1、第二章、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器,主要內(nèi)容,交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造 交流發(fā)電機(jī)的工作原理 交流發(fā)電機(jī)的工作特性 交流發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)器 交流發(fā)電機(jī)的使用與維護(hù) 發(fā)電機(jī)與充電系統(tǒng)的測(cè)試 充電系統(tǒng)的常見(jiàn)故障,發(fā)電機(jī)是汽車(chē)用電設(shè)備的主要電源。在汽車(chē)正常運(yùn)行期間，發(fā)電機(jī)向除起動(dòng)機(jī)之外的其它用電設(shè)備供電，并向蓄電池充電。 汽車(chē)上所用的發(fā)電機(jī)大多為三相交流發(fā)電機(jī)。,汽車(chē)上采用硅整流交流發(fā)電機(jī)，它以硅二極管為整流器，將交流電轉(zhuǎn)變成直流電。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、功率高、工作可靠、壽命長(zhǎng)、維修方便等特點(diǎn)。,汽車(chē)用交流發(fā)電機(jī)的分類(lèi),按結(jié)構(gòu)分為：,按工作原理分,固定磁場(chǎng)式（無(wú)刷式）,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)式（常用）,普通式,整體式,真空

2、泵式,2-1、交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造,交流發(fā)電機(jī)由轉(zhuǎn)子、定子、電刷與滑環(huán)機(jī)構(gòu)、三相橋式整流器、軸承、風(fēng)扇和前后端蓋等組成。,一、轉(zhuǎn)子 （教材P23）,轉(zhuǎn)子由爪極（每個(gè)爪極有個(gè)鳥(niǎo)嘴形磁極）、轉(zhuǎn)子繞組、滑環(huán)和轉(zhuǎn)軸等組成。,在轉(zhuǎn)子繞組中通入一個(gè)直流電流時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)。,在發(fā)動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，在定子繞組中產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。,定子是由定子鐵心和三相定子繞組組成，固定在前后端蓋之間。,三相定子繞組,定子鐵心,二、定子,三相繞組一般采用三角形（）和星形（Y）兩種接法，定子繞組在轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，感應(yīng)并輸出三相正弦交流電動(dòng)勢(shì)。,整流器是將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的一種裝置，在車(chē)用發(fā)電機(jī)中，一般采用三相橋式整

3、流電路作整流器。,三、整流器 （教材P25）,普 通 型,中性點(diǎn)二極管型,整流器一般有以下四種形式：,磁場(chǎng)二極管型,中性點(diǎn)與磁場(chǎng)二極管型,磁場(chǎng)二極管可以提高電壓調(diào)節(jié)的精度。,中性點(diǎn)二極管的整流器，可以提高發(fā)電機(jī)的輸出功率。,桑塔納汽車(chē)用的整流器電路,前端蓋用來(lái)固定發(fā)電機(jī)，后端上裝有電刷架和整流器。 風(fēng)扇風(fēng)葉裝在前端蓋與皮帶輪之間（雙風(fēng)扇發(fā)電機(jī)的兩個(gè)風(fēng)葉裝在發(fā)電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子上），在發(fā)電機(jī)工作時(shí)，起強(qiáng)制通風(fēng)散熱作用。,前、后端蓋,風(fēng)葉,軸承,四、端蓋、風(fēng)扇和軸承,一、發(fā)電原理 （教材P27） 當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組中通入直流電時(shí)，產(chǎn)生磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在發(fā)動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，定子繞組切割轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)感應(yīng)三相交流電動(dòng)

4、勢(shì)。,2-2、交流發(fā)電機(jī)的工作原理,整流電路將三相電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)變成直流脈動(dòng)電壓；由于蓄電池具有電容的功能，故輸出的直流電壓波形較平坦。 在發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，忽略三相繞組和整流器的電阻壓降，直流電動(dòng)勢(shì)約為：U2.34E（E為相電動(dòng)勢(shì)）。,二、整流原理 (教材P28),發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生磁場(chǎng)，稱(chēng)為勵(lì)磁，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁有他勵(lì)和自勵(lì)兩種方式。 由蓄電池向磁場(chǎng)繞組供電的方式，稱(chēng)為他勵(lì)；由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓向磁場(chǎng)繞組供電的方式，稱(chēng)為自勵(lì)。 汽車(chē)用發(fā)電機(jī)在剛開(kāi)始發(fā)電時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組由蓄電池供電產(chǎn)生磁場(chǎng)，屬于他勵(lì)；待發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)起來(lái)，輸出電壓高于蓄電池電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)向磁場(chǎng)繞組供電，勵(lì)磁方式由他勵(lì)變?yōu)樽詣?lì)。,三、勵(lì)磁方法 (

5、教材P29),交流發(fā)電機(jī)的工作特性，是指發(fā)電機(jī)工作時(shí)，端電壓U、輸出電流與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。,一、空載特性,空載特性是指發(fā)電機(jī)空載（即 0）時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓U與轉(zhuǎn)速 之間的關(guān)系。,U與n成線(xiàn)性關(guān)系,他勵(lì),自勵(lì),2-3、交流發(fā)電機(jī)的工作特性,當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，輸出電壓隨輸出電流的變化規(guī)律。,在轉(zhuǎn)速一定時(shí)，端電壓隨輸出電流的增加而下降，當(dāng)輸出電流超過(guò)一定值后，電壓和電流同時(shí)下降（拐點(diǎn)處）。,當(dāng)發(fā)電機(jī)在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，如果突然失去負(fù)載，端電壓將瞬時(shí)增大，整流器及調(diào)節(jié)器中的電子元件造成損壞。,二、外特性 (教材P32),在發(fā)電機(jī)輸出電壓U一定時(shí)（通常12V發(fā)電機(jī)保持在14V），發(fā)電機(jī)負(fù)載電流與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)

6、系稱(chēng)為輸出特性或負(fù)載特性。,Ie,輸出電流將隨轉(zhuǎn)速升高而增大，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)一定值時(shí)，電流增加的速率減慢，并趨于穩(wěn)定，此時(shí)的電流為最大輸出電流。,三、輸出特性（負(fù)載特性）,發(fā)電機(jī)的輸出電壓與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速有關(guān)：,2-4、交流發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)器,UEC,C為發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)常數(shù) 為磁極磁通 為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速,由此可知：發(fā)電機(jī)的輸出電壓U與轉(zhuǎn)速和磁通成正比。,一、電壓調(diào)節(jié)器的工作原理 （教材P33）,當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高時(shí)，減小磁場(chǎng)電流，以減弱磁通，使基本保持不變，從而維持端電壓的不變。,二、電壓調(diào)節(jié)器的分類(lèi),觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器,晶體管電壓調(diào)節(jié)器,集成電路電壓調(diào)節(jié)器,三、電壓調(diào)節(jié)器工作原理 （教材P33）,1、觸點(diǎn)

7、式電壓調(diào)節(jié)器 觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器是一種機(jī)械振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器，它利用觸點(diǎn)的開(kāi)閉作用，改變磁場(chǎng)電路的電阻，保持端電壓的恒定。,觸點(diǎn)的開(kāi)閉存在延時(shí)現(xiàn)象，故不能控制大功率的發(fā)電機(jī)電壓，且存在電磁干擾，目前已基本不采用。,2、晶體管電壓調(diào)節(jié)器,晶體管電壓調(diào)節(jié)器是利用晶體三極管的開(kāi)關(guān)作用，控制發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電路的通、斷，來(lái)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，使端電壓保持不變。,集成電路電壓調(diào)節(jié)器具有體積小、功能強(qiáng)、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外的汽車(chē)上。 集成電路電壓調(diào)節(jié)器由于體積小，目前都裝于發(fā)電機(jī)內(nèi)，成為整體式交流發(fā)電機(jī)。,3、集成電路式電壓調(diào)節(jié)器,P半波整流接線(xiàn)柱 L充電指示燈接線(xiàn)柱 F磁場(chǎng)繞組電壓

8、監(jiān)視接線(xiàn)柱 S蓄電池電壓監(jiān)視接線(xiàn)柱,通用公司（GM）用集成電路調(diào)節(jié)器,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高,集成電路電壓調(diào)節(jié)器利用改變磁場(chǎng)電流的占空比，來(lái)改變發(fā)電機(jī)的輸出電壓。,四、調(diào)節(jié)器實(shí)例分析,桑塔納轎車(chē)發(fā)電機(jī)原理圖,2-5、交流發(fā)電機(jī)的使用與維護(hù),交流發(fā)電機(jī)在使用和維護(hù)過(guò)程中，要注意以下幾個(gè)問(wèn)題： 、蓄電池的搭鐵必須與交流發(fā)電機(jī)的極性一致，都是負(fù)極搭鐵，否則蓄電池將通過(guò)發(fā)電機(jī)的硅整流二極管大量放電，從而燒毀二極管。 、不得用發(fā)電機(jī)輸出端瞬時(shí)接地（搭鐵）的方法（試火法）來(lái)判斷發(fā)電機(jī)是否發(fā)電。,、發(fā)電機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不得拆下蓄電池等主要用電設(shè)備，以免產(chǎn)生瞬時(shí)過(guò)電壓，損壞二極管、調(diào)節(jié)器或其他用電設(shè)備。,

9、、經(jīng)常檢查發(fā)電機(jī)與蓄電池之間的連線(xiàn)，保證連接牢固可靠。 、經(jīng)常檢查發(fā)電機(jī)皮帶的張緊程度，應(yīng)符合出廠(chǎng)時(shí)的規(guī)定。皮帶過(guò)松，會(huì)造成蓄電池充電不足；皮帶過(guò)緊，容易造成皮帶和發(fā)電機(jī)軸承的損壞。,、 一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)工作不正常，應(yīng)及時(shí)檢查，找出并排除故障。,、定期對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行維護(hù)，一般發(fā)電機(jī)運(yùn)行750小時(shí)或汽車(chē)行駛3萬(wàn)公里后，對(duì)發(fā)電機(jī)的電刷、整流元件、調(diào)節(jié)器、軸承等易損元件進(jìn)行一次檢查和必要的測(cè)試。,一、輸出直流電壓的測(cè)試 起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并在怠速狀態(tài)下運(yùn)行，用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量蓄電池兩端的電壓。,電壓讀數(shù)應(yīng)在1315伏之間（具體視調(diào)節(jié)器的設(shè)定值而定，如GM公司為14.70.5V）。 當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高時(shí)，發(fā)電機(jī)輸

10、出的直流電壓基本保持不變。,2-6、發(fā)電機(jī)與充電系統(tǒng)的測(cè)試,用數(shù)字萬(wàn)用表的交流電壓檔，并接在蓄電池的正負(fù)極兩端，來(lái)測(cè)量發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓（正常值應(yīng)0.4V ）。具體步驟如下： 起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并使其在2000rpm的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)； 打開(kāi)大前燈，給發(fā)電機(jī)加上一定的負(fù)載； 將數(shù)字萬(wàn)用表并接于蓄電池的正負(fù)極兩端，讀取交流電壓值。如果電壓0.4V，說(shuō)明發(fā)電機(jī)的整流器工作正常；如果電壓 0.5V，說(shuō)明發(fā)電機(jī)的整流器存在故障。,二、輸出電壓的交流成份測(cè)試,電壓降的測(cè)試，主要用來(lái)判斷發(fā)電機(jī)與蓄電池之間的連線(xiàn)是否良好。具體方法如下： 起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并使其在2000rpm的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)； 打開(kāi)大前燈，給發(fā)電機(jī)加上一定的負(fù)載； 用數(shù)字萬(wàn)用表的直流電壓檔測(cè)量發(fā)電機(jī)的輸出端與蓄電池的正極端之間的電壓降（如圖所示），正常電壓值為0.4V。如果超過(guò)0.4V，說(shuō)明導(dǎo)線(xiàn)連接點(diǎn)的電阻大。,三、充電系統(tǒng)電壓降的測(cè)試,用數(shù)字萬(wàn)用表的直流電壓檔測(cè)量發(fā)電機(jī)的外殼與蓄電池的負(fù)極端之間的電壓降（如圖所示），正常電壓值為0.3V。如果超過(guò)0.3V，說(shuō)明導(dǎo)線(xiàn)連接松動(dòng)，連接點(diǎn)的電阻大。,一、不充電 不充電的可能原因有： 連接導(dǎo)線(xiàn)斷路、短路、連接處松動(dòng)等。 發(fā)電機(jī)損壞。如轉(zhuǎn)子或定子繞組短路或斷路、電刷磨損、硅整流二極管損壞等。 調(diào)節(jié)器損壞