項目三 車用交流發(fā)電機

電器設備與維修

項目教學任務驅(qū)動

汽車QicheDianqiShebeiyuWenxiu項目三車用交流發(fā)電機項目三車用交流發(fā)電機學習目標：知識目標1．掌握交流發(fā)電機與電壓調(diào)節(jié)器構造、工作原理和型號；2．掌握交流發(fā)電機與調(diào)節(jié)器的正確使用方法；3．掌握交流發(fā)電機的檢修、試驗方法；4．熟知電壓調(diào)節(jié)器內(nèi)外搭鐵型形式的判斷方法及工作性能的檢測方法。5．掌握電源系統(tǒng)常見故障的診斷方法。技能目標1．交流發(fā)電機的拆裝、檢修與試驗；2．電壓調(diào)節(jié)器的檢測與調(diào)整；3．電源系統(tǒng)的電路連接與常見的故障診斷。3.1發(fā)電機的功用發(fā)電機是汽車的主要電源，其功用是在發(fā)動機正常運轉時（怠速以上），向所有用電設備（起動機除外）供電，同時向蓄電池充電。具體電路連接如圖3-1。3.2交流發(fā)電機結構汽車用交流發(fā)電機由一個三相同步交流發(fā)電機和硅二極管整流器所組成。3.2.1三相同步交流發(fā)電機組成：轉子總成、定子總成、皮帶輪、風扇、前端蓋、后端蓋及電刷總成等，如圖3-2所示。（1）轉子功用：產(chǎn)生磁場結構：由轉子軸、激磁繞阻、爪形磁極和滑環(huán)等組成，如圖3-3所示。轉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)裝有勵磁繞組和磁軛?；h(huán)由兩個彼此絕緣的銅環(huán)組成，壓裝在轉子軸上并與軸絕緣，兩個滑環(huán)分別與勵磁繞組的兩端相連。當給兩滑環(huán)通入直流電時，勵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，從而形成六對（或八對）相互交錯的磁極。當轉子轉動時，就形成了旋轉的磁場。（2）定子的結構作用：產(chǎn)生交流電。結構：定子安裝在轉子的外面，和發(fā)電機的前后端蓋固定在一起，當轉子在其內(nèi)部轉動時，引起定子繞組中磁通的變化，定子繞組中就產(chǎn)生交變的感應電動勢。定子由定子鐵心和定子繞組（線圈）組成。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，對稱的嵌放在定子鐵心的槽中。三相繞組的連接有星形接法和三角形接法兩種，如圖3-4所示，都能產(chǎn)生三相交流電。（3）皮帶輪通常由鑄鐵或鋁合金制成，分單槽和雙槽兩種，利用半圓鍵裝在前端蓋外側的轉子軸上，用彈簧墊片和螺母緊固。如圖3-5b所示。（4）風扇一般用1.5mm厚的鋼板沖壓而成或用鋁合金鑄造制成，利用半圓鍵裝在前端蓋外側的轉子軸上，緊壓在皮帶輪與前端蓋之間。見圖3-5a所示。（5）前、后端蓋前、后端蓋用非導磁性的材料鋁合金制成，它具有輕便、散熱性好等優(yōu)點。在后端蓋上裝有電刷總成。在前、后端蓋上均有通風口，當它旋轉后風扇能使空氣高速流經(jīng)發(fā)電機內(nèi)部進行冷卻。見圖3-5cd所示。（6）電刷總成兩只電刷裝在電刷架的方孔內(nèi)，并在其彈簧的壓力推動下與轉子滑環(huán)保持良好的接觸。電刷的結構有外裝式和內(nèi)裝式兩種。如圖3-6所示。3.2.2整流器作用：是把交流發(fā)電機產(chǎn)生的三相交流電變成直流電輸出，其次，可阻止蓄電池的電流向發(fā)電機倒流。（1）正極管正極管中心引線為正極，外殼為負極，在管殼底部一般標有紅色標記。在硅整流發(fā)電機中，3個正極管的外殼壓裝在元件板的座孔內(nèi)，共同組成發(fā)電機的正極，并絕緣固定在發(fā)電機后端蓋的內(nèi)側或外側，元件板上的大接線柱（螺栓）就是發(fā)電機的火線接柱，一般用符號“B”或“A”或“+”來表示。如圖3-7及圖3-8所示。

（2）負極管負極管中心引線為負極，外殼為正極，在管殼底部一般標有黑色標記。在硅整流發(fā)電機中，3個正極管的外殼壓裝在后端蓋的座孔內(nèi)，共同組成發(fā)電機的負極。一般用符號“E”或“－”來表示。如圖3-8所示。3.3交流發(fā)電機的工作原理3.3.1交流電動勢的產(chǎn)生發(fā)電機定子的三相繞組按一定規(guī)律分布在發(fā)電機的定子槽中，內(nèi)部有一個轉子，轉子上安裝著爪極和勵磁繞組。當外電路通過電刷使勵磁繞組通電時，便產(chǎn)生磁場，使爪極被磁化為N極和S極。當轉子旋轉時，磁通交替地在定子繞組中變化，根據(jù)電磁感應原理可知，定子的三相繞組中便產(chǎn)生交變的感應電動勢。這就是交流發(fā)電機的發(fā)電原理。3.3.2交流電動勢的變化頻率f和轉速、磁極對數(shù)成正比f=式中

p－磁極對數(shù)

n－發(fā)電機轉速(r/min)

在交流發(fā)電機中，由于轉子磁極呈鳥嘴形，其磁場的分布近似正弦規(guī)律，所以交流電動勢的波形也近似正弦規(guī)律，如果發(fā)電機定子的三相繞組是對稱繞制的，則產(chǎn)生的三相電動勢也是對稱的。3.3.3三相交流發(fā)電機的感應電動勢有效值的表示定子每相電動勢的有效值的表示：EΦ=4.44KfNΦm式中K-繞組系數(shù)N-每相繞組的匝數(shù)（單位：匝）

ｆ-頻率（單位：Hz）

Φ-每極磁通（單位：Wb）Ce-電機結構常數(shù)EΦ-相電動勢由此可見，當交流發(fā)電機結構一定時（結構常數(shù)Ce不變），相電動勢EΦ和發(fā)電機轉速、磁通成正比。3.3.4交流電動勢的波形

交流電動勢的幅值是發(fā)電機轉速的函數(shù)。因此，當轉速n變化時，三相電動勢的波形為變頻率、變幅值的交流波形。3.4交流發(fā)電機的整流原理發(fā)電機定子繞組中感應產(chǎn)生的是交流電,是靠6只二極管組成的三相橋式整流電路變?yōu)橹绷麟姷摹?.4.1整流原理二極管具有單項導電性,當給二極管加上正向電壓時,二極管導通,當給二極管加上反向電壓時,二極管截止。將定子的三相繞組和6只整流二極管按電路連接，發(fā)電機的輸出端B、E上就輸出一個脈動直流電壓，如圖3-10bc所示，。3.4.2二極管的導通原則3只正極管中，在某一瞬間正極電位（電壓）最高者導通。3只負極管中，在某一瞬間正極電位（電壓）最低者導通。如圖3-11所示。3.4.3發(fā)電機的整流過程三相橋式整流電路中二極管的依次循環(huán)導通，使得負載RL兩端得到一個比較平穩(wěn)的脈動直流電壓。對于三個正極管子（D1、D3、D5正極和定子繞組始端相聯(lián)），在某瞬時，電壓最高一相的正極管導通。對于三個負極管子（D2、D4、D6負極和定子繞組始端相聯(lián)），在某瞬時，電壓最低一相的負極管導通。但同時導通的管子總是兩個，正、負管子各一個。3.4.4中性點電壓在定子繞組為星形連接時，三相繞組的公共結點稱為中性點。從三相繞組的中性點引一根導線到發(fā)電機外，標記為“N”?！癗”點電壓稱為中性點電壓。中性點電壓的瞬時值是一個三次諧波電壓,如圖3-12所示。平均值為發(fā)電機輸出電壓（平均值）的一半。3.5發(fā)電機的勵磁方式除了永磁式交流發(fā)電機不需要勵磁以外，其他形式的交流發(fā)電機都必須給勵磁繞組通電才會有磁場產(chǎn)生而發(fā)電，否則發(fā)電機將不能發(fā)電。將電流引入到勵磁繞組使之產(chǎn)生磁場稱為勵磁。交流發(fā)電機勵磁方式有自勵和他勵兩種。3.5.1他勵在發(fā)電機轉速較低時（發(fā)動機未達到怠速轉速），自身不能發(fā)電。單靠微弱的剩磁產(chǎn)生的很小的電動勢，很難克服二極管的正向電阻，需要蓄電池供給發(fā)電機勵磁繞組電流，使勵磁繞組產(chǎn)生磁場來發(fā)電。這種由蓄電池供給磁場電流發(fā)電的方式稱為他勵發(fā)電。如圖3-13所示。3.5.2自勵隨著轉速的提高（一般在發(fā)動機達到怠速時），發(fā)電機定子繞組的電動勢逐漸升高并能使整流器二極管導通，當發(fā)電機的輸出電壓UB大于蓄電池電壓時，發(fā)電機就能對外供電了。當發(fā)電機能對外供電時，就可以把自身發(fā)的電供給勵磁繞組，這種自身供給磁場電流發(fā)電的方式稱為自勵發(fā)電。注意:交流發(fā)電機勵磁過程是先他勵后自勵。當發(fā)動機達到正常怠速轉速時，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。不同汽車的勵磁電路各不相同，但有一個共同特點是，勵磁電路都必須由點火開關控制。因此，汽車上發(fā)電機必須與蓄電池并聯(lián)，開始由蓄電池向激磁繞組供電，使發(fā)電機電壓很快建立起來，并迅速轉變?yōu)樽约顟B(tài)，蓄電池被充電的機會也多一些，有利于蓄電池的使用。3.5.3交流發(fā)電機勵磁電路勵磁繞組通過兩只電刷(F和E)和外電路相連，根據(jù)電刷和外電路的連接型式不同，發(fā)電機分為內(nèi)搭鐵型和外搭鐵型兩種，如圖3-14所示。（1）內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機：勵磁繞組的一端經(jīng)負電刷（E）引出后和后端蓋直接相連（直接搭鐵）的發(fā)電機稱為內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機。（2）外搭鐵型交流發(fā)電機：勵磁繞組的兩端(F和E)均和端蓋絕緣的發(fā)電機稱為外搭鐵型交流發(fā)電機。3.6交流發(fā)電機的工作特性3.6.1空載特性發(fā)電機空載運行時(即發(fā)電機不向任何用電設備供電的狀態(tài)下),發(fā)電機端電壓與轉速之間的關系，稱為空載特性，如圖3-15所示?？蛰d特性可以判斷發(fā)電機低速充電性能的好壞，同時也可看出發(fā)電機的輸出電壓是隨著發(fā)電機的轉速升高而增高的。3.6.2輸出特性發(fā)電機輸出電壓一定時，它的輸出電流隨著轉速的變化規(guī)律，稱為輸出特性，如圖3-16所示。12V的發(fā)電機的額定電壓是14V，24V的發(fā)電機額定電壓是28V。發(fā)電機不同轉速下，輸出功率情況如下：（1）發(fā)電機空載時，輸出電壓達到額定值的轉速n1，稱為空載轉速。n1常用作選擇發(fā)電機與發(fā)動機傳動比的主要依據(jù)。（2）發(fā)電機輸出電流達到額定值時的轉速n2，稱為滿載轉速，發(fā)電機的額定電流一般規(guī)定為70%～75%。從曲線中可以看出，當轉速達到一定值后，發(fā)電機的輸出電流幾乎不再繼續(xù)增加，具有自動限制輸出電流的能力。這是因為：（1）隨著定子繞組中的感應電動勢增加，其繞組的阻抗也隨轉速的升高而增大。（2）定子繞組電流的增加，其電樞反應的增強也使感應電動勢下降。由于具有這種自我保護作用，硅整流發(fā)電機一般不需要設置限流器。3.6.3外特性當發(fā)電機轉速一定時，發(fā)電機端電壓與輸出電流之間的關系，稱為外特性，如圖3-17所示。從外特性曲線可以看出：在轉速變化時，發(fā)電機端電壓有較大變化；在轉速恒定時，由于輸出電流的變化，對端電壓也有較大影響。因此，要使輸出電流穩(wěn)定，必須配用電壓調(diào)節(jié)器；高速時，當發(fā)電機突然失去負載時，端電壓會急劇升高，這時電器設備中的電子元件將有被擊穿的危險。3.7交流發(fā)電機的分類3.7.1按總體結構分類（1）普通交流發(fā)電機。使用時需要配裝電壓調(diào)節(jié)器。如圖3-18a所示。（2）整體式交流發(fā)電機，發(fā)電機和調(diào)節(jié)器制成一個整體的發(fā)電機。如圖3-18b所示。（3）帶泵的交流發(fā)電機。發(fā)電機和汽車制動系統(tǒng)用真空助力泵安裝在一起的發(fā)電機。如圖3-18c所示。（4）無刷交流發(fā)電機，不需要電刷的發(fā)電機。（5）永磁交流發(fā)電機，轉子磁極為永磁鐵制成的發(fā)電機。3.7.2按整流器結構分類（1）6管交流發(fā)電機，如圖3-19所示。（2）8管交流發(fā)電機，如圖3-20所示。8管交流發(fā)電機和6管交流發(fā)電機的基本機構是相同的，所不同的是整流器有8只硅整流二極管。其中6只組成三相全波橋式整流電路，另2只是中性點二極管，1只正極管接在中性點和正極之間，1只負極管接在中性點和負極之間，對中性點電壓進行全波整流。試驗表明：加裝中性點二極管的交流發(fā)電機在結構不變的情況下，可將發(fā)電機的功率提高10%～15%之間。（3）9管交流發(fā)電機，如圖3-21所示。

9管交流發(fā)電機的基本結構和6管交流發(fā)電機相同，所不同的是整流器。9管交流發(fā)電機的整流器是由6只大功率整流二極管和3只小功率勵磁二極管組成的。其中6只大功率整流二極管組成三相全波橋式整流電路，對外負載供電，3只小功率二極管與三只大功率負極管也組成三相全波橋式整流電路，專門為發(fā)電機磁場供電。所以稱3只小功率管為勵磁二極管。（4）11管交流發(fā)電機，如圖3-22所示。相當于9管交流發(fā)電機的整流器加2只中性點整流管。3.7.3按勵磁繞組搭鐵型式分類（1）內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機，磁場繞組的一端（負極）直接搭鐵（和殼體相聯(lián)），如圖3-23a所示。（2）外搭鐵型交流發(fā)電機外搭鐵型交流發(fā)電機，磁場繞組的一端（負極）接入調(diào)節(jié)器，通過調(diào)節(jié)器后再搭鐵，如圖3-23b所示。3.8交流發(fā)電機的型號汽車交流發(fā)電機型號由產(chǎn)品代號、電壓等級代號、電流等級代號、設計序號、變型代號五部分組成,如圖3-24所示。

3.8.1產(chǎn)品代號產(chǎn)品代號用中文字母表示，例：JF——普通交流發(fā)電機；JFZ——整體式（調(diào)節(jié)器內(nèi)置）交流發(fā)電機；JFB——帶泵的交流發(fā)電機；JFW——無刷交流發(fā)電機。3.8.2電壓等級代號電壓等級代號用一位阿拉伯數(shù)字表示，1表示12V系統(tǒng)；2表示24V系統(tǒng)；6表示6V系統(tǒng)。3.8.3電流等級代號電流等級代號也用一位阿拉伯數(shù)字表示，其含義如下表所示：3.8.4設計序號設計序號用1～2位阿拉伯數(shù)字表示，表示產(chǎn)品設計的先后順序。3.8.5變形代號交流發(fā)電機以調(diào)整臂位置作為變形代號，從驅(qū)動端看，調(diào)整臂在左邊用Ｚ表示，調(diào)整臂在右端用Ｙ表示，調(diào)整臂在中間不加標記。注：進口發(fā)電機不符合上述標準。3.9交流發(fā)電機的整機檢測3.9.1測量各接線柱之間的電阻（1）測量發(fā)電機的輸出端子B+和搭鐵端E之間的阻值（殼體或搭鐵接線柱），如圖3-25所示。通過測量可以判斷交流發(fā)電機整流器是否有故障，如有故障應將發(fā)電機解體進一步檢測。（2）測量發(fā)電機正電刷F接線柱和負電刷E之間的阻值通過測量各接線柱之間的阻值，不能確定交流發(fā)電機是否有無故障時，應進行試驗臺試驗。3.9.2試驗臺試驗（1）空載試驗空載試驗是在交流發(fā)電機不帶任何負載（不對外輸出電流）情況下的一種試驗?？蛰d試驗的目的是：初步測定發(fā)電機是否有故障。（2）負載試驗負載試驗就是在交流發(fā)電機帶有負載（對外輸出電流）情況下的一種試驗。負載試驗的目的是：進一步測定發(fā)電機是否有故障。交流發(fā)電機有些故障，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)電機空載試驗正常情況下，應再作負載試驗。3.9.3用示波器觀察輸出電壓波形當交流發(fā)電機有故障時，其輸出電壓的波形將出現(xiàn)異常，因此，可用示波器觀察發(fā)電機的輸出電壓波形，根據(jù)輸出電壓波形可以判斷內(nèi)部故障是整流器故障還是定子繞組故障，如圖3-26所示。3.10交流發(fā)電機零部件的檢修3.10.1轉子的檢修(1)勵磁繞組的檢修

用萬用表測量勵磁繞組的電阻，應符合標準。每個滑環(huán)與轉子軸之間的阻值都應該是無窮大。如圖3-27ab所示。(2)轉子軸和滑環(huán)的檢修轉子軸的彎曲會造成轉子與定子之間間隙過小而摩擦或碰撞，如發(fā)現(xiàn)發(fā)電機運轉時阻力過大或有異響，應檢查轉子軸是否有彎曲。滑環(huán)應表面光滑，無燒蝕，厚度應大于1.5mm。如圖3-27c所示。(3)軸承的檢修若發(fā)現(xiàn)發(fā)電機運轉時有異響，應仔細檢查是否因軸承的損壞而造成。3.10.2定子的檢修，如圖3-28所示（1）定子繞組的斷路和搭鐵故障檢測。（2）定子繞組的短路故障檢測3.10.3整流器的檢修(1)普通整流器的檢測將二極管的引線與其他連接分離，用指針萬用表的兩個表筆分別接到二極管的引線與殼體上，測二極管的正向與反向電阻。二極管的正向電阻應符合標準值，反向電阻應在10kΩ以上。如圖3-29所示。（2）整體結構整流器檢測整體結構整流器的整流板，正、負硅二極管全部焊裝在一起，不可分解，如圖3-30所示。檢測正極管時，將指針萬用表的紅表筆接B，黑表筆依次接P1、P2、P3、P4，均應導通；交換兩表筆后再測，均應為無窮大，否則有正二極管損壞，需更換整流器總成。檢測負極管時將指針萬用表的黑表筆接E，紅表筆依次接P1、P2、P3、P4，均應導通；交換兩表筆后再測，均應為無窮大，否則有負二極管損壞，需更換整流器總成。3.10.4電刷組件的檢測電刷和電刷架應無破損或裂紋，電刷在電刷架中應活動自如，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，電刷長度不應超出磨損極限（原長的1/2），否則應更換。如圖3-31a所示。電刷彈簧壓力應符合標準，一般為2～3N，將電刷壓入電刷架使之露出部分約2mm，彈簧壓力過小應更換。電刷表面不得有油污，電刷與滑環(huán)接觸面積應達到75%以上，否則，應進行修磨。如圖3-31b所示。3.11發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器的功用電壓調(diào)節(jié)器是把發(fā)電機輸出電壓控制在規(guī)定范圍內(nèi)的裝置，其功用是在發(fā)電機轉速變化時，自動控制發(fā)電機電壓保持恒定，使其不因發(fā)電機轉速高時，電壓過高而燒壞用電器和導致蓄電池過充電；也不會因發(fā)電機轉速低時，電壓不足而導致用電器工作失常。3.12發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器的分類3.12.1觸點式電壓調(diào)節(jié)器觸點振動頻率慢，電壓調(diào)節(jié)精度低，觸點易產(chǎn)生火花，對無線電干擾大，可靠性差，壽命短，現(xiàn)已被淘汰。3.12.2晶體管電壓調(diào)節(jié)器優(yōu)點：三極管開關頻率高，不產(chǎn)生火花，調(diào)節(jié)精度高，重量輕、體積小、壽命長、可靠性高、電波干擾小等.3.12.3集成電路電壓調(diào)節(jié)器

集成電路調(diào)節(jié)器除具有晶體管調(diào)節(jié)器的優(yōu)點外，還具有超小型，安裝于發(fā)電機的內(nèi)部（又稱內(nèi)裝式調(diào)節(jié)器），減少了外接線，并且冷卻效果得到了改善，如圖3-33所示?，F(xiàn)廣泛應用于桑塔納。奧迪等多種轎車車型上。3.12.4電腦控制電壓調(diào)節(jié)器電腦控制調(diào)節(jié)器是現(xiàn)在轎車采用的一種新型調(diào)節(jié)器，由負載檢測儀測量系統(tǒng)總負載后，向發(fā)電機電腦發(fā)送信號，然后由發(fā)動機電腦控制發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器，適時地接通和斷開磁場電路。即能可靠地保證電器系統(tǒng)正常工作，使蓄電池充電充足，又能減輕發(fā)動機負荷，提高燃料經(jīng)濟性。上海別克、廣州本田等轎車發(fā)電機上使用了這種調(diào)節(jié)器。交流發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器按所匹配的交流發(fā)電機搭鐵類型可分兩種：（1）內(nèi)搭鐵型電壓調(diào)節(jié)器適用于內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機的電子調(diào)節(jié)器稱為內(nèi)搭鐵型電子調(diào)節(jié)器；（2）外搭鐵型電壓調(diào)節(jié)器適合用于外搭鐵型交流發(fā)電機的電子調(diào)節(jié)器稱為外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器。3.13發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器的工作原理交流發(fā)電機三相繞組產(chǎn)生的相電動勢有效值為Eφ==CeФn（V）即交流發(fā)電機所產(chǎn)生的感應電動勢與轉子轉速和磁極磁通成正比。交流發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器的調(diào)壓原理是：當發(fā)電機轉速升高時，調(diào)節(jié)器通過減小發(fā)電機勵磁電流If來減小磁通Ф，使發(fā)電機的輸出電壓UB保持不變；當發(fā)電機的轉速降低時，調(diào)節(jié)器通過增大發(fā)電機的勵磁電流If來增加磁通Ф，使發(fā)電機的輸出電壓UB保持不變。3.13.1外搭鐵型電壓調(diào)節(jié)器工作原理（1）基本電路2）工作原理①點火開關SW剛接通時，發(fā)動機不轉。發(fā)電機不發(fā)電，蓄電池電壓加在分壓器R1、R2上，此時因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導通，發(fā)電機磁場電路接通，此時由蓄電池供給磁場電流。隨著發(fā)動機的起動，發(fā)電機轉速升高，發(fā)電機他勵發(fā)電，電壓上升。②當發(fā)電機電壓升高到大于蓄電池電壓時，發(fā)電機自勵發(fā)電并開始對外蓄電池充電，如果此時發(fā)電機輸出電壓UB<調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電壓的上限UB2，VT1繼續(xù)截止，VT2繼續(xù)導通，但此時的磁場電流由發(fā)電機供給，發(fā)電機電壓隨轉速升高迅速升高。③當發(fā)電機電壓升高到等于調(diào)節(jié)電壓上限UB2時，調(diào)節(jié)器對電壓的調(diào)節(jié)開始。此時VS導通，VT1導通，VT2截止，發(fā)電機磁場電路被切斷，由于磁場被斷路，磁通下降，發(fā)電機輸出電壓下降。④當發(fā)電機電壓下降到等于調(diào)節(jié)下限UB1時，VS截止，VT1截止，VT2重新導通，磁場電路重新被接通，發(fā)電機電壓上升。周而復始，發(fā)電機輸出電壓UB被控制在一定范圍內(nèi)。3.13.2內(nèi)搭鐵型電壓調(diào)節(jié)器工作原理（1）基本電路內(nèi)搭鐵型電子調(diào)節(jié)器基本電路的特點是晶體管VT1、VT2采用PNP型，發(fā)電機的勵磁繞組連接在VT2的集電極和搭鐵端之間。電路工作原理和結構與外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器類似。（2）工作特性調(diào)節(jié)器通過三級管VT2的通斷控制磁場電流，隨著轉速的提高，大功率三級管VT2的導通時間減小，截止時間增加，這樣可使得磁場電流平均值減小，磁通減小，保持輸出電壓UB不變。發(fā)電機的輸出電壓UB、磁場電流If（平均值）隨轉速n的變化關系稱為電子調(diào)節(jié)器的工作特性。如圖3-36所示。從電子調(diào)節(jié)器的工作特性曲線可以看出，n1為調(diào)節(jié)器開始工作轉速，稱為工作下限，隨著發(fā)電機轉速的升高，磁場電流減小。當發(fā)電機轉速很高時，由于大功率三極管可不導通，磁場電流被切斷，發(fā)電機僅靠剩磁發(fā)電，所以，電子調(diào)節(jié)器的工作轉速上限很高，調(diào)節(jié)范圍很大。3.13.3集成電路電壓調(diào)節(jié)器集成電路也叫IC電路。是將二極管、三極管、電阻電容等電子元件集成在一塊硅基片上，制成一個獨立的電子芯片。

IC電壓調(diào)節(jié)器在工作原理與晶體管調(diào)節(jié)器工作原理完全相同。都是根據(jù)發(fā)電機得電壓信號，利用三極管的開關特性控制磁場電流來調(diào)節(jié)發(fā)電機的輸出電壓。集成電路調(diào)節(jié)器同樣也有內(nèi)、外搭鐵之分，而且以外搭鐵形式居多。(1)電壓檢測方法根據(jù)IC調(diào)節(jié)器分壓電路檢測的電壓歸屬的不同，可分為發(fā)電機端電壓檢測法和蓄電池端電壓檢測法。1）發(fā)電機電壓檢測法發(fā)電機電壓檢測電路見圖3-37b所示，分壓器R1、R2從發(fā)電機輸出端（D+端）得到電壓，穩(wěn)壓管VS上的電壓與發(fā)電機的輸出電壓成正比，所以該電路稱為發(fā)電機電壓檢測電路（檢測點在發(fā)電機上）。發(fā)電機電壓檢測電路的優(yōu)點：發(fā)電機到檢測電路距離近，可不用導線連接，直接接在發(fā)電機輸出端，連接可靠，不致使檢測電路檢測不到信號。發(fā)電機電壓檢測電路的缺點：當發(fā)電機到蓄電池之間連接電阻大時，蓄電池充電電壓會偏低，使蓄電池充電不足。2）蓄電池電壓檢測法蓄電池電壓檢測電路如圖3-37a所示，分壓器R1、R2從蓄電池輸出端得到電壓，穩(wěn)壓管VS上的電壓和蓄電池端電壓成正比，所以該電路稱為蓄電池電壓檢測電路（檢測點在蓄電池上）。蓄電池電壓檢測電路優(yōu)點：直接檢測蓄電池端電壓來控制發(fā)電機的輸出，可使蓄電池的充電電壓有保證。蓄電池電壓檢測電路的缺點：當蓄電池和發(fā)電機之間的連接不可靠時，會使發(fā)電機失控。（2）集成電路調(diào)節(jié)器應用舉例天津夏利轎車發(fā)電機使用的集成電路調(diào)節(jié)器外形如圖3-38所示。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。該調(diào)節(jié)器有6個接線端子F、P、E三個端子用螺釘直接和發(fā)電機連接，B端用螺母固定在發(fā)電機的輸出端子“B”上，IG、L兩個端子傭金屬線引到調(diào)節(jié)器的外部接線插座上。夏利轎車調(diào)節(jié)器電路連接圖如圖3-39所示。①磁場電流控制：VT2是大功率三極管，和磁場串聯(lián)，由集成片IC控制VT2的導通和截止，從而控制磁場電路通斷，使發(fā)電機電壓得到控制。②充電指示燈：充電指示燈串接在VT1集電極上，VT1導通充電指示燈亮，VT1截止充電指示燈熄滅。在集成片IC中有控制VT1導通和截止的電路，控制信號由p點提供，p點提供的是發(fā)電機單相電壓的交流信號，其信號幅值大小可反映發(fā)電機輸出電壓高低。當發(fā)電機輸出電壓低于蓄電池電壓時，IC中控制電路使VT1導通，充電指示燈亮，當發(fā)電機輸出電壓高于蓄電池電壓時，IC中控制電路使VT1截止，充電指示熄滅。3.14充電指示燈電路大多數(shù)汽車的充電指示燈安裝在儀表板上，基本上是接通開關時，充電指示燈亮，發(fā)動機啟動后，即發(fā)電機進入正常工作充電指示燈熄滅。但也與例外（如天津大發(fā)）。充電指示燈控制電路有以下四種。3.14.1利用中性點電壓通過起動復合繼電器控制充電指示燈3.14.2利用中性點電壓通過繼電器控制充電指示燈3.14.3利用二極管來控制充電指示燈，3.15交流發(fā)電機與調(diào)節(jié)器的使用注意事項1．蓄電池的極性必須是負極搭鐵，不能接反。否則，會燒壞發(fā)電機或調(diào)節(jié)器的電子元件；2.發(fā)電機運轉時，不能用試火的方法檢查發(fā)電機是否發(fā)電，否則會燒壞二極管；3.整流器和定子繞組連接時，禁止用兆歐表或220V交流電源檢查發(fā)電機的絕緣情況；4.發(fā)電機與蓄電池之間的連接要牢靠，如突然斷開，會產(chǎn)生過電壓損壞發(fā)電機或調(diào)節(jié)器的電子元件；5．一旦發(fā)現(xiàn)交流發(fā)電機或調(diào)節(jié)器有故障應立即檢修，及時排除故障，不應再連續(xù)運轉；6.為交流發(fā)電機配用調(diào)節(jié)器時，交流發(fā)電機的電壓等級必須與調(diào)節(jié)器電壓等級相同，交流發(fā)電機的搭鐵類型必須與調(diào)節(jié)器搭鐵類型相同，調(diào)節(jié)器的功率不得小于發(fā)電機的功率；7．線路連接必須正確，目前各種車型調(diào)節(jié)器的安裝位置及接線方式各不相同，故接線時要特別注意；8．調(diào)節(jié)器必須受點火開關控制，發(fā)電機停止轉動時，應將點火開關斷開，否則會使發(fā)電機的磁場電路一直處于接通狀態(tài)，不但會燒壞磁場線圈，而且會引起蓄電池虧電。3.16交流發(fā)電機與調(diào)節(jié)器常見故障的診斷與排除

3.16.1不充電（1）故障現(xiàn)象：發(fā)動機中速以上運轉，電流表指示放電，充電指示燈不熄滅。測量發(fā)電機端電壓為≯蓄電池電壓。（2）原因分析：1）發(fā)電機皮帶斷或打滑嚴重；2）發(fā)電機勵磁線路或充電線路斷路；3）發(fā)電機故障：①電刷與滑環(huán)接觸不良；②二極管擊穿、斷路；③轉子繞組短路、斷路或搭鐵；④定子繞組短路、斷路、搭鐵；

4）調(diào)節(jié)器故障：①彈簧彈力不足、氣隙過小、高速觸電燒結、觸點燒蝕臟污同時調(diào)節(jié)電阻段路；②晶體管調(diào)節(jié)器的穩(wěn)壓管及小功率三極管短路或到功率三極管斷路；③調(diào)節(jié)器的搭鐵方式與發(fā)電機不匹配。（3）故障診斷方法步驟1）依次檢查皮帶松緊、導線連接（松脫或接錯）情況。若正常，進行下一步。2）檢查勵磁電路對發(fā)電機進行電磁吸力試驗，若不正常，檢查勵磁電路。應區(qū)分是發(fā)電機故障還是調(diào)節(jié)器故障。若正常，進行下一步。3）檢查電樞回路（在運轉狀態(tài)下，用試燈檢查發(fā)電機“B”接線端是否有電的方法來確定故障是在外線路還是在發(fā)電機內(nèi)部）。診斷電路故障時，可用試燈或萬用表的電阻檔或電壓檔。3.16.2充電電流過小（1）故障現(xiàn)象在蓄電池虧電的情況下，發(fā)動機中高速運轉時充電電流很小，或蓄電池經(jīng)常虧電。（2）原因分析1）充電線路接觸不良；2）傳動帶打滑；3）發(fā)電機有故障；4）調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電壓過低或有故障。（3）故障診斷方法步驟1）檢查發(fā)電機傳動帶的松緊或油污、檢查導線的連接；2）拆下發(fā)電機“F”導線，用試燈兩端接發(fā)電機“B”和“F”接線柱,起動發(fā)動機