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文档简介
1、.,1,汽车电路与电子系统 诊断检测与修复,任务三:发电机构造及拆装,.,2,1.学习目标 能准确描述交流发电机的结构和工作原理 掌握交流发电机解体后的检测方法 掌握交流发电机的拆装方法及其构造特点 2.能力目标 掌握交流发电机解体后的检测方法 掌握交流发电机的拆装方法及其构造特点,.,3,发电机是汽车的主要电源,其功用是在发动机正常运转时(怠速以上),向所有用电设备(起动机除外)供电,同时向蓄电池充电。 汽车用发电机可分为:直流发电机和交流发电机 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。,发电机的功用:,.,4,交流发电机
2、的工作原理,电 磁 感 应 原 理,.,5,电磁感应电动势方向,.,6,电动势产生,.,7,交流发电机原理,.,8,三相交流电的产生,.,9,.,10,交流电动势瞬时值:,式中:Em每相电动势的最大值 E每相电动势的有效值 角速度( 2 f) f=Pn/60 P磁极对数,n发电机转速,.,11,交流发电机每相绕组中电动势的有效值:,式中:K绕组系数(交流发电机K=1) W每项匝数(匝) f频率(Hz) 磁通量(Wb) Ce电机常数,定子绕组每相线圈的匝数越多,转子旋转的速度越高,定子绕组内产生的感应电动势越高。,.,12,交流发电机的构造,交流发电机的结构分以下几部分:,.,13,带轮及风扇,
3、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 。 (1) 转子的转动使发电机发电; (2)风扇的转动为发电机散热。,.,14,前后端盖,1 端盖一般用铝合金铸造。(非导磁性) 2端盖上装有电刷组件,普通发电机中一般有两只电刷。 3. 无刷发电机中没有电刷。,.,15,转子,1 功用:产生旋转磁场 2 组成: 1)转子轴 2)滑环 3)爪极 4)磁轭 5)磁场绕组,.,16,转子产生旋转磁场,当励磁绕组有电流通过时,便产生磁场,转子轴上的两个爪极分别被磁化为N极和S极。 当转子旋转时,磁极交替地在定子铁心中穿过,形成一个旋转的磁场,磁力线和定子绕组之间产生相
4、对运动,在三相绕组中产生交流感应电动势。,.,17,电刷,电刷将电源引入到转子的线圈(磁场绕组)中,使内部的电磁铁(磁轭和爪极)产生较强的磁场。,.,18,定子(又叫电枢),1功用:产生交流(交变)电动势 2组成: 1)定子铁心:由内圈带槽、互相绝缘的硅钢片叠成 2)定子绕组:定子绕组有三组线圈,对称的嵌放在定子铁心的槽中。三相绕组的连接有星形接法和三角形接法两种。 三相绕组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。,.,19,3.定子三相绕组有两种接法:,1)星形接法 2)三角形接法,.,20,当发电机的转子转动时(由发动机带动),定子中就有感生电动势产
5、生,如果定子与外电路形成回路,就可以对外输出交流电流 但汽车上需要输出的是直流电,所以还必须对交流电进行整流。 整流任务由整流器完成。,.,21,整流器,整流器由整流板和硅二极管组成,.,22,1功用:将三相交流电变为直流电。 2组成:六只硅二极管分别焊装在两块极板(整流板)上而组成。 整流板由互相绝缘的两块板组成,其中一块为正极板(带有输出端螺栓),另一块为负极板,负极板和发电机外壳直接相连(搭铁),也可以将发电机的后盖直接作为负极板。,.,23,整流管分为:正极管和负极管两种,引出电极为正极的为正极管,安装在正极板上; 引出电极为负极,称为负极管,安装在负极板上。,.,24,汽车用整流二极
6、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)有正极管和负极管之分 (4)只有一个引线端,.,25,整流器和定子绕组的连接,星形连接,三角形连接,.,26,.,27,交流发电机整流原理,正极管的导通原则:,在某一瞬间正极电位最高者导通,负极管的导通原则:,在某一瞬间负极电位最低者导通,.,28,三相桥式整流电路整流过程,.,29,在0t1瞬时:,.,30,在t1 t2瞬时:,.,31,交流发电机的内搭铁和外搭铁与电刷的接线方法有关,交流发电机分为内搭铁和外搭铁两种,.,32,内搭铁型发电机 有一只
7、电刷(负电刷) 和壳体直接搭铁的发电机,外搭铁型发电机 两只电刷(负电刷) 和壳体绝缘的发电机,.,33,交流发电机的型号,五个部分组成,.,34,1、产品代号,JF表示普通交流发电机;JFZ表示整体式(调节器内置)交流发电机; JFB表示带泵的交流发电机;JFW表示无刷交流发电机。,.,35,2、电压等级代号,电压等级代号用一位阿拉伯数字表示。 1表示12V系统; 2表示24V系统; 6表示6V系统。,.,36,3、电流等级代号,电流等级代号也用一位阿拉伯数字表示。,.,37,4、设计序号 设计序号用12位阿拉伯数字表示,表示产品设计的先后顺序。,5、变型代号 交流发电机以调整臂位置作为变形
8、代号。Z左调整臂 Y 右调整臂 例:JFZ1913Z发电机,.,38,JFWZ240发电机,.,39,桑塔纳JFZ1913Y发电机,.,40,交流发电机的励磁,1、定义:将电源引入到磁场绕组,使之产生磁场称为励磁。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。 2、交流发电机励磁两种方式: 1)他励 2)自励,.,41,1)他励 在发动机起动期间,需要蓄电池供给发电机磁场电流生磁使发电机发电。这种供给磁场电流的方式称为他励发电。 2)自励 当发电机有能力对外供电时,就可以把自身发的电供给磁场绕组生磁发电
9、,这种供给磁场电流的方式称为自励。,.,42,.,43,.,44,.,45,八管交流发电机,中性点输出电压分析,.,46,理论上中性点电压:,实际上中性点电压,.,47,八管交流发电机,在普通交流发电机的基础上加装两只整流二极管,就变成了八管交流发电机。 连接在发电机中性点N与输出端B以及搭铁端E之间的两只整流二极管,称为中性点二极管。 例天津夏利TJ7100,TJ7130型轿车采用的JFZ1542型发电机。,.,48,当中性点的瞬间电压UN高于输出电压平均值U时,电流回路为:,.,49,当中性点的瞬间电压UN最低时,电流回路为:,.,50,九管交流发电机,在普通交流发电机的基础上增设3只小功
10、率二极管,这三只二极管组成三相桥式整流电路专门供给磁场电流的发电机,称为九管交流发电机。 所增设的三只小功率二极管称为磁场二极管。,.,51,九管内搭铁型交流发电机,.,52,九管交流发电机的磁场电流,.,53,十一管交流发电机,整流器总成具有3只正极管,3只负极管,3只磁场二极管,2只中性点二极管的交流发电机,称为十一管交流发电机。 优点:提高输出功率;增大励磁电流,反映充电系统的工作情况。,.,54,十一管外搭铁型交流发电机,.,55,交流发电机的工作特点:转速变化范围大,对于一般汽油发动机来说,其转速变化比约为1:8,柴油机约为1:5,因此分析汽车用交流发电机的特性必须以转速的变化为基础
11、。 交流发电机的特性有: A.输出特性 B.空载特性 C.外特性 其中以输出特性最为重要。,交流发电机的工作特性,.,56,一、输出特性 1.概念:在发电机端电压U不变(对12V系列的交流发电机规定为14V,对24V系列的定为28V)时,输出电流与转速之间的关系,即U=常数时,If(n) 的函数关系。,.,57,2.空载转速n1 (1)发电机转速小于一定值n1时,对外输出电流为零。 (2)当发电机达到额定电压并能对外输出电流时的最小转速n1,称为空载转速。 (3)空载转速常用来作为测试发电机性能的参数之一。,.,58,3.最大电流Imax 发电机输出电流能力随转速的升高而增大,但曲线越来越平坦,当转速达到一定值时,无论转速增加多少电流都不再增加,即一定结构的发电机输出最大电流Imax有一定限制。由此可见,交流发电机自身具有限制输出电流防止过载的能力,又称为自我保护能力。,.,59,结论: 交流发电机电压(输出)一定时,发电机电流存在最大值。(无论转速多高),即发电机功率存在最大值。 只要限制发电机输出电压即可限制发电机输出功率 。 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。,.,60,二、空载特性 是研究发电机在空载运行时,其端电压随转速变化的关系,即I0时, U=f(n)的曲线。 空载特性可判断发电机低速充电性能好坏,也可看出发电机输出电压是随发电
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