汽車電器設備與維修課件華科項目三

項目三

交流發(fā)電機的檢測與維護

知識目標

交流發(fā)電機的功用、分類、型號、結(jié)構(gòu)及工作原理

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

交流發(fā)電機常見故障檢修、使用、維護

電壓調(diào)節(jié)器的檢測1

能力目標

能對交流發(fā)電機進行拆卸和安裝

能對交流發(fā)電機進行試驗、檢測及維修

能檢測電壓調(diào)節(jié)器

能對交流發(fā)電機進行維護和保養(yǎng)

能用萬用表檢驗交流發(fā)電機的部件和調(diào)節(jié)2案例引入

一輛卡羅拉轎車中高速行使時，儀表板上的充電指示燈忽明忽暗。經(jīng)過技術(shù)人員分析，可能是交流發(fā)電機皮帶打滑、充電系統(tǒng)線路故障或交流發(fā)電機內(nèi)部故障等，如何診斷排除此故障？該故障是怎樣產(chǎn)生的，我們用什么方法及設備診斷排除？3任務3.1交流發(fā)電機的拆裝與保養(yǎng)任務導入

交流發(fā)電機是如何產(chǎn)生電能的？又是如何給蓄電池進行充電的？要了解這些內(nèi)容，需要進入下面的理論知識學習41.交流發(fā)電機的構(gòu)造5JF132型交流發(fā)電機解體圖1-后端蓋2-電刷架3-電刷4-電刷彈簧壓蓋5-硅二極管6-元件板7-轉(zhuǎn)子8-定子9-前端蓋10-風扇11-帶輪1.轉(zhuǎn)子的構(gòu)造

轉(zhuǎn)子的總成作用是產(chǎn)生磁場，它由其兩塊爪極、磁場繞組、滑環(huán)及軸等組成。6雙擊畫面觀看動畫

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)裝有勵磁繞組和磁軛。

滑環(huán)由兩個彼此絕緣的銅環(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(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，就形成了旋轉(zhuǎn)的磁場。71－滑環(huán)2－轉(zhuǎn)子軸3－爪極4－磁軛5－勵磁繞組交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子總成2.定子的構(gòu)造

定子的功用是產(chǎn)生交流電。

定子安裝在轉(zhuǎn)子的外面，和發(fā)電機的前后端蓋固定在一起，當轉(zhuǎn)子在其內(nèi)部轉(zhuǎn)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。8雙擊畫面觀看動畫

定子由定子鐵心和定子繞組（線圈）組成。

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，都能產(chǎn)生三相交流電。9圖

交流發(fā)電機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）整流器

整流器的功用是將定子繞組產(chǎn)生的三相交流電變?yōu)橹绷麟?，其次，可阻止蓄電池的電流向交流發(fā)電機倒流。101.整流器的結(jié)構(gòu)

交流發(fā)電機整流器的作用是將定子繞組的三相交流電變?yōu)橹绷麟姟?/p>

整流器由整流板和整流二極管組成，6管交流發(fā)電機的整流器是由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），另一塊為負極板，負極板和發(fā)電機外殼直接相連（搭鐵），也可以將發(fā)電機的后蓋直接作為負極板。1112圖3.5交流發(fā)電機整流二極管安裝示意圖圖3.6交流發(fā)電機整流二極管汽車用硅整流二極管是專用的，有如下特點：

（1）允許的工作電流大，如ZQ50型二極管的正向平均電流為50A，浪涌電流為600A。

（2）承受反向電壓的能力高，可承受的反向重復峰值電壓在270V左右，反向不重復峰值電壓在300V左右。

（3）只有一根引線（引出電極）

（4）根據(jù)引出電極的不同分為正二極管和負二極管。134）皮帶輪

皮帶輪通過皮帶將發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳遞給發(fā)電機的轉(zhuǎn)子軸14圖3.8交流發(fā)電機皮帶輪5）風扇

風扇的功用是對發(fā)電機進行冷卻15圖3.9交流發(fā)電機風扇6）前、后端蓋

前、后端蓋用非導磁性材料鋁合金制成。具有輕便、散熱性好等優(yōu)點。后端蓋上裝有電刷總成167）電刷

電刷的功用是將直流電引入勵磁繞組。17圖3.11交流發(fā)電機電刷及電刷架2.交流發(fā)電機工作原理1）發(fā)電原理18圖3.12交流發(fā)電機發(fā)電原理2）交流發(fā)電機的整流原理19圖3.13三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)整流后負載上的電壓波形（1）二極管的導通原則（2）整流過程的分析20圖3.14整流二極管導通分析3）中性點電壓21圖3.15交流發(fā)電機中性點電壓波形22圖3.16具有中性點二極管的整流電路4）交流發(fā)電機的勵磁方式交流發(fā)電機勵磁方式有自勵和他勵兩種。

他勵23圖3.176管內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機的勵磁自勵24圖3.1811管外搭鐵型交流發(fā)電機的勵磁交流發(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25圖3.19交流發(fā)電機勵磁電路交流發(fā)電機的特性

交流發(fā)電機的特性是指交流發(fā)電機輸出的直流電壓、電流與轉(zhuǎn)速之間的關系。它包括輸出特性、空載特性和外特性。261）空載特性

交流發(fā)電機空載運行時(即交流發(fā)電機不向任何用電設備供電的狀態(tài)下),交流發(fā)電機端電壓與轉(zhuǎn)速之間的關系，稱為空載特性27圖3.20交流發(fā)電機的空載特性2）輸出特性

交流發(fā)電機輸出電壓一定時，它的輸出電流隨著轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律，稱為輸出特性28圖3.21交流發(fā)電機的輸出特性3）外特性

當交流發(fā)電機轉(zhuǎn)速一定時，交流發(fā)電機端電壓與輸出電流之間的關系，稱為外特性29圖3.22交流發(fā)電機的外特性交流發(fā)電機的型號

根據(jù)中華人民共和國汽車行業(yè)標準QC/T73-93《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)電機型號組成如下：30變型序號設計序號產(chǎn)品代號電壓等級代號電流等級代號注意：進口發(fā)電機不符合上述標準。第一部分為產(chǎn)品名稱代號。交流發(fā)電機的產(chǎn)品代號有JF、JFZ、JFB、JFW四種。第二部分為分類代號，即電壓等級代號，用一位阿拉伯數(shù)字表示，1—12V；2—24V；6—6V。第三部分為電流等級代號用一位阿拉伯數(shù)字表示，見表3—1。第四部分為設計序號，按產(chǎn)品設計先后順序，用阿拉伯數(shù)字表示。第五部分為變型代號，交流發(fā)電機以調(diào)整臂的位置作為變形代號。從驅(qū)動端看，Y-右邊；Z-左邊。例如：JF152表示交流發(fā)電機，其電壓等級為12V，電流等級為》50~59A，第二次設計。桑塔納、奧迪100型轎車用JFZ1913Z型交流發(fā)電機是電壓等級為12V，電流等級為》90A，第13次設計，調(diào)整臂在左邊的整體交流發(fā)電機。31電流等級代號

32

交流發(fā)電機分類1．按結(jié)構(gòu)分類（1）普通交流發(fā)電機(使用時需要配裝電壓調(diào)節(jié)器的發(fā)電機)例JF132（EQ140用）插圖（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)例別克轎車的發(fā)動機上裝配的是CS型發(fā)電機（包括CS—121、CS—130和CS—144三種不同的型號）如圖：

33（3）帶泵交流發(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)例JFZB292發(fā)電機。

（4）無刷交流發(fā)電機(不需要電刷的發(fā)電機)例JFW1913發(fā)電機。（5）永磁交流發(fā)電機(磁極為永磁鐵制成的發(fā)電機)

34按整流器結(jié)構(gòu)分類①6管交流發(fā)電機②8管交流發(fā)電機③9管交流發(fā)電機④11管交流發(fā)電機35按勵磁繞組搭鐵型式分類①內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機②外搭鐵型交流發(fā)電機36a)b)圖3.28交流發(fā)電機的搭鐵形式a)內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機b)外搭鐵型交流發(fā)電機

交流發(fā)電機檢測

一、準備工作

二、實訓內(nèi)容1)交流發(fā)電機的整機檢測2）試驗臺試驗3）用示波器觀察輸出電壓波形37交流發(fā)電機的拆卸1）脫開蓄電池負極（-）端子電纜2）斷開交流發(fā)電機電纜3）斷開交流發(fā)電機連接器4）拆卸發(fā)電機38391－軸套2－發(fā)電機3－托架（發(fā)動機一側(cè)）交流發(fā)電機的解體

發(fā)電機的解體步驟為：首先從發(fā)電機上拆下皮帶輪，然后分解轉(zhuǎn)子、整流器和勵磁線圈。40交流發(fā)電機的檢查1）檢查發(fā)電機轉(zhuǎn)子總成2）檢查整流器

完成任務工單41任務3.2交流發(fā)電機與電壓調(diào)節(jié)器的使用任務導入

汽車正常行使時，儀表板上的充電指示燈忽明忽暗。交流發(fā)電機無法給蓄電池充電，可能是交流發(fā)電機故障、也可能是電壓調(diào)節(jié)器故障，如何診斷排除此故障？該故障是怎樣產(chǎn)生的，我們用什么方法及設備診斷排除？421.電壓調(diào)節(jié)器的基本工作原理1）發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器的功用電壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)交流發(fā)電機電壓的基本原理是：當交流發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化時，自動改變交流發(fā)電機勵磁電流，使其輸出電壓保持恒定。4344圖3.30晶體管調(diào)節(jié)器圖3.31集成電路調(diào)節(jié)器2）發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器的分類

（1）交流發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器按工作原理可分為：

①觸點式電壓調(diào)節(jié)器

②晶體管電壓調(diào)節(jié)器

③集成電路電壓調(diào)節(jié)器④電腦控制電壓調(diào)節(jié)器45（2）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)電機的電壓調(diào)節(jié)器稱為內(nèi)搭鐵型電壓調(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)電機的電壓調(diào)節(jié)器稱為外搭鐵型電壓調(diào)節(jié)器。463）交流發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器的工作原理

當交流發(fā)電機轉(zhuǎn)速升高時，電壓調(diào)節(jié)器通過減小交流發(fā)電機勵磁電流If來減小磁通Ф，使交流發(fā)電機的輸出電壓UB保持不變；當交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)速降低時，電壓調(diào)節(jié)器通過增大交流發(fā)電機的勵磁電流If來增加磁通Ф，使交流發(fā)電機的輸出電壓UB保持不變。4748圖3.32外搭鐵型電壓調(diào)節(jié)器原理49圖3.33內(nèi)搭鐵型電壓調(diào)節(jié)器工作原理

工作特性：

內(nèi)搭鐵型電壓調(diào)節(jié)器通過三級管VT2的通斷控制磁場電流，隨著轉(zhuǎn)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