发电机及调节器的构造及识别

1、发电机及调节器的构造及识别一、交流发电机（一）功用交流发电机与其调节器配合工作，其功用是对除起动机外的所有用电设备供电，并向蓄电池充电。发电机是汽车电源的主要组成部分，与蓄电池互为补充，共同完成对汽车用电设备的供电任务。（二）分类汽车用交流发电机可按总体结构、整流器结构和搭铁型式进行分类。1按总体结构不同，交流发电机可分为：（1）普通交流发电机：既无特殊装置，也无特殊功能和特点的汽车交流发电机，称为普通交流发电机。如东风EQ1090型载货汽车用JF132N型交流发电机。（2）整体式交流发电机：即内装电子调节器的交流电机。如东风EQ2102型越野汽车用JFW2621型28V45A发电机；解放CA

2、1121J载货汽车用JFZ24031型28V45A发电机；南京依维柯汽车用JFZ1912Z型14V85A或JFZ1714Z型14V45A型14V90A发电机；一汽捷达、上海桑塔纳轿车用JFZ1913型14V90A发电机等。（3）无刷交流发电机：即没有电刷和集电环（滑环）结构的交流发电机。如东风EQ2102型越野汽车用JFW2621型28V45A整体式发电机；福建仙游电机总厂生产的JFW1913型14V90A发电机等。（4）带泵交流发电机：即带真空制动助力泵的交流发电机。如仙游电机厂生产FB1712型交流发电机。（5）永磁交流发电机：即转子磁极采水磁材料制成的交流发电机。2按整流器结构不同，交流

3、发电机可分为：（1）六管交流发电机：即整流器由六只整流二极管组成三相桥式全波整流电路的交流发电机。如解放CA1092型载货汽车JF1522A、JF1518、JF1526型14V55A交流发电机。（2）八管交流发电机：即整流总成由九只二级管组成的交流发电机。如天津夏利TJ7100、TJ7130型微型轿车用JFZ1542型14V45A型交流发电机。九管交流发电机：即整流器总由九只二级管组成的交流发电机。如斯太尔（STEYR）汽车用JFZ2518A型28V27A交流发电机；长风集团猎豹（PAJERO）4G6碑发动机用14V75A交流发电机。11管交流发电机：即整流器总成由11只二极管组成的交流发电机

4、。如东风EQ2102型越野汽车用JFW2621型28V45A交流发电机；一汽捷达、上海桑塔纳轿车用JFZ1913Z型14V90A发电机。3按磁场绕组搭铁型式不同，交流发电机分为：内搭铁型交流发电机：即发电机磁场绕组的一端与发电机壳体连接的交流发电机。如东风EQ1092型载货汽车用JF132N型交流发电机。（2）外搭铁型交流发电机：即磁场绕组的一端调节器后搭铁的交流发电机。如解放CA1092、CA1121JCA1171J型载重汽车用交流发电机、东风EQ2102型越野汽车用交流发电机等。（三）交流发电机的结构与识别普通交流发电机的基本结构大同小异，只是由于使用条件不同，在局部结构如皮带轮尺寸、槽型

5、、槽数、整流管数、转子以及接线方式等有所差异外，均由转子、定子、整流器和端盖四部分组成。随着汽车交流发电机技术的发展与进步，目前军用汽车装备的主要有九管交流发电机（如斯太尔汽车）、H一管交流发电机（东风EQ2102EQ1118GEQ1141GEQ1168Ml汽车）和无刷交流发电机，这些发电机一般都制作成整体式交流发电机。爪极式无刷交流发电机的结构与普通交流发电机大致相同。如图4-3所示为国产JFW14系列无刷交流发电机的外形及零部件组成图。其磁场绕组是静止的且不随转子转动，因此，磁场绕组两端引线可直接引出，从而省去了集电环（滑环）和电刷形成无刷结构，而爪极在磁场绕组的外围旋转。图4-3无刷整体

6、式交流发电机外形及零部件组成1-外形图2-防护盖3-后轴承4-整流二极管5-磁场绕组托架与后轴承支架6-定子总成7-磁辗8-磁场绕组引线端子9-磁场绕组10-爪极11-前端盖12-风扇叶片13-驱动带轮.转子转子的功用是产生磁场，主要由磁轲、磁场绕组和爪极等组成。爪极式无刷交流发电机的结构原理和磁路如图4-4所示。图4-4爪极式无刷交流发电机结构原理及磁路1-转子轴2-磁趣托架3-后端盖4-左边爪极5-定子铁芯6-非导磁材料7-磁场绕组8-右边爪极9-磁钝左右爪极各有六个爪形磁极，压装在转子轴上。在两块爪极内侧的空腔内作导磁用的铁芯，称为磁轲，其上绕有磁场绕组。当激磁电流通过时，使两块爪极上的

7、磁极形成不同极性，从而形成六对互相交错的磁极。.定子定子的功用是产生交流电，由定子铁芯和定子绕组组成。定子铁芯由相互绝缘的内圆带嵌线槽的圆环状硅钢片叠成，紧夹于两端盖间。嵌线槽内嵌入三相对称定子绕组，以使三相定子绕组产生频率相同、幅值相等、相位互差120（电角度）的三相对称电动势。绕组一般采用星（Y）形接法，即三相绕组的三个线圈首端与整流器的硅二极管相接，三相绕组的尾端连接在一起，形成中性点（N）。如图4-5所示为定子绕组结构和星形连接图。图4-5定子结构与三相绕组的星形连接图1-定子铁芯2-定子槽3-娜钉4-定子绕组N-中性点R-负载东风EQ2102、解放CA1121J等型汽车发电机均带有中

8、性点接线柱，其标记为“N：中性点接线柱对外壳的电压，即输出电压Un是发电机输出电压的一半。这个电压一般用来控制各种用途的继电器。.整流器整流器的功用是将定子绕组产生的交流电变成直流电。车用硅整流二极管的引线是一个极，外壳是一个极，引线为正极的二极管安装在一个板上称为正整流（或正元件）板；引线为负极的二极管也安装在一个板上称为负整流（或负元件）板，正负整流板间用绝缘垫隔开，且紧固整流板的螺钉必须与正整流板绝缘，同时将负整流板紧压于外壳上，即负整流板必须与端盖保持良好接触而搭铁。正整流板上有一螺孔，通过与端盖绝缘的螺钉将整流后的直流电引至端盖外，称此接线柱为“B”接线柱（或“电枢”、“输出”接线柱

9、，有的发电机标“A”）。整流器总成装于后端盖的外侧，以利冷却，便于维修。整流器外面加装防护盖。二极管通过焊接（如JFW1521型交流发电机）或压装（如JFW2621型交流发电机）方式装于整流板上，如图4-6所示为普通六管交流发电机二极管安装示意图和电路图。图4-6二极管安装示意图和电路图（a）焊接方式（b）电路图（c）压装方式1-正整流板2-负整流板图4-7为东风EQ2102型越野汽车用JFW2621型28V45A整体式无刷发电机与充电系统电路图。整流器总成具有三只正极管VD1、VD3、VD5、三只负极管VD2、VD4、VD6、三只磁场二极管VD7、VD8、VD9和两只中性点二极管VD10、V

10、D11的交流发电机，称为11管交流发电机。n-J整体式变强发包机图4-7十一管交流发电机与充电系统电路图与普通六管整流器相比，在不改动交流发电机结构的情况下，加装两只中性点二极管后，当发电机中高速（发电机转速超过2000r/min,发动机转速大约超过800r/min）时，其输出功率与额定功率相比可以提高11%15%。增设的三只小功率磁场二极管不仅可以控制充电指示灯来指示蓄电池充电情况，而且能够指示充电系统是否发生故障。.前、后端盖前、后端盖采用非导磁材料一一铝合金铸造而成，以防止漏磁、增强散热和减轻重量。前端盖的前面有通过半圆键装于转子轴上的风扇、皮带轮，由发动机通过传动皮带驱动皮带轮使转子旋

11、转。发电机的通风散热是靠风扇完成的。前、后端盖用四个（有的交流发电机用三个）螺栓与定子紧固在一起。（四）交流发电机型号根据中华人民共和国汽车行业标准QC/T73-1993汽车电气设备产品型号编制方法规定，汽车交流发电机的型号组成如下：产品代号：交流发电机的产品代号为JF、JFZ、JFB、JFW四种，分别表示交流发电机、整体式交流发电机、带泵交流发电机和无刷交流发电机（字母“J”、F”、Z”、B”和“W分别为“交”、“发”、“整”、“泵”和“无”字的汉语拼音第一个大写字母）。电压等级代号和电流等级代号：分别用1位阿拉伯数字表示，其含义分别见表4-2和表4-3。表4-2电压等级代号表电压等级代号1

12、23456电压等级（V）1224-6F-一一电压等级(A)产品名称.123456789普通交流发电机1920-2930-3940-4950-5960-6970-7980-8990整体式交流发电机带泵交流发电机无刷交流发电机永磁交流发电机表4-3电流等级代号设计序号：按产品设计先后顺序，用12位阿拉伯数字表示。变形代号：交流发电机以调整臂位置作为变形代号。从驱动端看，在中间不加标记;在右边时用Y表不；在左边时用Z表不。二、交流发电机调节器(一)功用在发电机转速变化时，控制发电机电压保持恒定，防止电压过高而损坏用电设备，避免蓄电池过量充电。(二)分类汽车交流发电机调节器，按其总体结构可分为：电子调

13、节器和电磁振动式(触点式)调节器两大类。不过后者已很少使用，目前现代汽车已广泛采用交流发电机和集成电路调节器组装在一起的整体式交流发电机。电子调节器是利用三极管的开关特性，通过接通与切断磁场电路来调节磁场电流的调节器。.按结构型式分类(1)分立元件式：即利用分立电子元件组成的调节器，如解放CA1091型载货汽车用JFT106型电子调节器和东风EQ1090型载货汽车用JFT149型电子调节器。(2)集成电路式：即利用集成电路(IC)组成的调节器，如北京切诺基(BJ2021)、长风猎豹PAJERO吉普车、斯太尔SX2190、东风EQ2102型越野汽车、上海桑塔纳轿车等均采用集成电路调节器。集成电路

14、调节器大都为混合集成电路调节器，常用的集成电路有厚膜集成电路，薄膜集成电路和单片集成电路。.按安装方式分类(1)外装式：即与交流发电机分开安装的调节器，如解放CA1092型、东风EQ1092型载货汽车用的电子调节器。(2)内装式：即安装在交流发电机上的调节器。内装式调节器一般都为集成电路调节器。如解放CA1121J、CA1171J、东风EQ2102、EQ1118G等型汽车用的电子调节器。.按功能分类(1)单功能调节器：即仅有调节发电机输出电压功能的调节器，如JFT106、JFT149型调节器。(2)多功能调节器：即除具调节输出电压功能之外，还具有控制充电指示灯电路功能(如东风EQ2102型汽车

15、用电子调节器)或带有过压控制器的调节器。.按搭铁型式分类(1)内搭铁式：与内搭铁型交流发电机配套工作的调节器，如JFT126A型调节器。(2)外搭铁式，与外搭铁型交流发电机配套工作的调节器，如JFT106型调节器。(三)调节器的型号根据汽车行业标准QC/T73-1993汽车电气设备产品型号编制方法规定，汽车交流发电机调节器的型号组成如下：日日口口(1)产品代号：交流发电机调节器的产品代号为FT、FTD两种，分别表示发电机调节器和电子发电机调节器(字母“F、D”分别为“发”、“调”、“电”字汉语拼音第一个大写字母)。(2)电压等级代号与交流发电机相同号，见表4-2。(3)结构型式代号：调节器的结

16、构型式代号用1位阿拉伯数字表示，见表4-4。表4-4发电机调节器的结构型式代号结构型式代号12345发电机调节器单联双联三联-电子调节器-晶体管集成电路(4)设计序号：按产品设计先后顺序，用12位阿拉伯数字表示。(5)变形代号：以汉语拼音大写字母A、B、C顺序表示(但不能用O和I两个字母)。例：FTD152表示电压等级为12V的集成电路调节器，第二次设计。(四)电子调节器的结构与识别电子调节器是利用晶体三极管的开关特性制成的，即将晶体三极管作为一只开关串联在发电机磁场电路中，根据发电机输出电压的高低，控制晶体三极管的导通和截止来达到调节发电机磁场电流使发电机输出电压稳定在某一规定的范围之内。由

17、于汽车交流发电机有内搭铁与外搭铁之分，因此，与之匹配使用的电子调节器也有内搭铁与外搭铁两类。电子调节器的结构一般都是由二、三个三极管，一个稳压管和一些电阻、电容、二极管等电子元件组成。调节器的引出线有插头式和接线板式之分，其上面标注有“+”(正极)、“-”(接铁)、“F”(磁场)字样。分别与交流发电机的“+”、“-”、“F”接线柱连接。.外搭铁型电子调节器(1)基本电路外搭铁型电子调节器的基本电路如图4-8所示，由电压信号监测电路、信号放大与控制电路、功率放大电路以及保护电路四部分组成。交氤发电机图4-8外搭铁型电子调节器基本电路电阻Ri、R2和稳压管VS构成信号监测电路，电阻R1、R2串联在

18、交流发电机输出端子“B”与搭铁端子“E”之间，构成一只分压器，直接监测发电机输出电压U的变化，从分压电阻Ri上取出发电机输出电压U的一部分Uri作为调节器的输入信号电压，因为Ri上分得的电压为：R1.UR1=1一U（4-1）RiR2所以，分压值UR1能够反映发电机输出电压U的高低。由上式可见，发电机电压U升高时，分压电阻R1上的分压值UR1升高；反之，当发电机电压U下降时，分压值UR1下降。稳压二极管（简称稳压管）VS是感受元件，其一端连接三极管VT1的基极，另一端接在分压电阻R1、R2之间，VS与三极管VT1的发射结串联后再与分压电阻R1并联，从而监测发电机电压的变化，控制三极管VT1导通与

19、截止。三极管VT1和电阻R3构成信号放大与控制电路，其功用是将电压监测电路输入的信号进行放大处理后，控制功率三极管VT2导通与截止。电阻R3既是三极管VT1的负载电阻，又是功率三极管VT2的偏流电阻。三极管VT为小功率三极管，接在大功率三极管VT2的前一级，起功率放大作用，也称前级放大。功率三极管（又称为开关三极管或开关管）VT2构成功率放大电路。VT2为NPN型大功率三极管，串联在磁场绕组的搭铁端（这是外搭铁型调节器的显著特点）。磁场绕组的电阻为VT2的负载电阻。VT2导通时，磁场电流接通；VT2截止时，磁场电流切断。因此，通过控制三极管VT2导通与截止，就可改变磁场电流使发电机输出电压稳定

20、。续流二极管VD构成保护电路，其功用是防止磁场绕组产生的自感电动势击穿功率三极管VT2而造成损坏。（2）稳压管工作条件因为稳压管VS与三极管VT1的发射结串联后再与分压电阻R1并联，所以，当发电机电压U高于或等于调节电压上限值U2、分压电阻R1两端的分压值Uri达到或超过稳压管V TOC o 1-5 h z S的稳定电压Uw（稳压管正常工作时，管子两端保持不变的电压值称为稳压管的稳定电压）与三极管VT1发射结压降Ube1（铺管：Ube1=0.2V0.3V；硅管：Ube1=0.6V0.7V）之和时，稳压管VS和三极管VT1导通；反之，当发电机电压U下降到调节电压下限值U1、分压电阻R1两端的分压

21、值Uri低于稳压管VS的稳定电压Uw与三极管VT1发射结压降Ube1之和时，稳压管VS和三极管VT1截止，即R一一UR1=UUw+Ube1（VS、VT1导通）（4-2）RUr产1UVUw+Ubei（VS、VT1截止）（4-3）RiR2式(4-2)和(4-3)分别为稳压管的导通条件和截止条件。.内搭铁型电子调节器内搭铁型电子调节器的基本电路如图4-9所示。其显著特点是接通与切断磁场电流的也胃”泰空沈发电机2为PNP型三极管，且串联在磁场绕组的电源端。图4-9 内搭铁型电子调节器基本电路开关三极管VT内搭铁型电子调节器也是由电压信号监测电路、信号放大与控制电路、功率放大电路以及保护电路四部分组成，其基本工作原理与上述外搭铁型电子调节器基本相同，故不赘述。在使用中，内搭铁型电子调节器只能与内搭铁型交流发电机配用，外搭铁型电子调节器只能与外搭铁型交流发电机配用。否则交流发电机的磁场绕组将与电子调节器的大功率三极管并联