汽車交流發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器

汽車交流發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器1第1頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一第三章交流發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器3.1汽車電源系統(tǒng)組成蓄電池、“發(fā)電機(jī)+整流器+電壓調(diào)節(jié)器”。蓄電池與發(fā)電機(jī)并聯(lián)。2第2頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.1汽車電源系統(tǒng)的組成起動(dòng)前→蓄電池供電；起動(dòng)后→發(fā)電機(jī)供電+蓄電池輔助。發(fā)電機(jī)供電過剩時(shí)，向蓄電池充電。3第3頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2

交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)主要由轉(zhuǎn)子、定子、整流器及前后端蓋等組成。4第4頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一5第5頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一6第6頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一7第7頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)發(fā)電機(jī)工作原理：導(dǎo)線

切割

磁力線（右手法則：手心面向N極，大拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)方向，則四指所指方向?yàn)閷?dǎo)線中感應(yīng)電流的方向。）下面來看汽車交流發(fā)電機(jī)的具體組成部件8第8頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2.1

轉(zhuǎn)

子轉(zhuǎn)子是交流發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)部分。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的交變磁場(chǎng)組成：爪級(jí)、磁軛、磁場(chǎng)繞組、集電環(huán)。9第9頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2.1

轉(zhuǎn)子兩塊爪級(jí)壓裝在轉(zhuǎn)子軸上，內(nèi)腔裝有磁軛，磁軛上繞有——磁場(chǎng)繞組，10第10頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2

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轉(zhuǎn)子繞組兩端引線分別焊接在與轉(zhuǎn)子絕緣的兩個(gè)集電環(huán)上。兩個(gè)電刷：裝在與端蓋絕緣的電刷架內(nèi)，通過彈簧使電刷和集電環(huán)保持接觸。11第11頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2.1

轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)工作時(shí)，兩電刷與直流電源連通，為磁場(chǎng)繞組提供定向電流→產(chǎn)生軸向磁通→12第12頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2.1

轉(zhuǎn)子→兩塊爪級(jí)被分別磁化為N級(jí)和S級(jí)→形成犬牙交錯(cuò)的磁極，沿圓周方向均勻分布。13第13頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2.1

轉(zhuǎn)子磁極對(duì)數(shù)通常6對(duì)。爪級(jí)凸緣呈鳥嘴型→發(fā)電機(jī)工作時(shí)，在定子鐵心內(nèi)部形成近似正弦變化的交變磁場(chǎng)。14第14頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2.2

定子組成：定子鐵心、定子繞組作用：切割磁力線產(chǎn)生交流電。15第15頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一定子鐵心由一組相互絕緣、內(nèi)圓帶嵌線槽的環(huán)狀硅鋼片疊制而成。定子槽內(nèi)嵌三相繞組。16第16頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2.2

定子三相繞組的連接有Y形連接和△連接兩種。Y形連接是將三個(gè)末端U2、V2、W2接在一起，將首端U1、V1、W1作為發(fā)電機(jī)的交流輸出端。17第17頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2.2

定子△連接是將每相的首端和另一相的末端依次相連接汽車發(fā)電機(jī)多用Y形，少數(shù)大功率交流發(fā)電機(jī)采用△連接。18第18頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2.2

定子為在三相繞組中產(chǎn)生大小相等、頻率相同、相位差120度的對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)，19第19頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2.2

定子例如，JF11型發(fā)電機(jī)定子總槽數(shù)Z為36，每相繞組為36/3=12槽。因采用單層集中繞法，每個(gè)槽放1個(gè)有效邊→每相繞組有6組線圈串聯(lián)，每個(gè)線圈有13匝→每相繞組共有13×6=78匝。20第20頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2.2

定子（2）每個(gè)繞組的節(jié)距相等兩個(gè)概念：節(jié)距y1：等于線圈的兩個(gè)有效邊之間的定子槽數(shù)。21第21頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2.2

定子極距yp：相鄰異性磁極中心線之間的定子槽數(shù)。而要使線圈內(nèi)能產(chǎn)生最大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，線圈的兩個(gè)有效邊應(yīng)分別置于異性的磁極下面。22第22頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2.2

定子每個(gè)線圈的節(jié)距y1相等并等于極距yp時(shí)→滿足上述條件→獲得最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

極距yp可通過下面公式計(jì)算y1=yp=Z/2P式中Z——定子鐵心的總槽數(shù)；P——磁極對(duì)數(shù)。23第23頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2.2

定子（3）三相繞組的首端U,V,W在定子槽內(nèi)的排列須間隔120°電角度。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁場(chǎng)相對(duì)定子中的導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，在定子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。每轉(zhuǎn)過一對(duì)磁極，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就變化一個(gè)周期，即360°電角度。24第24頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2.2

定子如果p=6，Z=36，每個(gè)槽的電角度θ為60°θ=（360×p）/Z=（360×6）/36=60∴要使三相繞組的電動(dòng)勢(shì)相差120°相位角，須：相鄰兩相繞組線圈的起端應(yīng)間隔2+3n個(gè)槽（y1=3，n=1，2，3……），即2，5，8，11……個(gè)槽。25第25頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2.2

定子如圖2-5，JF11定子三相繞組的三個(gè)首端U1，V1，W1被依次嵌入第1，9，17三個(gè)槽中，而末端U2，V2，W2則相應(yīng)嵌在34，6，14三個(gè)槽內(nèi)，定子繞組展開圖如下圖26第26頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2.2

定子27第27頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一28第28頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2.2

定子小結(jié)：（1）每相繞組的線圈個(gè)數(shù)及每個(gè)線圈的匝數(shù)相等。（2）每個(gè)繞組的節(jié)距相等。（3）繞組的首端U,V,W在定子槽內(nèi)間隔120°電角度。→在三相繞組中產(chǎn)生大小相等、頻率相同、相位差120°的對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)定子繞組：繞法有規(guī)則，排列有秩序29第29頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2

.3整流器整流器由硅整流二極管組成。作用：將定子繞組產(chǎn)生的三相交流電轉(zhuǎn)換為直流電；其次，可阻止蓄電池電流向發(fā)電機(jī)倒流。由六只硅整流二極管組成三相橋式整流器，通常直接裝在散熱板上或發(fā)電機(jī)后端蓋上，又稱“整流橋”。30第30頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一31第31頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2

.3整流器正極管子：3只，引線為正極，外殼為負(fù)極，通常壓裝在散熱板上，管殼底部一般涂紅；負(fù)極管子：與上相反，管殼底部一般涂黑。新型發(fā)電機(jī)將六只硅整流二極管分別壓裝在不同的散熱板上。32第32頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2

.3整流器散熱板通常用鋁合金制成?！罢鳂颉薄潭ㄔ诤蠖松w上→引出至后端蓋外部→發(fā)電機(jī)的電源輸出端。后端蓋上鑄有標(biāo)記“B”或“+”，“A”，“電樞”。整流電路見下圖33第33頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一34第34頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.

3.4

端蓋和電刷總成端蓋由鋁合金壓鑄或用沙模鑄造而成。鋁合金為非導(dǎo)磁材料，具有漏磁少、輕便、散熱性好等優(yōu)點(diǎn)。為了提高軸承孔的機(jī)械強(qiáng)度，增加其耐磨性，有的端蓋軸承座內(nèi)鑲有鋼套。后端蓋上裝有電刷架，塑料或尼龍制成。35第35頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.

3.4

端蓋和電刷總成2個(gè)電刷裝在電刷架的孔內(nèi)，由彈簧壓在集電環(huán)上。電刷架2種形式：外裝式；內(nèi)裝式（淘汰）。電刷：銅粉+石墨粉（模壓）電刷引線→接“蓄電池（它勵(lì)）”

&后端蓋接線端子（自勵(lì)）36第36頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一37第37頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2.4端蓋和電刷總成前端裝有帶輪，其后有葉片式風(fēng)扇前后端蓋上分別有出風(fēng)口和進(jìn)風(fēng)口→風(fēng)冷發(fā)電機(jī)38第38頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2

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國(guó)產(chǎn)交流發(fā)電機(jī)的型號(hào)根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T73-93《汽車電器設(shè)備產(chǎn)品型號(hào)編制方法》，汽車交流發(fā)電機(jī)的型號(hào)為5部分:①②③④⑤①為產(chǎn)品代號(hào)：有JF、JFZ、JFB、JFW四種39第39頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2

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國(guó)產(chǎn)交流發(fā)電機(jī)的型號(hào)②電壓等級(jí)代號(hào)：1—12V、2—24V、6—6V。③為電流等級(jí)代號(hào)：數(shù)字，含義見表2-1④為設(shè)計(jì)序號(hào)：用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。⑤為變型代號(hào)：以調(diào)整臂位置，從驅(qū)動(dòng)端看，Y-右邊、Z-左邊、無-中間40第40頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.2

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國(guó)產(chǎn)交流發(fā)電機(jī)的型號(hào)例如，桑塔拉,奧迪100型轎車用的JFZ1913Z，其含義為:電壓等級(jí)為12V、輸出電流大于90A、第13次設(shè)計(jì)、調(diào)整臂位于左邊、整體式交流發(fā)電機(jī)。表2-1電流等級(jí)代號(hào)電流等級(jí)代號(hào)123456789電流值/A~1920~2930~3940~4950~5960~6970~7980~89≥9041第41頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.3交流發(fā)電機(jī)的工作原理3.3.1發(fā)電原理交流發(fā)電機(jī)的工作原理如圖所示。F——?jiǎng)?lì)磁端E——搭鐵B——輸出端42第42頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.3.1發(fā)電原理1、發(fā)電機(jī)內(nèi)部有一個(gè)由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)）2、磁場(chǎng)外有定子繞組，繞組有3組線圈(3相繞組)，三相繞組彼此相隔120°43第43頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.3.1發(fā)電原理3、當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)使固定的電樞繞組切割磁力線（或者說使電樞繞組中通過的磁通量發(fā)生變化）而產(chǎn)生頻率相同，幅值相等，相位相差120°的三相正弦交流電動(dòng)勢(shì)，波形如下圖。44第44頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.3

.1發(fā)電原理45第45頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.3

.1發(fā)電原理每相電動(dòng)勢(shì)的有效值為

E∮=4.44kfN∮k——繞組系數(shù)，采用整距集中繞組時(shí)，k=1f——感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率（HZ）

f=pn/60（p為磁極對(duì)數(shù)，n為轉(zhuǎn)速）

N——每相繞組的匝數(shù)（匝）∮——每極磁通（Wb）46第46頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.3

.2

整流原理定子繞組產(chǎn)生交流電由硅整流二極管組成的整流電路轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姟?7第47頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.3

.2

整流原理二極管具有單向?qū)щ娦裕赫螂妷海簩?dǎo)通、低阻；反向電壓：截止，高阻。利用二極管的單向?qū)щ娦?，即可把交流電轉(zhuǎn)變成直流電。48第48頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.3

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整流原理由6只硅二極管組成的三相橋式整流電路如右圖所示。導(dǎo)通原則：49第49頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.3

.2

整流原理二極管VD1，VD2，VD3為正極管子，其正極分別接在發(fā)電機(jī)三相繞組的首端，負(fù)極連接在一起，在某一瞬間，正極電位最高者導(dǎo)通；50第50頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.3.2

整流原理二極管VD4，VD5，VD6為負(fù)極管子，其負(fù)極分別接在發(fā)電機(jī)三相繞組的首端，正極連接在一起，某一瞬間負(fù)極電位最低者導(dǎo)通。51第51頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.3

.2

整流原理每一時(shí)刻只有2只二極管導(dǎo)通，負(fù)載兩端得到一個(gè)平穩(wěn)的直流脈動(dòng)電壓。52第52頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一53第53頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.3

.2

整流原理有的發(fā)電機(jī)具有中性點(diǎn)接線柱，是從三相繞組的中性點(diǎn)引出來的，標(biāo)記為“N”。輸出電壓為UN

，稱中性點(diǎn)電壓。54第54頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.3.2

整流原理中性點(diǎn)電壓的平均值為發(fā)電機(jī)輸出電壓（平均值）的一半

UN=1/2U

該電壓一般用來控制各種用途的繼電器。55第55頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一2

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.2

整流原理有的發(fā)電機(jī)沒有中性點(diǎn)接線柱，但是也把中性點(diǎn)電壓充分的利用了（如夏利、桑塔納發(fā)電機(jī)）。8管交流發(fā)電機(jī)56第56頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.3.2

整流原理這些發(fā)電機(jī)在中性點(diǎn)處接上兩只整流二極管，和三相繞組的六只整流二極管一道輸出，可提高發(fā)電機(jī)功率10%～15%。8管交流發(fā)電機(jī)57第57頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.

3.

3

勵(lì)磁方式將電源引入到（轉(zhuǎn)子）磁場(chǎng)繞組使之產(chǎn)生磁場(chǎng)稱為勵(lì)磁。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)都需要?jiǎng)?lì)磁。因?yàn)樗鼈兊拇艌?chǎng)都是電磁場(chǎng)，也就是說必須給磁場(chǎng)繞組通電才會(huì)有磁場(chǎng)產(chǎn)生。58第58頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.

3.

3

勵(lì)磁方式勵(lì)磁方式有自勵(lì)和他勵(lì)兩種。先他勵(lì)，后自磁.當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低，其電壓低于蓄電池電壓時(shí)，先由蓄電池向磁場(chǎng)繞組供電；59第59頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.

3.

3

勵(lì)磁方式當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高，其電壓高于蓄電池電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)向自身的磁場(chǎng)繞組供電。60第60頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.

3

.4九管交流發(fā)電機(jī)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。61第61頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.

3

.4九管交流發(fā)電機(jī)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)磁二極管組成的交流發(fā)電機(jī)。62第62頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.

3.4九管交流發(fā)電機(jī)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63第63頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.

3.4九管交流發(fā)電機(jī)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。64第64頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.

3.5十一管交流發(fā)電機(jī)11管交流發(fā)電機(jī)的整流器由8只大功率整流二極管和3只磁場(chǎng)二極管組成。其它結(jié)構(gòu)和6管交流發(fā)電機(jī)相同。65第65頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.

3.5十一管交流發(fā)電機(jī)11管交流發(fā)電機(jī)的整流器，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66第66頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.

3.5十一管交流發(fā)電機(jī)11管發(fā)電機(jī)既能提高發(fā)電機(jī)功率，又使充電指示燈電路簡(jiǎn)化，應(yīng)用較廣。67第67頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.

4

交流發(fā)電機(jī)的工作特性交流發(fā)電機(jī)的工作特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速變化范圍大，對(duì)于一般汽油機(jī)來說，其轉(zhuǎn)速變化約為1:8，柴油機(jī)約為1:5。因此分析汽車交流發(fā)電機(jī)的特性以轉(zhuǎn)速的變化為基礎(chǔ)。68第68頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.

4

交流發(fā)電機(jī)的工作特性交流發(fā)電機(jī)的工作特性：是指發(fā)電機(jī)經(jīng)整流后輸出的直流電壓U，電流I，和轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系。包括空載特性，輸出特性和外特性。69第69頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.

4.

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空載特性當(dāng)發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓U和轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系，即負(fù)載電流I=0時(shí)，U=F（n）的函數(shù)關(guān)系。由空載特性可以判斷發(fā)電機(jī)低速充電性能的好壞。70第70頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.

4.

2

輸出特性輸出特性是指在發(fā)電機(jī)端電壓U不變（對(duì)12V系列的交流發(fā)電機(jī)規(guī)定為14V）輸出電流與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，即U=常數(shù)時(shí)，I＝f（n）的函數(shù)關(guān)系。71第71頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.

4.

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輸出特性輸出特征曲線表明，端電壓保持不變，當(dāng)n＞n1時(shí)，其輸出電流I隨著轉(zhuǎn)速n的增加而逐漸增大。72第72頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.

4.

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輸出特性當(dāng)n＜n1時(shí)，因?yàn)槎穗妷旱陀陬~定值，發(fā)電機(jī)不能向外輸送電流，汽車只能由蓄電池供電，故稱n1為空載轉(zhuǎn)速。73第73頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.

4.

2

輸出特性空載轉(zhuǎn)速通常作為選擇發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)比的依據(jù)。使得發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速時(shí)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速n也能＞n174第74頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.

4.

2

輸出特性發(fā)電機(jī)達(dá)到額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速→額定轉(zhuǎn)速n2，這時(shí)發(fā)電機(jī)的負(fù)載電流為額定電流IA。轉(zhuǎn)速n2是判斷發(fā)電機(jī)性能的重要指標(biāo)。75第75頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.4.

2

輸出特性當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值后，輸出電流I幾乎不再繼續(xù)增加，具有限制輸出電流的能力。76第76頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.4.

2

輸出特性這是由于隨著定子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的增加，定子繞組的阻抗也隨著轉(zhuǎn)速的升高而增加。同時(shí)定子電流增加時(shí)，電樞反應(yīng)的增強(qiáng)也使感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)下降。77第77頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.4.

2

輸出特性所以，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值后，其輸出電流幾乎不變，即具有限定輸出電流的作用，故交流發(fā)電機(jī)不需設(shè)置限流器。78第78頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.4.2

輸出特性結(jié)論：1、發(fā)電機(jī)電壓（輸出）一定時(shí)，發(fā)電機(jī)電流存在最大值。2、即發(fā)電機(jī)功率存在最大值。3、限制發(fā)電機(jī)輸出功率，只需限制發(fā)電機(jī)輸出電壓。79第79頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.4.2

輸出特性4、限制輸出電壓后，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增加，不會(huì)出現(xiàn)由于電流過高，燒壞發(fā)電機(jī)的情況。5、如果發(fā)電機(jī)電壓過高，會(huì)損壞用電設(shè)備。80第80頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.4.3

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U與輸出電流I之間的關(guān)系，即n=常數(shù)時(shí)，U=f(I)的函數(shù)關(guān)系。81第81頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.4.3

外特性外特性曲線表明，即使在一定的轉(zhuǎn)速下，輸出電流增加時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓有較大幅度的下降，因此要使輸出電壓穩(wěn)定，必須配置電壓調(diào)節(jié)器。82第82頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.4.3

外特性另外，在發(fā)電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果突然失去負(fù)載，端電壓會(huì)急劇升高。電器設(shè)備中的電子元件將有擊穿的危險(xiǎn)。83第83頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5電壓調(diào)節(jié)器3.5.1電壓調(diào)節(jié)器的基本原理通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流使發(fā)電機(jī)輸出電壓保持穩(wěn)定。每相電動(dòng)勢(shì)的有效值為

E∮=4.44kfN∮而f=pn/60（p為磁極對(duì)數(shù)，n為轉(zhuǎn)速）∴E∮=4.44k(PN/60)n∮=Cn∮84第84頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.1電壓調(diào)節(jié)器的基本原理發(fā)電機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)速變化范圍很大。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速n變化時(shí)，想保持發(fā)電機(jī)電壓穩(wěn)定，需改變發(fā)電機(jī)的磁通∮。而磁通∮取決于勵(lì)磁電流的大小?！喈?dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速n變化時(shí)，通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，可保持發(fā)電機(jī)電壓不變。85第85頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.1電壓調(diào)節(jié)器的基本原理電壓調(diào)節(jié)器的分類按工作原理可分為：1、觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器2、晶體管電壓調(diào)節(jié)器3、集成電路電壓調(diào)節(jié)器4、電腦控制電壓調(diào)節(jié)器86第86頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.2雙級(jí)電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器雙級(jí)電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器屬于觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器，應(yīng)用較早。87第87頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.2雙級(jí)電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器它觸點(diǎn)振動(dòng)頻率慢，機(jī)械慣性和電磁慣性大，電壓調(diào)節(jié)精度低，觸點(diǎn)易產(chǎn)生火花，電磁干擾大，可靠性差，壽命短，已淘汰88第88頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.3

晶體管電壓調(diào)節(jié)器隨著半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展，晶體管調(diào)節(jié)器誕生。優(yōu)點(diǎn)：三極管的開關(guān)頻率高，且不產(chǎn)生火花，調(diào)節(jié)精度高，還具有重量輕、體積小、壽命長(zhǎng)、可靠性高、電波干擾小等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)廣泛應(yīng)用于東風(fēng)、解放及多種中低檔車型。89第89頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.3

晶體管電壓調(diào)節(jié)器

解放CA1091采用JF1522型交流發(fā)電機(jī)并配用JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器電路如圖所示。它包括基本電路和輔助電路兩部分。90第90頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器91第91頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.3

晶體管電壓調(diào)節(jié)器基本電路由電阻R1、R2、R5、R6、R7、R8，穩(wěn)壓管VS1，續(xù)流二極管VD1和三極管VT1，VT2，VT3組成92第92頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.3

晶體管電壓調(diào)節(jié)器其中VT2，VT3形成復(fù)合開關(guān)管，提高放大倍數(shù)，增加輸出電流，它的負(fù)載是發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組。93第93頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.3

晶體管電壓調(diào)節(jié)器輔助電路由電阻R3、R4，二極管VD2、VD3，電容器C1、C2，穩(wěn)壓管VS2等組成。94第94頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.3

晶體管電壓調(diào)節(jié)器JFT106型調(diào)節(jié)器的外殼由薄鐵板沖壓或用鋁合金鑄造而成。外殼上有“B”（+）、“F”、“E”（-）三個(gè)接線柱，接線柱的內(nèi)端焊接在殼內(nèi)的印刷電路板上95第95頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一JFT106型調(diào)節(jié)器的工作原理96第96頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一JFT106型調(diào)節(jié)器的工作原理接通點(diǎn)火開關(guān)S，發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，但U發(fā)＜U蓄，U蓄加在分壓器R1、R2上，UR2＜VS1的擊穿電壓，VS1截止，VT1截止97第97頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一U蓄經(jīng)R5加在VD2，R7上，電阻R7使VT2獲得正向偏壓而導(dǎo)通；VT2導(dǎo)通后，偏流電阻R8使VT3獲得正向偏壓而導(dǎo)通，接通磁場(chǎng)電路。98第98頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一JFT106型調(diào)節(jié)器的工作原理完整電路圖。電流回路為藍(lán)色箭頭。99第99頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一JFT106型調(diào)節(jié)器的工作原理其電流回路為：蓄電池正極→點(diǎn)火開關(guān)S→發(fā)電機(jī)F1接線柱→磁場(chǎng)繞組→發(fā)電機(jī)F2接線柱→調(diào)節(jié)器F接線柱→VT3→E接線柱→蓄電池負(fù)極。

U發(fā)隨轉(zhuǎn)速的升高而升高。100第100頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一JFT106型調(diào)節(jié)器的工作原理當(dāng)U發(fā)達(dá)到限額時(shí)，UR2加在VD1、VS1、R6上，使VS1擊穿導(dǎo)通，VT1隨之導(dǎo)通，VT1集電極對(duì)地的電壓幾乎為零，使VT2失去正向偏壓而截止，并使VT3截止，磁場(chǎng)電流為零，U發(fā)下降。101第101頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一102第102頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一JFT106型調(diào)節(jié)器的工作原理當(dāng)U發(fā)稍低于限額值時(shí)，VS1截止，VT1截止，VT2，VT3管交替導(dǎo)通、截止，使U發(fā)限定在調(diào)節(jié)電壓范圍內(nèi)。103第103頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.3

晶體管電壓調(diào)節(jié)器輔助元件用來保護(hù)和改善調(diào)節(jié)器的性能。R3：為調(diào)整電阻，調(diào)整限額電壓的高低。R3↑，限額電壓↑104第104頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.3

晶體管電壓調(diào)節(jié)器VD3：續(xù)流二極管。在VT3截止瞬間，磁場(chǎng)繞組產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)經(jīng)VD3構(gòu)成回路放電，保護(hù)VT3管不被擊穿。105第105頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.3

晶體管電壓調(diào)節(jié)器VD1：溫補(bǔ)二極管，與穩(wěn)壓管VS1反向串聯(lián)。當(dāng)溫度變化時(shí)，起補(bǔ)償作用，使調(diào)節(jié)器性能穩(wěn)定。106第106頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.3

晶體管電壓調(diào)節(jié)器VD2：分壓二極管。當(dāng)VD1導(dǎo)通時(shí)，使VT2，VT3可靠截止，減小VT1溫度變化時(shí)對(duì)VT2，VT2的影響。107第107頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.3

晶體管電壓調(diào)節(jié)器VS2：穩(wěn)壓二極管。并聯(lián)在發(fā)電機(jī)兩端，起過壓保護(hù)作用。108第108頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.3

晶體管電壓調(diào)節(jié)器R4：正反饋電阻，提高VT3的開關(guān)速度，減小三極管的耗散功率，延長(zhǎng)調(diào)節(jié)器的使用壽命。C1，C2：降頻電容，并聯(lián)在分壓電阻R2兩端，利用其兩端電壓不能突變的特性來降低VT1的開關(guān)頻率，減小VT1的開關(guān)次數(shù)，從而減小耗散功率，延長(zhǎng)調(diào)節(jié)器的使用壽命。109第109頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.4集成電路調(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，還超小型，可安裝于發(fā)電機(jī)的內(nèi)部，減少了外接線，并且冷卻效果得到了改善?，F(xiàn)廣泛應(yīng)用于桑塔納、奧迪等多種轎車上。裝有集成電路調(diào)節(jié)器的交流發(fā)電機(jī)又稱為整體式交流發(fā)電機(jī)。110第110頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.4集成電路調(diào)節(jié)器集成電路調(diào)節(jié)器的基本工作原理與晶體管調(diào)節(jié)器相同，都是根據(jù)發(fā)電機(jī)的電壓信號(hào)（輸出信號(hào)），利用三極管的開關(guān)特性控制發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)電流，達(dá)到穩(wěn)定發(fā)電機(jī)輸出電壓的目的。111第111頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.4集成電路調(diào)節(jié)器根據(jù)輸入電壓信號(hào)檢測(cè)點(diǎn)的不同，集成電路調(diào)節(jié)器的基本電路又可分為發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)法蓄電池電壓檢測(cè)法。112第112頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.4集成電路調(diào)節(jié)器兩者區(qū)別在于：“發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)法”控制電路所取信號(hào)直接來源于發(fā)電機(jī)的輸出端，“蓄電池電壓法”則來源于蓄電池端。采用發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)法，可省去信號(hào)輸入線，但是當(dāng)發(fā)電機(jī)至蓄電池的電壓降比較大時(shí)，會(huì)引起蓄電池充電不足（到蓄電池的電壓太低）。113第113頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.4集成電路調(diào)節(jié)器∴一般大功率發(fā)電機(jī)多采用“蓄電池法”，使蓄電池的電壓得以保證。但采用蓄電池電壓檢測(cè)法后，若發(fā)電機(jī)的電壓輸出線或信號(hào)輸出線斷路時(shí)，由于無法檢測(cè)發(fā)電機(jī)的工作情況，會(huì)造成發(fā)電機(jī)失控現(xiàn)象。∴在很多電路設(shè)計(jì)中，對(duì)具體電路作了相應(yīng)改進(jìn)。114第114頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.4集成電路調(diào)節(jié)器1、國(guó)產(chǎn)JFZ152型集成電路調(diào)節(jié)器是一種厚膜混合集成電路調(diào)節(jié)器，適用于14V350~500W的外搭鐵交流發(fā)電機(jī)，如東風(fēng)EQ1090的交流發(fā)電機(jī)。內(nèi)搭鐵發(fā)電機(jī)：磁場(chǎng)繞組的一端與發(fā)電機(jī)殼體相連直接搭鐵；外搭鐵發(fā)電機(jī)：磁場(chǎng)繞組的一端經(jīng)調(diào)節(jié)器后搭鐵。工作原理如下：115第115頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.4集成電路調(diào)節(jié)器116第116頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.4集成電路調(diào)節(jié)器接通點(diǎn)火開關(guān)，U蓄加在控制電路的分壓器上，由于UR3＜穩(wěn)壓管VS的擊穿電壓，VS截止，VT1截止。117第117頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.4集成電路調(diào)節(jié)器在偏置電阻R5的作用下，復(fù)合管VT2、VT3導(dǎo)通，蓄電池向發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁電流，U發(fā)隨轉(zhuǎn)速上升。118第118頁，共132頁，2023年，2月20日，星期一3.5.4集成電路調(diào)節(jié)器當(dāng)U發(fā)＞調(diào)節(jié)電壓上限時(shí)，UR3升高至穩(wěn)壓管VS的擊穿電壓，VS被擊穿導(dǎo)通，VT1導(dǎo)通，VT2、VT3截止，勵(lì)磁電流斷，U發(fā)迅速降低。119第119頁，共132頁，2023年，2月