第二章交流發(fā)電機及調節(jié)器

第二章交流發(fā)電機及調節(jié)器第一頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五學習目標

掌握交流發(fā)電機的功用、分類；掌握發(fā)電機的結構、工作原理及檢測方法；掌握調節(jié)器的工作原理和檢測。第二頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五

第一節(jié)概述一、發(fā)電機的功用發(fā)電機是汽車的主要電源，其功用是在發(fā)動機正常運轉時，向所有用電設備（起動機除外）供電，同時向蓄電池充電。第三頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五二、發(fā)電機的分類

汽車用發(fā)電機可分為直流發(fā)電機和交流發(fā)電機。由于交流發(fā)電機在許多方面優(yōu)于直流發(fā)電機，直流發(fā)電機已被淘汰。目前汽車采用三相交流發(fā)電機，內部帶有二極管整流電路，將交流電整流為直流電，所以汽車交流發(fā)電機輸出的是直流電。交流發(fā)電機必須配裝電壓調節(jié)器，電壓調節(jié)器對發(fā)電機的輸出電壓進行控制，使其保持基本恒定，以滿足汽車用電器的需求。第四頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五1.按總體結構分五類普通交流發(fā)電機(外裝電壓調節(jié)器式)既無特殊裝置，也無特殊功能特點，使用時需要配裝電壓調節(jié)器。多用于載貨汽車和大型客車上。整體式交流發(fā)電機(內裝電壓調節(jié)器式)發(fā)電機和調節(jié)器制成一個整體的發(fā)電機，多用于轎車上。帶泵交流發(fā)電機(帶有真空制動助力泵）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，多用于柴油車上。無刷交流發(fā)電機——不需要電刷的發(fā)電機。永磁交流發(fā)電機——轉子磁極為永久磁鐵制成的發(fā)電機。交流發(fā)電機的分類：第五頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五發(fā)電機插圖交流發(fā)電機結構外型a)JF1522A型交流發(fā)電機b)捷達JFZ1813型交流發(fā)電機c）JFB1712型交流發(fā)電機第六頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五2.按安裝硅二極管個數(shù)（整流器結構）分：6管交流發(fā)電機例JF1522（東風汽車用）8管交流發(fā)電機例JFZ1542（天津夏利汽車用）9管交流發(fā)電機例（日本日立、三凌、馬自達汽車用）11管交流發(fā)電機例JFZ1913Z（奧迪、桑塔納、豐田、皇冠汽車用）第七頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五3.按磁場繞組的接地點位置分：內搭鐵式磁場繞組的一端引出作為磁場極柱；另一端與發(fā)電機殼體相聯(lián)（直接搭鐵）。外搭鐵式

磁場繞組的兩端(F和E)引出作為磁場極柱，均和端蓋絕緣。第八頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五三、交流發(fā)電機的型號

汽車交流發(fā)電機型號由產品代號、電壓等級代號、電流等級代號、設計序號、變型代號五部分組成。第九頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五1.產品代號產品代號用中文字母表示，例：JF——普通交流發(fā)電機JFZ——整體式（內置電壓調節(jié)器）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J-”交”F-”發(fā)”Z-”整”第十頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五2.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)第十一頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五3.電流等級代號電流等級代號用一位阿拉伯數(shù)字表示，如下表電流等級123456789電流≤1920-2930-3940-4950-5960-6970-7980-89≥90發(fā)電機輸出電流分類第十二頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五4.5.設計序號和變型代號設計序號按產品設計先后序號，用阿拉伯數(shù)字表示；變型代號，交流發(fā)電機以調整臂的位置作為變形代號。從驅動端看，Y-右邊，Z-左邊。第十三頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五舉例：JFZ1913ZJFZ整體式交流發(fā)電機1-電壓等級為12V9-輸出電流≥90A13-第13次設計Z-調整臂位于左邊第十四頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)交流發(fā)電機的結構交流發(fā)電機一般由轉子、定子、整流器、端蓋、風扇和皮帶輪等組成。JF132型交流發(fā)電機（輸出電流為30A外裝電壓調節(jié)器的普通交流發(fā)電機）組件圖第十五頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五交流發(fā)電機的結構JF132型交流發(fā)電機組件1－后端蓋

2－電刷3－電刷架4－電刷彈簧壓蓋

5－硅二極管6－散熱板

7－轉子8－定子總成

9－前端蓋

10－風扇11－帶輪第十六頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五一、轉子轉子的功用——產生旋轉磁場。轉子由兩塊爪形磁極3、磁軛4、磁場繞組5、滑環(huán)1、轉軸2組成。第十七頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五轉子轉軸上壓裝著兩塊如六個鳥嘴形磁極，磁爪空腔內裝有磁場線圈(轉子線圈)5和磁軛4?；h(huán)1由兩個彼此絕緣的銅環(huán)組成，滑環(huán)壓裝在轉軸上并與軸絕緣，磁場繞組的兩個頭分別焊接在兩個滑環(huán)上。第十八頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五交流發(fā)電機的轉子總成轉子形成旋轉磁場滑環(huán)與裝在后端蓋的碳刷相接觸。兩個碳刷分別裝在碳刷架的孔內，借助彈簧壓力與滑環(huán)保持接觸。碳刷的作用是將電源通過滑環(huán)引入磁場繞組，即引入勵磁電流。兩碳刷的引線分別與端蓋上的磁場（F）和搭鐵（E）兩接線柱相連。電刷組件第十九頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五1－滑環(huán)2－轉軸3－磁爪4－磁軛5－勵磁繞組交流發(fā)電機的轉子總成交流發(fā)電機轉子分解圖轉子形成旋轉磁場平時磁爪上保持剩磁能力差，當直流電源通過磁場（F）和搭鐵（E）兩接柱后，使兩塊磁爪分別產生南北極，形成六對相互交錯的磁極。當轉子轉動時，就形成了旋轉的磁場。第二十頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五交流發(fā)電機磁路交流發(fā)電機的磁路為：磁軛1→N極磁爪→轉子與定子之間的氣隙→定子5→定子與轉子間的氣隙→S極→磁軛1。第二十一頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五二、定子——又稱電樞定子的功用——產生交流電。定子由定子鐵芯和定子線圈（三相繞組）組成，它固裝在兩端蓋之間。第二十二頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五定子定子鐵芯由內圈帶槽的環(huán)狀硅鋼片疊制而成，硅鋼片厚度為0.5-1mm。槽內繞有三相線圈。線圈按星形或三角形連接，這樣才能獲得頻率相同、幅值相等、相位互差120°的三相電動勢。交流發(fā)電機定子總成及連接方式a）定子繞組星形連接b)定子繞組三角形連接第二十三頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五三、端蓋端蓋一般分前端蓋和后端蓋，起固定轉子、定子、整流器和碳刷組件的作用。前后端蓋一般用非導磁鋁合金材料制造，一是可有效的防止漏磁，二是鋁合金質量輕、散熱性能好。第二十四頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五后端蓋上裝有碳刷組件，由碳刷、碳刷架和碳刷彈簧組成。電刷組件第二十五頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五磁場繞組通過兩只電刷(F和E)和外電路相連，根據(jù)電刷和外電路的連接型式不同，發(fā)電機分為內搭鐵型和外搭鐵型兩種。（1）內搭鐵型交流發(fā)電機：磁場繞組的一端經負電刷（E）引出后和后端蓋外殼直接相連。（2）外搭鐵型交流發(fā)電機：

勵磁繞組的兩端(F和E)均和端蓋絕緣。四、內搭鐵型和外搭鐵型第二十六頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五五、整流器作用：將定子繞組的三相交流電變?yōu)橹绷麟姟?管交流發(fā)電機的整流器是由6只硅整流二極管組成三相全波橋式整流電路。整流二極管的工作電流大、反向耐壓值高。交流發(fā)電機整流二極管有正極管和負極管之分。第二十七頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五正極管三只正極管裝在正側板（即元件板或稱散熱板）上，中心引線為正極管的正極，外殼為正極管的負極。正側板（即元件板或稱散熱板）與外殼絕緣，經螺栓通至后端蓋，作為發(fā)動機的電樞接柱，即發(fā)電機的正極（B）。交流發(fā)電機整流二極管安裝示意圖a）焊接式b）電路圖c)壓裝式1－正整流板2－負整流板第二十八頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五負極管三只負極管裝在負側板（即端蓋）上，中心引線為負極管的負極，外殼為負極管的正極。負側板（即端蓋）經螺栓與蓋外搭鐵接柱（E）相通，作為發(fā)動機的負極B。交流發(fā)電機整流二極管安裝示意圖a）焊接式b）電路圖c)壓裝式1－正整流板2－負整流板第二十九頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五第三十頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五六、帶輪及風扇交流發(fā)電機的前端裝有帶輪和風扇，由發(fā)動機曲軸皮帶盤驅動發(fā)電機的轉子軸帶動帶輪和風扇一起旋轉。由于發(fā)電機工作時，定子繞組和磁場繞組中都會有熱量產生，溫度過高會燒壞導線的絕緣導致發(fā)電機不能正常工作，所以為發(fā)電機散熱是必須的。第三十一頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五六、帶輪及風扇前后端蓋開有通風口，當皮帶輪與風扇一起轉動時，靠風扇的離心作用，使空氣從后端蓋通風口流入，經發(fā)電機內部從前端蓋通風口流出。將轉子繞組和定子繞組的熱量帶走，達到散熱的目的。皮帶輪利用風扇的半圓鍵裝在風扇外側的轉軸上，通常由鋁合金制成。第三十二頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)交流發(fā)電機工作原理發(fā)電原理（重點、難點）整流原理第三十三頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五一、交流發(fā)電原理1.發(fā)電機定子的三相繞組按一定規(guī)律分布在發(fā)電機的定子槽中。2.內部有一個轉子，轉子上安裝著爪極和勵磁繞組；外有一個三相繞組，三相繞組彼此相隔120度電位角。3.當外電路通過電刷使勵磁繞組通電時，便產生磁場，使爪極被磁化為N極和S極。4.當轉子旋轉時，由于定子繞組與磁力線有相對的切割運動，所以在三相繞組中產生頻率相同，幅值相等，相位互差120°電角度的正弦電動勢為eA、eB和eC?？偨Y：交流發(fā)電機就是把通電線圈產生的磁場在發(fā)電機中旋轉，使其磁力線切割定子線圈，在線圈內產生交變電動勢。交流發(fā)電機產生交流電的基原理仍然是電磁感應原理。第三十四頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五

1.在P對磁極的發(fā)電機中，轉子每轉一轉，電動勢就交變P周，即

式中－磁極對數(shù)－發(fā)電機轉速(r/min)交流電動勢的變化頻率f和轉速、磁極對數(shù)成正比。在交流發(fā)電機中，由于轉子磁極呈鳥嘴形，其磁場的分布近似正弦規(guī)律，所以交流電動勢的波形也近似正弦規(guī)律，如果發(fā)電機定子的三相繞組是對稱繞制的則產生的三相電動勢也是對稱的。一、交流發(fā)電原理第三十五頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五2.三相交流發(fā)電機的感應電動勢瞬時值表達式：

式中－每相電動勢的最大值－每相電動勢的有效值－電角速度一、交流發(fā)電原理第三十六頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五定子三相繞組的接法定子三相繞組的接法有兩種星形接法三角形接法第三十七頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五3.定子每相電動勢的有效值的表示式中-繞組系數(shù)(和發(fā)電機定子繞組的繞線方式有關)-每相繞組的匝數(shù)（單位：匝）－頻率（單位：Hz）-每極磁通（單位：Wb）-電機結構常數(shù)（）-稱為相電動勢。由此可見，當交流發(fā)電機結構一定時（結構常數(shù)不變），相電動勢和發(fā)電機轉速、磁通成正比。一、交流發(fā)電原理第三十八頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五二、整流原理交流發(fā)電機定子的三相繞組中，靠六只二極管組成的三相橋式整流電路變?yōu)橹绷麟姷?。感應產生的是交流電。是二極管具有單向導電性。當給二極管加上正向電壓（正極電位高于負極電位）時導通，即呈現(xiàn)低電阻狀態(tài)；當給二極管加上反向電壓（正極電位低于負極電位）時截止，即呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)。利用二極管的這種單向導電特性，就可以把交流電變?yōu)橹绷麟?。第三十九頁，共九十四頁，編輯?023年，星期五1.二極管的導通原則

二極管的導通原則如下：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。第四十頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五2.整流時二極管導通條件對于三個正極管子，在某瞬時，電壓最高一相的正極管導通。對于三個負極管子，在某瞬時，電壓最低一相的負極管導通。但同時導通的管子總是兩個，正、負管子各一個。第四十一頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五3.整流過程分析整流過程的分析同時導通的二極管管子總是兩個，正負管子各一個。三相橋式整流電路中二極管的依次循環(huán)導通,使得負載RL兩端得到一個比較平穩(wěn)的脈動直流電壓,如圖所示。交流發(fā)電機整流原理

a)整流電路圖b)三相繞組電壓波形圖c)整流后發(fā)電機輸出波形圖第四十二頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五4．中性點電壓發(fā)電機具有中性點接線柱(如圖)，是從三相繞組的中性點引出來的，標記為“N”。輸出電壓為UN，稱為中性點電壓中性點電壓的瞬時值是一個三次諧波電壓，中性點電壓的平均值為發(fā)電機輸出電壓（平均值）的一半.第四十三頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五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。利用中性點電壓提高發(fā)電機功率。如有的發(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。第四十四頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五

第四節(jié)、交流發(fā)電機工作特性交流發(fā)電機的勵磁交流發(fā)電機的工作特性第四十五頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五

（一）、交流發(fā)電機的勵磁除了永磁式交流發(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生。將電源引入到磁場繞組使之產生磁場稱為勵磁，交流發(fā)電機勵磁方式有自勵和他勵兩種。第四十六頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五他勵（啟動時）在發(fā)動機起動期間，需要蓄電池供給發(fā)電機磁場電流生磁使發(fā)電機發(fā)電。這種供給磁場電流的方式稱為他勵發(fā)電。第四十七頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五自勵（正常運轉時）隨著轉速的提高，發(fā)電機的電動勢逐漸升高并能對外輸出.一般在發(fā)動機怠速時發(fā)電機就能對外供電。當發(fā)電機能對外供電時，就可以把自身發(fā)的電供給磁場繞組生磁發(fā)電，這種供給磁場電流的方式稱為自勵。第四十八頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五勵磁交流發(fā)電機勵磁過程是先他勵后自勵。當發(fā)動機達到正常怠速轉速時，發(fā)電機的輸出電壓一般高出蓄電池電壓1～2V以便對蓄電池充電，此時，由發(fā)電機自勵發(fā)電。第四十九頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五內外搭鐵交流發(fā)電機勵磁電路（內）圖16內搭鐵型交流發(fā)電機的勵磁不同汽車的勵磁電路各不相同，但有一個共同特點是，勵磁電路都必須由點火開關控制。交流發(fā)電機的勵磁電路如圖所示。第五十頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五內外搭鐵交流發(fā)電機勵磁電路（外）圖211外搭鐵型交流發(fā)電機的勵磁第五十一頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五充電指示燈的作用

在某些充電系電路中，接有充電指示燈，其作用是：指示發(fā)電機是否有故障；警告駕駛員停車后關斷點火開關第五十二頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五（二）交流發(fā)電機的性能指標及特性1．額定電壓交流發(fā)電機的電壓受電壓調節(jié)器控制，一般比較穩(wěn)定.只是在發(fā)動機啟動階段略有變化，正常情況下，發(fā)動機達到怠速轉速時，發(fā)電機的輸出電壓應能達到一個穩(wěn)定值，這個電壓值稱為發(fā)電機的額定電壓（12V系統(tǒng)的發(fā)電機額定電壓為14V，24V系統(tǒng)的發(fā)電機額定電壓為28V）。2．空載轉速交流發(fā)電機不帶負載，能夠達到額定電壓時的初始轉速值定為空載轉速.空載轉速在發(fā)電機出廠時通過試驗確定，列入產品說明書?？蛰d轉速是汽車設計時選擇發(fā)動機和發(fā)電機轉速比的主要依據(jù)，也是發(fā)電機使用過程中性能是否下降的評價指標之一。一、性能指標第五十三頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五交流發(fā)電機受結構、轉速等條件的限制，對外輸出電流的能力是有限的.為了評價發(fā)電機的對外輸出電流能力，把發(fā)電機輸出最大電流的2/3定為發(fā)電機的額定電流;達到額定電流時的轉速定為額定轉速。發(fā)電機出廠時，通過試驗確定額定轉速和額定電流，并列入產品說明書，發(fā)電機的額定轉速和額定電流是評價發(fā)電機性能的重要指標。幾種國產交流發(fā)電機的主要性能指標交流發(fā)電機型號額定電壓(V)空載轉速(r/min)額定電流(A)額定轉速(r/min)使用車型JFZ1913Z141050906000

桑塔納、奧迪JFZ1512Z141050556000廣州標致JFZ2518281150275000切諾基JFZ1714141000456000依維柯JF13A141000253500NJ1060

3．額定電流和額定轉速第五十四頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五二、交流發(fā)電機的工作特性交流發(fā)電機的工作特點是傳動比大，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。第五十五頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五輸出特性輸出特性是指在發(fā)電機端電壓U不變（對12V系列的交流發(fā)電機規(guī)定為14V，對24V規(guī)定為28V),輸出電流與轉速之間的關系，即U=常數(shù)時，I＝f（n）的函數(shù)關系。第五十六頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五由特性曲線I=f（n）可以看出（1）空載轉速n1當n<n1時，因發(fā)電機端電壓低于額定值，發(fā)電機不能對外輸出電流，車用電器設備只能由蓄電池供電.n=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。空載轉速常用來作為測試發(fā)電機性能的參數(shù)之一。第五十七頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五由特性曲線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)電機輸出最大電流Imax有一定限制。由此可見，交流發(fā)電機具有自身限制輸出電流防止過載的能力，又稱為自我保護能力。第五十八頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五交流發(fā)電機自我限流得出的結論結論：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。第五十九頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五(3)額定轉速n2額定電流IA當轉速n=n2時，發(fā)電機輸出額定功率（即額定電流與額定電壓之積），此時的轉速稱為額定轉速（或滿載轉速)。發(fā)電機出廠時，通過試驗，規(guī)定了空載轉速與額定轉速。在使用過程中，可通過檢測這兩個數(shù)據(jù)來判斷發(fā)電機性能的好壞。第六十頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五圖中用n2表示額定轉速。對應的電流為額定電流。額定電流一般定為最大輸出電流的2／3?？蛰d轉速與額定轉速是測試交流發(fā)電機性能的重要依據(jù)。第六十一頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五空載特性空載特性是研究發(fā)電機在空載運行時，其端電壓隨轉速變化的關系，即I＝0時，U=f（n）的曲線，如圖。從曲線可以看出，隨著轉速的增加，端電壓將不斷上升。由他勵轉為自勵時，即能向蓄電池進行補充充電，進一步證實了低速充電性能好的優(yōu)點。U=f（n）曲線的漸近線近似為一直線。第六十二頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五外特性外特性是研究當發(fā)電機轉速一定時，其端電壓與輸出電流的關系，即n=常數(shù)時，U=f（I）的曲線，如圖所示。第六十三頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五外特性從曲線看出，隨著負載即輸出電流的增加，發(fā)電機的端電壓會很快下降，且轉速越高，下降的斜率越大。這是由于隨著輸出電流的增加，定子繞組的壓降也會增加，而且轉速越高，定子繞組的阻抗就越大，其壓降就越大；輸出電流的增加還會使電樞反應加強，引起發(fā)電機端電壓的下降，而端電壓的下降又會使磁場電流減小，從而導致端電壓的進一步下降。因此，當發(fā)電機在高轉速下運轉時，如果突然失去負載，則其端電壓會急劇升高，這時發(fā)電機中的二極管以及調節(jié)器中的電子元器件將有被擊穿的危險。

當輸出電流增大到一定值時，如負載再增加，其輸出電流不僅不會增加，反而會同端電壓一起下降，即在外特性曲線上存在一個轉折點。一般交流發(fā)電機是工作在轉折點以前的。第六十四頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五第五節(jié)交流發(fā)電機的電壓調節(jié)器電壓調節(jié)器的分類電壓調節(jié)器的調壓原理電壓調節(jié)器結構與工作原理電壓調節(jié)器應用實例交流發(fā)電機與調節(jié)器的使用和維護第六十五頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五交流發(fā)電機的電壓調節(jié)器（1）交流發(fā)電機的硅二極管具有單向導電性，有阻止反向電流的作用，它決定了蓄電池不可能向發(fā)電機放電而出現(xiàn)逆電流，所以無需設置逆流截斷器；（2）交流發(fā)電機具有自身限制輸出電流不超過最大值的能力，所以也不必配用電流限制器；第六十六頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五交流發(fā)電機的電壓調節(jié)器（3）由于交流發(fā)電機的轉子是由發(fā)動機通過皮帶驅動旋轉的，且發(fā)動機和交流發(fā)電機的速比為1．7～3，因此交流發(fā)電機轉子的轉速變化范圍非常大，這樣將引起發(fā)電機的輸出電壓發(fā)生較大變化，這與汽車用電設備要求電壓恒定相矛盾.因此，發(fā)電機必須要有一個自動的電壓調節(jié)裝置。交流發(fā)電機調節(jié)器的作用就是當發(fā)動機轉速變化時，自動對發(fā)電機的電壓進行調節(jié)，使發(fā)電機的電壓穩(wěn)定，以滿足車用電設備的要求。第六十七頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五一、電壓調節(jié)器的分類（一）交流發(fā)電機電壓調節(jié)器按工作原理可分為：觸點式電壓調節(jié)器晶體管調節(jié)器集成電路調節(jié)器電腦控制調節(jié)器第六十八頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五觸點式電壓調節(jié)器觸點式電壓調節(jié)器應用較早，這種調節(jié)器觸點振動頻率慢，存在機械慣性和電磁慣性，電壓調節(jié)精度低，觸點易產生火花，對無線電干擾大，可靠性差，壽命短，現(xiàn)已被淘汰。第六十九頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五晶體管調節(jié)器隨著半導體技術的發(fā)展，采用了晶體管調節(jié)器。其優(yōu)點是：三極管的開關頻率高，且不產生火花，調節(jié)精度高，還具有重量輕、體積小、壽命長、可靠性高、電波干擾小等優(yōu)點，現(xiàn)廣泛應用于東風、解放及多種中低檔車型。

第七十頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五集成電路調節(jié)器集成電路調節(jié)器除具有晶體管調節(jié)器的優(yōu)點外，還具有超小型，安裝于發(fā)電機的內部（又稱內裝式調節(jié)器），減少了外接線，并且冷卻效果得到了改善，現(xiàn)廣泛應用于桑塔納、奧迪等多種轎車車型上。第七十一頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五電腦控制調節(jié)器電腦控制調節(jié)器是現(xiàn)在轎車采用的一種新型調節(jié)器，由電負載檢測儀測量系統(tǒng)總負載后，向發(fā)電機電腦發(fā)送信號，然后由發(fā)動機電腦控制發(fā)電機電壓調節(jié)器，適時地接通和斷開磁場電路，即能可靠地保證電器系統(tǒng)正常工作，使蓄電池充電充足，又能減輕發(fā)動機負荷，提高燃料經濟性。如上海別克、廣州本田等轎車發(fā)電機上使用了這種調節(jié)器。第七十二頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五電壓調節(jié)器的分類（二）

電子調節(jié)器按所匹配的交流發(fā)電機搭鐵型式可分為：內搭鐵型調節(jié)器外搭鐵型調節(jié)器第七十三頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五調節(jié)器選配內搭鐵型調節(jié)器：適合于與內搭鐵型交流發(fā)電機所匹配的電子調節(jié)器稱為內搭鐵型調節(jié)器；外搭鐵型調節(jié)器：適合于與外搭鐵型交流發(fā)電機所匹配的電子調節(jié)器稱為外搭鐵型調節(jié)器。在使用過程中，對于晶體管調節(jié)器，最好使用汽車說明書中指定的調節(jié)器，如果采用其他型號替代，除標稱電壓等規(guī)定參數(shù)與原調節(jié)器相同外，代用調節(jié)器必須與原調節(jié)器的搭鐵形式相同，否則，發(fā)電機可能由于勵磁電路不通而不能正常工作。對于集成電路調節(jié)器，必須是專用的，是不能替代的。第七十四頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五二、電壓調節(jié)器的調壓原理由交流發(fā)電機的工作原理我們知道，交流發(fā)電機的三相繞組產生的相電動勢的有效值Eφ==CeФn（V）

-每極磁通（單位：Wb）-電機結構常數(shù)（）

n-轉速第七十五頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五二、電壓調節(jié)器的調壓原理這里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。Eφ==CeФn（V）第七十六頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五二、電壓調節(jié)器的調壓原理交流發(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。觸點式電壓調節(jié)器通過觸點開閉接通和斷開磁場電路，來改變磁場電流If大小。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來接通和斷開磁場電路，來改變磁場電流If大小。第七十七頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五1.蓄電池

2.發(fā)電機

3.發(fā)電機磁極繞組4.調節(jié)器電磁線圈

5.觸點彈簧

Rtj.調節(jié)器調節(jié)電阻

K.調節(jié)器觸點

δ.觸點銜鐵與鐵心間的氣隙調節(jié)器觸點k在其彈簧5力的作用下保持閉合，調節(jié)器的電磁線圈4輸入發(fā)電機的電壓。當發(fā)電機轉速在調節(jié)器起作用的范圍內，發(fā)電機的電壓達到上限電壓U1時，調節(jié)器電磁線圈4產生的磁力克服觸點彈簧5力使觸點K斷開，Rtj串入勵磁回路，勵磁電流減小，磁極磁通量減弱，使發(fā)電機的電動勢及端電壓下降；當發(fā)電機電壓下降至下限電壓U2時，調節(jié)器電磁線圈4的磁力已減弱至不足以保持K斷開，K在彈簧力的作用下又閉合；K閉合后，Rtj被短路，勵磁電流增大，磁極磁通量又增大，發(fā)電機電壓又隨之上升；當發(fā)電機電壓上升至U1時，觸點又被打開。觸點如此不斷地振動，使發(fā)電機電壓在U1~U2范圍內波動，得到一個穩(wěn)定的電壓調節(jié)值Ue。三、觸點式電壓調節(jié)器第七十八頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五晶體管電壓調節(jié)器以開關管代替觸點，不但開關頻率提高，且不會產生火花，調節(jié)效果好，具有重量輕、體積小、壽命長、可靠性高等優(yōu)點，所以晶體管調節(jié)器使用愈來愈廣。晶體管調節(jié)器有多種型式，其電路個不相同，但一般采用整體封裝型式，不可拆卸，不能維修，只能整體更換。這里向大家介紹電子調節(jié)器的基本電路，實際電路要復雜的多，但工作原理可用基本電路工作原理去理解。以JFT201型調節(jié)器為例，現(xiàn)將其作用簡述如下：四、晶體管電壓調節(jié)器第七十九頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五JFT201型晶體管調節(jié)器1)

R2、R3、R4組成分壓電路，電位器R3可用以調整調節(jié)器的調節(jié)電壓，使之達規(guī)定值。2)二極管D與勵磁繞組并聯(lián)，用以保護大功率三極管T2。因為當T2由導通變?yōu)榻刂箷r，在勵磁繞組中會產生很高的自感電勢，從而擊穿T2，并聯(lián)D后，勵磁繞組自感電勢自成回路，從而保護了T2。3)C1用來降低T1的開關頻率，減小管子的損耗。由于C1兩端的電壓不能突變，電容的充放電需要一定時間，這就推遲了穩(wěn)壓管DW2導通和截止時間，從而降低了T1的開關頻率。

R6、R7、R8為T1、T2的偏置電阻，用以調節(jié)T1、T2的工作點。JFT201適用于14V500W以下的交流發(fā)電機。第八十頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五JFT201型晶體管調節(jié)器4)C2、R5組成正反饋電路，以提高晶體管調節(jié)器的靈敏度，改善電壓波形。當T2趨向截止時，集電極電壓下降，通過C2、R5，正反饋給穩(wěn)壓管DW2，使其左端電位降低，T1基極電流增大而迅速導通，T2可靠地截止，發(fā)電機勵磁電流迅速下降，故C2、R5，正反饋電路加速了T2管的截止速度，使調節(jié)電壓更加穩(wěn)定，同時也減少了T2管的過度損耗。5)在分壓器前設置R1，可改善發(fā)電機的負載特性。因為當發(fā)電機負荷增大時，由于電樞繞組壓降及電樞反應增大，發(fā)電機的端電壓有所下降。增設R1后，隨著發(fā)電機端電壓的下降，分壓器兩端的電壓也降低，使DW2兩端的反向電壓也減小，這就相對延長了T1管截止時間與T2管導通時間，使勵磁電流有所增加，從而有效地補償了發(fā)電機因內阻壓降和電樞反應的增加而造成的電壓降落，改善了發(fā)電機的負載特性，故R1又稱穩(wěn)壓電阻。

R6、R7、R8為T1、T2的偏置電阻，用以調節(jié)T1、T2的工作點。JFT201適用于14V500W以下的交流發(fā)電機。第八十一頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五五、集成電路調節(jié)器集成電路調節(jié)器也叫IC調節(jié)器，是根據(jù)使用要求，將電路中的若干元件集成在同一基片上，制成一個獨立的電子芯片。集成電路調節(jié)器裝于發(fā)電機內部，構成整體式交流發(fā)電機。發(fā)電機外部有2個或3個接線柱。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，利用晶體管組成的雙穩(wěn)態(tài)電路作為開關電路，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。集成電路調節(jié)器通常與整體式發(fā)電機相配。第八十二頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五工作原理與晶體管調節(jié)器相同，即當發(fā)電機電壓低于規(guī)定值時，穩(wěn)壓管Z1截止，Tl也截止，T2在R4的偏置作用下導通，勵磁電路接通，發(fā)電機電壓上升；當發(fā)電機電壓高于規(guī)定值時，穩(wěn)壓管Z1被擊穿導通，T1也導通，則T2被短路而截止，勵磁電路被切斷，發(fā)電機電壓下降。如此反復使發(fā)電機電壓保持恒定。由于T2采用達林頓管，提高了該級的放大倍數(shù)，使動態(tài)過程中，微小的輸入變化也能反應至輸出上，提高了電路靈敏度。另外，穩(wěn)壓管Z2與電樞并聯(lián)，起過電壓保護作用。電容C2提供負反饋電路以衰減高頻的瞬變過程。JFT151型集成電路電壓調節(jié)器第八十三頁，共九十四頁，編輯于2023年，星期五廣州本田轎車交流發(fā)電機的集成電路調節(jié)器：廣州本田轎車交流發(fā)電機為8管外搭鐵型交流發(fā)電機，調節(jié)器為內裝式外搭鐵型，由發(fā)動機電腦控制。在汽車電路中有一個負載檢測儀，檢測電路中負載總電流大小，送信號給電腦，調節(jié)器C接線端子送發(fā)電機電壓信號到電腦，電腦根據(jù)這兩個信號判斷磁場電路