fā)電機“-”接線柱構(gòu)成搭鐵回路。1/15/20239山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民激磁電流→調(diào)節(jié)器→“F”（發(fā)電機磁場接柱）→發(fā)電機磁場繞組→電刷→搭鐵（“-”接線柱）2、外搭鐵：激磁電流一般經(jīng)調(diào)節(jié)器的功率三極管構(gòu)成搭鐵回路。激磁電流→“F1”→磁場繞組→“F2”→調(diào)節(jié)器→搭鐵如：CA1092、北京切諾基、Santana、AUDI

（整體式）1/15/202310山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民五、八管、九管、十一管交流發(fā)電機（一）八管交流發(fā)電機：見圖2-14加裝2只中性點二極管（用以提高交流發(fā)電機的輸出功率），利用中性點電壓來增加交流發(fā)電機的輸出電流（增加10%）。（二）九管交流發(fā)電機：9管交流發(fā)電機電路見圖2-16增裝三支激磁二極管作用：一、在交流發(fā)電機建立電壓后，向磁場繞組提供磁場電流。二、控制充電指示燈。如：捷達、高爾夫、神龍、富康、依維克、小解放。（三）十一管交流發(fā)電機：如圖2-17增加3只激磁二極管、2只中性點二極管。如：Santana、AUDI、豐田皇冠1/15/202311山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民第三節(jié)交流發(fā)電機工作原理一、發(fā)電機原理三相繞組中電動勢的瞬時值方程式為：

頻率相同，幅值相等，相位差120°電角度。定子三相繞組的接法有兩種:（1）星形接法IL=IΦIL-線電流IΦ-相電流1/15/202312山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民（2）三角形接法中0UL=UΦ二、整流過程1/15/202313山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民發(fā)電機輸出直流的平均值U=1.35UL=2.34UΦUL：線電壓有效值UΦ：相電壓有效值中性點電壓U：發(fā)電機直流輸出電壓三、自激過程和激磁方式他激：發(fā)電機低速運轉(zhuǎn)，其電壓還未達到蓄電池充電電壓時自激：發(fā)電機高速運轉(zhuǎn)，其電壓已達到蓄電池充電電壓時1/15/202314山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民1．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。1/15/202315山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民1/15/202316山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民2．自勵

隨著轉(zhuǎn)速的提高，發(fā)電機的電動勢逐漸升高并能對外輸出，一般在發(fā)動機怠速時發(fā)電機就能對外供電了，當(dāng)發(fā)電機能對外供電時，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。由于在發(fā)動機轉(zhuǎn)速低時交流發(fā)電機不能自勵發(fā)電，所以低速時采取他勵發(fā)電，當(dāng)發(fā)動機達到正常怠速轉(zhuǎn)速時，發(fā)電機的輸出電壓一般高出蓄電池電壓1～2V以便對蓄電池充電，此時，由發(fā)電機自勵發(fā)電。交流發(fā)電機的勵磁電路如圖2-24。1/15/202317山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民1/15/202318山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民第四節(jié)交流發(fā)電機的特征一、輸出特征發(fā)電機輸出電壓U=常數(shù)時，發(fā)電機的輸出電流與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。n1：空載轉(zhuǎn)速n2：滿載轉(zhuǎn)速1/15/202319山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民二、空載特征

發(fā)電機空載時（I=0時），發(fā)電機電壓與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系（U=f(i)）.如圖2-27

所示三、外特征轉(zhuǎn)速一定時，發(fā)電機的端電壓與輸出電流的關(guān)系4030201010203040U（V）0I（A）100015002000r/min1/15/202320山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民第五節(jié)硅整流發(fā)電機調(diào)節(jié)器觸點式調(diào)節(jié)器半導(dǎo)體式調(diào)節(jié)器單級式（一對觸點）雙級式（兩對觸點）晶體管式集成電路式1/15/202321山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民一、觸點式調(diào)節(jié)器

以電磁線圈為敏感元件，利用發(fā)電機不同轉(zhuǎn)速時的電壓變化，使觸點斷續(xù)接觸，來控制流過發(fā)電機勵磁繞組的勵磁電流，從而達到自動穩(wěn)定發(fā)電機輸出電壓的目的。1、雙級式電壓調(diào)節(jié)器：FT61型（EQ1090）P52圖2-30（1）低速觸點K1閉合時（常閉觸點）勵磁電路：蓄電池正極A點火開關(guān)調(diào)節(jié)器點火接柱K1動觸點磁軛調(diào)節(jié)器磁場接柱勵磁繞組搭鐵1/15/202322山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民（2）發(fā)電機電壓達第一級調(diào)節(jié)電壓（14V）時：K1打開、K2仍開啟

勵磁電路：

（3）發(fā)電機高速運轉(zhuǎn)，發(fā)電機輸出電壓第二級調(diào)節(jié)值（14.5V）時，K2閉合。勵磁繞組兩端搭鐵。勵磁電路：蓄電池+SW磁場繞組磁場接柱R2調(diào)節(jié)器點火接柱R1搭鐵A搭鐵磁場繞組磁場接柱磁軛動觸點K1搭鐵1/15/202323山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民二、晶體管調(diào)節(jié)器優(yōu)點：（1）調(diào)節(jié)黏度高。（2）結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，故障少。（3）使用中無需維修。（4）能適應(yīng)大功率發(fā)電機的需求。（5）工作中不會產(chǎn)生火花，無線電干擾小。（一）晶體管調(diào)節(jié)器的基本原理利用晶體三極管的開關(guān)特征。根據(jù)發(fā)電機輸出電壓的高低，控制晶體三極管的導(dǎo)通和截止。組成：功率開關(guān)三極管（V2）、信號放大（V1）和控制電路（VD）、電壓信號（R1）的檢測電路等三部分電路。圖2-32內(nèi)搭鐵晶體管調(diào)節(jié)器的基本電路。1/15/202324山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民(二)晶體管調(diào)節(jié)器實例：

1、國產(chǎn)JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器：2－31b為JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器工作原理圖。

電壓信號的檢測電路：R1、R2、R3

控制及放電路：VD1、VD2、V1、V2

功率開關(guān)三極管：V3

V1截止、V2導(dǎo)通、V3導(dǎo)通

2、JFT126A型晶體管調(diào)節(jié)器（三）集成電路調(diào)節(jié)器的電壓檢測法：1、發(fā)電機電壓檢測法：發(fā)電機電壓檢測電路見圖3-32a檢測點P加到穩(wěn)壓管VD1兩端的反向電壓與發(fā)電機的端電壓VB成正比。2、蓄電池電壓檢測法：圖2-38（四）集成電路調(diào)節(jié)器實例：

圖2－33a所示為天津夏利轎車發(fā)電機使用的集成電路調(diào)節(jié)器外形圖，該發(fā)電機為整體式交流發(fā)電機，調(diào)節(jié)器為內(nèi)裝式外搭鐵型。1/15/202325山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民1/15/202326山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民第六節(jié)典型汽車的充電系電路及故障診斷與排除

一、典型汽車的充電系電路1、解放汽車的充電系電路CA1091、CA1092：JF152D、JF1522A發(fā)電機JFT106、JFT124調(diào)節(jié)器（1）充電系統(tǒng)工作原理激磁電流的方向調(diào)節(jié)電壓值13.8-14.6V（2）充電指示燈工作原理：P435圖10-82、夏利轎車的充電系統(tǒng)：8管整流式發(fā)電機P76圖2-58發(fā)電機未轉(zhuǎn)動時、SW閉合：Tr1、Tr2導(dǎo)通發(fā)電機中高速轉(zhuǎn)動時：Tr1、Tr2截止3、北京切諾基吉普車的充電系統(tǒng)圖2-611/15/202327山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民4、帶磁場繼電器充電系電路

防止蓄電池長期通過發(fā)電機勵磁繞組和電壓調(diào)節(jié)器線圈放電。

P78圖2-62起動按鈕

5、裝用九管交流發(fā)電機的汽車充電系統(tǒng)：依維克、奧拓、神龍、富康、小解放6、奧迪、桑塔納轎車的充電系統(tǒng)P80圖2-641/15/202328山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民二、充電系故障診斷與排除（一）不充電：發(fā)電機故障：勵磁繞組、三相繞組、短路、斷路、搭鐵調(diào)節(jié)器故障：斷路（二）充電電流過大：調(diào)節(jié)器故障：觸點式：彈簧張力過大、鐵芯與銜鐵氣隙過大