汽車發(fā)電機(jī)的工作原理

第二章交流發(fā)電機(jī)及調(diào)理器概述交流發(fā)電機(jī)的任務(wù)原理交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造交流發(fā)電機(jī)的任務(wù)特性交流發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)理器交流發(fā)電機(jī)與調(diào)理器運(yùn)用與維護(hù)學(xué)習(xí)目的了解交流發(fā)電機(jī)的功用、分類；掌握發(fā)電機(jī)的構(gòu)造、任務(wù)原理及檢測維修方法；掌握汽車充電系的組成、電路及檢測維修方法；了解調(diào)理器的任務(wù)原理；掌握調(diào)理器的檢測方法學(xué)習(xí)方法本章引見了汽車用交流發(fā)電機(jī)及調(diào)理器構(gòu)造、任務(wù)原理、充電系電路及檢測維修方法，經(jīng)過對學(xué)習(xí)內(nèi)容的閱讀有了感性認(rèn)識后，再經(jīng)過自學(xué)參考資料加深對學(xué)習(xí)內(nèi)容的了解，然后進(jìn)入實(shí)際課堂觀看〔或去到實(shí)驗(yàn)室〕親手對實(shí)物的拆裝、檢測、實(shí)驗(yàn)操作技藝的訓(xùn)練，以便進(jìn)一步掌握其構(gòu)造、任務(wù)原理和檢測維修方法。第一節(jié)概述一、發(fā)電機(jī)的功用發(fā)電機(jī)是汽車的主要電源，其功用是在發(fā)動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時〔怠速以上〕，向一切用電設(shè)備〔起動機(jī)除外〕供電，同時向蓄電池充電。(見圖2-1)一、發(fā)電機(jī)的功用二、發(fā)電機(jī)的分類汽車用發(fā)電機(jī)可分為直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)，由于交流發(fā)電機(jī)在許多方面優(yōu)于直流發(fā)電機(jī)，直流發(fā)電機(jī)已被淘汰，目前一切汽車均采用交流發(fā)電機(jī)，交流發(fā)電機(jī)按照不同的分類方法分為以下幾類：1.按結(jié)總體構(gòu)造分五類普通交流發(fā)電機(jī)(運(yùn)用時需求配裝電壓調(diào)理器的發(fā)電機(jī))例JF132〔EQ140用〕整體式交流發(fā)電機(jī)(發(fā)電機(jī)和調(diào)理器制成一個整體的發(fā)電機(jī))例別克轎車的發(fā)動機(jī)上裝配的是CS型發(fā)電機(jī)帶泵交流發(fā)電機(jī)(和汽車制動系統(tǒng)用真空助力泵安裝在一同的發(fā)電機(jī))例JFZB292發(fā)電機(jī)。無刷交流發(fā)電機(jī)(不需求電刷的發(fā)電機(jī))例JFW1913永磁交流發(fā)電機(jī)(磁極為永磁鐵制成的發(fā)電機(jī))發(fā)電機(jī)插圖2.按整流器構(gòu)造分四類六管交流發(fā)電機(jī)例JF1522〔東風(fēng)汽車用〕八管交流發(fā)電機(jī)例JFZ1542〔天津夏利汽車用〕九管交流發(fā)電機(jī)例〔日本日立、三凌、馬自達(dá)汽車用〕十一管交流發(fā)電機(jī)例JFZ1913Z〔奧迪、桑塔納汽車用〕3.按磁場繞組搭鐵方式兩分類內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī)磁場繞組的一端〔負(fù)極〕直接搭鐵〔和殼體相聯(lián)〕外搭鐵型交流發(fā)電機(jī)磁場繞組的一端〔負(fù)極〕接入調(diào)理器，經(jīng)過調(diào)理器后再搭鐵。三、交流發(fā)電機(jī)的型號根據(jù)中華人民共和國汽車行業(yè)規(guī)范QC/T73-93<汽車電器設(shè)備產(chǎn)品型號編制方法>的規(guī)定，汽車交流發(fā)電機(jī)型號組成如下：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(jī)JFZ——整體式〔調(diào)理器內(nèi)置〕交流發(fā)電機(jī)JFB——帶泵的交流發(fā)電機(jī)JFW——無刷交流發(fā)電機(jī)2.電壓等級代號電壓等級代號用一位阿拉伯?dāng)?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)第二節(jié)交流發(fā)電機(jī)任務(wù)原理交流發(fā)電原理整流原理交流發(fā)電機(jī)發(fā)電原理圖一、交流發(fā)電原理1.在發(fā)電機(jī)內(nèi)部有一個由發(fā)動機(jī)帶動轉(zhuǎn)子〔旋轉(zhuǎn)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(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)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經(jīng)過的磁通量發(fā)生變化〕而產(chǎn)生電動勢。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f-交流電動勢的頻率〔為轉(zhuǎn)速的函數(shù)〕p-磁極對數(shù)n-發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速〔r/min〕Eφ-每相電動勢的有效值

定子每相電動勢的有效值K-繞組系數(shù)(和發(fā)電機(jī)定子繞組的繞線方法有關(guān))N-每項(xiàng)匝數(shù)〔匝〕φ-每極磁通〔Wb〕Ce-電機(jī)構(gòu)造常數(shù)交流電動勢波形交流電動勢的幅值是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)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。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二、整流原理交流發(fā)電機(jī)定子的三相繞組中，感應(yīng)產(chǎn)生的是交流電是靠六只二極管組成的三相橋式整流電路變?yōu)橹绷麟姷?。二極管具有單項(xiàng)導(dǎo)電性,當(dāng)給二極管加上正向電壓時,二極管導(dǎo)通,當(dāng)給二極管加上反向電壓時,二極管截止,二極管的導(dǎo)通原那么如下:二極管的導(dǎo)通原那么當(dāng)三只二極管負(fù)極端相連時，正極端電位最高者導(dǎo)通；當(dāng)三只二極管正極端相連時，負(fù)極端電位最低者導(dǎo)通。2.整流過程分析整流時二極管導(dǎo)通條件對于三個正極管子〔D1、D3、D5正極和定子繞組始端相聯(lián)〕，在某瞬時，電壓最高一相的正極管導(dǎo)通。對于三個負(fù)極管子〔D2、D4、D6負(fù)極和定子繞組始端相聯(lián)〕，在某瞬時，電壓最低一相的負(fù)極管導(dǎo)通。但同時導(dǎo)通的管子總是兩個，正、負(fù)管子各一個。整流過程三相橋式整流電路中二極管的依次循環(huán)導(dǎo)通,使得負(fù)載RL兩端得到一個比較平穩(wěn)的脈動直流電壓。發(fā)電機(jī)輸出的直流電壓平均值為：U=1.35UL=2.34UΦ3．中性點(diǎn)電壓有的發(fā)電機(jī)具有中性點(diǎn)接線柱，如圖2-4，是從三相繞組的中性點(diǎn)引出來的，標(biāo)志為“N〞。輸出電壓為UN，稱為中性點(diǎn)電壓圖2-4帶中心抽頭的交流發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電壓的瞬時值是一個三次諧波電壓，中性點(diǎn)電壓的平均值為發(fā)電機(jī)輸出電壓〔平均值〕的一半中性點(diǎn)電壓中性點(diǎn)作用帶有中性點(diǎn)接線柱的發(fā)電機(jī)可用中性點(diǎn)電壓來控制各種用途的繼電器。有的發(fā)電機(jī)沒有中性點(diǎn)接線柱，但是也把中性點(diǎn)電壓充分的利用了〔如夏利、桑塔納發(fā)電機(jī)〕，這些發(fā)電機(jī)在中性點(diǎn)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(jī)功率。第三節(jié)交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造交流發(fā)電機(jī)普通由轉(zhuǎn)子、定子、整流器、端蓋四部分組成。JF132型交流發(fā)電機(jī)組件圖見圖交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造交流發(fā)電機(jī)的電路一、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子的功用是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)子由爪極、磁軛、磁場繞組、集電環(huán)、轉(zhuǎn)子軸組成，見圖。轉(zhuǎn)子構(gòu)造圖轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)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(nèi)裝有磁場繞組(轉(zhuǎn)子線圈)和磁軛。集電環(huán)由兩個彼此絕緣的銅環(huán)組成，集電環(huán)壓裝在轉(zhuǎn)子軸上并與軸絕緣，兩個集電環(huán)分別與磁場繞組的兩端相連。交流發(fā)電機(jī)磁路交流發(fā)電機(jī)的磁路為：磁軛→N極→轉(zhuǎn)子與定子之間的氣隙→定子→定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙→S極→磁軛。轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場當(dāng)兩集電環(huán)通入直流電時〔經(jīng)過電刷〕，磁場繞組中就有電流經(jīng)過，并產(chǎn)生軸向磁通，使爪極一塊被磁化為N極，另一塊被磁化為S極，從而構(gòu)成六對相互交錯的磁極。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，就構(gòu)成了旋轉(zhuǎn)的磁場。二、定子定子的功用是產(chǎn)生交流電。定子由定子鐵心和定子繞組成。見圖定子定子鐵心由內(nèi)圈帶槽的硅鋼片疊成，定子繞組的導(dǎo)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。三相繞組的必需按一定要求繞制,才干使之獲得頻率一樣、幅值相等、相位互差120°的三相電動勢。定子繞組1.每個線圈的兩個有效邊之間的間隔應(yīng)和一個磁極占據(jù)的空間間隔相等。2.每相繞組相鄰線圈始邊之間的間隔應(yīng)和一對磁極占據(jù)的間隔相等或成倍數(shù)。3.三相繞組的始邊應(yīng)相互間隔2π+120o電角度〔一對磁極占有的空間為360o電角度〕JF13交流發(fā)電機(jī)三相繞組繞制構(gòu)造參數(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匝繞組結(jié)合方法Y型結(jié)合發(fā)電機(jī)定子展開圖三、整流器交流發(fā)電機(jī)整流器的作用是將定子繞組的三相交流電變?yōu)橹绷麟?管交流發(fā)電機(jī)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6只整流管分別壓裝〔或焊裝〕在兩塊板上。整流器電路汽車用硅整流二極管特點(diǎn)任務(wù)電流大，正向平均電流50A，浪涌電流600A；反向電壓高，反向反復(fù)峰值電壓270V，反向不反復(fù)峰值電壓300V；只需一根引線見圖。并且有的二極管引線是正極，有的二極管引線是負(fù)極，引出線為正極的管子叫正極管，引出線為負(fù)極的管子叫負(fù)極管，所以說整流二極管有正二極管和負(fù)二極管之分。汽車用二極管構(gòu)造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(fù)極管安裝另一塊鋁制散熱板上，稱為負(fù)整流板，也可用發(fā)電機(jī)后蓋替代負(fù)整流板。見圖。二極管安裝表示圖整流管的安裝在正整流板上有一個輸出接線柱B〔發(fā)電機(jī)的輸出端〕。負(fù)整流板上直接搭鐵。負(fù)整流板上一定和殼體相聯(lián)接。整流板的外形各異，有馬蹄形、長方形、半圓形等見圖整流管的安裝四、端蓋端蓋普通分兩部分〔前端蓋和后端蓋〕，起固定轉(zhuǎn)子、定子、整流器和電刷組件的作用。端蓋普通用鋁合金鑄造，一是可有效的防止漏磁，二是鋁合金散熱性能好。后端蓋上裝有電刷組件，有電刷、電刷架和電刷彈簧組成。電刷的作用是將電源經(jīng)過集電環(huán)引入磁場繞組。電刷架電刷架五、磁場繞組的內(nèi)搭鐵型和外搭鐵內(nèi)搭鐵型發(fā)電機(jī)：磁場繞組負(fù)電刷直接搭鐵的發(fā)電機(jī)〔和殼體直接相連〕。外搭鐵型發(fā)電機(jī)：磁場繞組的兩只電刷都和殼體絕緣的發(fā)電機(jī)。外搭鐵型發(fā)電機(jī)的磁場繞組負(fù)極〔負(fù)電刷〕接調(diào)理器，經(jīng)過后再搭鐵。磁場繞組的內(nèi)搭鐵型和外搭鐵六、8管交流發(fā)電機(jī)8管交流發(fā)電機(jī)〔如夏利車用〕和6管交流發(fā)電機(jī)的根本機(jī)構(gòu)是一樣的，所不同的是整流器有8只硅整流二極管8管交流發(fā)電機(jī)其中6只組成三相全波橋式整流電路，還有2只是中性點(diǎn)二極管，1只正極管接在中性點(diǎn)和正極之間，1只負(fù)極管接在中性點(diǎn)和負(fù)極，對中性點(diǎn)電壓進(jìn)展全波整流。實(shí)驗(yàn)闡明：加裝中性點(diǎn)二極管的交流發(fā)電機(jī)在構(gòu)造不變的情況下可以提高發(fā)電機(jī)的功率10%～15%。之間。中性點(diǎn)二極管提高發(fā)電機(jī)功率的原理交流發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電壓為三次諧波，隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的提高，中性點(diǎn)三次諧波電壓也升高。中性點(diǎn)二極管提高發(fā)電機(jī)功率的原理當(dāng)中性點(diǎn)電壓瞬時值高于三相繞組的最高值時，中性點(diǎn)正極管導(dǎo)通對外輸出電流；電流回路為：中性點(diǎn)→中性點(diǎn)正極管→負(fù)載→某一負(fù)極管→定子繞組→中性點(diǎn)。當(dāng)中性點(diǎn)電壓瞬時值低于三相繞組的最低值時，中性點(diǎn)負(fù)極管導(dǎo)通對外輸出電流；電流回路：中性點(diǎn)→定子繞組→某一正極管→負(fù)載→中性點(diǎn)負(fù)極管→中性點(diǎn)。七、9管交流發(fā)電機(jī)9管交流發(fā)電機(jī)的根本構(gòu)造和6管交流發(fā)電機(jī)一樣，所不同的是整流器。9管交流發(fā)電機(jī)的整流器是由6只大功率整流二極管和3只小功率勵磁二極管組成的交流發(fā)電機(jī)。9管交流發(fā)電機(jī)其中6只大功率整流二極管組成三相全波橋式整流電路，對外負(fù)載供電3只小功率管二極管與三只大功率負(fù)極管也組成三相全波橋式整流電路專門為發(fā)電機(jī)磁場供電。所以稱3只小功率管為勵磁二極管。八、11管交流發(fā)電機(jī)

〔如桑塔納車用發(fā)電機(jī)〕11管交流發(fā)電機(jī)的整流器由8只大功率整流二極管〔其中2只中性點(diǎn)二極管〕和3只磁場二極管組成。其它構(gòu)造和6管交流發(fā)電機(jī)一樣。11管交流發(fā)電機(jī)11管交流發(fā)電機(jī)的整流器，相當(dāng)于9管交流發(fā)電機(jī)的整流器加2只中性點(diǎn)整流管。由于11管交流發(fā)電機(jī)既能提高率又使充電指示燈電路簡化，因此運(yùn)用較廣。九、無刷交流發(fā)電機(jī)由于沒有電刷和集電環(huán)，所以不會由于電刷和集電環(huán)的磨損和接觸不良呵斥激磁不穩(wěn)定或發(fā)電機(jī)不發(fā)電等缺點(diǎn)；同時任務(wù)時無火花，也減小了無線電干擾。無刷交流發(fā)電機(jī)分為爪極式、激磁機(jī)式和永磁式三種。

第四節(jié)、交流發(fā)電機(jī)任務(wù)特性交流發(fā)電機(jī)的勵磁交流發(fā)電機(jī)的任務(wù)特性

一、交流發(fā)電機(jī)的勵磁除了永磁式交流發(fā)電機(jī)不需求勵磁以外，其他方式的交流發(fā)電機(jī)都需求勵磁，由于它們的磁場都是電磁場，也就是說必需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(jī)勵磁方式有自勵和他勵兩種。他勵在發(fā)動機(jī)起動期間，需求蓄電池供應(yīng)發(fā)電機(jī)磁場電流生磁使發(fā)電機(jī)發(fā)電。這種供應(yīng)磁場電流的方式稱為他勵發(fā)電。自勵隨著轉(zhuǎn)速的提高，發(fā)電機(jī)的電動勢逐漸升高并能對外輸出，普通在發(fā)動機(jī)怠速時發(fā)電機(jī)就能對外供電當(dāng)發(fā)電機(jī)能對外供電時，就可以把本身發(fā)的電供應(yīng)磁場繞組生磁發(fā)電，這種供應(yīng)磁場電流的方式稱為自勵。內(nèi)搭鐵交流發(fā)電機(jī)勵磁電路外搭鐵交流發(fā)電機(jī)勵磁電路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(jī)能否有缺點(diǎn)；警告駕駛員停車后關(guān)斷點(diǎn)火開關(guān)。電流表的作用？6管交流發(fā)電機(jī)電源系電路九管交流發(fā)電機(jī)電源系電路九管交流發(fā)電機(jī)電源系電路在發(fā)動機(jī)起動期間，發(fā)電機(jī)電壓(為0)UD+＜蓄電池電壓時，整流二極管截止，發(fā)電機(jī)不能對外輸出，由蓄電池供應(yīng)磁場電流。途徑：蓄電池+→點(diǎn)火開關(guān)→充電指示燈→調(diào)理器→磁場繞組→搭鐵→蓄電池-。充電指示燈亮九管交流發(fā)電機(jī)電源系電路當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速升高到怠速及其以上時，發(fā)電機(jī)應(yīng)能正常發(fā)電并對外輸出，此時，發(fā)電機(jī)電壓＞蓄電池電壓，發(fā)電機(jī)自勵。UB=UD+，充電指示燈兩端壓降為零，燈熄滅,假設(shè)沒有熄滅,闡明發(fā)電機(jī)有缺點(diǎn)或充電指示燈電路有搭鐵二、交流發(fā)電機(jī)的任務(wù)特性交流發(fā)電機(jī)的任務(wù)特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速變化范圍大，對于普通汽油發(fā)動機(jī)來說，其轉(zhuǎn)速變化約為1：8，柴油機(jī)約為1：5，因此分析汽車用交流發(fā)電機(jī)的特性必需以轉(zhuǎn)速的變化為根底。交流發(fā)電機(jī)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。輸出特性輸出特性是指在發(fā)電機(jī)端電壓U不變〔對12V系列的交流發(fā)電機(jī)規(guī)定為14V，對24V輸出電流與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，即U=常數(shù)時，I＝f〔n〕的函數(shù)關(guān)系。由特性曲線I=f〔n〕可以看出〔1〕空載轉(zhuǎn)速n1發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速小于一定值n1時，對外輸出電流為零。當(dāng)發(fā)電機(jī)到達(dá)額定電壓并能對外輸出電流時的最小轉(zhuǎn)速為n1，稱n1為空載轉(zhuǎn)速?？蛰d轉(zhuǎn)速常用來作為測試發(fā)電機(jī)性能的參數(shù)之一。由特性曲線I=f〔n〕可以看出〔2〕最大電流Imax發(fā)電機(jī)輸出電流才干隨轉(zhuǎn)速的升高而增大，但曲越來越平坦，當(dāng)轉(zhuǎn)速到達(dá)一定值時，無論轉(zhuǎn)速添加多少電流都不再添加，即一定構(gòu)造的發(fā)電機(jī)輸出最大電流Imax有一定限制。由此可見，交流發(fā)電機(jī)本身具有限制輸出電流防止過載的才干，又稱為自我維護(hù)才干。交流發(fā)電機(jī)自我限流的原理交流發(fā)電機(jī)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交流發(fā)電機(jī)自我限流的原理由于XL與n成正比，故發(fā)電機(jī)定子繞組的阻抗Z隨發(fā)電機(jī)的車速升高而添加。高速時，由于R與XL相比可忽略不計(jì)，故阻抗Z約等于XL，定子阻抗Z與轉(zhuǎn)速n成正比，其值較大，產(chǎn)生較大的內(nèi)壓降。定子電流添加時，由于電樞反響的加強(qiáng)，也會使感應(yīng)電動勢下降。兩者共同作用的結(jié)果，當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高且負(fù)載電流到達(dá)最大值時，輸出電流幾乎不隨負(fù)載電阻的減小或轉(zhuǎn)速的添加而增大。交流發(fā)電機(jī)自我限流的原理結(jié)論結(jié)論發(fā)電機(jī)電壓〔輸出〕一定時，發(fā)電機(jī)電流存在最大值?！矡o論轉(zhuǎn)速多高〕即發(fā)電機(jī)功率存在最大值。限制發(fā)電機(jī)輸出功率，只需限制發(fā)電機(jī)輸出電壓即可。限制輸出電壓后，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速添加，不會出現(xiàn)由于電流過高，燒壞發(fā)電機(jī)的情況。假設(shè)發(fā)電機(jī)電壓過高通常損壞用電設(shè)備。輸出特性(3)額定轉(zhuǎn)速n2額定電流IA發(fā)電機(jī)出廠時，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，規(guī)定了空載轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速。在運(yùn)用過程中，可經(jīng)過檢測這兩個數(shù)據(jù)來判別發(fā)電機(jī)性能的好壞。輸出特性發(fā)電機(jī)到達(dá)額定電流IA時的轉(zhuǎn)速定為額定轉(zhuǎn)速，圖中用n2表示，額定電流普通定為最大輸出電流的2／3?？蛰d轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速是測試交流發(fā)電機(jī)性能的重要根據(jù)?？蛰d特性空載特性是研討發(fā)電機(jī)在空載運(yùn)轉(zhuǎn)時，其端電壓隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系，即I＝0時，U=f〔n〕的曲線，如圖外特性外特性是研討當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時，其端電壓與輸出電流的關(guān)系，即n-=常數(shù)時，U=f〔I〕的曲線，如下圖。外特性從外特性曲線可以看出發(fā)電機(jī)電壓受負(fù)載影響的程度：假設(shè)發(fā)電機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，忽然失去負(fù)載，發(fā)電機(jī)電壓會忽然升高，致使發(fā)電機(jī)及調(diào)理器等內(nèi)部電子元件有被擊穿的危險(xiǎn)。第五節(jié)交流發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)理器電壓調(diào)理器的分類電壓調(diào)理器的調(diào)壓原理電子調(diào)理器構(gòu)造與任務(wù)原理電子調(diào)理器運(yùn)用實(shí)例交流發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)理器由于交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是由發(fā)動機(jī)經(jīng)過皮帶驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的，且發(fā)動機(jī)和交流發(fā)電機(jī)的速比為1．7～3，因此交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速變化范圍非常大，這樣將引起發(fā)電機(jī)的輸出電壓發(fā)生較大變化，無法滿足汽車用電設(shè)備的任務(wù)要求。為了滿足用電設(shè)備恒定電壓的要求，交流發(fā)電機(jī)必需配用電壓調(diào)理器，使其輸出電壓在發(fā)動機(jī)一切工況下根本堅(jiān)持恒定。一、電壓調(diào)理器的分類交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)理器按任務(wù)原理可分為：觸點(diǎn)式電壓調(diào)理器晶體管調(diào)理器集成電路調(diào)理器電腦控制調(diào)理器觸點(diǎn)式電壓調(diào)理器觸點(diǎn)式電壓調(diào)理器運(yùn)用較早，這種調(diào)理器觸點(diǎn)振動頻率慢，存在機(jī)械慣性和電磁慣性，電壓調(diào)理精度低，觸點(diǎn)易產(chǎn)生火花，對無線電干擾大，可靠性差，壽命短，現(xiàn)已被淘汰。晶體管調(diào)理器隨著半導(dǎo)體技術(shù)的開展，采用了晶體管調(diào)理器。其優(yōu)點(diǎn)是：三極管的開關(guān)頻率高，且不產(chǎn)生火花，調(diào)理精度高，還具有分量輕、體積小、壽命長、可靠性高、電波干擾小等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)廣泛運(yùn)用于東風(fēng)、解放及多種中低檔車型。集成電路調(diào)理器集成電路調(diào)理器除具有晶體管調(diào)理器的優(yōu)點(diǎn)外，還具有超小型，安裝于發(fā)電機(jī)的內(nèi)部〔又稱內(nèi)裝式調(diào)理器〕，減少了外接線，并且冷卻效果得到了改善，現(xiàn)廣泛運(yùn)用于桑塔納。奧迪等多種轎車車型上。電腦控制調(diào)理器電腦控制調(diào)理器是如今轎車采用的一種新型調(diào)理器，由電負(fù)載檢測儀丈量系統(tǒng)總負(fù)載后，向發(fā)電機(jī)電腦發(fā)送信號，然后由發(fā)動機(jī)電腦控制發(fā)電機(jī)電壓調(diào)理器，適時地接通和斷開磁場電路，即能可靠地保證電器系統(tǒng)正常任務(wù)，使蓄電池充電充足，又能減輕發(fā)動機(jī)負(fù)荷，提高燃料經(jīng)濟(jì)性。如上海別克、廣州本田等轎車發(fā)電機(jī)上運(yùn)用了這種調(diào)理器。電壓調(diào)理器的分類電子調(diào)理器按所匹配的交流發(fā)電機(jī)搭鐵型式可分為：內(nèi)搭鐵型調(diào)理器外搭鐵型調(diào)理器調(diào)理器選配內(nèi)搭鐵型調(diào)理器：適宜于與內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī)所匹配的電子調(diào)理器稱為內(nèi)搭鐵型調(diào)理器；外搭鐵型調(diào)理器：適宜于與外搭鐵型交流發(fā)電機(jī)所匹配的電子調(diào)理器稱為外搭鐵型調(diào)理器。在運(yùn)用過程中，對于晶體管調(diào)理器，最好運(yùn)用汽車闡明書中指定的調(diào)理器，假設(shè)采用其他型號替代，除標(biāo)稱電壓等規(guī)定參數(shù)與原調(diào)理器一樣外，代用調(diào)理器必需與原調(diào)理器的搭鐵方式一樣，否那么，發(fā)電機(jī)能夠由于勵磁電路不通而不能正常任務(wù)。對于集成電路調(diào)理器，必需是公用的，是不能替代的。二、電壓調(diào)理器的調(diào)壓原理由交流發(fā)電機(jī)的任務(wù)原理我們知道，交流發(fā)電機(jī)的三相繞組產(chǎn)生的相電動勢的有效值Eφ==CeФn〔V〕二、電壓調(diào)理器的調(diào)壓原理這里Ce為發(fā)電機(jī)的構(gòu)造常數(shù)，n為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，Ф為轉(zhuǎn)子的磁極磁通，也就是說發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和磁極磁通成正比。當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時，Eφ增大，輸出端電壓UB升高，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到一定值時〔空載轉(zhuǎn)速以上〕，輸出端電壓到達(dá)極限，要想使發(fā)電機(jī)的輸出電壓UB不再隨轉(zhuǎn)速的升高而上升，只能經(jīng)過減小磁通Ф來實(shí)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。二、電壓調(diào)理器的調(diào)壓原理交流發(fā)電機(jī)調(diào)理器的任務(wù)原理是：當(dāng)交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高時，調(diào)理器經(jīng)過減小發(fā)電機(jī)的勵磁電流If來減小磁通Ф，使發(fā)電機(jī)的輸出電壓UB堅(jiān)持不變。三、觸點(diǎn)式電壓調(diào)理器觸點(diǎn)式電壓調(diào)理器經(jīng)過觸點(diǎn)開閉，接通和斷開磁場電路，來改動磁場電流If大?。痪w管調(diào)理器、集成電路調(diào)理器等利用大功率三極管的導(dǎo)通和截止，接通和斷開磁場電路，來改動磁場電流If大小。觸點(diǎn)式電壓調(diào)理器單級觸點(diǎn)式電壓調(diào)理器四、晶體管調(diào)理器構(gòu)造與任務(wù)原理晶體管調(diào)理器有多種型式，其電路個不一樣，但普通采用整體封裝型式，不可裝配，不能維修，只能整體改換。這里向大家引見電子調(diào)理器的根本電路，實(shí)踐電路要復(fù)雜的多，但任務(wù)原理可用根本電路任務(wù)原理去了解。外搭鐵型電子調(diào)理器的根本電路晶體管調(diào)理器又稱為電子調(diào)理器，圖2－29所示為外搭鐵型電子調(diào)理器的根本電路：根本電路是由三只電阻R1、R2、R3，兩只三極管VT1、VT2，一只穩(wěn)壓二極管VS和一只二極管VD組成。外搭鐵型電子調(diào)理器的電路外搭鐵型電子調(diào)理器的電路檢測電路：電阻R1和R2組成一個分壓器，檢測發(fā)電機(jī)電壓。比較電路:檢測的電壓與穩(wěn)壓管電壓比較開關(guān)電路：大于14V，VT1飽和導(dǎo)通，反之截止。功放電路：復(fù)合三級管外搭鐵型電子調(diào)理器的根本電路VD是續(xù)流二極管；磁場繞組由接通轉(zhuǎn)為斷開形狀時〔F端為+，B端為－〕，經(jīng)二極管VD構(gòu)成放電回路，防止三極管VT2被擊穿損壞穩(wěn)壓管VS是感受元件，串聯(lián)在VT1的基極電路中，并經(jīng)過VT1的發(fā)射結(jié)并聯(lián)于分壓電阻R1的兩端，以感受發(fā)電機(jī)的輸出電壓；UR1電壓加在穩(wěn)壓管VS上，R1的阻值是這樣確定的,當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓UB到達(dá)規(guī)定的調(diào)整值時〔如桑塔納為13．5—14．SV〕，UR1電壓正好等于穩(wěn)壓管VS的反向擊穿電壓。內(nèi)搭鐵式電子節(jié)器的任務(wù)原理內(nèi)搭鐵式電子調(diào)理器根本電路見圖。原理與外搭鐵式類似五、集成電路調(diào)理器集成電路調(diào)理器也叫IC調(diào)理器，是根據(jù)運(yùn)用要求，將電路中的假設(shè)干元件集成在同一基片上，制成一個獨(dú)立的電子芯片。集成電路調(diào)理器裝于發(fā)電機(jī)內(nèi)部，構(gòu)成整體式交流發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)外部有2個或3個接線柱。集成電路調(diào)理器的任務(wù)原理與晶體管調(diào)理器的任務(wù)原理完全一樣，都經(jīng)過穩(wěn)壓管感應(yīng)發(fā)電機(jī)的輸出電壓信號，利用三極管的開關(guān)特性控制發(fā)電機(jī)的勵磁電流，使發(fā)電機(jī)的輸出電壓堅(jiān)持恒定。集成電路調(diào)理器通常與整體式發(fā)電機(jī)相配。集成電路調(diào)理器集成電路調(diào)理器的檢測電路集成電路調(diào)理器，根據(jù)分壓器R1、R2檢測點(diǎn)位置不同可分為“發(fā)電機(jī)電壓檢測電路〞和“蓄電池電壓檢測電路〞兩種型式。發(fā)電機(jī)電壓檢測電路見圖3-32a。發(fā)電機(jī)電壓檢測電路發(fā)電機(jī)電壓檢測電路分壓器R1、R2從發(fā)電機(jī)輸出端〔D+端〕得到電壓，穩(wěn)壓管VS上的電壓與發(fā)電機(jī)的輸出電壓成正比，所以該電路稱為發(fā)電機(jī)電壓檢測電路〔檢測點(diǎn)在發(fā)電機(jī)上〕。發(fā)電機(jī)電壓檢測電路的優(yōu)點(diǎn)：發(fā)電機(jī)到檢測電路間隔近，可不用導(dǎo)線銜接，直接接在發(fā)電機(jī)輸出端，銜接可靠，不致使檢測電路檢測不到信號。發(fā)電機(jī)電壓檢測電路的缺陷：當(dāng)發(fā)電機(jī)到蓄電池之間銜接電阻大時，蓄電池充電電壓會偏低，使蓄電池充電缺乏蓄電池電壓檢測電路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(diǎn)在蓄電池上〕。蓄電池電壓檢測電路優(yōu)點(diǎn)：直接檢測蓄電池端電壓來控制發(fā)電機(jī)的輸出，可使蓄電池的充電電壓有保證。當(dāng)蓄電池和發(fā)電機(jī)之間的銜接不可靠時，自動轉(zhuǎn)為發(fā)電機(jī)電壓檢測。六、電子調(diào)理器運(yùn)用實(shí)例1．JFT106型晶體管調(diào)理器2．集成電路調(diào)理器3．發(fā)動機(jī)電腦控制的調(diào)理器JFT106型晶體管調(diào)理器JFT106型調(diào)理器屬于外搭鐵式晶體管調(diào)理器，調(diào)理電壓為13．8～14．6V，可與14V。750W的外搭鐵式九管式交流發(fā)電機(jī)配套，也可與14V、功率小于1000W的外搭鐵式六管交流發(fā)電機(jī)配套。JFT106型晶體管調(diào)理器VT2、VT3接成復(fù)合管，目的是提高放大倍數(shù)，其作用與前述根本電路中的VT2一樣；VT1、VD3、R5的作用與前述根本電路一樣；R6、R7、R8是偏流電阻；R4是正反響電阻，起提高三極管開關(guān)速度，提高三極管壽命的作用；R1、R2、R3組成分壓器，R3是調(diào)整電阻。JFT106型晶體管調(diào)理器C1、C1是降頻電容，起降低三極管開關(guān)頻率，提高三極管壽命的作用；VD1是VS1的溫度補(bǔ)償管;VD2是分壓二極管，防止VT2、VT3的誤導(dǎo)通；VS2起過壓維護(hù)作用，限定發(fā)電機(jī)的輸出電壓不超出某定值，維護(hù)汽車上的用電設(shè)備不因瞬時過電壓二損壞。天津夏利轎車發(fā)電機(jī)運(yùn)用的集成電路調(diào)理器外形圖夏利轎車調(diào)理器電路銜接圖磁場電流控制：VT1是大功率三極管，和磁場串聯(lián)，由集成片IC控制VT1的導(dǎo)通和截止，從而控制磁場電路通斷，使發(fā)電機(jī)電壓得到控制夏利轎車調(diào)理器電路銜接圖充電指示燈：充電指示燈串接在VT1集電極上，VT2導(dǎo)通充電指示燈亮，VT1截止充電指示燈熄滅。在集成片IC中有控制VT2導(dǎo)通和截止的電路，控制信號由p點(diǎn)提供，p點(diǎn)提供的是發(fā)電機(jī)單相電壓的交流信號，其信號幅值大小可反映發(fā)電機(jī)輸出電壓高低。夏利轎車調(diào)理器電路銜接圖當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓低于蓄電池電壓時，IC中控制電路使VT2導(dǎo)通，充電指示燈亮，當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓高于蓄電池電壓時，IC中控制電路使VT1截止，充電指示熄滅。發(fā)動機(jī)電腦控制的調(diào)理器圖為廣州本田雅閣轎車直列4缸發(fā)動機(jī)配用的發(fā)電機(jī)調(diào)理器電路圖，發(fā)電機(jī)整流器為八管。調(diào)理器為內(nèi)裝式外搭鐵型，由發(fā)電機(jī)電腦控制。在汽車電路中有一個負(fù)載檢測儀，檢測電路中總電流負(fù)載大小，送信號導(dǎo)電腦，調(diào)理器C接線端子送發(fā)電機(jī)電壓信號到電腦，電腦根據(jù)這兩個信號判別磁場電路應(yīng)該接通還是斷開，輸出控制信號到FR端子，驅(qū)動調(diào)理器的控制電路，適時地