汽車發(fā)電機(jī)工作原理資料PPT課件

1、主要內(nèi)容主要內(nèi)容F交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造F交流發(fā)電機(jī)的工作原理交流發(fā)電機(jī)的工作原理F交流發(fā)電機(jī)的工作特性交流發(fā)電機(jī)的工作特性F交流發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)器交流發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)器F交流發(fā)電機(jī)的使用與維護(hù)交流發(fā)電機(jī)的使用與維護(hù)F發(fā)電機(jī)與充電系統(tǒng)的測(cè)試發(fā)電機(jī)與充電系統(tǒng)的測(cè)試F充電系統(tǒng)的常見故障充電系統(tǒng)的常見故障第1頁(yè)/共36頁(yè) 發(fā)電機(jī)是汽車用電設(shè)備的主要電源。在汽車正常運(yùn)行期間，發(fā)電機(jī)向除起動(dòng)機(jī)之外的其它用電設(shè)備供電，并向蓄電池充電。 汽車上所用的發(fā)電機(jī)大多為三相交流發(fā)電機(jī)。 汽車上采用硅整流交流發(fā)電機(jī)，它以硅二極管為整流器，將交流電轉(zhuǎn)變成直流電。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、功率高、工作可靠、壽命長(zhǎng)、

2、維修方便等特點(diǎn)。第2頁(yè)/共36頁(yè)汽車用交流發(fā)電機(jī)的分類汽車用交流發(fā)電機(jī)的分類按結(jié)構(gòu)分為：按工作原理分固定磁場(chǎng)式（無(wú)刷式）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)式（常用）普通式整體式真空泵式第3頁(yè)/共36頁(yè) 交流發(fā)電機(jī)由轉(zhuǎn)子、定子、電刷與滑環(huán)機(jī)構(gòu)、三相橋式整流器、軸承、風(fēng)扇和前后端蓋等組成。第4頁(yè)/共36頁(yè)一、轉(zhuǎn)子一、轉(zhuǎn)子 （教材（教材P23） 轉(zhuǎn)子由爪極（每個(gè)爪極有個(gè)鳥嘴形磁極）、轉(zhuǎn)子繞組、滑環(huán)和轉(zhuǎn)軸等組成。 在轉(zhuǎn)子繞組中通入一個(gè)直流電流時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)。 在發(fā)動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，在定子繞組中產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。第5頁(yè)/共36頁(yè) 定子是由定子鐵心和三相定子繞組組成，固定在前后端蓋之間。三相定子繞組定子鐵心二、定子二、定子第

3、6頁(yè)/共36頁(yè) 三相繞組一般采用三角形（）和星形（Y）兩種接法，定子繞組在轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，感應(yīng)并輸出三相正弦交流電動(dòng)勢(shì)。第7頁(yè)/共36頁(yè) 整流器是將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的一種裝置，在車用發(fā)電機(jī)中，一般采用三相橋式整流電路作整流器。三、整流器三、整流器 （教材（教材P25）第8頁(yè)/共36頁(yè)普 通 型中性點(diǎn)二極管型整流器一般有以下四種形式：第9頁(yè)/共36頁(yè)磁場(chǎng)二極管型中性點(diǎn)與磁場(chǎng)二極管型第10頁(yè)/共36頁(yè) 磁場(chǎng)二極管可以提高電壓調(diào)節(jié)的精度。 中性點(diǎn)二極管的整流器，可以提高發(fā)電機(jī)的輸出功率。桑塔納汽車用的整流器電路第11頁(yè)/共36頁(yè) 前端蓋用來(lái)固定發(fā)電機(jī)，后端上裝有電刷架和整流器。 風(fēng)扇風(fēng)葉

4、裝在前端蓋與皮帶輪之間（雙風(fēng)扇發(fā)電機(jī)的兩個(gè)風(fēng)葉裝在發(fā)電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子上），在發(fā)電機(jī)工作時(shí)，起強(qiáng)制通風(fēng)散熱作用。前、后端蓋風(fēng)葉軸承四、端蓋、風(fēng)扇和軸承四、端蓋、風(fēng)扇和軸承第12頁(yè)/共36頁(yè)一、發(fā)電原理當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組中通入直流電時(shí)，產(chǎn)生磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在發(fā)動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，定子繞組切割轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)感應(yīng)三相交流電動(dòng)勢(shì)。第13頁(yè)/共36頁(yè) 整流電路將三相電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)變成直流脈動(dòng)電壓；由于蓄電池具有電容的功能，故輸出的直流電壓波形較平坦。 在發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，忽略三相繞組和整流器的電阻壓降，直流電動(dòng)勢(shì)約為：U2.34E（E為相電動(dòng)勢(shì)）。二、整流原理二、整流原理第14頁(yè)/共36頁(yè) 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生磁場(chǎng)，稱為勵(lì)磁，發(fā)

5、電機(jī)的勵(lì)磁有他勵(lì)和自勵(lì)兩種方式。 由蓄電池向磁場(chǎng)繞組供電的方式，稱為他勵(lì)；由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓向磁場(chǎng)繞組供電的方式，稱為自勵(lì)。 汽車用發(fā)電機(jī)在剛開始發(fā)電時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組由蓄電池供電產(chǎn)生磁場(chǎng)，屬于他勵(lì)；待發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)起來(lái)，輸出電壓高于蓄電池電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)向磁場(chǎng)繞組供電，勵(lì)磁方式由他勵(lì)變?yōu)樽詣?lì)。三、勵(lì)磁方法三、勵(lì)磁方法第15頁(yè)/共36頁(yè) 交流發(fā)電機(jī)的工作特性，是指發(fā)電機(jī)工作時(shí)，端電壓U、輸出電流與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。一、空載特性 空載特性是指發(fā)電機(jī)空載（即 0）時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓U與轉(zhuǎn)速 之間的關(guān)系。U與n成線性關(guān)系他勵(lì)自勵(lì)第16頁(yè)/共36頁(yè) 當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，輸出電壓隨輸出電流的變化規(guī)律。 在轉(zhuǎn)速一定時(shí)，端

6、電壓隨輸出電流的增加而下降，當(dāng)輸出電流超過(guò)一定值后，電壓和電流同時(shí)下降（拐點(diǎn)處）。 當(dāng)發(fā)電機(jī)在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，如果突然失去負(fù)載，端電壓將瞬時(shí)增大，整流器及調(diào)節(jié)器中的電子元件造成損壞。二、外特性二、外特性第17頁(yè)/共36頁(yè) 在發(fā)電機(jī)輸出電壓U一定時(shí)（通常12V發(fā)電機(jī)保持在14V），發(fā)電機(jī)負(fù)載電流與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系稱為輸出特性或負(fù)載特性。Ie 輸出電流將隨轉(zhuǎn)速升高而增大，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)一定值時(shí)，電流增加的速率減慢，并趨于穩(wěn)定，此時(shí)的電流為最大輸出電流。三、輸出特性（負(fù)載特性）三、輸出特性（負(fù)載特性）第18頁(yè)/共36頁(yè) 發(fā)電機(jī)的輸出電壓與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速有關(guān)：UEC C為發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)常數(shù) 為磁極磁通為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)

7、速 由此可知：發(fā)電機(jī)的輸出電壓U與轉(zhuǎn)速和磁通成正比。第19頁(yè)/共36頁(yè)一、電壓調(diào)節(jié)器的工作原理一、電壓調(diào)節(jié)器的工作原理 （教材（教材P33P33） 當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高時(shí)，減小磁場(chǎng)電流，以減弱磁通，使基本保持不變，從而維持端電壓的不變。二、電壓調(diào)節(jié)器的分類觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器晶體管電壓調(diào)節(jié)器集成電路電壓調(diào)節(jié)器第20頁(yè)/共36頁(yè)三、電壓調(diào)節(jié)器工作原理三、電壓調(diào)節(jié)器工作原理 （教材（教材P33P33） 1、觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器 觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器是一種機(jī)械振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器，它利用觸點(diǎn)的開閉作用，改變磁場(chǎng)電路的電阻，保持端電壓的恒定。 觸點(diǎn)的開閉存在延時(shí)現(xiàn)象，故不能控制大功率的發(fā)電機(jī)電壓，且存在電磁干擾，目前已

8、基本不采用。第21頁(yè)/共36頁(yè)2 2、晶體管電壓調(diào)節(jié)器、晶體管電壓調(diào)節(jié)器 晶體管電壓調(diào)節(jié)器是利用晶體三極管的開關(guān)作用，控制發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電路的通、斷，來(lái)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，使端電壓保持不變。第22頁(yè)/共36頁(yè) 集成電路電壓調(diào)節(jié)器具有體積小、功能強(qiáng)、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外的汽車上。 集成電路電壓調(diào)節(jié)器由于體積小，目前都裝于發(fā)電機(jī)內(nèi)，成為整體式交流發(fā)電機(jī)。3 3、集成電路式電壓調(diào)節(jié)器、集成電路式電壓調(diào)節(jié)器第23頁(yè)/共36頁(yè)P(yáng)半波整流接線柱L充電指示燈接線柱F磁場(chǎng)繞組電壓監(jiān)視接線柱S蓄電池電壓監(jiān)視接線柱通用公司（GM）用集成電路調(diào)節(jié)器第24頁(yè)/共36頁(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速

9、高 集成電路電壓調(diào)節(jié)器利用改變磁場(chǎng)電流的占空比，來(lái)改變發(fā)電機(jī)的輸出電壓。第25頁(yè)/共36頁(yè)四、調(diào)節(jié)器實(shí)例分析四、調(diào)節(jié)器實(shí)例分析桑塔納轎車發(fā)電機(jī)原理圖第26頁(yè)/共36頁(yè) 交流發(fā)電機(jī)在使用和維護(hù)過(guò)程中，要注意以下幾個(gè)問(wèn)題： 、蓄電池的搭鐵必須與交流發(fā)電機(jī)的極性一致，都是負(fù)極搭鐵，否則蓄電池將通過(guò)發(fā)電機(jī)的硅整流二極管大量放電，從而燒毀二極管。 、不得用發(fā)電機(jī)輸出端瞬時(shí)接地（搭鐵）的方法（試火法）來(lái)判斷發(fā)電機(jī)是否發(fā)電。第27頁(yè)/共36頁(yè) 、發(fā)電機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不得拆下蓄電池等主要用電設(shè)備，以免產(chǎn)生瞬時(shí)過(guò)電壓，損壞二極管、調(diào)節(jié)器或其他用電設(shè)備。 、經(jīng)常檢查發(fā)電機(jī)與蓄電池之間的連線，保證連接牢固可靠。 、

10、經(jīng)常檢查發(fā)電機(jī)皮帶的張緊程度，應(yīng)符合出廠時(shí)的規(guī)定。皮帶過(guò)松，會(huì)造成蓄電池充電不足；皮帶過(guò)緊，容易造成皮帶和發(fā)電機(jī)軸承的損壞。第28頁(yè)/共36頁(yè)、 一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)工作不正常，應(yīng)及時(shí)檢查，找出并排除故障。 、定期對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行維護(hù)，一般發(fā)電機(jī)運(yùn)行750小時(shí)或汽車行駛3萬(wàn)公里后，對(duì)發(fā)電機(jī)的電刷、整流元件、調(diào)節(jié)器、軸承等易損元件進(jìn)行一次檢查和必要的測(cè)試。第29頁(yè)/共36頁(yè)一、輸出直流電壓的測(cè)試 起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并在怠速狀態(tài)下運(yùn)行，用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量蓄電池兩端的電壓。 電壓讀數(shù)應(yīng)在1315伏之間（具體視調(diào)節(jié)器的設(shè)定值而定，如GM公司為14.70.5V）。 當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出的直流電壓基本保持不變。

11、第30頁(yè)/共36頁(yè) 用數(shù)字萬(wàn)用表的交流電壓檔，并接在蓄電池的正負(fù)極兩端，來(lái)測(cè)量發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓（正常值應(yīng)0.4V ）。具體步驟如下： 起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并使其在2000rpm的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)； 打開大前燈，給發(fā)電機(jī)加上一定的負(fù)載； 將數(shù)字萬(wàn)用表并接于蓄電池的正負(fù)極兩端，讀取交流電壓值。如果電壓0.4V，說(shuō)明發(fā)電機(jī)的整流器工作正常；如果電壓 0.5V，說(shuō)明發(fā)電機(jī)的整流器存在故障。二、輸出電壓的交流成份測(cè)試二、輸出電壓的交流成份測(cè)試第31頁(yè)/共36頁(yè) 電壓降的測(cè)試，主要用來(lái)判斷發(fā)電機(jī)與蓄電池之間的連線是否良好。具體方法如下： 起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并使其在2000rpm的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)； 打開大前燈，給發(fā)電機(jī)加上一定的負(fù)載； 用數(shù)字萬(wàn)用表的直流電壓檔測(cè)量發(fā)電機(jī)的輸出端與蓄電池的正極端之間的電壓降（如圖所示），正常電壓值為0.4V。如果超過(guò)0.4V，說(shuō)明導(dǎo)線連接點(diǎn)的電阻大。三、充電系統(tǒng)電壓降的測(cè)試三、充電系統(tǒng)電壓降的測(cè)試第32頁(yè)/共36頁(yè) 用數(shù)字萬(wàn)用表的直流電壓檔測(cè)量發(fā)電機(jī)的外殼與蓄電池的負(fù)極端之間的電壓降（如圖所示），正常電壓值為0.3V。如果超過(guò)0.3V，說(shuō)明導(dǎo)線連接松動(dòng)，連接點(diǎn)的電阻大。第33頁(yè)/共36頁(yè)一、不充電 不充電的可能原因有： 連接導(dǎo)線斷路、短路、連接處松動(dòng)等。 發(fā)電機(jī)損壞。如轉(zhuǎn)子或定子繞組短路或斷路、電刷磨損、硅整流二極管損壞等。 調(diào)節(jié)器損壞或電壓值太