汽車電氣技術(shù)第1章車載電源20143

1、1.21.2 交流發(fā)電機交流發(fā)電機汽車電源系統(tǒng)中的汽車電源系統(tǒng)中的交流發(fā)電機交流發(fā)電機 1.2 1.2 交流發(fā)電機交流發(fā)電機鑰匙開關(guān)G發(fā)電機BAT蓄電池電壓調(diào)節(jié)器vV1電壓表至用電設(shè)備FU11.2.1 1.2.1 作用與類型作用與類型作用：作用：發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時, ,向全車供電，并向蓄電池充電。向全車供電，并向蓄電池充電。分類：分類： 按結(jié)構(gòu)按結(jié)構(gòu) 普通交流發(fā)電機，例普通交流發(fā)電機，例JF132(EQ140JF132(EQ140用用) ) 整體式交流發(fā)電機，如整體式交流發(fā)電機，如JFZ1913JFZ1913 帶（真空助力）泵交流發(fā)電機，例帶（真空助力）泵交流發(fā)電機，例JFZB2

2、92JFZB292發(fā)電機發(fā)電機 無刷交流發(fā)電機，例無刷交流發(fā)電機，例JFW1913JFW1913 永磁交流發(fā)電機永磁交流發(fā)電機1.21.2 交流發(fā)電機交流發(fā)電機1.2.1 1.2.1 作用與類型作用與類型作用：作用：發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時, ,向全車供電，并向蓄電池充電。向全車供電，并向蓄電池充電。分類：分類： 按整流器結(jié)構(gòu)按整流器結(jié)構(gòu) 六管交流發(fā)電機，例六管交流發(fā)電機，例JF1522(CA1091) JF1522(CA1091) 八管交流發(fā)電機，如八管交流發(fā)電機，如JFZ1524(TJ7100)JFZ1524(TJ7100) 九管交流發(fā)電機，例九管交流發(fā)電機，例JFZ2518JFZ

3、2518（斯太爾）（斯太爾） 十一管交流發(fā)電機，例十一管交流發(fā)電機，例JFZ1913JFZ1913（捷達(dá)）（捷達(dá)）1.21.2 交流發(fā)電機交流發(fā)電機1.2.1 1.2.1 作用與類型作用與類型作用：作用：發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時, ,向全車供電，并向蓄電池充電。向全車供電，并向蓄電池充電。分類：分類： 按勵磁繞組搭鐵按勵磁繞組搭鐵 內(nèi)搭鐵交流發(fā)電機，例內(nèi)搭鐵交流發(fā)電機，例JF132N(EQ1090) JF132N(EQ1090) 外搭鐵交流發(fā)電機，如外搭鐵交流發(fā)電機，如JFZ1913Z(JFZ1913Z(捷達(dá)）捷達(dá)）1.21.2 交流發(fā)電機交流發(fā)電機1.2.1 1.2.1 作用與類型作

4、用與類型型號：型號：1.21.2 交流發(fā)電機交流發(fā)電機按照按照QC/T73-1993QC/T73-1993標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定： 產(chǎn)品代號產(chǎn)品代號 電壓電壓 電流電流 設(shè)計序號設(shè)計序號 變形代號變形代號產(chǎn)品代號：產(chǎn)品代號：JF-JF-普通交發(fā)，普通交發(fā)，JFZ-JFZ-整體式（含調(diào)節(jié)器）交發(fā)，整體式（含調(diào)節(jié)器）交發(fā)，JFB-JFB-帶泵交發(fā)，帶泵交發(fā)，JFW-JFW-無刷交發(fā)無刷交發(fā)電壓等級代號：電壓等級代號：1-12V1-12V，2-24V2-24V，6-6V6-6V電流等級代號：表電流等級代號：表2-22-2設(shè)計序號：產(chǎn)品設(shè)計的先后順序設(shè)計序號：產(chǎn)品設(shè)計的先后順序調(diào)整臂位置變形代號：從驅(qū)動端

5、看，在左邊調(diào)整臂位置變形代號：從驅(qū)動端看，在左邊-，在右端，在右端-，在中間，在中間-不標(biāo)記不標(biāo)記1.2.2 1.2.2 結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：1.21.2 交流發(fā)電機交流發(fā)電機 汽車用交流發(fā)電機主要由轉(zhuǎn)子、定子、整流器、前后端蓋、風(fēng)扇、帶輪等組成。圖為JF132型6管普通交流發(fā)電機結(jié)構(gòu)圖 圖3.1為JF132型6管普通交流發(fā)電機結(jié)構(gòu)圖 圖 JF132型交流發(fā)電機解體圖1后端蓋 2電刷架 3電刷 4電刷彈簧壓蓋5硅二極管6元件板 7轉(zhuǎn)子 8定子 9前端蓋 10風(fēng)扇 11帶輪1.2.2 1.2.2 結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子1.21.2 交流發(fā)電機交流發(fā)電

6、機作用：作用：產(chǎn)生磁場產(chǎn)生磁場組成：組成：爪極、勵磁繞組、滑環(huán)、轉(zhuǎn)子軸等組成。爪極、勵磁繞組、滑環(huán)、轉(zhuǎn)子軸等組成。 爪極：爪極：被加工成鳥嘴形狀，爪極空腔內(nèi)裝有勵磁繞組和磁軛。被加工成鳥嘴形狀，爪極空腔內(nèi)裝有勵磁繞組和磁軛。1.2.2 1.2.2 結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子1.21.2 交流發(fā)電機交流發(fā)電機作用：作用：產(chǎn)生磁場產(chǎn)生磁場組成：組成：爪極、勵磁繞組、滑環(huán)、轉(zhuǎn)子軸等組成。爪極、勵磁繞組、滑環(huán)、轉(zhuǎn)子軸等組成。 滑環(huán)：滑環(huán)：兩個彼此絕緣的銅環(huán)，壓裝在轉(zhuǎn)子軸上并與軸絕緣，兩個滑環(huán)兩個彼此絕緣的銅環(huán)，壓裝在轉(zhuǎn)子軸上并與軸絕緣，兩個滑環(huán)分別與勵磁繞組的兩端相連。當(dāng)給兩滑環(huán)

7、通入直流電流時，勵磁繞組中分別與勵磁繞組的兩端相連。當(dāng)給兩滑環(huán)通入直流電流時，勵磁繞組中就有電流通過，并產(chǎn)生軸向磁通，使爪極一塊被磁化為就有電流通過，并產(chǎn)生軸向磁通，使爪極一塊被磁化為N N極，另一塊被磁極，另一塊被磁化為化為S S極，從而形成六對（或八對）相互交錯的磁極。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，就形極，從而形成六對（或八對）相互交錯的磁極。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，就形成了旋轉(zhuǎn)的磁場。成了旋轉(zhuǎn)的磁場。1.2.2 1.2.2 結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：定子定子1.21.2 交流發(fā)電機交流發(fā)電機作用：作用：產(chǎn)生三相交流電勢產(chǎn)生三相交流電勢組成：組成：定子鐵心定子鐵心+ +定子繞組定子繞組 定子鐵心：定子鐵心

8、：內(nèi)圈帶槽、互相絕緣的硅鋼片疊成內(nèi)圈帶槽、互相絕緣的硅鋼片疊成 定子繞組：定子繞組：分三組線圈，對稱嵌放在定子鐵心的槽中。三相繞組的連接有分三組線圈，對稱嵌放在定子鐵心的槽中。三相繞組的連接有星形接法和三角形接法星形接法和三角形接法1.2.2 1.2.2 結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)：整流器結(jié)構(gòu)：整流器1.21.2 交流發(fā)電機交流發(fā)電機作用：作用：把三相交流電變成直流電把三相交流電變成直流電組成：組成：整流板整流板+ +整流二極管整流二極管 圖 交流發(fā)電機整流二極管安裝示意圖a）焊接式 b）電路圖 c) 壓裝式1正整流板 2負(fù)整流板1.2.2 1.2.2 結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)：

9、整流器結(jié)構(gòu)：整流器1.21.2 交流發(fā)電機交流發(fā)電機汽車用硅整流二極管特點：汽車用硅整流二極管特點： （1 1）工作電流大，如）工作電流大，如ZQ50ZQ50型二極管的正向平均電流為型二極管的正向平均電流為50A50A，浪，浪涌電流為涌電流為600A600A。 （2 2）耐壓高，反向重復(fù)峰值）耐壓高，反向重復(fù)峰值270V270V，不重復(fù)峰值電壓在，不重復(fù)峰值電壓在300V300V。 （3 3）只有一根引線（引出電極），根據(jù)引出電極的不同分為）只有一根引線（引出電極），根據(jù)引出電極的不同分為正二極管和負(fù)二極管。正二極管和負(fù)二極管。 整流器總成的形狀各異，有馬蹄形、半圓形和圓形等。整流器總成的形狀

10、各異，有馬蹄形、半圓形和圓形等。1.2.2 1.2.2 結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)：整流器結(jié)構(gòu)：整流器1.21.2 交流發(fā)電機交流發(fā)電機圖 JF132發(fā)電機整流器總成1-負(fù)整流板 2-正整流板 3-散熱片 4-螺栓孔 5-正極管 6-負(fù)極管 7-安裝孔 8-絕緣墊圖 交流發(fā)電機整流器和定子的連接電路圖a）星形連接 b）三角形連接1.2.2 1.2.2 結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)：斷蓋及電刷結(jié)構(gòu)：斷蓋及電刷1.21.2 交流發(fā)電機交流發(fā)電機端蓋：端蓋：支撐轉(zhuǎn)子、定子、整流器和電刷組件的作用。一般用鋁合支撐轉(zhuǎn)子、定子、整流器和電刷組件的作用。一般用鋁合金鑄造，一是可有效的防止漏磁，二是

11、鋁合金散熱性能好。金鑄造，一是可有效的防止漏磁，二是鋁合金散熱性能好。電刷組件：電刷組件：由電刷、電刷架和電刷彈簧組成，裝于后端蓋上。由電刷、電刷架和電刷彈簧組成，裝于后端蓋上。 作用：將電源通過滑環(huán)引入勵磁繞組。作用：將電源通過滑環(huán)引入勵磁繞組。 兩個電刷分別裝在電刷架的孔內(nèi)，借助彈簧壓力與滑環(huán)保兩個電刷分別裝在電刷架的孔內(nèi)，借助彈簧壓力與滑環(huán)保持接觸。電刷和滑環(huán)的接觸應(yīng)良好，否則會因為磁場電流過持接觸。電刷和滑環(huán)的接觸應(yīng)良好，否則會因為磁場電流過小，導(dǎo)致發(fā)電機發(fā)電不足。小，導(dǎo)致發(fā)電機發(fā)電不足。圖 電刷組件1.2.2 1.2.2 結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)：搭鐵結(jié)構(gòu)：搭鐵1.21.2

12、交流發(fā)電機交流發(fā)電機 內(nèi)搭鐵：內(nèi)搭鐵：勵磁繞組的一端經(jīng)負(fù)電刷（勵磁繞組的一端經(jīng)負(fù)電刷（E E）引出后和后端蓋）引出后和后端蓋直接相連直接相連 外搭鐵：外搭鐵：勵磁繞組的兩端勵磁繞組的兩端 (F(F和和E)E)均和端蓋絕緣均和端蓋絕緣1.2.2 1.2.2 結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)與工作原理原理：原理：給勵磁繞組通電，便產(chǎn)生磁場，爪極被磁化為給勵磁繞組通電，便產(chǎn)生磁場，爪極被磁化為N N極和極和S S極。極。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，磁極跟著旋轉(zhuǎn)，磁通交替地在定子繞組中變化，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，磁極跟著旋轉(zhuǎn)，磁通交替地在定子繞組中變化，在定子三相繞組中感應(yīng)出交變電動勢。每相電勢有效值在定子三相繞組中感應(yīng)出交變電動勢。每

13、相電勢有效值1.21.2 交流發(fā)電機交流發(fā)電機1,:6044. 444. 4整距集中繞組取繞組系數(shù)kNpnkkfNE1.2.2 1.2.2 結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)與工作原理原理：整流原理：整流1.21.2 交流發(fā)電機交流發(fā)電機 定子繞組輸出的三相交流電，通過定子繞組輸出的三相交流電，通過6 6只二極管橋式整只二極管橋式整流，得到如圖所示的脈動直流電壓。流，得到如圖所示的脈動直流電壓。圖 交流發(fā)電機整流原理a) 整流電路圖 b) 三相繞組電壓波形圖 c) 整流后發(fā)電機輸出波形圖1.2.2 1.2.2 結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)與工作原理原理：工作特性原理：工作特性1.21.2 交流發(fā)電機交流發(fā)電機u空載特性

14、空載特性: :空載時，端電壓空載時，端電壓U U和和轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n n之間的關(guān)系，即之間的關(guān)系，即 I I=0=0時，時，U U=f(n=f(n) )函數(shù)關(guān)系函數(shù)關(guān)系u作用：作用：空載特性可以判斷發(fā)電空載特性可以判斷發(fā)電機的低速充電性能。機的低速充電性能。1.2.2 1.2.2 結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)與工作原理原理：工作特性原理：工作特性1.21.2 交流發(fā)電機交流發(fā)電機u輸出特性輸出特性: :發(fā)電機輸出電壓一定發(fā)電機輸出電壓一定時，輸出電流時，輸出電流I I和轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速n n之間的之間的關(guān)系，即關(guān)系，即U=U=常數(shù)時，常數(shù)時，I=f(nI=f(n) )的的函數(shù)關(guān)系。函數(shù)關(guān)系。 nnnn1 1時，輸出

15、電流隨轉(zhuǎn)速時，輸出電流隨轉(zhuǎn)速增加而逐漸增大。增加而逐漸增大。 nnnn1 1時，端電壓低于蓄電時，端電壓低于蓄電池電壓，不能輸出電流。池電壓，不能輸出電流。n n1 1作作為選擇發(fā)電機與發(fā)動機傳動比為選擇發(fā)電機與發(fā)動機傳動比的依據(jù)。的依據(jù)。1.2.2 1.2.2 結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)與工作原理原理：工作特性原理：工作特性1.21.2 交流發(fā)電機交流發(fā)電機u外特性外特性: :當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速一定時，當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速一定時，端電壓與輸出電流的關(guān)系，即端電壓與輸出電流的關(guān)系，即n n常數(shù)時，常數(shù)時，u=f(Iu=f(I) )的曲線。的曲線。 外特性表明，在一定轉(zhuǎn)速下，外特性表明，在一定轉(zhuǎn)速下，輸出電流變化時，

16、輸出電壓會輸出電流變化時，輸出電壓會跟著變化，要是輸出電壓穩(wěn)定，跟著變化，要是輸出電壓穩(wěn)定，必須使用電壓調(diào)節(jié)器。必須使用電壓調(diào)節(jié)器。1.2.3 1.2.3 其他類型的交流發(fā)電機其他類型的交流發(fā)電機爪極式無刷交流發(fā)電機爪極式無刷交流發(fā)電機1.21.2 交流發(fā)電機交流發(fā)電機 磁場繞組是靜止，通過一個磁磁場繞組是靜止，通過一個磁扼托架固定在后端蓋上，不需扼托架固定在后端蓋上，不需要電刷。兩個爪極中只有一個要電刷。兩個爪極中只有一個爪極直接固定在電機轉(zhuǎn)子軸上，爪極直接固定在電機轉(zhuǎn)子軸上，另一爪極則用非導(dǎo)磁聯(lián)接環(huán)固另一爪極則用非導(dǎo)磁聯(lián)接環(huán)固定在前一爪極上。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)定在前一爪極上。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，一個爪極

17、就帶動另一爪極時，一個爪極就帶動另一爪極一起在定子內(nèi)轉(zhuǎn)動，當(dāng)磁場繞一起在定子內(nèi)轉(zhuǎn)動，當(dāng)磁場繞組中有直流電通過時，爪極被組中有直流電通過時，爪極被磁化，就形成了旋轉(zhuǎn)磁場。磁化，就形成了旋轉(zhuǎn)磁場。1.2.3 1.2.3 其他類型的交流發(fā)電機其他類型的交流發(fā)電機永磁式交流發(fā)電機永磁式交流發(fā)電機1.21.2 交流發(fā)電機交流發(fā)電機 以永久磁鐵為轉(zhuǎn)子磁極而產(chǎn)生以永久磁鐵為轉(zhuǎn)子磁極而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，常用的永磁材料有旋轉(zhuǎn)磁場，常用的永磁材料有鐵氧體、鉻鎳鈷、稀土鈷、銣鐵氧體、鉻鎳鈷、稀土鈷、銣鐵硼等。鐵硼等。 具有較高剩磁力和矯頑力的銣具有較高剩磁力和矯頑力的銣鐵硼水磁體采用瓦片式結(jié)構(gòu)，鐵硼水磁體采用瓦片式結(jié)構(gòu)

18、，并用環(huán)氧樹脂粘在導(dǎo)磁軛上。并用環(huán)氧樹脂粘在導(dǎo)磁軛上。 優(yōu)點：體積小優(yōu)點：體積小, ,重量輕，結(jié)構(gòu)簡重量輕，結(jié)構(gòu)簡單可靠，維護(hù)方便，使用壽命單可靠，維護(hù)方便，使用壽命長。長。1.2.3 1.2.3 其他類型的交流發(fā)電機其他類型的交流發(fā)電機永磁式交流發(fā)電機永磁式交流發(fā)電機1.21.2 交流發(fā)電機交流發(fā)電機 磁場強度是固定不變，無法通過調(diào)節(jié)磁場繞組勵磁電流來達(dá)到穩(wěn)定電壓的目的。所以，必須靠外電路來調(diào)節(jié)。1.2.3 1.2.3 其他類型的交流發(fā)電機其他類型的交流發(fā)電機帶泵交流發(fā)電機帶泵交流發(fā)電機1.21.2 交流發(fā)電機交流發(fā)電機 在結(jié)構(gòu)上增加了一個真空泵。利用外花鍵與真空泵的轉(zhuǎn)子內(nèi)花鍵相連接，驅(qū)動真空泵與發(fā)電機轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，主要用于沒有真空源的柴油機。1.2.4 1.2.4 交流發(fā)電機的使用與維護(hù)交流發(fā)電機的使用與維護(hù)使用使用1.21.2 交流發(fā)電機交流發(fā)電機(1) (1) 負(fù)極搭鐵，與蓄電池之間的連接要牢靠；負(fù)極搭鐵，與蓄電池之間的連接要牢靠；(2)