发电机及调节器.ppt

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1、3.1.1 发电机的功用 车用交流发电机是汽车的主要电源，它与电压调节器互相配合工作，其主要任务是对除起动机以外的所有用电设备供电，并向汽车上的蓄电池充电。交流发电机的特点：1、体积小、质量轻；2、低速充电性好；3、结构简单、维修方便；4、调节器结构简单；5、干扰电波少。,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,3.1.2 交流发电机的类型与型号 1、车用交流发电机按总体结构形式可分（1）普通式（发电机与电压调节器独立）（2）整体式（电压调节器附在发电机内）（3）带真空泵式（带真空制动助力泵）（4）无刷式（无电刷和

2、集电环）（5）永磁式(磁极为永久磁铁制成的发电机)2、按励磁绕组的搭铁方式可分（1）内搭铁式：磁场绕组的一端（负极）直接搭（和壳体相联）（2）外搭铁式：磁场绕组的一端（负极）接入调节器，通过调节器后再搭铁。,3、按整流器的形式可分（1）6管交流发电机：整流器由六只整流二极管组成三相桥式全波整流电路。（2）8管交流发电机：整流器由八只二极管组成的交流发电机。（3）9管交流发电机：整流器由九只二极管组成的交流发电机。（4）11管交流发电机：整流器由11只二极管组成的交流发电机。,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,

3、普通交流发电机,整体交流发电机,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,带泵的交流发电机,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,无刷交流发电机,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,根据中华人民共和国汽车行业标准QC/T73-93汽车电器设备产品型号编制方法的规定，汽车交流发电机型号组成如下：,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,变型序号,设计序号,产品代号,电压等级代号,电流等级代号,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,第一部分为产品名称代号。交流发电机的产品代号有JF、JFZ、J

4、FB、JFW（普通、整体式、带泵、无刷）四种。第二部分为分类代号，即电压等级代号，用一位阿拉伯数字表示，112V；224V；66V。第三部分为电流等级代号用一位阿拉伯数字表示，见表16。第四部分为设计序号，按产品设计先后顺序，用阿拉伯数字表示。第五部分为变型代号，交流发电机以调整臂的位置作为变形代号。从驱动端看，Y-右边；Z-左边。,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,表1-6 发电机电流等级代号,例如：JF152表示交流发电机，其电压等级为12V，电流等级为5059A，第二次设计。桑塔纳、奥迪100型轿车用JFZ1913Z型交流发电机是电压等级为12V，电流等级为90

5、A，第13次设计，调整臂在左边的整体交流发电机。,3.1.3 交流发电机的结构 车用交流发电机多采用三相同步交流发电机和硅二极管组成。1、整体式交流发电机的结构,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,它主要由定子、转子、电刷、整流器、前后端盖、风扇及带轮等组成（电压调节器装在交流发电机后端的防护罩内，但不是交流发电机的组成部分）。,1）定子总成 定子总成是产生和输出交流电的部件，又叫电枢，由定子铁心和定子绕组组成，如图所示。定子铁心由相互绝缘的内圆带槽的环状硅钢片叠成。定子槽内置有三相对称绕组三相绕组联接形式：“

6、Y”形（星形）；“”形,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,为使三相绕组中产生大小相等、相位差120（电角度）的对称电动势，三相绕组及其在定子槽内的嵌镶必须遵循一定的原则：（1）每相绕组的线圈个数、每个线圈的匝数和每个线圈的节距（每个线圈的两个有效边之间所间隔的定子槽数）都必须完全相等。（2）三相绕组的起端A、B、C（或末端X、Y、Z）在定子槽内的排列，必须相隔120电角度。,2）转子总成 1功用：产生旋转磁场2组成：1）转子轴 2）滑环 3）爪极 4）铁心（磁轭）5）磁场绕组,第3章 交流发电机及调节器 3.

7、1 交流发电机的结构及类型,两块爪极被压装在转轴上，且内腔装有磁轭，并绕有励磁绕组。绕组两端的引线分别焊在与轴绝缘的两个集电环上。两个电刷装在与端盖绝缘的电刷架内，通过弹簧力使其与集电环保持接触。,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,两个电刷与直流电源接通时，磁场绕组中便有电流流过，并产生轴向磁通，使一块爪极磁化为北极（N极）。另一块爪极磁化为南极（S极），形成6对相互交错的磁极。,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,当励磁绕组有电流通过时，便产生磁场，转子轴上的两个爪极分别被磁化为N极

8、和S极。当转子旋转时，磁极交替地在定子铁心中穿过，形成一个旋转的磁场，磁力线和定子绕组之间产生相对运动，在三相绕组中产生交流感应电动势。,3）整流器 功用：将三相交流电变为直流电组成：六只或八只硅二极管分别焊装在两块极板（整流板）上而组成。,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,整流管分为：正极管和负极管两种：（1）外壳为正极、中心引线为负极的二极管，称为负极管，管壳底上注有黑色标记；安装二极管的散热板称为整流板（也称元件板），通常用合金制成以利散热。现代汽车用交流发电机都有两块整流板，安装三只负二极管的整流板（装在内侧）称为负整流板（也有个别发电机将三只负二极管安装在后

9、端盖上）。（2）外壳为负极、中心引线为正极的二极管，称为正极管，管壳底上有红色标记；安装三只正二极管的整流板（装在外侧）称为正整流板，两块板绝缘地安装在一起，它与后端盖用尼龙或其他绝缘材料制成的垫片隔开且固定在后端盖上。,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,在正整流板上，与正整流板连接在一起的螺栓引至后端盖外部作为发电机的电源输出端，并标记为“B”（“”、“A”或“电枢”）。,4）前后端盖 前后端盖的作用是支承转子总成并封闭内部构造。它由铝合金制成，具有轻便、阻磁（减少漏磁）、散热性能好等特征。,第3章 交流发

10、电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,5）电刷与电刷架功用：电刷将电源引入到转子的线圈（磁场绕组）中，使内部的电磁铁（磁轭和爪极）产生较强的磁场。电刷装在电刷架内，通过弹簧与集电环紧密接触。,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,电刷架根据发电机类型的不同，其安装位置也有所不同。有的安装在发电机的后端盖上（外装式），这种结构便于电刷的维护与更换；有的与整流器安装在一起（内装式），维护或更换电刷时，需将发电机后端盖上的防护罩拆下。,磁场绕组（两只电刷）和发电机的联接不同，使发电机分为内搭铁型和外搭铁型两种。1内搭铁型发电机：磁场绕组负电刷直接搭铁的发电机（和壳体直接

11、相连）。见图a2外搭铁型发电机：磁场绕组的两只电刷都和壳体绝缘的发电机。见图b外搭铁型发电机的磁场绕组负极（负电刷）接调节器，通过后再搭铁。,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,内搭铁与外搭铁交流发电机,风扇及皮带轮 交流发电机的前端装有带轮和风扇，由发动机通过传动带驱动发电机的转子轴和风扇一起旋转。风扇一般用低碳钢板冲压而成，在发电机工作时，对发电机强制通风冷却。皮带轮一般用铸铁或铝合金铸造而成。,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,2、无刷交流发电机的结构 无刷交流发电机：是指没有电

12、刷和滑环的交流发电机 优点：（1）没有电刷和滑环,不存在电刷与滑环接触不良导致的发电不稳或不发电故障。（2）工作时无火花，也减小了无线电干扰。缺点：（1）爪极间连接工艺困难。（2）由于磁路中间隙加大，发电机相同输出功率下需加大励磁电流。无刷交流发电机分为爪极式、激磁机式、永磁式和感应子式四种。其中爪极式和感应子式比较常见。,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,1）爪极式无刷交流发电机的结构 励磁绕组不是装在转子上，而是装在后端盖上。励磁绕组不随转子转动，因此励磁电流可以直接从发电机壳体上引入，因此省去了滑环和电刷。爪板式无刷交流发电机的结构如图所示。,第3章 交流发电机

13、及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,励磁绕组通过一个磁轭托架固定在后端盖上。两爪极中只有一个爪极直接固定在发电机的转子轴上，另一爪极则用非导磁连接环固定在前一爪极上。当转子轴旋转时，一个爪极带动另一爪极在定子内转动。,2）感应式无刷交流发电机,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,感应式无刷交流发电机由定子、转子、整流器和机壳组成。它的转子由齿轮状硅钢片铆成，其上有若干个沿圆周均匀分布的齿形凸极，而没有励磁绕组。励磁绕组和电枢绕组均安放在定子槽内，发电机内没有集电环和电刷，如图所示。,当励磁绕组通入直流电后，在定子铁心中产生固定磁场（右上部、左下部为S极，左上部、右

14、下部为N极）。由于转子凸齿部分磁通容易通过，磁感应强度最大，从而形成磁极。但转子的每个凸齿是固定极性的，它对着定子右上部是N极，左上部是S极。定子的每个电枢绕组只与同极性的凸版起作用。,第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型,转子在不运动的磁场内旋转时，当转子凸齿对着定子凸齿时，磁通量最大，当转子槽对着定子凸齿时，磁通量最小。因此转子旋转时，定子凸齿内产生脉动磁通，在定子绕组中感应出交变电动势。将电枢绕组以一定的方式连接起来，并经整流，就可得到直流电。,3.2.1 交流发电机的工作原理 1、发电原理,第3章 交流发电机及调节器 3.2 交流发电机工作原理及特性,由发动机带动

15、发电机转子旋转由电刷给转子通电（励磁）产生磁场（有刷交流发电机，无刷直接通电）由定子产生交变感应电动势由整流器整流为直流电输出,当外电路通过电刷使磁场绕组通电时，便产生磁场，使磁极磁化为N极和S极。当转子旋转时，磁通交替地在定子绕组中变化，根据电磁感应原理可知，定子的三相绕组中便产生交变的感生电动势。这就是交流发电机的发电原理。,第3章 交流发电机及调节器 3.2 交流发电机工作原理及特性,（1）交流感生电动势的频率,交流电动势的变化频率f与发电机的转速n、磁极对数p成正比：,第3章 交流发电机及调节器 3.2 交流发电机工作原理及特性,（2）三相交流感生电动势幅值,1）交流电动势的波形近似正

16、弦波（因转子磁极呈鸟嘴形，其磁场的分布近似正弦规律）2）三相电动势对称（因三相绕组对称安置）,第3章 交流发电机及调节器 3.2 交流发电机工作原理及特性,（3）三相交流电动势幅值表达式,式中 Em每相电动势的最大值 E每相电动势的有效值 w电角速度（w 2f）,第3章 交流发电机及调节器 3.2 交流发电机工作原理及特性,（4）每相绕组中电动势的有效值,式中：K-绕组系数(和发电机定子绕组的绕线方式有关的系数)N-每项匝数（匝）f频率（Hz）-每极磁通（Wb）Ce-电机常数（Ce4.44KNp/60）称E为相电动势。,由此可见，当交流发电机结构一定时（结构常数Ce不变），相电动势E和发电机转

17、速、磁通成正比。,2、整流原理交流发电机三相交流电经6只硅整流二极管组成的全波桥式整流电路整流后，变为直流电输出。,第3章 交流发电机及调节器 3.2 交流发电机工作原理及特性,（1）二极管的导通原则 三只正二极管（VD1、VD3、VD5）负极端连接在一起时，具有相同的电位，接在后端盖上，正极端分别接在发电机三相绕组的始端（U、V、W），其导通原则是某一瞬间，哪只二极管的正极电位最高，哪只二极管优先导通。三只负二极管（VD2、VD4、VD6）正极端连接在一起时，接在散热板上，负极端分别接在发电机三相绕组的始端（U、V、W），其导通原则是某一瞬间，哪只二极管的负极电位最低，哪只二极管优先导通。,

18、第3章 交流发电机及调节器 3.2 交流发电机工作原理及特性,第3章 交流发电机及调节器 3.2 交流发电机工作原理及特性,当t0到t1时间内，W相电位最高，而V相电位最低，所对应的二极管VD5、VD4均处于正向导通。电流从绕组W出发，经VD5负载RLVD4绕组V构成回路。,0t1瞬时,在t1t2时间内，U相的电位最高，而V相电位最低，故对应VD1、VD4处于正向导通。,第3章 交流发电机及调节器 3.2 交流发电机工作原理及特性,t1t2瞬时,第3章 交流发电机及调节器 3.2 交流发电机工作原理及特性,在t2t3时间内，U相电位最高，而W相电位最低，故VD1、VD6处于正向导通。,t2t3

19、瞬时,3、励磁方式与励磁控制形式 除了永磁式交流发电机不需要励磁以外，其他形式的交流发电机都需要励磁，因为它们的磁场都是电磁场，也就是说必须给磁场绕组通电才会有磁场产生。,第3章 交流发电机及调节器 3.2 交流发电机工作原理及特性,1、定义：将电源引入到磁场绕组，使之产生磁场称为励磁。2、交流发电机励磁两种方式 1）他励：在发动机起动期间，需要蓄电池供给发电机磁场电流生磁使发电机发电。这种供给磁场电流的方式称为他励发电。,2）自励：当发电机有能力对外供电时，就可以把自身发的电供给磁场绕组生磁发电，这种供给磁场电流的方式称为自励。,第3章 交流发电机及调节器 3.2 交流发电机工作原理及特性,

20、汽车用交流发电机的励磁方法与一般工业用交流发电机不同。车用交流发电机要求在低速时能快速发电。为了使交流发电机在低速运转时的输出电压满足汽车上用电的要求，在发电机开始发电时，采用他励方式，即由蓄电池提供励磁电流，增强磁场，使电压随发电机转速很快上升。这就是交流发电机低速充电性能好的主要原因。,当发电机输出电压高于蓄电池电压（发电机的转速达到 1000 rmin左右），励磁电流便由发电机自身供给，这种励磁方式称为自励。由此可见，汽车交流发电机在输出电压建立前后分别采用他励和自励两种不同的励磁方式。,第3章 交流发电机及调节器 3.2 交流发电机工作原理及特性,交流发电机的励磁电路（内搭铁交流发电机

21、）电压调节器,第3章 交流发电机及调节器 3.2 交流发电机工作原理及特性,第3章 交流发电机及调节器 3.2 交流发电机工作原理及特性,交流发电机的励磁电路（6管内搭铁交流发电机）,第3章 交流发电机及调节器 3.2 交流发电机工作原理及特性,交流发电机的励磁电路（6管外搭铁交流发电机）,以上的电路有一个缺点：发动机熄火后，如果司机忘记关断点火开关，蓄电池会经调节器一直给磁场绕组供电。1）时间过长会烧坏磁场绕组 2）会造成蓄电池过度放电,第3章 交流发电机及调节器 3.2 交流发电机工作原理及特性,交流发电机的励磁电路带充电指示灯（9管内搭铁交流发电机）电子调节器,第3章 交流发电机及调节器

22、 3.2 交流发电机工作原理及特性,发电机电压小于蓄电池时充电指示灯发亮,1、提示驾驶员在发动机熄火后关掉点火开关。2、可以指示发电机是否有故障。,3.2.2 交流发电机的工作特性 车用交流发电机的特性有空载特性、输出特性和外特性，其中以输出特性最为重要。1、输出特性（负载特性、输出电流特性）定义：U不变（对12V系列为14V，对24V系列规定为28V），其输出电流I与转速n之间的关系。,第3章 交流发电机及调节器 3.2 交流发电机工作原理及特性,由输出特性可以看出发电机在不同转速下输出功率的情况，它表明：（1）发电机只需在较低的空载转速n1时，就能达到额定输出电压值，因此其具有低速充电性能

23、好的优点。空载转速值是选定传动比的主要依据。（2）发电机转速升至满载转速n2时，即可输出额定功率的电能，因此其具有发电性能优良的特点。空载转速值和满载转速值是使用中判断发电机技术性能优劣的重要指标，发电机出厂技术说明书中均有规定。使用中，只要测得这两个数据，与规定值相比即可判断发电机性能是否良好。（3）当电动机转速升到某一定值以后，其输出电流就不再随转速的升高和负荷的增多而继续增大，因此其具有自身控制输出电流的功能，不再需要限流器。交流发电机的最大输出电流约为额定电流的1.5倍。,第3章 交流发电机及调节器 3.2 交流发电机工作原理及特性,2、空载特性 空载特性是指无负荷时，发电机端电压与转

24、速的变化规律。即Uf(n)的空载特性曲线，如图所示。从曲线可以看出，随着转速的升高，端电压上升较快。由他励转入自励发电时，即能向蓄电池进行补充充电。这进一步证实了交流发电机低速充电性能好的优点。空载特性是判定交流发电机充电性能是否良好的重要依据。,第3章 交流发电机及调节器 3.2 交流发电机工作原理及特性,3、外特性 外特性是指发电机转速保持一定时，发电机的端电压与输出电流的关系。在经不同恒定转速的试验后，可以绘出一组相似的Uf(I)外特性曲线，如图所示。由此可见：（1）发电机的转速越高，在相同电压下其输出电流越大或相同电流下其输出电压越高。（2）当保持在某一转速时，端电压均随输出电流的增大

25、而相应下降得较快，原因是：,第3章 交流发电机及调节器 3.2 交流发电机工作原理及特性,交流发电机的端电压与电动势及输出电流的关系为：发电机的输出电流增大，随着电枢反应增强，导致定子绕组中的感应电动势下降，引起端电压的下降。发电机的输出电流增加，使得发电机内压降增大，引起端电压下降。当端电压下降较多时,导致励磁电流减小，引起磁场减弱，从而导致发电机端电压进一步下降。此外，发电机输出电流随负载增加到一定值时，若再继续增加负载，输出电流不再增加，反而同端电压一起下降。因此发电机在高速运转时，如果突然失去负载，发电机的端电压急剧升高，这时发电机中的二极管以及车上的电子元件将被击穿。,第3章 交流发

26、电机及调节器 3.2 交流发电机工作原理及特性,3.3.1 交流发电机的正确使用 蓄电池的搭铁极性必须与发电机搭铁极性相同。国产及进口交流发电机均为负极搭铁，蓄电池必须负极搭铁。否则，蓄电池将通过二极管大电流放电，使二极管烧坏。发电机运转时，不能使用试火方法检查发电机是否发电，否则容易损坏二极管及其他电子元件。发现交流发电机不发电或者充电电流较小时，应及时找出故障予以排除。如长期带故障运行，发电机可能出现严重故障或损坏。一个二极管短路，将会使其他二极管和定子绕组烧坏。,第3章 交流发电机及调节器 3.3 交流发电机的正确使用、检测与维修,绝对禁止用200 V以上的交流电压表检查发电机的绝缘性能

27、，否则将损坏整流二极管及调节器中的电子元件。发电机正常运行时，切不可任意拆卸各电器的连接线，以防引起电路中的瞬时过电压损坏二极管及调节器中的电子元件或其他电子设备。蓄电池可起到电容器的作用，即可在一定程度上吸收电路中的瞬时过电压。在发动机运行过程中不要拆下蓄电池连接导线，否则容易造成发电机二极管及调节器中的电子元件的损坏。,第3章 交流发电机及调节器 3.3 交流发电机的正确使用、检测与维修,发动机熄火后，应及时将点火开关断开，否则蓄电池长期向磁场绕组放电，会使磁场绕组过热而损坏。交流发电机与电压调节器的搭铁形式必须一致。内搭铁型调节器只能与内搭铁型发电机配合使用，外搭铁型调节器只能与外搭铁型

28、发电机配合使用。否则发电机无磁场电流而不能输出电压。交流发电机与电压调节器的电压等级必须一致，否则充电系统不能正常工作。,第3章 交流发电机及调节器 3.3 交流发电机的正确使用、检测与维修,3.3.2 交流发电机的整机检测 1、用万用表检测 在发电机不解体时，用万用表测量各接线柱间的电阻值，可初步判断发电机是否有故障。其方法是用万用表R1挡测量发电机F与E之间的电阻值；发电机B与E之间的电阻值。并记录下所测各值，与相应的标准值(几种交流发电机各接柱之间的电阻见表3-3比较：表3-3 常用交流发电机各接柱之间电阻标准值,第3章 交流发电机及调节器 3.3 交流发电机的正确使用、检测与维修,1）

29、F与E之间的电阻：若超过规定值，可能是电剧与集电环接触不良；若小于规定值，可能是励磁绕组有匝间短路或搭铁故障；若电阻为零，可能是两个集电环之间有短路或者F接线柱有搭铁故障。2）B与E之间的电阻值：若示值在4050 以上，可认为无故障；若示值在10左右，说明有失效的整流二极管，需拆检；值为零，则说明有不同极性的二极管击穿，需拆检。若交流发电机有中性抽头（N）接线柱，用万用表R1挡，测N与E以及N与B之间的正反向电阻值，可进一步判断故障在正极管还是在负极管。,第3章 交流发电机及调节器 3.3 交流发电机的正确使用、检测与维修,2、用实验法检测 将发电机按图所示的接线方法装夹在专用试验台上，进行发

30、电机空载试验和负荷试验，测出发电机在空载和满载情况下发出额定电压时对应的最小转速，从而判断发电机的工作是否正常。,第3章 交流发电机及调节器 3.3 交流发电机的正确使用、检测与维修,1）空载试验 合上开关S1，由蓄电池供给发电机励磁电流进行他励，当发电机转速为1000 r/min（用转速表测量）时，对12 V电系发电机电压应为14 V，对24 V电系发电机电压应为28 V。,第3章 交流发电机及调节器 3.3 交流发电机的正确使用、检测与维修,2）负荷试验 断开开关S1，发电机转为自励，合上开关S2，调节可调电阻R，在发电机转速为 1000 r/min时，发电机电压应大于 12 V或 24

31、V；在发电机转速为 2 500r/min时，电压应达到 14 V或 28 V，电流应达到或接近该发电机的额定电流。,3、交流发电机的就车检验法 就车实验法就是在汽车上进行的实验。关掉点火开关，临时拆下蓄电池搭铁线，将一块040A的电流表串接到发电机火线B接线柱与火线原接线之间，再将一块050 V的电压表接到 B与 E之间，连接好蓄电池的搭铁线。启动发动机，并提高转速，当发电机转速为 2500r/min时，电压应在14 V或28 V以上，电流应为 10 A左右。此时打开前照灯、雨刮器等负荷，电流若为20 A左右，则表明发电机工作正常。,第3章 交流发电机及调节器 3.3 交流发电机的正确使用、检

32、测与维修,3.3.3 交流发电机零部件的检测与维修 1、二极管的检测与维修 检测二极管时，需将每个二极管的中心引线从接线柱上拆下或焊下，用万用表R1挡，分别将红表笔和黑表笔与二极管正、负极接触测量，然后更换表笔再测量，若两次测量值一次大（反向电阻，大于10 K），一次小（正向电阻，810），说明二极管性能良好，若两次均测得为“”，说明管子断路，若均为“0”，说明此管被短路。发现有二极管损坏时，若二极管是压装(静配合)在整流板上，侧可更换相同规格的二极管，若二极管是焊接在整流板上，侧建议更换整流板总成。,第3章 交流发电机及调节器 3.3 交流发电机的正确使用、检测与维修,2、定于绕组的检测与维

33、修 1）定子绕组搭铁的检测 用万用表测量定子三相绕组任一端线与铁心间的绝缘电阻，阻值应为“”，如果电阻值读数很小，说明定子绕组搭铁。2）定子绕组断路与短路的检测 定子绕组的阻值一般很小(150200m)，所以测量电阻难以检测有无短路故障。定子绕组有无短路，最好是在发电机分解以前，通过台架试验检测其输出功率进行判断。检测时，将用万用表R1挡，两只表笔分别接定子绕组的两个引出端进行检测。若万用表均导通，说明定子绕组良好，若有一个不导通（阻值为），说明有断路故障。定子绕组的故障，建议更换定子铁芯与绕组总成。,第3章 交流发电机及调节器 3.3 交流发电机的正确使用、检测与维修,3、转子总成的检测与维

34、修 1）励磁绕组的检测 用万用表测量励磁绕组的电阻值，测量时用R1挡，将红黑两支表笔分别压在两个集电环上。如果电阻值在规定的范围（35)内，则说明励磁绕组良好；如果测量电阻值偏小，则说明励磁绕组匝间短路；如果测量电阻值为“”，则说明励磁绕组断路。测量两集电环与转子轴之间的电阻值，应指示“”，否则说明励磁绕组有搭铁故障。,第3章 交流发电机及调节器 3.3 交流发电机的正确使用、检测与维修,2）集电环的检测 清除两个集电环之间的炭粉，观察集电环表面有无明显的沟槽、裂纹或烧蚀现象，其圆度偏差不得大于0.25mm。集电环的圆度偏差过大，或沟槽过深，或严重烧蚀，可在机床上进行加工修复，轻度烧蚀可有细砂

35、布打磨抛光。励磁绕组的故障或集电环表面有裂纹，应予以更换转子总成。3）转子轴的检测 转子轴的弯曲度不得超过0.10mm，否则应予校正或更换。4、电刷的检测 电刷的高度低于7 mm时更换，更换时注意电刷的规格型号要求一致。,第3章 交流发电机及调节器 3.3 交流发电机的正确使用、检测与维修,第3章 交流发电机及调节器 3.4新型交流发电机的结构特点,3.4.1 八管交流发电机,整流器有8只硅整流二极管，其中6只组成三相全波桥式整流电路，还有2只是中性点二极管，1只正极管接在中性点和正极之间，1只负极管接在中性点和负极之间。对中性点电压进行全波整流。,1.中性点输出电压分析：当定子绕组采用Y形接

36、法时，中性点同样也存在正弦交流电压。当发电机带负载工作输出电流时，由于电枢反映（定子电流对励磁绕组磁场的影响）等多方面的因素，会造成交流发电机的输出电压波形发生畸变。,第3章 交流发电机及调节器 3.4新型交流发电机的结构特点,第3章 交流发电机及调节器 3.4新型交流发电机的结构特点,2.八管交流发电机提高输出功率的原理（接入2支中性点二极管）,当中性点电压高于整流输出电压时，共阴极组构成回路；当中性点电压低于整流输出电压时，共阳极组构成回路。,第3章 交流发电机及调节器 3.4新型交流发电机的结构特点,第3章 交流发电机及调节器 3.4新型交流发电机的结构特点,接入中性点二极管能够增大发电

37、机输出电流和功率。,第3章 交流发电机及调节器 3.4新型交流发电机的结构特点,3.4.2 9管交流发电机,第3章 交流发电机及调节器 3.4新型交流发电机的结构特点,(1)九管交流发电机结构特点 9管交流发电机的基本结构和6管交流发电机相同，所不同的是整流器。9管交流发电机的整流器是由6只大功率整流二极管和3只小功率励磁二极管组成的交流发电机。其中6只大功率整流二极管组成三相全波桥式整流电路，对外负载供电。3只小功率管二极管与三只大功率负极管也组成三相全波桥式整流电路专门为发电机磁场供电。所以称3只小功率管为励磁二极管。,第3章 交流发电机及调节器 3.4新型交流发电机的结构特点,2、充电指

38、示灯工作情况：（1）点火开关闭合时，发电机不转，整流输出为0，由蓄电池供电，充电指示灯亮。（2）发动机启动后，发电机转速逐渐升高，整流输出电压也逐渐升高，指示灯逐渐变暗，当整流输出与蓄电池电压相等时，指示灯熄灭。（3）当发电机故障没有输出电压时，指示灯亮进行报警。,第3章 交流发电机及调节器 3.4新型交流发电机的结构特点,3.4.3 11管交流发电机,第3章 交流发电机及调节器 3.4新型交流发电机的结构特点,综合了八管和九管发电机的优点。,3.5.1 电压调节器的功用,第3章 交流发电机及调节器 3.5 交流发电机的电压调节器,由于交流发电机的转子是由发动机驱动的，因此交流发电机转子的转速

39、变化范围非常大，这样将引起发电机的输出电压发生较大变化，无法满足汽车用电设备的工作要求。为了满足用电设备恒定电压的要求，交流发电机必须配用电压调节器，电压调节器功用：使交流发电机输出电压在发动机所有工况下基本保持恒定。,第3章 交流发电机及调节器 3.5 交流发电机的电压调节器,3.5.2 电压调节器的分类按工作原理可分为：（1）触点式电压调节器,（1）触点式电压调节器,第3章 交流发电机及调节器 3.5 交流发电机的电压调节器,（2）晶体 管调节器,3.5.2 电压调节器的分类按工作原理可分为：（2）晶体管调节器,第3章 交流发电机及调节器 3.5 交流发电机的电压调节器,3.5.2 电压调

40、节器的分类按工作原理可分为：（3）集成电路调节器,（3）集成电路调节器,第3章 交流发电机及调节器 3.5 交流发电机的电压调节器,3.5.2 电压调节器的分类按工作原理可分为：（4）数字电路调节器,（4）数字调节器,电子调节器按所匹配的交流发电机搭铁型式可分为：（1）内搭铁型电子调节器：适配于与内搭铁型交流发电机；（2）外搭铁型调节器：适配于与外搭铁型交流发电机,第3章 交流发电机及调节器 3.5 交流发电机的电压调节器,各种型式调节器外形图,各种型式调节器外形图,3.5.3 电压调节器的型号,第3章 交流发电机及调节器 3.5 交流发电机的电压调节器,QC/T73-93汽车电器设备产品型号

41、编制方法的规定，汽车交流发电机调节器的产品型号编制规则如下：,（1）产品代号交流发电机调节器的产品代号有FT和FTD两种，分别表示发电机调节器和电子式发电机调节器（字母F、T、D分别为发、调、电的汉语拼音第一个字母）,第3章 交流发电机及调节器 3.5 交流发电机的电压调节器,（2）电压等级代号 该代号与交流发电机相同，电压等级代号用一位阿拉伯数字表示：1表示12V系统，2表示24V系统，6表示6V系统。（3）结构形式代号 结构形式代号用1位阿拉伯数字表示，数字“4”表示分立元件式，数字“5”表示集成电路式。（4）设计代号 按产品设计先后次序，用12位阿拉伯数字。（5）变形代号 用汉语拼音大写

42、字母A、B、C顺序表示（不能用O和I）。,例如：FTD152表示12V集成电路调节器，第2次设计。,第3章 交流发电机及调节器 3.6 电压调节器的工作原理,由交流发电机的工作原理我们知道，交流发电机的三相绕组产生的相电动势的有效值E=Cen（V）这里Ce为发电机的结构常数，n为发电机转子转速，为转子的磁极磁通，也就是说交流发电机所产生的感应电动势与转子转速和磁极磁通成正比。所以，交流发电机调节器的工作原理是：当交流发电机的转速升高时，调节器通过减小发电机的励磁电流If来减小磁通，使发电机的输出电压UB保持不变。触点式电压调节器通过触点开闭，接通和断开磁场电路，来改变磁场电流If大小；晶体管调

43、节器、集成电路调节器等利用大功率三极管的导通和截止，接通和断开磁场电路，来改变磁场电流If大小。,第3章 交流发电机及调节器 3.6 电压调节器的工作原理,第3章 交流发电机及调节器 3.6 电压调节器的工作原理,3.6.1 双级触点式电压调节器的工作原理 触点式电压调节器目前应用并不广泛，尤其是单级触点式电压调节器基本被淘汰。现以 FT61型双级触点式调节器为例，如图所示，说明其工作过程。,图 FT61型双级触点式调节器原理电路,（1）闭合点火开关，当发电机转速很低，其端电压低于蓄电池端电压时，由于流经磁化线圈的电流不够大，磁化线圈所产生的吸力不足以克服弹簧的拉力将衔铁吸下，所以调节器低速触

44、点K1闭合，由蓄电池向发电机提供励磁电流(他励)。励磁电路为：,蓄电池正极电流表点火开关调节器火线接线S低速触点K1衔铁调节器磁场接线柱F发电机励磁绕组搭铁蓄电池负极。这种情况下，用电设备均由蓄电池供电，电流表指向“”的一侧，调节器不起调节作用。,（2）当发电机转速升高，其端电压略高于蓄电池的端电压，但低于14 V时，调节器低速触点仍闭合，发电机由他励转入自励而正常发电。,励磁电路为：发电机正极点火开关调节器火线接线S低速触点K1衔铁调节器磁场接线柱F发电机励磁绕组搭铁发电机负极。与此同时，所有用电设备均由发电机供电(包括给蓄电池作补充充电)。电流表指向“”的一侧，调节器的工作电路为：发电机正

45、极点火开关调节器火线接线柱SR1 磁化线圈R3搭铁发电机负极。,（3）当发动机转速继续升高，发电机的电压达到第一级调压值时，磁化线圈所产生的电磁力克服弹簧力，使低速触点K1打开，但尚不能使高速触点K2闭合。其励磁电路为：发电机正极点火开关调节器火线接线柱SR1R2调节器磁场接线柱F发电机励磁绕组搭铁发电机负极。,由于在励磁电路中串入R1和R2，使励磁电流减小，端电压又下降，低速触点又闭合；低速触点K1重新闭合后，切去电阻R1R2，使励磁电流再次增大，端电压再次升高，低速触点再次打开。如此循环下去，在低速触点不断开合振动下实现第一级电压的调节工作。,（4）当发动机转速较高，发电机的电压将超过第一

46、级调压值，达到第二级调压值时，磁化线圈中产生的电磁力远大于弹簧力，使高速触点K2闭合，此时的励磁电路为：发电机正极点火开关调节器火线接线柱SR1R2磁轭衔铁搭铁发电机负极。,即励磁电路短接搭铁，于是励磁电流为“0”，发电机端电压急速下降，高速触点K2重新断开，励磁电路又被接通，励磁电流又增大，电压又上升，高速触点又闭合。如此循环下去，在高速触点不断开闭振动下实现第二级电压的调节工作。,（5）发动机停转时，断开点火开关，发电机不发电，调节器恢复到不工作状态，即低速触点K1常闭，高速触点K2常开，电流表指针回到零位。,第3章 交流发电机及调节器 3.6 电压调节器的工作原理,3.6.2 晶体管式调

47、节器的工作原理 目前，国内外生产的晶体管调节器一般都是由24个三极管，l2个稳压管和一些电阻、电容、二极管等组成，再由印刷电路板连接成电路，然后用轻而薄的铝合金外壳将其封闭。与机械式电压调节器相比，具有体积小、重量轻、调节反应敏捷、无触点烧蚀触点、使用寿命长等优点。晶体管式调节器与内或外搭铁形式的发电机配套使用，也有内、外搭铁的区别，使用前一定要判断其搭铁形式，并与发电机相应的接柱正确连接。,第3章 交流发电机及调节器 3.6 电压调节器的工作原理,1外搭铁型晶体管调节器（1）调节器基本电路 三只电阻R1、R2、R3；两只三极管VT1、VT2；一只稳压二极管VS；一只二极管VD组成,第3章 交

48、流发电机及调节器 3.6 电压调节器的工作原理,电阻R1、R2和稳压管VS构成了信号检测电路，电阻R1和R2组成一个分压器，R1上得分压为：,稳压管VS是感受元件，串联在VT1的基极电路中，并通过VT1的发射结并联于分压电阻R1的两端，以感受发电机的输出电压；并控制三极管VT1导通和截止。,第3章 交流发电机及调节器 3.6 电压调节器的工作原理,VD是续流二极管起保护作用；磁场绕组由接通转为断开状态时（F端为+，B端为），经二极管 VD构成放电回路，防止三极管VT2被击穿损坏。,VT1是小功率三极管（NPN型）和电阻R3构成信号放大与控制电路，将电压监测电路输入的信号进行放大处理后，控制VT

49、2的导通与截止。VT2是大功率三极管（NPN型），和发电机的磁场绕组串联，起开关作用，用来接通与切断发电机的励磁电路；,第3章 交流发电机及调节器 3.6 电压调节器的工作原理,（2）稳压管工作条件,稳压管VS导通条件：稳压管VS和三极管VT1导通。稳压管VS截止条件：稳压管VS和三极管VT1截止。,第3章 交流发电机及调节器 3.6 电压调节器的工作原理,（3）调节器工作过程,点火开关SW接通，发电机电压UB蓄电池端电压时,VT1截止，VT2导通，蓄电池直接供电到磁场绕组。他励发电，发电机电压随转速升高而升高,第3章 交流发电机及调节器 3.6 电压调节器的工作原理,第3章 交流发电机及调节

50、器 3.6 电压调节器的工作原理,发电机电压虽然升高,但如果蓄电池端电压发电机输出电压UB调节上限时,VT1继续截止，VT2继续导通。发电机自励且开始对外供电。,第3章 交流发电机及调节器 3.6 电压调节器的工作原理,当发电机电压升高到等于调节上限U2时，调节器开始工作。电阻R1、R2分压，UR1=UW+Ube1，VS导通，VT1导通，VT2截止，磁场电路被切断，发电机输出电压迅速下降。,当发电机电压下降到等于调节下限U1时电阻R1、R2分压减小，当UR1UW+Ube1，VS截止，VT1截止，VT2重新导通，磁场电路重新被接通，发电机电压上升。,第3章 交流发电机及调节器 3.6 电压调节器