汽车电器发电机精品课件

课程：汽车电器分课题：模块二温馨提示课堂学习期间，请关闭手机或调为震动状态，紧急电话举手报告室外接听做好课堂笔记，认真思考、积极讨论，按质按量完成学习任务按时上课，有事先请假，请勿迟到、早退和缺课课程目标1.学习本课程，你将对汽车的电源系统有所了解。3.学习本课程，你将对汽车发电机的工作原理有所了解。2.学习本课程，你将对汽车发电机的构造有一个总体上的认识。汽车发电机课程进程安排：了解交流发电机的功用。掌握交流发电机的结构、工作原理。了解调节器的工作原理。掌握交流发电机的使用、检测与维修方法。一、交流发电机的构造与工作原理简介：

发电机是汽车的主要电源，其功用是在发动机正常运转时，向所有用电设备（起动机除外）供电，同时给蓄电池充电。汽车用发电机分为直流发电机和交流发电机，由于交流发电机的性能在许多方面优于直流发电机，直流发电机已被淘汰。目前汽车采用三相交流发电机，内部带有二极管整流电路，将交流电整流为直流电，所以，汽车交流发电机输出的是直流电。交流发电机必须配装电压调节器，电压调节器对发电机的输出电压进行控制，使其保持基本恒定，以满足汽车用电器的需求。一、交流发电机的构造与工作原理普通发电机结构组成：普通交流发电机一般由转子、定子、整流器、前后端盖、风扇、带轮等组成。一、交流发电机的构造与工作原理JF132型交流发电机解体图1－后端盖2－电刷架3－电刷4－电刷弹簧压盖5－硅二极管6－元件板7－转子8－定子9－前端盖10－风扇11－带轮一、交流发电机的构造与工作原理后端盖带轮风扇前端盖定子转子整流器二极管电刷弹簧压盖电刷电刷架交流发电机结构图一、交流发电机的构造与工作原理1.转子：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。一、交流发电机的构造与工作原理转子轴上压装着两块爪极，两块爪极各有六个鸟嘴形磁极,爪极空腔内装有磁场绕组(转子线圈)和磁轭。

集电环由两个彼此绝缘的铜环组成，集电环压装在转子轴上并与轴绝缘，两个集电环分别与磁场绕组的两端相连。一、交流发电机的构造与工作原理

当两集电环通入直流电时（通过电刷），磁场绕组中就有电流通过，并产生轴向磁通，使爪极一块被磁化为N极，另一块被磁化为S极，从而形成六对相互交错的磁极。当转子转动时，就形成了旋转的磁场。一、交流发电机的构造与工作原理交流发电机的磁路为：磁轭→N极→转子与定子之间的气隙→定子→定子与转子间的气隙→S极→磁轭。一、交流发电机的构造与工作原理2.定子：定子的功用是产生交流电。定子由定子铁心和定子绕组组成。

定子安装在转子的外面，和发电机的前后端盖固定在一起，当转子在其内部转动时，引起定子绕组中磁通的变化，定子绕组中就产生交变的感应电动势一、交流发电机的构造与工作原理定子铁心由内圈带槽的硅钢片叠成，定子绕组的导线就嵌放在铁心的槽中。定子绕组有三相，三相绕组采用星形接法或三角形（大功率）接法，都能产生三相交流电。

三相绕组的必须按一定要求绕制,才能使之获得频率相同、幅值相等、相位互差120°的三相电动势。

图3.5交流发电机定子总成及连接方式a）定子绕组星形连接b)定子绕组三角形连接一、交流发电机的构造与工作原理一、交流发电机的构造与工作原理3.整流器：交流发电机整流器的作用是将定子绕组的三相交流电变为直流电。

6管交流发电机的整流器是由6只硅整流二极管组成三相全波桥式整流电路，6只整流管分别压装（或焊装）在两块板上。一、交流发电机的构造与工作原理汽车用硅整流二极管特点

（1）工作电流大，正向平均电流50A，浪涌电流600A；

（2）反向电压高，反向重复峰值电压270V，反向不重复峰值电压300V；

（3）只有一根引线见图。并且有的二极管引线是正极，有的二极管引线是负极，引出线为正极的管子叫正极管，引出线为负极的管子叫负极管，所以说整流二极管有正二极管和负二极管之分。一、交流发电机的构造与工作原理整流管的安装

将正极管安装在一块铝制散热板上，称为正整流板；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板。见下图。一、交流发电机的构造与工作原理

在正整流板上有一个输出接线柱B（发电机的输出端）。负整流板上直接搭铁。负整流板上一定和壳体相联接。整流板的形状各异，有马蹄形、长方形、半圆形等。一、交流发电机的构造与工作原理4.端盖：端盖一般分两部分（前端盖和后端盖），起固定转子、定子、整流器和电刷组件的作用。端盖一般用铝合金铸造，一是可有效的防止漏磁，二是铝合金散热性能好。

后端盖上装有电刷组件，有电刷、电刷架和电刷弹簧组成。电刷的作用是将电源通过集电环引入磁场绕组。

图3.9电刷组件一、交流发电机的构造与工作原理

磁场绕组（两只电刷）和发电机的联接不同，使发电机分为内搭铁型和外搭铁型两种

内搭铁型发电机：磁场绕组负电刷直接搭铁的发电机外搭铁型发电机：磁场绕组的两只电刷都和壳体绝缘的发电机。

一、交流发电机的构造与工作原理5.带轮及风扇：交流发电机的前端装有带轮和风扇，由发动机通过传动带驱动发电机的转子轴和风扇一起旋转。发电机工作时，定子绕组和励磁绕组中都会有热量产生，温度过高会烧坏导线的绝缘导致发电机不能正常工作，所以为发电机散热是必须的，为了提高散热能力，有的发电机装有两个风扇（前后各一个）。如丰田轿车的发电机。二、交流发电机工作原理课程进程安排：1.发电原理2.整流原理3.交流发电机的励磁二、交流发电机工作原理1.发电原理：如图所示，发电机定子的三相绕组按一定规律分布在发电机的定子槽中，内部有一个转子，转子上安装着爪极和励磁绕组。当外电路通过电刷使励磁绕组通电时，便产生磁场，使爪极被磁化为N极和S极。当转子旋转时，磁通交替地在定子绕组中变化，根据电磁感应原理可知，定子的三相绕组中便产生交变的感应电动势。这就是交流发电机的发电原理。二、交流发电机工作原理2.交流发电机整流原理：交流发电机定子的三相绕组中，感应产生的是交流电，是通过6只二极管组成的三相桥式整流电路整流为直流电的，整流电路如图所示二极管具有单向导通性,当给二极管加上正向电压时二极管导通,当给二极管加上反向电压时二极管截止。将定子的三相绕组和6只整流二极管按图3.12a的电路连接，发电机的输出端B、E上就输出一个脉动直流电压，如图3.12c所示，这就是发电机的整流原理。二、交流发电机工作原理整流原理:（1）二极管的导通原则

当3只正二极管负极端连接在一起时，正极端电位最高者导通；当3只负二极管正极端连接在一起时，负极端电位最低者导通。（2）整流过程的分析同时导通的二极管管子总是两个，正、负管子各一个。三相桥式整流电路中二极管的依次循环导通,使得负载RL两端得到一个比较平稳的脉动直流电压,如图3.12(c)所示。二、交流发电机工作原理中性点电压在定子绕组为星形连接时，三相绕组的公共结点称为中性点。从三相绕组的中性点引一根导线到发电机外，标记为“N”。“N”点电压称为中性点电压。中性点电压的瞬时值是一个三次谐波电压,如图3.15所示，平均值为发电机输出电压（平均值）的一半二、交流发电机工作原理9管交流发电机的整流器是由6只大功率整流二极管和3只小功率励磁二极管组成的交流发电机。发电机的磁场电流由V7、V8、V9和V2、V4、V6整流后供给。二、交流发电机工作原理他励在发电机转速较低时（发动机未达到怠速转速），自身不能发电，需要蓄电池供给发电机励磁绕组电流，使励磁绕组产生磁场来发电。这种由蓄电池供给磁场电流发电的方式称为他励发电。自励随着转速的提高（一般在发动机达到怠速时），发电机定子绕组的电动势逐渐升高并能使整流器二极管导通，当发电机的输出电压U大于蓄电池电压时，发电机就能对外供电了。当发电机能对外供电时，就可以把自身发的电供给励磁绕组，这种自身供给磁场电流发电的方式称为自励发电。二、交流发电机工作原理二、交流发电机工作原理电压调节器介绍：由于交流发电机的转子是由发动机通过皮带驱动旋转的，且发动机和交流发电机的速比为1.7～3，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较大变化，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，交流发电机必须配用电压调节器才能工作。电压调节器是把发电机输出电压控制在规定范围内的装置，其功用是在发电机转速变化时，自动控制发电机电压保持恒定，使其不因发电机转速高时电压过高烧坏用电器和导致蓄电池过充电；也不会因发电机转速低而电压不足导致用电器工作失常。二、交流发电机工作原理调节器调压原理：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。所以，交流发电机电压调节器的调压原理是：当发电机转速升高时，调节器通过减小发电机励磁电流If来减小磁通Ф，使发电机的输出电压UB保持不变；当发电机的转速降低时，调节器通过增大发电机的励磁电流If来增加磁通Ф，使发电机的输出电压UB保持不变。二、交流发电机工作原理调节器的分类：调节器触点式调节器半导体调节器单级式(一对触点)双级式(两对触点)晶体管式集成电路式二、交流发电机工作原理随着电子技术的发展，目前交流发电机几乎全部采用电子调节器。其优点是：电压调节精度高，且不产生火花，结构简单，工作可靠，故障少，使用过程中不需维修，能适用大功率发电机的需求还具有重量轻、体积小、寿命长、可靠性高、电波干扰小等优点。电子调节器有晶体管调节器和集成电路调节器两种。晶体管调节器和集成电路调节器a)晶体管调节器b)集成电路调节器二、交流发电机工作原理1静触点支架2衔铁3磁化线圈4弹簧5

磁轭6电刷7滑环8定子绕组9转子绕组10点火开关R1—加速电阻(1)R2---调节电阻(8.5)R3---补偿电阻(13)K1---低速触点K2---高速触点

触点式调节器：以电磁线圈为敏感元件，利用发电机不同转速时的电压变化，使触点断续接触，来控制流过发电机励磁绕组的励磁电流，从而达到自动稳定发电机输出电压的目的。(1)发电机电压低于14伏时：K1闭合励磁电流：蓄电池正极→电流表A→点火开关→调节器S端子→K1→2→5→调节器F端子→励磁绕组→搭铁。(2)发电机电压高于14伏，小于14.5时，K1，K2均断开励磁电流：蓄电池正极→电流表A→点火开关→调节器S端子→R1→R2→调节器F端子→励磁绕组→搭铁。(3)发电机电压高于14.5伏时，K2闭合励磁电流：搭铁→K2→2→5→调节器F端子→励磁绕组→搭铁。二、交流发电机工作原理外搭铁式电子调节器：二、交流发电机工作原理内搭铁式电子调节器：二、交流发电机工作原理二、交流发电机工作原理集成电路调节器三、交流发电机使用与维修1．转子的检修

(1)励磁绕组的检修用万用表测量励磁绕组的电阻，应符合标准。每个滑环与转子轴之间的阻值都应该是无穷大。三、交流发电机使用与维修1．转子的检修(2)转子轴和滑环的检修转子轴的弯曲会造成转子与定子之间间隙过小而摩擦或碰撞，如发现发电机运转时阻力过大或有异响，应检查转子轴是否有弯曲。滑环应表面光滑，无烧蚀，厚度应大于1.5mm(3)轴承的检修若发现发电机运转时有异响，应仔细检查是否因轴承的损坏而造成。三、交流发电机使用与维修2．定子的检修（1）定子绕组的断路和搭铁故障检测（2）定子绕组的短路故障检测三、交流发电机使用与维修3．整流器的检修(1)普通整流器的检测将二极管的引线与其他连接分离，用指针万用表的两个表笔分别接到二极管的引线与壳体上，测二极管的正向与反向电阻。二极管的正向电阻应符合标准值，反向电阻应在10kΩ以上。三、交流发电机使用与维修4．电刷组件的检测

电刷和电刷架应无破损或裂纹，电刷在电刷架中应活动自如，不得出现卡滞现象。电刷露出电刷架部分的长度叫电刷长度，电刷长不应超出磨损极限（原长的1/2），