學習情境二交流發(fā)電機的檢測與維護

學習情境二交流發(fā)電機的檢測與維護第1頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月學習目標：為了完成交流發(fā)電機的檢測與維護任務，必須掌握交流發(fā)電機的構造、主要部件的作用及工作原理；交流發(fā)電機的拆裝方法；交流發(fā)電機的整機檢測及解體后主要部件的檢測方法；了解發(fā)電機充電指示燈的作用及控制方法；掌握交流發(fā)電機常見故障的診斷及排除方法等知識。第2頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月情境描述售后服務經理接到客戶有關發(fā)動機起動后充電指示燈仍亮，或有時打開點火開關，充電指示燈不亮的維修的任務，遞交給學員檢修發(fā)電機的任務，要求檢查發(fā)電機各零部件的破損程度，確定是否可再用，進行組裝，進行試驗并排除可能出現(xiàn)的故障。制定學習和維修計劃，完成此任務。零部件檢修的相關信息要告知經理，得到經理的確認后，提交一份分析報告并歸檔。第3頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月相關知識交流發(fā)電機的基本知識充電系的常見故障及各零部件的檢修方法交流發(fā)電機與調節(jié)器的使用及維護第4頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月基本知識——

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（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。第5頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月二、汽車發(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。第6頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月交流發(fā)電機在車上的安裝位置第7頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月三、交流發(fā)電機的構造

（普通）交流發(fā)電機的結構分以下幾部分:

轉子定子端蓋整流器電刷組件帶輪風扇第8頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月

轉子1．

功用：產生旋轉磁場2．

組成：

1）轉子軸

2）集電環(huán)

3）爪極

4）磁軛

5）磁場繞組第9頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月轉子——產生旋轉磁場第10頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月轉子——產生旋轉磁場當勵磁繞組有電流通過時，便產生磁場，轉子軸上的兩個爪極分別被磁化為N極和S極。如下頁圖所示當轉子旋轉時，磁極交替地在定子鐵心中穿過，形成一個旋轉的磁場，磁力線和定子繞組之間產生相對運動，在三相繞組中產生交流感應電動勢。第11頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月交流發(fā)電機的磁路1—磁軛2—磁場繞組3、4—磁極5—定子鐵心6—釘子繞組7—軸8—漏磁通第12頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月定子（又叫電樞）1．

功用：產生交流（交變）電動勢2．

組成：

1）定子鐵心

2）定子繞組第13頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月

定子鐵心由內圈帶槽、互相絕緣的硅鋼片疊成。定子繞組有三組線圈，對稱的嵌放在定子鐵心的槽中。三相繞組的連接有星形接法和三角形接法兩種，如下圖所示，都能產生三相交流電。三相繞組必須按一定要求繞制，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。發(fā)電機定子繞組由專門人員繞制。第14頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月3.定子三相繞組有兩種接法

1）星形接法2)三角形接法第15頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月第16頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動勢的產生當發(fā)電機的轉子轉動時（由發(fā)動機帶動），定子中就有感生電動勢產生，如果定子與外電路形成回路，就可以對外輸出交流電流。

第17頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電必須

整流為直流電但汽車上需要輸出的是直流電，所以還必須對交流電進行整流。

整流任務由整流器完成第18頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月整流器整流器由整流板和硅二極管組成第19頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月整流器1．

功用：將三相交流電變?yōu)橹绷麟?．

組成：六只或八只硅二極管分別焊裝在兩塊極板（整流板）上而組成第20頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月整流板有正整流板

和負整流板之分整流板由互相絕緣的兩塊板組成，其中一塊為正極板（帶有輸出端螺栓），另一塊為負極板，負極板和發(fā)電機外殼直接相連（搭鐵），也可以將發(fā)電機的后蓋直接作為負極板。第21頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月整流管分為：

正極管和負極管兩種引出電極為正極的為正極管，安裝在正極板上；引出電極為負極，稱為負極管，安裝在負極板上。第22頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月整流二極管特點1）

汽車用整流二極管特點：①工作電流大，正向平均電流50A，浪涌電流600A②反向電壓高，反向重復峰值電壓270V，反向不重復峰值電壓300V③有正極管和負極管之分（畫圖說明）④只有一個引線端（畫圖說明）第23頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月整流器和定子繞組的連接星形連接三角形連接第24頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月第25頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月前后端蓋一、

端蓋1．

端蓋一般用鋁合金鑄造2．端蓋上裝有電刷組件，普通發(fā)電機中一般有兩只電刷3.無刷發(fā)電機中沒有電刷。第26頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月電刷的功用電刷將電源引入到轉子的線圈（磁場繞組）中，使內部的電磁鐵（磁軛和爪極）產生較強的磁場。第27頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月第28頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月

交流發(fā)電機的內搭鐵和外搭鐵和電刷的接線方法有關交流發(fā)電機分為內搭鐵和外搭鐵兩種第29頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月

內搭鐵型發(fā)電機有一只電刷（負電刷）和殼體直接搭鐵的發(fā)電機

外搭鐵型發(fā)電機兩只電刷（負電刷）和殼體絕緣的發(fā)電機

第30頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月帶輪及風扇交流發(fā)電機的前端裝有帶輪和風扇，由發(fā)動機通過傳動帶驅動發(fā)電機的轉子軸和風扇一起旋轉。（1）轉子的轉動使發(fā)電機發(fā)電；（2）風扇的轉動為發(fā)電機散熱。第31頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月四、交流發(fā)電機的型號根據中華人民共和國汽車行業(yè)標準QC/T73-1993《汽車電器設備產品型號編制方法》的規(guī)定，汽車交流發(fā)電機型號由五部分組成：第32頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月1、產品代號JF——表示普通交流發(fā)電機；JFZ——表示整體式（調節(jié)器內置）交流發(fā)電機；JFB——表示帶泵的交流發(fā)電機；JFW——表示無刷交流發(fā)電機。第33頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月2、電壓等級代號電壓等級代號用一位阿拉伯數字表示。

1——表示12V系統(tǒng)；

2——表示24V系統(tǒng)；

6——表示6V系統(tǒng)。第34頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月3、電流等級代號電流等級代號也用一位阿拉伯數字表示。見表2－1電流等級代號1234發(fā)電機額定電流<19A<29A<39A<49A第35頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月4、設計序號

5、變型代號設計序號用1～2位阿拉伯數字表示，表示產品設計的先后順序。交流發(fā)電機以調整臂位置作為變形代號。Z——左調整臂

Y——右調整臂例：JFZ1913Z發(fā)電機第36頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月五、交流發(fā)電機工作原理由發(fā)動機帶動發(fā)電機轉子旋轉由電刷給轉子通電（勵磁）產生磁場（有刷交流發(fā)電機，無刷直接通電）由定子產生交變感應電動勢由整流器整流為直流電輸出第37頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電原理

當外電路通過電刷使磁場繞組通電時，便產生磁場，使磁極磁化為N極和S極。當轉子旋轉時，磁通交替地在定子繞組中變化，根據電磁感應原理可知，定子的三相繞組中便產生交變的感生電動勢。這就是交流發(fā)電機的發(fā)電原理。

第38頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月1、交流感生電動勢的頻率交流電動勢的變化頻率f與發(fā)電機的轉速n

、磁極對數p成正比：第39頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月2、三相交流感生電動勢幅值1）交流電動勢的波形近似正弦波（因轉子磁極呈鳥嘴形，其磁場的分布近似正弦規(guī)律）2）三相電動勢對稱（因三相繞組對稱安置）第40頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月2、三相交流電動勢幅值表達式式中Em－每相電動勢的最大值

Eф－每相電動勢的有效值

w－電角速度（w

＝2π

f）第41頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月3、每相繞組中電動勢的有效值式中：K-繞組系數(和發(fā)電機定子繞組的繞線方式有關的系數)N-每項匝數（匝）f－頻率（Hz）φ-每極磁通（Wb）Ce-電機常數（Ce＝4.44KNp/60）稱Eф為相電動勢。第42頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月

由此可見，當交流發(fā)電機結構一定時（結構常數Ce不變），相電動勢Eф和發(fā)電機轉速、磁通成正比。

第43頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月交流發(fā)電機整流原理交流發(fā)電機三相交流電經6只硅整流二極管組成的全波橋式整流電路整流后，變?yōu)橹绷麟娸敵龅?4頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月（三相全波橋式整流）第45頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月三只正二極管負極端連接在一起時，正極端電位最高者導通；三只負二極管正極端連接在一起時，負極端電位最低者導通。每一瞬時都有一個正極和一個管導通，使電路形成回路。這樣，通過用電器的就是直流電。第46頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月關于中性點電壓的討論理論上中性點電壓:實際上中性點電壓為：第47頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月關于中性點電壓的討論1、可以用來控制各種用途的用電器2、還可以對其整流，協(xié)同發(fā)電機輸出。（8管或11管交流發(fā)電機）第48頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月交流發(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。第49頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月交流發(fā)電機的勵磁

1、定義：將電源引入到磁場繞組，使之產生磁場稱為勵磁。

2、交流發(fā)電機勵磁兩種方式：

1）自勵

2）他勵第50頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月交流發(fā)電機的勵磁1）他勵在發(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51頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月3.交流發(fā)電機的勵磁2）自勵當發(fā)電機有能力對外供電時，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52頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月交流發(fā)電機的勵磁電路如圖

（6管內搭鐵交流發(fā)電機）

電磁振動式調節(jié)器

第53頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月交流發(fā)電機的勵磁電路上一個電路有一個缺點：發(fā)動機熄火后，如果司機忘記關斷點火開關，蓄電池會經調節(jié)器一直給磁場繞組供電。

1）時間過長會燒壞磁場繞組

2）會造成蓄電池過度放電第54頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月交流發(fā)電機的勵磁電路

如圖帶充電指示燈的電路

（9管內搭鐵交流發(fā)電機）

電子調節(jié)器發(fā)電機電壓小于蓄電池時充電指示燈發(fā)亮第55頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月充電指示燈的作用1、提示駕駛員在發(fā)動機熄火后關掉點火開關。2、可以指示發(fā)電機是否有故障第56頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月桑塔納JFZ1913Y發(fā)電機第57頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月六、

交流發(fā)電機的分類交流發(fā)電機按結總體結構分五類1）普通交流發(fā)電機例JF132（EQ140用）5）

永磁交流發(fā)電機2）

整體式交流發(fā)電機例JFZ1913Z（奧迪、桑塔納汽車用）4）無刷交流發(fā)電機3）

帶泵交流發(fā)電機例JFB1712第58頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月1、普通交流發(fā)電機例依維柯發(fā)電機第59頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月2、

整體式交發(fā)電機例JFZ1913Z（奧迪、桑塔納汽車用）別克轎車cs130發(fā)電機第60頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月3）

帶泵交流發(fā)電機例JFB1712第61頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月4、無刷交流發(fā)電機由于沒有電刷和集電環(huán)，所以不會因為電刷和集電環(huán)的磨損和接觸不良造成激磁不穩(wěn)定或發(fā)電機不發(fā)電等故障；同時工作時無火花，也減小了無線電干擾。無刷交流發(fā)電機分為爪極式、激磁機式和永磁式三種。第62頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月5、永磁交流發(fā)電機第63頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月七、電壓調節(jié)器功用、分類及調壓原理電壓調節(jié)器的分類電壓調節(jié)器的調壓原理第64頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月電壓調節(jié)器

電壓調節(jié)器功用:

由于交流發(fā)電機的轉子是由發(fā)動機驅動的，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，無法滿足汽車用電設備的工作要求。為了滿足用電設備恒定電壓的要求，交流發(fā)電機必須配用電壓調節(jié)器，電壓調節(jié)器功用：使交流發(fā)電機輸出電壓在發(fā)動機所有工況下基本保持恒定。第65頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月電壓調節(jié)器

一、電壓調節(jié)

器的分類

1．交流發(fā)電機電壓調節(jié)器按工作原理可分為：

（1）觸點式（電磁振動式）電壓調節(jié)器第66頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月一、電壓調節(jié)器的分類1．交流發(fā)電機電壓調節(jié)器按工作原理可分為：（2）晶體管調節(jié)器第67頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月一、電壓調節(jié)器的分類1．交流發(fā)電機電壓調節(jié)器按工作原理可分為：（3）集成電路調節(jié)器

第68頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月一、電壓調節(jié)器的分類1．交流發(fā)電機電壓調節(jié)器按工作原理可分為：

（4）數字調節(jié)器第69頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月一、電壓調節(jié)器的分類1．交流發(fā)電機電壓調節(jié)器按工作原理可分為：（1）觸點式電壓調節(jié)器（2）晶體管調節(jié)器（3）集成電路調節(jié)器電子調節(jié)器（4）數字電路調節(jié)器第70頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月一、電壓調節(jié)器的分類2．電子調節(jié)器按所匹配的交流發(fā)電機搭鐵型式可分為：（1）內搭鐵型電子調節(jié)器：適配于與內搭鐵型交流發(fā)電機；（2）外搭鐵型調節(jié)器：適配于與外搭鐵型交流發(fā)電機第71頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月各種型式調節(jié)器外形圖

第72頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月二、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）

Ce－為發(fā)電機的結構常數，

n－為轉子轉速，

Ф－為轉子磁極的磁通，也就是說交流發(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。第73頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電壓調節(jié)器的調壓原理Eφ（不變）

=CeФ↓n↑Eφ（不變）

=CeФ↑n↓

轉速n是隨發(fā)動機轉速變化的，無法控制我們可以控制磁通Ф使之隨n的變化作相應的變化來保持發(fā)電機電動勢Eφ的不變方法是：當交流發(fā)電機的轉速升高時，通過減小發(fā)電機的勵磁電流If來減小磁通Ф，使發(fā)電機電動勢Eφ保持不變。第74頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電壓調節(jié)器的調壓原理

Eφ不隨轉速變化，輸出電壓UB即可保持恒定所以，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。

第75頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電壓調節(jié)器的調壓原理

電子式調節(jié)器就是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76頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月充電系整機測試

各零部件檢修交流發(fā)電機的檢修、試驗一、整機測試

1.檢測各接柱之間的電阻

2.試驗臺試驗二、零部件檢修

1.轉子的檢修

2.定子的檢修

3.整流器的檢修

4.電刷組件的檢測第77頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月整機測試測量各接線柱之間的電阻：工具：萬用表檔位選擇R×1擋測量方法：如圖所示：判斷說明：如果“F”與“－”之間的阻值過大說明什么問題？若阻值過小，則表明什么？若“＋”與“－”、“＋”與“F”之間的電阻值小于表中的標準值，則表示有什么問題？如接近表中的數值，但負載電流測試時電流很小，則表示什么？第78頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月空載與滿載電路示意圖第79頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月判斷過程：如果阻值低于標準值，則說明勵磁繞組短路；如果阻值為無窮大，則說明勵磁繞組斷路。判斷過程：每個集電環(huán)與轉子軸之間，其阻值都是無窮大，如果阻值很低，說明勵磁繞組搭鐵。無論勵磁繞組是短路、斷路還是搭鐵，都必須更換轉子。但是，更換轉子的費用與更換發(fā)電機的費用接近，所以一般情況下，當勵磁繞組需要更換時，就可以直接更換發(fā)電機總成。轉子檢修第80頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月檢測判斷過程：每次任取兩個首端，測量三次，每次測量的阻值都應小于0.5Ω；如果阻值有無窮大的情況，說明勵磁繞組斷路，需更換定子總成。搭鐵檢測判斷過程：如圖測量三次，阻值均應為無窮大，如果有不是無窮大的情況，說明定子繞組搭鐵，需更換定子總成。定子檢修第81頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月定子繞組短路故障檢測定子繞組短路很難檢測。因為一個正常定子繞組的阻值非常低。如果所有其他部件的檢測均屬正常，但輸出電壓卻很低，其原因可能是定子繞組匝間短路。無論定子繞組是斷路、短路還是搭鐵，均需更換定子總成。第82頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月

3．二極管的檢修檢測工具：

標準：二極管的正向電阻應在

Ω，反向電阻應在

Ω以上。檢測方法：將二極管與定子繞組之間的連線斷開用萬用表的兩個表筆分別接到

上，測二極管的正向與反向電阻。判斷過程：若正、反向電阻均為0，說明二極管

；若正、反向電阻均為無窮大，說明二極管

。維修方法：更換二極管需要在壓床上進行，或在臺虎鉗上使用專用工具，但不得使用錘子敲擊，以免損壞元件。壓裝二極管時，過盈量控制在0．07－0．09mm之間。第83頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月4．電刷的檢測檢測內容包括：電刷的標準高度應是

mm，磨損至

mm時，應進行更換。電刷彈簧的壓力：1.5－2N電刷架內部是否發(fā)卡。第84頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月交流發(fā)電機故障診斷一、充電系的故障現(xiàn)象一般充電系的故障現(xiàn)象有以下幾種情況：l）發(fā)動機起動后，充電指示燈仍亮。2）發(fā)動機起動后，充電指示燈亮，發(fā)動機高速運行時，充電指示燈熄滅。3）汽車運行時，經常燒燈泡、熔絲及各種開關等電器設備。4）打開點火開關，充電指示燈不亮。5）汽車運行時，發(fā)電機或傳動帶有異響。第85頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月故障診斷過程

對于大多數汽車來說，充電系的電路故障現(xiàn)象都是根據充電指示燈來判斷，正常情況是：

利用二極管來控制充電的指示燈電路請說明各種情況下的工作過程.第86頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月工作原理當點火開關S閉合時，勵磁電路過程：

蓄電池正極→點火開關S→充電指示燈→調節(jié)器→發(fā)電機勵磁繞組→搭鐵。這時，充電指示燈亮。當發(fā)動機起動后，二極管VD導通，VD將充電指示燈短路，燈熄滅，表明發(fā)電機工作正常。此時蓄電池充電電路為：發(fā)電機的火線接線柱B→VD→蓄