第二章-交流發(fā)電機及調(diào)節(jié)器課件

第二章交流發(fā)電機及調(diào)節(jié)器第四節(jié)交流發(fā)電機的調(diào)節(jié)器第三節(jié)交流發(fā)電機的工作特性第二節(jié)交流發(fā)電機的工作原理第一節(jié)交流發(fā)電機的構(gòu)造第五節(jié)晶體管調(diào)節(jié)器第六節(jié)充電指示燈的控制電路返回目錄7/19/20231第二章交流發(fā)電機及調(diào)節(jié)器第十一節(jié)交流發(fā)電機與調(diào)節(jié)器的使用及維護第十節(jié)調(diào)節(jié)器的測試第九節(jié)交流發(fā)電機的故障測試與修理第七節(jié)汽車交流發(fā)電機實例第八節(jié)充電系的故障診斷返回目錄7/19/20232第一節(jié)交流發(fā)電機的構(gòu)造交流發(fā)電機在汽車上的安裝位置如圖2-1所示。圖2-1交流發(fā)電機在汽車上的安裝位置1—V帶2—調(diào)整臂3—發(fā)電機4—儀表盤5—點火開關(guān)6—調(diào)節(jié)器7—蓄電池8—支架圖7/19/20233第一節(jié)交流發(fā)電機的構(gòu)造目前國內(nèi)外生產(chǎn)的汽車交流發(fā)電機，其結(jié)構(gòu)基本相同，主要由轉(zhuǎn)子、定子、整流器、前端蓋、后端蓋、帶輪及風(fēng)扇等組成。圖2-2為交流發(fā)電機的整體結(jié)構(gòu)（用于紅旗、奧迪轎車）。圖2-2交流發(fā)電機的整體結(jié)構(gòu)(用于紅旗、奧迪轎車)1—電刷及電壓調(diào)節(jié)器2—后端蓋3—元件板總成4—前端蓋5—帶輪6—風(fēng)扇7—轉(zhuǎn)子8—定子7/19/20234第一節(jié)交流發(fā)電機的構(gòu)造圖2-3為JF132型交流發(fā)電機的解體圖（用于東風(fēng)汽車）。圖2-3JF132型交流發(fā)電機的解體圖(用于東風(fēng)汽車)1—后端蓋2—電刷架3—電刷4—電刷彈簧壓蓋5—硅二極管6—元件板7—轉(zhuǎn)子8—定子9—前端蓋10—風(fēng)扇11—帶輪7/19/20235第一節(jié)交流發(fā)電機的構(gòu)造一、轉(zhuǎn)子交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子是用來建立磁場的，主要由兩塊爪極、勵磁繞組、軸和集電環(huán)等組成，如圖2-4所示。

圖2-4交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子1—集電環(huán)2—軸3—爪極4—磁軛5—勵磁繞組7/19/20236第一節(jié)交流發(fā)電機的構(gòu)造轉(zhuǎn)子磁場的磁力線分布與磁場電路原理如圖2-5所示。圖2-5轉(zhuǎn)子磁場的磁力線分布與磁場電路原理ａ）磁場的磁力線分布ｂ）磁場電路原理1、5—電刷2、4—集電環(huán)3—勵磁繞組6—點火開關(guān)7—蓄電池7/19/20237第一節(jié)交流發(fā)電機的構(gòu)造二、定子定子又稱電樞，是用來產(chǎn)生交流電動勢的，由鐵心和三相繞組組成。定子及定子繞組的聯(lián)結(jié)方式如圖2-6所示。圖2-6定子及定子繞組的聯(lián)結(jié)方式a)星形(Y)聯(lián)結(jié)b)三角形(△)聯(lián)結(jié)7/19/20238第一節(jié)交流發(fā)電機的構(gòu)造圖2-7為JF132型交流發(fā)電機定子繞組的展開圖，發(fā)電機有六對磁極，定子總槽數(shù)為36個槽，即一對磁極對應(yīng)六個槽。圖2-7JF132型交流發(fā)電機定子繞組的展開圖7/19/20239第一節(jié)交流發(fā)電機的構(gòu)造三、整流器交流發(fā)電機的整流器，是由六只硅整流二極管組成的三相橋式整流電路。如圖2-8所示，硅整流二極管分為正極管子和負極管子。

圖2-8硅整流二極管的安裝1—火線接線柱2—元件板3—正極管子4—負極管5—后端蓋7/19/202310第一節(jié)交流發(fā)電機的構(gòu)造四、前端蓋、后端蓋前端蓋、后端蓋是由非導(dǎo)磁材料鋁合金制成的，漏磁少，并具有輕便、散熱性能好等優(yōu)點。目前，交流發(fā)電機的電刷架有兩種結(jié)構(gòu)形式，如圖2-9所示。

圖2-9電刷架的結(jié)構(gòu)a）外裝式b）內(nèi)裝式圖7/19/202311第一節(jié)交流發(fā)電機的構(gòu)造交流發(fā)電機的搭鐵形式分為內(nèi)搭鐵和外搭鐵兩種。內(nèi)搭鐵式的交流發(fā)電機，其勵磁繞組的兩端通過電刷分別引至發(fā)電機后端蓋上的接線柱，分別稱為“F”（或“磁場”）和“E”（或“搭鐵”）接線柱，如圖2-10a所示；外搭鐵式的交流發(fā)電機，其勵磁繞組的兩端引至后端蓋上的接線柱分別稱為“F1”和“F2”接線柱，如圖2-10b所示。圖2-10交流發(fā)電機的搭鐵形式a)內(nèi)搭鐵式b)外搭鐵式7/19/202312第一節(jié)交流發(fā)電機的構(gòu)造五、帶輪及風(fēng)扇

如圖2-11a所示為奧迪轎車所用的發(fā)電機。對于一些高檔轎車，其發(fā)電機的功率大、體積小，為了提高散熱強度，一般裝有兩個風(fēng)扇，且將風(fēng)扇葉直接焊在轉(zhuǎn)子上，如圖2-11b所示為豐田轎車所用的發(fā)電機。

圖2-11交流發(fā)電機的通風(fēng)a）單風(fēng)扇式b）雙風(fēng)扇式1、4—帶輪2、5、7—風(fēng)扇3、6—轉(zhuǎn)子7/19/202313第一節(jié)交流發(fā)電機的構(gòu)造交流發(fā)電機的型號規(guī)定如下：根據(jù)我國汽車行業(yè)標準QC/T73—1993《汽車電氣設(shè)備產(chǎn)品型號編制方法》的規(guī)定，汽車交流發(fā)電機的型號組成如下所示。1—產(chǎn)品代號，交流發(fā)電機的產(chǎn)品代號有JF、JFZ、JFB、JFW四種，分別表示交流發(fā)電機，整體式交流發(fā)電機，帶泵式交流發(fā)電機和無刷式交流發(fā)電機。2—電壓等級代號，用一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，見表2-1。3—電流等級代號，用一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，見表2-2。4—設(shè)計序號，按產(chǎn)品的先后順序，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。5—變形代號，交流發(fā)電機是以調(diào)整臂的位置作為變形代號。7/19/202314第一節(jié)交流發(fā)電機的構(gòu)造電壓等級代號123456電壓等級/V1224---6電流等級代號發(fā)電機類型123456789整體式交流發(fā)電機帶泵式交流發(fā)電機無刷式交流發(fā)電機永磁式交流發(fā)電機19≥20～29≥30～39≥40～49≥50～59≥60～69≥70～79≥80～89≥90表2-1電壓等級代號表2-2電流等級代號(單位：A)返回本章目錄7/19/202315第二節(jié) 交流發(fā)電機的工作原理一、發(fā)電原理交流發(fā)電機產(chǎn)生交流電的基本原理是電磁感應(yīng)原理，具體地說交流發(fā)電機是利用產(chǎn)生磁場的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，使穿過定子繞組的磁通量發(fā)生變化，在定子繞組內(nèi)產(chǎn)生交流感應(yīng)電動勢。圖2-12所示為交流發(fā)電機的工作原理圖。圖2-12交流發(fā)電機7/19/202316第二節(jié) 交流發(fā)電機的工作原理二、整流原理利用硅整流二極管的這種單向?qū)щ娦?，制成了交流發(fā)電機的硅整流器，使交流電變?yōu)橹绷麟姟９枵髌鲗嶋H上是一個由六只硅整流二極管組成的三相橋式整流電路，如圖2-13所示。圖2-13三相橋式整流電路中的電壓、電流波形a）整流原理b）三相交流電動勢c）整流后發(fā)電機輸出的平穩(wěn)脈沖電壓7/19/202317第二節(jié) 交流發(fā)電機的工作原理有的發(fā)電機具有中性點接線柱，如圖2-14所示。中性點接線柱是從三相繞組的末端引出來的，標記“N”，輸出電壓為UN。圖2-14帶有中心抽頭的交流發(fā)電機7/19/202318第二節(jié) 交流發(fā)電機的工作原理對有些交流發(fā)電機（如桑塔納、奧迪等轎車）來說，在三相繞組的中性點處接上兩只中性點二極管（功率二極管），并通過兩只中性點二極管與橋式整流器的正、負輸出端相連，如圖2-15所示為原理圖。圖2-15具有中性點二極管的整流電路a）電壓波形b）原理圖7/19/202319第二節(jié) 交流發(fā)電機的工作原理三、勵磁方法圖2-16所示為交流發(fā)電機的勵磁電路。

圖2-16交流發(fā)電機的勵磁電路7/19/202320第二節(jié) 交流發(fā)電機的工作原理以上分析的勵磁電路只是一個基本電路，這樣的勵磁電路還存在著一個缺點，即駕駛員如果在發(fā)動機熄火后忘記將點火開關(guān)S關(guān)閉，蓄電池就會通過調(diào)節(jié)器向發(fā)電機勵磁繞組長時間放電。針對這一問題，有很多車型使用了九管交流發(fā)電機。如圖2-17所示。圖2-17九管交流發(fā)電機的原理圖1—勵磁二極管2—點火開關(guān)S3—充電指示燈4—調(diào)節(jié)器5—負載返回本章目錄7/19/202321第三節(jié)交流發(fā)電機的工作特性一、輸出特性表2-3為國產(chǎn)交流發(fā)電機的主要性能指標。

交流發(fā)電機型號額定數(shù)據(jù)功率空載轉(zhuǎn)速/(r/min)滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)適用車型功率/W電壓/V電流/AJF1314ZD122510003500CA1090JF1314-1122510003500CA1090JF1314B122510003500EQ1090-1JF1313Z122510003500BJ106系列JF13A122510003500NJ114系列表2-3國產(chǎn)交流發(fā)電機的主要性能指標7/19/202322第三節(jié)交流發(fā)電機的工作特性交流發(fā)電機型號額定數(shù)據(jù)功率空載轉(zhuǎn)速/(r/min)滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)適用車型功率/W電壓/V電流/AJF2311241810003500依維柯JFZ1714124510006000桑塔納JFZ1913Z129010506000標致JFZ1512Z125510506000切諾基JFZ2518242711505000JFWZ18126010003500(續(xù))

7/19/202323第三節(jié)交流發(fā)電機的工作特性圖2-18所示為交流發(fā)電機的輸出特性曲線。二、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U隨轉(zhuǎn)速n變化的關(guān)系，即輸出電流I=0時，U=f（n）的曲線，如圖2-19所示。

圖2-18交流發(fā)電機的輸出特性曲線圖2-19交流發(fā)電機的空載特性曲線7/19/202324第三節(jié)交流發(fā)電機的工作特性三、外特性外特性是研究發(fā)電機轉(zhuǎn)速n一定時，其端電壓U與輸出電流I的關(guān)系，即轉(zhuǎn)速n=常數(shù)時，U=f（I）的曲線，如圖2-20所示。從外特性曲線可以看出發(fā)電機電壓受負載影響的程度：如果發(fā)電機在高速運轉(zhuǎn)時，突然失去負載，發(fā)電機電壓會突然升高，致使發(fā)電機及調(diào)節(jié)器等內(nèi)部電子元件有被擊穿的危險。圖2-20交流發(fā)電機的外特性曲線返回本章目錄7/19/202325第四節(jié) 交流發(fā)電機的調(diào)節(jié)器一、電壓調(diào)節(jié)器的工作原理二、電壓調(diào)節(jié)器的分類交流發(fā)電機調(diào)節(jié)器可分為：觸點式電壓調(diào)節(jié)器、晶體管調(diào)節(jié)器和集成電路調(diào)節(jié)器。三種調(diào)節(jié)器的基本原理都是以轉(zhuǎn)速為基礎(chǔ)，通過改變勵磁電流，來維持發(fā)電機的輸出電壓保持恒定。返回本章目錄7/19/202326第五節(jié) 晶體管調(diào)節(jié)器一、晶體管調(diào)節(jié)器圖2-21所示為晶體管調(diào)節(jié)器的基本電路。圖2-21晶體管調(diào)節(jié)器的基本電路7/19/202327第五節(jié) 晶體管調(diào)節(jié)器二、JFT106型調(diào)節(jié)器JFT106型調(diào)節(jié)器屬于外搭鐵式晶體管調(diào)節(jié)器，圖2-22所示為解放CA1092型汽車用JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器工作原理圖。

圖2-22解放CA1092型汽車用JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器工作原理圖7/19/202328第五節(jié) 晶體管調(diào)節(jié)器三、集成電路調(diào)節(jié)器集成電路調(diào)節(jié)器，根據(jù)不同的電壓檢測方法可分為發(fā)電機電壓檢測法和蓄電池電壓檢測法兩種電路，如圖2-23所示。圖2-23集成電路調(diào)節(jié)器的基本電路a）發(fā)電機電壓檢測法b）蓄電池電壓檢測法1、6—發(fā)電機2、5—集成電路調(diào)節(jié)器3、4—充電指示燈7/19/202329第五節(jié) 晶體管調(diào)節(jié)器四、集成電路調(diào)節(jié)器實例圖2-24所示為廣泛使用的內(nèi)裝集成電路調(diào)節(jié)器的整體式交流發(fā)電機的原理電路，為蓄電池電壓檢測法。圖2-24內(nèi)裝集成電路調(diào)節(jié)器的整體式交流發(fā)電機的電路原理1—發(fā)電機2—集成電路調(diào)節(jié)器3—充電指示燈返回本章目錄7/19/202330第六節(jié) 充電指示燈的控制電路一、利用中性點電壓，通過起動復(fù)合繼電器控制充電指示燈東風(fēng)EQ1092、解放CA1092均采用這一控制方式，如圖2-25所示。圖2-25東風(fēng)EQ1092、解放CA1092充電指示燈控制電路7/19/202331第六節(jié) 充電指示燈的控制電路二、利用二極管來控制充電指示燈法國沃爾沃汽車采用這一簡單的控制方式，即利用二極管的單向?qū)щ娦钥刂瞥潆娭甘緹?，如圖2-26所示。

圖2-26法國沃爾沃汽車充電指示燈控制電路返回本章目錄7/19/202332第七節(jié) 汽車交流發(fā)電機實例一、奧迪、紅旗轎車所用的交流發(fā)電機電路圖(圖2-27)圖2-27奧迪、紅旗轎車所用的交流發(fā)電機電路圖1—勵磁繞組2—電壓調(diào)節(jié)器3—勵磁二極管4—充電指示燈5—防干擾電容器7/19/202333第七節(jié) 汽車交流發(fā)電機實例二、夏利轎車所用的整體式交流發(fā)電機的電路圖(圖2-28)圖2-28夏利轎車所用的整體式交流發(fā)電機的電路圖返回本章目錄7/19/202334第八節(jié) 充電系的故障診斷一、發(fā)動機起動后，充電指示燈仍亮1．調(diào)節(jié)器單獨安裝的情況1）如圖2-29所示為內(nèi)搭鐵式交流發(fā)電機不發(fā)電的診斷方法。圖2-29內(nèi)搭鐵式交流發(fā)電機不發(fā)電的診斷方法1—發(fā)電機2—調(diào)節(jié)器7/19/202335第八節(jié) 充電系的故障診斷2）如圖2-30所示為外搭鐵式交流發(fā)電機不發(fā)電的診斷方法。在診斷之前，先檢查發(fā)電機傳動帶有無松滑現(xiàn)象，檢查調(diào)節(jié)器的火線是否正常，檢查發(fā)電機的磁場接線柱F1是否有“火”。2-30外搭鐵式交流發(fā)電機不發(fā)電的診斷方法1—發(fā)電機2—調(diào)節(jié)器7/19/202336第八節(jié) 充電系的故障診斷2.整體式交流發(fā)電機以奧迪、紅旗轎車為例（參見圖2-27）。二、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。三、汽車運行時，經(jīng)常燒燈泡、熔絲及各種開關(guān)等電器設(shè)備。四、打開點火開關(guān)，充電指示燈不亮這種情況說明充電指示燈電路有故障。故障可能是：充電指示燈線路有斷路的地方，對于奧迪、紅旗轎車來說，這類發(fā)電機也可能是發(fā)電機的電刷損壞；對于東風(fēng)、解放汽車來說，這類發(fā)電機也可能是組合繼電器有故障。五、汽車運行時，發(fā)電機或傳動帶有異響交流發(fā)電機的異響有可能是發(fā)電機軸承或傳動帶引起的。返回本章目錄7/19/202337第九節(jié) 交流發(fā)電機的故障測試與修理一、整機測試1.測量各接線柱之間的電阻利用萬用表的(R×1)擋測量“F”與“-”之間的電阻值，測量“+”與“-”之間和“+”與“F”之間的正、反向電阻值，也可以判斷交流發(fā)電機內(nèi)部的技術(shù)狀況，其標準值見表2-4。2.空載轉(zhuǎn)速的測試空載電壓的測試在萬能試驗臺上進行，接線方法如圖2-31所示。3.滿載轉(zhuǎn)速的測試有些故障，在沒有電流輸出的情況下是表現(xiàn)不出來的，所以在對發(fā)電機進行空載轉(zhuǎn)速測試后，應(yīng)再作滿載轉(zhuǎn)速測試。滿載轉(zhuǎn)速測試可以接著空載轉(zhuǎn)速進行，如圖2-31所示。7/19/202338第九節(jié) 交流發(fā)電機的故障測試與修理交流發(fā)電機型號“F”與“-”之間的電阻值“+”與“-”之間的電阻值“+”與“F”之間的電阻值正向反向正向反向JF115～640～50>100050～60>1000JF13JF21JF1219.5～2140～50>100050～70>1000JF22JF23JF26表2-4交流發(fā)電機各接線柱之間的電阻值（單位：Ω）7/19/202339第九節(jié) 交流發(fā)電機的故障測試與修理圖2-31交流發(fā)電機的空載和滿載測試7/19/202340第九節(jié) 交流發(fā)電機的故障測試與修理4.用示波器觀察輸出電壓波形當(dāng)交流發(fā)電機有故障時，其輸出電壓的波形將出現(xiàn)異常，因此根據(jù)輸出電壓波形可以判斷交流發(fā)電機內(nèi)部二極管及定子繞組是否有故障，交流發(fā)電機出現(xiàn)各種故障時輸出電壓的波形如圖2-32所示。圖2-32交流發(fā)電機出現(xiàn)各種故障時輸出電壓的波形7/19/202341第九節(jié) 交流發(fā)電機的故障測試與修理二、交流發(fā)電機零部件的檢修1.轉(zhuǎn)子的檢修如圖2-33所示，用萬用表可檢測勵磁繞組是否短路和斷路。如果阻值低于標準值（見表2-4），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。如圖2-34所示，用萬用表可檢測勵磁繞組是否搭鐵。

圖2-33用萬用表可檢測勵磁繞組是否短路和斷路圖2-34用萬用表可檢測勵磁繞組是否搭鐵7/19/202342第九節(jié) 交流發(fā)電機的故障測試與修理2.定子的檢修如圖2-35所示，用萬用表可檢測定子繞組是否斷路。如圖2-36所示，用萬用表可檢測定子繞組是否搭鐵。3.二極管的檢修4.電刷的檢測圖2-35用萬用表可檢測定子繞組是否斷路圖2-36用萬用表可檢測定子繞組是否搭鐵返回本章目錄7/19/202343第十節(jié) 調(diào)節(jié)器的測試一、內(nèi)搭鐵式晶體管調(diào)節(jié)器的測試按圖2-37所示方法，可對內(nèi)搭鐵式晶體管調(diào)節(jié)器進行測試。

二、外搭鐵式晶體管調(diào)節(jié)器的測試按圖2-38所示方法，可對外搭鐵式晶體管調(diào)節(jié)器進行測試。圖2-37內(nèi)搭鐵式晶體管調(diào)節(jié)器的測試圖2-38外搭鐵式晶體管調(diào)節(jié)器的測試7/19/202344第十節(jié) 調(diào)節(jié)器的測試三、集成電路調(diào)節(jié)器的測試整體式交流發(fā)電機的勵磁繞組一般是通過調(diào)節(jié)器搭鐵的。根據(jù)這一原理，按圖2-39所示方法，先將可調(diào)直流電流與集成電路調(diào)節(jié)器用導(dǎo)線連接