交流發(fā)電機(jī)(ppt)
交流發(fā)電機(jī)

1、了解交流發(fā)電機(jī)的功用、分類；

2、掌握發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理及檢測維修方法；

3、掌握汽車充電系的組成、電路及檢測維修方法；

4、了解調(diào)節(jié)器的工作原理

5、掌握調(diào)節(jié)器的檢測方法

發(fā)電機(jī)是汽車的主要電源
(見圖)
功用：
在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（怠速以上）， 向所有用電設(shè)備（起動(dòng)機(jī)除外）供電，同時(shí)向蓄電池充電。
（如圖所示）


1. 交流發(fā)電機(jī)的分類
1）按照調(diào)節(jié)器是否單獨(dú)安裝，分為兩類：
調(diào)節(jié)器單獨(dú)安裝（普通硅整流發(fā)電機(jī)）
調(diào)節(jié)器安裝在發(fā)電機(jī)內(nèi)部（整體式硅整流發(fā)電機(jī)）
2）按照總體結(jié)構(gòu)，分為五類：
a.普通交流發(fā)電機(jī)(使用時(shí)需要配裝電壓調(diào)節(jié)器的發(fā)電機(jī))， 例JF132 （EQ140用）
b.整體式交流發(fā)電機(jī)(發(fā)電機(jī)和調(diào)節(jié)器制成一個(gè)整體的發(fā)電機(jī)) 例別克轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)上裝配的是CS型發(fā)電機(jī)（包括CS—121、CS—130和CS—144三種不同的型號(hào)）如圖 c.帶泵交流發(fā)電機(jī)(和汽車制動(dòng)系統(tǒng)用真空助力泵安裝在一起的發(fā)電機(jī)) 例JFZB292發(fā)電機(jī)。
d.無刷交流發(fā)電機(jī)(不需要電刷的發(fā)電機(jī)) 例JFW1913
e.永磁交流發(fā)電機(jī)(磁極為永磁鐵制成的發(fā)電機(jī))



3）按整流器結(jié)構(gòu)分四類 　?。?）六管交流發(fā)電機(jī) 例JF1522（東風(fēng)汽車用） 　　（2）八管交流發(fā)電機(jī) 例JFZ1542（天津夏利汽車用） 　?。?）九管交流發(fā)電機(jī) 例（日本日立、三凌、馬自達(dá)汽車用） 　?。?）十一管交流發(fā)電機(jī) 例JFZ1913Z（奧迪、桑塔納汽車用）

4）按磁場繞組搭鐵形式兩分類 　?。?）內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī) 磁場繞組的一端（負(fù)極）直接搭鐵（和殼體相聯(lián)） 　　（2）外搭鐵型交流發(fā)電機(jī) 磁場繞組的一端（負(fù)極）接入調(diào)節(jié)器，通過調(diào)節(jié)器后再搭鐵。
三、交流發(fā)電機(jī)的型號(hào)
根據(jù)中華人民共和國汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T73-93《汽車電器設(shè)備產(chǎn)品型號(hào)編制方法》的規(guī)定，汽車交流發(fā)電機(jī)型號(hào)組成如下： 1. 產(chǎn)品代號(hào) 　　產(chǎn)品代號(hào)用中文字母表示，例：JF——普通交流發(fā)電機(jī) JFZ——整體式（調(diào)節(jié)器內(nèi)置）交流發(fā)電機(jī) JFB——帶泵的交流發(fā)電機(jī) JFW——無刷交流發(fā)電機(jī) 　　2. 電壓等級(jí)代號(hào) 　　電壓等級(jí)代號(hào)用一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，例：1表示12V系統(tǒng)，2表示24V系統(tǒng)，6表示6V系統(tǒng) 　　3. 電流等級(jí)代號(hào) 　　電流等級(jí)代號(hào)也用一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，其含義如下表所示： 　　表2-1 電流等級(jí)代號(hào) 　 　　4. 設(shè)計(jì)序號(hào) 　　設(shè)計(jì)序號(hào)用1～2位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，表示產(chǎn)品設(shè)計(jì)的先后順序。 　　5. 變形代號(hào) 　　交流發(fā)電機(jī)以調(diào)整臂位置作為變形代號(hào)，從驅(qū)動(dòng)端看，調(diào)整臂在左邊用Ｚ表示，調(diào)整臂在右端用Ｙ表示，調(diào)整臂在中間不加標(biāo)記。 　　
注：進(jìn)口發(fā)電機(jī)不符合上述標(biāo)準(zhǔn)。
　　

舉例：

JFZB292

含義是 電壓等級(jí)為24V，
輸出電流大于90A，
第二代設(shè)計(jì)，
調(diào)整臂位于中間的整體帶泵式交流發(fā)電機(jī)
第二節(jié) 交流發(fā)電機(jī)的工作原理

一、交流發(fā)電原理

二、整流原理
一、交流發(fā)電原理
交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理如圖2-2所示。
　　1.在發(fā)電機(jī)內(nèi)部有一個(gè)由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)磁場）
2.磁場外有一個(gè)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(shí)，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(dòng)勢。



（1）定子3相繞組感生電動(dòng)勢的大小為：
　　　 　　






其中：E m -每相電動(dòng)勢的最大值 　　ω-電角速度 　　f-交流電動(dòng)勢的頻率（為轉(zhuǎn)速的函數(shù)） 　　p-磁極對(duì)數(shù) 　　n-發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min） 　　Eφ-每相電動(dòng)勢的有效值



（2）定子每相電動(dòng)勢的有效值
　 　



　K-繞組系數(shù)(和發(fā)電機(jī)定子繞組的繞線方法有關(guān) ) 　　N-每項(xiàng)匝數(shù)（匝） 　　φ-每極磁通（Wb） 　　Ce-電機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù)

(3) 交流電動(dòng)勢波形 　　由此可見,交流電動(dòng)勢的幅值是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)速n變化時(shí)，三相電動(dòng)勢的波形為變頻率、變幅值的交流波形。

4.定子三相繞組的接法 　　定子三相繞組的接法有兩種 　　（1）星形接法 　　IL=IΦ I L-線電流 IΦ-相電流
　　　　　　　　　　　　 　?。?）三角形接法中 　　0UL=UΦ

二、整流原理

交流發(fā)電機(jī)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)橹绷麟姷摹?

二極管具有單項(xiàng)導(dǎo)電性,當(dāng)給二極管加上正向電壓時(shí),二極管導(dǎo)通, 當(dāng)給二極管加上反向電壓時(shí),二極管截止,二極管的導(dǎo)通原則如下:

1.二極管的導(dǎo)通原則
　　　　 　　當(dāng)三只二極管負(fù)極端相連時(shí)，正極端電位最高者導(dǎo)通； 　　當(dāng)三只二極管正極端相連時(shí)，負(fù)極端電位最低者導(dǎo)通。


（1）整流時(shí)二極管導(dǎo)通條件：
　　①對(duì)于三個(gè)正極管子（D1、D3、D5正極和定子繞組始端相聯(lián)），在某瞬時(shí)，電壓最高一相的正極管導(dǎo)通。 　?、趯?duì)于三個(gè)負(fù)極管子（D2、D4、D6負(fù)極和定子繞組始端相聯(lián)），在某瞬時(shí)，電壓最低一相的負(fù)極管導(dǎo)通。 　　但同時(shí)導(dǎo)通的管子總是兩個(gè)，正、負(fù)管子各一個(gè)。 　?。?）整流過程
　　 看一下下面的動(dòng)畫（動(dòng)畫1） 　　三相橋式整流電路中二極管的依次循環(huán)導(dǎo)通,使得負(fù)載RL兩端得到一個(gè)比較平穩(wěn)的脈動(dòng)直流電壓。如圖2-2所示 　　（3）發(fā)電機(jī)輸出的直流電壓平均值為：
　　 U=1.35UL=2.34UΦ 　　流經(jīng)每只二極管的電流： 　　 ID=IL/3

有的發(fā)電機(jī)具有中性點(diǎn)接線柱，如圖2-4，是從三相繞組的中性點(diǎn)引出來的，標(biāo)記為“N”。輸出電壓為UN，稱為中性點(diǎn)電壓 　　圖2-4帶中心抽頭的交流發(fā)電機(jī) 　　中性點(diǎn)電壓的瞬時(shí)值是一個(gè)三次諧波電壓，中性點(diǎn)電壓的平均值為發(fā)電機(jī)輸出電壓（平均值）的一半，即： 　 　UN=UB/2 　　帶有中性點(diǎn)接線柱的發(fā)電機(jī)可用中性點(diǎn)電壓來控制各種用途的繼電器。 　　有的發(fā)電機(jī)沒有中性點(diǎn)接線柱，但是也把中性點(diǎn)電壓充分的利用了（如夏利、桑塔納發(fā)電機(jī)），這些發(fā)電機(jī)在中性點(diǎn)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(jī)功率。其工作原理見本章第三節(jié)。

第三節(jié) 交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造
一、6管交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu) 交流發(fā)電機(jī)一般由轉(zhuǎn)子、定子、整流器、端蓋四部份。 　　
JF132型交流發(fā)電機(jī)組件圖見圖2-5a
JF132型交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖見圖2-5b 　
JF132型交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖見圖2-5c




1、 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2-6。



轉(zhuǎn)子軸上壓裝著兩塊爪極，兩塊爪極各有六個(gè)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(gè)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(gè)集電環(huán)分別與磁場繞組的兩端相連。 　　當(dāng)兩集電環(huán)通入直流電時(shí)（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(duì)相互交錯(cuò)的磁極。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就形成了旋轉(zhuǎn)的磁場。 　　


交流發(fā)電機(jī)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。見圖2-7。

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2-8A
　　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(dòng)勢。 　　1． 每個(gè)線圈的兩個(gè)有效邊之間的距離應(yīng)和一個(gè)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(duì)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(duì)磁極占有的空間為360o電角度） 　　


例：國產(chǎn)JF13系列交流發(fā)電機(jī)三相繞組繞制見圖2-8B 結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：

磁極對(duì)數(shù)p 6對(duì)
　　 定子槽數(shù) z 36槽 　　定子繞組相數(shù)m 3相 　　每個(gè)線圈匝數(shù)N 13匝 　　繞組聯(lián)結(jié)方法 Y型聯(lián)結(jié)
　　 在國產(chǎn)JF13系列交流發(fā)電機(jī)中，一對(duì)磁極占6個(gè)槽的空間位置（每槽60o電角度），一個(gè)磁極占3個(gè)槽的空間位置，所以每個(gè)線圈兩條有效邊的位置間隔是3個(gè)槽，每相繞組相鄰線圈始邊之間的距離6個(gè)槽，三相繞組的始邊的相互間隔可以是2個(gè)槽，8個(gè)槽，　14個(gè)槽等。


三、整流器 　　交流發(fā)電機(jī)整流器的作用是將定子繞組的三相交流電變?yōu)橹绷麟姡?
　　6管交流發(fā)電機(jī)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。


1．汽車用硅整流二極管特點(diǎn) 　?。?）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2-9。并且有的二極管引線是正極，有的二極管引線是負(fù)極，引出線為正極的管子叫正極管，引出線為負(fù)極的管子叫負(fù)極管，所以說整流二極管有正二極管和負(fù)二極管之分。 　　2．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(fù)極管安裝另一塊鋁制散熱板上，稱為負(fù)整流板，也可用發(fā)電機(jī)后蓋代替負(fù)整流板。見圖2-10。
　　在正整流板上有一個(gè)輸出接線柱B（發(fā)電機(jī)的輸出端）。 　　負(fù)整流板上直接搭鐵。負(fù)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2-11


4、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。見圖2-12

　　


5、帶輪和風(fēng)扇
第四節(jié) 交流發(fā)電機(jī)工作特性
一、交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁
二、交流發(fā)電機(jī)的工作特性

一、交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁

除了永磁式交流發(fā)電機(jī)不需要?jiǎng)?lì)磁以外，其他形式的交流發(fā)電機(jī)都需要?jiǎng)?lì)磁，因?yàn)樗鼈兊拇艌龆际请姶艌觯簿褪钦f必須給磁場繞組通電才會(huì)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(lì)磁，交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式有自勵(lì)和他勵(lì)兩種。

1、他勵(lì)

在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間，需要蓄電池供給發(fā)電機(jī)磁場電流生磁使發(fā)電機(jī)發(fā)電。這種供給磁場電流的方式稱為他勵(lì)發(fā)電。

2．自勵(lì)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　隨著轉(zhuǎn)速的提高，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢逐漸升高并能對(duì)外輸出，一般在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)發(fā)電機(jī)就能對(duì)外供電了，當(dāng)發(fā)電機(jī)能對(duì)外供電時(shí)，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(lì)。

　　由于在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)交流發(fā)電機(jī)不能自勵(lì)發(fā)電，所以低速時(shí)采取他勵(lì)發(fā)電，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到正常怠速轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出電壓一般高出蓄電池電壓1～2V以便對(duì)蓄電池充電，此時(shí)，由發(fā)電機(jī)自勵(lì)發(fā)電。 　　交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電路如圖2-24。


3．利用充電指示燈監(jiān)視發(fā)電機(jī)的工作情況

　?。?） 充電指示燈的作用 　　如圖2-25所示，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(jī)是否有故障； 　?、?警告駕駛員停車后關(guān)斷點(diǎn)火開關(guān)。 　?。?）充電指示燈的工作情況如下： 　　在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間，發(fā)電機(jī)電壓UD+＜蓄電池電壓時(shí)，整流二極管截止，發(fā)電機(jī)不能對(duì)外輸出，由蓄電池供給磁場電流。路徑為：蓄電池+→點(diǎn)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)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高到怠速及其以上時(shí)，發(fā)電機(jī)應(yīng)能正常發(fā)電并對(duì)外輸出，此時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓＞蓄電池電壓，發(fā)電機(jī)自勵(lì)。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(jī)有故障或充電指示燈電路有搭鐵 充電指示燈不僅可指示發(fā)電機(jī)的工作情況，而且可在發(fā)動(dòng)機(jī)停車后發(fā)亮（因發(fā)電機(jī)不再發(fā)電，蓄電池電壓> UD+），提醒司機(jī)及時(shí)關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)；


二、交流發(fā)電機(jī)的工作特性

交流發(fā)電機(jī)的工作特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速變化范圍大，對(duì)于一般汽油發(fā)動(dòng)機(jī)來說，其轉(zhuǎn)速變化約為1：8，柴油機(jī)約為1：5，因此分析汽車用交流發(fā)電機(jī)的特性必須以轉(zhuǎn)速的變化為基礎(chǔ)。

交流發(fā)電機(jī)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。

1．輸出特性 　　 輸出特性是指在發(fā)電機(jī)端電壓U不變（對(duì)12V系列的交流發(fā)電機(jī)規(guī)定為14V；對(duì)24V系列的交流發(fā)電機(jī)規(guī)定為28V），其輸出電流與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，即U=常數(shù)時(shí)，I＝f（n） 的函數(shù)關(guān)系。圖2－26所示為交流發(fā)電機(jī)的輸出特性曲線。

由特性曲線I=f（n）可以看出： 　?。?）空載轉(zhuǎn)速n1 　　發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速小于一定值n1時(shí)，對(duì)外輸出電流為零。當(dāng)發(fā)電機(jī)達(dá)到額定電壓并能對(duì)外輸出電流時(shí)的最小轉(zhuǎn)速為n1，稱n1為空載轉(zhuǎn)速?？蛰d轉(zhuǎn)速常用來作為測試發(fā)電機(jī)性能的參數(shù)之一。 　　

（2）最大電流Imax
　　 發(fā)電機(jī)輸出電流能力隨轉(zhuǎn)速的升高而增大，但曲線越來越平坦，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，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(jī)輸出最大電流Imax有一定限制。由此可見，交流發(fā)電機(jī)自身具有限制輸出電流防止過載的能力，又稱為自我保護(hù)能力。 　　交流發(fā)電機(jī)自我限流的原理如下： 　　交流發(fā)電機(jī)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，即 　　式中 R——一相繞組的電阻； 　　XL——一相繞組的感抗; 　　XL＝2лfL 　　式中 L——一相定子繞組的電感； 　　f——感應(yīng)電動(dòng)勢的頻率； 　　P——磁極對(duì)數(shù)。
　　注：由于XL 與n成正比，故發(fā)電機(jī)定子繞組的阻抗Z隨發(fā)電機(jī)的車速升高而增加。高速時(shí)，由于R與XL相比可忽略不計(jì)，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。另外，定子電流增加時(shí)，由于電樞反應(yīng)的增強(qiáng)，也會(huì)使感應(yīng)電動(dòng)勢下降。兩者共同作用的結(jié)果，當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高且負(fù)載電流達(dá)到最大值時(shí)，輸出電流幾乎不隨負(fù)載電阻的減小或轉(zhuǎn)速的增加而增大。

(3) 額定轉(zhuǎn)速n2 額定電流IA
　　發(fā)電機(jī)出廠時(shí)，通過試驗(yàn)，規(guī)定了空載轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速，并列人產(chǎn)品說明書。在使用過程中，可通過檢測這兩個(gè)數(shù)據(jù)來判斷發(fā)電機(jī)性能的好壞。
　　發(fā)電機(jī)達(dá)到額定電流IA時(shí)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(jī)性能的重要依據(jù)，表2－3為國產(chǎn)交流發(fā)電機(jī)的主要性能指標(biāo)見書P36


2．空載特性 　　空載特性是研究發(fā)電機(jī)在空載運(yùn)行時(shí)，其端電壓隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系，即I＝0時(shí)， U=f（n）的曲線，如圖2-27 所示。

3．外特性 　　外特性是研究當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，其端電壓與輸出電流的關(guān)系，即n-=常數(shù)時(shí)，U= f（I）的曲線，如圖2－28所示。
　　 從外特性曲線可以看出發(fā)電機(jī)電壓受負(fù)載影響的程度：如果發(fā)電機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，突然失去負(fù)載，發(fā)電機(jī)電壓會(huì)突然升高，致使發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器等內(nèi)部電子元件有被擊穿的危險(xiǎn)。
第五節(jié) 交流發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)器
一、電壓調(diào)節(jié)器的分類
二、電壓調(diào)節(jié)器的工作原理
三、電子調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)和工作原理
四、電子調(diào)節(jié)器的應(yīng)用實(shí)例

一、電壓調(diào)節(jié)器的分類

A、按工作原理分：

1、觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器
2、晶體管調(diào)節(jié)器
3、集成電路調(diào)節(jié)器
4、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(fù)載檢測儀測量系統(tǒng)總負(fù)載后，向發(fā)電機(jī)電腦發(fā)送信號(hào)，然后由發(fā)動(dòng)機(jī)電腦控制發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器，適時(shí)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(dòng)機(jī)負(fù)荷，提高燃料經(jīng)濟(jì)性。如上海別克、廣州本田等轎車發(fā)電機(jī)上使用了這種調(diào)節(jié)器。

B、按搭鐵型式可分為：
內(nèi)搭鐵式和外搭鐵式


注意：

在使用過程中，對(duì)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(hào)替代，除標(biāo)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(jī)可能由于勵(lì)磁電路不通而不能正常工作。對(duì)于集成電路調(diào)節(jié)器，必須是專用的，是不能替代的。
二、電壓調(diào)節(jié)器的調(diào)壓原理
交流發(fā)電機(jī)的三相繞組產(chǎn)生的相電動(dòng)勢的有效值：
Eφ==CeФn（V）
Ce為發(fā)電機(jī)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；

也就是說交流發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和磁極磁通成正比。

交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的工作原理：

當(dāng)交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高時(shí)，調(diào)節(jié)器通過減小發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流If來減小磁通Ф，使發(fā)電機(jī)的輸出電壓UB保持不變。

觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器是通過觸點(diǎn)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。

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。

電阻R3既是VT1的分壓電阻，又是VT2的負(fù)載電阻 　　電阻R1和R2組成一個(gè)分壓器，分壓器R1、R2兩端的電壓為發(fā)電機(jī)電壓UB，R1上得分壓為：？？？ 　　VT2是大功率三極管（NPN型），和發(fā)電機(jī)的磁場繞組串聯(lián)，起開關(guān)作用，用來接通與切斷發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電路； 　　VT1是小功率三極管（NPN型），用來放大控制信號(hào)； 　　VD是續(xù)流二極管；磁場繞組由接通轉(zhuǎn)為斷開狀態(tài)時(shí)（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(jī)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(jī)輸出電壓UB達(dá)到規(guī)定的調(diào)整值時(shí)（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。

2．外搭鐵式電子節(jié)器的工作原理
（1）點(diǎn)火開關(guān)SW接通，發(fā)電機(jī)電壓UB＜蓄電池電動(dòng)勢時(shí),VT1截止，VT2導(dǎo)通，蓄電池直接供電到磁場繞組。
磁場繞組電路為： 　　蓄電池正極→磁場繞組→調(diào)節(jié)器Ｆ接柱→三極管VT2→調(diào)節(jié)器Ｅ接柱→搭鐵→蓄電池負(fù)極。 　　發(fā)電機(jī)電壓隨轉(zhuǎn)速升高而升高。發(fā)電機(jī)他勵(lì)
(2) 發(fā)電機(jī)電壓雖然升高,但如果蓄電池電動(dòng)勢＜發(fā)電機(jī)輸出電壓UB<調(diào)節(jié)上限時(shí),VT1繼續(xù)截止，VT2繼續(xù)導(dǎo)通，發(fā)電機(jī)自勵(lì)且開始對(duì)外供電。
磁場繞組電路為： 　　發(fā)電機(jī)正極→磁場繞組→調(diào)節(jié)器Ｆ接柱→三極管VT2→調(diào)節(jié)器Ｅ→搭鐵→發(fā)電機(jī)負(fù)極。 　　發(fā)電機(jī)電壓隨轉(zhuǎn)速升高而繼續(xù)升高。
(3)當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓升高到等于調(diào)節(jié)上限U2時(shí)，調(diào)節(jié)器開始工作。
電阻R1、R2分壓，UR1=UVS+Ube1，VS導(dǎo)通，VT1導(dǎo)通，VT2截止，磁場電路被切斷，發(fā)電機(jī)輸出電壓迅速下降。 　　當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓下降到等于調(diào)節(jié)下限U1時(shí) 　　電阻R1、R2分壓減小，當(dāng)UR1＜UW+Ube1，VS截止，VT1截止，VT2重新導(dǎo)通，磁場電路重新被接通，發(fā)電機(jī)電壓上升。 　　發(fā)電機(jī)電壓升到調(diào)節(jié)上限時(shí)，VT2就截止，磁場電路被切斷，輸出電壓下降；降到等于調(diào)節(jié)下限U1時(shí)，磁場電路被接通，發(fā)電機(jī)電壓上升，周而復(fù)始，發(fā)電機(jī)輸出電壓被控制在一定范圍內(nèi)。 　　配裝電子調(diào)節(jié)器的發(fā)電機(jī)的輸出電壓上限U2和下限U1的差值很小，所以發(fā)電機(jī)的輸出電壓波動(dòng)非常小，再加上電容的濾波，所以發(fā)電機(jī)的輸出電壓很穩(wěn)定。 　　內(nèi)搭鐵式電子調(diào)節(jié)器基本電路見圖3-30。原理與外搭鐵式類似。
四、電子調(diào)節(jié)器應(yīng)用實(shí)例
1、JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器

（1）應(yīng)用 　　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(jī)配套，也可與14V、功率小于1000W的外搭鐵式六管交流發(fā)電機(jī)配套。 　?。?）外形 　　圖2－31aJFT106型晶體管調(diào)節(jié)器外形圖 　　圖2－31a為解放CA1092型汽車用JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器外形圖，該調(diào)節(jié)器有“＋”、“F”和“一”三個(gè)接線柱，其中“＋”接線柱與發(fā)電機(jī)的“Fl”接線柱相接，“F”接線柱與發(fā)電機(jī)的“F2”接線柱相接，“一”接線柱搭鐵。

（3）組成與原理 　　2－31b為 JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器工作原理圖， 　　和圖2-33電子調(diào)節(jié)器的基本電路比較，組成JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器電路的元件要多一些，但工作原理是相同的。 　　JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器元件功用說明： 　　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。 　　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(bǔ)償管; 　　VD2是分壓二極管，防止VT2、VT3的誤導(dǎo)通； 　　VS2起過壓保護(hù)作用，限定發(fā)電機(jī)的輸出電壓不超出某定值，保護(hù)汽車上的用電設(shè)備不因瞬時(shí)過電壓二損壞。

2．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(gè)獨(dú)立的電子芯片。集成電路調(diào)節(jié)器裝于發(fā)電機(jī)內(nèi)部，構(gòu)成整體式交流發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)外部有2個(gè)或3個(gè)接線柱。 　　

（1）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(diǎn)位置不同可分為“發(fā)電機(jī)電壓檢測電路”和“蓄電池電壓檢測電路”兩種型式。 　?、侔l(fā)電機(jī)電壓檢測電路見圖3-32a。
　　分壓器R1、R2從發(fā)電機(jī)輸出端（D+ 端）得到電壓，穩(wěn)壓管VS上的電壓與發(fā)電機(jī)的輸出電壓成正比，所以該電路稱為發(fā)電機(jī)電壓檢測電路（檢測點(diǎn)在發(fā)電機(jī)上）。 　　發(fā)電機(jī)電壓檢測電路的優(yōu)點(diǎn)：發(fā)電機(jī)到檢測電路距離近，可不用導(dǎo)線連接，直接接在發(fā)電機(jī)輸出端，連接可靠，不致使檢測電路檢測不到信號(hào)。 　　發(fā)電機(jī)電壓檢測電路的缺點(diǎn)：當(dāng)發(fā)電機(jī)到蓄電池之間連接電阻大時(shí)，蓄電池充電電壓會(huì)偏低，使蓄電池充電不足。 　?、?蓄電池電壓檢測電路圖3-32b。
　　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(diǎn)在蓄電池上）。 　　蓄電池電壓檢測電路優(yōu)點(diǎn)：直接檢測蓄電池端電壓來控制發(fā)電機(jī)的輸出，可使蓄電池的充電電壓有保證。 　　蓄電池電壓檢測電路的缺點(diǎn)：當(dāng)蓄電池和發(fā)電機(jī)之間的連接不可靠時(shí)，會(huì)使發(fā)電機(jī)失控。

（2）集成電路調(diào)節(jié)器應(yīng)用舉例 　　圖2－33a所示為天津夏利轎車發(fā)電機(jī)使用的集成電路調(diào)節(jié)器外形圖，該發(fā)電機(jī)為整體式交流發(fā)電機(jī)，調(diào)節(jié)器為內(nèi)裝式外搭鐵型。 　　該調(diào)節(jié)器有6個(gè)接線端子F、P、E三個(gè)端子用螺釘直接和發(fā)電機(jī)連接，B端用螺母固定在發(fā)電機(jī)的輸出端子“B”上，IG、L兩個(gè)端子傭金屬線引到調(diào)節(jié)器的外部接線插座上。
　　圖2－33b為夏利轎車調(diào)節(jié)器電路連接圖 　?、俅艌鲭娏骺刂疲篤T2是大功率三極管，和磁場串聯(lián)，由集成片IC控制VT2的導(dǎo)通和截止，從而控制磁場電路通斷，使發(fā)電機(jī)電壓得到控制。 　?、诔潆娭甘緹簦撼潆娭甘緹舸釉赩T1集電極上，VT1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VT1導(dǎo)通和截止的電路，控制信號(hào)由p點(diǎn)提供，p點(diǎn)提供的是發(fā)電機(jī)單相電壓的交流信號(hào)，其信號(hào)幅值大小可反映發(fā)電機(jī)輸出電壓高低。 　　當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓低于蓄電池電壓時(shí)，IC中控制電路使VT1導(dǎo)通，充電指示燈亮，當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓高于蓄電池電壓時(shí)，IC中控制電路使VT1截止，充電指示熄滅。

3．發(fā)動(dòng)機(jī)電腦控制的調(diào)節(jié)器 　　圖2-34為廣州本田雅閣轎車直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)配用的發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器電路圖，發(fā)電機(jī)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(jī)電腦控制。
　　在汽車電路中有一個(gè)負(fù)載檢測儀，檢測電路中總電流負(fù)載大小，送信號(hào)導(dǎo)電腦，調(diào)節(jié)器C接線端子送發(fā)電機(jī)電壓信號(hào)到電腦，電腦根據(jù)這兩個(gè)信號(hào)判斷磁場電路應(yīng)該接通還是斷開，輸出控制信號(hào)到FR端子，驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)器的控制電路，適時(shí)地接通和斷開磁場繞組電路，以此控制發(fā)電機(jī)的輸出電壓。

5． 一旦發(fā)現(xiàn)交流發(fā)電機(jī)或調(diào)節(jié)器有故障應(yīng)立即檢修，及時(shí)排除故障，不應(yīng)再連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)； 　　6． 為交流發(fā)電機(jī)配用調(diào)節(jié)器時(shí)，交流發(fā)電機(jī)的電壓等級(jí)必須與調(diào)節(jié)器電壓等級(jí)相同，交流發(fā)電機(jī)的搭鐵類型必須與調(diào)節(jié)器搭鐵類型相同，調(diào)節(jié)器的功率不得小于發(fā)電機(jī)的功率，否則系統(tǒng)不能正常工作； 　　7． 線路連接必須正確，目前各種車型調(diào)節(jié)器的安裝位置及接線方式各不相同，故接線時(shí)要特別注意； 　　8． 調(diào)節(jié)器必須受點(diǎn)火開關(guān)控制，發(fā)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)將點(diǎn)火開關(guān)斷開，否則會(huì)使發(fā)電機(jī)的磁場電路一直處于接通狀態(tài)，不但會(huì)燒壞磁場線圈，而且會(huì)引起蓄電池虧電；
第六節(jié) 使用與維護(hù)
一、交流發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器的使用注意事項(xiàng)
　　交流發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便，若正確使用，不僅故障少而且壽命長；若使用不當(dāng)，則會(huì)很快損壞。因此在使用和維護(hù)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 　　1． 蓄電池的極性必須是負(fù)極搭鐵，不能接反。否則，會(huì)燒壞發(fā)電機(jī)或調(diào)節(jié)器的電子元件； 　　2． 發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不能用試火的方法檢查發(fā)電機(jī)是否發(fā)電，否則會(huì)燒壞二極管； 　　3． 整流器和定子繞組連接時(shí)，禁止用兆歐表或220V交流電源檢查發(fā)電機(jī)的絕緣情況； 　　4． 發(fā)電機(jī)與蓄電池之間的連接要牢靠，如突然斷開，會(huì)產(chǎn)生過電壓損壞發(fā)電機(jī)或調(diào)節(jié)器的電子元件；

3 ．檢查運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有無噪聲 　　4．檢查是否發(fā)電 　　（1）觀察充電指示燈的熄滅情況：若充電指示燈一直亮著，說明發(fā)電機(jī)或調(diào)節(jié)器有故障，也可能是充電指示燈線路有故障，應(yīng)及時(shí)維修。 　?。?）用萬用表直流電壓檔測量電壓：在發(fā)電機(jī)未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)測量蓄電池端電壓，并記錄下來，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并將轉(zhuǎn)速提高到怠速以上轉(zhuǎn)速，測量蓄電池端電壓，若能高于原記錄，說明發(fā)電機(jī)能發(fā)電，若測量電壓一直不上升，說明發(fā)電機(jī)或調(diào)節(jié)器有故障，應(yīng)及時(shí)維修。 　　5．當(dāng)發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)或調(diào)節(jié)器有故障需要從車上拆下檢修時(shí)，首先關(guān)斷點(diǎn)火開關(guān)及一切用電設(shè)備，拆下蓄電池負(fù)極電纜線，再拆卸發(fā)電機(jī)上的導(dǎo)線接頭。 　　關(guān)于發(fā)電機(jī)極調(diào)節(jié)器的維修、試驗(yàn)請(qǐng)參看實(shí)踐課堂。 

二、交流發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器的維護(hù) 　　

交流發(fā)電機(jī)在使用中，應(yīng)定期進(jìn)行以下檢查： 　　1． 查發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)帶 　?。?）檢查驅(qū)動(dòng)帶的外觀：用肉眼觀看應(yīng)無裂紋或磨損現(xiàn)象，如有則應(yīng)更換。 　?。?）檢查驅(qū)動(dòng)帶的撓度：用100N的力壓在帶的兩個(gè)傳動(dòng)輪之間，新帶撓度約為5～10mm,舊帶約為7～14mm。 　　2．檢查導(dǎo)線的聯(lián)接 　?。?）接線是否正確； 　?。?）接線是否牢靠； 　?。?）發(fā)電機(jī)輸出端接線螺絲必須加彈簧墊。

1.簡述交流發(fā)電機(jī)整流原理。
2.簡述交流發(fā)電機(jī)各部分功用。
3.8管、9管、11管交流發(fā)電機(jī)中分別有幾只硅整流管二極管？幾只勵(lì)磁二極管？
4.如何判斷交流發(fā)電機(jī)的搭鐵類型？
5.組成發(fā)電機(jī)整流器的二極管有何特點(diǎn)？
6.通常在發(fā)電機(jī)的輸出端（B+）和搭鐵端之間并聯(lián)一個(gè)電容器，其作用是什么？
7.簡述電子調(diào)節(jié)器的工作原理。
8.簡述電動(dòng)汽車對(duì)蓄電池的要求。
9.充電電流不穩(wěn)可能的原因是什么？
10.充電系的故障有哪些？舉例說明診斷方法

交流發(fā)電機(jī)(ppt)