模塊3 交流發(fā)電機

汽車電氣設備構(gòu)造與維修模塊3交流發(fā)電機3.1發(fā)電機的功用和分類

3.1.1發(fā)電機的功用

3.1.2發(fā)電機的分類

3.1.3發(fā)電機的型號

3.2發(fā)電機的結(jié)構(gòu)及工作原理

3.2.1發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)

3.2.2發(fā)電機的工作過程

3.3交流發(fā)電機的檢修

3.4交流發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器的功用、分類及電壓調(diào)節(jié)原理

3.4.1雙級觸點式電壓調(diào)節(jié)器

3.4.2單級觸點式電壓調(diào)節(jié)器3.4.3晶體管電壓調(diào)節(jié)器

3.4.4集成電路調(diào)節(jié)器

3.5典型充電系線路的故障檢測方法

3.5.1外裝調(diào)節(jié)器發(fā)電機的充電系故障診斷與排除

3.5.2整體式交流發(fā)電機的充電系故障診斷與排除

3.1.1發(fā)電機的功用圖3-1汽車主要電源發(fā)電機是汽車的主要電源，其功用是在發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時(怠速以上)，向所有用電設備(起動機除外)供電，同時向蓄電池充電(見圖3-1)。3.1發(fā)電機的功用和分類3.1.2發(fā)電機的分類(1)按總體結(jié)構(gòu)分五類

１)普通交流發(fā)電機(使用時需要配裝電壓調(diào)節(jié)器的發(fā)電機)，例如JF132交流發(fā)電機(EQ140用)，如圖3-2所示。

2)整體式交流發(fā)電機(發(fā)電機和調(diào)節(jié)器制成一個整體的發(fā)電機)，例如別克轎車的發(fā)動機上裝配的是CS型發(fā)電機(包括CS—121、CS—130和CS—144三種不同的型號)，如圖3-3所示。圖3-2

JFB交流發(fā)電機圖3-3CS—130整體

式交流發(fā)電機3.1.2發(fā)電機的分類３)帶泵交流發(fā)電機(和汽車制動系統(tǒng)用真空助力泵安裝在一起的發(fā)電機)，例如JFZB292發(fā)電機，如圖3-4所示。

４)無刷交流發(fā)電機(不需要電刷的發(fā)電機)，例如JFW1913發(fā)電機，如圖3-5所示。５)永磁交流發(fā)電機(磁極為永磁鐵制成的發(fā)電機)。圖3-3

JFZB292發(fā)電機圖3-5JFW1913發(fā)電機3.1.2發(fā)電機的分類(2)按整流器結(jié)構(gòu)分四類

1)六管交流發(fā)電機，例如JF1522(東風汽車用)。

2)八管交流發(fā)電機，例如JFZ1542(天津夏利汽車用)。

3)九管交流發(fā)電機，例如(日本日立、三菱、馬自達汽車用)。

4)十一管交流發(fā)電機，例如JFZ1913Z(奧迪、桑塔納汽車用)。

(3)按磁場繞組搭鐵形式分兩類

1)內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機。

2)外搭鐵型交流發(fā)電機。3.1.3發(fā)電機的型號1)產(chǎn)品代號：產(chǎn)品代號用中文字母表示，例：JF——普通交流發(fā)電機，JFZ——整體式(調(diào)節(jié)器內(nèi)置)交流發(fā)電機，JFB——帶泵的交流發(fā)電機，JFW——無刷交流發(fā)電機。

2)電壓等級代號：電壓等級代號用一位阿拉伯數(shù)字表示，例：1——12V系統(tǒng)，2——24V系統(tǒng)，6——6V系統(tǒng)。

3)電流等級代號：電流等級代號也用一位阿拉伯數(shù)字表示，其含義見表３-１。表3-1電流等級代號4)設計序號：設計序號用1～2位阿拉伯數(shù)字表示，表示產(chǎn)品設計的先后順序。5)變形代號：交流發(fā)電機以調(diào)整臂位置作為變形代號，從驅(qū)動端看，調(diào)整臂在左邊用Ｚ表示，調(diào)整臂在右端用Ｙ表示，調(diào)整臂在中間不加標記。3.2.1發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)圖3-6交流發(fā)電機結(jié)構(gòu)

1—電刷2—集電環(huán)3—元件板

4—轉(zhuǎn)子5—定子6—風扇汽車發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)子、定子、前后端蓋和整流器，如圖3-6所示。3.2發(fā)電機的結(jié)構(gòu)及工作原理3.2.1發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)1.轉(zhuǎn)子圖3-7轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)

1—勵磁繞組2—爪極3—轉(zhuǎn)子軸4—集電環(huán)3.2.1發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)圖3-8定子的結(jié)構(gòu)

1—定子繞組2—定子鐵心2.定子3.2.1發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)圖3-9定子繞組的星形聯(lián)結(jié)法圖3-10定子繞組的三角形聯(lián)結(jié)法3.2.1發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)圖3-11六個二極管的安裝3.前后端蓋4.整流器3.2.2發(fā)電機的工作過程1.電壓的建立圖3-12交流發(fā)電機的接線3.2.2發(fā)電機的工作過程圖3-13交流發(fā)電機電路3.2.2發(fā)電機的工作過程圖3-14三相橋式整流電路及電壓波形

a)整流電路b)整流前三相交流電波形

c)整流后負載上的電壓波形2.整流過程3.2.2發(fā)電機的工作過程圖3-15中性點電壓的變化3.八管交流發(fā)電機3.2.2發(fā)電機的工作過程圖3-16交流發(fā)電機接線圖

a)八管交流發(fā)電機b)九管交流發(fā)電機4.九管交流發(fā)電機3.2.2發(fā)電機的工作過程圖3-17十一管交流發(fā)電機接線圖

1—蓄電池2—交流發(fā)電機3—點火開關4—5A

熔斷片5—充電指示燈6—保護二極管5.十一管交流發(fā)電機3.2.2發(fā)電機的工作過程6.無刷交流發(fā)電機

(1)單爪極式無刷交流發(fā)電機如圖3-18所示為東風EQ1090系列汽車上裝用的JFW132型單爪極式無刷交流發(fā)電機。圖3-18單爪級式無刷交流發(fā)電機

1—轉(zhuǎn)子軸2—磁軛托架3—端蓋4—爪極5—定子鐵心

6—非導磁性連接環(huán)7—勵磁繞組部分8—轉(zhuǎn)子磁軛3.2.2發(fā)電機的工作過程(2)雙爪極式無刷交流發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點：雙爪極式發(fā)電機相當于兩個單爪極式發(fā)電機的合成。

圖3-19雙爪極式無

刷交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子

1—轉(zhuǎn)軸2—磁場裝置

3—集電環(huán)4—磁軸線3.2.2發(fā)電機的工作過程圖3-20凸極式無刷交流發(fā)電機

1—定子鐵心2—定子繞組3—磁場繞組4—轉(zhuǎn)子(3)感應式無刷交流發(fā)電機感應式無刷交流發(fā)電機也稱為凸極式交流發(fā)電機。3.2.2發(fā)電機的工作過程【習題3.2】

1.發(fā)動機的整流器由哪幾部分組成？2.常見的發(fā)電機有哪些類型？

3.無刷發(fā)電機的特點是什么？3.3交流發(fā)電機的檢修圖3-21電壓檢測法

a)發(fā)電機電壓檢測法b)蓄電池電壓檢測法1.發(fā)電機電壓檢測法3.3交流發(fā)電機的檢修圖3-22蓄電池電壓檢測電路的補救辦法3.交流發(fā)電機不解體檢測(1)空載電壓檢測檢測空載電壓時，先使發(fā)電機他勵發(fā)電，2.蓄電池電壓檢測法

3.3交流發(fā)電機的檢修3.交流發(fā)電機不解體檢測(1)空載電壓檢測檢測空載電壓時，先使發(fā)電機他勵發(fā)電，然后使發(fā)電機自勵發(fā)電，同時逐漸升高發(fā)電機轉(zhuǎn)速，并觀察電壓表的讀數(shù)。

(2)負載電流檢測當發(fā)電機端電壓穩(wěn)定在額定電壓值，輸出電流達到規(guī)定的額定電流值時，若發(fā)電機轉(zhuǎn)速小于或等于規(guī)定數(shù)值，則表明發(fā)電機性能良好；若轉(zhuǎn)速高于規(guī)定數(shù)值，則表明發(fā)電機有故障。(3)用示波器檢測通過用示波器檢測交流發(fā)電機整流后輸出電壓的波形，可以判別定子繞組和整流電路的故障，各種故障的波形如圖3-23所示。

(4)各接線端子之間阻值的檢測為了判定交流發(fā)電機故障發(fā)生在哪個部位，在發(fā)電機解體之前，可用萬用表歐姆擋檢測發(fā)電機各接線端子之間的阻值進行分析判斷。3.3交流發(fā)電機的檢修圖3-23各種故障的端電壓波形3.3交流發(fā)電機的檢修表3-2JF132型交流發(fā)電機各端子間的阻值標準值及故障現(xiàn)象和原因4.發(fā)電機拆檢

1)拆下電刷蓋板緊固螺母，取出電刷彈簧與電刷。3.3交流發(fā)電機的檢修2)拆下后軸承防塵蓋和軸端的固定螺母。

3)拆下前后端蓋的聯(lián)接螺栓，并用木質(zhì)或橡皮錘子輕擊前后端蓋，在分離前后端蓋時，定子應隨后端蓋一起，以免折斷定子繞組引出端線。

4)從后端蓋上拆下定子繞組端頭，使定子總成與后端蓋分離。

5)拆下整流器總成。

6)拆下帶輪固定螺母，并從轉(zhuǎn)子上取下帶輪、半圓鍵、風扇和前端蓋。

5.交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子的檢測和修理

(1)磁場繞組的檢測與修理磁場繞組在使用過程中，其端頭的焊點易受振動影響而發(fā)生斷路故障，因此，可用萬用表歐姆擋進行檢測，檢測方法如圖3-24所示。3.3交流發(fā)電機的檢修圖3-24用萬用表測量磁場繞組的電阻值3.3交流發(fā)電機的檢修圖3-25磁場繞組的搭鐵檢測(2)轉(zhuǎn)子軸和集電環(huán)的檢測與修理轉(zhuǎn)子軸的徑向擺差可用百分表檢3.3交流發(fā)電機的檢修(2)轉(zhuǎn)子軸和集電環(huán)的檢測與修理轉(zhuǎn)子軸的徑向擺差可用百分表檢測，方法如圖3-26所示。圖3-26檢測轉(zhuǎn)子軸的徑向擺差(3)電刷的檢測與修理電刷的高度不得低于7mm，否則應予更換。

3.3交流發(fā)電機的檢修圖3-27定子繞組斷路檢測6.交流發(fā)電機的定子檢測和修理3.3交流發(fā)電機的檢修圖3-28定子繞組搭鐵檢測3.3交流發(fā)電機的檢修圖3-29用萬用表(電阻擋)檢查二極管(1)二極管好壞的檢測將定子繞組與二極管的連線拆開，7.交流發(fā)電機整流器的檢測和修理3.3交流發(fā)電機的檢修將萬用表的兩極測試棒分別按在被測二極管的兩極上檢測一次，然后交換兩極測試棒的位置再檢測一次。

(2)二板管極性的檢測與判別當二極管或整流板總成上無任何標記時，可用萬用表(RX1擋)檢測判斷其極性。

8.交流發(fā)電機組裝

1)將前端蓋、風扇、半圓鍵和帶輪依次裝到轉(zhuǎn)子軸上，并用螺母緊固牢靠。

2)將整流板、定子繞組依次裝入后端蓋，并正確連接整流二極管引出端線與定子繞組引出端線。

3)將前后端蓋裝合在一起，擰緊聯(lián)接螺栓。

4)擰緊后端蓋軸承緊固螺母，裝好軸承蓋。

5)將電刷組件裝到發(fā)電機上，并確認接線端子位置正確無誤。3.3交流發(fā)電機的檢修9.交流發(fā)電機使用和維護

1)JF系列的交流發(fā)電機為負極搭鐵，蓄電池搭鐵極性必須與此相同。

2)發(fā)電機運轉(zhuǎn)時，不要直接用導線在發(fā)電機正負極間試火花的辦法檢查發(fā)電機是否發(fā)電，否則容易損壞二極管。

3)發(fā)現(xiàn)發(fā)電機不發(fā)電或充電電流很小時，應及時找出故障加以排除，不應再長期繼續(xù)運轉(zhuǎn)。

4)整流器的六個硅二極管與定子繞組相連接時，絕對禁止用兆歐表或220V交流電源檢查發(fā)電機的絕緣情況，否則便將二極管擊穿而損壞。

5)發(fā)動機熄火以后，應將點火開關斷開。

3.3交流發(fā)電機的檢修【習題3.3】

1.簡述發(fā)電機不解體檢測的內(nèi)容和方法。2.簡述發(fā)電機的正確使用與保養(yǎng)方法。3.4.1雙級觸點式電壓調(diào)節(jié)器1.交流發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器的功用

2.發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器的分類及電壓調(diào)節(jié)原理

(1)他勵過程接通點火開關，起動發(fā)動機蓄電池向發(fā)動機勵磁繞組供電，勵磁電流為：蓄電池正極→電流表→點火開關10→調(diào)節(jié)器“點火”接線柱→低速觸點K１→活動觸點臂2→磁扼5→調(diào)節(jié)器磁場接線柱F→磁場繞組→搭鐵。3.4交流發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器的功用、分類及電壓調(diào)節(jié)原理3.4.1雙級觸點式電壓調(diào)節(jié)器圖3-30FT61型雙級觸點式電壓調(diào)節(jié)器

1—低速觸點臂2—活動觸點臂3—磁化線圈4—彈簧

5—磁軛6—電刷7—集電環(huán)8—勵磁繞組9—定子繞組

10—點火開關—低速觸點—高速觸點

—加速電阻—附加電阻—補償電阻3.4.1雙級觸點式電壓調(diào)節(jié)器(2)自勵過程

1)在發(fā)動機低速或大負載時，通過K1保持電壓穩(wěn)定。

2)在發(fā)動機高速或小負載運行時，通過K2保持電壓穩(wěn)定。圖3-31單級觸點式電壓調(diào)節(jié)器3.4.2單級觸點式電壓調(diào)節(jié)器1)當觸點打開瞬間，由于勵磁電流的減小在勵磁繞組中產(chǎn)生較高的自感電動勢，并加給滅弧裝置(二極管VD、扼流線圈L2和電容器C)。

2)觸點打開的瞬間，自感電動勢還對Ｃ充電，構(gòu)成了勵磁繞組與電容的阻尼振蕩回路，吸收了自感電動勢，也減弱了觸點的火花。3.4.3晶體管電壓調(diào)節(jié)器圖3-32分立元件式電子調(diào)節(jié)器3.4.3晶體管電壓調(diào)節(jié)器圖3-33JFT105型電子調(diào)節(jié)器電路原理圖２)當發(fā)電機轉(zhuǎn)速升高，端電壓隨著上升。調(diào)節(jié)器工作過程如下1)當發(fā)電機不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速較低時，勵磁繞組由蓄電池供電(它勵)。3.4.3晶體管電壓調(diào)節(jié)器３)當發(fā)電機轉(zhuǎn)速再升高，發(fā)電機端電壓達到調(diào)節(jié)電壓值時，R3上的電壓便達到了穩(wěn)壓管的擊穿電壓，VS被擊穿而導通。

４)當發(fā)電機端電壓下降至稍低于調(diào)節(jié)器電壓時，加于穩(wěn)壓管VS兩端的反向電壓又低于其擊穿電壓，VS由導通狀態(tài)恢復到截止狀態(tài)。

５)當發(fā)電機電壓上升至稍高于調(diào)節(jié)器電壓時，又重復上述過程。3.4.4集成電路調(diào)節(jié)器1.結(jié)構(gòu)組成圖3-34JFT151型IC調(diào)節(jié)器電路2.工作原理3.4.4集成電路調(diào)節(jié)器【習題3.4】

1.常見電壓調(diào)節(jié)器有哪幾種類型？

2.觸點式電壓調(diào)節(jié)器的工作原理是什么？

3.國產(chǎn)JFT１51型集成電路(IC)調(diào)節(jié)器的原理是什么？3.5.1外裝調(diào)節(jié)器發(fā)電機的充電系故障診斷與排除1.不充電故障的診斷與排除

1)發(fā)電機傳動帶打滑或連接線有斷路處。

2)電流表損壞或充電指示燈絲燒斷。

3)發(fā)電機不發(fā)電：整流二極管燒壞；集電環(huán)臟污，電刷架變形使電刷磨損過甚，引起磁場電路不通；發(fā)電機勵磁繞組或定子繞組有斷路、短路、搭鐵。

4)調(diào)節(jié)器故障：調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電壓過低；調(diào)節(jié)器損壞，對于電子式調(diào)節(jié)器可能是大功率管斷路或其他元件故障，對于觸點式可能是低速觸點臟污，高速觸點烷結(jié)以及內(nèi)部有斷路或短路。

5)有磁場繼電器時，可能是繼電器線圈或電阻燒斷，觸點接觸不良。

2.充電量過小故障的診斷與排除3.5典型充電系線路的故障檢測方法3.5.1外裝調(diào)節(jié)器發(fā)電機的充電系故障診斷與排除圖3-35不充電故障的診斷與排除3.5.1外裝調(diào)節(jié)器發(fā)電機的充電系故障診斷與排除1)發(fā)電機風扇傳動帶過松、打滑。2)發(fā)電機故障：可能有個別二極管損壞;定子