汽車電氣技術(shù)學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1汽車汽車(qch)電氣技術(shù)電氣技術(shù)第一頁，共54頁。第1頁/共54頁第二頁，共54頁。11-帶輪1-后端蓋2-滑環(huán)3-電刷4-電刷彈簧(tnhung)5-電刷架6-磁場(cchng)繞組7-電樞(din sh)繞組8-電樞鐵心9-前端蓋10-風(fēng)扇第2頁/共54頁第三頁，共54頁。1、交流發(fā)電機的構(gòu)造汽車用普通交流發(fā)電機結(jié)構(gòu)大同小異，基本結(jié)構(gòu)都是由轉(zhuǎn)子、定子(dngz)、整流器和端蓋四部分組成，整體式交流發(fā)電機的不同點是在基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了電壓調(diào)節(jié)器，且都采用集成電路調(diào)節(jié)器。（1）轉(zhuǎn)子1-滑環(huán)2-轉(zhuǎn)子(zhun z)軸3-爪極4-鐵心(ti xn)與磁場繞組第3頁/共54頁第四頁，共

2、54頁。汽車交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子是發(fā)電機的磁極部分，其功用是產(chǎn)生磁場。轉(zhuǎn)子由爪極、磁場繞組、鐵心和滑環(huán)組成。兩塊爪極上制有6個鳥嘴形磁極，壓裝在轉(zhuǎn)子軸上，爪極間的空腔內(nèi)裝有鐵心，鐵心壓裝在轉(zhuǎn)子軸上，磁場繞組繞在鐵心上?；h(huán)由彼此絕緣的兩個(lin )銅環(huán)組成，壓裝在轉(zhuǎn)子軸的一端并與轉(zhuǎn)子軸絕緣。磁場繞組的兩端分別焊接在兩個(lin )滑環(huán)上，兩個(lin )滑環(huán)分別與發(fā)電機后端蓋上的兩個(lin )電刷相接觸。當(dāng)兩個(lin )電刷與直流電源接通時，磁場繞組中便有電流流過并產(chǎn)生軸向磁場，被磁化的爪極中一塊為N極，另一塊磁化為S極，于是就形成了4-8對相互交錯的磁極。國產(chǎn)交流發(fā)電機大多是6對磁極。將轉(zhuǎn)

3、子爪極設(shè)計成鳥嘴形狀是為了使磁場呈正弦分布，有利于電樞繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢有較好的正弦波形。第4頁/共54頁第五頁，共54頁。（2）定子定子是發(fā)電機的電樞部分，其功用是產(chǎn)生交流電。由定子鐵心與對稱的三相電樞定子繞組組成。定子鐵心由相互絕緣的厚度0.5mm硅鋼片疊成環(huán)狀，環(huán)的內(nèi)圓表面開有線槽，電樞三相繞組按一定規(guī)則對稱嵌放在槽內(nèi)。三相繞組的聯(lián)結(jié)方法有Y聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)兩種。當(dāng)采用Y聯(lián)結(jié)時，三相繞組的3個末端U2、V2、W2聯(lián)結(jié)在一起，稱為中性點，3個始端U1、V1、W1作為交流發(fā)電機的輸出端。當(dāng)采用聯(lián)結(jié)時，一相繞組的始端與另一相繞組末端聯(lián)結(jié)，共有3個節(jié)點，即為交流發(fā)電機的輸出端。為保證電樞三相繞組產(chǎn)生大

4、小相等、相位差120電角度的對稱電動勢，三相繞組的繞制應(yīng)遵循下列原則：每相繞組的線圈個數(shù)和每個線圈的匝數(shù)應(yīng)完全相等。每個線圈的節(jié)距必須相同。三相繞組的始端在定子槽內(nèi)的排列(pili)必須相隔120電角度。第5頁/共54頁第六頁，共54頁。交流發(fā)電機定子繞組(roz)展開圖Y聯(lián)結(jié)(linji)聯(lián)結(jié)(linji)第6頁/共54頁第七頁，共54頁。（3）整流器交流發(fā)電機整流器的作用是將三相定子繞組產(chǎn)生的交流電變換為直流電。整流器一般由6個整流二極管和二極管的散熱板組成。汽車交流發(fā)電機用整流二極管有正極管與負(fù)極管之分。一個普通交流發(fā)電機具有三只正極管和三只負(fù)極管。引出電極為二極管正極的稱為正極管，其上

5、標(biāo)有紅色標(biāo)記；引出電極為二極管負(fù)極的稱為負(fù)極管，其上標(biāo)有綠色(l s)或黑色標(biāo)記。安裝整流二極管的鋁質(zhì)散熱板稱為整流板。安裝三只正極管的整流板稱為正整流板；安裝三只負(fù)極管的整流板稱為負(fù)整流板。有的交流發(fā)電機只有正整流板而沒有負(fù)整流板，三只負(fù)極管直接壓裝在發(fā)電機的后端蓋上，即后端蓋相當(dāng)于負(fù)整流板。由于不便維修，因此這種結(jié)構(gòu)已被淘汰。第7頁/共54頁第八頁，共54頁。整流器總成(zn chn)的結(jié)構(gòu)硅二極管的外形(wi xn)及符號結(jié)構(gòu)a）正極(zhngj)管b）負(fù)極管第8頁/共54頁第九頁，共54頁。二極管安裝(nzhung)接線示意圖第9頁/共54頁第十頁，共54頁。（4）端蓋與電刷組件交流發(fā)

6、電機的前、后端蓋均用鋁合金壓鑄而成，鋁合金為非導(dǎo)磁材料，可減少漏磁。并具有質(zhì)量輕、散熱性能好等優(yōu)點。在后端蓋內(nèi)裝有電刷組件，電刷組件由電刷、電刷架和電刷彈簧組成。電刷用銅粉和石墨粉模壓而成，電刷架用酚醛玻璃纖維(b lixinwi)塑料模壓而成。電刷安裝在電刷架的孔內(nèi)，借彈簧張力使電刷與轉(zhuǎn)子軸上的滑環(huán)保持良好接觸。每個交流發(fā)電機有兩只電刷，每只電刷都有一根引線直接引到發(fā)電機后端蓋的接線端子上或后端蓋上。電刷架有兩種形式，一種是外裝式，從發(fā)電機的外部拆下電刷彈簧蓋板即可拆下電刷，拆裝檢修十分方便，因此，交流發(fā)電機普遍采用。另一種是內(nèi)裝式，需拆開發(fā)電機后才能拆下電刷，由于拆裝不便已很少采用。第10

7、頁/共54頁第十一頁，共54頁。電刷組件(z jin)a）外裝式b）內(nèi)裝式第11頁/共54頁第十二頁，共54頁。磁場繞組的一端(ydun)經(jīng)滑環(huán)和電刷，通過與發(fā)電機端蓋絕緣的磁場接線柱（標(biāo)“F”或“磁場”）相連接，另一端(ydun)通過引線與發(fā)電機外殼相接，這種搭鐵方式的發(fā)電機稱為內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機；磁場繞組的兩端經(jīng)滑環(huán)和電刷，通過引線均與絕緣接線柱（標(biāo)“F+”、“F-”或“F1”、“F2”）相連，經(jīng)調(diào)節(jié)器搭鐵的，稱為外搭鐵型交流發(fā)電機。大多數(shù)汽車均采用外搭鐵型交流發(fā)電機。交流發(fā)電機前端蓋之前裝有帶輪，由發(fā)動機通過風(fēng)扇傳動帶驅(qū)動發(fā)電機軸旋轉(zhuǎn)。一般在帶輪后還裝有葉片式風(fēng)扇，用鋁合金板或鋼板沖壓或

8、焊接而成。當(dāng)風(fēng)扇與帶輪一起轉(zhuǎn)動時，通過前、后端蓋上的通風(fēng)口，空氣便將內(nèi)部熱量帶出，達到強制通風(fēng)散熱之目的，這稱為外裝式風(fēng)扇。近年來，為提高發(fā)電機的效率、減小發(fā)電機的體積，又出現(xiàn)了內(nèi)裝式風(fēng)扇，即風(fēng)扇葉片直接設(shè)置在發(fā)電機轉(zhuǎn)子上。第12頁/共54頁第十三頁，共54頁。交流(jioli)發(fā)電機的搭鐵形式a）內(nèi)搭鐵型交流(jioli)發(fā)電機b）外搭鐵型交流(jioli)發(fā)電機第13頁/共54頁第十四頁，共54頁。2、交流(jioli)發(fā)電機的型號（1）產(chǎn)品代號用字母表示(biosh)，如JF、JFZ、JFB、JFW分別表示(biosh)交流發(fā)電機、整體式交流發(fā)電機、帶泵交流發(fā)電機和無刷交流發(fā)電機。第14

9、頁/共54頁第十五頁，共54頁。（2）電壓(diny)等級代號和電流等級代號分別用1位阿拉伯?dāng)?shù)字表示。表2-5 電流等級代號電流等級代號12345電流等級/A1920303940495059電流等級代號6789電流等級/A60697079808990表2-4 電壓等級代號電壓等級代號123456電壓等級/V12246第15頁/共54頁第十六頁，共54頁。（3）設(shè)計序號按產(chǎn)品設(shè)計先后順序，用1-2位阿拉伯?dāng)?shù)字表示。（4）變形代號用字母表示，交流發(fā)電機用調(diào)整臂位置作為變形代號。從驅(qū)動端看，在中間不加標(biāo)記，在右邊時用Y表示，在左邊時用Z表示。例1：JF153：表示電壓(diny)等級為12V、電流等

10、級為大于或等于50 -59A，第三次設(shè)計的普通交流發(fā)電機。例2：桑塔納、奧迪100型轎車用JFZ1913Z型交流發(fā)電機，其電壓(diny)等級為12V、電流等級為大于或等于90A、第13次設(shè)計，調(diào)整臂在左邊的整體式交流發(fā)電機。第16頁/共54頁第十七頁，共54頁。3、交流發(fā)電機的工作(gngzu)原理汽車用交流發(fā)電機是一個三相同步交流發(fā)電機，通過三相橋式整流電路將定子繞組所產(chǎn)生的交流感應(yīng)電流變?yōu)橹绷麟娏鬏敵觯砸卜Q之為硅整流發(fā)電機。（1）三相交變電動勢的產(chǎn)生交流發(fā)電機的工作(gngzu)原理a）汽車交流(jioli)發(fā)電機電路b）感應(yīng)電動勢輸出波形第17頁/共54頁第十八頁，共54頁。交流發(fā)

11、電機是根據(jù)電磁感應(yīng)原理(yunl)而產(chǎn)生三相交變電動勢的。發(fā)電機的轉(zhuǎn)子為磁極，磁極繞組通過電刷和滑環(huán)引入直流電而產(chǎn)生磁場；發(fā)電機的定子為電樞，三相電樞繞組按一定的規(guī)律分布在定子的槽中，彼此相差120電角度。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)的磁場，使得相對靜止的定子電樞繞組切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。由于轉(zhuǎn)子磁極鐵心制作成鳥嘴形特殊結(jié)構(gòu)，可使定子繞組感應(yīng)產(chǎn)生的交流電動勢近似于正弦曲線波形，因此三相電樞繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢按正弦規(guī)律變化。三相繞組中交流電動勢瞬時值的表達式為第18頁/共54頁第十九頁，共54頁。交流發(fā)電機每相繞組(roz)中感應(yīng)產(chǎn)生的電動勢有效值為式中K繞組系數(shù)(xsh)，采用整距集中繞

12、組時，K=1；f感應(yīng)電動勢的頻率(Hz)；N每相繞組的匝數(shù)（匝）； 每極磁通(Wb)； Ce發(fā)電機結(jié)構(gòu)常數(shù)。可以看出，定子繞組內(nèi)感應(yīng)電動勢的大小與每相繞組串聯(lián)線圈的匝數(shù)以及感應(yīng)電動勢的頻率成正比，即定子繞組的匝數(shù)越多、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越高，繞組內(nèi)感應(yīng)產(chǎn)生的電動勢也就越高。任意兩個輸出端之間的輸出電壓稱為線電壓，輸出電流稱為線電流，分別用UL、IL表示，每相繞組的相電壓和相電流分別用U、I表示。第19頁/共54頁第二十頁，共54頁。當(dāng)定子繞組采用(ciyng)聯(lián)結(jié)時當(dāng)定子(dngz)繞組采用聯(lián)結(jié)時聯(lián)結(jié)(linji)聯(lián)結(jié)第20頁/共54頁第二十一頁，共54頁。在交流發(fā)電機轉(zhuǎn)速相同的條件下，相電壓相同，Y

13、聯(lián)結(jié)比聯(lián)結(jié)具有較高的輸出電壓；當(dāng)輸出線電壓相同時，聯(lián)結(jié)輸出電流較大。因此，采用Y聯(lián)結(jié)的交流發(fā)電機在發(fā)動機轉(zhuǎn)速較低時（如怠速時）便可向蓄電池充電，而采用聯(lián)結(jié)的交流發(fā)電機則需較高的發(fā)動機轉(zhuǎn)速才能向蓄電池充電。所以，大多數(shù)車用交流發(fā)電機都采用Y聯(lián)結(jié)，只有少數(shù)大功率交流發(fā)電機采用聯(lián)結(jié)。（2）整流原理三相橋式整流電路由6只硅二極管組成。其中，VD1, VD3、VD5的負(fù)極（殼體）壓裝在元件板或正整流板上，它們的正極分別(fnbi)接在三相定子繞組始端U、V、W，故稱為正極管；另外三只二極管VD2、VD4、VD6的正極（殼體）壓裝在后端蓋或負(fù)整流板上，負(fù)極則分別(fnbi)接在三相繞組始端U、V、W，故稱

14、為負(fù)極管。第21頁/共54頁第二十二頁，共54頁。三相(sn xin)橋式整流電路及電壓波形a）整流(zhngli)電路b）繞組電壓(diny)波形c）整流電壓波形第22頁/共54頁第二十三頁，共54頁。二極管的導(dǎo)通原則正極(zhngj)管導(dǎo)通原則因為三只正極(zhngj)管（VD1、VD3、VD5）的正極(zhngj)分別接在發(fā)電機三相繞組的始端(U、V、W)上，它們的負(fù)極又連接在一起，所以三只正極(zhngj)管的導(dǎo)通原則是：在某一瞬間，正極(zhngj)電位最高者導(dǎo)通，因為正極(zhngj)電位最高的二極管導(dǎo)通后，就使另兩只二極管的負(fù)極電位高于正極(zhngj)而不能導(dǎo)通。負(fù)極管導(dǎo)通原則

15、因為三只負(fù)極管（VD2、VD4、VD6）的負(fù)極分別接在發(fā)電機三相繞組的始端，它們的正極(zhngj)又連接在一起，所以三只負(fù)極管的導(dǎo)通原則是：在某一瞬間，負(fù)極電位最低者導(dǎo)通，因為該二極管導(dǎo)通后，就使另兩只二極管的正極(zhngj)電位低于負(fù)極而不能導(dǎo)通。第23頁/共54頁第二十四頁，共54頁。整流過程在t1-t2時間間隔內(nèi)，U相電位最高，V相電位最低，所以二極管VD1、VD4獲得正向電壓而導(dǎo)通，電流從U相出發(fā)，經(jīng)二極管VD1、負(fù)載電阻RL、二極管VD4回到V相構(gòu)成回路。因為二極管的內(nèi)阻很小，所以U、V兩相之間的線電壓都加在負(fù)載電阻RL上。在t2-t3時間間隔內(nèi)，U相電位最高，而W相電位變?yōu)樽畹?/p>

16、，所以二極管VD1、VD6獲得正向電壓而導(dǎo)通。U、W兩相之間的線電壓加在負(fù)載電阻RL上。以此類推，六只二極管在一個周期內(nèi)，以六種不同組合兩兩導(dǎo)通依次循環(huán)，周而復(fù)始，使負(fù)載電阻兩端得到一個比較(bjio)平穩(wěn)的直流脈動電壓U。第24頁/共54頁第二十五頁，共54頁?？梢杂嬎?j sun)得到發(fā)電機輸出直流電壓的平均值為式中U輸出直流電壓(diny)平均值； UL定子繞組輸出的線電壓(diny)的有效值； U每相繞組的相電壓(diny)的有效值。實際上，車用二極管正向?qū)〞r，管壓降Ud約為0.2-0.6V，所以負(fù)載電壓(diny)的實際值應(yīng)在上述計算值中減去兩個二極管的管壓降。由上述分析可知，三相

17、橋式整流電路中，每只二極管在交流電的一個周期內(nèi)，只有1/3時間處于導(dǎo)通狀態(tài)，所以每只二極管的平均電流Id只為負(fù)載電流的1/3，即第25頁/共54頁第二十六頁，共54頁。設(shè)每只二極管所承受的最高反向(fn xin)電壓為UDRM，其值應(yīng)為線電壓UL的最大值，即交流發(fā)電機直接與用電設(shè)備相連時，在用電設(shè)備接通、切斷或負(fù)荷變動中，均可產(chǎn)生較高的自感電勢，這將直接作用在硅二極管上，所以選擇二極管的允許反向電壓時，為了有一定的安全系數(shù)，往往高于UDRM計算值的十幾倍到幾十倍。國產(chǎn)交流發(fā)電機配用的ZQ型二極管，其最高反向工作電壓為300V。當(dāng)采用Y聯(lián)結(jié)時，三相繞組三個末端(m dun)的公共接點，稱為中性點

18、，接線端子標(biāo)記為“N”。中性點對發(fā)電機外殼（即搭鐵）之間的電壓UN，稱為中性點電壓，中性點電壓的平均值等于交流發(fā)電機輸出直流電壓U的一半。第26頁/共54頁第二十七頁，共54頁。具有(jyu)中性點接線端子的交流發(fā)電機電路中性點電壓，通常用于控制各種( zhn)用途的繼電器，如磁場繼電器、充電指示繼電器等。還利用中性點的輸出來提高發(fā)電機的輸出功率。在Y聯(lián)結(jié)的交流發(fā)電機上，在中性點與輸出接線柱之間增加兩個二極管，稱為中性點二極管。在發(fā)電機高速運轉(zhuǎn)（2000r/min以上）情況下，可以提高交流發(fā)電機的輸出功率10% -15%。第27頁/共54頁第二十八頁，共54頁。4、交流發(fā)電機的特性（1）輸出特

19、性交流發(fā)電機的特性中以輸出特性最為重要。交流發(fā)電機的輸出特性又稱負(fù)載特性或輸出電流特性。它是指發(fā)電機向負(fù)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(gudng)為14V，對24V的發(fā)電機規(guī)定(gudng)為28V)，即Ut=C時，輸出電流I與轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系。JFZ1913Z型交流(jioli)發(fā)電機的輸出特性第28頁/共54頁第二十九頁，共54頁。由輸出特性曲線I= f（n）可以看出：當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速過低時，其端電壓低于額定電壓，此時發(fā)電機不能向外供電；當(dāng)轉(zhuǎn)速達到空載轉(zhuǎn)速n1時，電壓達到額定值；當(dāng)轉(zhuǎn)速高于空載轉(zhuǎn)速n1時，發(fā)電機才有能力向外供電。因此，空載轉(zhuǎn)速n1常作為選擇發(fā)電機與發(fā)動

20、機速比的主要依據(jù)。當(dāng)轉(zhuǎn)速nn1時，發(fā)電機輸出電流I的變化規(guī)律是隨轉(zhuǎn)速n升高而逐漸增大；當(dāng)轉(zhuǎn)速n=n2時，發(fā)電機輸出額定功率（額定電流IN與額定電壓之積），故將轉(zhuǎn)速n2稱為滿載轉(zhuǎn)速?？蛰d轉(zhuǎn)速和滿載轉(zhuǎn)速是交流發(fā)電機的主要性能指標(biāo)，在使用過程(guchng)中應(yīng)定期檢測這兩個參數(shù)，與規(guī)定值相比較，即可判斷發(fā)電機的性能是否正常。第29頁/共54頁第三十頁，共54頁。當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速超過一定數(shù)值后，發(fā)電機輸出電流I不再隨轉(zhuǎn)速n升高而逐漸(zhjin)增大，而是逐漸(zhjin)趨于某一穩(wěn)定電流值最大輸出電流或限流值Imax。該特性表明汽車用交流發(fā)電機自身具有自動限制輸出電流的自我保護能力。一般情況下，Ima

21、x1.5IN。交流發(fā)電機具有自我限流保護能力的原因如下：發(fā)電機定子繞組具有一定的感抗。當(dāng)發(fā)電機的轉(zhuǎn)速很高時，電動勢的交變頻率很高，電樞繞組的感抗作用大，阻礙交流電流的能力增強，可產(chǎn)生較大的內(nèi)部電壓降。定子電流的增大使電樞反應(yīng)增強，即定子電流形成的磁場對轉(zhuǎn)子磁場產(chǎn)生去磁作用，反過來使定子繞組中的感應(yīng)電動勢下降。通過上述兩種共同作用的結(jié)果，使得發(fā)電機的輸出電流不再增加，因而交流發(fā)電機具有自身限制輸出電流的作用。第30頁/共54頁第三十一頁，共54頁。（2）空載(kn zi)特性空載(kn zi)特性是指發(fā)電機空載(kn zi)時（即負(fù)載電流I=0），發(fā)電機的端電壓U與轉(zhuǎn)速n之間的函數(shù)關(guān)系。從曲線可

22、以看出，隨著轉(zhuǎn)速的升高，端電壓上升較快，由他勵轉(zhuǎn)入自勵發(fā)電時，即能向蓄電池補充充電，進一步證實了低速充電性能好的優(yōu)點。因此，空載(kn zi)特性是判定硅整流發(fā)電機充電性能是否良好的重要依據(jù)。交流(jioli)發(fā)電機的空載特性第31頁/共54頁第三十二頁，共54頁。（3）外特性外特性是指發(fā)電機轉(zhuǎn)速一定時，發(fā)電機的端電壓U與輸出電流之間的關(guān)系。從曲線可以(ky)看出，在一定轉(zhuǎn)速下，輸出電流增加時發(fā)電機端電壓將有較大下降。反之，在發(fā)電機高速運轉(zhuǎn)時，如果突然失去負(fù)載，其端電壓將急劇上升，這樣可能引起整流器二極管和調(diào)節(jié)器中電子元件因瞬時過電壓而損壞。因此必須注意：發(fā)電機高速旋轉(zhuǎn)時，避免大幅度突然減小負(fù)

23、載。交流(jioli)發(fā)電機的外特性第32頁/共54頁第三十三頁，共54頁。七、交流發(fā)電機的調(diào)節(jié)器交流發(fā)電機調(diào)節(jié)器是把交流發(fā)電機的輸出電壓控制在規(guī)定范圍內(nèi)的控制裝置，有觸點式和電子式兩大類。由于觸點式調(diào)節(jié)器存在體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、觸點振動頻率低、觸點易燒蝕及故障率高等缺點，已被淘汰。1、交流發(fā)電機調(diào)節(jié)器的作用汽車用交流發(fā)電機是由發(fā)動機按固定的傳動比驅(qū)動(q dn)旋轉(zhuǎn)的，其端電壓滿足如下公式：可見，若不對發(fā)電機加以調(diào)節(jié)，其端電壓將隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化而變化，這與汽車用電設(shè)備要求電壓恒定相矛盾(modn)。交流發(fā)電機調(diào)節(jié)器的作用就是當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化時，自動對發(fā)電機的電壓進行調(diào)節(jié)，使發(fā)電機的電壓穩(wěn)定，

24、以滿足汽車用電設(shè)備的要求。第33頁/共54頁第三十四頁，共54頁。2、電壓調(diào)節(jié)原理與調(diào)節(jié)方法發(fā)電機的電動勢及端電壓與轉(zhuǎn)速和磁通的乘積成正比，而磁極磁通的多少取決于磁場電流的大小。因此當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化時，只要(zhyo)自動調(diào)節(jié)磁場電流，就能相應(yīng)地改變磁極磁通，從而使發(fā)電機電壓保持恒定。發(fā)電機電壓(diny)調(diào)節(jié)器基本原理a）發(fā)電機電壓(diny)調(diào)節(jié)器原理b）發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器工作時的電壓波形第34頁/共54頁第三十五頁，共54頁。調(diào)節(jié)器動作的控制參量為發(fā)電機電壓，即當(dāng)發(fā)電機的電壓達設(shè)定的上限值U2時，調(diào)節(jié)器動作，使磁場繞組的勵磁電流If下降(xijing)或斷流，從而減弱磁極磁通，致使發(fā)電機電

25、壓下降(xijing)；當(dāng)發(fā)電機電壓下降(xijing)至設(shè)定的下限值U1時，調(diào)節(jié)器又動作，使If增大，磁通加強，發(fā)電機電壓又上升；當(dāng)發(fā)電機的電壓上升至U2時又重復(fù)上述過程，使發(fā)電機的電壓在設(shè)定的范圍內(nèi)脈動，得到一個穩(wěn)定的平均電壓Ue。各種調(diào)節(jié)器都是通過調(diào)節(jié)磁場電流使磁極磁通改變來控制發(fā)電機輸出電壓的。電子調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)磁場電流的方法是：利用晶體管的開關(guān)特性，使磁場電流接通與切斷來調(diào)節(jié)發(fā)電機磁場電流。第35頁/共54頁第三十六頁，共54頁。3、電子調(diào)節(jié)器分類與型號（1）電子調(diào)節(jié)器分類按結(jié)構(gòu)分類晶體管式調(diào)節(jié)器 是指由分立電子元件焊接于印制電路板而制成的調(diào)節(jié)器，如解放CA1091型載貨汽車用FTD10

26、6型電子調(diào)節(jié)器等。集成電路式調(diào)節(jié)器 是指用若干電子元件集成在基片上，具有發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)全部或部分功能的芯片所構(gòu)成的調(diào)節(jié)器。目前，大多數(shù)汽車都采用(ciyng)了集成電路式調(diào)節(jié)器，如捷達、奧迪轎車，北京切諾基，東風(fēng)EQ2102型越野汽車等。與分立元件的晶體管式調(diào)節(jié)器相比，集成電路式調(diào)節(jié)器具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、電壓調(diào)節(jié)精度高、故障率低等特點。集成電路式調(diào)節(jié)器多裝于發(fā)電機的內(nèi)部，這種發(fā)電機也被稱之為整體式發(fā)電機。第36頁/共54頁第三十七頁，共54頁。按搭鐵形式分類內(nèi)搭鐵型調(diào)節(jié)器是指與內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機配套使用的調(diào)節(jié)器，其特點是第二級開關(guān)電路中的晶體管VT2串聯(lián)在調(diào)節(jié)器的電源端子“+”與磁場(cch

27、ng)繞組端子“F”之間，如FTD146型調(diào)節(jié)器。外搭鐵型調(diào)節(jié)器是指與外搭鐵型交流發(fā)電機配套使用的調(diào)節(jié)器，其特點是第二級開關(guān)電路中的晶體管VT2串聯(lián)在調(diào)節(jié)器的磁場(cchng)繞組端子“F”與搭鐵端子“-”之間，如FTD106型調(diào)節(jié)器。內(nèi)搭鐵型調(diào)節(jié)器只能配用內(nèi)搭鐵型發(fā)電機，外搭鐵型調(diào)節(jié)器只能配用外搭鐵型發(fā)電機，兩者不能隨意互換；否則，勵磁電路不通，發(fā)電機不發(fā)電。目前，現(xiàn)代汽車已廣泛采用整體式交流發(fā)電機。隨著微機控制技術(shù)在汽車上的應(yīng)用，直接利用微機控制交流發(fā)電機的輸出電壓是電子調(diào)節(jié)器發(fā)展的必由之路。第37頁/共54頁第三十八頁，共54頁。發(fā)電機調(diào)節(jié)器型號編制(binzh)方法（2）交流(jiol

28、i)發(fā)電機調(diào)節(jié)器型號第38頁/共54頁第三十九頁，共54頁。產(chǎn)品(chnpn)代號交流發(fā)電機調(diào)節(jié)器的產(chǎn)品(chnpn)代號為FT、FTD兩種，分別表示發(fā)電機調(diào)節(jié)器和電子發(fā)電機調(diào)節(jié)器。電壓等級代號與交流發(fā)電機相同，如前述表2-4所示。結(jié)構(gòu)形式代號調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)形式代號用一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，數(shù)字“4”表示分立元件式；數(shù)字“5”表示集成電路式。設(shè)計序號按產(chǎn)品(chnpn)設(shè)計先后順序，用1-2位阿拉伯?dāng)?shù)字表示。變形代號以漢語拼音大寫字母A、B、C順序表示（但不能用O和I兩個字母）。例如：FTD152表示電壓等級為12V的集成電路式調(diào)節(jié)器，第二次設(shè)計。第39頁/共54頁第四十頁，共54頁。4、電子(di

29、nz)調(diào)節(jié)器工作過程不同廠家生產(chǎn)不同型號的電子(dinz)調(diào)節(jié)器，其電路結(jié)構(gòu)和元件組成各有不同，但基本原理相同。電子(dinz)調(diào)節(jié)器都是利用晶體管的開關(guān)特性，通過晶體管導(dǎo)通和截止相對時間的變化來調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁電流。內(nèi)搭鐵型電子調(diào)節(jié)器的組成和工作(gngzu)原理第40頁/共54頁第四十一頁，共54頁。（1）調(diào)節(jié)器基本電路的組成電子調(diào)節(jié)器（內(nèi)搭鐵型）的基本電路由四部分組成，即分壓電路、第一級開關(guān)電路、第二級開關(guān)電路和輔助元器件等。分壓電路信號電壓監(jiān)測電路，一般由2-3只電阻串聯(lián)或混聯(lián)而成，接在調(diào)節(jié)器的“+”與“-”之間。電阻R1和R2構(gòu)成分壓電路，其作用是將汽車電源施加于調(diào)節(jié)器“+”與“-”

30、之間的電壓分成兩部分，且所分電壓與電源電壓之間按正比例關(guān)系變化，即能直接監(jiān)測發(fā)電機輸出電壓U的變化。從分壓電阻R1上取出發(fā)電機輸出電壓U的一部分UR1作為(zuwi)調(diào)節(jié)器的輸入信號電壓，R1上的分壓為：第41頁/共54頁第四十二頁，共54頁。第一級開關(guān)電路信號放大(fngd)與控制電路，至少由一只穩(wěn)壓管和一只晶體管組成。穩(wěn)壓管通常經(jīng)晶體管的發(fā)射極反向并接在分壓電路的一端，晶體管則串聯(lián)在調(diào)節(jié)器“+”與“-”之間。圖中穩(wěn)壓管VS和晶體管VT1即構(gòu)成第一級開關(guān)電路，穩(wěn)壓二極管（簡稱穩(wěn)壓管）VS是傳感元件，其作用是靈敏地感受電源電壓變化，使晶體管VT1交替地導(dǎo)通和截止，以控制第二級開關(guān)電路功率晶體管

31、VT2的導(dǎo)通與截止。第一級開關(guān)電路的通斷取決于發(fā)電機輸出電壓的高低。VT1為小功率晶體管，接在大功率晶體管VT2的前一級，起信號放大(fngd)作用，也稱前級放大(fngd)。第42頁/共54頁第四十三頁，共54頁。第二級開關(guān)電路功率放大電路，一般由一只大功率晶體管或復(fù)合晶體管構(gòu)成。圖中晶體管VT2即構(gòu)成第二級開關(guān)電路，VT2為NPN型大功率晶體管。磁場繞組的電阻為VT2的負(fù)載電阻。VT2導(dǎo)通時，磁場電流接通(ji tn)；VT2截止時，磁場電流切斷。因此，通過控制VT2導(dǎo)通與截止，就可改變磁場電流使發(fā)電機輸出電壓穩(wěn)定。第43頁/共54頁第四十四頁，共54頁。輔助元器件及電路VD為續(xù)流二極管，

32、與發(fā)電機磁場繞組反向并聯(lián)，其作用是保護VT2，防止其過電壓擊穿，因VT2截止時磁場繞組中產(chǎn)生很高的自感電動勢；C1為延時電容，與穩(wěn)壓管VS和電阻R1并聯(lián)，其作用是利用電容的充、放電延時特性即電容兩端的電壓不會躍變的特性，延遲穩(wěn)壓管VS的導(dǎo)通與截止時間(shjin)，以降低VT1、VT2的開關(guān)頻率，減緩元件老化速度，延長調(diào)節(jié)器使用壽命；R4、C2構(gòu)成反饋電路，其作用是提高調(diào)節(jié)器的靈敏度，加速晶體管導(dǎo)通和截止的變化過程，改善調(diào)壓質(zhì)量；R3既是VT2的基極偏置電阻，也是VT1集電極限流電阻。第44頁/共54頁第四十五頁，共54頁。（2）調(diào)節(jié)器具體工作過程電子(dinz)調(diào)節(jié)器，將大功率晶體管作為一只

33、開關(guān)串聯(lián)在發(fā)電機磁場電路中；根據(jù)發(fā)電機輸出電壓的高低，控制晶體管導(dǎo)通與截止來調(diào)節(jié)發(fā)電機磁場電流，從而使發(fā)電機輸出電壓穩(wěn)定在某一規(guī)定的范圍之內(nèi)。過程如下：當(dāng)閉合點火開關(guān)SW，蓄電池電壓加在分壓電阻R1、R2兩端。由于發(fā)電機電壓低于調(diào)節(jié)電壓上限值，因此，分壓電阻R1上的分壓值UR1小于穩(wěn)壓管VS的穩(wěn)定電壓UW與晶體管VT1發(fā)射極壓降Ube1之和，VS處于截止?fàn)顟B(tài)，VT1基極無電流流過而處于截止?fàn)顟B(tài)。此時蓄電池經(jīng)點火開關(guān)、電阻R3向晶體管VT2提供基極電流，VT2導(dǎo)通并接通磁場電流If，發(fā)電機他勵發(fā)電。其電路為：蓄電池正極點火開關(guān)SW晶體管VT2調(diào)節(jié)器“磁場”端子“F”發(fā)電機磁場繞組Wj蓄電池負(fù)極。

34、此時，若發(fā)電機轉(zhuǎn)動，則其電壓將隨轉(zhuǎn)速升高而升高。第45頁/共54頁第四十六頁，共54頁。當(dāng)發(fā)電機電壓高于蓄電池電壓但低于調(diào)節(jié)電壓上限值U2時，穩(wěn)壓管VS與VT1仍然截止，VT2保持導(dǎo)通。發(fā)電機自勵發(fā)電（即磁場電流由發(fā)電機自己供給）。此時磁場電路為：發(fā)電機定子繞組正極管點火開關(guān)SW 晶體管VT2（c e） 調(diào)節(jié)器“磁場”端子“F” 發(fā)電機磁場繞組Wj 發(fā)電機負(fù)極管定子繞組。當(dāng)發(fā)電機電壓升高到調(diào)節(jié)電壓上限值U2時，穩(wěn)壓管VS導(dǎo)通，其工作電流從晶體管VT1基極流人，并從VT1發(fā)射極流出。因為穩(wěn)壓管VS的工作電流就是VT1的基極電流，所以VT1導(dǎo)通。當(dāng)VT1導(dǎo)通時，VT2發(fā)射極幾乎被短路，流過電阻R3

35、的電流經(jīng)VT1集電極和發(fā)射極構(gòu)成(guchng)回路，VT2因無基極電流而截止，磁場電流被切斷，磁極磁通迅速減小，發(fā)電機電壓迅速下降。第46頁/共54頁第四十七頁，共54頁。當(dāng)發(fā)電機電壓降到調(diào)節(jié)電壓下限值U1時，穩(wěn)壓管VS截止，VT1隨之截止，其集電極電位升高，發(fā)電機又經(jīng)R3向VT2提供基極電流(dinli)使VT2導(dǎo)通，磁場電流(dinli)接通，磁極磁通增大，發(fā)電機電壓重又升高，開始新一輪循環(huán)。外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器，接通與切斷磁場電流(dinli)的大功率晶體管VT2串聯(lián)在磁場繞組與調(diào)節(jié)器搭鐵端子“E”之間，工作原理與內(nèi)搭鐵型電子調(diào)節(jié)器基本相同。外搭鐵型電子(dinz)調(diào)節(jié)器基本電路第47頁/共54頁第四十八頁，共54頁。圖 中 n s 為 開 始 工 作(gngzu)轉(zhuǎn)速，稱為工作(gngzu)下限。當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速超過工作(gngzu)下限時，開關(guān)晶體管隨轉(zhuǎn)速升高，相