汽車電器充電系

汽車電器充電系第1頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第一節(jié)

概述一、發(fā)電機(jī)和調(diào)節(jié)器的作用

發(fā)電機(jī)是在發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。發(fā)電機(jī)作為汽車的主要電源，主要作用是在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速以上轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，為電氣設(shè)備供電；給蓄電池充電。

第2頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

調(diào)節(jié)器的作用是在發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷變化時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓的平均值不超過(guò)規(guī)定值。第3頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二二、對(duì)發(fā)電機(jī)和調(diào)節(jié)器的基本要求1.發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出電壓應(yīng)不低于蓄電池的端電壓并具有一定的帶載能力；2.在發(fā)動(dòng)機(jī)中、高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)電機(jī)應(yīng)能滿足大多數(shù)用電設(shè)備同時(shí)用電的要求；3.發(fā)電機(jī)的負(fù)載和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在正常范圍內(nèi)變化時(shí)，保持發(fā)電機(jī)輸出電壓既不低于蓄電池電壓，又不高于用電設(shè)備的允許電壓；4.在發(fā)電機(jī)電樞電壓低于蓄電池電壓時(shí)，防止蓄電池通過(guò)發(fā)電機(jī)電樞放電。第4頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二一、組成

交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖第二節(jié)發(fā)電機(jī)的構(gòu)造第5頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二交流發(fā)電機(jī)的分解圖第6頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二1、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子的作用是形成發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)。它主要有兩塊爪極、磁場(chǎng)繞組、滑環(huán)組成。兩個(gè)電刷裝在與端蓋絕緣的電刷架內(nèi)，通過(guò)彈簧力使其與滑環(huán)保持接觸。當(dāng)發(fā)電機(jī)工作時(shí)，兩電刷與直流電源連通，可為磁場(chǎng)繞組提供定向電流并產(chǎn)生軸向磁通。使兩塊爪極形成N極和S極，從而形成犬牙交錯(cuò)的磁極并沿圓周方向均勻分布。發(fā)電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)多為6對(duì)。二、構(gòu)造第7頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二轉(zhuǎn)子組成1-滑環(huán)，2-軸，3-爪極，4-磁軛，5-激磁繞組第8頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2、定子

定子又稱電樞，用以產(chǎn)生交流電動(dòng)勢(shì)，它由定子鐵芯和定子繞組組成。定子鐵芯槽內(nèi)嵌入三相對(duì)稱定子繞組。定子繞組的連接方式有兩種。第9頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二每相繞組的線圈個(gè)數(shù)與磁極對(duì)數(shù)相等。三相繞組的線圈個(gè)數(shù)和每個(gè)線圈的匝數(shù)相同。每個(gè)線圈的節(jié)距必須相同。節(jié)距等于N、S極距。三相繞組的首端A、B、C在定子槽內(nèi)的排列須間隔120?電角度。第10頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二3、整流器發(fā)電機(jī)的整流器，有六只硅整流二極管組成。其作用是：將定子繞組產(chǎn)生的三相交流電轉(zhuǎn)換為直流電；其次阻止蓄電池電流向發(fā)電機(jī)倒流，避免燒壞發(fā)電機(jī)。

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整流器的硅二極管根據(jù)引線的極性不同分為正極管和負(fù)極管兩種類型:

1.正極管:引線為二極管的正極，外殼為負(fù)極。2．負(fù)極管:引線為二極管的負(fù)極，外殼為正極。第12頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二整流器總成有多種、有半圓形、馬蹄形、圓形、方形等。第13頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二4、端蓋與電刷總成在后端蓋上裝有電刷組件，電刷組件包括電刷、電刷架和電刷彈簧等。第14頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二三、裝配關(guān)系1、內(nèi)搭鐵發(fā)電機(jī)：如果發(fā)電機(jī)電刷組件的兩個(gè)“磁場(chǎng)”接線柱中，有一個(gè)直接搭鐵，另一個(gè)接調(diào)節(jié)器，就稱這種發(fā)電機(jī)為內(nèi)搭鐵發(fā)電機(jī)。第15頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2、外搭鐵發(fā)電機(jī)：如果發(fā)電機(jī)電刷組件的兩個(gè)“磁場(chǎng)”接線柱都絕緣，并且有一個(gè)通過(guò)開關(guān)接電源，另一個(gè)接調(diào)節(jié)器，就稱這種發(fā)電機(jī)為外搭鐵發(fā)電機(jī)。第16頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二一、交流電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生發(fā)電機(jī)利用電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生交流電動(dòng)勢(shì)。第三節(jié)發(fā)電機(jī)的工作原理第17頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二二、磁場(chǎng)分布第18頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二三、整流過(guò)程

利用二極管的單向?qū)щ娦?，交流發(fā)電機(jī)通過(guò)整流器將定子繞組所感應(yīng)出的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妼?duì)外輸出。第19頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二當(dāng)二極管的外加電壓為正向電壓時(shí)，呈低阻抗，處于“導(dǎo)通”狀態(tài)。當(dāng)外加電壓為反向電壓時(shí)，呈高阻抗，處于截至狀態(tài)。第20頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

由于三相橋式整流電路中，每只二極管只有1/3的時(shí)間導(dǎo)通，所以每只二極管的平均電流ID只為發(fā)電機(jī)輸出電流I的1/3,即

第21頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二四、中性點(diǎn)的電壓UN=1/2U第22頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二五、激勵(lì)方式

交流發(fā)電機(jī)采用他激和自激結(jié)合的激磁方式，當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓低于蓄電池端電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)的激磁電流由蓄電池供給，稱為他激；當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓達(dá)到蓄電池電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)的激磁電流由自己供給，稱為自激。

電壓建立過(guò)程采用他激的原因：發(fā)電機(jī)磁極剩磁太弱；整流二極管有0.6~0.7V的死區(qū)電壓。第23頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二一、輸出特性

發(fā)電機(jī)對(duì)外供電時(shí)，其端電壓達(dá)到額定值時(shí)（即U=C時(shí))，I

=f(n)的曲線。

1.發(fā)電機(jī)達(dá)到額定電壓時(shí)的最低轉(zhuǎn)速定為空載轉(zhuǎn)速n1，常用來(lái)作為選擇發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)速比的主要依據(jù)。第四節(jié)交流發(fā)電機(jī)的特性第24頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2.發(fā)電機(jī)輸出額定電壓和額定電流時(shí)的轉(zhuǎn)速為滿載轉(zhuǎn)速n2。3.當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值之后，發(fā)電機(jī)的輸出電流不再隨轉(zhuǎn)速升高而增加，此時(shí)電流又稱發(fā)電機(jī)的最大輸出電流值。第25頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二二、空載特性

發(fā)電機(jī)在空載運(yùn)行時(shí)，其端電壓隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系，即I=0時(shí)，U=f(n)的曲線。第26頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二三、外特性n=C時(shí)，U=f(I)的曲線。隨著發(fā)電機(jī)的輸出電流增加，使得發(fā)電機(jī)的內(nèi)壓降增大，引起端電壓下降。第27頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二?當(dāng)端電壓下降較多時(shí)，由于磁場(chǎng)電流減小，引起磁場(chǎng)減弱，因而使發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)減小，導(dǎo)致端電壓進(jìn)一步下降。當(dāng)發(fā)電機(jī)的輸出電流增大較多時(shí)，隨著電樞反應(yīng)增強(qiáng)，導(dǎo)致定子繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)下降，引起端電壓進(jìn)一步下降。第28頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

通過(guò)以上分析可以發(fā)現(xiàn)，在轉(zhuǎn)速變化時(shí)，交流發(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)端電壓也有很大的影響。因此，實(shí)際使用中交流發(fā)電機(jī)必須配用電壓調(diào)節(jié)器。

第29頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二一、電壓調(diào)節(jié)原理根據(jù)電磁感應(yīng)原理，發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

第五節(jié)調(diào)節(jié)器概述可以通過(guò)調(diào)節(jié)激磁電流平均值的大小使發(fā)電機(jī)端電壓平均值在不同的轉(zhuǎn)速和負(fù)載情況下基本保持恒定。調(diào)節(jié)器就是利用這一原理工作的。第30頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二二、調(diào)節(jié)器的種類調(diào)節(jié)器可分為電磁振動(dòng)式和電子調(diào)節(jié)器兩類。電磁振動(dòng)式調(diào)節(jié)器是通過(guò)觸點(diǎn)開閉改變激磁電路的電阻來(lái)改變激磁電流平均值的；電子調(diào)節(jié)器是利用三極管的開關(guān)特性接通與切斷激磁電流來(lái)改變激磁電流平均值的。

第31頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二1-蓄電池2-發(fā)電機(jī)3-磁場(chǎng)繞組4-磁化線圈

利用電磁力和彈力的平衡控制觸點(diǎn)開閉，改變激磁電路的電阻來(lái)改變激磁電流平均值。一、電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器的基本結(jié)構(gòu)原理第六節(jié)電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器第32頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二二、雙級(jí)電磁振動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器的工作過(guò)程第33頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二0～電壓建立過(guò)程，他激，隨的升高而升高，閉合，開啟；開始自激，并開始充電，閉合，開啟；但未達(dá)到節(jié)壓值，閉合，開啟，自激，所以、、均上升；第34頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

達(dá)到節(jié)壓值，為一級(jí)節(jié)壓階段，振動(dòng)，開啟，隨的升高平均值下降穩(wěn)定；失控區(qū)，、均開啟，隨的升高、繼續(xù)上升；第35頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

為二級(jí)節(jié)壓階段，開啟，振動(dòng)，隨的升高平均值下降穩(wěn)定在新的規(guī)定值；發(fā)電機(jī)的極限轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子的剩磁有關(guān)，正常工作時(shí)調(diào)節(jié)器處于二級(jí)節(jié)壓階段。第36頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二一、晶體管調(diào)節(jié)器的工作原理

由于汽車發(fā)電機(jī)有內(nèi)搭鐵型與外搭鐵型之分，與之匹配的晶體管調(diào)節(jié)器也有內(nèi)搭鐵型與外搭鐵型兩類。內(nèi)、外搭鐵型晶體管調(diào)節(jié)器的基本電路分別為：

第七節(jié)電子調(diào)節(jié)器第37頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二晶體管調(diào)節(jié)器實(shí)例第38頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二晶體管調(diào)節(jié)器的優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、工作可靠、故障少；調(diào)節(jié)精度高；無(wú)需維護(hù)；使用壽命長(zhǎng)；能適應(yīng)大功率發(fā)電機(jī)的要求；對(duì)無(wú)線電干擾小。第39頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二二、集成電路調(diào)節(jié)器第40頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二集成電路調(diào)節(jié)器實(shí)例第41頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二集成電路調(diào)節(jié)器的優(yōu)點(diǎn)電壓調(diào)節(jié)精度高；耐用、耐振；體積小、重量輕；可與發(fā)電機(jī)電刷制成一體，直接裝于發(fā)電機(jī)后端蓋上，減少了外部接線。第42頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二中性點(diǎn)電壓：UN=1/2U一、帶中性點(diǎn)的發(fā)電機(jī)第八節(jié)典型發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器介紹第43頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二二、利用中性點(diǎn)電壓控制充電指示燈繼電器的雙聯(lián)電磁振動(dòng)調(diào)節(jié)器第44頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二三、九管發(fā)電機(jī)第45頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

磁場(chǎng)二極管的作用：控制充電指示燈和提供磁場(chǎng)電流第46頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二四、十一管交流發(fā)電機(jī)第47頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二中性點(diǎn)二極管的作用：發(fā)電機(jī)中高速時(shí)，利用中性點(diǎn)的電壓增加發(fā)電機(jī)的輸出電流，從而提高了發(fā)電機(jī)的輸出功率。第48頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二五、無(wú)刷發(fā)電機(jī)爪極式第49頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二永磁式第50頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二六、磁場(chǎng)內(nèi)、外搭鐵式發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)內(nèi)搭鐵式發(fā)電機(jī)第51頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二磁場(chǎng)外搭鐵式發(fā)電機(jī)第52頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二一、整機(jī)檢測(cè)1、用萬(wàn)用表檢測(cè)各接線柱之間的電阻值2、整機(jī)性能檢測(cè)3、用示波器觀察輸出電壓波形第九節(jié)發(fā)電機(jī)的檢測(cè)第53頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二1、磁場(chǎng)繞組的檢測(cè)二、發(fā)電機(jī)零部件的檢測(cè)第54頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2、定子繞組的檢測(cè)第55頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二3、二極管的檢測(cè)

1.用萬(wàn)用表的二極管擋檢測(cè)。二極管正向電壓應(yīng)不大于0.7V，反向應(yīng)截止。

2.用萬(wàn)用表的（R1）檔，檢查二極管的極性和質(zhì)量。第56頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二4、電刷總成的檢測(cè)

電刷及電刷架應(yīng)無(wú)破損或裂紋，電刷在電刷架中應(yīng)能活動(dòng)自如，無(wú)卡滯現(xiàn)象。電刷長(zhǎng)度也稱電刷高度，應(yīng)不低于原長(zhǎng)的二分之一，否則應(yīng)更換。第57頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二一、雙級(jí)電磁振動(dòng)式調(diào)節(jié)器的檢查與調(diào)整1、檢修

(a)觸電是否被氧化、燒蝕，可用白金砂條磨平并于清理，當(dāng)觸點(diǎn)嚴(yán)重?zé)g，應(yīng)用銼刀銼平，不易修復(fù)時(shí)應(yīng)更換。

(b)檢查電阻是否燒斷以及線圈有無(wú)短路、斷路等故障。電阻的數(shù)據(jù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)。第十節(jié)調(diào)節(jié)器故障的檢測(cè)與調(diào)整第58頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二２、測(cè)試與調(diào)整第59頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二二、電子調(diào)節(jié)器的測(cè)試電子調(diào)節(jié)器的識(shí)別第60頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二線路連接無(wú)誤后閉合開關(guān)，如果指示燈L1亮、L2滅，表明調(diào)節(jié)器適用于外搭鐵發(fā)電機(jī)；

如果指示燈L1滅、L2亮，表明調(diào)節(jié)器適用于內(nèi)搭鐵發(fā)電機(jī)；如果指示燈L1和L2都亮，表明調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)值過(guò)低或調(diào)節(jié)器已經(jīng)損壞。如果指示燈L1和L2都不亮，表明蓄電池電壓過(guò)低或開關(guān)已經(jīng)損壞。

第61頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二用連續(xù)可調(diào)直流電源檢測(cè)節(jié)壓值首先調(diào)節(jié)電源電壓低于調(diào)節(jié)器標(biāo)稱電壓（12V或24V）接通開關(guān)，正常情況下只有一個(gè)指示燈亮如果指示燈L1亮、L2滅，表明調(diào)節(jié)器適用于外搭鐵發(fā)電機(jī)

如果指示燈L1滅、L2亮，表明調(diào)節(jié)器適用于內(nèi)搭鐵發(fā)電機(jī)。第62頁(yè)，共68頁(yè)，2023年，2月20日，星期二隨后慢慢調(diào)高直流電源電壓，亮的指示燈越來(lái)越亮。電源電壓調(diào)高到一定值時(shí)，原來(lái)亮的指