第四章 發(fā)電機和起動機

1、學習目標 1了解發(fā)電機的基本工作原理 2掌握汽車交流發(fā)電機的構(gòu)造和工作原理 3掌握汽車交流發(fā)電機的型號命名方法 4了解汽車交流發(fā)電機的工作特性 學習要求 應知：汽車交流發(fā)電機的基本工作原理，工作特性 應會：汽車交流發(fā)電機的拆解，各結(jié)構(gòu)部件的辨識。掌握汽車交流發(fā)電機 型號含義。 一、發(fā)電機的基本工作原理 1電磁感應定律 如果在導線和磁場之間存在相對運動，導線中就會產(chǎn)生電流， 這種現(xiàn)象稱為電磁感應。產(chǎn)生的電流數(shù)值受以下因素影響： (1)導線和磁場運動的相對速度。 (2)磁場的強度。 (3)穿過磁場的導線數(shù)量。 操作：如圖4-1所示，將多股導線穿過U形磁鐵中心(磁場最強的 地方)，手持磁鐵在導線附近

2、快 速移動，觀察微安表的指針擺動 情況。當指針擺動不明顯時，可 增加導線股數(shù)或加快磁鐵移動速 度。 提示：當導線垂直切割磁感 線運動時，產(chǎn)生的電流最大；當 導線平行于磁感線運動時，不產(chǎn) 生電流。 2發(fā)電機基本工作原理 利用電磁感應現(xiàn)象，就可以制成發(fā)電機。圖42說明了發(fā)電機 的基本工作原理。 如圖4-2所示，發(fā)電機一般由提供磁場的轉(zhuǎn)子和由導線組成的定 子組成。轉(zhuǎn)子(磁場)在定子(導線)中的不斷轉(zhuǎn)動，使得磁場與導線 相對運動，產(chǎn)生電流。由于磁場與導線的位置不斷變化，所以產(chǎn)生 的電流也是不斷變化的。 工作原理如下： 當磁場與導線平行時，導線沒有切割磁感線，如圖42(a)，導線內(nèi)不 產(chǎn)生電流。 磁場順

3、時針旋轉(zhuǎn)90。，磁場與導線呈直角，如圖42(b)，磁場轉(zhuǎn)到這 一點，在N、S極處導線切割的磁感線最多，導線產(chǎn)生的電流為正的最大值。 電流方向是從上部導線流出，下部導線流入。 磁場再繼續(xù)旋轉(zhuǎn)90。，磁場反方向再次與導線平行，如圖42(c)，導 線不切割磁感線，導線內(nèi)不產(chǎn)生電流。 磁場再繼續(xù)旋轉(zhuǎn)90。，磁場方向上下顛倒，如圖42(d)，在N、S極處 導線切割的磁感線最多，導線產(chǎn)生的電流為負 的最大值。電流方向是從上部 導線流入，下部導線流出。 磁場轉(zhuǎn)完一圈，返回到與導線平行的位置， 導線內(nèi)電流為零。 上述討論的是幾個極限位置，在這幾個位 置之間過渡時，導線中的電流數(shù)值是隨著導線 與磁場的相對角度連

4、續(xù)變化的。這樣磁場旋轉(zhuǎn) 一圈，導線內(nèi)就產(chǎn)生了一個連續(xù)變化、具有幾 個特征值的正弦波形(如圖4-3所示)。 磁場旋轉(zhuǎn)一圈，單匝導線上產(chǎn)生的正弦波為單相電流。如果在 轉(zhuǎn)子周圍每相隔120。就布置一匝導線，磁場每旋轉(zhuǎn)一圈，在三匝導 線中就會產(chǎn)生三相電流。這樣的發(fā)電機就稱為三相交流發(fā)電機，汽 車上的發(fā)電機都是三相交流發(fā)電機。 二、汽車交流發(fā)電機的基本構(gòu)造 目前國內(nèi)外生產(chǎn)的汽車交流發(fā)電機，其結(jié)構(gòu)基本相同，多是由 三相同步交流發(fā)電機和六只硅二極管構(gòu)成的三相橋式全波整流器所 組成。 現(xiàn)在汽車上的交流發(fā)電機多以有刷交流發(fā)電機為主。如圖4-4所 示為桑塔納轎車裝用的JFZl813Z型交流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)圖。JFZl

5、813Z 型交流發(fā)電機為帶電壓調(diào)節(jié)器的整體式交流發(fā)電機。它主要由轉(zhuǎn) 子、定子、前后端蓋、風扇、整流器、元件板等組成。 1JFZl813Z型交流發(fā)電機各部件結(jié)構(gòu) (1)轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子的作用是產(chǎn)生磁場，轉(zhuǎn)子由鐵心、勵磁繞組(又稱磁場繞組)、爪極 和滑環(huán)組成。 爪極有兩塊，每塊上有六個鳥嘴形磁極，兩塊爪極安裝在轉(zhuǎn)子軸上，爪 極間的空腔內(nèi)裝有轉(zhuǎn)子鐵心和勵磁繞組。勵磁繞組繞在鐵心上，鐵心壓裝在 兩塊之間的轉(zhuǎn)子軸上。 滑環(huán)由互相絕緣的兩個銅環(huán)組成，壓裝在轉(zhuǎn)子軸的一端并與轉(zhuǎn)子軸絕 緣。勵磁繞組的兩端分別從內(nèi)側(cè)爪極上的兩個小孔中引出，其中一端焊接在 滑環(huán)的內(nèi)側(cè)銅環(huán)上，另一端則穿過內(nèi)側(cè)銅環(huán)上的小孔并焊接在外側(cè)銅環(huán)上

6、， 兩個銅環(huán)分別與發(fā)電機的兩個電刷接觸。當兩個電刷與直流電源接通時，勵 磁繞組中便 有電流通過， 并產(chǎn)生軸向 磁通，使一 塊爪極磁化 為N極，另 一塊爪極磁 化為S極， 從而形成六 對相互交錯 的磁極。 (2)定子 定子的作用是產(chǎn)生感應電動勢，它由定子鐵心和定子繞組組成， 結(jié)構(gòu)如圖45所示。定子鐵心一般由相互絕緣且內(nèi)圓帶槽的環(huán)狀硅 鋼片疊成，定子繞組為三相對稱繞組，安裝在定子鐵心的槽內(nèi)。三 相繞組的連接方法采用星形聯(lián)結(jié)，繞組引線端子共有4個。三相繞 組各引一個，中性點引出一個。 為了保證三相定子繞組能夠產(chǎn)生頻率和幅值相同、相位相差120。的三相交 流電，定子繞組線圈的繞制和定子鐵心槽中的嵌入應

7、符合一定規(guī)律。 交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子的磁極對數(shù)決定了三相定子繞組線圈的個數(shù)和定子鐵心 的槽數(shù)。轉(zhuǎn)子上每對磁極必須對應均布于定子鐵心槽中三相繞組的三個線圈 以產(chǎn)生三相交流電。每個線圈有兩個有效邊(即嵌入定子槽中用以切割磁感 線產(chǎn)生感應電動勢的邊)，分別嵌入定子鐵心的兩個槽中。由于車用發(fā)電機 定子繞組均采用單層繞法，即一個定子槽中只放一個有效邊，所以，三個線 圈6個有效邊共需6個槽。設轉(zhuǎn)子磁極對數(shù)為P，則每相繞組共有P個線圈，2P 個有效邊，三相繞組有3P個線圈，32P個有效邊，定子鐵心的槽數(shù)為 Z=32P 式中， Z定子鐵心槽數(shù) P磁極對數(shù) 為使三相電動勢大小相等，每相繞組的線圈個數(shù)和每個線圈的節(jié)距與

8、匝 數(shù)都應完全相等。 每個線圈的兩個有效邊之間所間隔的距離稱為線圈節(jié)距y1，通常用定子 槽數(shù)表示。而相鄰異性磁極中心線之間的距離稱為極距y。，一般也用定子 槽數(shù)表示，為 yp=Z/2P 式中，Z定子總槽數(shù) P磁極對數(shù) 為了獲得最大感應電動勢，每個線圈的兩條有效邊應置于相鄰的異性磁 極之下，以使其感應電動勢能相互疊加，當線圈的節(jié)距等于極距時，便可滿 足上述要求，則 y1=yp=Z/2P 此外，每組繞組的6個線圈在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的每一瞬時，其電氣條件應完全 相同，則在任何時刻，該相總電動勢都等于串聯(lián)的6個線圈電動勢之和，只 有這樣才能獲得最大電動勢。由于6對磁極沿圓周對稱均勻布置，所以，每 相繞組的6個

9、線圈只要沿定子圓周均勻?qū)ΨQ布置即可。 (3)整流器 交流發(fā)電機整流器的作用是將 發(fā)電機定子繞組產(chǎn)生的三相交流電 變換為直流電，一般由6只硅整流 二極管及其散熱板所組成，如圖 46所示。整流二極管的工作電 流大、反向電壓高。交流發(fā)電機整 流二極管有正極管和負極管之分， 引出線為二極管正極的稱為正極 管，引出線為二極管負極的稱為負 極管。 (4)蓋和電刷總成 交流發(fā)電機的前后端蓋均由鋁合金壓鑄或用砂模鑄造而成，這 是因為鋁合金為非導磁性材料，可減少漏磁并具有輕便、散熱性能 良好的優(yōu)點。為提高軸承孔的機械強度，增加其耐磨性，在發(fā)電機 端蓋的軸承孔內(nèi)鑲有鋼套。 電刷總成由兩只電刷、電刷彈簧和電刷架組成

10、，如圖4-8所示。 兩只電刷裝在電刷架的孔內(nèi)，借電刷彈簧的壓力與滑環(huán)保持接觸， 用于給發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組提供磁場電流。電刷架由酚醛玻璃纖維塑料 模壓而成或用玻璃纖維增強尼龍制成，安裝在發(fā)電機的后端蓋上。 目前國產(chǎn)交流發(fā)電機的電刷架有兩種結(jié)構(gòu)，一種電刷架可直接從發(fā) 電機的外部拆裝，因此，拆裝維修方便；另一種則不能直接從發(fā)電 機外部進行拆裝，如需更換電刷，還需將發(fā)電機拆開，故這種結(jié)構(gòu) 將逐漸被淘汰。 交流發(fā)電機有內(nèi)搭鐵和外搭鐵之分，兩只電刷引線的接法也不同。 為了保證交流發(fā)電機在工作時不致因溫升過高而損壞，在交流發(fā)電 機轉(zhuǎn)子軸上裝有風扇；(用鋼板沖制而成或鋁合金壓鑄而成)，后端 蓋上有進風口，前端蓋上

11、有出風口，當轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)時，風扇也一起 旋轉(zhuǎn)使空氣高速流經(jīng)發(fā)電機內(nèi)部對發(fā)電機進行強制冷卻。 操作：拆解JFZl813z型交流發(fā)電機，辨別各個組成部件，測量 轉(zhuǎn)子繞組和定子繞組。進一步認清汽車交流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)。 2交流發(fā)電機的型號 根據(jù)JBl546-83汽車電氣產(chǎn)品型號編制方法規(guī)定，國產(chǎn)汽車 交流發(fā)電機型號主要由下列五大部分絹成，即 第一部分為產(chǎn)品名稱代號。交流發(fā)電機產(chǎn)品名稱代號為JF；整 體式交流發(fā)電機產(chǎn)品名稱代號為JFZ；帶泵交流發(fā)電機產(chǎn)品名稱代號 為JFB；無刷交流發(fā)電機產(chǎn)品名稱代號為JFW。J表示“交”，F(xiàn)表示 “發(fā)”，Z表示“整”，B表示“泵”，W表示“無”。 第二部分為分類代號，即電壓

12、等級代號，用1位阿拉伯數(shù)字表 示，見表4-1。 第三部分為分組代號，即功率等級代號，用1位阿拉伯數(shù)字表 示，見表4-2。 第四部分為設計序號，按產(chǎn)品設計先后順序，以12位阿拉伯 數(shù)字表示。 第五部分為變型代號，以漢語拼音大寫字母A、B、C表示。 例如JFl52型發(fā)電機，表示標稱電壓為12V，額定功率為500W的 交流發(fā)電機，第2次設計；JFWl82型發(fā)電機，表示標稱電壓為12V， 額定功率為l000W的無刷交流發(fā)電機，第2次設計；JF27C型發(fā)電機， 表示稱電壓為24V，額定功率為750W的交流發(fā)電機，第4次變型。 三、汽車交流發(fā)電機的基本工作原理 1交流發(fā)電機的發(fā)電原理 如圖4-9所示是交流

13、發(fā)電機的工作原理圖。發(fā)電機的三相定子繞 組按一定規(guī)律分布在發(fā)電機的定子槽中，互相差120。電角度。交流 發(fā)電機的磁路是由轉(zhuǎn)子的N極出發(fā)，穿過轉(zhuǎn)子與定子之間很小的氣隙 進入定子鐵心，最后又經(jīng)過空氣隙回到相鄰的S極，并通過磁軛構(gòu)成 了磁回路。轉(zhuǎn)子磁極的形狀，可使定子繞組感應的交流電動勢近似 于正弦曲線的波形。 當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，由于定子繞組與磁感線有相對的切割運動，所 以在三相繞組中產(chǎn)生頻率相同，幅值相等，相位互差120。電角度的 正弦電動勢eA、eB和eC。三相繞組中電動勢的瞬時值方程式為 式中， Em每相電動勢的最大值 E每相電動勢的有效值 電角速度(=2f) 發(fā)電機每相繞組中所產(chǎn)生的電動勢的有效

14、值為 E=4.44KFN 式中，K繞組系數(shù)(交流發(fā)電機采用整距集中繞組時K=1) F感應電動勢的頻率(Hz)，F(xiàn)=Pn60(P為磁極對數(shù)， n為轉(zhuǎn)速以r/min為單位) N每相繞組的匝數(shù) 每極磁通(Wb) 由公式可知，交流發(fā)電機定子繞組內(nèi)感應電動勢的大小與每相 繞組串聯(lián)的匝數(shù)以及感應電動勢的頻率成正比。即定子繞組的匝數(shù) 越多，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速越高，則繞組內(nèi)感應電動勢也越高。 根據(jù)電工學原理，交流發(fā)電機在星形聯(lián)結(jié)時，任意兩個輸出端 的輸出電壓(稱線電壓U)、輸出電流(稱為線電流IL)與每相繞組的相 電壓UP、相電流IP，的關系為 UL= up 式中，UL定子繞組輸出的線電壓 UP每相繞組的相電壓 IL=

15、IP 式中，IL定子繞組輸出的線電流 IP每相繞組的相電流 在交流發(fā)電機中，一般通過整流 器將交流電整流為直流電，供給汽車 電氣系統(tǒng)使用。關于整流原理將在本 書第五章講解，本節(jié)不做介紹。 2交流發(fā)電機的勵磁方式 勵磁方式就是產(chǎn)生磁場的方式。當轉(zhuǎn)子通過電流時，轉(zhuǎn)子就會 產(chǎn)生磁場，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場的大小與流過的電流有關，流過轉(zhuǎn)子的 電流被稱為勵磁電流。交流發(fā)電機開始發(fā)電時，需由蓄電池供給勵 磁電流，此時為他勵。當發(fā)電機達到蓄電池電壓時，即由發(fā)電機自 己供給勵磁電流，也就是由他勵轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣睢?3交流發(fā)電機的特性 汽車用硅整流交流發(fā)電機的工作特點是傳動比大，轉(zhuǎn)速變化范 圍大。對于一般汽油發(fā)動機來說，其轉(zhuǎn)

16、速變化為1：8，柴油機為1： 5。因此汽車用硅整流交流發(fā)電機的特性必須以轉(zhuǎn)速的變化為基礎進 而分析各有關量的變化。交流發(fā)電機的特性有輸出特性、空載特性 和外特性，其中以輸出特性最為重要。 (1)輸出特性 交流發(fā)電機的輸出特性，又叫負載特性或輸出電流特性。 它是指發(fā)電機向負載供電時，保持發(fā)電機輸出電壓恒定(對12V的發(fā) 電機規(guī)定為14V，對24V的發(fā)電機規(guī)定為28V)，即=常數(shù)的情況下， 發(fā)電機的輸出電流與轉(zhuǎn)速之間的關系，即，I=f(n)的函數(shù)關系。 圖4-10所示的實驗電路可用來測量交流發(fā)電機的輸出特性。 當開關S1、S2閉合時，電動機拖動發(fā)電機運轉(zhuǎn)，隨著轉(zhuǎn)速的升 高，發(fā)電機達到充電電壓。這時

17、，斷開他勵電源開關S2，發(fā)電機開 始自勵。調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機電壓達到額定值，并記錄該轉(zhuǎn) 速n1，n1即為空載轉(zhuǎn)速。閉合開關S3，接通負載電路。逐漸調(diào)小負 載R，使電流增大，直到達到最大值。同時不斷提高轉(zhuǎn)速，保持發(fā)電 機的額定電壓不變。以適當?shù)碾娏鏖g隔作測點，記錄對應的轉(zhuǎn)速， 一般不小于7點。據(jù)此繪制出交流發(fā)電機的輸出特性曲線，如圖4-11 所示。 從交流發(fā)電機的輸出特性曲線I=f(n)可以看出： 發(fā)電機的轉(zhuǎn)速甚低時，其端電壓低于額定電壓，此時發(fā)電機 不能向外供電；當轉(zhuǎn)速達到空載轉(zhuǎn)速n1時，電壓達到額定值；當轉(zhuǎn) 速高于空載轉(zhuǎn)速n1時，發(fā)電機才有能力在額定電壓下向外供電。所 以空載轉(zhuǎn)速n1常

18、被用作選擇發(fā)電機與發(fā)動機轉(zhuǎn)速比的主要依據(jù)。 當轉(zhuǎn)速超過n1時，發(fā)電機輸出電流I將隨著轉(zhuǎn)速n的升高和電 阻R的減小而增大；當轉(zhuǎn)速等于n2時，發(fā)電機輸出額定功率(即額定 電流與額定電壓之積)，故將轉(zhuǎn)速n2稱為滿載轉(zhuǎn)速。 空載轉(zhuǎn)速和滿載轉(zhuǎn)速是交流發(fā)電機的主要性能指標，在產(chǎn)品說 明書中均有規(guī)定。在使用中，應定期測量這兩個數(shù)據(jù)，與規(guī)定值相 比較，就可判斷發(fā)電機性能是否良好。 當發(fā)電機轉(zhuǎn)速達到一定值時，發(fā)電機的輸出電流就不再隨轉(zhuǎn) 速的升高和負載電阻R的減小而增大。這時的電流值稱為發(fā)電機的最 大輸出電流或限流值。這個性能表明，交流發(fā)電機具有自動限制電 流的自我保護能力。交流發(fā)電機的最大輸出電流約為額定電流的

19、1.5 倍。 (2)空載特性 發(fā)電機空載時，發(fā)電機端電壓與轉(zhuǎn)速的關系，稱為空載特性。 即I=0時，U=f(n)的函數(shù)關系，如圖4-12所示。 從曲線可以看出，隨著轉(zhuǎn)速的升高，端電壓上升較快，由他勵 轉(zhuǎn)入自勵時，即能向蓄電池進行補充充電，進一步證實了低速充電 性能好的優(yōu)點?？蛰d特性是判斷硅整流發(fā)電機性能是否良好的重要 依據(jù)。 (3)外特性 外特性是指轉(zhuǎn)速一定時，發(fā)電機的端電壓與輸出電流的關系。 即n=常數(shù)時，U=?(I)的曲線，如圖4-13所示。 從外特性曲線可看出，隨著負載即輸出電流的增加，發(fā)電機的 端電壓會很快下降，且轉(zhuǎn)速越高，下降的斜率越大。 學習目標 1了解直流電動機的基本工作原理 2掌

20、握汽車起動機用直流電動機的結(jié)構(gòu) 3了解汽車常用直流電動機 學習要求 應知：直流電動機的基本工作原理；起動機用直流電動機的結(jié)構(gòu)； 汽車常用直流永磁電動機應用場合。 應會：起動機用直流電動機的結(jié)構(gòu)拆解 一、直流電動機的基本工作原理 直流電動機利用磁場的相互作用將電能轉(zhuǎn)化成機械能，在磁場 內(nèi)通電導線受到磁場力的作用而產(chǎn)生移動的傾向。如圖4-14所示為 直流電動機工作原理示意圖。 直流電動機的原理如圖4-14所示，在磁場中放置一個線圈，線 圈的兩點分別與兩片換向片連接，兩只電刷分別與兩片換向片接 觸，并與蓄電池的正極或負極接通。電流方向為：蓄電池正極勵 磁繞組正電刷換向片電樞繞組負電刷蓄電池負極。按照

21、 電樞繞組中的電流方向，由左手定則可以確定電樞左邊受向上的作 用力，右邊受向下的作用力，整個電樞線圈受到順時針方向的轉(zhuǎn)矩 作用而轉(zhuǎn)動。當電樞轉(zhuǎn)過半周后，換向片與正負電刷接觸位置正好 換位，電樞繞組因受轉(zhuǎn)矩作用仍按順時針方向轉(zhuǎn)動。這樣在電源連 續(xù)對電動機供電時，其線圈就不停地按同一方向轉(zhuǎn)動。 實際電動機的電樞采用多匝線圈，換向片的數(shù)量也隨繞組匝數(shù) 的增多而增多。 電動機的電磁轉(zhuǎn)矩M取決于磁通，電樞電流Ia。的乘積，可用 下式表示： M=CmIa 式中，Cm是電機結(jié)構(gòu)常數(shù)。 二、直流電動機轉(zhuǎn)矩自動調(diào)節(jié)過程 當電動機接入直流電源時，載流導體產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩使電樞旋 轉(zhuǎn)。而電樞旋轉(zhuǎn)時，線圈又會切割磁感線產(chǎn)

22、生感應電動勢，其方向 可用右手定則來判斷。因其電動勢的方向恰與電樞線圈電流方向相 反，故稱反電動勢ER。其大小與電機結(jié)構(gòu)常數(shù)Cm，電樞轉(zhuǎn)速n及磁極 磁通成正比，即 ER=Cmn 因為反電動勢方向與電源電壓方向相反，因而在電動機工作時，其 電壓平衡方程式是 U= ERIaRa 式中，U為電源電壓，Ra是電樞電路的電阻，由此可得電樞電流為 Ia =U-ER/Ra 可見，當電源電壓U和電樞電阻Ra一定時，電樞電流將隨反電動 勢的變化而做相反的變化，促使電磁轉(zhuǎn)矩也發(fā)生變化。 三、汽車起動機用直流電動機的基本構(gòu)造 汽車起動機用直流電動機由磁極、電樞、換向器等組成，如圖 4-15所示，電樞繞組與勵磁繞組串

23、聯(lián)的直流電動機又稱為串勵式直 流電動機。 1機殼 起動機機殼的一端有4個檢查窗口，中部只有一個電流輸入接線 柱，并在內(nèi)部與勵磁繞組的一端相連。端蓋分前、后兩個，前端蓋 由鋼板壓制而成，后端蓋由灰鑄鐵澆制而成，呈缺口杯狀。它們的 中心均壓裝著青銅石墨軸承套或鐵基含油軸承套，外圍有2個或4個 組裝螺孔。電刷裝在前端蓋內(nèi)，后端蓋上有撥又座，蓋口有凸緣和 安裝螺孔，還有擰緊中間軸承板的螺釘孔。 2勵磁繞組 勵磁繞組是由繞在極靴上的線圈構(gòu)成的電磁鐵(圖4-16)。勵磁 繞組固定到起動機外殼里面(圖4-17)。用鑄鋼制造的極靴和起動機 外殼連接在一起，可增加勵磁繞組的磁場強度(圖4-18)。 當電流流過勵

24、磁繞 組時，便建立強大的、 靜止的電磁場，磁場根 據(jù)繞組圍繞在極靴的方 向，分為S極和N極。勵 磁繞組的極性對調(diào)，便 產(chǎn)生相反的磁場。 勵磁繞組與電樞繞 組的接法有兩種：串聯(lián) 和既有串聯(lián)也有并聯(lián)的 復式接法(如圖4-19所 示)，復式接法可以在繞 組銅條截面尺寸相同的 情況下增大起動電流， 從而增大轉(zhuǎn)矩。 大多數(shù)起動機采用4個勵磁繞組。功率大于7.35 kw的起動機有 采用6個勵磁繞組的。 3電樞 電樞由若干薄的、外圓帶槽的硅鋼片疊成的鐵心和電樞繞組組 成。鐵心的疊片結(jié)構(gòu)可以減小渦流電流。電樞繞組安裝在疊片外徑 邊緣的槽內(nèi)，繞組線匝分別接到換向器銅片，電樞安裝在電樞軸 上。圖4-20所示為電樞

25、總成。 電樞繞組有兩種繞法：疊繞法和波繞法。疊繞法，繞組的兩端 線頭分別接相鄰的兩個換向器銅片(如圖4-21所示)。此種繞法，在 一對正負電刷之間的導線電流方向一致。波繞法，繞組一端線頭接 的換向器銅片與另一端線頭接的換向器銅片相隔900或1800（如圖4- 22所示）。此種繞法，電樞轉(zhuǎn)到某一位置時，因為某些繞組兩端線 頭接到同極性電刷上，會造成一些繞組沒有電流。由于波繞法的繞 組電阻較低，所以常用。 4換向器及電刷 換向器由許多換向片組成，換向片的內(nèi)側(cè)制成燕尾形，嵌裝在 軸套上，其外圓車成圓形。換向片與換向片之間均用云母絕緣。電 刷架一般為框式結(jié)構(gòu)，其中正極刷架與端蓋絕緣安裝，負極刷架直 接

26、搭鐵。刷架上裝有彈性較好的盤形彈簧。電刷由銅粉與石墨粉壓 制而成，呈棕紅色，裝在端蓋上的電刷架中，通過電刷彈簧保持與 換向片之間具有適當?shù)膲毫?。電刷與刷架的組合如圖4-23所示。 四、汽車電器中幾種典型直流電動機 直流電動機除了轉(zhuǎn)子、定子雙線圈結(jié)構(gòu)外，還有由永磁鐵構(gòu)成 定子的永磁直流電動機，簡稱為永磁電動機。如圖4-24所示為刮水 器永磁電動機的結(jié)構(gòu)示意簡圖。永磁電動機在汽車上得到了廣泛的 應用。 1刮水電動機 刮水器可以清除擋風玻璃上的雨水、雪或灰塵。目前汽車上廣 泛采用電動刮水器，電動刮水器的主要動力部件就是刮水電動機， 刮水電動機大多是永磁式電動機。圖4-25所示為美國福特公司采用 的永

27、磁式刮水電動機。 刮水電動機為了滿足刮水器的要求，要實現(xiàn)高、低速擋位工 作。采用三刷式電動機。其工作原理如圖4-26所示。 直流電動機工作時，在電樞內(nèi)的所有線圈中同時產(chǎn)生反向電動 勢，每個小線圈都產(chǎn)生相等的反向電動勢ER=cn，電動勢的方向如 圖中所示。 當開關S撥到低速擋L時，在兩個電刷B1、B3之間有兩條并聯(lián)支 路，各有3個線圈，電動勢方向如圖所示，根據(jù)電動機的電壓平衡式 U=ISR+ER=ISR+3cn n=(U-ISR)/3c 當開關S撥到高速擋H時，在兩個電刷B2、B3之間也有兩條并聯(lián) 支路，一個支路有2個線圈串聯(lián)，另一支路有4個線圈串聯(lián)，但其中 一個線圈的電動勢與另外3個線圈的電動

28、勢方向相反，故在電動機電 樞繞組上的得到總的反向電動勢為2cn，根據(jù)電動機的電壓平衡式 U=ISR+ER=ISR+3cn n=(U-ISR)/2c 由上式可知，由于反向電動勢的減小，使電樞的轉(zhuǎn)速上升，重 新達到電壓平衡。這樣永磁刮水電動機就得到了高、低不同的轉(zhuǎn) 速，使得刮水器具有高、低兩種工作擋位。 操作：按照圖4-26所示，將開關S分別與H、L連接，觀察刮水電 動機的轉(zhuǎn)速變化，并分析工作過程。 2汽車空調(diào)用鼓風電動機 鼓風電動機用于促使車內(nèi)冷氣、暖氣、除霜和通風的氣流流 動。采用的電動機通常為永磁式單速電動機，大多數(shù)均安裝在暖風 機總成內(nèi)，如圖4-27所示。鼓風機開關位于儀表板上，開關通過控

29、 制調(diào)速電阻來控制電動機轉(zhuǎn)速，其電路如圖4-28所示。 鼓風電動機的工作原理：當鼓風電動機開關置于低速(Low)、中 速1(Medl)、中速2(Med2)或高速擋(High)時，電路中所串聯(lián)的電阻 值越來越小。電阻值的變化，改變了鼓風電動機的工作電壓。由于 鼓風電動機是單速電動機，工作電壓越高，轉(zhuǎn)速越高。所以隨著串 聯(lián)的電阻越小，鼓風電動機的工作電壓越高，轉(zhuǎn)速越高。 3電動車窗電動機 現(xiàn)在轎車的車窗基本上都采用了電動車窗。電動車窗升降系統(tǒng) 的電動機，廣泛采用的是永磁電動機。永磁電動機是通過改變電樞 電流的方向來改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向使車窗玻璃上升或下降，電動 機本身不搭鐵，而是通過控制開關搭鐵。

30、圖4-29所示為美國福特公 司采用的永磁式電動機的電動升降門窗電路圖。 現(xiàn)以左后門窗為例說明其工作原理。 當主控開關中的左后門窗開關撥到Up時，電流方向為：蓄電池 正極點火開關電路斷電器主控開關中左后門窗Up觸點左后 門窗分控開關Up觸點電動機左后門窗分控開關Down觸點主控 開關中左后門窗Down觸點搭鐵。電動機旋轉(zhuǎn)，帶動左后門窗玻璃 上升。 當主控開關中的左后門窗開關撥到Down時，電流方向為：蓄電池正 極點火開關電路斷電器主控開關中左后門窗Down觸點左后門窗分控 開關Down觸點電動機左后門窗分控開關Up觸點主控開關中左后門窗Up 觸點搭鐵。電動機旋轉(zhuǎn)，帶動左后門窗玻璃下降。 上述過程

31、中，流過電動機電樞的電流方向相反，所以電動機旋轉(zhuǎn)方 向相反，帶動玻璃上升或下降。 與此類似的雙向永磁電動機也被利用到電動后視鏡、電動座 椅、電動天窗等系統(tǒng)的觸動電路中，在開關控制下，帶動部件實現(xiàn) 兩個方向的運動。 操作：分析圖4-29所示電動升降門窗電路，用左后門窗開關控 制左后門窗玻璃升降的工作原理。 4電動門鎖電動機 中央控制門鎖系統(tǒng)具有鑰匙聯(lián)動鎖門和開門功能，通過右前或 左前門上的鑰匙可以同時關閉或打開所有車鎖。電動車鎖一般采用 永磁電動機(圖4-30)，由門鎖開關控制組合繼電器，通過組合繼電 器改變電動機的電流方向，使電動機的連接桿上下運動，控制鎖塊 的關閉或打開。圖4-31為美國福特

32、公司采用的繼電器控制門鎖的電 路。 以鎖車為例，說明其工作過程：當門鎖主開關轉(zhuǎn)到鎖止位置 時，觸點l閉合，門鎖繼電器中的鎖止線圈有電流通過，觸點5閉 合。這時，全車門鎖電動機的電流方向為：蓄電池正極門鎖繼電 器觸點5全車門鎖電動機門鎖繼電器觸點7搭鐵，電動機旋轉(zhuǎn) 拉動連接桿，將車門鎖上。 操作：分析圖4-31所示繼電器控制門鎖的電路和開鎖的工作原 理。 一、主要內(nèi)容及目的 1掌握對汽車交流發(fā)電機進行測量的方法。 2學習拆解及裝配發(fā)電機的基本方法。 二、實訓器材 汽車交流發(fā)電機，萬用表，維修工具。 三、操作步驟及工作要點 1發(fā)電機拆解前的檢測 使用萬用表對發(fā)電機外接線柱進行測量，可以初步判定發(fā)電

33、機 的狀態(tài)。對于普通發(fā)電機拆解前的測量，建議使用指針式萬用表， 其測量結(jié)果依使用萬用表型號不同，略有差異。常用發(fā)電機各接線 柱間電阻值見表4-3所示。 將測量發(fā)電機結(jié)果填入表4-4中，并據(jù)此判斷發(fā)電機狀態(tài)。 2發(fā)電機拆解作業(yè) 發(fā)電機的拆解按照以下操作步驟進行： (1)拆下電刷及電刷架(外裝式)緊固螺釘，取下電刷架總成，見 圖4-32。 (2)在前、后端蓋上做記號，拆下連接前、后端蓋的緊固螺栓， 見圖4-33，將其分解為與轉(zhuǎn)子結(jié)合的前端蓋和與定子連接的后端蓋 兩大部分。 注意：不能單獨將后端蓋分離下來，否則會扯斷定子繞組與整 流器的連接線(即三相定子繞絹端頭)。 (3)將轉(zhuǎn)子夾緊在臺虎鉗上，拆下

34、帶輪緊固螺母，見圖4-34，再 依次取下帶輪、風扇、半圓鍵、定位套。 (4)將前端蓋與轉(zhuǎn)子分離，若該部裝配過緊，可用拉器拉開(見 圖4-35)或用木錘輕敲，使之分離。 注意：鋁合金端蓋容易變形，因此拆卸時應均勻用力。 (5)拆掉防護罩，拆掉圖4-36所示的后端蓋上的3個螺釘(其中， 3兼作“-”接線柱)，即可將防護罩取下。 對于整體式發(fā)電機，先擰下“B”端子上的固定螺母并取下絕緣 套 管；再擰下后防塵蓋上的3個帶墊片的固定螺母，取下后防塵蓋；然 后拆下電刷組件的兩個固定螺釘和調(diào)節(jié)器的3個固定螺釘，取下電刷 組件和IC調(diào)節(jié)器總成；最后擰下整流器二極管與定子繞組的引線端 子的連接螺釘取下整體式整流

35、器總成。 (6)拆下定子上4個接線端(三相繞組首端及中性點)在散熱板上 的連接螺母，如圖4-37所示，使定子與后端蓋分離。 (7)拆下后端蓋上緊固整流器總成的螺釘，取下整流器總成(見 圖4-38)。 注：若經(jīng)檢驗所有二極管均良好，該步驟可不進行。 (8)零部件的清洗。對機械部分可用煤油或清洗液清洗，對電氣部分 如繞組、散熱板及全封閉軸承等 宜用干凈的棉紗擦拭去表面塵土、 臟污。 發(fā)電機的拆解要按照工藝要 求進行，禁止生敲硬卸而損壞機 件。拆解的零件要按照規(guī)范清洗 并順序擺放。對有問題的零件和 拆解復雜部位的順序和連接方法， 必要時要有詳細記錄。 3發(fā)電機的裝配 (1)將整流器裝到后端蓋上。參見

36、圖4-38。 應注意各絕緣墊片不能漏裝。裝復后用萬用表電阻擋測量“B” 接 線柱與端蓋問電阻應為無窮大。測量兩散熱板之間及絕緣散熱板與 端蓋之間電阻，均應為無窮大。若上述電阻較小或者為零，表明漏 裝了絕緣墊片或套管，應拆開重裝。 (2)將定子總成與后端結(jié)合。裝定子繞組上的4個接線端子從后 端蓋孔中穿出，將接線端分別連接在整流器的接線螺釘上，參見圖 4-37。 (3)將前端蓋裝到轉(zhuǎn)子軸上。先將前端蓋上的軸承、軸承蓋安裝 并緊固好，再將該部分套到轉(zhuǎn)子軸上，若過盈量較大，可用木錘輕 輕敲入。 (4)將后端蓋、定子裝到轉(zhuǎn)子軸上。應注意使前后端蓋上發(fā)電機 安裝掛腳位置恰當(符合拆解標記)。上述兩大部分結(jié)

37、合后，穿上 前、后端蓋緊固螺栓并分幾次擰緊。注意各螺栓的擰緊切不可一次 完成，而應輪流進行，并且不斷轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，若轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)受阻或者內(nèi) 部有摩擦，應調(diào)整擰緊力矩。 (5)裝配風扇、帶輪。在轉(zhuǎn)子軸上套上定位套、安裝半圓鍵、風 扇葉片、帶輪、彈簧墊圈，擰緊帶輪緊固螺母，參見圖4-34。 (6)裝復后端蓋上的防護罩，參見圖4-36。 (7)安裝電刷架總成，參見圖4-32。 (8)檢驗裝配質(zhì)量 使用萬用表檢測各接線柱和與外殼間的電阻值，應該符合參數(shù) 要求，否則應該拆解重裝。 一、主要內(nèi)容及目的 1掌握起動機的拆裝順序。 2了解起動機用直流電動機各零件名稱和作用。 3掌握對起動機用直流電動機進行簡單測量的方

38、法。 二、實訓器材 汽車用起動機，萬用表，維修工具。 三、操作步驟及工作要點 1起動機拆解 (1)拆下連接片與電磁開關，取下電磁鐵心。 (2)拆下防塵箍，用鋼絲鉤子提起電刷彈簧取出電刷(共4只)。 (3)拆下起動機貫穿螺栓，使后端蓋、起動機外殼、電樞分離。 (4)取下?lián)懿嬷С袖N，取下驅(qū)動端蓋、撥叉與轉(zhuǎn)子總成。 (5)用專用工具拆下止推座圈，取下驅(qū)動齒輪、單向離合器。 2直流電動機的檢測 (1)勵磁繞組(定子)的檢查，如圖4-39所示。 勵磁繞組斷路的檢查：首先通過外部驗視，看其是否有燒焦或 斷路處，若外部驗視未發(fā)現(xiàn)問題，可用萬用表電阻R1擋檢測，兩 表筆分別接觸起動機外殼引線(即電流輸入接線柱)與勵磁繞組絕緣 電刷接頭是否導通，如果測得的電阻為無窮大，說明勵磁繞組斷 路，應予以檢修或更換。 勵磁繞組搭鐵的