《汽車電氣設備構造與維修》第二章

項目要求了解交流發(fā)電機的結構、型號及分類了解交流發(fā)電機的工作原理及工作特性學會熟練拆裝發(fā)電機，掌握交流發(fā)電機的正確使用與維護方法了解電壓調(diào)節(jié)器的結構與分類，掌握電壓調(diào)節(jié)器的工作原理了解集成電路電壓調(diào)節(jié)器的檢測方法，學會正確使用電壓調(diào)節(jié)器了解電源系統(tǒng)電路的特征，學會分析電路走向學會分析電源系統(tǒng)常見故障，掌握檢測和排除常見故障的方法任務一

了解交流發(fā)電機的結構、型號及分類任務一TASK1發(fā)電機是電源系統(tǒng)的主要設備，其作用是在發(fā)動機怠速轉速以上運轉（即正常運轉）時，向起動機以外的所有用電設備供電，同時給蓄電池充電。目前，汽車上大多采用交流發(fā)電機。（怠速是指維持發(fā)動機穩(wěn)定運轉的最低轉速）。圖示為國產(chǎn)JFZ1913Z型整體式交流發(fā)電機的分解圖，它由轉子總成、定子總成、整流器總成、前后端蓋、風扇與帶輪、電刷與電刷架等部件組成。

交流發(fā)電機的基本結構1轉子是交流發(fā)電機的磁場部分，主要由爪極、磁軛、勵磁繞組、集電環(huán)（舊稱滑環(huán)）及軸組成。兩塊爪極被壓裝在轉軸上，內(nèi)腔裝有磁軛，并繞有勵磁繞組。繞組兩端的引線分別焊在與軸絕緣的兩個集電環(huán)上，如圖所示。1.轉子定子是交流發(fā)電機產(chǎn)生感應電動勢的部分，主要由定子鐵芯（硅鋼片疊成）和三相對稱繞組組成。三相繞組的接法有星形聯(lián)結和三角形聯(lián)結兩種，現(xiàn)在一般采用星形聯(lián)結，如圖所示。2.定子整流器的作用是將三相定子繞組輸出的交流電，通過三相橋式整流電路變成直流電輸出。整流器由正整流板和負整流板組成，其結構如圖所示。整流二極管的外形與表示符號如圖所示。3.整流器端蓋的作用是支撐轉子總成并封閉內(nèi)部構造。它由鋁合金制成，鋁合金為非導磁性材料，可減小漏磁通，并且輕便、散熱性好。后端蓋內(nèi)裝有整流器。4.前后端蓋風扇一般用低碳鋼板沖壓而成，其作用是在發(fā)電機工作時，對發(fā)電機進行強制通風冷卻。帶輪一般用鑄鐵或鋁合金鑄造而成，有單槽和雙槽之分。5.風扇與帶輪目前，國產(chǎn)汽車用交流發(fā)電機的電刷有兩種結構：一種電刷的更換在發(fā)電機外部進行，稱為外裝式，另一種電刷的更換在發(fā)電機內(nèi)部進行，稱為內(nèi)裝式，如圖所示。兩個電刷中的一個與外殼絕緣，稱為絕緣電刷，其引線接到發(fā)電機后端蓋外部的接線柱上，稱為發(fā)電機的磁場（F）接線柱；另一個電刷是搭鐵的，稱為搭鐵電刷。6.電刷與電刷架交流發(fā)電機的兩個電刷裝在與端蓋絕緣的電刷架內(nèi)，通過彈簧使其與集電環(huán)保持接觸。當發(fā)電機工作時，兩電刷與直流電源連通，可為勵磁繞組提供定向電流并產(chǎn)生軸向磁通，使兩塊爪極分別被磁化為N極和S極，從而形成犬牙交錯的6對磁極，并沿圓周方向均勻分布。轉子每轉一周，定子的每相繞組上就能產(chǎn)生周期個數(shù)等于磁極對數(shù)的交流電動勢。補充根據(jù)勵磁繞組搭鐵位置的不同，交流發(fā)電機有內(nèi)搭鐵和外搭鐵兩種類型，如圖所示。內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機，其勵磁繞組一端引線用螺釘固定在發(fā)電機的后端蓋上（標記“－”或“搭鐵”）直接搭鐵；外搭鐵型交流發(fā)電機的搭鐵引線與機殼絕緣，通過所配的調(diào)節(jié)器而搭鐵。外搭鐵時，交流發(fā)電機的兩個電刷接線柱分別用“F+”和“F－”表示。交流發(fā)電機的型號及分類21.交流發(fā)電機的型號我國規(guī)定汽車用交流發(fā)電機的型號如圖所示。第一部分為產(chǎn)品代號，交流發(fā)電機的產(chǎn)品代號有JF，JFZ，JFB，JFW四種，分別表示普通交流發(fā)電機、整體式交流發(fā)電機、帶真空泵交流發(fā)電機和無刷交流發(fā)電機。變形代號設計序號電流等級代號電壓等級代號產(chǎn)品代號電流等級代號123456789電流（A）≤1920～2930～3940～4950～5960～6970～7980～8990第二部分為電壓等級代號，用1位阿拉伯數(shù)字表示：“1”表示12V；“2”表示24V；“6”表示6V。第三部分為電流等級代號，用1位阿拉伯數(shù)字表示，如表所示。第四部分為設計序號，按產(chǎn)品設計先后次序，用1～2位阿拉伯數(shù)字表示。第五部分為變形代號，交流發(fā)電機以調(diào)整臂的位置作為變形代號。從驅動端看，Y表示右邊，Z表示左邊。2.交流發(fā)電機的分類汽車用交流發(fā)電機的種類繁多，按結構的不同可分為普通式（外裝電壓調(diào)節(jié)器）、整體式（內(nèi)裝電壓調(diào)節(jié)器）、無刷式、帶泵式、永磁式等，其中，永磁式交流發(fā)電機的應用較為廣泛；按勵磁繞組搭鐵方式的不同可分為內(nèi)搭鐵型和外搭鐵型兩種；按整流器二極管數(shù)量的不同可分為6管、8管、9管、11管等。任務二了解交流發(fā)電機的工作原理及工作特性任務二TASK2

交流發(fā)電機的工作原理1根據(jù)汽車用交流發(fā)電機的結構特點，其工作原理可以從發(fā)電原理、整流原理、勵磁原理三方面進行闡述。汽車用交流發(fā)電機的內(nèi)部有一個電動機，當發(fā)電機工作時，由電動機帶動轉子旋轉產(chǎn)生旋轉磁場。旋轉磁場使定子繞組切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢，這就是交流發(fā)電機的發(fā)電原理。1.發(fā)電原理交流發(fā)電機電路如圖所示。由運動關系可知，定子繞組切割磁感線運動，在三相對稱繞組內(nèi)產(chǎn)生頻率相同、幅值相等、相位互差120°電角度的感應電動勢。每相繞組感應電動勢的大小與串聯(lián)的匝數(shù)、感應電動勢的頻率以及旋轉磁場的轉速成正比。其有效值可表示為：式中：

——電機常數(shù)；——轉速；——磁通量。汽車的電器在工作時需要直流電，蓄電池充電時也需要直流電。交流發(fā)電機發(fā)出的三相交流電并不滿足汽車的需求。2.整流原理將交流電變成直流電供汽車使用，這個過程稱為整流。在6管整流發(fā)電機中，整流器上6只二極管組成三相橋式整流電路，利用二極管的單向導電性實現(xiàn)整流。如圖所示，VD1，VD3，VD5為正二極管，正極的引出線分別接發(fā)電機三相繞組的首端，負極連接在一起。在某一瞬時，只有與電位最高一相繞組相連的正二極管導通。同樣，VD2，VD4，VD6為負二極管，負極的引出線分別與發(fā)電機三相繞組首端相連，正極連接在一起。在某一瞬時，只有與電位最低一相繞組相連的負二極管導通。這樣往復循環(huán)，6只二極管輪流導通，在負載兩端便可得到一個較平穩(wěn)的直流電壓。8管交流發(fā)電機的整流器有8只整流二極管。其中6只組成三相全波橋式整流電路，另外2只是中性點二極管，1只正二極管接在中性點和正極之間，1只負二極管接在中性點和負極之間，對中性點電壓進行全波整流。經(jīng)大量試驗表明，加裝中性點二極管的交流發(fā)電機在結構不變的情況下，可以將發(fā)電機的功率提高10%～15%。9管交流發(fā)電機的基本結構和6管交流發(fā)電機相同，只是整流器中整流二極管的個數(shù)不同。9管交流發(fā)電機的整流器是由6只大功率整流二極管和3只小功率勵磁二極管組成的。其中6只大功率整流二極管組成三相全波橋式整流電路，對外部負載供電；3只小功率二極管與3只大功率負二極管也組成三相全波橋式整流電路，專門對發(fā)電機磁場供電，所以稱3只小功率管為勵磁二極管。11管交流發(fā)電機的整流器，相當于在9管交流發(fā)電機的整流器中加2只中性點整流二極管。由于11管交流發(fā)電機既能提高功率又能使充電指示燈電路簡化，故應用比較廣泛。9管交流發(fā)電機11管交流發(fā)電機除永磁式交流發(fā)電機不需要勵磁外，其他形式的交流發(fā)電機都必須給勵磁繞組通電才會有磁場產(chǎn)生而發(fā)電。將電流引入勵磁繞組使之產(chǎn)生磁場的過程稱為勵磁。交流發(fā)電機的勵磁方式有他勵和自勵兩種。3.勵磁原理由蓄電池供給勵磁電流發(fā)電的方式稱為他勵發(fā)電。他勵自勵當發(fā)電機能對外供電時，就可以把自身發(fā)出的電供給勵磁繞組，這種自身供給勵磁電流發(fā)電的方式稱為自勵發(fā)電。交流發(fā)電機的勵磁過程是先他勵后自勵。當發(fā)動機達到正常怠速時，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。不同汽車的勵磁電路各不相同，但所有的勵磁電路都必須由點火開關控制。因此，汽車上的發(fā)電機必須與蓄電池并聯(lián)，開始由蓄電池向勵磁繞組供電，使發(fā)電機的電壓很快建立起來，并迅速轉變?yōu)樽詣顮顟B(tài)，蓄電池被充電的機會也會多一些，這樣有利于蓄電池的使用。交流發(fā)電機的勵磁電路如圖所示。內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機

外搭鐵型交流發(fā)電機交流發(fā)電機的工作特性主要是指交流發(fā)電機經(jīng)整流后輸出的直流電壓、直流電流和轉速之間的關系，一般包括輸出特性、空載特性和外特性。

交流發(fā)電機的工作特性21.輸出特性輸出特性是指當發(fā)電機的輸出電壓一定時（對12V的發(fā)電機規(guī)定為14V；對24V的發(fā)電機規(guī)定為28V；對內(nèi)裝電壓調(diào)節(jié)器的12V及24V的整體式硅整流交流發(fā)電機，分別規(guī)定為13.5V和27V），發(fā)電機的輸出電流與轉速之間的關系。輸出電壓U為常數(shù)的I-n曲線，如圖所示。圖中，n1為發(fā)電機空載、輸出電壓達到額定電壓時的轉速，稱為空載轉速；n2為發(fā)電機達到額定功率時的轉速，稱為滿載轉速。n1和n2是汽車交流發(fā)電機的主要指標。由輸出特性曲線可知：（1）交流發(fā)電機只需在較低的空載轉速n1時，就能達到額定電壓值，具有低速充電性能。（2）當轉速達到一定值后，發(fā)動機的輸出電流幾乎不再增加，具有自身限制輸出電流的能力。這是由于交流發(fā)電機的定子繞組具有一定的阻抗，當轉速升高時，盡管定子繞組中的感應電動勢增加，但此定子繞組的阻抗也隨轉速的升高而增加。同時，當定子繞組電流增加時，由于電樞反應的增強會使感應電動勢下降，所以當發(fā)電機的轉速達到一定值時，發(fā)電機的輸出電流幾乎不變。使用這樣的發(fā)電機除特殊情況外，一般不需要限流器。2.空載特性空載特性是指交流發(fā)電機空載時，輸出電壓與轉速之間的關系，如圖所示。從空載特性曲線可以看出，隨著轉速的升高，輸出電壓上升較快，在較低轉速下發(fā)電機就能從他勵轉入自勵發(fā)電，也能對蓄電池進行補充充電。從空載特性即可判定發(fā)電機的充電性能是否良好。3.外特性外特性是指轉速一定時，發(fā)電機的輸出電壓與輸出電流的關系，即n為常數(shù)時的U-I曲線，如圖所示。從外特性曲線可以看出，發(fā)電機的轉速越高，輸出電壓也越高，轉速對輸出電壓的影響較大。在汽車上，發(fā)電機是由發(fā)動機通過風扇皮帶驅動旋轉的，由于發(fā)動機工作時轉速在很寬的范圍內(nèi)變化，使得發(fā)電機的轉速也隨之在較大范圍內(nèi)變化，而汽車用電設備工作的電壓是恒定的（一般為6V或12V），因此，要求發(fā)電機工作時，輸出電壓應保持恒定，以保證用電設備正常工作。所以，汽車上使用的交流發(fā)電機必須配用調(diào)節(jié)器，在發(fā)電機的轉速變化時，能保持發(fā)電機的輸出電壓恒定。從外特性曲線還可以看出，隨著輸出電流的增加，發(fā)電機的輸出電壓下降。任務三發(fā)電機的拆裝與檢測任務三TASK3

發(fā)電機的就車拆卸1從汽車上拆卸發(fā)電機的步驟如下：（1）拆下蓄電池負極電纜。斷開負極電纜之前，應對ECU內(nèi)存信息（如電動座椅位置等）做必要的保存。（2）脫開發(fā)電機的線束插接器。（3）拆卸發(fā)電機。首先松開發(fā)電機的調(diào)節(jié)螺栓，取下傳動皮帶；然后拆下發(fā)電機的安裝螺栓，取下發(fā)電機。

發(fā)電機的拆解與檢測21.發(fā)電機的拆解發(fā)電機的拆解一般按照以下操作步驟進行：（1）拆下電刷及電刷架（外裝式）的緊固螺釘，取下電刷架總成。（2）在前后端蓋上做記號，拆下連接前后端蓋的緊固螺栓，將其分解為與轉子連接的前端蓋和與定子連接的后端蓋兩大部分。注意：不能單獨將后端蓋分離下來，否則會扯斷定子繞組與整流器的連接線（即三相定子繞組端頭）。（3）將轉子夾緊在臺虎鉗上，拆下帶輪緊固螺母后，可依次取下帶輪、風扇、半圓鍵、定位套。（4）將前端蓋與轉子分離，若該部位裝配過緊，可用拉器拉開或用木錘輕敲使之分離。注意：鋁合金端蓋容易變形，因此拆卸時應均勻用力。（5）拆掉防護罩。拆掉后端蓋上的三個螺釘，即可將防護罩取下。對于整體式發(fā)電機，首先擰下“B”端子上的固定螺母并取下絕緣套管；然后擰下后防塵蓋上的3個帶墊片的固定螺母，取下后防塵蓋；隨后拆下電刷組件的兩個固定螺釘和調(diào)節(jié)器的3個固定螺釘，取下電刷組件和IC調(diào)節(jié)器總成；最后擰下整流器二極管與定子繞組的引線端子的連接螺釘，取下整體式整流器總成。（6）拆下定子上四個接線端（三相繞組首端及中性點）在散熱板上的連接螺母，使定子與后端蓋分離。（7）拆下后端蓋上緊固整流器總成的螺釘，取下整流器總成。注意：若經(jīng)檢驗，所有二極管均良好，該步驟可不進行。（8）零部件的清洗。發(fā)電機的機械部分可用煤油或清洗液清洗，發(fā)電機電氣部分如繞組、散熱板及全封閉軸承等宜用干凈的棉紗擦拭去表面塵土、污漬。2.發(fā)電機的零部件檢測發(fā)電機拆解后檢測轉子、定子的電阻值及絕緣電阻時，既可以使用指針式萬用表，也可以使用數(shù)字式萬用表。對于繞組電阻的測量，為取得較準確的數(shù)值，建議使用數(shù)字式萬用表。檢測轉子（1）轉子繞組（勵磁繞組）短路與斷路檢測：用萬用表R×1擋檢測兩集電環(huán)之間的電阻，應符合技術標準，如圖所示。若阻值為“∞”，說明轉子繞組斷路；若阻值過小，說明轉子繞組短路。一般12V發(fā)電機轉子繞組的電阻值約為3.5～6Ω，24V發(fā)電機轉子繞組的電阻值約為15～21Ω。（2）轉子繞組搭鐵故障的檢測：檢測轉子繞組與鐵芯（或轉子軸）之間的絕緣情況。用萬用表電阻最大擋檢測兩集電環(huán)與鐵芯（或轉子軸）之間的電阻，如圖所示，其阻值應為“∞”，否則說明有搭鐵故障。（3）集電環(huán)（滑環(huán)）的檢測：集電環(huán)表面應平整光滑，無明顯燒損，否則應用“00”號紗布打磨；兩集電環(huán)間隙處應無污垢；集電環(huán)圓度誤差應不超過0.025mm，厚度應不小于1.5mm。（4）轉子軸的檢測：轉子軸的檢測方法如圖所示，用百分表檢測軸的彎曲情況，彎曲度應不超過0.05mm（徑向圓跳動公差不超過0.1mm），否則應予以校正；爪形磁極在轉子軸上應固定牢靠，間距應相等。檢測定子（1）定子繞組短路與斷路的檢測：定子繞組的測量如圖所示。用數(shù)字式萬用表檢測定子繞組3個接線端，兩兩相測，測量3次。正常時，阻值均應小于1Ω且相等；斷路時，指針不動或阻值過大；短路時，阻值過小（近似等于0Ω）。（2）定子繞組搭鐵故障的檢測：檢測定子繞組與定子鐵芯間的絕緣情況。用數(shù)字式萬用表電阻最大擋檢測定子繞組接線端與定子鐵芯間的電阻，如圖所示。其阻值應為“∞”，否則說明有搭鐵故障。檢測整流器二極管檢測二極管時，既可以使用指針式萬用表，也可以使用數(shù)字式萬用表，這兩種儀表對分離式二極管與整體式二極管的測量方法如圖所示。檢測電刷電刷表面應無油污、無破損、無變形，且應在電刷架內(nèi)活動自如；電刷的磨損不得超過原高度的1/2；當電刷的外露長度小于7mm時，應更換電刷或電刷彈簧。其他零部件的檢測檢測發(fā)電機各接線柱的絕緣情況，若發(fā)現(xiàn)搭鐵故障應拆檢；檢測軸承的軸向和徑向間隙，均應不大于0.20mm，滾子、滾道應無斑點，軸承無轉動異響；檢查前后端蓋、傳動帶輪等，均應無破損，絕緣墊應完好。

發(fā)電機的裝復3首先向軸承中填充適量的潤滑脂，再按拆解的反順序裝復。（1）將前端蓋、風扇、半圓鍵和皮帶輪依次裝到轉子軸上，并用螺母緊固；（2）將整流板、定子繞組依次裝入后端蓋；（3）將兩端蓋裝合在一起，并擰緊連接螺栓；（4）擰緊后端蓋軸承緊固螺母，裝好軸承蓋；（5）裝電刷組件；（6）裝復后，轉動發(fā)動機皮帶輪，轉子應轉動平順，無摩擦及碰擊聲。任務四掌握交流發(fā)電機的使用與維護方法任務四TASK4交流發(fā)電機的使用1交流發(fā)電機在使用中應特別注意以下幾點：（1）JF系列的交流發(fā)電機為負極搭鐵，蓄電池的搭鐵極性必須與之相同，否則蓄電池將通過整流二極管放電，使整流二極管立即燒壞。（2）發(fā)電機運轉時，不要用試火花的方法檢查發(fā)電機是否發(fā)電，否則容易損壞二極管。（3）發(fā)電機不發(fā)電或充電電流很小時，應及時找出故障進而排除，不應使發(fā)電機長期繼續(xù)運轉。因為只要有一個二極管短路，發(fā)電機就不能發(fā)電，繼續(xù)運轉會引起其他二極管或定子繞組損壞。（4）整流器的六只二極管與定子繞組連接時，絕對禁止用兆歐表或220V交流電源檢查發(fā)電機的絕緣情況，否則將使二極管被擊穿而損壞。（5）發(fā)動機停熄時，應將點火開關斷開，否則蓄電池電流將長期流經(jīng)勵磁繞組。（6）發(fā)電機與蓄電池之間的導線要連接可靠，若突然斷開，將會產(chǎn)生過電壓，易損壞二極管。（7）6管交流發(fā)電機在沒有中性點抽頭的情況下，它的引出線接線柱有3個：輸出端用B表示（也有用A表示的，國外的交流發(fā)電機大都用B或D+表示）；磁場端用F表示；搭鐵端用E表示。6管交流發(fā)電機有中性點抽頭時，有4個引出線接線柱，其中除B，F(xiàn)，E外，還有發(fā)電機的中性點引出線N。9管交流發(fā)電機在沒有中性點抽頭的情況下，有4個引出線接線柱，除B，F(xiàn)，E外，還有磁場二極管的輸出端L。交流發(fā)電機的維護2在交流發(fā)電機的維護過程中，應注意以下幾點：（1）檢查發(fā)電機驅動帶①檢查驅動帶的外觀：肉眼觀看應無裂紋或磨損現(xiàn)象，若有則應更換。②檢查驅動帶的撓度：用100N的力壓在帶的兩個傳動輪之間，新帶撓度約為5～10mm，舊帶撓度約為7～14mm。（2）檢查導線的連接檢查接線是否正確、牢靠，發(fā)電機的輸出端接線螺絲必須加彈簧墊。（3）檢查發(fā)電機運轉時有無噪聲發(fā)電機正常運轉時，應無噪聲。（4）檢查發(fā)電機是否發(fā)電①觀察充電指示燈的熄滅情況：若充電指示燈一直亮著，可能是發(fā)電機或調(diào)節(jié)器有故障，也可能是充電指示燈線路有故障，應及時維修。②用萬用表直流電壓擋測量電壓：在發(fā)電機未轉動時測量蓄電池的端電壓，并做記錄。起動發(fā)動機并將轉速提高到怠速以上，測量蓄電池的端電壓，若能高于原記錄，說明發(fā)電機能發(fā)電；若測量電壓一直不上升，說明發(fā)電機或調(diào)節(jié)器有故障，應及時維修。（5）檢修注意事項當發(fā)現(xiàn)發(fā)電機或調(diào)節(jié)器有故障，需要從車上拆下檢修時，必須先關斷點火開關及一切用電設備，拆下蓄電池負極電纜線，再拆卸發(fā)電機上的導線接頭。任務五了解電壓調(diào)節(jié)器的結構與工作原理任務五TASK5電壓調(diào)節(jié)器的功用與分類11.電壓調(diào)節(jié)器的功用發(fā)電機所用的調(diào)節(jié)器為電壓調(diào)節(jié)器，它的功用是在發(fā)電機的轉速變化時，自動控制發(fā)電機的電壓保持恒定。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(diào)節(jié)器才能工作。2.電壓調(diào)節(jié)器的分類電壓調(diào)節(jié)器的種類很多，主要可以按以下兩種方法分類：（1）按交流發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器工作原理的不同，可分為觸點式電壓調(diào)節(jié)器（已淘汰）、晶體管式電壓調(diào)節(jié)器、集成電路電壓調(diào)節(jié)器、微機控制電壓調(diào)節(jié)器。（2）按搭鐵方式的不同，可分為內(nèi)搭鐵型電壓調(diào)節(jié)器和外搭鐵型電壓調(diào)節(jié)器。

電壓調(diào)節(jié)器的工作原理2電壓調(diào)節(jié)器就是通過自動調(diào)節(jié)勵磁電流使磁極磁通改變來調(diào)節(jié)發(fā)電機電壓的。1.外搭鐵型電壓調(diào)節(jié)器圖示為外搭鐵型電壓調(diào)節(jié)器的基本電路。電壓調(diào)節(jié)器由3只電阻R1、R2、R3，2只三極管VT1，VT2，1只穩(wěn)壓二極管VS和1只二極管VD組成。其工作過程如下：（1）當點火開關SW剛接通時，發(fā)動機不轉，發(fā)電機不發(fā)電，蓄電池的電壓加在分壓器R1，R2上，此時因UR1較低不能使穩(wěn)壓管VS反向擊穿，VT1截止，VT2導通，發(fā)電機的勵磁電路接通，此時由蓄電池供給勵磁電流。隨著發(fā)動機的起動，發(fā)電機的轉速升高，發(fā)電機他勵發(fā)電，電壓上升。（2）當發(fā)電機的電壓升高到大于蓄電池的電壓時，發(fā)電機自勵發(fā)電并開始對蓄電池充電，如果此時發(fā)電機的輸出電壓UB小于調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電壓的上限UB2，則VT1繼續(xù)截止，VT2繼續(xù)導通，但此時的勵磁電流由發(fā)電機供給，發(fā)電機的電壓隨轉速升高而迅速升高。（3）當發(fā)電機的電壓升高到等于調(diào)節(jié)電壓上限UB2時，調(diào)節(jié)器對電壓的調(diào)節(jié)開始。此時VS導通，VT1導通，VT2截止，發(fā)電機勵磁電路被切斷。由于磁場被斷路，磁通下降，發(fā)電機的輸出電壓下降。（4）當發(fā)電機的電壓下降到等于調(diào)節(jié)電壓下限UB1時，VS截止，VT1截止，VT2重新導通，勵磁電路重新被接通，發(fā)電機的電壓上升。如此周而復始，發(fā)電機的輸出電壓UB被控制在一定范圍內(nèi)。內(nèi)搭鐵型電壓調(diào)節(jié)器的基本電路如圖所示，其工作原理與外搭鐵型電壓調(diào)節(jié)器相似。2.內(nèi)搭鐵型電壓調(diào)節(jié)器不同類型電壓調(diào)節(jié)器的內(nèi)部電路雖然各不相同，但工作原理都可以通過上述基本電路來理解。集成電路電壓調(diào)節(jié)器又稱IC電壓調(diào)節(jié)器。在集成電路電壓調(diào)節(jié)器上，所有的晶體管都集成在一塊基片上，實現(xiàn)了調(diào)節(jié)器的小型化，并可將其裝在發(fā)電機內(nèi)部，減少了外部接線，縮小了整個充電系統(tǒng)的體積。集成電路電壓調(diào)節(jié)器可分為全集成電路電壓調(diào)節(jié)器和混合集成電路電壓調(diào)節(jié)器。

集成電路電壓調(diào)節(jié)器31）集成電路電壓調(diào)節(jié)器實例天津夏利轎車發(fā)電機使用的單塊集成電路電壓調(diào)節(jié)器的外形如右圖所示。該發(fā)電機為整體式交流發(fā)電機，調(diào)節(jié)器為內(nèi)裝式外搭鐵型。該調(diào)節(jié)器有6個接線端子，F(xiàn)，P，E三個端子用螺釘直接和發(fā)電機連接，B端用螺母固定在發(fā)電機的輸出端子B上，IG，L兩個端子用金屬線引到調(diào)節(jié)器的外部接線插座上。夏利轎車用集成電路電壓調(diào)節(jié)器的電路接線圖如左圖所示。該電路接線圖需要說明以下兩點：（1）勵磁電流控制：VT2是大功率三極管，和磁場串聯(lián)，由集成片IC控制VT2的導通和截止，從而控制勵磁電路的通斷，使發(fā)電機的電壓得到控制。（2）充電指示燈：充電指示燈VD串接在VT1集電極上，VT1導通時充電指示燈VD亮，VT1截止時充電指示燈VD熄滅。在集成片IC中有控制VT1導通和截止的電路，控制信號由P點提供，而P點提供的是發(fā)電機單相電壓的交流信號，其信號幅值的大小可反映發(fā)電機的輸出電壓的高低。當發(fā)電機的輸出電壓低于蓄電池的電壓時，IC中的控制電路使VT1導通，充電指示燈VD發(fā)亮；當發(fā)電機的輸出電壓高于蓄電池的電壓時，IC中的控制電路使VT1截止，充電指示燈VD熄滅。2）集成電路電壓調(diào)節(jié)器的電壓檢測方式集成電路電壓調(diào)節(jié)器的電壓檢測方式根據(jù)分壓電路檢測的電壓歸屬的不同，可分為蓄電池電壓檢測法和發(fā)電機電壓檢測法。蓄電池電壓檢測法蓄電池電壓檢測電路如圖所示，分壓器R1，R2從蓄電池的輸出端得到電壓，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（檢測點在蓄電池上）。蓄電池電壓檢測電路的優(yōu)點為直接通過檢測蓄電池端電壓來控制發(fā)電機的輸出電壓，可使蓄電池的充電電壓有保證；缺點為當蓄電池和發(fā)電機之間的連接不可靠時，會使發(fā)電機失控。發(fā)電機電壓檢測法發(fā)電機電壓檢測電路如圖所示，分壓器R1，R2從發(fā)電機的輸出端得到電壓，穩(wěn)壓管VS上的電壓與發(fā)電機的輸出電壓成正比，所以該電路稱為發(fā)電機電壓檢測電路（檢測點在發(fā)電機上）。發(fā)電機電壓檢測電路的優(yōu)點為發(fā)電機到檢測電路距離近，不用導線連接，直接接在發(fā)電機輸出端即可，且連接可靠，避免了檢測電路檢測不到信號；缺點為當發(fā)電機到蓄電池之間連接的電阻阻值偏大時，蓄電池的充電電壓會偏低，使蓄電池充電不足。3）集成電路電壓調(diào)節(jié)器的檢測過程集成電路電壓調(diào)節(jié)器有3接線柱和4接線柱兩種。3接線柱集成電路電壓調(diào)節(jié)器采用發(fā)電機電壓檢測法，4接線柱集成電路電壓調(diào)節(jié)器采用蓄電池電壓檢測法。（1）3接線柱式（B，L，IG）集成電路電壓調(diào)節(jié)器的檢測①按照圖示的接線圖進行線路連接。②檢測時，在電壓調(diào)節(jié)器的B與E接線柱間接1個0～16V的可調(diào)直流電源，B與F接線柱間接一只12V/4W的試燈2，L與IG接線柱間接一只12V/2W的試燈1，并在IG與B接線柱間接一個開關S1。當開關S1閉合時，試燈1，2應發(fā)亮。③在P與E間接一個6V的蓄電池和一個開關S2。當開關S2閉合時，試燈1應熄滅；當開關S2斷開時，試燈1應發(fā)亮。④調(diào)節(jié)可調(diào)直流電源，當電壓升高到15.0～15.5V時，試燈2應熄滅；當電壓下降到13.5V以下時，試燈2應重新發(fā)亮。若結果不符合上述要求，則表示集成電路電壓調(diào)節(jié)器已損壞。（2）4接線柱式（B，S，L，IG）集成電路電壓調(diào)節(jié)器的檢測①按照圖所示的接線圖進行線路連接。②檢測時，在電壓調(diào)節(jié)器B，S與E接線柱間各接1個0～16V的可調(diào)直流電源，B與F接線柱間接一只12V/4W的試燈2，L與IG接線柱間接一只12V/4W的試燈1，并在IG與B接線柱間接一個開關S1。當開關S1閉合時，試燈1，2應發(fā)亮。③在P與E間接一個6V的蓄電池和一個開關S2。當開關S2閉合時，試燈2應熄滅；當開關S2斷開時，試燈2應發(fā)亮。④調(diào)節(jié)可調(diào)直流電源，電壓升高到15.0～15.5V時，試燈2應熄滅；當電壓下降到13.5V以下時，試燈2應重新發(fā)亮。若結果不符合上述要求，則表示集成電路電壓調(diào)節(jié)器已損壞。電壓調(diào)節(jié)器在使用過程中，必須注意以下問題：（1）晶體管調(diào)節(jié)器最好選用說明書中指定的調(diào)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(diào)節(jié)器相同外，替代調(diào)節(jié)器的搭鐵必須與原調(diào)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。集成電路電壓調(diào)節(jié)器必須是專用的，是不能替代的。（2）為交流發(fā)電機配用調(diào)節(jié)器時，交流發(fā)電機的電壓等級必須與調(diào)節(jié)器的電壓等級相同，交流發(fā)電機的搭鐵類型必須與調(diào)節(jié)器的搭鐵類型相同，調(diào)節(jié)器的功率不得小于發(fā)電機的功率，否則系統(tǒng)不能正常工作。

集成電路電壓調(diào)節(jié)器3（3）線路連接必須正確，目前各種車型中調(diào)節(jié)器的安裝位置及接線方式各不相同，故接線時要特別注意。（4）調(diào)節(jié)器必須受點火開關控制，發(fā)電機停止轉動時，應將點火開關斷開，否則會使發(fā)電機的勵磁電路一直處于接通狀態(tài)，這樣不但會燒壞磁場線圈，而且會引起蓄電池虧電。（5）配用雙級電磁振動式調(diào)節(jié)器時應特別注意，當檢測充電系統(tǒng)的故障時，在沒有切斷發(fā)電機與調(diào)節(jié)器的連接線以前，不允許將發(fā)電機的“+”與“F”（或調(diào)節(jié)器的“S”與“F”）短接，否則將會燒壞調(diào)節(jié)器中的高速觸點。（6）在配用晶體管調(diào)節(jié)器時，接線必須正確，否則易損壞晶體管。在更換晶體管時，焊接的電烙鐵功率不得高于4554W，焊接要迅速，最好用金屬鑷子捏住管腳加強散熱，以免損壞晶體管。任務六電源系統(tǒng)電路及常見故障分析任務六TASK6解放CA1092型汽車的電源系統(tǒng)電路1該車型電路由JF152D或JF152A型交流發(fā)電機，JF106型晶體管電壓調(diào)節(jié)器和6-QA-100型干荷電蓄電池組成，如圖所示。汽車的電源系統(tǒng)包括蓄電池、交流發(fā)電機、電壓調(diào)節(jié)器、電流表和充電指示燈等。圖中K2為保護繼電器的常閉觸點，用來控制充電指示燈的亮滅；L2為保護繼電器線圈，用來承受發(fā)電機中性點電壓。充電指示燈電路為：蓄電池“+”→起動機30接線柱→30A熔斷器→電流表→點火開關→充電指示燈→組合繼電器L接線柱→常閉觸點K2→搭鐵→蓄電池“－”。發(fā)電機的勵磁電路為：蓄電池“+”→起動機30接線柱→30A熔斷器→電流表→點火開關→5A熔斷器→發(fā)電機勵磁繞組F2接線柱→勵磁繞組→發(fā)電機勵磁繞組F1接線柱→電壓調(diào)節(jié)器F接線柱→搭鐵→蓄電池“－”。桑塔納2000系列轎車的電源系統(tǒng)電路2桑塔納2000系列轎車電源系統(tǒng)電路如圖所示。由桑塔納2000系列轎車的電源系統(tǒng)電路圖可見，充電指示燈及發(fā)電機的勵磁電路為：蓄電池“+”→中央線路板單端子插座P端子→中央線路板內(nèi)部線路→點火開關“30”端子→點火開關→點火開關“15”端子→組合儀表盤下方“14”端子連接器的“14”端子（圖中未畫出）→電阻R2和充電指示燈→二極管→中央線路板A16端子→中央線路板內(nèi)部線路→中央線路板D4端子→單端子連接器T1（蓄電池旁邊）→交流發(fā)電機“D+”端子→發(fā)電機的勵磁繞組→電壓調(diào)節(jié)器功率管→搭鐵→蓄電池“－”。任務七電源系統(tǒng)常見故障的診斷與排除任務七TASK71.不充電（1）故障現(xiàn)象發(fā)動機中、高速運轉時，充電指示燈亮或電流表指示放電。（2）故障原因①蓄電池與發(fā)電機之間的接線斷開或脫落。②發(fā)電機不發(fā)電。③調(diào)節(jié)器調(diào)整不當或有故障等。電源系統(tǒng)的工作是否正常，可以通過充電系統(tǒng)的工作狀況來判斷，充電系統(tǒng)的常見故障主要有不充電、充電電流過小、充電電流過大和充電電流不穩(wěn)。①

檢查發(fā)電機皮帶的松緊度，若發(fā)電機皮帶過松，應調(diào)整；檢查發(fā)電機皮帶是否打滑。③對于內(nèi)搭鐵型發(fā)電機，將發(fā)電機“F”接線柱取下，另用導線將“+”與“F”接線柱連接。若充電，說明調(diào)節(jié)器有故障；若不充電，說明發(fā)電機或充電線路有故障。對于外搭鐵型發(fā)電機，將發(fā)電機“F－”接線柱取下，另用導線將“F－”接線柱搭鐵。若充電，說明調(diào)節(jié)器有故障；若不充電，說明發(fā)電機或充電線路有故障。②檢查充電線路各導線和接頭有無斷裂或松脫，檢查發(fā)電機的接線是否正確、可靠。（3）故障診斷步驟與排除方法⑤若調(diào)節(jié)器有故障，對于晶體管式調(diào)節(jié)器，應更換。對于觸點式調(diào)節(jié)器，應檢查低速觸點有無燒蝕或臟物，若有，應用砂紙或砂布條研磨或清潔，還應檢查高速觸點能否分離，若不能分離應修復。④若發(fā)電機有故障，可用萬用表測量各接線柱之間的電阻值，粗略判斷故障所在。測量前，拆下發(fā)電機各接線柱上的導線，用萬用表測量各接線柱間的電阻值，其阻值應符合規(guī)定，否則應對發(fā)電機進行拆檢。2.充電電流過?。?）故障現(xiàn)象蓄電池在虧電情況下，發(fā)動機中速以上運轉時，電流表指示充電電流過小。即起動發(fā)動機時，起動機帶動發(fā)動機曲軸緩慢轉動或根本帶不動發(fā)動機曲軸轉動。（2）故障原因①充電線路或磁場線路接線端子松動導致接觸不良。②

發(fā)電機故障。③調(diào)節(jié)器故障。（3）故障診斷步驟與排除方法①檢查發(fā)電機皮帶的松緊度，如發(fā)電機皮帶過松，應調(diào)整；檢查充電線路各導線接頭是否接觸不良或銹蝕臟污。②對于內(nèi)搭鐵型發(fā)電機，將發(fā)電機“F”接線柱取下，另用導線將“+”與“F”接線柱連接。若充電量增加，說明調(diào)節(jié)器有故障；若充電量不變，說明發(fā)電機有故障。對于外搭鐵型發(fā)電機，將發(fā)電機“F－”接線柱取下，另用導線將“F－”接線柱搭鐵。若充電量增加，說明調(diào)節(jié)器有故障；若充電量不變，說明發(fā)電機有故障。③若是發(fā)電機有故障，應進行解體檢查。④若是調(diào)節(jié)器有故障，對于晶體管調(diào)節(jié)器，應更換；對于觸點式調(diào)節(jié)器，應拆下調(diào)節(jié)器蓋進行檢查。3.充電電流過大（1）故障現(xiàn)象汽車行駛時，充電電流始終保持在10A以上且不減小。（2）故障原因①電壓調(diào)節(jié)器內(nèi)部電路參數(shù)匹配不當。②控制勵磁電流的大功率三極管短路。③調(diào)節(jié)器前級驅動電路斷路造成發(fā)電機的電壓失控。（3）故障診斷步驟與排除方法①打開調(diào)節(jié)器蓋進行調(diào)整和檢修。②若是晶體管調(diào)節(jié)器或集成電路電壓調(diào)節(jié)器故障，應更換新品。4.充電電流不穩(wěn)（1）故障現(xiàn)象發(fā)電機運轉時，電流表指示充電，但指針左右擺動。

（2）故障原因（2）故障原因①發(fā)電機驅動帶過松、打滑，充電線路中接頭松動。②發(fā)電機內(nèi)部接觸不良，如電刷彈簧彈力過弱，繞組接頭松動，滑環(huán)積污過多，電刷磨損過度等。③調(diào)節(jié)器有故障，如觸點臟污或燒蝕，電磁線圈或電阻各接頭有接觸不良現(xiàn)象，調(diào)節(jié)電阻斷路等。④晶體管調(diào)節(jié)器中元件虛焊、元件穩(wěn)定性差等。4.充電電流不穩(wěn)（3）故障診斷步驟與排除方法①拆下調(diào)節(jié)器的“+”與“F”接線柱之間的接線，用試燈連接發(fā)電機“+”與“F”接線柱，提高發(fā)動機的轉速。②若試燈發(fā)光不穩(wěn)定，說明發(fā)電機有故障。③若試燈發(fā)光穩(wěn)定，則可能是調(diào)節(jié)器或充電系統(tǒng)電路有故障，應分別進行檢查。實訓交流發(fā)電機與電壓調(diào)節(jié)器的技術條件檢測實訓TRAINING

實訓目的1學會對交流發(fā)電機進行空載轉速試驗、零電流轉速試驗、最小工作電流試驗以及額定輸出電流試驗。學會對電壓調(diào)節(jié)器進行調(diào)節(jié)特性試驗、轉速特性試驗和負載特性試驗。交流發(fā)電機與電壓調(diào)節(jié)器試驗臺1個，整體式交流發(fā)電機（或外接電壓調(diào)節(jié)器的交流發(fā)電機）1臺，萬用表若干，常用工具若干套，導線若干根。

實訓設備及器材2額定輸出配用調(diào)節(jié)器類型零電流轉速最小工作電流輸出額定電流時

的轉速電壓UR（V）電流IR（A）試驗電壓Ut（V）轉速（r/min）試驗電壓Ut（V）電流IL（A）試驗電壓Ut（V）轉速（r/min）1419，26，34，45，55，65，晶體管式13.5≤115013.5≥25%IR13.5≤600075，90晶體管式13.5≤115013.5≥30%IR13.5≤6000115晶體管式13.5≤100013.5≥35%IR13.5≤60002812，27，35晶體管式27≤115027≥25%IR27≤600045晶體管式27≤120027≥30%IR27≤600095，120晶體管式27≤105027≥35%IR27≤6000

實訓步驟及操作方法3我國汽車行業(yè)標準《汽車用交流發(fā)電機技術條件》規(guī)定，交流發(fā)電機和晶體管式電壓調(diào)節(jié)器在環(huán)境溫度為（23±5）℃的條件下，其性能應分別符合下表a和下表b。試驗項目電壓等級（V）試驗條件調(diào)節(jié)電壓或調(diào)節(jié)電壓差值（V）調(diào)節(jié)特性12n=6000r/minI=50%IR14.2±0.252428.0±0.30轉速特性12I=10%IR（不低于2A）n1=2000r/minn2=10000r/min|△U|0.324|△U|0.5負載特性12n=6000r/minI1=10%IR（不低于2A）I2=85%IR|△U|0.524|△U|0.8表a交流發(fā)電機的技術條件

表b晶體管式電壓調(diào)節(jié)器的技術條件1.空載轉速試驗交流發(fā)電機與電壓調(diào)節(jié)器的試驗電路如圖所示。對交流發(fā)電機進行空載轉速試驗的步驟如下：（1）按試驗電路圖連接交流發(fā)電機、電壓調(diào)節(jié)器和試驗臺。（2）斷開開關S2，閉合開關S1，使蓄電池向發(fā)電機提供勵磁電流。（3）起動電動機，并緩慢提高發(fā)電機的轉速，當充電指示燈熄滅時，發(fā)電機的轉速即為空載轉速。該轉速值應低于表a中所規(guī)定的零電流轉速值。2.零電流轉速試驗將電流-轉速特性曲線延長至與橫坐標軸相