交流发电机工作特性

1、第四节第四节 交流发电机工作特性交流发电机工作特性 工作特性：工作特性：1、输出特性试验、输出特性试验 工作特性：工作特性：1、输出特性曲、输出特性曲 线线 2、空载特性曲线、空载特性曲线 工作特性：工作特性：3、外特性试验、外特性试验 3、外特性曲线、外特性曲线 第五节 交流发电机的其他结构型式 一、 交流发电机的分类 v交流发电机按总体结构分五类交流发电机按总体结构分五类 1、普通交流发电机、普通交流发电机 例依维柯发电机例依维柯发电机 一、 交流发电机分五类 1、普通交流发电机 一、 交流发电机分五类 2、整体交流发电机、整体交流发电机 v交流发电机按总体结构分五类交流发电机按总体结构分

2、五类 2、 整体式交整体式交 发电机发电机 例例JFZ1913Z （奥迪、（奥迪、 桑塔纳汽车用）桑塔纳汽车用） 别克cs130发电机 （整体式交流发电机） 一、 交流发电机分五类 3、带泵的交流发电机、带泵的交流发电机 v交流发电机按总体结构分五类交流发电机按总体结构分五类 3） 带泵带泵 交流发电机交流发电机 例例JFB1712 一、 交流发电机分五类 4、无刷交流发电机、无刷交流发电机 v交流发电机按总体结构分交流发电机按总体结构分 无刷交流发电机 由于没有电刷和集电环，所以不由于没有电刷和集电环，所以不 会因为电刷和集电环的磨损和接触会因为电刷和集电环的磨损和接触 不良造成激磁不稳定或

3、发电机不发不良造成激磁不稳定或发电机不发 电等故障；同时工作时无火花，也电等故障；同时工作时无火花，也 减小了无线电干扰。无刷交流发电减小了无线电干扰。无刷交流发电 机分为爪极式、激磁机式和永磁式机分为爪极式、激磁机式和永磁式 三种。三种。 爪极式无刷交流发电机见图2- 18 一、 交流发电机分五类 5、永磁交流发电机、永磁交流发电机 交流发电机按总体结构分五类交流发电机按总体结构分五类 5） 永磁交流永磁交流 发电机发电机 一、 交流发电机的分类 v交流发电机按结总体结构分五类交流发电机按结总体结构分五类 1）普通交流发电）普通交流发电 机机 例例JF132 （EQ140用）用） 5） 永磁

4、交流永磁交流 发电机发电机 2） 整体式交流发电机整体式交流发电机 例例JFZ1913Z （奥迪、桑塔纳汽车用）（奥迪、桑塔纳汽车用） 4）无刷交流发电机）无刷交流发电机 3） 带泵交流发电带泵交流发电 机机 例例JFB1712 二、交流发电机结构按整流器 分类 1、6管交流发电机 二、交流发电机结构按整流器 分类 8管交流发电机 和和6管交流发电机的基本机构是管交流发电机的基本机构是 相同的，所不同的是整流器有相同的，所不同的是整流器有8只硅只硅 整流二极管，其中整流二极管，其中6只组成三相全波只组成三相全波 桥式整流电路，还有桥式整流电路，还有2只是中性点二只是中性点二 极管，极管，1只正

5、极管接在中性点和正极只正极管接在中性点和正极 之间，之间，1只负极管接在中性点和负极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。之间。对中性点电压进行全波整流。 （见图（见图2-15） 二、交流发电机结构按整流器 分类 8管交流发电机 二、交流发电机结构按整流器 分类 9管交流发电机 （日车应用较多）（日车应用较多） 9管交流发电机的基本结构和管交流发电机的基本结构和6 管交流发电机相同，所不同的是整管交流发电机相同，所不同的是整 流器。流器。9管交流发电机电路见图管交流发电机电路见图2-17 9管交流发电机的整流器 9管交流发电机的整流器是由管交流发电机的整流器是由6 只大功率

6、整流二极管和只大功率整流二极管和3只小功率励只小功率励 磁二极管组成的交流发电机。磁二极管组成的交流发电机。 其中其中6只大功率整流二极管组成只大功率整流二极管组成 三相全波桥式整流电路，对外负载三相全波桥式整流电路，对外负载 供电供电 9管交流发电机的整流器 3只小功率管二极管与三只大功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。所以电路专门为发电机磁场供电。所以 称称3只小功率管为励磁二极管。只小功率管为励磁二极管。 9管交流发电机的整流器 二、交流发电机结构按整流器 分类 11管交流发电机的整流器 例：桑塔纳车用发电

7、机 交流发电机的性能指标 交流发电机的性能指标包括：交流发电机的性能指标包括： 一、额定电压一、额定电压 二、空载转速二、空载转速 三、额定电流三、额定电流 四、额定转速四、额定转速 1、额定电压 在发动机正常转速下发电机应达到在发动机正常转速下发电机应达到 的输出电压称为发电机的额定电的输出电压称为发电机的额定电 压压 （对（对12V系统：系统：额定电压为额定电压为14V, 对对24V系统：系统：额定电压额定电压28V)， 2、空载转速 1、空载转速空载转速n1 发电机达到额定电发电机达到额定电 压，但输出电流压，但输出电流 为为0时的转速时的转速 2、额定转速额定转速n2 发电机达到额定电

8、发电机达到额定电 流时的转速流时的转速 空载转速空载转速n1、 、额定 额定 转速转速n2是评价发电是评价发电 机性能的重要参数机性能的重要参数 3、额定电流 v把发电机输出最大电流的把发电机输出最大电流的2/3作为评作为评 价发电机的性能指标，称为额定电价发电机的性能指标，称为额定电 流流 v发电机达到额定电流时的转速定义发电机达到额定电流时的转速定义 为额定转速为额定转速n2 几种国产发电机的 主要性能指标 第六节交流发电机的检修、试 验 一、整机测试一、整机测试 1.检测各接柱之间的电阻检测各接柱之间的电阻 2.试验台试验试验台试验 二、零部件检修二、零部件检修 1.转子的检修转子的检修

9、 2.定子的检修定子的检修 3.整流器的检修整流器的检修 4.电刷组件的检测电刷组件的检测 小结 v1、交流发电机的发电原理、交流发电机的发电原理 v2、交流发电机的整流原理、交流发电机的整流原理 v3、交流发电机的中性点电压、交流发电机的中性点电压 v4、交流发电机的励磁方式及电路、交流发电机的励磁方式及电路 v5、充电指示灯的电路、作用、充电指示灯的电路、作用 v6、爪极式无刷交流发电机、爪极式无刷交流发电机 第七节 电压调节器的分类电压调节器的分类 电压调节器的调压原电压调节器的调压原 理理 第七节 电压调节器功用电压调节器功用: v 由于交流发电机的转子是由发动机驱动由于交流发电机的转

10、子是由发动机驱动 的，因此的，因此交流发电机转子的转速变化范围非交流发电机转子的转速变化范围非 常大，这样将引起发电机的输出电压发生较常大，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。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，电机必须配用电压调节器， v 电压调节器功用：电压调节器功用：使交流发电机输出使交流发电机输出 电压在发动机所有工况下基本保持恒定。电压在发动机所有工况下基本保持恒定。 第七节 一、电压调节 器的分类 1交流发电机电交流发电机电 压调节器按工

11、压调节器按工 作原理可分为：作原理可分为： （1）触点式（电磁）触点式（电磁 振动式）电压调节器振动式）电压调节器 第七节 一、电压调节器的分类 1交流发电机交流发电机 电压调节器按电压调节器按 工作原理可分工作原理可分 为：为： （2）晶体）晶体 管调节器管调节器 第七节 一、电压调节器的分类 v1交流发交流发 电机电压调电机电压调 节器按工作节器按工作 原理可分为：原理可分为： （3）集成）集成 电路调节器电路调节器 第七节 一、电压调节器的分类 v1交流发电交流发电 机电压调节机电压调节 器按工作原器按工作原 理可分为：理可分为： （4）数）数 字调节器字调节器 第七节 一、电压调节器的

12、分类 1交流发电机电压调节器按工作交流发电机电压调节器按工作 原理可分为：原理可分为： v （1）触点式电压调节器）触点式电压调节器 v （2）晶体管调节器）晶体管调节器 v （3）集成电路调节器）集成电路调节器 电子调节器电子调节器 v （4）数字电路调节器）数字电路调节器 第七节 一、电压调节器的分类 2电子调节器按所匹配的交流发电机搭铁电子调节器按所匹配的交流发电机搭铁 型式可分为：型式可分为： （1）内搭铁型电子调节器：）内搭铁型电子调节器： 适配于与内搭铁型交流发电机；适配于与内搭铁型交流发电机； （2）外搭铁型调节器：）外搭铁型调节器： 适配于与外搭铁型交流发电机适配于与外搭铁型交

13、流发电机 各种型式调节器外形图 各种型式调节器外形图 各种型式调节器外形图 第七节 二、电压调节器的调压原理 由交流发电机的工作原理我们知道，交流发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：电机的三相绕组产生的相电动势的有效值： E= Cen（V） Ce为发电机的结构常数，为发电机的结构常数， n 为转子转速，为转子转速， 为转子磁极的磁通，为转子磁极的磁通， 也就是说交流发电机所产生的感应电动势与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。转子转速和磁极磁通成正比。 第七节 二、电压调节器的调压原理 E（不变）（不变） = Cen E

14、（不变）（不变） = Ce n 转速转速n是随发动机转速变化的，无法控是随发动机转速变化的，无法控 制制 我们可以控制磁通我们可以控制磁通 使之随使之随n的变化的变化 作相应的变化来保持发电机电动势作相应的变化来保持发电机电动势E的的 不变不变 方法是：当交流发电机的转速升高时，方法是：当交流发电机的转速升高时， 通过减小发电机的励磁电流通过减小发电机的励磁电流If来减小磁通来减小磁通 ，使发电机电动势，使发电机电动势E保持不变。保持不变。 第七节 二、电压调节器的调压原理 E不随转速变化，输出电压不随转速变化，输出电压UB即可即可 保持恒定保持恒定 所以，交流发电机调节器的工所以，交流发电机

15、调节器的工 作原理是：作原理是：当交流发电机的转速升当交流发电机的转速升 高时，调节器通过减小发电机的励高时，调节器通过减小发电机的励 磁电流磁电流If来减小磁通来减小磁通，使发电机的，使发电机的 输出电压输出电压UB保持不变。保持不变。 第七节 二、电压调节器的调压原理 电子式调节器就是利用大功率三电子式调节器就是利用大功率三 极管的导通和截止，接通和断开磁极管的导通和截止，接通和断开磁 场电路，来改变磁场电流场电路，来改变磁场电流If大小。大小。 复习 v1、电压调节器的功用、电压调节器的功用 v2、电压调节器的分类、电压调节器的分类 v3、电压调节器的调压原理、电压调节器的调压原理 v4

16、、电压调节器的基本电路、电压调节器的基本电路 第八节 电子调节器 的工作原理 一、晶体管调节器 1外搭铁型晶体管调节器外搭铁型晶体管调节器 的基本电路的基本电路 三只电三只电 阻阻R1、R2 、R3 两只三极管两只三极管VT1、 VT2 一只稳压二极管一只稳压二极管VS 一只二极管一只二极管VD组成组成 1.外搭铁型电子调节器 的基本电路 v电阻电阻R1和和R2组成一个分压器组成一个分压器 ，R1上上 得分压为得分压为： BR U RR R U 21 1 1 1.外搭铁型电子调节器 的基本电路 v 稳压管稳压管VS是感是感 受元件，串联在受元件，串联在VT1 的基极电路中，并的基极电路中，并

17、通过通过VT1的发射结并的发射结并 联于分压电阻联于分压电阻R1的的 两端，以感受发电两端，以感受发电 机的输出电压；机的输出电压； 1.外搭铁型电子调节器 的基本电路 v VT2是大功率三极是大功率三极 管（管（NPN型），和发型），和发 电机的磁场绕组串联，电机的磁场绕组串联， 起开关作用，用来接起开关作用，用来接 通与切断发电机的励通与切断发电机的励 磁电路；磁电路； v VT1是小功率三极是小功率三极 管（管（NPN型），用来型），用来 放大控制信号；放大控制信号； 1.外搭铁型电子调节器 的基本电路 vVD是续流二极是续流二极 管；磁场绕组由管；磁场绕组由 接通转为断开状接通转为断开

18、状 态时（态时（F端为端为+， B端为），经端为），经 二极管二极管 VD构成构成 放电回路，防止放电回路，防止 三极管三极管VT2被击被击 穿损坏穿损坏 2外搭铁式电子节器 的工作原理 v（1）点火开关）点火开关 SW接通，发电接通，发电 机电压机电压UB蓄蓄 电池端电压电池端电压 时时,VT1截止，截止， VT2导通，蓄导通，蓄 电池直接供电电池直接供电 到磁场绕组。到磁场绕组。 v 他励发电他励发电， 发电机电压随发电机电压随 转速升高而升转速升高而升 高高 2外搭铁式电子节器 的工作原理 (2) 发电机电压虽发电机电压虽 然升高然升高,但如果但如果 蓄电池端电压蓄电池端电压 发电机输出

19、发电机输出 电压电压UB调节调节 上限时上限时,VT1继继 续截止，续截止，VT2 继续导通。继续导通。 v发电机发电机自励自励且且 开始对外供电。开始对外供电。 2外搭铁式电子节器 的工作原理 v(3)当发电机电压当发电机电压 升高到等于调节升高到等于调节 上限上限U 2时， 时，调节调节 器开始工作器开始工作。 v电阻电阻R1、R2分压，分压， UR1=UVS+Ube1， VS导通，导通，VT 1导 导 通，通，VT2截止，磁截止，磁 场电路被切断，场电路被切断， 发电机输出电压发电机输出电压 迅速下降。迅速下降。 2外搭铁式电子节器 的工作原理 v当发电机电压当发电机电压 下降到等于调下

20、降到等于调 节下限节下限U1时时 v电阻电阻R1、R2分分 压 减 小 ， 当压 减 小 ， 当 UR1UW+Ube1， VS截止，截止，VT1 截止，截止，VT 2重 重 新导通，磁场新导通，磁场 电路重新被接电路重新被接 通，发电机电通，发电机电 压上升。压上升。 2外搭铁式电子节器 的工作原理 v 发电机电压升到调节上限时，发电机电压升到调节上限时，VT2就就 截止，磁场电路被切断，输出电压下降；截止，磁场电路被切断，输出电压下降； 降到等于调节下限降到等于调节下限U1时，磁场电路被接通，时，磁场电路被接通， 发电机电压上升，周而复始，发电机输出发电机电压上升，周而复始，发电机输出 电压

21、被控制在一定范围内。电压被控制在一定范围内。 2外搭铁式电子节器 的工作原理 由于三极管由于三极管VT2的状态转换的状态转换 （导通和截止）频率很高，所（导通和截止）频率很高，所 以配装电子调节器的发电机的以配装电子调节器的发电机的 输出电压上限输出电压上限U2和下限和下限U1的差的差 值很小，所以发电机的输出电值很小，所以发电机的输出电 压波动非常小，再加上电容的压波动非常小，再加上电容的 滤波，所以发电机的输出电压滤波，所以发电机的输出电压 很稳定。很稳定。 内搭铁式电子节器 的工作原理 v 内搭铁式电子调节器基本内搭铁式电子调节器基本 电路电路见图见图3-41。工作原理与外工作原理与外

22、搭铁式类似，所不同的是晶体搭铁式类似，所不同的是晶体 管采用管采用PNP型，磁场绕组的连型，磁场绕组的连 接和外搭铁型不一样。接和外搭铁型不一样。 3-41 3、电子调节器的工作特性 v发电机的输出电压发电机的输出电压 UB、磁场电流、磁场电流If （平均值）随转速（平均值）随转速 n的变化关系称为的变化关系称为 电子调节器的工作电子调节器的工作 特性。特性。 vJF106型晶体管调型晶体管调 节器的工作特性曲节器的工作特性曲 线如图线如图3 33838所示。所示。 从电子调节器的工作特性曲线可从电子调节器的工作特性曲线可 以看出，以看出，n1为调节器开始工作转速，为调节器开始工作转速， 称为

23、工作下限，随着发电机转速的称为工作下限，随着发电机转速的 升高，磁场电流减小。当发电机转升高，磁场电流减小。当发电机转 速很高时，由于大功率三极管可不速很高时，由于大功率三极管可不 导通，磁场电流被切断，发电机仅导通，磁场电流被切断，发电机仅 靠剩磁发电，所以，电子调节器的靠剩磁发电，所以，电子调节器的 工作转速上限很高，调节范围很大。工作转速上限很高，调节范围很大。 第九节 电子调节器应用举例 JFT106调节器 第九节 电子调节器应用举例 集成电路调节器 v集成电路调节器也称集成电路调节器也称IC调节器调节器 vIC调节器是根据使用要求，将若干元件调节器是根据使用要求，将若干元件 集成到同

24、一基片上制成一个独立的电子集成到同一基片上制成一个独立的电子 芯片所组成的调节器。芯片所组成的调节器。 vIC调节器体积小，装在发电机内部，在调节器体积小，装在发电机内部，在 成整体式发电机。成整体式发电机。 v集成电路调节器工作原理和晶体管调节集成电路调节器工作原理和晶体管调节 器相同。器相同。 夏利轿车IC调节器 IC调节器图片 集成电路调节器的检测电路 集成电路调节器，根据分压器集成电路调节器，根据分压器 （R1、R2)的连接不同，可分为两种的连接不同，可分为两种 检测电路：检测电路： 1、蓄电池检测电路；蓄电池检测电路； 2、发电机检测电路。、发电机检测电路。 1、蓄电池检测电路 （将蓄电池的电压直接加在R1、R2上） 蓄电池检测电路