汽車電器交流發(fā)電機 課件

汽車電器交流發(fā)電機課件第1頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第2頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第3頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第4頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二交流發(fā)電機

交流發(fā)電機利用電磁感應原理，將發(fā)動機帶動發(fā)電機軸轉動的機械能轉變?yōu)殡娔茌敵?。其功用是在發(fā)動機正常運轉時（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。交流發(fā)電機主要由三相同步交流發(fā)電機和二極管整流器組成，一般被稱為硅整流交流發(fā)電機，也簡稱交流發(fā)電機第5頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二根據(jù)法拉第電磁感應定律，當穿過一個閉合回路所包圍的面積的磁通量（磁力線數(shù)）發(fā)生變化時（導體和磁場

之間存在相對運動），回路中就有感應電動勢產(chǎn)生，如果回路為閉合導體回路，則有感應電流產(chǎn)生。交流發(fā)電機就是根據(jù)上述原理設計制成，只是發(fā)電機的磁場是電磁場。第6頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二2.2.2交流發(fā)電機的構造JF132交流發(fā)電機的組件1后端蓋2電刷架3電刷4電刷彈簧壓蓋5硅整流管6散熱板7轉子8定子總成9前端蓋10風扇11帶輪第7頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二JF132交流發(fā)電機的組件1后端蓋2電刷架3電刷4電刷彈簧壓蓋5硅整流管6散熱板7轉子8定子總成9前端蓋10風扇11帶輪第8頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第9頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第10頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第11頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二1.轉子

轉子是交流發(fā)電機的磁場部分，主要是由兩塊爪極、磁場繞組、滑環(huán)等組成

爪極式轉子結構圖1.集電環(huán)（滑環(huán)）2.軸3.爪極4.轉子磁軛5.勵磁繞組第12頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二轉子軸上壓裝著兩塊爪極，兩塊爪極各有六個鳥嘴形磁極，爪極空腔內裝有磁場繞組(轉子線圈)和磁軛。

磁場繞組兩端的引線分別焊在與轉子軸絕緣的兩個滑環(huán)(集電環(huán))集電環(huán)由兩個彼此絕緣的銅環(huán)組成滑環(huán)的外圓表面應平整光滑，以便轉子高速運行時其與電刷滿足滑動接觸要求。當兩個電刷與直流電源相接時，激磁繞組中便有激磁電流通過，產(chǎn)生軸向磁通，使得一塊爪極被磁化為N極，另一塊爪極為S極,從而形成六對相互交錯的N,S磁極。第13頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二轉子的磁極采用爪極結構，這是裝在軸上的一個爪極，有六個鳥嘴形的磁極第14頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二在爪極內裝有產(chǎn)生磁場的磁軛與勵磁線圈，在轉子軸上有向勵磁線圈供電的滑環(huán)。第15頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二在轉軸上再裝上另一個爪極，使兩個爪極的磁極交錯排列第16頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二爪極的磁場，先觀看沒有兩邊爪極的情況，在軸上裝上滑環(huán)向勵磁線圈供電，當勵磁線圈通電后，磁軛產(chǎn)生的磁場第17頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二裝上兩邊爪極后，磁力線將沿爪極走動，將軸向磁通轉換為徑向磁通。將轉子爪極設計成鳥嘴形的目的是使磁場呈正弦分布，以使電樞繞組產(chǎn)生的感應電動勢有較好的正弦波形。第18頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第19頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二交流發(fā)電機磁路交流發(fā)電機的磁路為：磁軛→N極→轉子與定子之間的氣隙→定子→定子與轉子間的氣隙→S極→磁軛。第20頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二轉子產(chǎn)生旋轉磁場

當轉子轉動時，就形成了旋轉的磁場。爪極凸緣的外形呈鳥嘴形，當發(fā)電機工作時，可在定子鐵心內部形成近似正弦變化的交變磁場。當轉子旋轉時，由于定子繞組與磁力線有相對的切割運動，可使定子繞組感應的交流電動勢近似于正弦曲線的波形。第21頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二2、定子

定子的功用是產(chǎn)生交流電，又稱電樞，固定在兩端蓋之間。定子由定子鐵心和定子繞組成。定子鐵心由內圈帶槽的硅鋼片疊成，定子繞組的導線就嵌放在鐵心的槽中。定子繞組有三相，三相繞組采用星形接法或三角形（大功率）接法，都能產(chǎn)生三相交流電。第22頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第23頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第24頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二2.定子三相繞組的連接方法有星形接法（又稱Y形接法）和三角形接法（又稱△形接法）兩種。第25頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二2.定子Y形接法是將三相繞組的三個末端X、Y、Z接在一起，將三相繞組的首端A、B、C作為交流發(fā)電機的交流輸出端，第26頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二△形接法△形接法是將每相繞組的首端和另一相繞組的末端依次相連接，因而有三個接點，這三個接點即為交流發(fā)電機的交流輸出端。第27頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二電角度

電角度的360°是據(jù)電流完成一個完整的周期變化來定義的。第28頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二三相繞組必須按一定要求繞制：1.每個線圈的兩個有效邊之間的距離應和一個磁極占據(jù)的空間距離相等；2.每相繞組相鄰線圈始邊之間的距離應和一對磁極占據(jù)的距離相等或成倍數(shù)；3.三相繞組的始邊應相互間隔2π+120度電角度（一對磁極占有的空間為360度電角度）。才能使之獲得頻率相同、幅值相等、相位互差120°的三相電動勢。三相繞組的繞法第29頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二三相繞組的繞法為了在三相繞組中產(chǎn)生大小相等，頻率相同，且相位相差120度的對稱電動勢，應遵循以下原則：規(guī)則1——每相繞組的線圈個數(shù)和每個線圈的匝數(shù)應完全相等。例如，JF11型交流發(fā)動機定子總槽數(shù)Z為36，每相繞組占用的槽數(shù)應為12。因采用單層集中繞法，即每個槽內放置1個有效邊，故每相繞組又由六組線圈串聯(lián)而成，若每個線圈有13匝，則每相繞組共有78匝。第30頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第31頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二規(guī)則2——每個線圈的節(jié)距必須相同。節(jié)距y1和極距yp是兩個重要的結構參數(shù)。y1在數(shù)據(jù)上等于線圈的兩個有效邊之間的定子槽數(shù)，而相鄰異性磁極中心線之間的定子槽數(shù)則稱為極距yp

要使線圈內能產(chǎn)生最大的感應電動勢，線圈的兩個有效邊應分別置于異性的磁極下面。若每個線圈的節(jié)距y1相等并等于極矩yp時，便可獲得最大感應電動勢。1.每個線圈的兩個有效邊之間的距離應和一個磁極占據(jù)的空間距離相等；第32頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第33頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二規(guī)則3——三相繞組的起端A、B、C在定子槽內的排列必須相隔120度電角度。轉子旋轉時，磁場相對定子中的導體運動，在定子繞組中產(chǎn)生感應電動勢。且每轉過一對磁極時，線圈中的感應電動勢就變化一個周期，即360度電角度，由此計算(P＝6，Z＝36)，每個槽的電角度為60度。相鄰兩相繞組線圈的起端間隔距離應等于2＋3n個槽（y1＝3，n＝0，2，4，……），即2、8、14……個槽均可第34頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第35頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二三相繞組的繞法示例-JF11發(fā)電機第36頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二結構參數(shù)如下：磁極對數(shù)p6對；定子槽數(shù)z36槽定子繞組相數(shù)3相；每個線圈匝數(shù)N13匝繞組連接方法Y型連接一對磁極占6個槽的空間位置（每槽60度電度角）第37頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二3.整流器整流器的作用是將定子繞組產(chǎn)生的三相交流電轉換為直流電，并可阻止蓄電池電流向發(fā)電機倒流。

整流管安裝圖整流管電路圖1絕緣散熱板2正極管3負極管4后端蓋B-電樞接線柱E-搭鐵第38頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二整流管的安裝將正極管安裝在一塊鋁制散熱板上，稱為正整流板；將負極管安裝另一塊鋁制散熱板上，稱為負整流板，也可用發(fā)電機后蓋代替負整流板。見圖。第39頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二（3）只有一根引線并且有的二極管引線是正極，有的二極管引線是負極，引出線為正極的管子叫正極管，引出線為負極的管子叫負極管，所以說整流二極管有正二極管和負二極管之分。整流管的安裝將正極管安裝在一塊鋁制散熱板上，稱為正整流板；將負極管安裝另一塊鋁制散熱板上，稱為負整流板，也可用發(fā)電機后蓋代替負整流板。在正整流板上有一個輸出接線柱B（發(fā)電機的輸出端）；負整流板上直接搭鐵。負整流板一定和殼體相聯(lián)接。第40頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二3.整流器為便于散熱，散熱板通常用鋁合金制成，它與后端蓋用絕緣材料墊片隔開，固定在后端蓋上，用螺栓引至后端蓋外部作為發(fā)電機的電源輸出端，并在后端蓋上鑄由標記“B”或“+”、“A”、“電樞”。第41頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二4.端蓋(Frontcover,Rearcover)交流發(fā)電機的前后端蓋由鋁合金鑄成，鋁合金為非導磁材料，可減少漏磁，并具有重量輕、散熱性好的優(yōu)點。作用：固定定子、轉子和附件位置。固定整機位置，可以張緊第42頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二5.電刷組件(brush)

作用：把靜止電源提供給旋轉部件。將電源通過集電環(huán)引入磁場繞組。組成：電刷、電刷架和電刷彈簧。電刷組件裝在后端蓋內，通過彈簧力作用與轉子軸上的滑環(huán)(sliprings)保持接觸。a）外裝式b）內裝式第43頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二6.附件說明風扇(fan)作用：強制風冷皮帶輪(wheel)

作用：動力傳遞第44頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第45頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第46頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二加上前后端蓋，構成發(fā)電機的外觀第47頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第48頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二5.交流發(fā)電機的型號

第一部分為產(chǎn)品代號，由字母表示，如JF、JFZ、JFB、JFW

第二部分為電壓等級代號，用一位阿拉伯數(shù)字表示，其中有：1—12V、2—24V、6—6V第三部分為電流等級代號，用一位阿拉伯數(shù)字表示，各代號表示的電流等級見表1-5第四部分為設計序號，第五部分為變型代號

第49頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二1.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（調節(jié)器內置）交流發(fā)電機JFB——帶泵的交流發(fā)電機JFW——無刷交流發(fā)電機第50頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二2.電壓等級代號電壓等級代號用一位阿拉伯數(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)第51頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二2.2交流發(fā)電機的類型和構造2.2.1交流發(fā)電機的類型(1.按照交流發(fā)電機總體結構)基本結構類型結構特點應用實例普通交流發(fā)電機三相交流發(fā)電機；6只硅整流二極管組成全波整流器；外置式電壓調節(jié)器東風EQl090汽車用JFl32型發(fā)電機整體式交流發(fā)電機三相交流發(fā)電機；內裝式電子調節(jié)器發(fā)電機和調節(jié)器制成一個整體的發(fā)電機奧迪100、桑塔納等轎車JFZl813Z型發(fā)電機采用11只硅整流二極管整流器帶泵交流發(fā)電機帶真空制動助力泵的交流發(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)電機依維柯汽車用JFZl912Z型發(fā)電機。無刷交流發(fā)電機無刷交流發(fā)電機(不需要電刷的發(fā)電機)JFWl913型發(fā)電機永磁交流發(fā)電機轉子磁極采用永磁材料農(nóng)用運輸車用發(fā)電機第52頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二交流發(fā)電機的分類

（1）按總體結構不同①普通交流發(fā)電機②整體式交流發(fā)電機③帶泵交流發(fā)電機④無刷交流發(fā)電機⑤永磁交流發(fā)電機（2）按整流器結構不同①六管發(fā)電機②八管發(fā)電機③九管發(fā)電機④十一管發(fā)電機（3）按磁場繞組搭鐵型式不同①內搭鐵式②外搭鐵式第53頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第54頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二8管交流發(fā)電機除了三相橋式整流電路的6個二極管外，還具有2個中性點二極管，利用中性點二極管的輸出可以提高發(fā)電機的輸出功率一只正極管接在中性點和正極之間，一只負極管接在中性點和負極之間第55頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第56頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二9管交流發(fā)電機的特點是除了常用的6個二極管外，又增加了3個小功率二極管，專門用來供給磁場電流，又稱為磁場二極管。采用磁場二極管后，可以省去充電指示燈繼電器，其線路連接關系如圖所示。3只小功率管二極管與三只大功率負二極管也組成三相全波橋式整流電路專門為發(fā)電機磁場供電。第57頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第58頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二11管交流發(fā)電機由6個三相橋式整流二極管，3個磁場二極管和2個中性點二極管組成，如圖所示。11管交流發(fā)電機兼有8管與9管交流發(fā)電機的特點和作用。第59頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二按磁場繞組搭鐵形式兩分類1）內搭鐵型交流發(fā)電機磁場繞組（勵磁線圈）的一端（負極）直接搭鐵（和殼體相聯(lián)）；2）外搭鐵型交流發(fā)電機磁場繞組的兩只電刷都和殼體絕緣。外搭鐵型發(fā)電機的磁場繞組負極（負電刷）接調節(jié)器，通過后再搭鐵。第60頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第61頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二探究感應電動勢大小與磁通量變化的關系提出問題既然閉合電路的磁通量發(fā)生改變就能產(chǎn)生感應電動勢，那么感應電動勢大小與磁通量的變化是否有關呢？猜想或假設感應電動勢E的大小與磁通量的變化量△φ有關。也與完成磁通量變化所用的時間△t有關。也就是與磁通量變化的快慢有關（而磁通量變化的快慢可以用磁通量的變化率表示△φ/△t

）第62頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二1、內容：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量變化率△Φ/△t成正比．二、法拉第電磁感應定律：2、數(shù)學表達式（單位為伏、韋伯、秒則k=1）第63頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二二、法拉第電磁感應定律：若線圈有n匝，則相當于有n個電源串聯(lián)，總電動勢為：注意：（1）公式中Δφ的計算方法，（2）電動勢E為平均值（3）感應電流的方向另行判斷。第64頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二Φ/10-2Wbt/sABD0120.15、單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，轉軸垂直于磁場。若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示，則：()A、線圈中0時刻感應電動勢最大B、線圈中D時刻感應電動勢為零C、線圈中D時刻感應電動勢最大D、線圈中0到D時間內平均感應電動勢為0.4VABD第65頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二三、導體作切割磁感線運動電動勢E大小如圖所示閉合線圈一部分導體ab處于勻強磁場中，磁感應強度是B，ab以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應電動勢ab×

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××Gabv回路在時間t內增大的面積為：ΔS=L(vΔt)產(chǎn)生的感應電動勢為：穿過回路的磁通量的變化為：ΔΦ=BΔS=BLvΔt（V是相對于磁場的速度）第66頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二θvBV1=VsinθV2=Vcosθ若導體斜切磁感線（θ為v與B夾角）

（若導線運動方向與導線本身垂直，但跟磁感強度方向有夾角）說明：1、導線的長度L應為有效長度2、V方向和B平行時，θ=0E=03、速度V為平均值，E就為平均值.

速度V為瞬時值，E就為瞬時值.第67頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第68頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二2.3交流發(fā)電機的工作原理交流發(fā)電機的發(fā)電原理整流原理和過程交流發(fā)電機的勵磁方式不同形式交流發(fā)電機的電路連接方式和原理第69頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二2.3交流發(fā)電機的工作原理第70頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二一、交流發(fā)電原理1.在發(fā)電機內部有一個由發(fā)動機帶動轉子（旋轉磁場）2.磁場外有一個定子繞組,繞組有3組線圈(3相繞組)，3相繞組彼此相隔120度3.當轉子旋轉時，旋轉的磁場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)生電動勢。第71頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二

轉子旋轉時，形成一個旋轉磁場，使靜止的電樞因切割磁力線而產(chǎn)生感應電動勢；由于磁極鐵心的特殊設計，使磁極磁場近似于正弦規(guī)律分布，從而使三相電樞繞組產(chǎn)生的感應電動勢按正弦規(guī)律變化：

定子3相繞組感生電動勢的大小為：其中：Em----每相電動勢的最大值ω---------電角速度Eφ-------------------每相電動勢的有效值eA=Emsinωt=√2EΦsinωteB=Emsin(ωt—120°)=√2EΦsin(ωt-120°)eC=Emsin(ωt—240°)=√2EΦsin((ωt-240°)第72頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二2.3.1發(fā)電原理當轉子旋轉時，定子繞組與磁力線之間產(chǎn)生相對運動，在三相繞組中產(chǎn)生頻率相同、幅值相等、相位相差120度電角度的三相正弦交流電動勢。每相電動勢的有效值為

式中——每相電動勢的有效值（Ｖ）；k——繞組系數(shù)，采用整距集中繞組時，k

＝1；f——感應電動勢的頻率（Hz）（p為磁極對數(shù)，n為轉速）；N——每相繞組的匝數(shù)（匝）；

——每極磁通（Wb）。第73頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二交流電動勢波形交流電動勢的幅值是發(fā)電機轉速的函數(shù)。因此，當轉速n變化時，三相電動勢的波形為變頻率、變幅值的交流波形。第74頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二2.3.2整流原理

交流發(fā)電機定子繞組產(chǎn)生的交流電，通過硅整流二極管組成的整流電路轉變?yōu)橹绷麟?。二極管具有單向導電性，當二極管加上正向電壓時，二極管導通，呈現(xiàn)低阻狀態(tài)；當二極管加上反向電壓時，二極管截止，呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。利用二極管的單向導電性，即可把交流電轉變成直流電。第75頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二2.整流原理二極管的導通原則

當三只二極管負極端相連時，正極端電位最高者導通；當三只二極管正極端相連時，負極端電位最低者導通。第76頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二二極管VD1、VD3、VD5為正極管子，其正極分別接在發(fā)電機三相繞組的首端，負極連接在一起，在某一瞬間，正極電位最高者導通；二極管VD2、VD4、VD6為負極管子，其負極分別接在發(fā)電機三相繞組的首端，正極連接在一起，某一瞬間負極電位最低者導通。第77頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二（1）二極管的整流原理交流發(fā)電機通過六只二極管組成的三相橋式整流電路將電樞繞組產(chǎn)生的三相交流電動勢轉變?yōu)橹绷麟娏鬏敵?，其工作原理如下圖：第78頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二（1）t＝0時，uA＝0，uB為負值，uC為正值，二極管VD5、VD4獲得正向電壓而導通，電流由C相流出→VD5→RL→VD4→B相→C相，形成電流回路；第79頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二（2）t1～t2時間內，A相電壓最高，B相電壓最低，VD1、VD4管獲得正向電壓而導通，形成電流回路；這樣電流從A相繞組出發(fā)，經(jīng)VD1，負載電阻RL,VD4，回到B相繞組組成回路，A、B相之間的線電壓加在負載RL上第80頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二（3）t2～t3時間內，A相電壓最高，C相電壓最低，VD1、VD6管獲得正向電壓而導通，形成電流回路；第81頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二（4）t3～t4時間內，B相電壓最高，C相電壓最低，VD3、VD6管獲得正向電壓而導通，形成電流回路；依此循環(huán)導通第82頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二思考與練習21.交流發(fā)電機的主要組成部分及其作用。2.交流發(fā)電機三相繞組的繞法應遵循哪些規(guī)則？3.何謂交流發(fā)電機的輸出特性、空載特性和外特性？4.試分析交流發(fā)電機三相橋式電路和整流電路的整流過程。第83頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二2.3.4帶中性點輸出的交流發(fā)電機整流原理在星形接法的交流發(fā)電機中，將三相繞組的中性點用導線引出，稱為中性點抽頭。其接線柱的標記為“N”

。由于ＵＮ是通過三個搭鐵的負極管子整流后得到的直流電壓，即三相半波整流電壓，“N”接柱對地電壓即為中性點電壓的平均值，數(shù)值上是發(fā)電機端電壓（平均值）的一半。即：第84頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二中性點作用帶有中性點接線柱的發(fā)電機可用中性點電壓來控制各種用途的繼電器。有的發(fā)電機沒有中性點接線柱，但是也把中性點電壓充分的利用了（如夏利、桑塔納發(fā)電機），這些發(fā)電機在中性點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)電機功率。第85頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二中性點整流輸出的基本電路

當發(fā)電機轉速升高到超過2000r／min時，交流分量的最高瞬時值有可能超過發(fā)電機的直流輸出電壓UB（14V），最低瞬時值則可能低于搭鐵電壓（0V）。交流分量中高于發(fā)電機直流輸出電壓UB和低于0V時便有可能對外輸出。

第86頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第87頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二發(fā)電機高速運轉時：1）當中性點電壓的瞬時值高于輸出電壓(14V)時，從中性點輸出電流，如圖2—11a所示。其輸出電路為：定子繞組→中性點二極管VD7→負載和蓄電池→負極管→定子繞組。2）當中性點電壓瞬時值低于負極電位時，流過中性點二極管VD8的電流如圖2—11b所示。其輸出電路為：定子繞組→正極管→B接線柱→負載和蓄電池→中性點二極管VD8→定子繞組。第88頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二勵磁方式除了永磁式交流發(fā)電機不需要勵磁以外，其他形式的交流發(fā)電機都需要勵磁，因為它們的磁場都是電磁場，也就是說必須給磁場繞組通電才會有磁場產(chǎn)生。將電源引入到磁場繞組使之產(chǎn)生磁場稱為勵磁，交流發(fā)電機勵磁方式有自勵和他勵兩種。第89頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二2.3.3勵磁方式交流發(fā)電機的勵磁方式是先他勵、后自勵。當發(fā)電機轉速較低，其電壓低于蓄電池電壓時，由蓄電池向發(fā)電機磁場繞組供電輸出，為他勵；當發(fā)電機轉速升高、其電壓高于蓄電池電壓時，發(fā)電機向自身的磁場繞組供電，為自勵方式。第90頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二2.3.5帶勵磁二極管的交流發(fā)電機

為進一步提高發(fā)電機的電流輸出，增加發(fā)電機的輸出功率，在交流發(fā)電機中增加3只正整流管作為勵磁二極管。功用是向激磁電路提供激磁電流和使充電指示燈熄滅。第91頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二將充電指示燈連接在發(fā)電機的B、D兩端。當接通點火開關而未啟動時，調節(jié)器（D、F兩端子之間）處于通路狀態(tài)，充電指示燈亮。路徑：蓄電池+→點火開關→充電指示燈→調節(jié)器→磁場繞組→搭鐵→蓄電池-。充電指示燈亮；當發(fā)動機啟動后，發(fā)電機正常工作時，發(fā)電機的B、D端電位升高且一致，使充電指示燈兩端的電壓降為0，充電指示燈滅第92頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二在發(fā)動機起動期間，發(fā)電機電壓(為0)UD+＜蓄電池電壓時，整流二極管截止，發(fā)電機不能對外輸出，由蓄電池供給磁場電流。路徑：蓄電池+→點火開關→充電指示燈→調節(jié)器→磁場繞組→搭鐵→蓄電池-。充電指示燈亮第93頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二當發(fā)動機轉速升高到怠速及其以上時，發(fā)電機應能正常發(fā)電并對外輸出，此時，發(fā)電機電壓＞蓄電池電壓，發(fā)電機自勵。UB=UD+，充電指示燈兩端壓降為零，燈熄滅,若沒有熄滅,說明發(fā)電機有故障或充電指示燈電路有搭鐵.第94頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二發(fā)電機工作時，充電指示燈由蓄電池端電壓與磁場二極管輸出端L的電壓UL的差值控制。隨著發(fā)電機轉速升高，UL增高，指示燈亮度減弱。當發(fā)電機電壓達到蓄電池充電電壓時，發(fā)電機開始自勵，此時指示燈因兩端的電位相等而熄滅，表示發(fā)電機已經(jīng)正常工作。當發(fā)電機轉速降低或發(fā)電機有故障時，UL降低，指示燈發(fā)亮。這樣利用充電指示燈，不僅可以在停車后發(fā)亮提醒駕駛員及時關斷點火開關，還可以監(jiān)視發(fā)電機的工作情況，同時又省去了繼電器。第95頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二但發(fā)動機起動后，隨著發(fā)電機轉速提高，發(fā)電機的端電壓也不斷升高，。當發(fā)電機的輸出電壓與蓄電池電壓相等時，發(fā)電機“B”端和“Ｄ”端的電位相等，此時，充電指示燈由于兩端電位差為零而熄滅。指示發(fā)電機已經(jīng)正常工作，勵磁電流由發(fā)電機自己供給。發(fā)電機中三相繞阻所產(chǎn)生的三相交流電動勢經(jīng)六只二極管整流后，輸出直流電，向負載供電，并向蓄電池充電。當發(fā)電機高速運轉、充電系統(tǒng)發(fā)生故障而導致發(fā)電機不發(fā)電時，“Ｄ”端無電壓輸出，所以充電指示燈由于兩端電位差增大而發(fā)亮，警告駕駛員及時排除故障。九管交流發(fā)電機在停車后，蓄電池向充電指示燈繼續(xù)提供電流，則充電指示燈會一直亮，提醒駕駛員斷開點火開關。第96頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二接線端子D+同時接充電指示燈。發(fā)動機啟動時，點火開關閉合，發(fā)電機為他勵方式工作，勵磁電流經(jīng)電壓調節(jié)器到磁場繞組，充電指示燈點亮；發(fā)動機正常運轉時，接線端子D+輸出14v電壓，充電指示燈熄滅。若發(fā)電機不工作或者工作不良，充電指示燈經(jīng)電壓調節(jié)器、磁場繞組形成閉合回路，充電指示燈亮，表明發(fā)電機存在故障。第97頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二帶勵磁二極管和中性點整流輸出的交流發(fā)電機的電路示例

第98頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二發(fā)電機的性能指標一、額定電壓二、空載轉速三、額定電流四、額定轉速第99頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第100頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二2.4交流發(fā)電機的工作特性交流發(fā)電機的工作特點是轉速變化范圍大，對于一般汽油發(fā)動機來說，其轉速變化約為1：8，柴油機約為1：5，因此分析汽車用交流發(fā)電機的特性必須以轉速的變化為基礎。交流發(fā)電機的特性有輸出特性、空載特性和外特性，其中以輸出特性最為重要。第101頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二1.空載特性

空載特性足指發(fā)電機空載時，發(fā)電機端電壓u與發(fā)電機轉速n之間的關系。即：負載電流＝0時，曲線。圖1-28交流發(fā)電機空載特性

從曲線的上升速率和達到蓄電池電壓的轉速高低可判斷發(fā)電機的性能是否良好。第102頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二2.4.2輸出特性當發(fā)電機輸出電壓一定時，輸出電流I與發(fā)電機轉速n之間的關系，即U為常數(shù)時，的函數(shù)關系，稱為發(fā)電機的輸出特性。發(fā)電機達到額定功率時的轉速稱為額定轉速n2，是判斷發(fā)電機的性能的重要指標。第103頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第104頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第105頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二由特性曲線I=f（n）可以看出（1）空載轉速n1發(fā)電機轉速小于一定值n1時，對外輸出電流為零。當發(fā)電機達到額定電壓并能對外輸出電流時的最小轉速為n1，稱n1為空載轉速?？蛰d轉速常用來作為測試發(fā)電機性能的參數(shù)之一。第106頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二由特性曲線I=f（n）可以看出（2）最大電流Imax發(fā)電機輸出電流能力隨轉速的升高而增大，但曲越來越平坦，當轉速達到一定值時，無論轉速增加多少電流都不再增加，即一定結構的發(fā)電機具有限制最大輸出電流Imax的作用。由此可見，交流發(fā)電機自身具有限制輸出電流防止過載的能力，又稱為自我保護能力。第107頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二交流發(fā)電機自我限流的原理交流發(fā)電機定子繞組具有一定的阻抗Z，它由繞組的電阻r及感抗XL兩部分組成，XL＝2лfL感抗的單位是歐。交流電的頻率f(Hz)和線圈的電感L(H)

第108頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二由于XL與n成正比，故發(fā)電機定子繞組的阻抗Z隨發(fā)電機的車速升高而增加。高速時，由于R與XL相比可忽略不計，故阻抗Z約等于XL，定子阻抗Z與轉速n成正比，其值較大，產(chǎn)生較大的內壓降。定子電流增加時，由于電樞反應的增強，也會使感應電動勢下降。兩者共同作用的結果，當發(fā)電機的轉速升高且負載電流達到最大值時，輸出電流幾乎不隨負載電阻的減小或轉速的增加而增大。交流發(fā)電機自我限流的原理第109頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二（1）發(fā)電機的電樞反應增強電樞反應——指電樞電流產(chǎn)生的磁場對磁極磁場的影響。當發(fā)電機有輸出電流時，電樞電流產(chǎn)生的磁場會造成磁極磁場的削弱和扭斜，從而引起電樞繞組電動勢下降。隨著發(fā)電機的輸出電流的增大，電樞反應的影響也隨之增大，發(fā)電機電動勢下降也越多。第110頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二交流發(fā)電機自我限流的原理結論結論發(fā)電機電壓（輸出）一定時，發(fā)電機電流存在最大值。（無論轉速多高）即發(fā)電機功率存在最大值。限制發(fā)電機輸出功率，只要限制發(fā)電機輸出電壓即可。限制輸出電壓后，發(fā)電機轉速增加，不會出現(xiàn)由于電流過高，燒壞發(fā)電機的情況。如果發(fā)電機電壓過高通常損壞用電設備。第111頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二2.4.3外特性當發(fā)電機轉速一定時，發(fā)電機端電壓U與輸出電流I之間的關系，稱為發(fā)電機外特性。外特性曲線表明，在一定的轉速下，輸出電流增加時，發(fā)電機端電壓有較大幅度的下降，因此，要使輸出電壓穩(wěn)定，必須配備電壓調節(jié)器。另外，在發(fā)電機高速運轉時，如果突然失去負載，端電壓會急劇升高，電氣設備中的電子元件將有擊穿的危險。第112頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二2.5電壓調節(jié)器汽車在行駛過程中，由于發(fā)動機的轉速隨時都在變化，交流發(fā)電機的轉速也之變化，因此發(fā)電機輸出電壓必然隨轉速變化而變化。交流發(fā)電機電壓調節(jié)器把交流發(fā)電機的電壓控制在一定的規(guī)定范圍內，當發(fā)電機轉速發(fā)生變化時，自動調節(jié)發(fā)電機輸出電壓并使電壓保持恒定,防止輸出電壓過高而損壞用電設備和避免蓄電池過量充電。第113頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二2.5.2電壓調節(jié)器的基本原理每相繞組電動勢的有效值其中故令則式中Eφ——每相電動勢的有效值（Ｖ）；k——繞組系數(shù)，采用整距集中繞組時，k＝1；f——感應電動勢的頻率（Hz）（p為磁極對數(shù)，n為轉速）；N——每相繞組的匝數(shù)（匝）；Ф——每極磁通（Wb）。第114頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二

2．調節(jié)器的基本原理（1）調節(jié)器的工作方式第115頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二這里Ce為發(fā)電機的結構常數(shù)，n為轉子轉速，Ф為轉子的磁極磁通，也就是說發(fā)電機所產(chǎn)生的感應電動勢與轉子轉速和磁極磁通成正比。當轉速升高時，Eφ增大，輸出端電壓UB升高，當轉速升高到一定值時（空載轉速以上），輸出端電壓達到極限，要想使發(fā)電機的輸出電壓UB不再隨轉速的升高而上升，只能通過減小磁通Ф來實現(xiàn)。又磁極磁通Ф與勵磁電流If成正比，減小磁通Ф也就是減小勵磁電流If。第116頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二交流發(fā)電機調節(jié)器的工作原理是：當交流發(fā)電機的轉速升高時，調節(jié)器通過減小發(fā)電機的勵磁電流If來減小磁通Ф，使發(fā)電機的輸出電壓UB保持不變。通過調節(jié)發(fā)電機的勵磁電流實現(xiàn)發(fā)電機的輸出電壓的穩(wěn)定。第117頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二發(fā)電機的電壓調節(jié)器串聯(lián)在發(fā)電機的勵磁電路中。當發(fā)電機工作在某一轉速下其電壓達到設定的上限值U2時，調節(jié)器起作用，降低或切斷磁場繞組的勵磁電流If，磁極的磁通量迅速減小而使發(fā)電機電壓下降；當發(fā)電機電壓下降至設定的下限值U1時，調節(jié)器又動作，使If電流增大，磁通量加強，發(fā)電機的電壓有上升；當發(fā)電機的電壓上升至U2時又重復上述過程。于是發(fā)電機的電壓在設定的范圍內波動，得到一個穩(wěn)定的平均電壓Ue。第118頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二2.5電壓調節(jié)器2.5.1電壓調節(jié)器的作用和類型交流發(fā)電機電壓調節(jié)器的作用通過調節(jié)發(fā)電機的勵磁電流實現(xiàn)發(fā)電機的輸出電壓的穩(wěn)定。電壓調節(jié)器的類型按照結構特點和工作原理，交流發(fā)電機電壓調節(jié)器可分為電磁振動式（觸點式）和電子式兩大類。觸點式：單觸點和雙觸點電子式：晶體管式和集成電路式第119頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二觸點式電壓調節(jié)器通過觸點開閉，來改變磁場電流If大??；晶體管調節(jié)器、集成電路調節(jié)器等利用大功率三極管的導通和截止，接通和斷開磁場電路，來改變磁場電流If大小。第120頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二單級觸點式電壓調節(jié)器第121頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二單觸點式調節(jié)器第122頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二雙觸點式電壓調節(jié)器第123頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第124頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二在單觸點基礎上增加一個常開觸點K2，與發(fā)電機磁場繞組并聯(lián)。當K2閉合時，磁場繞組被短路而無勵磁電流通過，相當于串入了一個無窮大的電阻。第125頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二工作過程常閉觸點K1在發(fā)電機低速范圍起作用，通過其不斷的開閉，使發(fā)電機電壓在一定的范圍內波動。當發(fā)電機轉速超出K1的工作范圍時，K1失去調節(jié)作用，發(fā)電機的電壓將會高于原限定值，使調節(jié)器電磁線圈的電流增大，電磁線圈的磁力增強，將觸點銜鐵繼續(xù)下吸直到K2閉合。K2閉合后，發(fā)電機磁極繞組失去勵磁電流而使發(fā)電機電壓迅速下降，調節(jié)器電磁線圈的磁力減弱，觸點K2在彈簧力的作用下又斷開，發(fā)電機又有勵磁電流，其電壓有上升，直到K2又被吸合，如此反復，K2不斷地震動，使發(fā)電機電壓在稍高的范圍內波動。第126頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第127頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二2.5.3雙級電磁振動式電壓調節(jié)器雙級電磁振動式電壓調節(jié)器的工作原理（1）調節(jié)器不工作時，低速觸點K1閉合，高速觸點K2處于開啟狀態(tài)。第128頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二雙級電磁振動式電壓調節(jié)器的工作原理（2）發(fā)電機低速運轉時，低速觸點K1閉合，勵磁電流由蓄電池供給。隨著發(fā)電機轉速的增加，輸出電壓增加，當輸出電壓大于蓄電池電動勢時，發(fā)電機進入自勵階段。當發(fā)電機轉速低于n1時，電壓調節(jié)器還未起調節(jié)作用，發(fā)電機電壓將隨其轉速的上升而升高。第129頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二（3）當發(fā)電機轉速升到n1，發(fā)電機電壓稍高于第一級調節(jié)電壓U1時，流經(jīng)電磁鐵線圈L的電流產(chǎn)生電磁吸力，克服彈簧拉力使K1打開，電阻R1串入勵磁回路，勵磁電流減小，發(fā)電機輸出電壓下降，鐵心吸力減小，K1復位，輸出電壓又上升。當升至略高于調節(jié)電壓U1時，K1又打開，如此往復，使發(fā)動機輸出電壓的平均值維持在U1不變。當發(fā)電機的轉速在n1-n2范圍內時，電磁線圈的吸力可使觸點K1斷開，但還不能使K2閉合。此時K1工作，將發(fā)電機的電壓穩(wěn)定在Ue1第130頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二當發(fā)電機的轉速在n2–n3范圍內時，K1打開后已不能使發(fā)電機的電壓下降，K1失去調節(jié)作用，但是電磁線圈的吸力還不足以使K2閉合，K1一直打開，R1一直串入勵磁回路中。此時發(fā)電機的電壓和勵磁電流將隨其轉速的上升而增加，活動觸點處于中間位置，這是一段K1和K2均不起作用的失控區(qū)。第131頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二（4）當發(fā)電機轉速繼續(xù)升高，高于n3時，電磁線圈L的電磁吸力使高速觸點K2閉合，將勵磁繞組短路，勵磁電流減小到零，發(fā)電機電壓隨之迅速下降，電磁線圈的吸力減小，K2分開，活動觸點處于中間位置，勵磁回路又串入R1，發(fā)電機端電壓又隨之上升。當發(fā)電機的轉速高于n3時，電磁線圈的磁力可將K2閉合，此時K2工作，將發(fā)電機的電壓穩(wěn)定在Ue2第132頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第133頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二在電路中增設一加速電阻以加速退磁，使加在電磁線圈上的電壓Ux成為發(fā)電機的端電壓減去加速電阻上的電壓降（Ux=U-Ijs*Rjs）。這樣在觸點閉合時，Ijs就是通過電磁線圈的電流Ik，電磁線圈的電阻較大，電流Ix很小，因此加速電阻電壓降Ijs*Rjs很小，此時電磁線圈上的電壓近似于發(fā)電機端電壓U；觸點斷開時，磁場繞組的勵磁電流If也通過Rjs，由于磁場繞組的自感作用而使If不能突變，在觸點斷開瞬間的If比Ik大的多，因此使加速電阻Rjs上的電壓降突然增大，加在電磁線圈上的電壓迅速下降，使電磁線圈迅速退磁，觸點迅速閉合，從而加快了觸點的振動頻率。第134頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第135頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二

（3）溫度變化對調節(jié)電壓的影響問題

當溫度升高時，電磁線圈的電阻會隨之增大。在相同的電壓下其磁化電流減小，磁力減弱，因此需要比溫度低時要高的電壓才能吸動觸點。即調節(jié)電壓將會隨溫度的上升而升高解決溫度變化時對的影響的方法：①采用溫度補償電阻（圖1－32）②利用磁分路（圖1－32）第136頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二采用溫度補償電阻即用電阻溫度系數(shù)僅為銅絲1/800的康銅絲構成電磁線圈的一部分或制成電阻Rt串接到電磁線圈電路中，以使電磁線圈總電阻受溫度的影響減小。Rt用鎳格合金線制成，其電阻基本上不隨溫度變化，當它串入電磁線圈電路中時，可使整個電磁線圈電路中的電阻值隨溫度變化相應減小，使調壓值不隨溫度的升高而升高，起溫度補償?shù)淖饔?。?37頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第138頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二六、電子調節(jié)器

1．電子調節(jié)器的基本原理（1）電壓調節(jié)的工作原理電子調節(jié)器都是利用三極管的開關特性，通過三極管導通和截止相對時間的變化來調節(jié)發(fā)電機的勵磁電流。電壓調節(jié)的基本電路如圖1-41所示。第139頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二2.5.4電子式電壓調節(jié)器電磁振動式電壓調節(jié)器存在體積大、觸電易燒蝕、機械慣性和磁慣性大、調節(jié)后的電壓波動幅度大等缺點，已逐步被電子電壓調節(jié)器取代。電子電壓調節(jié)器可分為：晶體管調節(jié)器集成電路調節(jié)器第140頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二圖10-2外搭鐵型電子電壓調節(jié)器的基本電路第141頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二（一）調節(jié)器基本電路外搭鐵型電子調節(jié)器的基本電路如圖1-2所示，有信號監(jiān)測電路、信號放大與控制電路、功率放大電路和保護電路四部分組成。電阻R1和R2、穩(wěn)壓管VS構成信號監(jiān)測電路，電阻R1、R2串聯(lián)在交流發(fā)電機輸出端子“B”和搭鐵端子“E”之間,構成分壓器，直接監(jiān)測發(fā)電機輸出電壓U的變化。R1上的分壓：由此可見，發(fā)電機電壓U升高時，分壓電阻R1上的分壓值UR1升高，反之，當發(fā)電機電壓U下降時，分壓值UR1下降。第142頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二穩(wěn)壓二極管VS一端連接三極管VT1的基極，另一端接在分壓電阻R1、R2之間，VS與三極管VT1的發(fā)射極串聯(lián)后再與分壓電阻R1并聯(lián)，從而監(jiān)測發(fā)電機電壓的變化，并控制三極管VT1的導通與截止。電阻R1和R2構成分壓器，將發(fā)電機的電壓按一定比例加于穩(wěn)壓管VS；VS在發(fā)電機電壓的控制下導通或截止。第143頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二三極管VT1為小功率晶體管，起放大作用，VT1的導通和截止由VS控制。其作用是將電壓監(jiān)測電路輸入的信號進行放大處理后，控制功率三極管VT2導通與截止。電阻既是三極管VT1的負載電阻，又是功率三極管VT2的偏流電阻。三極管VT1為小功率三極管，接在大功率三極管VT2的前一級，起功率放大作用，也稱為前級放大電路。第144頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二功率三極管VT2通常采用達林頓三極管構成功率放大電路，VT2為型大功率三極管，串聯(lián)在勵磁繞組與搭鐵端之間，這是外搭鐵型調節(jié)器的顯著特點。VT2用于控制勵磁電流勵磁繞組的電阻是VT2的負載電阻。VT2導通時，勵磁電路接通，有勵磁電流；VT2截止時，勵磁電流被切斷。因此，通過控制三極管的導通與截止，就可以改變勵磁電流使發(fā)電機輸出電壓穩(wěn)定。第145頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二（二）電子電壓調節(jié)器工作原理1．接通點火開關SW，發(fā)電機電壓U低于蓄電池電壓時，蓄電池電壓經(jīng)過點火開關SW加在分壓電阻R1、R2兩端。由于發(fā)電機電壓低于調節(jié)電壓上限值，穩(wěn)壓管VS處于截止狀態(tài)，VT1基極無電流流過，也處于截止狀態(tài)。此時，蓄電池經(jīng)點火開關、電阻向三極管VT2提供基極電流，VT2導通并接通勵磁電流，其電路為：蓄電池正極→電流表→點火開關→熔斷器→發(fā)電機端子→發(fā)電機磁場繞組→發(fā)電機磁場端子→調節(jié)器磁場端子→三極管→調節(jié)器搭鐵端子→發(fā)電機搭鐵端子→發(fā)電機負極管→蓄電池負極此時，隨著發(fā)電機轉動，其電壓也將隨之上升。第146頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第147頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二2．當發(fā)電機電壓上升到高于蓄電池電壓但還低于調節(jié)電壓上限U2時，發(fā)電機處于自勵狀態(tài)。（勵磁電流由發(fā)電機自己提供）當發(fā)電機電壓高于蓄電池電壓但還低于調節(jié)電壓上限時U2時，VS與VT1仍截止，VT2保持導通。此時勵磁電路為：發(fā)電機定子繞組→正極管→發(fā)電機輸出端子“B”→點火開關SW→熔斷器F3→發(fā)電機端子“F1”→發(fā)電機勵磁繞組RF→發(fā)電機端子“F2”→調節(jié)器磁場端子“F”→三極管VT2→調節(jié)器搭鐵端子“E”→發(fā)電機搭鐵端子“E”→發(fā)電機負極管→發(fā)電機定子繞組第148頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二3．當發(fā)電機電壓隨轉速升高到調節(jié)電壓上限時U2，VS，VT1導通，VT2失去正向偏壓而截止，勵磁電流切斷，發(fā)電機電壓下降，當降到R1上的分壓不足以維持VS導通時，VS又截止，又使VT2導通，發(fā)電機勵磁回路又通路。如此反復勵磁電流接通，發(fā)電機電壓又重新升高。當發(fā)電機電壓再次升高到調節(jié)電壓上限U2時，調節(jié)器重復工作過程，將發(fā)電機電壓控制在某一平均值不變。第149頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二續(xù)流二極管VD當由VT2導通轉為截止的瞬間，勵磁繞組產(chǎn)生的自感電動勢經(jīng)二極管VD構成放電回路，防止三極管VT2擊穿損壞。由于放電電流流經(jīng)VD,所以VD稱為續(xù)流二極管。續(xù)流二極管VD構成保護電路，其功用是防止勵磁繞組產(chǎn)生的自感電動勢擊穿三極管而造成損壞。第150頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二①三極管VT1的開關頻率過高，其集電極耗散功率過大，使三極管容易過熱而燒壞R2并聯(lián)電容C1利用電容的充放電時間，使穩(wěn)壓管VS1、VT1的導通和截止變得遲緩（即降低其開關頻率，減小VT1的開關次數(shù)基本電路的不足及改善措施第151頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二

加C2、R4正反饋電路，用以加快晶體管V3導通和截止的變化過程,減小了晶體管的功率消耗C1和C2、R4正反饋電路減小了晶體管的功率消耗，使晶體管不易過熱燒壞第152頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二③汽車電源如果產(chǎn)生反向瞬變電壓，容易造成調節(jié)器電子元件損壞。

加VD3加VD3后，反向瞬變電壓通過加VD3形成通路，輸入的反向電壓只是加VD3的正向導通電壓，從而防止了電源反向瞬變電壓對調節(jié)器電子元件造成損壞第153頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二④穩(wěn)壓管的導通電壓（反向擊穿電壓）會隨著溫度的上升而上升，導致發(fā)電機的調節(jié)電壓隨之增大。

加溫度系數(shù)為負的VD2

，用作溫度補償，以使發(fā)電機的調節(jié)電壓不隨溫度而變第154頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二⑤V1飽和導通時，實際的導通電壓不為0，這有可能導致V2不能可靠截止。

加VD5

加VD5，由于其分壓作用，使得V1飽和導通時，V2能可靠截止第155頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二⑥V3需要通過較大的勵磁電流，加V2用于電流放大，以使V3可通過的電流增大，以提高發(fā)電機的輸出功率。第156頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二2.5.4晶體管電壓調節(jié)器第157頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二VT2、VT3接成復合管，目的是提高放大倍數(shù)，其作用與前述基本電路中的VT2相同；VT1、VD3、R5的作用與前述基本電路相同；R6、R7、R8是偏流電阻；R4是正反饋電阻，起提高三極管開關速度，提高三極管壽命的作用；R1、R2、R3組成分壓器，R3是調整電阻。C1、C1是降頻電容，起降低三極管開關頻率，提高三極管壽命的作用；VD1是VS1的溫度補償管;VD2是分壓二極管，防止VT2、VT3的誤導通；VS2起過壓保護作用，限定發(fā)電機的輸出電壓不超出某定值，保護汽車上的用電設備不因瞬時過電壓二損壞。第158頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二2.5.5集成電路調節(jié)器由于集成電路具有體積小、可靠性高、成本低、適應性強等優(yōu)點，因而被廣泛用于汽車電子工業(yè)上。用集成電路開發(fā)的電壓調節(jié)器體積很小，可方便地安裝在發(fā)電機內部與發(fā)電機組成一個整體，故裝有集成電路調節(jié)器的交流發(fā)電機又稱為整體式交流發(fā)電機。第159頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二集成電路調節(jié)器集成電路調節(jié)器的工作原理與晶體管調節(jié)器的工作原理完全一樣，都通過穩(wěn)壓管感應發(fā)電機的輸出電壓信號，利用三極管的開關特性控制發(fā)電機的勵磁電流，使發(fā)電機的輸出電壓保持恒定。第160頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二集成電路調節(jié)器的電壓檢測方法集成電路調節(jié)器的基本電路又可分為發(fā)電機電壓檢測法和蓄電池電壓檢測法前者控制電路所取信號直接來自于發(fā)電機的輸出端，后者則來自于蓄電池端。第161頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二采用發(fā)電機電壓檢測法，可省去信號輸入線，缺點是當發(fā)電機與蓄電池之間的連接線路上，因接觸不良而有較大的壓降時，可導致蓄電池的端電壓偏低引起蓄電池充電不足。因此，一般大功率發(fā)電機多采用蓄電池電壓檢測法。但采用蓄電池電壓檢測法后，若發(fā)電機的電壓輸出線或信號輸入線斷路時，由于無法檢測發(fā)電機的工作情況，會造成發(fā)電機失控。

第162頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二發(fā)電機電壓檢測電路第163頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二發(fā)電機電壓檢測電路分壓器R1、R2從發(fā)電機輸出端（D+端）得到電壓，穩(wěn)壓管VS上的電壓與發(fā)電機的輸出電壓成正比，所以該電路稱為發(fā)電機電壓檢測電路（檢測點在發(fā)電機上）。發(fā)電機電壓檢測電路的優(yōu)點：發(fā)電機到檢測電路距離近，可不用導線連接，直接接在發(fā)電機輸出端，連接可靠，不致使檢測電路檢測不到信號。發(fā)電機電壓檢測電路的缺點：當發(fā)電機到蓄電池之間連接電阻大時，蓄電池充電電壓會偏低，使蓄電池充電不足第164頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二第165頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二蓄電池電壓檢測電路第166頁，共186頁，2023年，2月20日，星期二蓄電池電壓檢測電路分壓器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電路（檢測點在蓄電池上）。蓄電池電壓檢測