模塊3 交流發(fā)電機(jī)

汽車電氣設(shè)備構(gòu)造與維修模塊3交流發(fā)電機(jī)3.1發(fā)電機(jī)的功用和分類

3.1.1發(fā)電機(jī)的功用

3.1.2發(fā)電機(jī)的分類

3.1.3發(fā)電機(jī)的型號(hào)

3.2發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

3.2.1發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

3.2.2發(fā)電機(jī)的工作過程

3.3交流發(fā)電機(jī)的檢修

3.4交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器的功用、分類及電壓調(diào)節(jié)原理

3.4.1雙級(jí)觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器

3.4.2單級(jí)觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器3.4.3晶體管電壓調(diào)節(jié)器

3.4.4集成電路調(diào)節(jié)器

3.5典型充電系線路的故障檢測(cè)方法

3.5.1外裝調(diào)節(jié)器發(fā)電機(jī)的充電系故障診斷與排除

3.5.2整體式交流發(fā)電機(jī)的充電系故障診斷與排除

3.1.1發(fā)電機(jī)的功用圖3-1汽車主要電源發(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)(怠速以上)，向所有用電設(shè)備(起動(dòng)機(jī)除外)供電，同時(shí)向蓄電池充電(見圖3-1)。3.1發(fā)電機(jī)的功用和分類3.1.2發(fā)電機(jī)的分類(1)按總體結(jié)構(gòu)分五類

１)普通交流發(fā)電機(jī)(使用時(shí)需要配裝電壓調(diào)節(jié)器的發(fā)電機(jī))，例如JF132交流發(fā)電機(jī)(EQ140用)，如圖3-2所示。

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))，例如別克轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)上裝配的是CS型發(fā)電機(jī)(包括CS—121、CS—130和CS—144三種不同的型號(hào))，如圖3-3所示。圖3-2

JFB交流發(fā)電機(jī)圖3-3CS—130整體

式交流發(fā)電機(jī)3.1.2發(fā)電機(jī)的分類３)帶泵交流發(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))，例如JFZB292發(fā)電機(jī)，如圖3-4所示。

４)無刷交流發(fā)電機(jī)(不需要電刷的發(fā)電機(jī))，例如JFW1913發(fā)電機(jī)，如圖3-5所示。５)永磁交流發(fā)電機(jī)(磁極為永磁鐵制成的發(fā)電機(jī))。圖3-3

JFZB292發(fā)電機(jī)圖3-5JFW1913發(fā)電機(jī)3.1.2發(fā)電機(jī)的分類(2)按整流器結(jié)構(gòu)分四類

1)六管交流發(fā)電機(jī)，例如JF1522(東風(fēng)汽車用)。

2)八管交流發(fā)電機(jī)，例如JFZ1542(天津夏利汽車用)。

3)九管交流發(fā)電機(jī)，例如(日本日立、三菱、馬自達(dá)汽車用)。

4)十一管交流發(fā)電機(jī)，例如JFZ1913Z(奧迪、桑塔納汽車用)。

(3)按磁場(chǎng)繞組搭鐵形式分兩類

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)。3.1.3發(fā)電機(jī)的型號(hào)1)產(chǎn)品代號(hào)：產(chǎn)品代號(hào)用中文字母表示，例：JF——普通交流發(fā)電機(jī)，JFZ——整體式(調(diào)節(jié)器內(nèi)置)交流發(fā)電機(jī)，JFB——帶泵的交流發(fā)電機(jī)，JFW——無刷交流發(fā)電機(jī)。

2)電壓等級(jí)代號(hào)：電壓等級(jí)代號(hào)用一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，例：1——12V系統(tǒng)，2——24V系統(tǒng)，6——6V系統(tǒng)。

3)電流等級(jí)代號(hào)：電流等級(jí)代號(hào)也用一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，其含義見表３-１。表3-1電流等級(jí)代號(hào)4)設(shè)計(jì)序號(hào)：設(shè)計(jì)序號(hào)用1～2位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，表示產(chǎn)品設(shè)計(jì)的先后順序。5)變形代號(hào)：交流發(fā)電機(jī)以調(diào)整臂位置作為變形代號(hào)，從驅(qū)動(dòng)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(biāo)記。3.2.1發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)圖3-6交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)

1—電刷2—集電環(huán)3—元件板

4—轉(zhuǎn)子5—定子6—風(fēng)扇汽車發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)子、定子、前后端蓋和整流器，如圖3-6所示。3.2發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理3.2.1發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1.轉(zhuǎn)子圖3-7轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)

1—?jiǎng)?lì)磁繞組2—爪極3—轉(zhuǎn)子軸4—集電環(huán)3.2.1發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)圖3-8定子的結(jié)構(gòu)

1—定子繞組2—定子鐵心2.定子3.2.1發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)圖3-9定子繞組的星形聯(lián)結(jié)法圖3-10定子繞組的三角形聯(lián)結(jié)法3.2.1發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)圖3-11六個(gè)二極管的安裝3.前后端蓋4.整流器3.2.2發(fā)電機(jī)的工作過程1.電壓的建立圖3-12交流發(fā)電機(jī)的接線3.2.2發(fā)電機(jī)的工作過程圖3-13交流發(fā)電機(jī)電路3.2.2發(fā)電機(jī)的工作過程圖3-14三相橋式整流電路及電壓波形

a)整流電路b)整流前三相交流電波形

c)整流后負(fù)載上的電壓波形2.整流過程3.2.2發(fā)電機(jī)的工作過程圖3-15中性點(diǎn)電壓的變化3.八管交流發(fā)電機(jī)3.2.2發(fā)電機(jī)的工作過程圖3-16交流發(fā)電機(jī)接線圖

a)八管交流發(fā)電機(jī)b)九管交流發(fā)電機(jī)4.九管交流發(fā)電機(jī)3.2.2發(fā)電機(jī)的工作過程圖3-17十一管交流發(fā)電機(jī)接線圖

1—蓄電池2—交流發(fā)電機(jī)3—點(diǎn)火開關(guān)4—5A

熔斷片5—充電指示燈6—保護(hù)二極管5.十一管交流發(fā)電機(jī)3.2.2發(fā)電機(jī)的工作過程6.無刷交流發(fā)電機(jī)

(1)單爪極式無刷交流發(fā)電機(jī)如圖3-18所示為東風(fēng)EQ1090系列汽車上裝用的JFW132型單爪極式無刷交流發(fā)電機(jī)。圖3-18單爪級(jí)式無刷交流發(fā)電機(jī)

1—轉(zhuǎn)子軸2—磁軛托架3—端蓋4—爪極5—定子鐵心

6—非導(dǎo)磁性連接環(huán)7—?jiǎng)?lì)磁繞組部分8—轉(zhuǎn)子磁軛3.2.2發(fā)電機(jī)的工作過程(2)雙爪極式無刷交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：雙爪極式發(fā)電機(jī)相當(dāng)于兩個(gè)單爪極式發(fā)電機(jī)的合成。

圖3-19雙爪極式無

刷交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子

1—轉(zhuǎn)軸2—磁場(chǎng)裝置

3—集電環(huán)4—磁軸線3.2.2發(fā)電機(jī)的工作過程圖3-20凸極式無刷交流發(fā)電機(jī)

1—定子鐵心2—定子繞組3—磁場(chǎng)繞組4—轉(zhuǎn)子(3)感應(yīng)式無刷交流發(fā)電機(jī)感應(yīng)式無刷交流發(fā)電機(jī)也稱為凸極式交流發(fā)電機(jī)。3.2.2發(fā)電機(jī)的工作過程【習(xí)題3.2】

1.發(fā)動(dòng)機(jī)的整流器由哪幾部分組成？2.常見的發(fā)電機(jī)有哪些類型？

3.無刷發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)是什么？3.3交流發(fā)電機(jī)的檢修圖3-21電壓檢測(cè)法

a)發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)法b)蓄電池電壓檢測(cè)法1.發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)法3.3交流發(fā)電機(jī)的檢修圖3-22蓄電池電壓檢測(cè)電路的補(bǔ)救辦法3.交流發(fā)電機(jī)不解體檢測(cè)(1)空載電壓檢測(cè)檢測(cè)空載電壓時(shí)，先使發(fā)電機(jī)他勵(lì)發(fā)電，2.蓄電池電壓檢測(cè)法

3.3交流發(fā)電機(jī)的檢修3.交流發(fā)電機(jī)不解體檢測(cè)(1)空載電壓檢測(cè)檢測(cè)空載電壓時(shí)，先使發(fā)電機(jī)他勵(lì)發(fā)電，然后使發(fā)電機(jī)自勵(lì)發(fā)電，同時(shí)逐漸升高發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，并觀察電壓表的讀數(shù)。

(2)負(fù)載電流檢測(cè)當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓穩(wěn)定在額定電壓值，輸出電流達(dá)到規(guī)定的額定電流值時(shí)，若發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速小于或等于規(guī)定數(shù)值，則表明發(fā)電機(jī)性能良好；若轉(zhuǎn)速高于規(guī)定數(shù)值，則表明發(fā)電機(jī)有故障。(3)用示波器檢測(cè)通過用示波器檢測(cè)交流發(fā)電機(jī)整流后輸出電壓的波形，可以判別定子繞組和整流電路的故障，各種故障的波形如圖3-23所示。

(4)各接線端子之間阻值的檢測(cè)為了判定交流發(fā)電機(jī)故障發(fā)生在哪個(gè)部位，在發(fā)電機(jī)解體之前，可用萬用表歐姆擋檢測(cè)發(fā)電機(jī)各接線端子之間的阻值進(jìn)行分析判斷。3.3交流發(fā)電機(jī)的檢修圖3-23各種故障的端電壓波形3.3交流發(fā)電機(jī)的檢修表3-2JF132型交流發(fā)電機(jī)各端子間的阻值標(biāo)準(zhǔn)值及故障現(xiàn)象和原因4.發(fā)電機(jī)拆檢

1)拆下電刷蓋板緊固螺母，取出電刷彈簧與電刷。3.3交流發(fā)電機(jī)的檢修2)拆下后軸承防塵蓋和軸端的固定螺母。

3)拆下前后端蓋的聯(lián)接螺栓，并用木質(zhì)或橡皮錘子輕擊前后端蓋，在分離前后端蓋時(shí)，定子應(yīng)隨后端蓋一起，以免折斷定子繞組引出端線。

4)從后端蓋上拆下定子繞組端頭，使定子總成與后端蓋分離。

5)拆下整流器總成。

6)拆下帶輪固定螺母，并從轉(zhuǎn)子上取下帶輪、半圓鍵、風(fēng)扇和前端蓋。

5.交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的檢測(cè)和修理

(1)磁場(chǎng)繞組的檢測(cè)與修理磁場(chǎng)繞組在使用過程中，其端頭的焊點(diǎn)易受振動(dòng)影響而發(fā)生斷路故障，因此，可用萬用表歐姆擋進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)方法如圖3-24所示。3.3交流發(fā)電機(jī)的檢修圖3-24用萬用表測(cè)量磁場(chǎng)繞組的電阻值3.3交流發(fā)電機(jī)的檢修圖3-25磁場(chǎng)繞組的搭鐵檢測(cè)(2)轉(zhuǎn)子軸和集電環(huán)的檢測(cè)與修理轉(zhuǎn)子軸的徑向擺差可用百分表檢3.3交流發(fā)電機(jī)的檢修(2)轉(zhuǎn)子軸和集電環(huán)的檢測(cè)與修理轉(zhuǎn)子軸的徑向擺差可用百分表檢測(cè)，方法如圖3-26所示。圖3-26檢測(cè)轉(zhuǎn)子軸的徑向擺差(3)電刷的檢測(cè)與修理電刷的高度不得低于7mm，否則應(yīng)予更換。

3.3交流發(fā)電機(jī)的檢修圖3-27定子繞組斷路檢測(cè)6.交流發(fā)電機(jī)的定子檢測(cè)和修理3.3交流發(fā)電機(jī)的檢修圖3-28定子繞組搭鐵檢測(cè)3.3交流發(fā)電機(jī)的檢修圖3-29用萬用表(電阻擋)檢查二極管(1)二極管好壞的檢測(cè)將定子繞組與二極管的連線拆開，7.交流發(fā)電機(jī)整流器的檢測(cè)和修理3.3交流發(fā)電機(jī)的檢修將萬用表的兩極測(cè)試棒分別按在被測(cè)二極管的兩極上檢測(cè)一次，然后交換兩極測(cè)試棒的位置再檢測(cè)一次。

(2)二板管極性的檢測(cè)與判別當(dāng)二極管或整流板總成上無任何標(biāo)記時(shí)，可用萬用表(RX1擋)檢測(cè)判斷其極性。

8.交流發(fā)電機(jī)組裝

1)將前端蓋、風(fēng)扇、半圓鍵和帶輪依次裝到轉(zhuǎn)子軸上，并用螺母緊固牢靠。

2)將整流板、定子繞組依次裝入后端蓋，并正確連接整流二極管引出端線與定子繞組引出端線。

3)將前后端蓋裝合在一起，擰緊聯(lián)接螺栓。

4)擰緊后端蓋軸承緊固螺母，裝好軸承蓋。

5)將電刷組件裝到發(fā)電機(jī)上，并確認(rèn)接線端子位置正確無誤。3.3交流發(fā)電機(jī)的檢修9.交流發(fā)電機(jī)使用和維護(hù)

1)JF系列的交流發(fā)電機(jī)為負(fù)極搭鐵，蓄電池搭鐵極性必須與此相同。

2)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不要直接用導(dǎo)線在發(fā)電機(jī)正負(fù)極間試火花的辦法檢查發(fā)電機(jī)是否發(fā)電，否則容易損壞二極管。

3)發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)不發(fā)電或充電電流很小時(shí)，應(yīng)及時(shí)找出故障加以排除，不應(yīng)再長(zhǎng)期繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

4)整流器的六個(gè)硅二極管與定子繞組相連接時(shí)，絕對(duì)禁止用兆歐表或220V交流電源檢查發(fā)電機(jī)的絕緣情況，否則便將二極管擊穿而損壞。

5)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火以后，應(yīng)將點(diǎn)火開關(guān)斷開。

3.3交流發(fā)電機(jī)的檢修【習(xí)題3.3】

1.簡(jiǎn)述發(fā)電機(jī)不解體檢測(cè)的內(nèi)容和方法。2.簡(jiǎn)述發(fā)電機(jī)的正確使用與保養(yǎng)方法。3.4.1雙級(jí)觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器1.交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器的功用

2.發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器的分類及電壓調(diào)節(jié)原理

(1)他勵(lì)過程接通點(diǎn)火開關(guān)，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)蓄電池向發(fā)動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組供電，勵(lì)磁電流為：蓄電池正極→電流表→點(diǎn)火開關(guān)10→調(diào)節(jié)器“點(diǎn)火”接線柱→低速觸點(diǎn)K１→活動(dòng)觸點(diǎn)臂2→磁扼5→調(diào)節(jié)器磁場(chǎng)接線柱F→磁場(chǎng)繞組→搭鐵。3.4交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器的功用、分類及電壓調(diào)節(jié)原理3.4.1雙級(jí)觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器圖3-30FT61型雙級(jí)觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器

1—低速觸點(diǎn)臂2—活動(dòng)觸點(diǎn)臂3—磁化線圈4—彈簧

5—磁軛6—電刷7—集電環(huán)8—?jiǎng)?lì)磁繞組9—定子繞組

10—點(diǎn)火開關(guān)—低速觸點(diǎn)—高速觸點(diǎn)

—加速電阻—附加電阻—補(bǔ)償電阻3.4.1雙級(jí)觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器(2)自勵(lì)過程

1)在發(fā)動(dòng)機(jī)低速或大負(fù)載時(shí)，通過K1保持電壓穩(wěn)定。

2)在發(fā)動(dòng)機(jī)高速或小負(fù)載運(yùn)行時(shí)，通過K2保持電壓穩(wěn)定。圖3-31單級(jí)觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器3.4.2單級(jí)觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器1)當(dāng)觸點(diǎn)打開瞬間，由于勵(lì)磁電流的減小在勵(lì)磁繞組中產(chǎn)生較高的自感電動(dòng)勢(shì)，并加給滅弧裝置(二極管VD、扼流線圈L2和電容器C)。

2)觸點(diǎn)打開的瞬間，自感電動(dòng)勢(shì)還對(duì)Ｃ充電，構(gòu)成了勵(lì)磁繞組與電容的阻尼振蕩回路，吸收了自感電動(dòng)勢(shì)，也減弱了觸點(diǎn)的火花。3.4.3晶體管電壓調(diào)節(jié)器圖3-32分立元件式電子調(diào)節(jié)器3.4.3晶體管電壓調(diào)節(jié)器圖3-33JFT105型電子調(diào)節(jié)器電路原理圖２)當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高，端電壓隨著上升。調(diào)節(jié)器工作過程如下1)當(dāng)發(fā)電機(jī)不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速較低時(shí)，勵(lì)磁繞組由蓄電池供電(它勵(lì))。3.4.3晶體管電壓調(diào)節(jié)器３)當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速再升高，發(fā)電機(jī)端電壓達(dá)到調(diào)節(jié)電壓值時(shí)，R3上的電壓便達(dá)到了穩(wěn)壓管的擊穿電壓，VS被擊穿而導(dǎo)通。

４)當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓下降至稍低于調(diào)節(jié)器電壓時(shí)，加于穩(wěn)壓管VS兩端的反向電壓又低于其擊穿電壓，VS由導(dǎo)通狀態(tài)恢復(fù)到截止?fàn)顟B(tài)。

５)當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓上升至稍高于調(diào)節(jié)器電壓時(shí)，又重復(fù)上述過程。3.4.4集成電路調(diào)節(jié)器1.結(jié)構(gòu)組成圖3-34JFT151型IC調(diào)節(jié)器電路2.工作原理3.4.4集成電路調(diào)節(jié)器【習(xí)題3.4】

1.常見電壓調(diào)節(jié)器有哪幾種類型？

2.觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器的工作原理是什么？

3.國(guó)產(chǎn)JFT１51型集成電路(IC)調(diào)節(jié)器的原理是什么？3.5.1外裝調(diào)節(jié)器發(fā)電機(jī)的充電系故障診斷與排除1.不充電故障的診斷與排除

1)發(fā)電機(jī)傳動(dòng)帶打滑或連接線有斷路處。

2)電流表損壞或充電指示燈絲燒斷。

3)發(fā)電機(jī)不發(fā)電：整流二極管燒壞；集電環(huán)臟污，電刷架變形使電刷磨損過甚，引起磁場(chǎng)電路不通；發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組或定子繞組有斷路、短路、搭鐵。

4)調(diào)節(jié)器故障：調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電壓過低；調(diào)節(jié)器損壞，對(duì)于電子式調(diào)節(jié)器可能是大功率管斷路或其他元件故障，對(duì)于觸點(diǎn)式可能是低速觸點(diǎn)臟污，高速觸點(diǎn)烷結(jié)以及內(nèi)部有斷路或短路。

5)有磁場(chǎng)繼電器時(shí)，可能是繼電器線圈或電阻燒斷，觸點(diǎn)接觸不良。

2.充電量過小故障的診斷與排除3.5典型充電系線路的故障檢測(cè)方法3.5.1外裝調(diào)節(jié)器發(fā)電機(jī)的充電系故障診斷與排除圖3-35不充電故障的診斷與排除3.5.1外裝調(diào)節(jié)器發(fā)電機(jī)的充電系故障診斷與排除1)發(fā)電機(jī)風(fēng)扇傳動(dòng)帶過松、打滑。2)發(fā)電機(jī)故障：可能有個(gè)別二極管損壞;定子