項(xiàng)目三 車用交流發(fā)電機(jī)

電器設(shè)備與維修

項(xiàng)目教學(xué)任務(wù)驅(qū)動(dòng)

汽車QicheDianqiShebeiyuWenxiu項(xiàng)目三車用交流發(fā)電機(jī)項(xiàng)目三車用交流發(fā)電機(jī)學(xué)習(xí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)1．掌握交流發(fā)電機(jī)與電壓調(diào)節(jié)器構(gòu)造、工作原理和型號(hào)；2．掌握交流發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器的正確使用方法；3．掌握交流發(fā)電機(jī)的檢修、試驗(yàn)方法；4．熟知電壓調(diào)節(jié)器內(nèi)外搭鐵型形式的判斷方法及工作性能的檢測(cè)方法。5．掌握電源系統(tǒng)常見故障的診斷方法。技能目標(biāo)1．交流發(fā)電機(jī)的拆裝、檢修與試驗(yàn)；2．電壓調(diào)節(jié)器的檢測(cè)與調(diào)整；3．電源系統(tǒng)的電路連接與常見的故障診斷。3.1發(fā)電機(jī)的功用發(fā)電機(jī)是汽車的主要電源，其功用是在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（怠速以上），向所有用電設(shè)備（起動(dòng)機(jī)除外）供電，同時(shí)向蓄電池充電。具體電路連接如圖3-1。3.2交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)汽車用交流發(fā)電機(jī)由一個(gè)三相同步交流發(fā)電機(jī)和硅二極管整流器所組成。3.2.1三相同步交流發(fā)電機(jī)組成：轉(zhuǎn)子總成、定子總成、皮帶輪、風(fēng)扇、前端蓋、后端蓋及電刷總成等，如圖3-2所示。（1）轉(zhuǎn)子功用：產(chǎn)生磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)：由轉(zhuǎn)子軸、激磁繞阻、爪形磁極和滑環(huán)等組成，如圖3-3所示。轉(zhuǎn)子軸上壓裝著兩塊爪極，爪極被加工成鳥嘴形狀，爪極空腔內(nèi)裝有勵(lì)磁繞組和磁軛?；h(huán)由兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)組成，壓裝在轉(zhuǎn)子軸上并與軸絕緣，兩個(gè)滑環(huán)分別與勵(lì)磁繞組的兩端相連。當(dāng)給兩滑環(huán)通入直流電時(shí)，勵(lì)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N極，另一塊被磁化為S極，從而形成六對(duì)（或八對(duì)）相互交錯(cuò)的磁極。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就形成了旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。（2）定子的結(jié)構(gòu)作用：產(chǎn)生交流電。結(jié)構(gòu)：定子安裝在轉(zhuǎn)子的外面，和發(fā)電機(jī)的前后端蓋固定在一起，當(dāng)轉(zhuǎn)子在其內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，引起定子繞組中磁通的變化，定子繞組中就產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。定子由定子鐵心和定子繞組（線圈）組成。定子鐵心由內(nèi)圈帶槽、互相絕緣的硅鋼片疊成。定子繞組有三組線圈，對(duì)稱的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兩種，如圖3-4所示，都能產(chǎn)生三相交流電。（3）皮帶輪通常由鑄鐵或鋁合金制成，分單槽和雙槽兩種，利用半圓鍵裝在前端蓋外側(cè)的轉(zhuǎn)子軸上，用彈簧墊片和螺母緊固。如圖3-5b所示。（4）風(fēng)扇一般用1.5mm厚的鋼板沖壓而成或用鋁合金鑄造制成，利用半圓鍵裝在前端蓋外側(cè)的轉(zhuǎn)子軸上，緊壓在皮帶輪與前端蓋之間。見圖3-5a所示。（5）前、后端蓋前、后端蓋用非導(dǎo)磁性的材料鋁合金制成，它具有輕便、散熱性好等優(yōu)點(diǎn)。在后端蓋上裝有電刷總成。在前、后端蓋上均有通風(fēng)口，當(dāng)它旋轉(zhuǎn)后風(fēng)扇能使空氣高速流經(jīng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部進(jìn)行冷卻。見圖3-5cd所示。（6）電刷總成兩只電刷裝在電刷架的方孔內(nèi)，并在其彈簧的壓力推動(dòng)下與轉(zhuǎn)子滑環(huán)保持良好的接觸。電刷的結(jié)構(gòu)有外裝式和內(nèi)裝式兩種。如圖3-6所示。3.2.2整流器作用：是把交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的三相交流電變成直流電輸出，其次，可阻止蓄電池的電流向發(fā)電機(jī)倒流。（1）正極管正極管中心引線為正極，外殼為負(fù)極，在管殼底部一般標(biāo)有紅色標(biāo)記。在硅整流發(fā)電機(jī)中，3個(gè)正極管的外殼壓裝在元件板的座孔內(nèi)，共同組成發(fā)電機(jī)的正極，并絕緣固定在發(fā)電機(jī)后端蓋的內(nèi)側(cè)或外側(cè)，元件板上的大接線柱（螺栓）就是發(fā)電機(jī)的火線接柱，一般用符號(hào)“B”或“A”或“+”來表示。如圖3-7及圖3-8所示。

（2）負(fù)極管負(fù)極管中心引線為負(fù)極，外殼為正極，在管殼底部一般標(biāo)有黑色標(biāo)記。在硅整流發(fā)電機(jī)中，3個(gè)正極管的外殼壓裝在后端蓋的座孔內(nèi)，共同組成發(fā)電機(jī)的負(fù)極。一般用符號(hào)“E”或“－”來表示。如圖3-8所示。3.3交流發(fā)電機(jī)的工作原理3.3.1交流電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生發(fā)電機(jī)定子的三相繞組按一定規(guī)律分布在發(fā)電機(jī)的定子槽中，內(nèi)部有一個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子上安裝著爪極和勵(lì)磁繞組。當(dāng)外電路通過電刷使勵(lì)磁繞組通電時(shí)，便產(chǎn)生磁場(chǎng)，使爪極被磁化為N極和S極。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁通交替地在定子繞組中變化，根據(jù)電磁感應(yīng)原理可知，定子的三相繞組中便產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這就是交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理。3.3.2交流電動(dòng)勢(shì)的變化頻率f和轉(zhuǎn)速、磁極對(duì)數(shù)成正比f(wàn)=式中

p－磁極對(duì)數(shù)

n－發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)

在交流發(fā)電機(jī)中，由于轉(zhuǎn)子磁極呈鳥嘴形，其磁場(chǎng)的分布近似正弦規(guī)律，所以交流電動(dòng)勢(shì)的波形也近似正弦規(guī)律，如果發(fā)電機(jī)定子的三相繞組是對(duì)稱繞制的，則產(chǎn)生的三相電動(dòng)勢(shì)也是對(duì)稱的。3.3.3三相交流發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值的表示定子每相電動(dòng)勢(shì)的有效值的表示：EΦ=4.44KfNΦm式中K-繞組系數(shù)N-每相繞組的匝數(shù)（單位：匝）

ｆ-頻率（單位：Hz）

Φ-每極磁通（單位：Wb）Ce-電機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù)EΦ-相電動(dòng)勢(shì)由此可見，當(dāng)交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)一定時(shí)（結(jié)構(gòu)常數(shù)Ce不變），相電動(dòng)勢(shì)EΦ和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、磁通成正比。3.3.4交流電動(dòng)勢(shì)的波形

交流電動(dòng)勢(shì)的幅值是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)速n變化時(shí)，三相電動(dòng)勢(shì)的波形為變頻率、變幅值的交流波形。3.4交流發(fā)電機(jī)的整流原理發(fā)電機(jī)定子繞組中感應(yīng)產(chǎn)生的是交流電,是靠6只二極管組成的三相橋式整流電路變?yōu)橹绷麟姷摹?.4.1整流原理二極管具有單項(xiàng)導(dǎo)電性,當(dāng)給二極管加上正向電壓時(shí),二極管導(dǎo)通,當(dāng)給二極管加上反向電壓時(shí),二極管截止。將定子的三相繞組和6只整流二極管按電路連接，發(fā)電機(jī)的輸出端B、E上就輸出一個(gè)脈動(dòng)直流電壓，如圖3-10bc所示，。3.4.2二極管的導(dǎo)通原則3只正極管中，在某一瞬間正極電位（電壓）最高者導(dǎo)通。3只負(fù)極管中，在某一瞬間正極電位（電壓）最低者導(dǎo)通。如圖3-11所示。3.4.3發(fā)電機(jī)的整流過程三相橋式整流電路中二極管的依次循環(huán)導(dǎo)通，使得負(fù)載RL兩端得到一個(gè)比較平穩(wěn)的脈動(dòng)直流電壓。對(duì)于三個(gè)正極管子（D1、D3、D5正極和定子繞組始端相聯(lián)），在某瞬時(shí)，電壓最高一相的正極管導(dǎo)通。對(duì)于三個(gè)負(fù)極管子（D2、D4、D6負(fù)極和定子繞組始端相聯(lián)），在某瞬時(shí)，電壓最低一相的負(fù)極管導(dǎo)通。但同時(shí)導(dǎo)通的管子總是兩個(gè)，正、負(fù)管子各一個(gè)。3.4.4中性點(diǎn)電壓在定子繞組為星形連接時(shí)，三相繞組的公共結(jié)點(diǎn)稱為中性點(diǎn)。從三相繞組的中性點(diǎn)引一根導(dǎo)線到發(fā)電機(jī)外，標(biāo)記為“N”?！癗”點(diǎn)電壓稱為中性點(diǎn)電壓。中性點(diǎn)電壓的瞬時(shí)值是一個(gè)三次諧波電壓,如圖3-12所示。平均值為發(fā)電機(jī)輸出電壓（平均值）的一半。3.5發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式除了永磁式交流發(fā)電機(jī)不需要?jiǎng)?lì)磁以外，其他形式的交流發(fā)電機(jī)都必須給勵(lì)磁繞組通電才會(huì)有磁場(chǎng)產(chǎn)生而發(fā)電，否則發(fā)電機(jī)將不能發(fā)電。將電流引入到勵(lì)磁繞組使之產(chǎn)生磁場(chǎng)稱為勵(lì)磁。交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式有自勵(lì)和他勵(lì)兩種。3.5.1他勵(lì)在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)（發(fā)動(dòng)機(jī)未達(dá)到怠速轉(zhuǎn)速），自身不能發(fā)電。單靠微弱的剩磁產(chǎn)生的很小的電動(dòng)勢(shì)，很難克服二極管的正向電阻，需要蓄電池供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組電流，使勵(lì)磁繞組產(chǎn)生磁場(chǎng)來發(fā)電。這種由蓄電池供給磁場(chǎng)電流發(fā)電的方式稱為他勵(lì)發(fā)電。如圖3-13所示。3.5.2自勵(lì)隨著轉(zhuǎn)速的提高（一般在發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到怠速時(shí)），發(fā)電機(jī)定子繞組的電動(dòng)勢(shì)逐漸升高并能使整流器二極管導(dǎo)通，當(dāng)發(fā)電機(jī)的輸出電壓UB大于蓄電池電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)就能對(duì)外供電了。當(dāng)發(fā)電機(jī)能對(duì)外供電時(shí)，就可以把自身發(fā)的電供給勵(lì)磁繞組，這種自身供給磁場(chǎng)電流發(fā)電的方式稱為自勵(lì)發(fā)電。注意:交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁過程是先他勵(lì)后自勵(lì)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到正常怠速轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出電壓一般高出蓄電池電壓1～2V以便對(duì)蓄電池充電，此時(shí)，由發(fā)電機(jī)自勵(lì)發(fā)電。不同汽車的勵(lì)磁電路各不相同，但有一個(gè)共同特點(diǎn)是，勵(lì)磁電路都必須由點(diǎn)火開關(guān)控制。因此，汽車上發(fā)電機(jī)必須與蓄電池并聯(lián)，開始由蓄電池向激磁繞組供電，使發(fā)電機(jī)電壓很快建立起來，并迅速轉(zhuǎn)變?yōu)樽约顟B(tài)，蓄電池被充電的機(jī)會(huì)也多一些，有利于蓄電池的使用。3.5.3交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電路勵(lì)磁繞組通過兩只電刷(F和E)和外電路相連，根據(jù)電刷和外電路的連接型式不同，發(fā)電機(jī)分為內(nèi)搭鐵型和外搭鐵型兩種，如圖3-14所示。（1）內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī)：勵(lì)磁繞組的一端經(jīng)負(fù)電刷（E）引出后和后端蓋直接相連（直接搭鐵）的發(fā)電機(jī)稱為內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī)。（2）外搭鐵型交流發(fā)電機(jī)：勵(lì)磁繞組的兩端(F和E)均和端蓋絕緣的發(fā)電機(jī)稱為外搭鐵型交流發(fā)電機(jī)。3.6交流發(fā)電機(jī)的工作特性3.6.1空載特性發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)(即發(fā)電機(jī)不向任何用電設(shè)備供電的狀態(tài)下),發(fā)電機(jī)端電壓與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，稱為空載特性，如圖3-15所示?？蛰d特性可以判斷發(fā)電機(jī)低速充電性能的好壞，同時(shí)也可看出發(fā)電機(jī)的輸出電壓是隨著發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高而增高的。3.6.2輸出特性發(fā)電機(jī)輸出電壓一定時(shí)，它的輸出電流隨著轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律，稱為輸出特性，如圖3-16所示。12V的發(fā)電機(jī)的額定電壓是14V，24V的發(fā)電機(jī)額定電壓是28V。發(fā)電機(jī)不同轉(zhuǎn)速下，輸出功率情況如下：（1）發(fā)電機(jī)空載時(shí)，輸出電壓達(dá)到額定值的轉(zhuǎn)速n1，稱為空載轉(zhuǎn)速。n1常用作選擇發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)比的主要依據(jù)。（2）發(fā)電機(jī)輸出電流達(dá)到額定值時(shí)的轉(zhuǎn)速n2，稱為滿載轉(zhuǎn)速，發(fā)電機(jī)的額定電流一般規(guī)定為70%～75%。從曲線中可以看出，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值后，發(fā)電機(jī)的輸出電流幾乎不再繼續(xù)增加，具有自動(dòng)限制輸出電流的能力。這是因?yàn)椋海?）隨著定子繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增加，其繞組的阻抗也隨轉(zhuǎn)速的升高而增大。（2）定子繞組電流的增加，其電樞反應(yīng)的增強(qiáng)也使感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)下降。由于具有這種自我保護(hù)作用，硅整流發(fā)電機(jī)一般不需要設(shè)置限流器。3.6.3外特性當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓與輸出電流之間的關(guān)系，稱為外特性，如圖3-17所示。從外特性曲線可以看出：在轉(zhuǎn)速變化時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓有較大變化；在轉(zhuǎn)速恒定時(shí)，由于輸出電流的變化，對(duì)端電壓也有較大影響。因此，要使輸出電流穩(wěn)定，必須配用電壓調(diào)節(jié)器；高速時(shí)，當(dāng)發(fā)電機(jī)突然失去負(fù)載時(shí)，端電壓會(huì)急劇升高，這時(shí)電器設(shè)備中的電子元件將有被擊穿的危險(xiǎn)。3.7交流發(fā)電機(jī)的分類3.7.1按總體結(jié)構(gòu)分類（1）普通交流發(fā)電機(jī)。使用時(shí)需要配裝電壓調(diào)節(jié)器。如圖3-18a所示。（2）整體式交流發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)和調(diào)節(jié)器制成一個(gè)整體的發(fā)電機(jī)。如圖3-18b所示。（3）帶泵的交流發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)和汽車制動(dòng)系統(tǒng)用真空助力泵安裝在一起的發(fā)電機(jī)。如圖3-18c所示。（4）無刷交流發(fā)電機(jī)，不需要電刷的發(fā)電機(jī)。（5）永磁交流發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子磁極為永磁鐵制成的發(fā)電機(jī)。3.7.2按整流器結(jié)構(gòu)分類（1）6管交流發(fā)電機(jī)，如圖3-19所示。（2）8管交流發(fā)電機(jī)，如圖3-20所示。8管交流發(fā)電機(jī)和6管交流發(fā)電機(jī)的基本機(jī)構(gòu)是相同的，所不同的是整流器有8只硅整流二極管。其中6只組成三相全波橋式整流電路，另2只是中性點(diǎn)二極管，1只正極管接在中性點(diǎn)和正極之間，1只負(fù)極管接在中性點(diǎn)和負(fù)極之間，對(duì)中性點(diǎn)電壓進(jìn)行全波整流。試驗(yàn)表明：加裝中性點(diǎn)二極管的交流發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu)不變的情況下，可將發(fā)電機(jī)的功率提高10%～15%之間。（3）9管交流發(fā)電機(jī)，如圖3-21所示。

9管交流發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和6管交流發(fā)電機(jī)相同，所不同的是整流器。9管交流發(fā)電機(jī)的整流器是由6只大功率整流二極管和3只小功率勵(lì)磁二極管組成的。其中6只大功率整流二極管組成三相全波橋式整流電路，對(duì)外負(fù)載供電，3只小功率二極管與三只大功率負(fù)極管也組成三相全波橋式整流電路，專門為發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)供電。所以稱3只小功率管為勵(lì)磁二極管。（4）11管交流發(fā)電機(jī)，如圖3-22所示。相當(dāng)于9管交流發(fā)電機(jī)的整流器加2只中性點(diǎn)整流管。3.7.3按勵(lì)磁繞組搭鐵型式分類（1）內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī)內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī)，磁場(chǎng)繞組的一端（負(fù)極）直接搭鐵（和殼體相聯(lián)），如圖3-23a所示。（2）外搭鐵型交流發(fā)電機(jī)外搭鐵型交流發(fā)電機(jī)，磁場(chǎng)繞組的一端（負(fù)極）接入調(diào)節(jié)器，通過調(diào)節(jié)器后再搭鐵，如圖3-23b所示。3.8交流發(fā)電機(jī)的型號(hào)汽車交流發(fā)電機(jī)型號(hào)由產(chǎn)品代號(hào)、電壓等級(jí)代號(hào)、電流等級(jí)代號(hào)、設(shè)計(jì)序號(hào)、變型代號(hào)五部分組成,如圖3-24所示。

3.8.1產(chǎn)品代號(hào)產(chǎn)品代號(hào)用中文字母表示，例：JF——普通交流發(fā)電機(jī)；JFZ——整體式（調(diào)節(jié)器內(nèi)置）交流發(fā)電機(jī)；JFB——帶泵的交流發(fā)電機(jī)；JFW——無刷交流發(fā)電機(jī)。3.8.2電壓等級(jí)代號(hào)電壓等級(jí)代號(hào)用一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，1表示12V系統(tǒng)；2表示24V系統(tǒng)；6表示6V系統(tǒng)。3.8.3電流等級(jí)代號(hào)電流等級(jí)代號(hào)也用一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，其含義如下表所示：3.8.4設(shè)計(jì)序號(hào)設(shè)計(jì)序號(hào)用1～2位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，表示產(chǎn)品設(shè)計(jì)的先后順序。3.8.5變形代號(hào)交流發(fā)電機(jī)以調(diào)整臂位置作為變形代號(hào)，從驅(qū)動(dòng)端看，調(diào)整臂在左邊用Ｚ表示，調(diào)整臂在右端用Ｙ表示，調(diào)整臂在中間不加標(biāo)記。注：進(jìn)口發(fā)電機(jī)不符合上述標(biāo)準(zhǔn)。3.9交流發(fā)電機(jī)的整機(jī)檢測(cè)3.9.1測(cè)量各接線柱之間的電阻（1）測(cè)量發(fā)電機(jī)的輸出端子B+和搭鐵端E之間的阻值（殼體或搭鐵接線柱），如圖3-25所示。通過測(cè)量可以判斷交流發(fā)電機(jī)整流器是否有故障，如有故障應(yīng)將發(fā)電機(jī)解體進(jìn)一步檢測(cè)。（2）測(cè)量發(fā)電機(jī)正電刷F接線柱和負(fù)電刷E之間的阻值通過測(cè)量各接線柱之間的阻值，不能確定交流發(fā)電機(jī)是否有無故障時(shí)，應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)。3.9.2試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)（1）空載試驗(yàn)空載試驗(yàn)是在交流發(fā)電機(jī)不帶任何負(fù)載（不對(duì)外輸出電流）情況下的一種試驗(yàn)?？蛰d試驗(yàn)的目的是：初步測(cè)定發(fā)電機(jī)是否有故障。（2）負(fù)載試驗(yàn)負(fù)載試驗(yàn)就是在交流發(fā)電機(jī)帶有負(fù)載（對(duì)外輸出電流）情況下的一種試驗(yàn)。負(fù)載試驗(yàn)的目的是：進(jìn)一步測(cè)定發(fā)電機(jī)是否有故障。交流發(fā)電機(jī)有些故障，在沒有電流輸出的情況下是表現(xiàn)不出來的，所以如果交流發(fā)電機(jī)空載試驗(yàn)正常情況下，應(yīng)再作負(fù)載試驗(yàn)。3.9.3用示波器觀察輸出電壓波形當(dāng)交流發(fā)電機(jī)有故障時(shí)，其輸出電壓的波形將出現(xiàn)異常，因此，可用示波器觀察發(fā)電機(jī)的輸出電壓波形，根據(jù)輸出電壓波形可以判斷內(nèi)部故障是整流器故障還是定子繞組故障，如圖3-26所示。3.10交流發(fā)電機(jī)零部件的檢修3.10.1轉(zhuǎn)子的檢修(1)勵(lì)磁繞組的檢修

用萬(wàn)用表測(cè)量勵(lì)磁繞組的電阻，應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)。每個(gè)滑環(huán)與轉(zhuǎn)子軸之間的阻值都應(yīng)該是無窮大。如圖3-27ab所示。(2)轉(zhuǎn)子軸和滑環(huán)的檢修轉(zhuǎn)子軸的彎曲會(huì)造成轉(zhuǎn)子與定子之間間隙過小而摩擦或碰撞，如發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)阻力過大或有異響，應(yīng)檢查轉(zhuǎn)子軸是否有彎曲?；h(huán)應(yīng)表面光滑，無燒蝕，厚度應(yīng)大于1.5mm。如圖3-27c所示。(3)軸承的檢修若發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有異響，應(yīng)仔細(xì)檢查是否因軸承的損壞而造成。3.10.2定子的檢修，如圖3-28所示（1）定子繞組的斷路和搭鐵故障檢測(cè)。（2）定子繞組的短路故障檢測(cè)3.10.3整流器的檢修(1)普通整流器的檢測(cè)將二極管的引線與其他連接分離，用指針萬(wàn)用表的兩個(gè)表筆分別接到二極管的引線與殼體上，測(cè)二極管的正向與反向電阻。二極管的正向電阻應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)值，反向電阻應(yīng)在10kΩ以上。如圖3-29所示。（2）整體結(jié)構(gòu)整流器檢測(cè)整體結(jié)構(gòu)整流器的整流板，正、負(fù)硅二極管全部焊裝在一起，不可分解，如圖3-30所示。檢測(cè)正極管時(shí)，將指針萬(wàn)用表的紅表筆接B，黑表筆依次接P1、P2、P3、P4，均應(yīng)導(dǎo)通；交換兩表筆后再測(cè)，均應(yīng)為無窮大，否則有正二極管損壞，需更換整流器總成。檢測(cè)負(fù)極管時(shí)將指針萬(wàn)用表的黑表筆接E，紅表筆依次接P1、P2、P3、P4，均應(yīng)導(dǎo)通；交換兩表筆后再測(cè)，均應(yīng)為無窮大，否則有負(fù)二極管損壞，需更換整流器總成。3.10.4電刷組件的檢測(cè)電刷和電刷架應(yīng)無破損或裂紋，電刷在電刷架中應(yīng)活動(dòng)自如，不得出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象。電刷露出電刷架部分的長(zhǎng)度叫電刷長(zhǎng)度，電刷長(zhǎng)度不應(yīng)超出磨損極限（原長(zhǎng)的1/2），否則應(yīng)更換。如圖3-31a所示。電刷彈簧壓力應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)，一般為2～3N，將電刷壓入電刷架使之露出部分約2mm，彈簧壓力過小應(yīng)更換。電刷表面不得有油污，電刷與滑環(huán)接觸面積應(yīng)達(dá)到75%以上，否則，應(yīng)進(jìn)行修磨。如圖3-31b所示。3.11發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器的功用電壓調(diào)節(jié)器是把發(fā)電機(jī)輸出電壓控制在規(guī)定范圍內(nèi)的裝置，其功用是在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，自動(dòng)控制發(fā)電機(jī)電壓保持恒定，使其不因發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速高時(shí)，電壓過高而燒壞用電器和導(dǎo)致蓄電池過充電；也不會(huì)因發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)，電壓不足而導(dǎo)致用電器工作失常。3.12發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器的分類3.12.1觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)振動(dòng)頻率慢，電壓調(diào)節(jié)精度低，觸點(diǎn)易產(chǎn)生火花，對(duì)無線電干擾大，可靠性差，壽命短，現(xiàn)已被淘汰。3.12.2晶體管電壓調(diào)節(jié)器優(yōu)點(diǎn)：三極管開關(guān)頻率高，不產(chǎn)生火花，調(diào)節(jié)精度高，重量輕、體積小、壽命長(zhǎng)、可靠性高、電波干擾小等.3.12.3集成電路電壓調(diào)節(jié)器

集成電路調(diào)節(jié)器除具有晶體管調(diào)節(jié)器的優(yōu)點(diǎn)外，還具有超小型，安裝于發(fā)電機(jī)的內(nèi)部（又稱內(nèi)裝式調(diào)節(jié)器），減少了外接線，并且冷卻效果得到了改善，如圖3-33所示?，F(xiàn)廣泛應(yīng)用于桑塔納。奧迪等多種轎車車型上。3.12.4電腦控制電壓調(diào)節(jié)器電腦控制調(diào)節(jié)器是現(xiàn)在轎車采用的一種新型調(diào)節(jié)器，由負(fù)載檢測(cè)儀測(cè)量系統(tǒng)總負(fù)載后，向發(fā)電機(jī)電腦發(fā)送信號(hào)，然后由發(fā)動(dòng)機(jī)電腦控制發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器，適時(shí)地接通和斷開磁場(chǎng)電路。即能可靠地保證電器系統(tǒng)正常工作，使蓄電池充電充足，又能減輕發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，提高燃料經(jīng)濟(jì)性。上海別克、廣州本田等轎車發(fā)電機(jī)上使用了這種調(diào)節(jié)器。交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器按所匹配的交流發(fā)電機(jī)搭鐵類型可分兩種：（1）內(nèi)搭鐵型電壓調(diào)節(jié)器適用于內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī)的電子調(diào)節(jié)器稱為內(nèi)搭鐵型電子調(diào)節(jié)器；（2）外搭鐵型電壓調(diào)節(jié)器適合用于外搭鐵型交流發(fā)電機(jī)的電子調(diào)節(jié)器稱為外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器。3.13發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器的工作原理交流發(fā)電機(jī)三相繞組產(chǎn)生的相電動(dòng)勢(shì)有效值為Eφ==CeФn（V）即交流發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和磁極磁通成正比。交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器的調(diào)壓原理是：當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，調(diào)節(jié)器通過減小發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流If來減小磁通Ф，使發(fā)電機(jī)的輸出電壓UB保持不變；當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低時(shí)，調(diào)節(jié)器通過增大發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流If來增加磁通Ф，使發(fā)電機(jī)的輸出電壓UB保持不變。3.13.1外搭鐵型電壓調(diào)節(jié)器工作原理（1）基本電路2）工作原理①點(diǎn)火開關(guān)SW剛接通時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。發(fā)電機(jī)不發(fā)電，蓄電池電壓加在分壓器R1、R2上，此時(shí)因UR1較低不能使穩(wěn)壓管VS的反向擊穿，VT1截止，VT1截止使得VT2導(dǎo)通，發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電路接通，此時(shí)由蓄電池供給磁場(chǎng)電流。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高，發(fā)電機(jī)他勵(lì)發(fā)電，電壓上升。②當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓升高到大于蓄電池電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)自勵(lì)發(fā)電并開始對(duì)外蓄電池充電，如果此時(shí)發(fā)電機(jī)輸出電壓UB<調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電壓的上限UB2，VT1繼續(xù)截止，VT2繼續(xù)導(dǎo)通，但此時(shí)的磁場(chǎng)電流由發(fā)電機(jī)供給，發(fā)電機(jī)電壓隨轉(zhuǎn)速升高迅速升高。③當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓升高到等于調(diào)節(jié)電壓上限UB2時(shí)，調(diào)節(jié)器對(duì)電壓的調(diào)節(jié)開始。此時(shí)VS導(dǎo)通，VT1導(dǎo)通，VT2截止，發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電路被切斷，由于磁場(chǎng)被斷路，磁通下降，發(fā)電機(jī)輸出電壓下降。④當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓下降到等于調(diào)節(jié)下限UB1時(shí)，VS截止，VT1截止，VT2重新導(dǎo)通，磁場(chǎng)電路重新被接通，發(fā)電機(jī)電壓上升。周而復(fù)始，發(fā)電機(jī)輸出電壓UB被控制在一定范圍內(nèi)。3.13.2內(nèi)搭鐵型電壓調(diào)節(jié)器工作原理（1）基本電路內(nèi)搭鐵型電子調(diào)節(jié)器基本電路的特點(diǎn)是晶體管VT1、VT2采用PNP型，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組連接在VT2的集電極和搭鐵端之間。電路工作原理和結(jié)構(gòu)與外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器類似。（2）工作特性調(diào)節(jié)器通過三級(jí)管VT2的通斷控制磁場(chǎng)電流，隨著轉(zhuǎn)速的提高，大功率三級(jí)管VT2的導(dǎo)通時(shí)間減小，截止時(shí)間增加，這樣可使得磁場(chǎng)電流平均值減小，磁通減小，保持輸出電壓UB不變。發(fā)電機(jī)的輸出電壓UB、磁場(chǎng)電流If（平均值）隨轉(zhuǎn)速n的變化關(guān)系稱為電子調(diào)節(jié)器的工作特性。如圖3-36所示。從電子調(diào)節(jié)器的工作特性曲線可以看出，n1為調(diào)節(jié)器開始工作轉(zhuǎn)速，稱為工作下限，隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，磁場(chǎng)電流減小。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速很高時(shí)，由于大功率三極管可不導(dǎo)通，磁場(chǎng)電流被切斷，發(fā)電機(jī)僅靠剩磁發(fā)電，所以，電子調(diào)節(jié)器的工作轉(zhuǎn)速上限很高，調(diào)節(jié)范圍很大。3.13.3集成電路電壓調(diào)節(jié)器集成電路也叫IC電路。是將二極管、三極管、電阻電容等電子元件集成在一塊硅基片上，制成一個(gè)獨(dú)立的電子芯片。

IC電壓調(diào)節(jié)器在工作原理與晶體管調(diào)節(jié)器工作原理完全相同。都是根據(jù)發(fā)電機(jī)得電壓信號(hào)，利用三極管的開關(guān)特性控制磁場(chǎng)電流來調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸出電壓。集成電路調(diào)節(jié)器同樣也有內(nèi)、外搭鐵之分，而且以外搭鐵形式居多。(1)電壓檢測(cè)方法根據(jù)IC調(diào)節(jié)器分壓電路檢測(cè)的電壓歸屬的不同，可分為發(fā)電機(jī)端電壓檢測(cè)法和蓄電池端電壓檢測(cè)法。1）發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)法發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)電路見圖3-37b所示，分壓器R1、R2從發(fā)電機(jī)輸出端（D+端）得到電壓，穩(wěn)壓管VS上的電壓與發(fā)電機(jī)的輸出電壓成正比，所以該電路稱為發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)電路（檢測(cè)點(diǎn)在發(fā)電機(jī)上）。發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)電路的優(yōu)點(diǎn)：發(fā)電機(jī)到檢測(cè)電路距離近，可不用導(dǎo)線連接，直接接在發(fā)電機(jī)輸出端，連接可靠，不致使檢測(cè)電路檢測(cè)不到信號(hào)。發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)電路的缺點(diǎn)：當(dāng)發(fā)電機(jī)到蓄電池之間連接電阻大時(shí)，蓄電池充電電壓會(huì)偏低，使蓄電池充電不足。2）蓄電池電壓檢測(cè)法蓄電池電壓檢測(cè)電路如圖3-37a所示，分壓器R1、R2從蓄電池輸出端得到電壓，穩(wěn)壓管VS上的電壓和蓄電池端電壓成正比，所以該電路稱為蓄電池電壓檢測(cè)電路（檢測(cè)點(diǎn)在蓄電池上）。蓄電池電壓檢測(cè)電路優(yōu)點(diǎn)：直接檢測(cè)蓄電池端電壓來控制發(fā)電機(jī)的輸出，可使蓄電池的充電電壓有保證。蓄電池電壓檢測(cè)電路的缺點(diǎn)：當(dāng)蓄電池和發(fā)電機(jī)之間的連接不可靠時(shí)，會(huì)使發(fā)電機(jī)失控。（2）集成電路調(diào)節(jié)器應(yīng)用舉例天津夏利轎車發(fā)電機(jī)使用的集成電路調(diào)節(jié)器外形如圖3-38所示。該發(fā)電機(jī)為整體式交流發(fā)電機(jī)，調(diào)節(jié)器為內(nèi)裝式外搭鐵型。該調(diào)節(jié)器有6個(gè)接線端子F、P、E三個(gè)端子用螺釘直接和發(fā)電機(jī)連接，B端用螺母固定在發(fā)電機(jī)的輸出端子“B”上，IG、L兩個(gè)端子傭金屬線引到調(diào)節(jié)器的外部接線插座上。夏利轎車調(diào)節(jié)器電路連接圖如圖3-39所示。①磁場(chǎng)電流控制：VT2是大功率三極管，和磁場(chǎng)串聯(lián)，由集成片IC控制VT2的導(dǎo)通和截止，從而控制磁場(chǎng)電路通斷，使發(fā)電機(jī)電壓得到控制。②充電指示燈：充電指示燈串接在VT1集電極上，VT1導(dǎo)通充電指示燈亮，VT1截止充電指示燈熄滅。在集成片IC中有控制VT1導(dǎo)通和截止的電路，控制信號(hào)由p點(diǎn)提供，p點(diǎn)提供的是發(fā)電機(jī)單相電壓的交流信號(hào)，其信號(hào)幅值大小可反映發(fā)電機(jī)輸出電壓高低。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓低于蓄電池電壓時(shí)，IC中控制電路使VT1導(dǎo)通，充電指示燈亮，當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓高于蓄電池電壓時(shí)，IC中控制電路使VT1截止，充電指示熄滅。3.14充電指示燈電路大多數(shù)汽車的充電指示燈安裝在儀表板上，基本上是接通開關(guān)時(shí)，充電指示燈亮，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，即發(fā)電機(jī)進(jìn)入正常工作充電指示燈熄滅。但也與例外（如天津大發(fā)）。充電指示燈控制電路有以下四種。3.14.1利用中性點(diǎn)電壓通過起動(dòng)復(fù)合繼電器控制充電指示燈3.14.2利用中性點(diǎn)電壓通過繼電器控制充電指示燈3.14.3利用二極管來控制充電指示燈，3.15交流發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器的使用注意事項(xiàng)1．蓄電池的極性必須是負(fù)極搭鐵，不能接反。否則，會(huì)燒壞發(fā)電機(jī)或調(diào)節(jié)器的電子元件；2.發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不能用試火的方法檢查發(fā)電機(jī)是否發(fā)電，否則會(huì)燒壞二極管；3.整流器和定子繞組連接時(shí)，禁止用兆歐表或220V交流電源檢查發(fā)電機(jī)的絕緣情況；4.發(fā)電機(jī)與蓄電池之間的連接要牢靠，如突然斷開，會(huì)產(chǎn)生過電壓損壞發(fā)電機(jī)或調(diào)節(jié)器的電子元件；5．一旦發(fā)現(xiàn)交流發(fā)電機(jī)或調(diào)節(jié)器有故障應(yīng)立即檢修，及時(shí)排除故障，不應(yīng)再連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；6.為交流發(fā)電機(jī)配用調(diào)節(jié)器時(shí)，交流發(fā)電機(jī)的電壓等級(jí)必須與調(diào)節(jié)器電壓等級(jí)相同，交流發(fā)電機(jī)的搭鐵類型必須與調(diào)節(jié)器搭鐵類型相同，調(diào)節(jié)器的功率不得小于發(fā)電機(jī)的功率；7．線路連接必須正確，目前各種車型調(diào)節(jié)器的安裝位置及接線方式各不相同，故接線時(shí)要特別注意；8．調(diào)節(jié)器必須受點(diǎn)火開關(guān)控制，發(fā)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)將點(diǎn)火開關(guān)斷開，否則會(huì)使發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)電路一直處于接通狀態(tài)，不但會(huì)燒壞磁場(chǎng)線圈，而且會(huì)引起蓄電池虧電。3.16交流發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器常見故障的診斷與排除

3.16.1不充電（1）故障現(xiàn)象：發(fā)動(dòng)機(jī)中速以上運(yùn)轉(zhuǎn)，電流表指示放電，充電指示燈不熄滅。測(cè)量發(fā)電機(jī)端電壓為≯蓄電池電壓。（2）原因分析：1）發(fā)電機(jī)皮帶斷或打滑嚴(yán)重；2）發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線路或充電線路斷路；3）發(fā)電機(jī)故障：①電刷與滑環(huán)接觸不良；②二極管擊穿、斷路；③轉(zhuǎn)子繞組短路、斷路或搭鐵；④定子繞組短路、斷路、搭鐵；

4）調(diào)節(jié)器故障：①?gòu)椈蓮椓Σ蛔?、氣隙過小、高速觸電燒結(jié)、觸點(diǎn)燒蝕臟污同時(shí)調(diào)節(jié)電阻段路；②晶體管調(diào)節(jié)器的穩(wěn)壓管及小功率三極管短路或到功率三極管斷路；③調(diào)節(jié)器的搭鐵方式與發(fā)電機(jī)不匹配。（3）故障診斷方法步驟1）依次檢查皮帶松緊、導(dǎo)線連接（松脫或接錯(cuò)）情況。若正常，進(jìn)行下一步。2）檢查勵(lì)磁電路對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行電磁吸力試驗(yàn)，若不正常，檢查勵(lì)磁電路。應(yīng)區(qū)分是發(fā)電機(jī)故障還是調(diào)節(jié)器故障。若正常，進(jìn)行下一步。3）檢查電樞回路（在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，用試燈檢查發(fā)電機(jī)“B”接線端是否有電的方法來確定故障是在外線路還是在發(fā)電機(jī)內(nèi)部）。診斷電路故障時(shí)，可用試燈或萬(wàn)用表的電阻檔或電壓檔。3.16.2充電電流過?。?）故障現(xiàn)象在蓄電池虧電的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)中高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)充電電流很小，或蓄電池經(jīng)常虧電。（2）原因分析1）充電線路接觸不良；2）傳動(dòng)帶打滑；3）發(fā)電機(jī)有故障；4）調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電壓過低或有故障。（3）故障診斷方法步驟1）檢查發(fā)電機(jī)傳動(dòng)帶的松緊或油污、檢查導(dǎo)線的連接；2）拆下發(fā)電機(jī)“F”導(dǎo)線，用試燈兩端接發(fā)電機(jī)“B”和“F”接線柱,起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)