一、交流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)1．發(fā)電機的功用2．普通交流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)1）轉(zhuǎn)子2）定子3）整流器4）端蓋及電刷組件5）帶輪及風扇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(zhuǎn)時，向所有用電設備（啟動機除外）供電，同時給蓄電池充電。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)電機的性能在許多方面優(yōu)于直流發(fā)電機，直流發(fā)電機已被淘汰。目前汽車采用三相交流發(fā)電機，內(nèi)部帶有二極管整流電路，將交流電整流為直流電，所以，汽車交流發(fā)電機輸出的是直流電。交流發(fā)電機必須配裝電壓調(diào)節(jié)器，電壓調(diào)節(jié)器對發(fā)電機的輸出電壓進行控制，使其保持基本恒定，以滿足汽車用電器的需求。

2.普通交流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)圖1JF132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

普通交流發(fā)電機一般由轉(zhuǎn)子、定子、整流器、前后端蓋、風扇、帶輪等組成。圖1為JF132型6管普通交流發(fā)電機解體圖

1)．轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子的功用是產(chǎn)生磁場。轉(zhuǎn)子由爪極、磁軛、勵磁繞組、滑環(huán)、轉(zhuǎn)子軸等組成，如圖2、3所示。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。如圖2、3所示。當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，就形成了旋轉(zhuǎn)的磁場。1－滑環(huán)2－轉(zhuǎn)子軸3－爪極4－磁軛5－勵磁繞組圖2交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子總成圖3交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子分解圖

2)定子定子的功用是產(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。定子由定子鐵心和定子繞組（線圈）組成，如圖4所示。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4a、b所示，都能產(chǎn)生三相交流電。圖4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的三相交流電變?yōu)橹绷麟?。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。

6只整流二極管分為正極管和負極管兩種。引出電極為正極的稱為正極管，3只正極管裝在同一塊板上，稱為正極板；引出電極為負極的稱為負極管，3只負極管安裝在負極板上，也可直接安裝在后蓋上。如圖5所示。圖5交流發(fā)電機整流二極管安裝示意圖a）焊接式b）電路圖c)壓裝式1－正整流板2－負整流板

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。整流器總成的形狀各異，有馬蹄形、半圓形和圓形等。如圖6所示。整流器和定子繞組的連接如圖7所示。圖6JF132發(fā)電機整流器總成1-負整流板2-正整流板3-散熱片4-螺栓孔5-正極管6-負極管7-安裝孔8-絕緣墊圖7交流發(fā)電機整流器和定子的連接電路圖a）星形連接b）三角形連接

4)端蓋及電刷組件

端蓋一般分兩部分（前端蓋和后端蓋），起支撐轉(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。電刷組件由電刷、電刷架和電刷彈簧組成，如圖8所示。電刷的作用是將電源通過滑環(huán)引入勵磁繞組。兩個電刷分別裝在電刷架的孔內(nèi)，借助彈簧壓力與滑環(huán)保持接觸。

電刷和滑環(huán)的接觸應良好，否則會因為磁場電流過小，導致發(fā)電機發(fā)電不足。圖8電刷組件

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9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，如圖9a所示。（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，如圖9b所示。a)內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機b)外搭鐵型交流發(fā)電機圖9交流發(fā)電機的搭鐵型式

5)帶輪及風扇

交流發(fā)電機的前端裝有帶輪和風扇，由發(fā)動機通過傳動帶驅(qū)動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子軸和風扇一起旋轉(zhuǎn)。發(fā)電機工作時，定子繞組和勵磁繞組中都會有熱量產(chǎn)生，溫度過高會燒壞導線的絕緣導致發(fā)電機不能正常工作，所以為發(fā)電機散熱是必須的，為了提高散熱能力，有的發(fā)電機裝有兩個風扇（前后各一個）。如豐田轎車的發(fā)電機。二、交流發(fā)電機工作原理1．發(fā)電原理2．整流原理3．交流發(fā)電機的勵磁1、交流發(fā)電機發(fā)電原理

如圖10所示，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(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)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。圖10交流發(fā)電機發(fā)電原理示意圖1－定子鐵心2－定子繞組3－轉(zhuǎn)子4－勵磁繞組5－整流二極管6－電刷2、交流發(fā)電機整流原理

交流發(fā)電機定子的三相繞組中，感應產(chǎn)生的是交流電，是通過6只二極管組成的三相橋式整流電路整流為直流電的，整流電路如圖11a所示。

二極管具有單向?qū)ㄐ?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只整流二極管按圖11a的電路連接，發(fā)電機的輸出端B、E上就輸出一個脈動直流電壓，如圖11c所示，這就是發(fā)電機的整流原理。圖11交流發(fā)電機整流原理

a)整流電路圖b)三相繞組電壓波形圖c)整流后發(fā)電機輸出波形圖1．整流原理:（1）二極管的導通原則當3只正二極管負極端連接在一起時，正極端電位最高者導通；當3只負二極管正極端連接在一起時，負極端電位最低者導通。（2）整流過程的分析同時導通的二極管管子總是兩個，正、負管子各一個。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,如圖11(c)所示。圖12整流二極管導通分析

2．中性點電壓在定子繞組為星形連接時，三相繞組的公共結(jié)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”。“N”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13所示，平均值為發(fā)電機輸出電壓平均值的一半，即：

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工作。圖13交流發(fā)電機中性點電壓波形圖

利用中性點電壓提高發(fā)電機功率有的發(fā)電機（如夏利發(fā)電機）的整流器有8只整流管，其中兩只整流管接在中性點處（1只正極管和1只負極管），如圖14所示。把中性點電壓和三相繞組并聯(lián)輸出，實踐證明這樣可提高發(fā)電機功率10％～15％。由于中性點電壓的瞬時值是一個三次諧波，其波峰在有些時候可能大于三相繞組的最高值，此時，中性點正極管VD7導通，其他三個正極管截止，由VD7供給外電路高電壓；同理，波谷也能小于三相繞組的最低值，此時，中性點負極管VD8導通，參與對外輸出，這樣就提高了發(fā)電機的對外輸出能力，提高了發(fā)電機的輸出功率。圖14具有中性點二極管的整流電路三、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，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。

1．他勵在發(fā)電機轉(zhuǎn)速較低時（發(fā)動機未達到怠速轉(zhuǎn)速），自身不能發(fā)電，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。

2．自勵隨著轉(zhuǎn)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。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(zhuǎn)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。交流發(fā)電機的勵磁電路如圖15、16所示。圖15管內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機的勵磁圖1611管外搭鐵型交流發(fā)電機的勵磁四、零部件的檢修

1．轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子軸之間的阻值都應該是無窮大。圖17勵磁繞組短路、斷路的檢測圖18勵磁繞組搭鐵的檢測2)轉(zhuǎn)子軸和滑環(huán)的檢修轉(zhuǎn)子軸的彎曲會造成轉(zhuǎn)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(zhuǎn)時阻力過大或有異響，應檢查轉(zhuǎn)子軸是否有彎曲?；h(huán)應表面光滑，無燒蝕，厚度應大于1.5mm3)軸承的檢修若發(fā)現(xiàn)發(fā)電機運轉(zhuǎn)時有異響，應仔細檢查是否因軸承的損壞而造成。圖19轉(zhuǎn)子軸徑向擺差的檢測2．定子的檢修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圖20定子斷路故障的檢