1第二章交流發(fā)電機(jī)及其調(diào)節(jié)器

§2-1交流發(fā)電機(jī)§2-2交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器§2-3交流發(fā)電機(jī)及其調(diào)節(jié)器的使用與維修2§2-1交流發(fā)電機(jī)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1．掌握交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及各組成部分的功用。2．了解交流發(fā)電機(jī)的工作原理和工作特性。3一、交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)下圖所示為整體式交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，主要是由轉(zhuǎn)子、定子、端蓋和硅整流器四部分組成。41．轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子的功用是產(chǎn)生交流磁場(chǎng)。它由磁極、磁場(chǎng)繞組、轉(zhuǎn)子軸、磁軛及滑環(huán)等組成：交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子總成發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的分解圖1-滑環(huán)2-轉(zhuǎn)子軸3-爪極4-轉(zhuǎn)子鐵心5-磁場(chǎng)繞組52．定子定子總成交流發(fā)電機(jī)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定子的功用是產(chǎn)生和輸出交流電。它由鐵芯和三相繞組組成：63．整流器整流器的功用是將定子繞組的三相交流電變?yōu)橹绷麟姟Ｕ髌饔烧靼搴驼鞫O管組成。6只整流二極管分為正極管和負(fù)極管兩種，引出電極為正極的稱為正極管，3只正極管裝在正極板上；引出電極為負(fù)極的稱為負(fù)極管，3只負(fù)極管安裝在負(fù)極板上，也可直接安裝在后蓋上：7交流發(fā)電機(jī)整流二極管安裝示意圖a）焊接式b）電路圖c)壓裝式1—正極板2—負(fù)極板84．機(jī)殼機(jī)殼主要包括驅(qū)動(dòng)端蓋(前端蓋)、整流端蓋(后端蓋)及安裝在其上的軸承、軸承蓋等零部件。端蓋由鋁合金制成，以減輕交流發(fā)電機(jī)的質(zhì)量，增強(qiáng)散熱。整流端蓋內(nèi)側(cè)炭刷架的結(jié)構(gòu)形式有兩種，一種炭刷的拆裝在殼體內(nèi)部進(jìn)行，另一種拆裝在殼體外部進(jìn)行。兩個(gè)炭刷中一個(gè)與殼體相連，稱為搭鐵炭刷；另一個(gè)與殼體絕緣，稱為絕緣炭刷。絕緣炭刷的引線接到發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)接線柱(F)上。搭鐵炭刷的搭鐵方式有兩種，一種是將引線用螺釘固定在后端蓋標(biāo)記為“-”的接線柱上，此方式俗稱內(nèi)搭鐵；另一種是將搭鐵炭刷引線與機(jī)蓋絕緣，接到后端蓋外部標(biāo)記為“E”的接線柱上，這種方式俗稱外搭鐵。發(fā)電機(jī)前端裝有帶輪，由發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)帶帶動(dòng)。在帶輪后面裝有風(fēng)扇，靠風(fēng)扇給發(fā)電機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)散熱。9二、交流發(fā)電機(jī)的工作原理1．發(fā)電原理交流發(fā)電機(jī)的工作原理圖102．整流原理三相橋式整流電路及電壓波形a)整流電路b)三相對(duì)稱電壓波形c)平穩(wěn)脈沖電壓波形帶有中心抽頭的交流發(fā)電機(jī)利用硅二極管的單向?qū)щ娦钥山M成整流電路。汽車用交流發(fā)電機(jī)采用三相橋式全波整流電路113．勵(lì)磁方法發(fā)電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，依靠自身磁場(chǎng)中的剩磁一般難以建立輸出電壓。為了使交流發(fā)電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的輸出電壓能夠滿足汽車上用電的需要，交流發(fā)電機(jī)在輸出電壓建立前后，分別采用他勵(lì)和自勵(lì)兩種勵(lì)磁方式。開始發(fā)電時(shí)采用他勵(lì)方式，即由蓄電池提供勵(lì)磁電流，增強(qiáng)磁場(chǎng)，使電壓隨發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速很快上升。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓高于蓄電池端電壓時(shí)，勵(lì)磁電流便由發(fā)電機(jī)自身供給，這種勵(lì)磁方式稱為自勵(lì)。下圖所示為交流發(fā)電機(jī)的基本勵(lì)磁回路：12交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁回路13三、交流發(fā)電機(jī)的工作特性交流發(fā)電機(jī)的輸出特性所謂交流發(fā)電機(jī)的工作特性，是指交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、電壓、電流等相關(guān)量之間的相互關(guān)系及變化規(guī)律，是選用發(fā)電機(jī)的重要依據(jù)。1．輸出特性輸出特性也稱負(fù)載特性或輸出電流特性，是指當(dāng)交流發(fā)電機(jī)輸出電壓恒定時(shí)，轉(zhuǎn)速與輸出電流之間的關(guān)系：142．空載特性空載特性是指發(fā)電機(jī)沒(méi)有帶負(fù)載時(shí)，其端電壓與轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律。如圖所示，從空載特性曲線可以看出，隨著轉(zhuǎn)速的升高，端電壓上升較快，由他勵(lì)方式轉(zhuǎn)入自勵(lì)方式時(shí)，即能向蓄電池補(bǔ)充充電。交流發(fā)電機(jī)的空載特性153．外特性外特性是指轉(zhuǎn)速保持一定時(shí)，輸出電流與端電壓的變化規(guī)律，如圖所示。從外特性曲線可以看出，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速越高，端電壓越高，輸出電流也越大。轉(zhuǎn)速對(duì)端電壓的影響較大，但當(dāng)轉(zhuǎn)速保持恒定時(shí)，端電壓隨輸出電流的增大（即負(fù)載增加）而相應(yīng)下降。16四、多管硅整流發(fā)電機(jī)的功用和特點(diǎn)1．8管硅整流發(fā)電機(jī)8管交流發(fā)電機(jī)電路圖172．9管硅整流發(fā)電機(jī)9管交流發(fā)電機(jī)充電系統(tǒng)電路183．11管硅整流發(fā)電機(jī)11管交流發(fā)電機(jī)充電系統(tǒng)電路19五、無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)圖2-1-19

國(guó)產(chǎn)JFW14X型爪極無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)外形及其分解圖1-外形2-后軸承3-防護(hù)罩4-整流元件組5-后端蓋6-定子總成7-磁軛8-磁場(chǎng)繞組接頭

9-磁場(chǎng)繞組10-爪極11-前端蓋12-風(fēng)扇13-皮帶輪無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)的突出優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、工作可靠。由于取消了滑環(huán)和電刷，因此不存在電刷與滑環(huán)接觸不良而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)不穩(wěn)定或不發(fā)電的故障。20§2-2交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器學(xué)習(xí)目標(biāo)：1．了解電壓調(diào)節(jié)器的作用和調(diào)壓原理。2．掌握常用電壓調(diào)節(jié)器的特性和工作原理。21一、概述1．電壓調(diào)節(jié)器的功用現(xiàn)代汽車上均裝用交流發(fā)電機(jī)，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)電壓隨著轉(zhuǎn)速的升高而增大，為了保證用電設(shè)備和蓄電池正常工作而不致?lián)p壞，所以要求發(fā)電機(jī)必須具有穩(wěn)定的輸出電壓。電壓調(diào)節(jié)器的功用就是在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，將發(fā)電機(jī)電壓控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。如對(duì)12V汽油車其電壓應(yīng)控制在14～15V；對(duì)24V柴油車，其電壓應(yīng)控制在28～30V。222．電壓調(diào)節(jié)器調(diào)壓原理對(duì)于結(jié)構(gòu)一定的交流發(fā)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的大小與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和磁極的磁通成正比。可用下式表示：E=Ceφn式中：Ce—電機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù)；φ—磁極磁通；n—發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。發(fā)電機(jī)在汽車上是由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的，其轉(zhuǎn)速n隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化而在很大范圍內(nèi)變化。若要在轉(zhuǎn)速變化時(shí)維持發(fā)電機(jī)輸出電壓恒定，就必須相應(yīng)地改變磁極磁通φ。因?yàn)榇艠O磁通φ的強(qiáng)弱取決于磁場(chǎng)電流的大小，所以在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，只要自動(dòng)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)電流，就能使發(fā)電機(jī)電壓保持恒定。電壓調(diào)節(jié)器就是利用自動(dòng)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)電流使磁極磁通改變這一原理來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓的。233．電壓調(diào)節(jié)器的分類汽車發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器種類繁多、類型各異。雖然各種電壓調(diào)節(jié)器都是通過(guò)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)電流改變磁極磁通達(dá)到控制發(fā)電機(jī)電壓的目的的，但是由于電壓調(diào)節(jié)器型式不同，其調(diào)節(jié)磁場(chǎng)電流的方法也不同。據(jù)此電壓調(diào)節(jié)器可以分為電磁振動(dòng)式調(diào)節(jié)器、晶體管調(diào)節(jié)器和集成電路調(diào)節(jié)器。24二、電磁振動(dòng)式調(diào)節(jié)器1．單級(jí)電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器單極電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器R1-加速電阻R2-調(diào)節(jié)電阻R3-溫度補(bǔ)償電阻L1-磁化線圈L2-軛流電阻D-二極管C-電容器252．雙級(jí)電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器FT61型雙級(jí)電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器K1-一級(jí)觸點(diǎn)K2-二級(jí)觸點(diǎn)R1-加速電阻R2-調(diào)節(jié)電阻R3-溫度補(bǔ)償電阻1-靜觸點(diǎn)支架2-活動(dòng)觸點(diǎn)臂3-磁化線圈

4-彈簧5-支架6-電刷和集電環(huán)7-磁場(chǎng)繞組（1）結(jié)構(gòu)（2）工作原理262．雙級(jí)電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)K2工作時(shí)的磁化電路a)觸點(diǎn)K2閉合時(shí)

b)觸點(diǎn)K2張開時(shí)（1）結(jié)構(gòu)27(2)工作原理觸點(diǎn)K2工作時(shí)的磁場(chǎng)電路a)觸點(diǎn)K2閉合時(shí)b)觸點(diǎn)K2張開時(shí)283．雙聯(lián)電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器（1）帶充電指示繼電器的電壓調(diào)節(jié)器

1）結(jié)構(gòu) 2）工作原理29（2）帶磁場(chǎng)繼電器的電壓調(diào)節(jié)器

1）FT6lA型雙聯(lián)調(diào)節(jié)器的組成 2）FT6lA型雙聯(lián)調(diào)節(jié)器的工作原理30三、晶體管調(diào)節(jié)器1.晶體管調(diào)節(jié)器的優(yōu)點(diǎn)（1）無(wú)需維修、工作可靠。（2）工作中無(wú)電火花產(chǎn)生，不會(huì)干擾汽車上的電子設(shè)備工作。（3）使用壽命長(zhǎng)，適用范圍廣。目前晶體管調(diào)節(jié)器的使用壽命是電磁振動(dòng)式調(diào)節(jié)器使用壽命的2～3倍。由于現(xiàn)代汽車應(yīng)用交流發(fā)電機(jī)功率要求越來(lái)越大，可通過(guò)選擇不同功率的晶體管滿足因發(fā)電機(jī)功率大對(duì)激磁電流要求大的要求。（4）采用集成電路，作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)部件裝在發(fā)電機(jī)上，省去了點(diǎn)火開關(guān)到調(diào)節(jié)器以及調(diào)節(jié)器到交流發(fā)電機(jī)的連接導(dǎo)線，既減少了線路損失，又可使發(fā)電機(jī)的實(shí)際輸出功率提高5%～10%。312．JFTl06型分立元件調(diào)節(jié)器JFT106型分立元件調(diào)節(jié)器電路（1）電路和組成32（2）工作原理接通點(diǎn)火開關(guān)S，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)電機(jī)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓低于蓄電池電動(dòng)勢(shì)時(shí)，檢測(cè)電路和磁場(chǎng)電路由蓄電池供電。此時(shí)，調(diào)節(jié)器接通磁場(chǎng)電流通路，其電路為:蓄電池正極→電流表A→點(diǎn)火開關(guān)S→發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)接線柱F2→磁場(chǎng)繞組→發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)接線柱F1→三極管V3→調(diào)節(jié)器搭鐵接線柱E→蓄電池負(fù)極。由于發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組中有勵(lì)磁電流流過(guò)，磁極磁場(chǎng)增強(qiáng)，發(fā)電機(jī)電壓將隨其轉(zhuǎn)速的升高而升高。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓升高到高于蓄電池電動(dòng)勢(shì)，但小于調(diào)節(jié)電壓時(shí)，檢測(cè)電路和發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組的電流將由發(fā)電機(jī)供給，磁場(chǎng)電流電路為：發(fā)電機(jī)接線柱B→點(diǎn)火開關(guān)S→發(fā)電機(jī)接線柱F2→磁場(chǎng)繞組→發(fā)電機(jī)接線柱F1→三極管V3→調(diào)節(jié)器搭鐵接線柱E→發(fā)電機(jī)負(fù)極。此時(shí)發(fā)電機(jī)對(duì)蓄電池充電，對(duì)用電設(shè)備供電，其電壓仍隨轉(zhuǎn)速的升高而升高。33四、集成電路調(diào)節(jié)器集成電路是指在一塊微小的半導(dǎo)體硅片上制成許多半導(dǎo)體元件及其他電路和元件，從而實(shí)現(xiàn)所要求的調(diào)節(jié)電壓等功能的，這種方式制成的調(diào)節(jié)器，稱為集成電路(IC)調(diào)節(jié)器。1．夏利轎車用集成電路（IC）調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)夏利轎車單片IC調(diào)節(jié)器外形圖夏利轎車用單片IC調(diào)節(jié)器電路圖342．夏利轎車用集成電路（IC）調(diào)節(jié)器工作情況接通點(diǎn)火開關(guān)S，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)電機(jī)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓低于蓄電池電動(dòng)勢(shì)時(shí)，蓄電池電壓便經(jīng)點(diǎn)火開關(guān)S作用于單片IC上，IC內(nèi)部電路根據(jù)發(fā)電機(jī)相抽頭P端檢測(cè)出的電壓信號(hào)，控制三極管Vl、V2都導(dǎo)通，同時(shí)接通磁場(chǎng)電路和充電指示燈電路。磁場(chǎng)電流通路為:蓄電池正極→發(fā)電機(jī)“B”端→磁場(chǎng)繞組→IC調(diào)節(jié)器“F”端→Vl→E搭鐵→蓄電池負(fù)極。充電指示燈電流通路為：蓄電池正極→點(diǎn)火開關(guān)S→充電指示燈→發(fā)電機(jī)和調(diào)節(jié)器的L端→V2→E搭鐵→蓄電池負(fù)極。35§2-3交流發(fā)電機(jī)及其調(diào)節(jié)器的使用與維修學(xué)習(xí)目標(biāo)：1．熟悉交流發(fā)電機(jī)和電壓調(diào)節(jié)器的正確使用方法。2．掌握交流發(fā)電機(jī)和電壓調(diào)節(jié)器的故障檢測(cè)與維修方法。36一、交流發(fā)電機(jī)和調(diào)節(jié)器的正確使用1．交流發(fā)電機(jī)的正確使用（1）汽車用交流發(fā)電機(jī)均為負(fù)極搭鐵，安裝蓄電池時(shí)也必須負(fù)極搭鐵。若蓄電池搭鐵極性接錯(cuò)，交流發(fā)電機(jī)整流二極管將承受蓄電池正向電壓，使整流二極管損壞。（2）發(fā)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不能用搭鐵試火的方法檢查發(fā)電機(jī)是否發(fā)電，否則不僅容易損壞整流二極管，還會(huì)造成蓄電池正、負(fù)極之間短路，致使蓄電池大電流放電，損壞蓄電池并燒毀線路。（3）汽車在正常行駛中，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)不發(fā)電或發(fā)電量很小時(shí)，應(yīng)及時(shí)查明原因予以檢修，否則發(fā)電機(jī)不僅不能正常工作，反而會(huì)導(dǎo)致故障越來(lái)越嚴(yán)重，甚至燒壞發(fā)電機(jī)及線束。37（4）發(fā)電機(jī)不可分解，絕對(duì)禁止用兆歐表(搖表)或220V交流電源檢查發(fā)電機(jī)的絕緣情況，否則將損壞整流元件。（5）汽車停駛，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后，應(yīng)立即將點(diǎn)火開關(guān)斷開，否則蓄電池經(jīng)電壓調(diào)節(jié)器長(zhǎng)期對(duì)磁場(chǎng)繞組供電，會(huì)將磁場(chǎng)繞組和電壓調(diào)節(jié)器燒壞。（6）發(fā)電機(jī)與蓄電池之間的連接導(dǎo)線一定要牢固可靠，而且在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行中不能隨意拆裝，否則將產(chǎn)生瞬時(shí)過(guò)電壓，損壞汽車上的電子元器件。382．調(diào)節(jié)器的正確使用（1）電壓調(diào)節(jié)器工作電壓與交流發(fā)電機(jī)輸出額定電壓等級(jí)必須一致，否則充電系統(tǒng)不僅不能正常工作，還會(huì)損壞有關(guān)器件。（2）電壓調(diào)節(jié)器與交流發(fā)電機(jī)的搭鐵型式必須匹配，即內(nèi)搭鐵電壓調(diào)節(jié)器必須匹配內(nèi)搭鐵交流發(fā)電機(jī)，外搭鐵電壓調(diào)節(jié)器必須匹配外搭鐵交流發(fā)電機(jī)，否則發(fā)電機(jī)會(huì)因磁場(chǎng)繞組無(wú)電流流過(guò)而不能建立電壓。（3）匹配電壓調(diào)節(jié)器時(shí)，一定要充分考慮交流發(fā)電機(jī)的功率。39（4）線路連接必須正確。使用時(shí)應(yīng)根據(jù)使用說(shuō)明書所給出的接線進(jìn)行線路連接，否則不僅充電系統(tǒng)不能工作，還會(huì)損壞電壓調(diào)節(jié)器和交流發(fā)電機(jī)的有關(guān)器件。（5）配用雙級(jí)電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器時(shí)，應(yīng)特別注意在沒(méi)有切斷發(fā)電機(jī)與電壓調(diào)節(jié)器連接線前，檢查充電系統(tǒng)故障時(shí)，決不允許將發(fā)電機(jī)的輸出接線柱B與磁場(chǎng)接線柱F短接，否則將會(huì)燒壞電壓調(diào)節(jié)器的高速觸點(diǎn)(短接后電壓升高，使高速觸點(diǎn)閉合，將電源直接短路)。（6）電壓調(diào)節(jié)器電源必須受點(diǎn)火開關(guān)（或電源開關(guān)）控制，汽車停駛，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后，應(yīng)及時(shí)將點(diǎn)火開關(guān)(或電源開關(guān))斷開，否則不僅造成蓄電池虧電，更主要的是會(huì)將電壓調(diào)節(jié)器和發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組燒壞。40二、交流發(fā)電機(jī)和調(diào)節(jié)器的檢測(cè)與維修1．交流發(fā)電機(jī)主要部件的檢測(cè)與維修（1）V形皮帶松緊度的檢查與調(diào)整用大拇指下壓（壓力為30～40N）風(fēng)扇傳動(dòng)帶，其撓度應(yīng)為10～15mm，若不符合規(guī)定，應(yīng)予調(diào)整。先用扳手松開固定螺母，然后用撬棒撬動(dòng)發(fā)電機(jī)外殼進(jìn)行V形傳動(dòng)帶松緊度（即張力）的調(diào)整，符合要求后再擰緊固定螺母。（2）電刷的檢查與更換

41（3）內(nèi)部電路的檢查發(fā)電機(jī)內(nèi)部電路的檢查將萬(wàn)用表置于電阻擋(Ω)，紅表筆(+)接E端，黑表筆(-)分別接發(fā)電機(jī)的B端和VD端，表的讀數(shù)應(yīng)為3～21Ω，若將紅(+)、黑(-)表筆交換測(cè)量，表的讀數(shù)應(yīng)為∞。若上述檢測(cè)的結(jié)果均為0或∞，則表明發(fā)電機(jī)的硅整流器損壞。42（4）定子(或電樞)繞組的檢查定子（或電樞）繞組的檢查a）電樞繞組電阻值的檢查

b）電樞繞組與定子鐵心絕緣電阻的檢查43（5）硅整流二極管的檢查硅整流二極管的檢查a）正二極管的檢查

b）負(fù)二極管的檢查442．調(diào)節(jié)器的檢測(cè)與維修（1）雙級(jí)電磁振動(dòng)式調(diào)節(jié)器（FT61）的檢查 1）檢查低速觸點(diǎn)K1接觸電阻

①萬(wàn)用表置于歐姆擋。

②將萬(wàn)用表的兩表筆分別接F、S端。

③測(cè)S與F接線柱間電阻，若電阻不為0，則低速觸點(diǎn)燒蝕，

應(yīng)用細(xì)砂紙打磨，并清理干凈。452）檢測(cè)加速電阻R1與調(diào)節(jié)電阻R