汽车电器设备与维修 发电机

1、汽车电器设备与维修汽车电器设备与维修第二节第二节 发电机发电机电源系统电源系统发电机发电机 了解交流发电机的功用、分类；了解交流发电机的功用、分类； 掌握发电机的结构、工作原理及检测维修方法；掌握发电机的结构、工作原理及检测维修方法； 掌握汽车充电系的组成、电路及检测维修方法；掌握汽车充电系的组成、电路及检测维修方法； 了解调节器的工作原理；了解调节器的工作原理； 掌握调节器的检测方法掌握调节器的检测方法 学习目标学习目标电源系统电源系统发电机发电机发电机是在发动机的驱动下，将机械发电机是在发动机的驱动下，将机械能转变为电能的装置。能转变为电能的装置。 一、发电机的作用一、发电机的作用电源系统

2、电源系统发电机发电机1.1.发动机怠速运转时，发电机输出电压应不低于蓄电池的端电压发动机怠速运转时，发电机输出电压应不低于蓄电池的端电压并具有一定的带载能力；并具有一定的带载能力；2.2.在发动机中高速运转时，发电机应能满足大多数用电设备同时在发动机中高速运转时，发电机应能满足大多数用电设备同时用电的要求；用电的要求；3.3.在发电机的负载和发动机的转速在正常范围内变化时，保持发在发电机的负载和发动机的转速在正常范围内变化时，保持发电机输出电压既不低于蓄电池电压，又不高于用电设备的允许电电机输出电压既不低于蓄电池电压，又不高于用电设备的允许电压；压；4.4.在发电机电枢电压低于蓄电池电压时，防

3、止蓄电池通过发电机在发电机电枢电压低于蓄电池电压时，防止蓄电池通过发电机电枢放电。电枢放电。 二、对发电机基本要求二、对发电机基本要求电源系统电源系统发电机发电机 汽车用发电机可分为直流发电机和交流发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于直流电机，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，目前所有汽发电机，直流发电机已被淘汰，目前所有汽车均采用交流发电机，交流发电机按照不同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类：的分类方法分为以下几类： 三三、发电机的分类发电机的分类 普通交普通交流发电流发电机机永磁交永磁交流发电流发电机

4、机无刷交无刷交流发电流发电机机带泵交带泵交流发电流发电机机整体式整体式交流发交流发电机电机电源系统电源系统发电机发电机按总体结构分按总体结构分电源系统电源系统发电机发电机电源系统电源系统发电机发电机整流器结构分整流器结构分 六六管管交交流流发发电电机机 八八管管交交流流发发电电机机 九九管管交交流流发发电电机机 十十一一管管交交流流发发电电机机电源系统电源系统发电机发电机内搭铁型交内搭铁型交流发电机流发电机外搭铁型交外搭铁型交流发电机流发电机整流器结构分整流器结构分电源系统电源系统发电机发电机 四四、交流发电机的型号交流发电机的型号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Q

5、C/T73-93QC/T73-93汽车电汽车电器设备产品型号编制方法的规定，汽车交流发电机器设备产品型号编制方法的规定，汽车交流发电机型号组成如下型号组成如下：15432电源系统电源系统发电机发电机1. 1. 产品代号产品代号产品代号用中文字母表示，例：产品代号用中文字母表示，例：JFJF普通普通交交流流发发电机电机 JFZJFZ整整体式（调节器内置）体式（调节器内置）交交流流发发电机电机 JFBJFB带带泵泵的的交交流流发发电机电机 JFWJFW无无刷刷交交流流发发电机电机电源系统电源系统发电机发电机2. 2. 电压等级代号电压等级代号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

6、伯数字表示，1 1表示表示1212V V系统系统2 2表示表示2424V V系统系统6 6表示表示6 6V V系统系统电源系统电源系统发电机发电机3.3.电流电流等等级代号级代号电流等级代号用一位阿拉伯数字表示电流等级代号用一位阿拉伯数字表示123456789电流电流/A19202930394049505960697079808990电源系统电源系统发电机发电机4.4.设计序号设计序号 按产品的先后顺序，用按产品的先后顺序，用1、2位阿拉伯位阿拉伯数字表示数字表示5.5.变型代号变型代号 交流发电机是以调整臂的位置作为变形交流发电机是以调整臂的位置作为变形代号。从驱动端看，代号。从驱动端看，Y

7、调整臂在右边；调整臂在右边；Z调整臂在左边；调整臂在中间时不加调整臂在左边；调整臂在中间时不加标记。标记。电源系统电源系统发电机发电机 五、交流发电机的构造五、交流发电机的构造 交 流 发 电 机交 流 发 电 机一般由转子、一般由转子、定 子 、 整 流定 子 、 整 流器 、 前 后 端器 、 前 后 端盖 、 电 刷 和盖 、 电 刷 和电 刷 架 ， 以电 刷 架 ， 以及 带 轮 、 风及 带 轮 、 风扇 等 部 分 组扇 等 部 分 组成。成。电源系统电源系统发电机发电机转子的功用是产生旋转磁场。转子的功用是产生旋转磁场。转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成，转子由爪极

8、、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成，见图。见图。 1、转子、转子电源系统电源系统发电机发电机与电刷相连，与电刷相连，作为导出导入作为导出导入电流的滑动接电流的滑动接触体触体形成形成磁极磁极磁路中磁路中只起磁只起磁力线传力线传输输产生产生磁场磁场的的电源系统电源系统发电机发电机 2、定子、定子作用：产生三相交变作用：产生三相交变电动势电动势组成：定子铁心和定组成：定子铁心和定子绕组子绕组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的三相电动势。的三相电动势。电源系统电源系统发电机发电机

9、1 .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。2 .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。3. 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）绕组要求绕组要求电源系统电源系统发电机发电机星形连接星形连接三角形连接三角形连接电源系统电源系统发电机发电机整整 流流 器器交流发电机整流器的作

10、用是交流发电机整流器的作用是将定子绕组的三相交流电变将定子绕组的三相交流电变为直流电为直流电6 6管交流发电机的整流器是管交流发电机的整流器是由由6 6只硅整流二极管组成三只硅整流二极管组成三相全波桥式整流电路相全波桥式整流电路6 6只整流管分别压装（或焊只整流管分别压装（或焊装）在两块板上。装）在两块板上。1.普通二极管基础知识普通二极管基础知识二极管分类二极管分类 二极管外形特征：二极管外形特征： 1）二极管共有两个引脚）二极管共有两个引脚,两个引脚轴向伸出；两个引脚轴向伸出； 2）二极管的体积不大）二极管的体积不大,比比一般电阻要小些；一般电阻要小些； 3）部分二极管的外壳上）部分二极管

11、的外壳上标有二极管电路符号标有二极管电路符号.正极，电正极，电流从正极流从正极流向负极流向负极此三角形此三角形表示电流表示电流方向方向电流方电流方向向负极负极 二极管外形特征和电路符号二极管外形特征和电路符号 二极管电路符号识图信息二极管电路符号识图信息二极管只有两个引脚二极管只有两个引脚: :电路符号中已表示出了这两个引脚；电路符号中已表示出了这两个引脚；电电路符号中表示出二极管的正负极性路符号中表示出二极管的正负极性: :三角形底边这端为正极，另一端为负极。三角形底边这端为正极，另一端为负极。 二极管电路符号功能不同，电路符号也不同。下表是几种常用二极管的电路符号功能不同，电路符号也不同。

12、下表是几种常用二极管的电路符号 二极管结构二极管结构 二极管采用两种不同特性的半导体材料制成，一块是P型半导体，另一块是N型半导体，通过特殊工艺使两块半 导体连接在一起，在它们的界面处形成了一个PN结，所以二极管的基本结构是PN结，特性也就是PN结特性。 二极管的两根引脚分别引出于两个半导体材料，从P型材料上引出正极性引脚，从N型材料上引出负极性引脚。n二极管工作原理二极管工作原理P型半导体N型半导体N型材料端是负极性引脚 P型材料端是正极性引脚 耗尽区PN结 二极管有导通和截止两种工作状态。而且导通和截止有一二极管有导通和截止两种工作状态。而且导通和截止有一定的工作条件。如果给二极管的正极加

13、上高于负极的电压，称为定的工作条件。如果给二极管的正极加上高于负极的电压，称为二极管的正向偏置电压，当该电压达到一定数值时二极管导通，二极管的正向偏置电压，当该电压达到一定数值时二极管导通，导通后二极管相当于一个导体，电阻很小，相当于接通，如图所导通后二极管相当于一个导体，电阻很小，相当于接通，如图所示。示。电流从VD1正极流过负极IR1VD1+-二极管正极为正电压，处于正向偏置状态E1 二极管导二极管导通后，在回路通后，在回路中的电流流向中的电流流向是从正极流向是从正极流向负极，不能从负极，不能从负极流向正极，负极流向正极，否则二极管已否则二极管已经损坏。经损坏。n二极管正向导通工作原理二极

14、管正向导通工作原理IR1VD1二极管导通通路E1 二极管导通的条件：二极管导通的条件： 正向偏置电压正向偏置电压; 正向偏置电压大到一定正向偏置电压大到一定程度，对于硅管而言程度，对于硅管而言0.7V二极管导通和截止工作状态判断方法二极管导通和截止工作状态判断方法分析二极管工作状态时，应判断二极管是导通还是截止。下表是二极管工作状态识别方法，表中，“”表示正极性电压，“”表示负极性电压。+-+- 如果给二极管正极加的电压低于负极加的电压，称为二极管的如果给二极管正极加的电压低于负极加的电压，称为二极管的反向偏置电压。给二极管加反向偏置电压后，二极管截止，二极管反向偏置电压。给二极管加反向偏置电

15、压后，二极管截止，二极管两引脚间电阻很大，相当于开路。如图所示，只要是反向电压二极两引脚间电阻很大，相当于开路。如图所示，只要是反向电压二极管就没有电流流动，如果反向电压过大，二极管会击穿，电流从负管就没有电流流动，如果反向电压过大，二极管会击穿，电流从负极流向正极，说明二极管已经损坏。极流向正极，说明二极管已经损坏。 综上所述，给二极管加上一定正向电压二极管处于导通状综上所述，给二极管加上一定正向电压二极管处于导通状态，给二极管加上反向电压时，二极管处于截止状态。态，给二极管加上反向电压时，二极管处于截止状态。n二极管截止状态工作原理二极管截止状态工作原理R1VD1+-二极管正极为负电压，反

16、向偏置状态二极管截止，为开路，回路中没有电流R1VD1E1E1 二极管主要参数二极管主要参数 二极管正负引脚表示方法二极管正负引脚表示方法电路符号极性标注正极负极外壳上标出电路符号色点标注正极负极常见的标注形式负极引脚正极引脚银色环表示负极引脚外形特征识别二极管极性方法正极负极 二极管故障种类和特征二极管故障种类和特征 二极管的四种检测方法二极管的四种检测方法1.脱开电路正向检测法： 用万用表的R 10档，黑表笔接二极管的正极，红表笔接二极管的负极，此时表针应向右偏转一个很大的角度，所指示阻值较小。此时阻值越小越好。0R 10挡2.脱开电路反向检测法： 用万用表的R 10K档，黑表笔接二极管的

17、极负，红表笔接二极管的正极，此时表针应向右偏转一个很小的角度，所指示阻值较大。此时阻值越大越好。0R10K挡3.断电在路检测法： 该方法与测量阻值判断方法、二极管脱开电路检测方法基本相似。（1）测量正向电阻受外电路的影响低于测量反向电阻受外电路的影响。（2）当测量结果受到怀疑时，应脱开电路后测量。4.通电在路检测法： 通电情况下测量二极管的导通管压降。电路通电后，万用表直流电压2.5V挡，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极。测试结果解说如表： 二极管测试过程中注意事项： 1）不同材料的二极管的正向电阻大小和反向电阻大小不同，目前常用硅二极管的正向和反向电阻均大于锗管。 2）同一个二极管

18、用同一个万用表的不同量程测量正、反向电阻值不同，同一个二极管用不同型号的万用表测量的正反向电阻值也是不同的。 3）测量二极管正向电阻时，如果表针不能稳定停在某一个阻值上，而是不断的摆动，说明二极管热稳定性不好。 4）使用数字式万用表时，表中有专用的PN结测量挡，此时可以用这一功能挡去测量，但二极管必须脱离电路。 5）测量二极管的方法可以在具体情况下灵活选用。修理过程中，先用在路检测法，或通路检测法，对已经拆下的或新替换的用脱开检测法。 二极管的选配和更换方法二极管选配方法： 二极管损坏后要尽量下选用相同型号的二极管进行代换。若无同型号可先查晶体管手册，或根据二极管在电路中的作用以及参数要求，选

19、用参数相近或大于原型号的二极管代用。用途不同的二极管不宜相互代用，硅二极管和锗二极管之间也不能相互代用。 整流管主要考虑最大电流、最高反向工作电压和频率等参数。 当代用的二极管接入电路再度损坏或工作性能不好时，除考虑代用型号是否正确外，还要考虑二极管所在电路是否存在其他故障。二极管更换方法： 拆下原二极管时，应认清二极管极性，焊上新二极管时要认清引脚极性，正、负引脚不能反接。 原二极管为开路故障时，可以直接用一个新二极管并联上去。 怀疑原二极管击穿或性能不良时，一定要先将原二极管拆下再将新二极管接上去。 单向导电性 单向导电性的定义：流过二极管的电流只能从正极流向负极，不能从负极流向正极，称为

20、二极管的正向导电性。 单向导电性对识图的意义：二极管电路符号中的三角形形象的表示了电流的流动方向。利用这一电路符号的提示作用，在电路分析时可以方便的知道电流在电路中的流动方向。 分析直流电路中二极管工作原理时，因为使二极管导通的电压只能从正极加到负极，所以分析这一电压从什么地方加来时，可以从二极管的正极开始向直流电压供给方向寻找。 要使二极管导通必须给二极管加上一个正向偏置电压，如果所加的电压达不到足够大的程度，二极管只能处于微导通状态：如果所加的是反向电压（负极高于正极电压），二极管不能导通，处于截止状态。 二极管正反向特性(二极管伏安特性曲线) 以O为坐标原点，以加在二极管两端的电压U为横

21、轴、流过二极管的电流为纵轴建立直角坐标系，各轴的方向表示施与二极管的电压和电流方向。第一象限曲线反映了二极管的正向特性；第三象限曲线反映其反向特性。 给二极管加的正向电压小于某一定值U1 （硅：0.6V，锗：0.2）时，正向电流很小，且小于I1 。当正向电压大与U1后，正向电流I随U的微小增大而剧增。将U1称为起始电压。 给二极管加的反向电压小于某一定值UZ (Urm)时，反向电流很小，当反向电压大与等于UZ后，反向电流I迅速增大而处于电击穿状态。将UZ 称为反向击穿电压。U1I1OUI反向击穿电压正向导通电压UZ反向特性曲线正向特性曲线 二极管正向压降不变特性 二极管正向导通后的管压降基本上

22、保持不变，但下列因素会使管压降有微小变化： 当温度升高时管压降会有略有下降；温度降低时管压降会略微增大一点。 正向电流发生很大变化时，正向压降会有微小的变化。即当正向电压有一个微小的变化时，将引起正向电流一个很大的变化。 利用二极管管压降随温度微小变化的特征可以设计成温度补偿电路，在分析温度补偿电路时不了解二极管的这种特性，电路的工作原理就无法分析。 二极管正向电阻小，反向电阻大的特性二极管正向电阻小，反向电阻大的特性 正向电阻是二极管正向导通后正负极之间的电阻，这一电阻值很小。等效R1+VVD1反向截止R1R02反向电阻很大等效+VR1VD1正向导通R1R01正向电阻很小 反向电阻是二极管处

23、于反向偏置而未击穿时的电阻，这一电阻值很大。正、反向电阻值的大小是相对的，即：反向电阻值远远大于正向电阻值，反向电阻愈大愈好。 当二极管的正向电流变化时，其正向电阻也在发生微小的变化，正向电流愈大，正向电阻愈小，反之则大。 在一些控制电路中，在利用这一特性实现电路的控制功能。 在电子开关电路中，利用二极管正向电阻和反向电阻相差很大的特性，可以将二极管作为电子开关器件，即所谓的开关二极管：二极管导通时，其内阻很小，相当于开关接通；二极管截止时两引脚之间的电阻很大，相当于开关的断开。在电路中可以起到通与断的控制作用。 二极管正向电流与正向电阻关系的应用二极管正向电流与正向电阻关系的应用 二极管电路

24、种类和电路分析方法二极管电路种类和电路分析方法 半波整流电路 电路中的VD1是二极管用于整流，所以称为整流二极管，它是整个电路的核心器件。 R1是整流电路的等效负载电阻，不是一只具体的电阻器，而是某个需要直流电压的负载电路。 Ui是半波整流电路的输入电压，是一个正弦交流电压；Uo是半波整流电路的输出电压，是单向脉动直流电压。UiVD1R1Uo整流二极管输入电压波形输出电压波形UiVD1R1Uo整流二极管输入电压波形 整流电路分析方法整流电路分析方法 分析整流电路主要是分析二极管的单向导电性，交流电压加到整流二极管两端，交流输入电压的正、负半周给整流二极管两端的偏置电压极性不同。 在分析时要搞清

25、楚整流二极管的导通与截止，导通时输出电压，截止时无法输出电压。 要将交流输入电压分成正、负两个半周进行导通和截止的分析。交流电压正半周期间半波整流电路UiVD1R1Uo+-等效输入电压输入电压给VD1正向偏置UiR1VD1Uo整流二极管导通正半周输出电压交流电压负半周期间半波整流电路工作示意图半波整流电路输入和输出电压波形图输入电压只有正半周部分R1UiVD1Uo等效负半周期间电压为零UiVD1R1Uo负半周输入电压截止二极管相当于开路输出电压 二极管简易稳压电路 利用二极管正向导通后管压降基本不变的特性，可构成简单的直流稳压电路。+V1R1VD1VD2VD3A稳定的直流电压不稳定的直流电压限

26、流保护电阻+V2设三只二极管均为参数、型号相同的硅管，则在该直流稳压电路中，输入电压V1与输出电压V2关系:V2=30.6VVR1 =V1V2 二极管检波电路分析二极管检波电路分析UiUoVD1C1R1C2检波二极管耦合电容，隔直通交高频滤波电容去掉载波检波电路负载电阻音频信号包络为音频信号Ui调幅信号 检波电路原理检波电路原理拉开时间轴VD1R1UDUitOtOUiUoVD1C1R1C2UDtOtOUR1UoUi 高频滤波电容电路高频滤波电容电路+VUiVD1C2C1R1Uo由R2给VD1加小量的偏置电压R2 负载电阻和耦合电容作用UoVD1音频信号高频负载波电流C1R1+直流电流Ui 限幅电路限幅电路:由二极管由二极管VD1构成单向限幅限幅电路构成单向限幅限幅电路正半周被限幅正、负半周被限幅相等的输入信号R1音频信号