第2章交流发电机和调节器

1、运转中的交流发电机运转中的交流发电机学习本章所需的基本知识学习本章所需的基本知识1、二极管：具有二极管：具有单向导电性单向导电性2、稳压二极管：能承受反向电压稳压二极管：能承受反向电压 具有稳压作用。具有稳压作用。3 3、三极管、三极管：具有高速开关和信号放大作用。具有高速开关和信号放大作用。三极管的放大作用三极管的放大作用一、学习目的：一、学习目的：通过本章的学习，学生掌握交流发电机通过本章的学习，学生掌握交流发电机和电压调节器的结构、原理及故障的诊和电压调节器的结构、原理及故障的诊断与检测方法断与检测方法. .二、重点：二、重点：1 1、掌握交流发电机的原理，构造、掌握交流发电机的原理，构

2、造2 2、掌握电子调节器的工作原理与检测方、掌握电子调节器的工作原理与检测方法法3 3、掌握交流发电机的使用维护，常见故、掌握交流发电机的使用维护，常见故障的诊断与排除障的诊断与排除三、难点：三、难点：1 1、交流发电机的结构、原理及故障诊断、交流发电机的结构、原理及故障诊断2 2、电子调节器工作原理与检测方法、电子调节器工作原理与检测方法交流发电机的作用：交流发电机的作用：1 1、向蓄电池进行补充充电、向蓄电池进行补充充电2 2、在发动机正常工作时，向所有的用、在发动机正常工作时，向所有的用电设备供电。电设备供电。注意：除起动以外（起动时靠蓄电池注意：除起动以外（起动时靠蓄电池供电）供电）S

3、antanaSantana轿车交流发电机的整体构造轿车交流发电机的整体构造1、转子总成交流发电机的转子是发电机的磁场部分，主要由爪极、磁场绕组（线圈）、滑环和轴等组成。二、定子定子的作用是定子的作用是产生交流电产生交流电v定子又称为电枢，由定子铁心和定子绕组组成。定子铁心由相互绝缘的内圆带槽的环状硅钢片叠成。定子槽内三相绕组的连接方法大多数采用Y型（星形）。三、整流器整流器是由6只二极管连接而成的三相桥式全波整流路。硅二极管安装示意图四、前后端盖前后端盖由非导磁材料铝合金制成，漏磁少，重量轻，散热性能好。外装式 内装式电刷架的结构五、电刷及电刷架五、电刷及电刷架1、电刷架的结构电刷架的结构2

4、2、电刷的搭铁形式、电刷的搭铁形式六、轴承及油封六、轴承及油封轴承的作用是支承转子轴并减小转子运转的阻力。七、风扇及皮带轮七、风扇及皮带轮注意注意：风扇皮带在使用中不能过紧和过松！风扇紧度的调整方法如图所示。一、发电原理：E=CN二、整流过程硅二极管具有单向导电性。整流过程实际上就是将具有单向导电性的硅二极管组成各种整流电路，把交流电变成直流电。三相桥式整流电压波形图D1D1D4D4D1D1D6D6D3 D3 D5 D3 D3 D5 D5D5 D6 D2 D2 D4D6 D2 D2 D4发电机输出电压的平均值：U=1.35UAB=2.34U （星形连接）式中：UAB 线电压的有效值 U 相电压

5、的有效值，3ABUU以每只硅二极管为研究对象： （1）平均电流： （2）承受的最高反向电压：IID31UUUUUABDRM05. 154. 23221、2、带中心抽头的交流发电机连接示意图3、中心点电压：UN=U/2三、发电机的激磁方法激磁的类型：激磁的类型：(1)自激：发电机供给激磁绕组电流的方式自激：发电机供给激磁绕组电流的方式(2)他激：蓄电池供给激磁绕组电流的方式他激：蓄电池供给激磁绕组电流的方式交流发电机自激回路交流发电机他激回路 第三节第三节 交流发电机的类型交流发电机的类型1 1、按二极管的数目分为、按二极管的数目分为：6管交流发电机、8管交流发电机、 9管交流发电机、11管交流

6、发电机。2 2、按激磁绕组的搭铁形式分、按激磁绕组的搭铁形式分：内搭铁式和外搭铁式发电机3 3、按有无电刷和滑环分为、按有无电刷和滑环分为：有刷式和无刷式。其中，无刷式 又分为爪极式、感应式、永磁式。4 4、另外、另外，发电机还有带真空泵式和整体式（调节器内装，如 Santana、Jeta轿车均采用此种类型。）一、一、8 8管交流发电机管交流发电机作用：高速时，提高发电机的输出功率作用：高速时，提高发电机的输出功率二、二、9管交流发电机的原理图管交流发电机的原理图三、三、1111管交流发电机原理图管交流发电机原理图 一、输出特性 输出特性是指发电机端电压不变，即U=常数的情况下，输出电流与发电

7、机转速之间的关系，即I=f（n）的函数关系。 当发电机转速达到一定值以后，发电机输出电流就不再随转速的升高和负载电阻的减小而增大，这时的电流值称为发电机的最大输出电流或限流值。 交流发电机的输出特性为什么交流发电机具有输出电流自动限制作用？为什么交流发电机具有输出电流自动限制作用？原因有两条原因有两条：1、定子绕组阻抗的作用、定子绕组阻抗的作用。Z=CNL，其中 C-常数；N-发电机转速 L-定子绕组电感2、电枢反应的作用电枢反应的作用。 所谓的电枢反应是指定子绕组在产生交流电时，也产生了电枢 磁场，该磁场对磁极磁场具有反作用，并且随定子电流的增大而 增大。二、空载特性二、空载特性空载特性是指

8、发电机空载时，发电机端电压与转速之间的关系，即I=0时，U= f（n）的函数关系。交流发电机的空载特性三、外特性三、外特性 外特性是指转速一定时，发电机的端电压与输出电流的关系，即n=常数时，U=f（I）的函数关系。交流发电机的外特性第五节第五节 电子电压调节器电子电压调节器 一、电压调节器的作用一、电压调节器的作用 交流发电机的输出电压是随发电机的转速的升高而升高，随发电机的转速的降低而降低，波动较大，不适合汽车用电设备的需要，必须进行调节，使其不能随着发电机的转速的增加而增大，限制其最高电压，并且使其电压稳定。因此，现代汽车上必须加装电压调节器。二、电压调节器的基本原理二、电压调节器的基本

9、原理 U=KnI 其中，U-发电机的输出电压；n-发电机的转速；I-激磁电流由于发电机的转速的变化是不能调节的，因此，要稳定发电机的电压只需控制激磁电流的大小即可。 为了调节发电机的输出电压，必须向调节器输入一个感受电压。如果感受电压低于电压调节器设定的电压值，电压调节器就会增大激磁电流，使发电机的输出电压增大。反之，如果感受电压高于电压调节器设定的电压值，电压调节器就会减小激磁电流，使发电机的输出电压降低。四、晶体管调节器的优点四、晶体管调节器的优点：v调节精度高。原因晶体管开关速度高，向应快，且不存在机械和电磁惯性v结构简单，工作可靠，故障少。原因为晶体管调节器中无触点、无线圈、无振动元件

10、v使用中无需维修。晶体管调节器用环氧树脂封装v能适应大功率发电机要求。开关晶体管功率足够大就可满足大功率发电机磁场电流大的要求。v对无线电干扰小。无触点火花。三、电子电压调节器的分类三、电子电压调节器的分类1、晶体管式电子电压调节器2、集成电路（IC电路）电子电压调节器 五、电压调节器的搭铁形式五、电压调节器的搭铁形式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类型可分两种类型可分两种 （1 1）内搭铁型调节器）内搭铁型调节器 适用于内搭铁型交流发电机的电适用于内搭铁型交流发电机的电子调节器称为内搭铁型电子调节器；子调节器称为内搭铁型电子调节器； （2 2）外搭铁型调节

11、器）外搭铁型调节器 适合用于外搭铁型交流发电机的适合用于外搭铁型交流发电机的电子调节器称为外搭铁型电子调节器。电子调节器称为外搭铁型电子调节器。 对于晶体管调节器，在使用过程对于晶体管调节器，在使用过程中，最好使用汽车说明书中指定的调节中，最好使用汽车说明书中指定的调节器，如果采用其他型号替代，除标称电器，如果采用其他型号替代，除标称电压、功率等规定参数与原调节器相同外压、功率等规定参数与原调节器相同外，代用调节器必须与原调节器的搭铁形，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式相同，否则，发电机可能由于励磁电路不通而不能正常工作。路不通而不能正常工作。六、晶体管电子

12、电压调节器的原理六、晶体管电子电压调节器的原理1 1、外搭铁电压调节器、外搭铁电压调节器工作原理工作原理 点火开关点火开关SWSW刚接通时，发动机不刚接通时，发动机不转，发电机不发电，蓄电池电压加在分转，发电机不发电，蓄电池电压加在分压器压器R1R1、R2R2上，此时因上，此时因UR1 UR1 较低不能使较低不能使稳压管稳压管VSVS的反向击穿，的反向击穿，VT1VT1截止，截止，VT1VT1截截止使得止使得VT2VT2导通，发电机磁场电路接通，导通，发电机磁场电路接通，此时由蓄电池供给磁场电流。随着发动此时由蓄电池供给磁场电流。随着发动机的启动，发电机转速升高，发电机他机的启动，发电机转速升

13、高，发电机他励发电，电压上升。励发电，电压上升。 当发电机电压升高到大于蓄电池当发电机电压升高到大于蓄电池电压时，发电机自励发电并开始对外蓄电压时，发电机自励发电并开始对外蓄电池充电，如果此时发电机输出电压电池充电，如果此时发电机输出电压UBUB100050 701000JF12、JF22、JF23、JF2519.5214050100050 701000交流发电机各接线柱之间的电阻值/ 四、四、 交流发电机的不解体检测交流发电机的不解体检测1 1、万用表检测法、万用表检测法2、示波器检测法、示波器检测法各种故障整流波形1.硅二极管的检测硅二极管的检测万用表型号MF500MF7MF18MF10M

14、F30MF14MF12正向阻值81088.5910.511.519204050115120二极管正向阻值/ 五、交流发电机的解体检测五、交流发电机的解体检测2.磁场绕组的检查磁场绕组的检查磁场绕组搭铁的检查用万用表磁场绕组的电阻值转子轴弯曲度的检查3.定子绕组的检查定子绕组的检查1、2检查绕组短路和断路1、3检查绕组是否搭铁第八节第八节 交流发电机的故障诊断交流发电机的故障诊断 充电系常见故障有：不充电、充电电流过小、充电电流过大等。充电系常见故障有：不充电、充电电流过小、充电电流过大等。故障范围可能是风扇皮带打滑，发电机内部故障，电压调节器及整个系统的线路故障（短路或断路）等。诊断故障时应仔

15、细阅读说明书或电路图，按照由简单到复杂、由外观到内观的规律进行查找，逐步缩小故障范围，最后找出故障部位。下面以不充电故障为内容进行讲解。（本文将以桑塔钠、帕萨特B5、广州本田为例） 不充电故障的诊断不充电故障的诊断：汽车发动机在启动后，充电指示灯不熄灭则为不充电故障。故障可能的原因：故障可能的原因：1、发电机皮带打滑2、发电机不发电3、调节器故障4、充电系线路某处有短路或断路故障一、上海桑塔纳轿车整体式交流发电机故障诊断一、上海桑塔纳轿车整体式交流发电机故障诊断SantanaSantana轿车充电系不充电故障流程图轿车充电系不充电故障流程图 二、上海帕萨特上海帕萨特B5B5充电系故障诊充电系故

16、障诊断断 1.工作原理工作原理 当起动发动机时（点火开关在点火位置或起动位置），蓄电池电压通过中央接线盒点火开关组合仪表（通过充电指示灯K2）发电机D+接线柱磁场线圈搭铁，充电指示灯亮。指示蓄电池对发电机励磁。 发动机起动后（怠速及以上转速运转时），交流发电机应能正常发电，蓄电池电压仍通过上述电路加在充电系统指示灯上，同时，交流发电机通过端子D+也供给指示灯电压，故充电指示灯两侧电压相等，指示灯熄灭。 若发动机怠速及以上转速运转，充电系统指示灯仍发亮，警示驾驶员交流发电机充电不正常，需及时维修。 2、上海帕萨特上海帕萨特B5B5充电系故障检充电系故障检测与维修测与维修（1 1）接通点火开关，充

17、电指示灯不）接通点火开关，充电指示灯不亮亮 可将发电机D+的蓝色导线的插接拔下并搭铁，充电指示灯仍不亮，故障为：充电指示灯线路有断路，或充电指示灯本身坏，检查线路，排除故障。 若将发电机D+的蓝色导线的插接拔下并搭铁，充电指示灯仍不亮，可能的故障有：蓝色导线与发电机D+ 接线柱接触不良，需重新接好；发电机电刷损坏或磨损过短。需拆下发电机检测，更换发电机电刷组件；发电机转子励磁线圈断路。需拆下发电机检测，更换发电机转子。(2)(2)接通点火开关，发动机在怠速或更接通点火开关，发动机在怠速或更高转速时，充电指示灯不灭高转速时，充电指示灯不灭 停止发动机运转，可将发电机D+的蓝色导线的插接件拔下并悬

18、空，接通点火开关，充电指示灯仍亮，故障为：充电指示灯线路有短路，检查线路，排除故障。 若将发电机D+的蓝色导线的插接拔下并悬空，接通点火开关，充电指示灯熄灭，可能的故障有： a) 电压调节器损坏。 b) 发电机定子绕组损坏导致发电机不发电。 c) 电刷磨损或电刷弹簧损坏导致发电机不发电。 维修方法：逐项检查后，修理或更换有关损坏零部件。(3) (3) 发电机发电量不足，故障现象是发电机发电量不足，故障现象是用电量大时，输出电压降低，可能的用电量大时，输出电压降低，可能的原因有原因有 a.传动带打滑。 b.电刷和滑环接触不良。 c.整流器短路或断路。 d.输出导线与发电机的连接接触不良或导线内阻增大，造成压降过大。 维修方法： 检查与调整发电机传动带张紧