模塊3 交流發(fā)電機(jī)

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

3.1.1發(fā)電機(jī)的功用

3.1.2發(fā)電機(jī)的分類

3.1.3發(fā)電機(jī)的型號(hào)

3.2發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

3.2.1發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

3.2.2發(fā)電機(jī)的工作過程

3.3交流發(fā)電機(jī)的檢修

3.4交流發(fā)電機(jī)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(jí)觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器

3.4.2單級(jí)觸點(diǎn)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(jī)的充電系故障診斷與排除

3.5.2整體式交流發(fā)電機(jī)的充電系故障診斷與排除

3.1.1發(fā)電機(jī)的功用圖3-1汽車主要電源發(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(見圖3-1)。3.1發(fā)電機(jī)的功用和分類3.1.2發(fā)電機(jī)的分類(1)按總體結(jié)構(gòu)分五類

１)普通交流發(fā)電機(jī)(使用時(shí)需要配裝電壓調(diào)節(jié)器的發(fā)電機(jī))，例如JF132交流發(fā)電機(jī)(EQ140用)，如圖3-2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))，例如別克轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)上裝配的是CS型發(fā)電機(jī)(包括CS—121、CS—130和CS—144三種不同的型號(hào))，如圖3-3所示。圖3-2

JFB交流發(fā)電機(jī)圖3-3CS—130整體

式交流發(fā)電機(jī)3.1.2發(fā)電機(jī)的分類３)帶泵交流發(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))，例如JFZB292發(fā)電機(jī)，如圖3-4所示。

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

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

1)六管交流發(fā)電機(jī)，例如JF1522(東風(fēng)汽車用)。

2)八管交流發(fā)電機(jī)，例如JFZ1542(天津夏利汽車用)。

3)九管交流發(fā)電機(jī)，例如(日本日立、三菱、馬自達(dá)汽車用)。

4)十一管交流發(fā)電機(jī)，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(jī)。

2)外搭鐵型交流發(fā)電機(jī)。3.1.3發(fā)電機(jī)的型號(hào)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)。

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，例：1——12V系統(tǒng)，2——24V系統(tǒng)，6——6V系統(tǒng)。

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，其含義見表３-１。表3-1電流等級(jí)代號(hào)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。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。3.2.1發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)圖3-6交流發(fā)電機(jī)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(fēng)扇汽車發(fā)電機(jī)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(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理3.2.1發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1.轉(zhuǎn)子圖3-7轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)

1—?jiǎng)?lì)磁繞組2—爪極3—轉(zhuǎn)子軸4—集電環(huán)3.2.1發(fā)電機(jī)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(jī)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(jī)的基本結(jié)構(gòu)圖3-11六個(gè)二極管的安裝3.前后端蓋4.整流器3.2.2發(fā)電機(jī)的工作過程1.電壓的建立圖3-12交流發(fā)電機(jī)的接線3.2.2發(fā)電機(jī)的工作過程圖3-13交流發(fā)電機(jī)電路3.2.2發(fā)電機(jī)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(fù)載上的電壓波形2.整流過程3.2.2發(fā)電機(jī)的工作過程圖3-15中性點(diǎn)電壓的變化3.八管交流發(fā)電機(jī)3.2.2發(fā)電機(jī)的工作過程圖3-16交流發(fā)電機(jī)接線圖

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

1—蓄電池2—交流發(fā)電機(jī)3—點(diǎn)火開關(guān)4—5A

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

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

1—轉(zhuǎn)子軸2—磁軛托架3—端蓋4—爪極5—定子鐵心

6—非導(dǎo)磁性連接環(huán)7—?jiǎng)?lì)磁繞組部分8—轉(zhuǎn)子磁軛3.2.2發(fā)電機(jī)的工作過程(2)雙爪極式無刷交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：雙爪極式發(fā)電機(jī)相當(dāng)于兩個(gè)單爪極式發(fā)電機(jī)的合成。

圖3-19雙爪極式無

刷交流發(fā)電機(jī)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(jī)的工作過程圖3-20凸極式無刷交流發(fā)電機(jī)

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

1.發(fā)動(dòng)機(jī)的整流器由哪幾部分組成？2.常見的發(fā)電機(jī)有哪些類型？

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

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

3.3交流發(fā)電機(jī)的檢修3.交流發(fā)電機(jī)不解體檢測(1)空載電壓檢測檢測空載電壓時(shí)，先使發(fā)電機(jī)他勵(lì)發(fā)電，然后使發(fā)電機(jī)自勵(lì)發(fā)電，同時(shí)逐漸升高發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，并觀察電壓表的讀數(shù)。

(2)負(fù)載電流檢測當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓穩(wěn)定在額定電壓值，輸出電流達(dá)到規(guī)定的額定電流值時(shí)，若發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速小于或等于規(guī)定數(shù)值，則表明發(fā)電機(jī)性能良好；若轉(zhuǎn)速高于規(guī)定數(shù)值，則表明發(fā)電機(jī)有故障。(3)用示波器檢測通過用示波器檢測交流發(fā)電機(jī)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(jī)故障發(fā)生在哪個(gè)部位，在發(fā)電機(jī)解體之前，可用萬用表歐姆擋檢測發(fā)電機(jī)各接線端子之間的阻值進(jìn)行分析判斷。3.3交流發(fā)電機(jī)的檢修圖3-23各種故障的端電壓波形3.3交流發(fā)電機(jī)的檢修表3-2JF132型交流發(fā)電機(jī)各端子間的阻值標(biāo)準(zhǔn)值及故障現(xiàn)象和原因4.發(fā)電機(jī)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(jī)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(shí)，定子應(yīng)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(fēng)扇和前端蓋。

5.交流發(fā)電機(jī)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(diǎn)易受振動(dòng)影響而發(fā)生斷路故障，因此，可用萬用表歐姆擋進(jìn)行檢測，檢測方法如圖3-24所示。3.3交流發(fā)電機(jī)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(jī)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(jī)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(yīng)予更換。

3.3交流發(fā)電機(jī)的檢修圖3-27定子繞組斷路檢測6.交流發(fā)電機(jī)的定子檢測和修理3.3交流發(fā)電機(jī)的檢修圖3-28定子繞組搭鐵檢測3.3交流發(fā)電機(jī)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(jī)整流器的檢測和修理3.3交流發(fā)電機(jī)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(dāng)二極管或整流板總成上無任何標(biāo)記時(shí)，可用萬用表(RX1擋)檢測判斷其極性。

8.交流發(fā)電機(jī)組裝

1)將前端蓋、風(fēng)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(jī)上，并確認(rèn)接線端子位置正確無誤。3.3交流發(fā)電機(jī)的檢修9.交流發(fā)電機(jī)使用和維護(hù)

1)JF系列的交流發(fā)電機(jī)為負(fù)極搭鐵，蓄電池搭鐵極性必須與此相同。

2)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不要直接用導(dǎo)線在發(fā)電機(jī)正負(fù)極間試火花的辦法檢查發(fā)電機(jī)是否發(fā)電，否則容易損壞二極管。

3)發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)不發(fā)電或充電電流很小時(shí)，應(yīng)及時(shí)找出故障加以排除，不應(yīng)再長期繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

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

5)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火以后，應(yīng)將點(diǎn)火開關(guān)斷開。

3.3交流發(fā)電機(jī)的檢修【習(xí)題3.3】

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

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

(1)他勵(lì)過程接通點(diǎn)火開關(guān)，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)蓄電池向發(fā)動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組供電，勵(lì)磁電流為：蓄電池正極→電流表→點(diǎn)火開關(guān)10→調(diào)節(jié)器“點(diǎn)火”接線柱→低速觸點(diǎn)K１→活動(dòng)觸點(diǎn)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(jī)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(jí)觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器圖3-30FT61型雙級(jí)觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器

1—低速觸點(diǎn)臂2—活動(dòng)觸點(diǎn)臂3—磁化線圈4—彈簧

5—磁軛6—電刷7—集電環(huán)8—?jiǎng)?lì)磁繞組9—定子繞組

10—點(diǎn)火開關(guān)—低速觸點(diǎn)—高速觸點(diǎn)

—加速電阻—附加電阻—補(bǔ)償電阻3.4.1雙級(jí)觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器(2)自勵(lì)過程

1)在發(fā)動(dòng)機(jī)低速或大負(fù)載時(shí)，通過K1保持電壓穩(wěn)定。

2)在發(fā)動(dòng)機(jī)高速或小負(fù)載運(yùn)行時(shí)，通過K2保持電壓穩(wěn)定。圖3-31單級(jí)觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器3.4.2單級(jí)觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器1)當(dāng)觸點(diǎn)打開瞬間，由于勵(lì)磁電流的減小在勵(lì)磁繞組中產(chǎn)生較高的自感電動(dòng)勢(shì)，并加給滅弧裝置(二極管VD、扼流線圈L2和電容器C)。

2)觸點(diǎn)打開的瞬間，自感電動(dòng)勢(shì)還對(duì)Ｃ充電，構(gòu)成了勵(lì)磁繞組與電容的阻尼振蕩回路，吸收了自感電動(dòng)勢(shì)，也減弱了觸點(diǎn)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(dāng)發(fā)電機(jī)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(dāng)發(fā)電機(jī)不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速較低時(shí)，勵(lì)磁繞組由蓄電池供電(它勵(lì))。3.4.3晶體管電壓調(diào)節(jié)器３)當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速再升高，發(fā)電機(jī)端電壓達(dá)到調(diào)節(jié)電壓值時(shí)，R3上的電壓便達(dá)到了穩(wěn)壓管的擊穿電壓，VS被擊穿而導(dǎo)通。

４)當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓下降至稍低于調(diào)節(jié)器電壓時(shí)，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(dǎo)通狀態(tài)恢復(fù)到截止?fàn)顟B(tài)。

５)當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓上升至稍高于調(diào)節(jié)器電壓時(shí)，又重復(fù)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(xí)題3.4】

1.常見電壓調(diào)節(jié)器有哪幾種類型？

2.觸點(diǎn)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(jī)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(jī)傳動(dòng)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(jī)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(jī)勵(lì)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(duì)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(duì)于觸點(diǎn)式可能是低速觸點(diǎn)臟污，高速觸點(diǎn)烷結(jié)以及內(nèi)部有斷路或短路。

5)有磁場繼電器時(shí)，可能是繼電器線圈或電阻燒斷，觸點(diǎn)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(jī)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(jī)的充電系故障診斷與排除1)發(fā)電機(jī)風(fēng)扇傳動(dòng)帶過松、打滑。2)發(fā)電機(jī)故障：可能有個(gè)別二極管損壞;定子