汽車發(fā)電機的工作原理

第二章交流發(fā)電機及調(diào)節(jié)器概述交流發(fā)電機的工作原理交流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)交流發(fā)電機的工作特性交流發(fā)電機的電壓調(diào)節(jié)器交流發(fā)電機與調(diào)節(jié)器使用與維護當(dāng)前第1頁\共有133頁\編于星期一\5點學(xué)習(xí)目標

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

當(dāng)前第2頁\共有133頁\編于星期一\5點學(xué)習(xí)方法

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。當(dāng)前第3頁\共有133頁\編于星期一\5點第一節(jié)概述一、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(zhuǎn)時（怠速以上），向所有用電設(shè)備（起動機除外）供電，同時向蓄電池充電。(見圖2-1)當(dāng)前第4頁\共有133頁\編于星期一\5點一、發(fā)電機的功用當(dāng)前第5頁\共有133頁\編于星期一\5點二、發(fā)電機的分類

汽車用發(fā)電機可分為直流發(fā)電機和交流發(fā)電機，由于交流發(fā)電機在許多方面優(yōu)于直流發(fā)電機，直流發(fā)電機已被淘汰，目前所有汽車均采用交流發(fā)電機，交流發(fā)電機按照不同的分類方法分為以下幾類：當(dāng)前第6頁\共有133頁\編于星期一\5點1.按結(jié)總體結(jié)構(gòu)分五類普通交流發(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）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。無刷交流發(fā)電機(不需要電刷的發(fā)電機)例JFW1913永磁交流發(fā)電機(磁極為永磁鐵制成的發(fā)電機)當(dāng)前第7頁\共有133頁\編于星期一\5點發(fā)電機插圖當(dāng)前第8頁\共有133頁\編于星期一\5點2.按整流器結(jié)構(gòu)分四類六管交流發(fā)電機例JF1522（東風(fēng)汽車用）八管交流發(fā)電機例JFZ1542（天津夏利汽車用）九管交流發(fā)電機例（日本日立、三凌、馬自達汽車用）十一管交流發(fā)電機例JFZ1913Z（奧迪、桑塔納汽車用）當(dāng)前第9頁\共有133頁\編于星期一\5點3.按磁場繞組搭鐵形式兩分類內(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)）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。當(dāng)前第10頁\共有133頁\編于星期一\5點三、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(shè)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：當(dāng)前第11頁\共有133頁\編于星期一\5點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)電機當(dāng)前第12頁\共有133頁\編于星期一\5點2.電壓等級代號電壓等級代號用一位阿拉伯?dāng)?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)當(dāng)前第13頁\共有133頁\編于星期一\5點第二節(jié)交流發(fā)電機工作原理交流發(fā)電原理整流原理當(dāng)前第14頁\共有133頁\編于星期一\5點交流發(fā)電機發(fā)電原理圖當(dāng)前第15頁\共有133頁\編于星期一\5點一、交流發(fā)電原理1.在發(fā)電機內(nèi)部有一個由發(fā)動機帶動轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)磁場）2.磁場外有一個定子繞組,繞組有3組線圈(3相繞組)，3相繞組彼此相隔120度3.當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)的磁場使固定的電樞繞組切割磁力線（或者說使電樞繞組中通過的磁通量發(fā)生變化）而產(chǎn)生電動勢。當(dāng)前第16頁\共有133頁\編于星期一\5點定子3相繞組感生電動勢的大小為：其中：Em-每相電動勢的最大值

ω-電角速度

f-交流電動勢的頻率（為轉(zhuǎn)速的函數(shù)）

p-磁極對數(shù)

n-發(fā)電機轉(zhuǎn)速（r/min）Eφ-每相電動勢的有效值當(dāng)前第17頁\共有133頁\編于星期一\5點

定子每相電動勢的有效值K-繞組系數(shù)(和發(fā)電機定子繞組的繞線方法有關(guān))N-每項匝數(shù)（匝）φ-每極磁通（Wb）Ce-電機結(jié)構(gòu)常數(shù)當(dāng)前第18頁\共有133頁\編于星期一\5點交流電動勢波形交流電動勢的幅值是發(fā)電機轉(zhuǎn)速的函數(shù)。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)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。當(dāng)前第19頁\共有133頁\編于星期一\5點定子三相繞組的接法定子三相繞組的接法有兩種星形接法三角形接法當(dāng)前第20頁\共有133頁\編于星期一\5點二、整流原理交流發(fā)電機定子的三相繞組中，感應(yīng)產(chǎn)生的是交流電是靠六只二極管組成的三相橋式整流電路變?yōu)橹绷麟姷?。二極管具有單項導(dǎo)電性,當(dāng)給二極管加上正向電壓時,二極管導(dǎo)通,當(dāng)給二極管加上反向電壓時,二極管截止,二極管的導(dǎo)通原則如下:當(dāng)前第21頁\共有133頁\編于星期一\5點二極管的導(dǎo)通原則當(dāng)三只二極管負極端相連時，正極端電位最高者導(dǎo)通；當(dāng)三只二極管正極端相連時，負極端電位最低者導(dǎo)通。當(dāng)前第22頁\共有133頁\編于星期一\5點2.整流過程分析當(dāng)前第23頁\共有133頁\編于星期一\5點整流時二極管導(dǎo)通條件對于三個正極管子（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(dǎo)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(dǎo)通。但同時導(dǎo)通的管子總是兩個，正、負管子各一個。當(dāng)前第24頁\共有133頁\編于星期一\5點整流過程三相橋式整流電路中二極管的依次循環(huán)導(dǎo)通,使得負載RL兩端得到一個比較平穩(wěn)的脈動直流電壓。發(fā)電機輸出的直流電壓平均值為：

U=1.35UL=2.34UΦ當(dāng)前第25頁\共有133頁\編于星期一\5點3．中性點電壓有的發(fā)電機具有中性點接線柱，如圖2-4，是從三相繞組的中性點引出來的，標記為“N”。輸出電壓為UN，稱為中性點電壓圖2-4帶中心抽頭的交流發(fā)電機中性點電壓的瞬時值是一個三次諧波電壓，中性點電壓的平均值為發(fā)電機輸出電壓（平均值）的一半當(dāng)前第26頁\共有133頁\編于星期一\5點中性點電壓當(dāng)前第27頁\共有133頁\編于星期一\5點中性點作用帶有中性點接線柱的發(fā)電機可用中性點電壓來控制各種用途的繼電器。有的發(fā)電機沒有中性點接線柱，但是也把中性點電壓充分的利用了（如夏利、桑塔納發(fā)電機），這些發(fā)電機在中性點處接上兩只整流二極管，和三相繞組的六只整流二極管一道輸出，可提高發(fā)電機功率。當(dāng)前第28頁\共有133頁\編于星期一\5點第三節(jié)交流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)交流發(fā)電機一般由轉(zhuǎn)子、定子、整流器、端蓋四部分組成。JF132型交流發(fā)電機組件圖見圖當(dāng)前第29頁\共有133頁\編于星期一\5點交流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)當(dāng)前第30頁\共有133頁\編于星期一\5點交流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)當(dāng)前第31頁\共有133頁\編于星期一\5點交流發(fā)電機的電路當(dāng)前第32頁\共有133頁\編于星期一\5點一、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子的功用是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)子由爪極、磁軛、磁場繞組、集電環(huán)、轉(zhuǎn)子軸組成，見圖。當(dāng)前第33頁\共有133頁\編于星期一\5點轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖當(dāng)前第34頁\共有133頁\編于星期一\5點轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子軸上壓裝著兩塊爪極，兩塊爪極各有六個鳥嘴形磁極,爪極空腔內(nèi)裝有磁場繞組(轉(zhuǎn)子線圈)和磁軛。集電環(huán)由兩個彼此絕緣的銅環(huán)組成，集電環(huán)壓裝在轉(zhuǎn)子軸上并與軸絕緣，兩個集電環(huán)分別與磁場繞組的兩端相連。當(dāng)前第35頁\共有133頁\編于星期一\5點交流發(fā)電機磁路交流發(fā)電機的磁路為：磁軛→N極→轉(zhuǎn)子與定子之間的氣隙→定子→定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙→S極→磁軛。當(dāng)前第36頁\共有133頁\編于星期一\5點轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場當(dāng)兩集電環(huán)通入直流電時（通過電刷），磁場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，從而形成六對相互交錯的磁極。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，就形成了旋轉(zhuǎn)的磁場。當(dāng)前第37頁\共有133頁\編于星期一\5點二、定子定子的功用是產(chǎn)生交流電。定子由定子鐵心和定子繞組成。見圖當(dāng)前第38頁\共有133頁\編于星期一\5點定子定子鐵心由內(nèi)圈帶槽的硅鋼片疊成，定子繞組的導(dǎo)線就嵌放在鐵心的槽中。定子繞組有三相，三相繞組采用星形接法或三角形（大功率）接法，都能產(chǎn)生三相交流電。三相繞組的必須按一定要求繞制,才能使之獲得頻率相同、幅值相等、相位互差120°的三相電動勢。當(dāng)前第39頁\共有133頁\編于星期一\5點定子繞組1.每個線圈的兩個有效邊之間的距離應(yīng)和一個磁極占據(jù)的空間距離相等。2.每相繞組相鄰線圈始邊之間的距離應(yīng)和一對磁極占據(jù)的距離相等或成倍數(shù)。3.三相繞組的始邊應(yīng)相互間隔2π+120o電角度（一對磁極占有的空間為360o電角度）當(dāng)前第40頁\共有133頁\編于星期一\5點JF13交流發(fā)電機三相繞組繞制結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：磁極對數(shù)p6對；定子槽數(shù)z36槽定子繞組相數(shù)3相；每個線圈匝數(shù)N13匝繞組聯(lián)結(jié)方法Y型聯(lián)結(jié)當(dāng)前第41頁\共有133頁\編于星期一\5點發(fā)電機定子展開圖當(dāng)前第42頁\共有133頁\編于星期一\5點三、整流器交流發(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?管交流發(fā)電機的整流器是由6只硅整流二極管組成三相全波橋式整流電路6只整流管分別壓裝（或焊裝）在兩塊板上。當(dāng)前第43頁\共有133頁\編于星期一\5點整流器電路當(dāng)前第44頁\共有133頁\編于星期一\5點汽車用硅整流二極管特點工作電流大，正向平均電流50A，浪涌電流600A；反向電壓高，反向重復(fù)峰值電壓270V，反向不重復(fù)峰值電壓300V；只有一根引線見圖。并且有的二極管引線是正極，有的二極管引線是負極，引出線為正極的管子叫正極管，引出線為負極的管子叫負極管，所以說整流二極管有正二極管和負二極管之分。當(dāng)前第45頁\共有133頁\編于星期一\5點汽車用二極管結(jié)構(gòu)當(dāng)前第46頁\共有133頁\編于星期一\5點整流管的安裝將正極管安裝在一塊鋁制散熱板上，稱為正整流板；將負極管安裝另一塊鋁制散熱板上，稱為負整流板，也可用發(fā)電機后蓋代替負整流板。見圖。當(dāng)前第47頁\共有133頁\編于星期一\5點二極管安裝示意圖當(dāng)前第48頁\共有133頁\編于星期一\5點整流管的安裝在正整流板上有一個輸出接線柱B（發(fā)電機的輸出端）。負整流板上直接搭鐵。負整流板上一定和殼體相聯(lián)接。整流板的形狀各異，有馬蹄形、長方形、半圓形等見圖當(dāng)前第49頁\共有133頁\編于星期一\5點整流管的安裝當(dāng)前第50頁\共有133頁\編于星期一\5點四、端蓋端蓋一般分兩部分（前端蓋和后端蓋），起固定轉(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，有電刷、電刷架和電刷彈簧組成。電刷的作用是將電源通過集電環(huán)引入磁場繞組。當(dāng)前第51頁\共有133頁\編于星期一\5點電刷架當(dāng)前第52頁\共有133頁\編于星期一\5點電刷架當(dāng)前第53頁\共有133頁\編于星期一\5點五、磁場繞組的內(nèi)搭鐵型和外搭鐵內(nèi)搭鐵型發(fā)電機：磁場繞組負電刷直接搭鐵的發(fā)電機（和殼體直接相連）。外搭鐵型發(fā)電機：磁場繞組的兩只電刷都和殼體絕緣的發(fā)電機。外搭鐵型發(fā)電機的磁場繞組負極（負電刷）接調(diào)節(jié)器，通過后再搭鐵。當(dāng)前第54頁\共有133頁\編于星期一\5點磁場繞組的內(nèi)搭鐵型和外搭鐵當(dāng)前第55頁\共有133頁\編于星期一\5點六、8管交流發(fā)電機8管交流發(fā)電機（如夏利車用）和6管交流發(fā)電機的基本機構(gòu)是相同的，所不同的是整流器有8只硅整流二極管當(dāng)前第56頁\共有133頁\編于星期一\5點8管交流發(fā)電機其中6只組成三相全波橋式整流電路，還有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，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(jié)構(gòu)不變的情況下可以提高發(fā)電機的功率10%～15%。之間。當(dāng)前第57頁\共有133頁\編于星期一\5點中性點二極管提高發(fā)電機功率的原理交流發(fā)電機中性點電壓為三次諧波，隨著發(fā)電機轉(zhuǎn)速的提高，中性點三次諧波電壓也升高。當(dāng)前第58頁\共有133頁\編于星期一\5點中性點二極管提高發(fā)電機功率的原理當(dāng)中性點電壓瞬時值高于三相繞組的最高值時，中性點正極管導(dǎo)通對外輸出電流；電流回路為：中性點→中性點正極管→負載→某一負極管→定子繞組→中性點。當(dāng)中性點電壓瞬時值低于三相繞組的最低值時，中性點負極管導(dǎo)通對外輸出電流；電流回路：中性點→定子繞組→某一正極管→負載→中性點負極管→中性點。當(dāng)前第59頁\共有133頁\編于星期一\5點七、9管交流發(fā)電機9管交流發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)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交流發(fā)電機。當(dāng)前第60頁\共有133頁\編于星期一\5點9管交流發(fā)電機其中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只小功率管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。當(dāng)前第61頁\共有133頁\編于星期一\5點八、11管交流發(fā)電機

（如桑塔納車用發(fā)電機）11管交流發(fā)電機的整流器由8只大功率整流二極管（其中2只中性點二極管）和3只磁場二極管組成。其它結(jié)構(gòu)和6管交流發(fā)電機相同。當(dāng)前第62頁\共有133頁\編于星期一\5點11管交流發(fā)電機11管交流發(fā)電機的整流器，相當(dāng)于9管交流發(fā)電機的整流器加2只中性點整流管。由于11管交流發(fā)電機既能提高率又使充電指示燈電路簡化，因此應(yīng)用較廣。當(dāng)前第63頁\共有133頁\編于星期一\5點九、無刷交流發(fā)電機由于沒有電刷和集電環(huán)，所以不會因為電刷和集電環(huán)的磨損和接觸不良造成激磁不穩(wěn)定或發(fā)電機不發(fā)電等故障；同時工作時無火花，也減小了無線電干擾。無刷交流發(fā)電機分為爪極式、激磁機式和永磁式三種。當(dāng)前第64頁\共有133頁\編于星期一\5點

第四節(jié)、交流發(fā)電機工作特性交流發(fā)電機的勵磁交流發(fā)電機的工作特性當(dāng)前第65頁\共有133頁\編于星期一\5點

一、交流發(fā)電機的勵磁除了永磁式交流發(fā)電機不需要勵磁以外，其他形式的交流發(fā)電機都需要勵磁，因為它們的磁場都是電磁場，也就是說必須給磁場繞組通電才會有磁場產(chǎn)生。將電源引入到磁場繞組使之產(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。當(dāng)前第66頁\共有133頁\編于星期一\5點他勵在發(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。當(dāng)前第67頁\共有133頁\編于星期一\5點自勵隨著轉(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。當(dāng)前第68頁\共有133頁\編于星期一\5點內(nèi)搭鐵交流發(fā)電機勵磁電路當(dāng)前第69頁\共有133頁\編于星期一\5點外搭鐵交流發(fā)電機勵磁電路當(dāng)前第70頁\共有133頁\編于星期一\5點充電指示燈的作用在某些充電系電路中，接有充電指示燈，其作用是：指示發(fā)電機是否有故障；警告駕駛員停車后關(guān)斷點火開關(guān)。電流表的作用？當(dāng)前第71頁\共有133頁\編于星期一\5點6管交流發(fā)電機電源系電路當(dāng)前第72頁\共有133頁\編于星期一\5點九管交流發(fā)電機電源系電路當(dāng)前第73頁\共有133頁\編于星期一\5點九管交流發(fā)電機電源系電路在發(fā)動機起動期間，發(fā)電機電壓(為0)UD+＜蓄電池電壓時，整流二極管截止，發(fā)電機不能對外輸出，由蓄電池供給磁場電流。路徑：蓄電池+→點火開關(guān)→充電指示燈→調(diào)節(jié)器→磁場繞組→搭鐵→蓄電池-。充電指示燈亮當(dāng)前第74頁\共有133頁\編于星期一\5點九管交流發(fā)電機電源系電路當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高到怠速及其以上時，發(fā)電機應(yīng)能正常發(fā)電并對外輸出，此時，發(fā)電機電壓＞蓄電池電壓，發(fā)電機自勵。UB=UD+，充電指示燈兩端壓降為零，燈熄滅,若沒有熄滅,說明發(fā)電機有故障或充電指示燈電路有搭鐵當(dāng)前第75頁\共有133頁\編于星期一\5點二、交流發(fā)電機的工作特性交流發(fā)電機的工作特點是轉(zhuǎn)速變化范圍大，對于一般汽油發(fā)動機來說，其轉(zhuǎn)速變化約為1：8，柴油機約為1：5，因此分析汽車用交流發(fā)電機的特性必須以轉(zhuǎn)速的變化為基礎(chǔ)。交流發(fā)電機的特性有輸出特性、空載特性和外特性，其中以輸出特性最為重要。當(dāng)前第76頁\共有133頁\編于星期一\5點輸出特性輸出特性是指在發(fā)電機端電壓U不變（對12V系列的交流發(fā)電機規(guī)定為14V，對24V輸出電流與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，即U=常數(shù)時，I＝f（n）的函數(shù)關(guān)系。當(dāng)前第77頁\共有133頁\編于星期一\5點由特性曲線I=f（n）可以看出（1）空載轉(zhuǎn)速n1發(fā)電機轉(zhuǎn)速小于一定值n1時，對外輸出電流為零。當(dāng)發(fā)電機達到額定電壓并能對外輸出電流時的最小轉(zhuǎn)速為n1，稱n1為空載轉(zhuǎn)速。空載轉(zhuǎn)速常用來作為測試發(fā)電機性能的參數(shù)之一。當(dāng)前第78頁\共有133頁\編于星期一\5點由特性曲線I=f（n）可以看出（2）最大電流Imax發(fā)電機輸出電流能力隨轉(zhuǎn)速的升高而增大，但曲越來越平坦，當(dāng)轉(zhuǎn)速達到一定值時，無論轉(zhuǎn)速增加多少電流都不再增加，即一定結(jié)構(gòu)的發(fā)電機輸出最大電流Imax有一定限制。由此可見，交流發(fā)電機自身具有限制輸出電流防止過載的能力，又稱為自我保護能力。當(dāng)前第79頁\共有133頁\編于星期一\5點交流發(fā)電機自我限流的原理交流發(fā)電機定子繞組具有一定的阻抗Z，它由繞組的電阻r及感抗XL兩部分組成，XL＝2лfL當(dāng)前第80頁\共有133頁\編于星期一\5點交流發(fā)電機自我限流的原理由于XL與n成正比，故發(fā)電機定子繞組的阻抗Z隨發(fā)電機的車速升高而增加。高速時，由于R與XL相比可忽略不計，故阻抗Z約等于XL，定子阻抗Z與轉(zhuǎn)速n成正比，其值較大，產(chǎn)生較大的內(nèi)壓降。定子電流增加時，由于電樞反應(yīng)的增強，也會使感應(yīng)電動勢下降。兩者共同作用的結(jié)果，當(dāng)發(fā)電機的轉(zhuǎn)速升高且負載電流達到最大值時，輸出電流幾乎不隨負載電阻的減小或轉(zhuǎn)速的增加而增大。當(dāng)前第81頁\共有133頁\編于星期一\5點交流發(fā)電機自我限流的原理結(jié)論結(jié)論發(fā)電機電壓（輸出）一定時，發(fā)電機電流存在最大值。（無論轉(zhuǎn)速多高）即發(fā)電機功率存在最大值。限制發(fā)電機輸出功率，只要限制發(fā)電機輸出電壓即可。限制輸出電壓后，發(fā)電機轉(zhuǎn)速增加，不會出現(xiàn)由于電流過高，燒壞發(fā)電機的情況。如果發(fā)電機電壓過高通常損壞用電設(shè)備。當(dāng)前第82頁\共有133頁\編于星期一\5點輸出特性(3)額定轉(zhuǎn)速n2額定電流IA發(fā)電機出廠時，通過試驗，規(guī)定了空載轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速。在使用過程中，可通過檢測這兩個數(shù)據(jù)來判斷發(fā)電機性能的好壞。當(dāng)前第83頁\共有133頁\編于星期一\5點輸出特性發(fā)電機達到額定電流IA時的轉(zhuǎn)速定為額定轉(zhuǎn)速，圖中用n2表示，額定電流一般定為最大輸出電流的2／3。空載轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速是測試交流發(fā)電機性能的重要依據(jù)。當(dāng)前第84頁\共有133頁\編于星期一\5點空載特性空載特性是研究發(fā)電機在空載運行時，其端電壓隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系，即I＝0時，U=f（n）的曲線，如圖當(dāng)前第85頁\共有133頁\編于星期一\5點外特性外特性是研究當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速一定時，其端電壓與輸出電流的關(guān)系，即n-=常數(shù)時，U=f（I）的曲線，如圖所示。當(dāng)前第86頁\共有133頁\編于星期一\5點外特性從外特性曲線可以看出發(fā)電機電壓受負載影響的程度：如果發(fā)電機在高速運轉(zhuǎn)時，突然失去負載，發(fā)電機電壓會突然升高，致使發(fā)電機及調(diào)節(jié)器等內(nèi)部電子元件有被擊穿的危險。當(dāng)前第87頁\共有133頁\編于星期一\5點第五節(jié)交流發(fā)電機的電壓調(diào)節(jié)器電壓調(diào)節(jié)器的分類電壓調(diào)節(jié)器的調(diào)壓原理電子調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)與工作原理電子調(diào)節(jié)器應(yīng)用實例當(dāng)前第88頁\共有133頁\編于星期一\5點交流發(fā)電機的電壓調(diào)節(jié)器由于交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子是由發(fā)動機通過皮帶驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的，且發(fā)動機和交流發(fā)電機的速比為1．7～3，因此交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速變化范圍非常大，這樣將引起發(fā)電機的輸出電壓發(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)備恒定電壓的要求，交流發(fā)電機必須配用電壓調(diào)節(jié)器，使其輸出電壓在發(fā)動機所有工況下基本保持恒定。當(dāng)前第89頁\共有133頁\編于星期一\5點一、電壓調(diào)節(jié)器的分類交流發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器按工作原理可分為：觸點式電壓調(diào)節(jié)器晶體管調(diào)節(jié)器集成電路調(diào)節(jié)器電腦控制調(diào)節(jié)器當(dāng)前第90頁\共有133頁\編于星期一\5點觸點式電壓調(diào)節(jié)器觸點式電壓調(diào)節(jié)器應(yīng)用較早，這種調(diào)節(jié)器觸點振動頻率慢，存在機械慣性和電磁慣性，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。當(dāng)前第91頁\共有133頁\編于星期一\5點晶體管調(diào)節(jié)器隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，采用了晶體管調(diào)節(jié)器。其優(yōu)點是：三極管的開關(guān)頻率高，且不產(chǎn)生火花，調(diào)節(jié)精度高，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，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于東風(fēng)、解放及多種中低檔車型。

當(dāng)前第92頁\共有133頁\編于星期一\5點集成電路調(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，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于桑塔納。奧迪等多種轎車車型上。當(dāng)前第93頁\共有133頁\編于星期一\5點電腦控制調(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，由電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。如上海別克、廣州本田等轎車發(fā)電機上使用了這種調(diào)節(jié)器。當(dāng)前第94頁\共有133頁\編于星期一\5點電壓調(diào)節(jié)器的分類電子調(diào)節(jié)器按所匹配的交流發(fā)電機搭鐵型式可分為：內(nèi)搭鐵型調(diào)節(jié)器外搭鐵型調(diào)節(jié)器當(dāng)前第95頁\共有133頁\編于星期一\5點調(diào)節(jié)器選配內(nèi)搭鐵型調(diào)節(jié)器：適合于與內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機所匹配的電子調(diào)節(jié)器稱為內(nèi)搭鐵型調(diào)節(jié)器；外搭鐵型調(diào)節(jié)器：適合于與外搭鐵型交流發(fā)電機所匹配的電子調(diào)節(jié)器稱為外搭鐵型調(diào)節(jié)器。在使用過程中，對于晶體管調(diào)節(jié)器，最好使用汽車說明書中指定的調(diào)節(jié)器，如果采用其他型號替代，除標稱電壓等規(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)電機可能由于勵磁電路不通而不能正常工作。對于集成電路調(diào)節(jié)器，必須是專用的，是不能替代的。當(dāng)前第96頁\共有133頁\編于星期一\5點二、電壓調(diào)節(jié)器的調(diào)壓原理由交流發(fā)電機的工作原理我們知道，交流發(fā)電機的三相繞組產(chǎn)生的相電動勢的有效值

Eφ==CeФn（V）當(dāng)前第97頁\共有133頁\編于星期一\5點二、電壓調(diào)節(jié)器的調(diào)壓原理這里Ce為發(fā)電機的結(jié)構(gòu)常數(shù)，n為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，Ф為轉(zhuǎn)子的磁極磁通，也就是說發(fā)電機所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和磁極磁通成正比。當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時，Eφ增大，輸出端電壓UB升高，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到一定值時（空載轉(zhuǎn)速以上），輸出端電壓達到極限，要想使發(fā)電機的輸出電壓UB不再隨轉(zhuǎn)速的升高而上升，只能通過減小磁通Ф來實現(xiàn)。又磁極磁通Ф與勵磁電流If成正比，減小磁通Ф也就是減小勵磁電流If。當(dāng)前第98頁\共有133頁\編于星期一\5點二、電壓調(diào)節(jié)器的調(diào)壓原理交流發(fā)電機調(diào)節(jié)器的工作原理是：當(dāng)交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)速升高時，調(diào)節(jié)器通過減小發(fā)電機的勵磁電流If來減小磁通Ф，使發(fā)電機的輸出電壓UB保持不變。當(dāng)前第99頁\共有133頁\編于星期一\5點三、觸點式電壓調(diào)節(jié)器觸點式電壓調(diào)節(jié)器通過觸點開閉，接通和斷開磁場電路，來改變磁場電流If大??；晶體管調(diào)節(jié)器、集成電路調(diào)節(jié)器等利用大功率三極管的導(dǎo)通和截止，接通和斷開磁場電路，來改變磁場電流If大小。當(dāng)前第100頁\共有133頁\編于星期一\5點觸點式電壓調(diào)節(jié)器當(dāng)前第101頁\共有133頁\編于星期一\5點單級觸點式電壓調(diào)節(jié)器當(dāng)前第102頁\共有133頁\編于星期一\5點四、晶體管調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)與工作原理

晶體管調(diào)節(jié)器有多種型式，其電路個不相同，但一般采用整體封裝型式，不可拆卸，不能維修，只能整體更換。這里向大家介紹電子調(diào)節(jié)器的基本電路，實際電路要復(fù)雜的多，但工作原理可用基本電路工作原理去理解。當(dāng)前第103頁\共有133頁\編于星期一\5點外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器的基本電路晶體管調(diào)節(jié)器又稱為電子調(diào)節(jié)器，圖2－29所示為外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器的基本電路：基本電路是由三只電阻R1、R2、R3，兩只三極管VT1、VT2，一只穩(wěn)壓二極管VS和一只二極管VD組成。當(dāng)前第104頁\共有133頁\編于星期一\5點外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器的電路當(dāng)前第105頁\共有133頁\編于星期一\5點外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器的電路檢測電路：電阻R1和R2組成一個分壓器，檢測發(fā)電機電壓。比較電路:檢測的電壓與穩(wěn)壓管電壓比較開關(guān)電路：大于14V，VT1飽和導(dǎo)通，反之截止。功放電路：復(fù)合三級管當(dāng)前第106頁\共有133頁\編于星期一\5點外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器的基本電路VD是續(xù)流二極管；磁場繞組由接通轉(zhuǎn)為斷開狀態(tài)時（F端為+，B端為－），經(jīng)二極管VD構(gòu)成放電回路，防止三極管VT2被擊穿損壞穩(wěn)壓管VS是感受元件，串聯(lián)在VT1的基極電路中，并通過VT1的發(fā)射結(jié)并聯(lián)于分壓電阻R1的兩端，以感受發(fā)電機的輸出電壓；UR1電壓加在穩(wěn)壓管VS上，R1的阻值是這樣確定的,當(dāng)發(fā)電機輸出電壓UB達到規(guī)定的調(diào)整值時（如桑塔納為13．5—14．SV），UR1電壓正好等于穩(wěn)壓管VS的反向擊穿電壓。當(dāng)前第107頁\共有133頁\編于星期一\5點內(nèi)搭鐵式電子節(jié)器的工作原理內(nèi)搭鐵式電子調(diào)節(jié)器基本電路見圖。原理與外搭鐵式類似當(dāng)前第108頁\共有133頁\編于星期一\5點五、集成電路調(diào)節(jié)器集成電路調(diào)節(jié)器也叫IC調(diào)節(jié)器，是根據(jù)使用要求，將電路中的若干元件集成在同一基片上，制成一個獨立的電子芯片。集成電路調(diào)節(jié)器裝于發(fā)電機內(nèi)部，構(gòu)成整體式交流發(fā)電機。發(fā)電機外部有2個或3個接線柱。集成電路調(diào)節(jié)器的工作原理與晶體管調(diào)節(jié)器的工作原理完全一樣，都通過穩(wěn)壓管感應(yīng)發(fā)電機的輸出電壓信號，利用三極管的開關(guān)特性控制發(fā)電機的勵磁電流，使發(fā)電機的輸出電壓保持恒定。集成電路調(diào)節(jié)器通常與整體式發(fā)電機相配。當(dāng)前第109頁\共有133頁\編于星期一\5點集成電路調(diào)節(jié)器當(dāng)前第110頁\共有133頁\編于星期一\5點集成電路調(diào)節(jié)器的檢測電路集成電路調(diào)節(jié)器，根據(jù)分壓器R1、R2檢測點位置不同可分為“發(fā)電機電壓檢測電路”和“蓄電池電壓檢測電路”兩種型式。發(fā)電機電壓檢測電路見圖3-32a。當(dāng)前第111頁\共有133頁\編于星期一\5點發(fā)電機電壓檢測電路當(dāng)前第112頁\共有133頁\編于星期一\5點發(fā)電機電壓檢測電路分壓器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(dǎo)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(dāng)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，使蓄電池充電不足當(dāng)前第113頁\共有133頁\編于星期一\5點蓄電池電壓檢測電路當(dāng)前第114頁\共有133頁\編于星期一\5點蓄電池電壓檢測電路分壓器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。當(dāng)蓄電池和發(fā)電機之間的連接不可靠時，自動轉(zhuǎn)為發(fā)電機電壓檢測。當(dāng)前第115頁\共有133頁\編于星期一\5點六、電子調(diào)節(jié)器應(yīng)用實例1．JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器2．集成電路調(diào)節(jié)器3．發(fā)動機電腦控制的調(diào)節(jié)器當(dāng)前第116頁\共有133頁\編于星期一\5點JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器JFT106型調(diào)節(jié)器屬于外搭鐵式晶體管調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)電壓為13．8～14．6V，可與14V。750W的外搭鐵式九管式交流發(fā)電機配套，也可與14V、功率小于1000W的外搭鐵式六管交流發(fā)電機配套。當(dāng)前第117頁\共有133頁\編于星期一\5點JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器VT2、VT3接成復(fù)合管，目的是提高放大倍數(shù)，其作用與前述基本電路中的VT2相同；VT1、VD3、R5的作用與前述基本電路相同；R6、R7、R8是偏流電阻；R4是正反饋電阻，起提高三極管開關(guān)速度，提高三極管壽命的作用；R1、R2、R3組成分壓器，R3是調(diào)整電阻。當(dāng)前第118頁\共有133頁\編于星期一\5點JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器C1、C1是降頻電容，起降低三極管開關(guān)頻率，提高三極管壽命的作用；VD1是VS1的溫度補償管;VD2是分壓二極管，防止VT2、VT3的誤導(dǎo)通；VS2起過壓保護作用，限定發(fā)電機的輸出電壓不超出某定值，保護汽車上的用電設(shè)備不因瞬時過電壓二損壞。當(dāng)前第119頁\共有133頁\編于星期一\5點天津夏利轎車發(fā)電機使用的集成電路調(diào)節(jié)器外形圖當(dāng)前第120頁\共有133頁\編于星期一\5點夏利轎車調(diào)節(jié)器電路連接圖磁場電流控制：VT1是大功率三極管，和磁場串聯(lián)，由集成片IC控制VT1的導(dǎo)通和截止，從而控制磁場電路通斷，使發(fā)電機電壓得到控制當(dāng)前第121頁\共有133頁\編于星期一\5點夏利轎車調(diào)節(jié)器電路連接圖充電指示燈：充電指示燈串接在VT1集電極上，VT2導(dǎo)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VT2導(dǎo)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(dāng)前第122頁\共有133頁\編于星期一\5點夏利轎車調(diào)節(jié)器電路連接圖當(dāng)發(fā)電機輸出電壓低于蓄電池電壓時，IC中控制電路使VT2導(dǎo)通，充電指示燈亮，當(dāng)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。當(dāng)前第123頁\共有133頁\編于星期一\5點發(fā)動機電腦控制的調(diào)節(jié)器圖為廣州本田雅閣轎車直列4缸發(fā)動機配用的發(fā)電機調(diào)節(jié)器電路圖，發(fā)電機整流器為八管。調(diào)節(jié)器為內(nèi)裝式外搭鐵型，由發(fā)電機電腦控制。在汽車電路中有