汽车电气系统-第3章发电机

1、n博州中等职业技术学校 第三章第三章 交流发电机及调节器交流发电机及调节器 n概述概述 n 交流发电机的工作原理交流发电机的工作原理 n 交流发电机的结构交流发电机的结构 n 交流发电机的工作特性交流发电机的工作特性 n 交流发电机的电压调节器交流发电机的电压调节器 n 交流发电机与调节器使用与维护交流发电机与调节器使用与维护 n博州中等职业技术学校 学习目标学习目标 n了解交流发电机的功用、分类；了解交流发电机的功用、分类； n 掌握发电机的结构、工作原理及检测维掌握发电机的结构、工作原理及检测维 修方法；修方法； n 掌握汽车充电系的组成、电路及检测维掌握汽车充电系的组成、电路及检测维 修

2、方法；修方法； n 了解调节器的工作原理；了解调节器的工作原理； n 掌握调节器的检测方法掌握调节器的检测方法 n博州中等职业技术学校 学习方法学习方法 n本章介绍了汽车用交流发电机及调节器本章介绍了汽车用交流发电机及调节器 结构、工作原理、充电系电路及检测维结构、工作原理、充电系电路及检测维 修方法，通过对学习内容的阅读有了感修方法，通过对学习内容的阅读有了感 性认识后，再通过自学参考资料加深对性认识后，再通过自学参考资料加深对 学习内容的理解，然后进入实践课堂观学习内容的理解，然后进入实践课堂观 看（或去到实验室）亲手对实物的拆装、看（或去到实验室）亲手对实物的拆装、 检测、试验操作技能的

3、训练，以便进一检测、试验操作技能的训练，以便进一 步掌握其结构、工作原理和检测维修方步掌握其结构、工作原理和检测维修方 法。法。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 第一节第一节 概述概述 n一、发电机的功用一、发电机的功用 n发电机是汽车的发电机是汽车的 主要电源，其功用是主要电源，其功用是 在发动机正常运转时在发动机正常运转时 （怠速以上），向所（怠速以上），向所 有用电设备（起动机有用电设备（起动机 除外）供电，同时向除外）供电，同时向 蓄电池充电蓄电池充电。(见图见图 2-1) n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 一、发电机的功用一、发电机的功用 n博州中等职业技术

4、学校 二、发电机的分类二、发电机的分类 n汽车用发电机可分为直流发电机和交流汽车用发电机可分为直流发电机和交流 发电机，由于交流发电机在许多方面优发电机，由于交流发电机在许多方面优 于直流发电机，直流发电机已被淘汰，于直流发电机，直流发电机已被淘汰， 目前所有汽车均采用交流发电机，交流目前所有汽车均采用交流发电机，交流 发电机按照不同的分类方法分为以下几发电机按照不同的分类方法分为以下几 类：类： n博州中等职业技术学校 1.1.按结总体结构分五类按结总体结构分五类 n普通交流发电机普通交流发电机( (使用时需要配装电压调节器使用时需要配装电压调节器 的发电机的发电机) ) 例例JF132 J

5、F132 （EQ140EQ140用）用） n整体式交流发电机整体式交流发电机( (发电机和调节器制成一个发电机和调节器制成一个 整体的发电机整体的发电机) ) 例别克轿车的发动机上装配的例别克轿车的发动机上装配的 是是CSCS型发电机型发电机 n带泵交流发电机带泵交流发电机( (和汽车制动系统用真空助力和汽车制动系统用真空助力 泵安装在一起的发电机泵安装在一起的发电机) ) 例例JFZB292JFZB292发电机。发电机。 n无刷交流发电机无刷交流发电机( (不需要电刷的发电机不需要电刷的发电机) ) 例例 JFW1913JFW1913 n永磁交流发电机永磁交流发电机( (磁极为永磁铁制成的发

6、电机磁极为永磁铁制成的发电机) ) n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 发电机插图发电机插图 n博州中等职业技术学校 2.2.按整流器结构分四类按整流器结构分四类 n六管交流发电机六管交流发电机 例例JF1522JF1522（东风汽车用）东风汽车用） n八管交流发电机八管交流发电机 例例JFZ1542JFZ1542（天津夏利天津夏利 汽车用）汽车用） n九管交流发电机九管交流发电机 例（日本日立、三凌、例（日本日立、三凌、 马自达汽车用）马自达汽车用） n十一管交流发电机十一管交流发电机 例例JFZ1913ZJFZ1913Z（奥迪、奥迪、 桑塔纳汽车用）桑塔纳汽车用） n博州中等职业

7、技术学校 3.3.按磁场绕组搭铁形式两分类按磁场绕组搭铁形式两分类 n内搭铁型交流发电机内搭铁型交流发电机 磁场绕组的一端磁场绕组的一端 （负极）直接搭铁（和壳体相联）（负极）直接搭铁（和壳体相联） n外搭铁型交流发电机外搭铁型交流发电机 磁场绕组的一端磁场绕组的一端 （负极）接入调节器，通过调节器后再（负极）接入调节器，通过调节器后再 搭铁。搭铁。 n博州中等职业技术学校 三、交流发电机的型号三、交流发电机的型号 n根据中华人民共和国汽车行业标准根据中华人民共和国汽车行业标准 QC/T73-93QC/T73-93汽车电器设备产品型号编制汽车电器设备产品型号编制 方法的规定，汽车交流发电机型号

8、组方法的规定，汽车交流发电机型号组 成如下成如下： n博州中等职业技术学校 1. 1. 产品代号产品代号 n产品代号用中文字母表示，例：产品代号用中文字母表示，例： nJFJF普通交流发电机普通交流发电机 nJFZJFZ整体式（调节器内置）交流发电整体式（调节器内置）交流发电 机机 nJFBJFB带泵的交流发电机带泵的交流发电机 nJFWJFW无刷交流发电机无刷交流发电机 n博州中等职业技术学校 2. 2. 电压等级代号电压等级代号 n电压等级代号用一位阿拉伯数字表示，电压等级代号用一位阿拉伯数字表示， n1 1表示表示1212V V系统系统 n2 2表示表示2424V V系统系统 n6 6表

9、示表示6 6V V系统系统 n博州中等职业技术学校 第二节第二节 交流发电机工作原理交流发电机工作原理 n交流发电原理交流发电原理 n整流原理整流原理 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 交流发电机发电原理图交流发电机发电原理图 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 一、交流发电原理一、交流发电原理 n1.1.在发电机内部有一个由在发电机内部有一个由 发动机带动转子（旋转磁发动机带动转子（旋转磁 场）场） n2.2.磁场外有一个定子绕组磁场外有一个定子绕组, , 绕组有绕组有3 3组线圈组线圈(3(3相绕组相绕组) )， 3 3相绕组彼此相隔相绕组彼此相隔120120度度 n

10、3.3.当转子旋转时，旋转的当转子旋转时，旋转的 磁场使固定的电枢绕组切磁场使固定的电枢绕组切 割磁力线（或者说使电枢割磁力线（或者说使电枢 绕组中通过的磁通量发生绕组中通过的磁通量发生 变化）而产生电动势。变化）而产生电动势。 n博州中等职业技术学校 定子定子3 3相绕组感生电动势的大小为：相绕组感生电动势的大小为： n其中：其中：E m -E m -每相电动势的最大值每相电动势的最大值 n-电角速度电角速度 nf-f-交流电动势的频率（为转速的函数）交流电动势的频率（为转速的函数） np-p-磁极对数磁极对数 nn-n-发电机转速（发电机转速（r/minr/min） nE-E-每相电动势的

11、有效值每相电动势的有效值 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 定子每相电动势的有效值定子每相电动势的有效值 nK-K-绕组系数绕组系数( (和发电机定子绕组的绕线方法有关和发电机定子绕组的绕线方法有关 ) ) nN-N-每项匝数（匝）每项匝数（匝） n-每极磁通（每极磁通（WbWb） nCe-Ce-电机结构常数电机结构常数 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 交流电动势波形交流电动势波形 n交流电动势的交流电动势的 幅值是发电机幅值是发电机 转速的函数。转速的函数。 n因此，当转速因此，当转速n n 变化时，三相变化时，三相 电动势的波形电动势的波形 为变频率、变为变频率、

12、变 幅值的交流波幅值的交流波 形。形。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 定子三相绕组的接法定子三相绕组的接法 n定子三相绕组的接法定子三相绕组的接法 有两种有两种 n星形接法星形接法 n三角形接法三角形接法 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 二、整流原理二、整流原理 n交流发电机定子的三相交流发电机定子的三相 绕组中，感应产生的是绕组中，感应产生的是 交流电交流电 n是靠六只二极管组成的是靠六只二极管组成的 三相桥式整流电路变为三相桥式整流电路变为 直流电的。直流电的。 n二极管具有单项导电性二极管具有单项导电性, , 当给二极管加上正向电当给二极管加上正向电 压时压

13、时, ,二极管导通二极管导通, , 当给当给 二极管加上反向电压时二极管加上反向电压时, , 二极管截止二极管截止, ,二极管的导二极管的导 通原则如下通原则如下: : n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 二极管的导通原则二极管的导通原则 n当三只二极管负极端当三只二极管负极端 相连时，正极端电位相连时，正极端电位 最高者导通；最高者导通； n当三只二极管正极端当三只二极管正极端 相连时，负极端电位相连时，负极端电位 最低者导通。最低者导通。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 2.2.整流过程分析整流过程分析 n博州中等职业技术学校 整流时二极管导通条件整流时二极管导通条

14、件 n对于三个正极管子（对于三个正极管子（D1D1、D3D3、D5D5正极和正极和 定子绕组始端相联），在某瞬时，电压定子绕组始端相联），在某瞬时，电压 最高一相的正极管导通。最高一相的正极管导通。 n对于三个负极管子（对于三个负极管子（D2D2、D4D4、D6D6负极和负极和 定子绕组始端相联），在某瞬时，电压定子绕组始端相联），在某瞬时，电压 最低一相的负极管导通。最低一相的负极管导通。 n但同时导通的管子总是两个，正、负管但同时导通的管子总是两个，正、负管 子各一个。子各一个。 n博州中等职业技术学校 整流过程整流过程 n三相桥式整流电路中二极管的依次循环三相桥式整流电路中二极管的依次循

15、环 导通导通, ,使得负载使得负载RLRL两端得到一个比较平稳两端得到一个比较平稳 的脉动直流电压。的脉动直流电压。 n发电机输出的直流电压平均值为：发电机输出的直流电压平均值为： nU=1.35UL=2.34UU=1.35UL=2.34U n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 3 3中性点电压中性点电压 n有的发电机具有中性点有的发电机具有中性点 接线柱，如图接线柱，如图2-42-4，是从，是从 三相绕组的中性点引出三相绕组的中性点引出 来的，标记为来的，标记为“N N”。输输 出电压为出电压为UNUN，称为中性称为中性 点电压点电压 n图图2-42-4带中心抽头的交流带中心抽头的交

16、流 发电机发电机 n中性点电压的瞬时值是中性点电压的瞬时值是 一个三次谐波电压，中一个三次谐波电压，中 性点电压的平均值为发性点电压的平均值为发 电机输出电压（平均值）电机输出电压（平均值） 的一半的一半 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 中性点电压中性点电压 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 中性点作用中性点作用 n带有中性点接线柱的发带有中性点接线柱的发 电机可用中性点电压来电机可用中性点电压来 控制各种用途的继电器。控制各种用途的继电器。 n有的发电机没有中性点有的发电机没有中性点 接线柱，但是也把中性接线柱，但是也把中性 点电压充分的利用了点电压充分的利用了 （

17、如夏利、桑塔纳发电（如夏利、桑塔纳发电 机），这些发电机在中机），这些发电机在中 性点处接上两只整流二性点处接上两只整流二 极管，和三相绕组的六极管，和三相绕组的六 只整流二极管一道输出，只整流二极管一道输出， 可提高发电机功率。可提高发电机功率。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 第三节第三节 交流发电机的结构交流发电机的结构 n交流发电机一般由转子、定子、整流器、交流发电机一般由转子、定子、整流器、 端盖四部分组成。端盖四部分组成。 nJF132JF132型交流发电机组件图见图型交流发电机组件图见图 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 交流发电机的结构交流发电机的结构

18、 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 交流发电机的结构交流发电机的结构 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 交流发电机的电路交流发电机的电路 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 一、转子一、转子 n转子的功用是产生旋转磁场。转子的功用是产生旋转磁场。 n转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、 转子轴组成，见图。转子轴组成，见图。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 转子结构图转子结构图 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 转子转子 n转子轴上压装着两块爪转子轴上压装着两块爪 极，两块爪极各有六个极，两块爪极各有

19、六个 鸟嘴形磁极鸟嘴形磁极, ,爪极空腔内爪极空腔内 装有磁场绕组装有磁场绕组 ( (转子线转子线 圈圈) )和磁轭。和磁轭。 n集电环由两个彼此绝缘集电环由两个彼此绝缘 的铜环组成，集电环压的铜环组成，集电环压 装在转子轴上并与轴绝装在转子轴上并与轴绝 缘，两个集电环分别与缘，两个集电环分别与 磁场绕组的两端相连。磁场绕组的两端相连。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 交流发电机磁路交流发电机磁路 n交流发电机的磁交流发电机的磁 路为：磁轭路为：磁轭N N 极极转子与定子转子与定子 之间的气隙之间的气隙定定 子子定子与转子定子与转子 间的气隙间的气隙S S极极 磁轭。磁轭。 n博

20、州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 转子产生旋转磁场转子产生旋转磁场 n当两集电环通入当两集电环通入 直流电时（通过直流电时（通过 电刷），磁场绕电刷），磁场绕 组中就有电流通组中就有电流通 过，并产生轴向过，并产生轴向 磁通，使爪极一磁通，使爪极一 块被磁化为块被磁化为N N极，极， 另一块被磁化为另一块被磁化为S S 极，从而形成六极，从而形成六 对相互交错的磁对相互交错的磁 极。当转子转动极。当转子转动 时，就形成了旋时，就形成了旋 转的磁场。转的磁场。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 二、定子二、定子 n定子的功用定子的功用 是产生交流是产生交流 电。电。 n定子由

21、定子定子由定子 铁心和定子铁心和定子 绕组成。见绕组成。见 图图 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 定子定子 n定子铁心由内圈带槽的硅定子铁心由内圈带槽的硅 钢片叠成，定子绕组的导钢片叠成，定子绕组的导 线就嵌放在铁心的槽中。线就嵌放在铁心的槽中。 n定子绕组有三相，三相绕定子绕组有三相，三相绕 组采用星形接法或三角形组采用星形接法或三角形 （大功率）接法，都能产（大功率）接法，都能产 生三相交流电。生三相交流电。 n三相绕组的必须按一定要三相绕组的必须按一定要 求绕制求绕制, ,才能使之获得频才能使之获得频 率相同、幅值相等、相位率相同、幅值相等、相位 互差互差120120的三相

22、电动势。的三相电动势。 n博州中等职业技术学校 定子绕组定子绕组 n1 .1 .每个线圈的两个有效边之间的距离应每个线圈的两个有效边之间的距离应 和一个磁极占据的空间距离相等。和一个磁极占据的空间距离相等。 n2 .2 .每相绕组相邻线圈始边之间的距离应每相绕组相邻线圈始边之间的距离应 和一对磁极占据的距离相等或成倍数。和一对磁极占据的距离相等或成倍数。 n3. 3. 三相绕组的始边应相互间隔三相绕组的始边应相互间隔2 2+120o+120o 电角度（一对磁极占有的空间为电角度（一对磁极占有的空间为360360o o电电 角度）角度） n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 JF13交流

23、发电机三相绕组绕制交流发电机三相绕组绕制 n结构参数如下：结构参数如下： 磁极对数磁极对数p 6p 6对；定子对；定子 槽数槽数z 36z 36槽槽 n定子绕组相数定子绕组相数3 3相；每个线圈匝数相；每个线圈匝数N 13N 13匝匝 n绕组联结方法绕组联结方法 Y Y型联结型联结 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 发电机定子展开图发电机定子展开图 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 三、整流器三、整流器 n交流发电机整流器的作交流发电机整流器的作 用是将定子绕组的三相用是将定子绕组的三相 交流电变为直流电交流电变为直流电 n6 6管交流发电机的整流管交流发电机的整流 器

24、是由器是由6 6只硅整流二极只硅整流二极 管组成三相全波桥式整管组成三相全波桥式整 流电路流电路 n6 6只整流管分别压装只整流管分别压装 （或焊装）在两块板上。（或焊装）在两块板上。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 整流器电路整流器电路 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 汽车用硅整流二极管特点汽车用硅整流二极管特点 n工作电流大，正向平均电流工作电流大，正向平均电流 5050A A，浪涌电流浪涌电流600600A A； n反向电压高，反向重复峰值反向电压高，反向重复峰值 电压电压270270V V，反向不重复峰值反向不重复峰值 电压电压300300V V； n只有一

25、根引线见图。并且有只有一根引线见图。并且有 的二极管引线是正极，有的的二极管引线是正极，有的 二极管引线是负极，引出线二极管引线是负极，引出线 为正极的管子叫正极管，引为正极的管子叫正极管，引 出线为负极的管子叫负极管，出线为负极的管子叫负极管， 所以说整流二极管有正二极所以说整流二极管有正二极 管和负二极管之分。管和负二极管之分。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 汽车用二极管结构汽车用二极管结构 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 整流管的安装整流管的安装 n将正极管安装在一块铝制散热板上，称为将正极管安装在一块铝制散热板上，称为 正整流板；正整流板； n将负极管安装

26、另一块铝制散热板上，称为将负极管安装另一块铝制散热板上，称为 负整流板，也可用发电机后盖代替负整流负整流板，也可用发电机后盖代替负整流 板。见图。板。见图。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 二极管安装示意图二极管安装示意图 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 整流管的安装整流管的安装 n在正整流板上有一个在正整流板上有一个 输出接线柱输出接线柱B B（发电发电 机的输出端）。机的输出端）。 n负整流板上直接搭铁。负整流板上直接搭铁。 负整流板上一定和壳负整流板上一定和壳 体相联接。体相联接。 n整流板的形状各异，整流板的形状各异， 有马蹄形、长方形、有马蹄形、长方形、

27、半圆形等见图半圆形等见图 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 整流管的安装整流管的安装 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 四、端盖四、端盖 n端盖一般分两部分（前端盖端盖一般分两部分（前端盖 和后端盖），起固定转子、和后端盖），起固定转子、 定子、整流器和电刷组件的定子、整流器和电刷组件的 作用。作用。 n端盖一般用铝合金铸造，一端盖一般用铝合金铸造，一 是可有效的防止漏磁，二是是可有效的防止漏磁，二是 铝合金散热性能好。铝合金散热性能好。 n后端盖上装有电刷组件，有后端盖上装有电刷组件，有 电刷、电刷架和电刷弹簧组电刷、电刷架和电刷弹簧组 成。电刷的作用是将电源通成。电

28、刷的作用是将电源通 过集电环引入磁场绕组。过集电环引入磁场绕组。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 电刷架电刷架 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 电刷架电刷架 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 五、磁场绕组的内搭铁型和外搭铁五、磁场绕组的内搭铁型和外搭铁 n内搭铁型发电机：磁内搭铁型发电机：磁 场绕组负电刷直接搭场绕组负电刷直接搭 铁的发电机（和壳体铁的发电机（和壳体 直接相连）。外搭铁直接相连）。外搭铁 型发电机：磁场绕组型发电机：磁场绕组 的两只电刷都和壳体的两只电刷都和壳体 绝缘的发电机。绝缘的发电机。 n外搭铁型发电机的磁外搭铁型发电机的磁 场绕组

29、负极（负电刷）场绕组负极（负电刷） 接调节器，通过后再接调节器，通过后再 搭铁。搭铁。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 磁场绕组的内搭铁型和外搭铁磁场绕组的内搭铁型和外搭铁 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 六、六、8管交流发电机管交流发电机 n8 8管交流发电机管交流发电机 （如夏利车用）（如夏利车用） 和和6 6管交流发电管交流发电 机的基本机构机的基本机构 是相同的，所是相同的，所 不同的是整流不同的是整流 器有器有8 8只硅整流只硅整流 二极管二极管 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 8管交流发电机管交流发电机 n其中其中6 6只组成三相全波桥只组

30、成三相全波桥 式整流电路，还有式整流电路，还有2 2只是只是 中性点二极管，中性点二极管，1 1只正极只正极 管接在中性点和正极之管接在中性点和正极之 间，间，1 1只负极管接在中性只负极管接在中性 点和负极，对中性点电点和负极，对中性点电 压进行全波整流。压进行全波整流。 n试验表明：加装中性点试验表明：加装中性点 二极管的交流发电机在二极管的交流发电机在 结构不变的情况下可以结构不变的情况下可以 提高发电机的功率提高发电机的功率10%10% 15%15%。之间。之间。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 中性点二极管提高发电机功率的原理中性点二极管提高发电机功率的原理 n交流发电

31、机交流发电机 中性点电压中性点电压 为三次谐波，为三次谐波， 随着发电机随着发电机 转速的提高，转速的提高， 中性点三次中性点三次 谐波电压也谐波电压也 升高。升高。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 中性点二极管提高发电机功率的原理中性点二极管提高发电机功率的原理 n当中性点电压瞬时值高于当中性点电压瞬时值高于 三相绕组的最高值时，中三相绕组的最高值时，中 性点正极管导通对外输出性点正极管导通对外输出 电流；电流回路为：中性电流；电流回路为：中性 点点中性点正极管中性点正极管负载负载 某一负极管某一负极管定子绕组定子绕组 中性点。中性点。 n当中性点电压瞬时值低于当中性点电压瞬时

32、值低于 三相绕组的最低值时，中三相绕组的最低值时，中 性点负极管导通对外输出性点负极管导通对外输出 电流；电流回路：中性点电流；电流回路：中性点 定子绕组定子绕组某一正极管某一正极管 负载负载中性点负极管中性点负极管 中性点。中性点。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 七、七、9 9管交流发电机管交流发电机 n9 9管交流发电机的管交流发电机的 基本结构和基本结构和6 6管交管交 流发电机相同，流发电机相同， 所不同的是整流所不同的是整流 器。器。9 9管交流发电管交流发电 机的整流器是由机的整流器是由6 6 只大功率整流二只大功率整流二 极管和极管和3 3只小功率只小功率 励磁二

33、极管组成励磁二极管组成 的交流发电机。的交流发电机。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 9 9管交流发电机管交流发电机 n其中其中6 6只大功率整流只大功率整流 二极管组成三相全波二极管组成三相全波 桥式整流电路，对外桥式整流电路，对外 负载供电负载供电 n3 3只小功率管二极管只小功率管二极管 与三只大功率负极管与三只大功率负极管 也组成三相全波桥式也组成三相全波桥式 整流电路专门为发电整流电路专门为发电 机磁场供电。所以称机磁场供电。所以称 3 3只小功率管为励磁只小功率管为励磁 二极管二极管。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 八、八、1111管交流发电机管交流发

34、电机 （如桑塔纳车用发电机）（如桑塔纳车用发电机） n1111管交流发管交流发 电机的整流电机的整流 器由器由8 8只大功只大功 率整流二极率整流二极 管（其中管（其中2 2只只 中性点二极中性点二极 管）和管）和3 3只磁只磁 场二极管组场二极管组 成。其它结成。其它结 构和构和6 6管交流管交流 发电机相同。发电机相同。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 1111管交流发电机管交流发电机 n1111管交流发电管交流发电 机的整流器，机的整流器， 相当于相当于9 9管交流管交流 发电机的整流发电机的整流 器加器加2 2只中性点只中性点 整流管。整流管。 n由于由于1111管交流管

35、交流 发电机既能提发电机既能提 高率又使充电高率又使充电 指示灯电路简指示灯电路简 化，因此应用化，因此应用 较广。较广。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 九、无刷交流发电机九、无刷交流发电机 n由于没有电刷和集电环，由于没有电刷和集电环， 所以不会因为电刷和集所以不会因为电刷和集 电环的磨损和接触不良电环的磨损和接触不良 造成激磁不稳定或发电造成激磁不稳定或发电 机不发电等故障；同时机不发电等故障；同时 工作时无火花，也减小工作时无火花，也减小 了无线电干扰。了无线电干扰。 n无刷交流发电机分为爪无刷交流发电机分为爪 极式、激磁机式和永磁极式、激磁机式和永磁 式三种。式三种。

36、n博州中等职业技术学校 第四节、交流发电机工作特性第四节、交流发电机工作特性 n交流发电机的励磁交流发电机的励磁 n交流发电机的工作特性交流发电机的工作特性 n博州中等职业技术学校 一、交流发电机的励磁一、交流发电机的励磁 n除了永磁式交流发电机不需要励磁以外，除了永磁式交流发电机不需要励磁以外， 其他形式的交流发电机都需要励磁，因其他形式的交流发电机都需要励磁，因 为它们的磁场都是电磁场，也就是说必为它们的磁场都是电磁场，也就是说必 须给磁场绕组通电才会有磁场产生。须给磁场绕组通电才会有磁场产生。 n将电源引入到磁场绕组使之产生磁场称将电源引入到磁场绕组使之产生磁场称 为励磁，交流发电机励磁

37、方式有自励和为励磁，交流发电机励磁方式有自励和 他励两种。他励两种。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 他励他励 n在发动机起在发动机起 动期间，需动期间，需 要蓄电池供要蓄电池供 给发电机磁给发电机磁 场电流生磁场电流生磁 使发电机发使发电机发 电。这种供电。这种供 给磁场电流给磁场电流 的方式称为的方式称为 他励发电。他励发电。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 自励自励 n随着转速的提高，随着转速的提高， 发电机的电动势逐发电机的电动势逐 渐升高并能对外输渐升高并能对外输 出，出， n一般在发动机怠速一般在发动机怠速 时发电机就能对外时发电机就能对外 供电供电 n

38、当发电机能对外供当发电机能对外供 电时，就可以把自电时，就可以把自 身发的电供给磁场身发的电供给磁场 绕组生磁发电，这绕组生磁发电，这 种供给磁场电流的种供给磁场电流的 方式称为自励。方式称为自励。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 内搭铁交流发电机励磁电路内搭铁交流发电机励磁电路 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 外搭铁交流发电机励磁电路外搭铁交流发电机励磁电路 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 充电指示灯的作用充电指示灯的作用 n在某些充电系电路中，在某些充电系电路中， 接有充电指示灯，其接有充电指示灯，其 作用是：作用是： n 指示发电机是否有指示发电

39、机是否有 故障；故障； n 警告驾驶员停车后警告驾驶员停车后 关断点火开关。关断点火开关。 n电流表的作用？电流表的作用？ n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 6管交流发电机电源系电路管交流发电机电源系电路 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 九管交流发电机电源系电路九管交流发电机电源系电路 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 九管交流发电机电源系电路九管交流发电机电源系电路 n在发动机起动期间，在发动机起动期间， 发电机电压发电机电压( (为为 0 0)UD+)UD+蓄电池电压蓄电池电压 时，整流二极管截时，整流二极管截 止，发电机不能对止，发电机不能对 外输出

40、，由蓄电池外输出，由蓄电池 供给磁场电流。路供给磁场电流。路 径：蓄电池径：蓄电池+点火点火 开关开关充电指示灯充电指示灯 调节器调节器磁场绕磁场绕 组组搭铁搭铁蓄电池蓄电池- -。 充电指示灯亮充电指示灯亮 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 九管交流发电机电源系电路九管交流发电机电源系电路 n当发动机转速升高当发动机转速升高 到怠速及其以上时，到怠速及其以上时， 发电机应能正常发发电机应能正常发 电并对外输出，此电并对外输出，此 时，发电机电压时，发电机电压 蓄电池电压，发电蓄电池电压，发电 机自励。机自励。UB=UD+UB=UD+， 充电指示灯两端压充电指示灯两端压 降为零，灯

41、熄灭降为零，灯熄灭, ,若若 没有熄灭没有熄灭, ,说明发电说明发电 机有故障或充电指机有故障或充电指 示灯电路有搭铁示灯电路有搭铁 n博州中等职业技术学校 二、交流发电机的工作特性二、交流发电机的工作特性 n交流发电机的工作特点是转速变化范围交流发电机的工作特点是转速变化范围 大，对于一般汽油发动机来说，其转速大，对于一般汽油发动机来说，其转速 变化约为变化约为1 1：8 8，柴油机约为，柴油机约为1 1：5 5，因此，因此 分析汽车用交流发电机的特性必须以转分析汽车用交流发电机的特性必须以转 速的变化为基础。速的变化为基础。 n交流发电机的特性有输出特性、空载特交流发电机的特性有输出特性、

42、空载特 性和外特性，其中以输出特性最为重要。性和外特性，其中以输出特性最为重要。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 输出特性输出特性 n输出特性是指在发输出特性是指在发 电机端电压电机端电压U U不变不变 （对（对1212V V系列的交流系列的交流 发电机规定为发电机规定为1414V V， 对对2424V V n输出电流与转速之输出电流与转速之 间的关系，即间的关系，即U=U=常常 数时，数时，I If f（n n） 的函数关系。的函数关系。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 由特性曲线由特性曲线I=fI=f（n n）可以看出可以看出 n（1 1）空载转速）空载转速n1

43、n1 n发电机转速小于一定发电机转速小于一定 值值n1n1时，对外输出电时，对外输出电 流为零。当发电机达流为零。当发电机达 到额定电压并能对外到额定电压并能对外 输出电流时的最小转输出电流时的最小转 速为速为n1n1，称称n1n1为空载为空载 转速。空载转速常用转速。空载转速常用 来作为测试发电机性来作为测试发电机性 能的参数之一。能的参数之一。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 由特性曲线由特性曲线I=fI=f（n n）可以看出可以看出 n（2 2）最大电流）最大电流ImaxImax n发电机输出电流能力随发电机输出电流能力随 转速的升高而增大，但转速的升高而增大，但 曲越来越

44、平坦，当转速曲越来越平坦，当转速 达到一定值时，无论转达到一定值时，无论转 速增加多少电流都不再速增加多少电流都不再 增加，即一定结构的发增加，即一定结构的发 电机输出最大电流电机输出最大电流ImaxImax 有一定限制。由此可见，有一定限制。由此可见， 交流发电机自身具有限交流发电机自身具有限 制输出电流防止过载的制输出电流防止过载的 能力，又称为自我保护能力，又称为自我保护 能力。能力。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 交流发电机自我限流的原理交流发电机自我限流的原理 n交流发电机定子交流发电机定子 绕组具有一定的绕组具有一定的 阻抗阻抗Z Z，它由绕组它由绕组 的电阻的电阻

45、r r及感抗及感抗XLXL 两部分组成，两部分组成， nXLXL2fL2fL n博州中等职业技术学校 交流发电机自我限流的原理交流发电机自我限流的原理 n由于由于XL XL 与与n n成正比，故发电机定子绕组的阻抗成正比，故发电机定子绕组的阻抗 Z Z随发电机的车速升高而增加。高速时，由于随发电机的车速升高而增加。高速时，由于R R 与与XLXL相比可忽略不计，相比可忽略不计， n故阻抗故阻抗Z Z约等于约等于XLXL，定子阻抗定子阻抗Z Z与转速与转速n n成正比，成正比， 其值较大，产生较大的内压降。其值较大，产生较大的内压降。 n定子电流增加时，由于电枢反应的增强，也会定子电流增加时，由

46、于电枢反应的增强，也会 使感应电动势下降。使感应电动势下降。 n两者共同作用的结果，当发电机的转速升高且两者共同作用的结果，当发电机的转速升高且 负载电流达到最大值时，输出电流几乎不随负负载电流达到最大值时，输出电流几乎不随负 载电阻的减小或转速的增加而增大。载电阻的减小或转速的增加而增大。 n博州中等职业技术学校 交流发电机自我限流的原理结论交流发电机自我限流的原理结论 n结论结论 n发电机电压（输出）一定时，发电机电流存在发电机电压（输出）一定时，发电机电流存在 最大值。（无论转速多高）最大值。（无论转速多高） n即发电机功率存在最大值。即发电机功率存在最大值。 n限制发电机输出功率，只要

47、限制发电机输出电限制发电机输出功率，只要限制发电机输出电 压即可。压即可。 n限制输出电压后，发电机转速增加，不会出现限制输出电压后，发电机转速增加，不会出现 由于电流过高，烧坏发电机的情况。由于电流过高，烧坏发电机的情况。 n如果发电机电压过高通常损坏用电设备。如果发电机电压过高通常损坏用电设备。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 输出特性输出特性 n(3) (3) 额定转速额定转速n2 n2 额定电流额定电流IAIA n发电机出厂时，发电机出厂时， 通过试验，规定通过试验，规定 了空载转速与额了空载转速与额 定转速。在使用定转速。在使用 过程中，可通过过程中，可通过 检测这两个

48、数据检测这两个数据 来判断发电机性来判断发电机性 能的好坏。能的好坏。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 输出特性输出特性 n发电机达到额定电发电机达到额定电 流流IAIA时的转速定为时的转速定为 额定转速，图中用额定转速，图中用 n2n2表示，额定电流表示，额定电流 一般定为最大输出一般定为最大输出 电流的电流的2 23 3。 n空载转速与额定转空载转速与额定转 速是测试交流发电速是测试交流发电 机性能的重要依据。机性能的重要依据。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 空载特性空载特性 n空载特性是研究空载特性是研究 发电机在空载运发电机在空载运 行时，其端电压行时，其

49、端电压 随转速变化的关随转速变化的关 系，即系，即I I0 0时，时， U=fU=f（n n）的曲线，的曲线， 如图如图 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 外特性外特性 n外特性是研究当外特性是研究当 发电机转速一定发电机转速一定 时，其端电压与时，其端电压与 输出电流的关系，输出电流的关系， 即即n-=n-=常数时，常数时， U=fU=f（I I）的曲线，的曲线， 如图所示。如图所示。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 外特性外特性 n从外特性曲线可以从外特性曲线可以 看出发电机电压受看出发电机电压受 负载影响的程度：负载影响的程度： n如果发电机在高速如果发电机在高

50、速 运转时，突然失去运转时，突然失去 负载，发电机电压负载，发电机电压 会突然升高，致使会突然升高，致使 发电机及调节器等发电机及调节器等 内部电子元件有被内部电子元件有被 击穿的危险。击穿的危险。 n博州中等职业技术学校 第五节第五节 交流发电机的电压调节器交流发电机的电压调节器 n电压调节器的分类电压调节器的分类 n电压调节器的调压原理电压调节器的调压原理 n电子调节器结构与工作原理电子调节器结构与工作原理 n电子调节器应用实例电子调节器应用实例 n博州中等职业技术学校 交流发电机的电压调节器交流发电机的电压调节器 n由于交流发电机的转子是由发动机通过皮带驱由于交流发电机的转子是由发动机通

51、过皮带驱 动旋转的，且发动机和交流发电机的速比为动旋转的，且发动机和交流发电机的速比为 1 17 73 3，因此交流发电机转子的转速变化范，因此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围非常大，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。较大变化，无法满足汽车用电设备的工作要求。 n为了满足用电设备恒定电压的要求，交流发电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，使其输出电压在发动机必须配用电压调节器，使其输出电压在发动 机所有工况下基本保持恒定。机所有工况下基本保持恒定。 n博州中等职业技术学校 一、电压调节器的

52、分类一、电压调节器的分类 n交流发电机电压调节器按工作原理可分交流发电机电压调节器按工作原理可分 为：为： n触点式电压调节器触点式电压调节器 n晶体管调节器晶体管调节器 n集成电路调节器集成电路调节器 n电脑控制调节器电脑控制调节器 n博州中等职业技术学校 触点式电压调节器触点式电压调节器 n触点式电压调节器应用较早，这种调节触点式电压调节器应用较早，这种调节 器触点振动频率慢，存在机械惯性和电器触点振动频率慢，存在机械惯性和电 磁惯性，电压调节精度低，触点易产生磁惯性，电压调节精度低，触点易产生 火花，对无线电干扰大，可靠性差，寿火花，对无线电干扰大，可靠性差，寿 命短，现已被淘汰。命短，

53、现已被淘汰。 n博州中等职业技术学校 晶体管调节器晶体管调节器 n随着半导体技术的发展，采用了晶体管随着半导体技术的发展，采用了晶体管 调节器。其优点是：三极管的开关频率调节器。其优点是：三极管的开关频率 高，且不产生火花，调节精度高，还具高，且不产生火花，调节精度高，还具 有重量轻、体积小、寿命长、可靠性高、有重量轻、体积小、寿命长、可靠性高、 电波干扰小等优点，现广泛应用于东风、电波干扰小等优点，现广泛应用于东风、 解放及多种中低档车型。解放及多种中低档车型。 n博州中等职业技术学校 集成电路调节器集成电路调节器 n集成电路调节器除具有晶体管调节器的集成电路调节器除具有晶体管调节器的 优点

54、外，还具有超小型，安装于发电机优点外，还具有超小型，安装于发电机 的内部（又称内装式调节器），减少了的内部（又称内装式调节器），减少了 外接线，并且冷却效果得到了改善，现外接线，并且冷却效果得到了改善，现 广泛应用于桑塔纳。奥迪等多种轿车车广泛应用于桑塔纳。奥迪等多种轿车车 型上。型上。 n博州中等职业技术学校 电脑控制调节器电脑控制调节器 n电脑控制调节器是现在轿车采用的一种电脑控制调节器是现在轿车采用的一种 新型调节器，由电负载检测仪测量系统新型调节器，由电负载检测仪测量系统 总负载后，向发电机电脑发送信号，然总负载后，向发电机电脑发送信号，然 后由发动机电脑控制发电机电压调节器，后由发动

55、机电脑控制发电机电压调节器， 适时地接通和断开磁场电路，即能可靠适时地接通和断开磁场电路，即能可靠 地保证电器系统正常工作，使蓄电池充地保证电器系统正常工作，使蓄电池充 电充足，又能减轻发动机负荷，提高燃电充足，又能减轻发动机负荷，提高燃 料经济性。如上海别克、广州本田等轿料经济性。如上海别克、广州本田等轿 车发电机上使用了这种调节器。车发电机上使用了这种调节器。 n博州中等职业技术学校 电压调节器的分类电压调节器的分类 n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： n内搭铁型调节器内搭铁型调节器 n外搭铁型调节器外搭铁型调节器 n博州中等职

56、业技术学校 调节器选配调节器选配 n内搭铁型调节器：适合于与内搭铁型交流发电内搭铁型调节器：适合于与内搭铁型交流发电 机所匹配的电子调节器称为内搭铁型调节器；机所匹配的电子调节器称为内搭铁型调节器； n外搭铁型调节器：适合于与外搭铁型交流发电外搭铁型调节器：适合于与外搭铁型交流发电 机所匹配的电子调节器称为外搭铁型调节器。机所匹配的电子调节器称为外搭铁型调节器。 n在使用过程中，对于晶体管调节器，最好使用在使用过程中，对于晶体管调节器，最好使用 汽车说明书中指定的调节器，如果采用其他型汽车说明书中指定的调节器，如果采用其他型 号替代，除标称电压等规定参数与原调节器相号替代，除标称电压等规定参数

57、与原调节器相 同外，代用调节器必须与原调节器的搭铁形式同外，代用调节器必须与原调节器的搭铁形式 相同，否则，发电机可能由于励磁电路不通而相同，否则，发电机可能由于励磁电路不通而 不能正常工作。对于集成电路调节器，必须是不能正常工作。对于集成电路调节器，必须是 专用的，是不能替代的。专用的，是不能替代的。 n博州中等职业技术学校 二、电压调节器的调压原理二、电压调节器的调压原理 n由交流发电机的工作原理我们知道，交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流发电机的三相绕组产生的相电动势的 有效值有效值 n E=CenE=Cen（V V） n博州中等职业技术学校 二、

58、电压调节器的调压原理二、电压调节器的调压原理 n这里这里CeCe为发电机的结构常数，为发电机的结构常数，n n为转子转速，为转子转速， 为转子的磁极磁通，也就是说发电机所产生为转子的磁极磁通，也就是说发电机所产生 的感应电动势与转子转速和磁极磁通成正比。的感应电动势与转子转速和磁极磁通成正比。 n当转速升高时，当转速升高时，EE增大，输出端电压增大，输出端电压UBUB升高，升高， 当转速升高到一定值时（空载转速以上），输当转速升高到一定值时（空载转速以上），输 出端电压达到极限，要想使发电机的输出电压出端电压达到极限，要想使发电机的输出电压 UBUB不再随转速的升高而上升，只能通过减小磁不再随

59、转速的升高而上升，只能通过减小磁 通通来实现。又磁极磁通来实现。又磁极磁通与励磁电流与励磁电流IfIf成正成正 比，减小磁通比，减小磁通也就是减小励磁电流也就是减小励磁电流IfIf。 n博州中等职业技术学校 二、电压调节器的调压原理二、电压调节器的调压原理 n交流发电机调节器的工作原理是：当交交流发电机调节器的工作原理是：当交 流发电机的转速升高时，调节器通过减流发电机的转速升高时，调节器通过减 小发电机的励磁电流小发电机的励磁电流IfIf来减小磁通来减小磁通， 使发电机的输出电压使发电机的输出电压UBUB保持不变。保持不变。 n博州中等职业技术学校 三、触点式电压调节器三、触点式电压调节器

60、n触点式电压调节器通过触点开闭，接通触点式电压调节器通过触点开闭，接通 和断开磁场电路，来改变磁场电流和断开磁场电路，来改变磁场电流IfIf大大 小；晶体管调节器、集成电路调节器等小；晶体管调节器、集成电路调节器等 利用大功率三极管的导通和截止，接通利用大功率三极管的导通和截止，接通 和断开磁场电路，来改变磁场电流和断开磁场电路，来改变磁场电流IfIf大大 小。小。 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 触触 点点 式式 电电 压压 调调 节节 器器 n博州中等职业技术学校n博州中等职业技术学校 单单 级级 触触 点点 式式 电电 压压 调调 节节 器器 n博州中等职业技术学校 四、晶