任務(wù)三 發(fā)電機(jī)構(gòu)造與拆裝

1、,汽車電路與電子系統(tǒng) 診斷檢測與修復(fù),任務(wù)三：發(fā)電機(jī)構(gòu)造及拆裝,1.學(xué)習(xí)目標(biāo) 能準(zhǔn)確描述交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 掌握交流發(fā)電機(jī)解體后的檢測方法 掌握交流發(fā)電機(jī)的拆裝方法及其構(gòu)造特點(diǎn) 2.能力目標(biāo) 掌握交流發(fā)電機(jī)解體后的檢測方法 掌握交流發(fā)電機(jī)的拆裝方法及其構(gòu)造特點(diǎn),發(fā)電機(jī)是汽車的主要電源，其功用是在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（怠速以上），向所有用電設(shè)備（起動(dòng)機(jī)除外）供電，同時(shí)向蓄電池充電。 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) 目前汽車采用三相交流發(fā)電機(jī)，內(nèi)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(jī)輸出的是直流電。,發(fā)電機(jī)的功用:,4,交流發(fā)電機(jī)的工作原理,電 磁 感 應(yīng)

2、 原 理,5,電磁感應(yīng)電動(dòng)勢方向,6,電動(dòng)勢產(chǎn)生,7,交流發(fā)電機(jī)原理,8,三相交流電的產(chǎn)生,9,10,交流電動(dòng)勢瞬時(shí)值：,式中：Em每相電動(dòng)勢的最大值 E每相電動(dòng)勢的有效值 角速度（ 2 f） f=Pn/60 P磁極對數(shù)，n發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速,11,交流發(fā)電機(jī)每相繞組中電動(dòng)勢的有效值：,式中：K繞組系數(shù)(交流發(fā)電機(jī)K=1) W每項(xiàng)匝數(shù)（匝） f頻率（Hz） 磁通量（Wb） Ce電機(jī)常數(shù),定子繞組每相線圈的匝數(shù)越多，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度越高，定子繞組內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢越高。,交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造,交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)分以下幾部分:,帶輪及風(fēng)扇,交流發(fā)電機(jī)的前端裝有帶輪和風(fēng)扇，由發(fā)動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸和風(fēng)扇

3、一起旋轉(zhuǎn) 。 （1） 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)使發(fā)電機(jī)發(fā)電； （2）風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)為發(fā)電機(jī)散熱。,前后端蓋,1 端蓋一般用鋁合金鑄造。（非導(dǎo)磁性） 2端蓋上裝有電刷組件，普通發(fā)電機(jī)中一般有兩只電刷。 3. 無刷發(fā)電機(jī)中沒有電刷。,轉(zhuǎn)子,1 功用：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場 2 組成： 1）轉(zhuǎn)子軸 2）滑環(huán) 3）爪極 4）磁軛 5）磁場繞組,轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,當(dāng)勵(lì)磁繞組有電流通過時(shí)，便產(chǎn)生磁場，轉(zhuǎn)子軸上的兩個(gè)爪極分別被磁化為N極和S極。 當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁極交替地在定子鐵心中穿過，形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁場，磁力線和定子繞組之間產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，在三相繞組中產(chǎn)生交流感應(yīng)電動(dòng)勢。,電刷,電刷將電源引入到轉(zhuǎn)子的線圈（磁場繞組）中，使內(nèi)部的電磁鐵

4、（磁軛和爪極）產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場。,定子（又叫電樞）,1功用：產(chǎn)生交流（交變）電動(dòng)勢 2組成： 1）定子鐵心：由內(nèi)圈帶槽、互相絕緣的硅鋼片疊成 2）定子繞組：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。 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(dòng)勢。,3.定子三相繞組有兩種接法：,1）星形接法 2）三角形接法,當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)），定子中就有感生電動(dòng)勢產(chǎn)生，如果定子與外電路形成回路，就可以對外輸出交流電流 但汽車上需要輸出的是直流電，所以還必須對交流電進(jìn)行整流。 整流任務(wù)由整流器完成。,整流器,

5、整流器由整流板和硅二極管組成,1功用：將三相交流電變?yōu)橹绷麟姟?2組成：六只硅二極管分別焊裝在兩塊極板（整流板）上而組成。 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(fù)極板，負(fù)極板和發(fā)電機(jī)外殼直接相連（搭鐵），也可以將發(fā)電機(jī)的后蓋直接作為負(fù)極板。,整流管分為：正極管和負(fù)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(fù)極，稱為負(fù)極管，安裝在負(fù)極板上。,汽車用整流二極管特點(diǎn)：,（1）工作電流大，正向平均電流50A，浪涌電流600A （2）反向電壓高，反向重復(fù)峰值電壓270V，反向不重復(fù)峰值電壓300V （3）有正極管和負(fù)極管之分 （4）只有一個(gè)引線

6、端,整流器和定子繞組的連接,星形連接,三角形連接,27,交流發(fā)電機(jī)整流原理,正極管的導(dǎo)通原則：,在某一瞬間正極電位最高者導(dǎo)通,負(fù)極管的導(dǎo)通原則：,在某一瞬間負(fù)極電位最低者導(dǎo)通,28,三相橋式整流電路整流過程,29,在0t1瞬時(shí)：,30,在t1 t2瞬時(shí)：,交流發(fā)電機(jī)的內(nèi)搭鐵和外搭鐵與電刷的接線方法有關(guān),交流發(fā)電機(jī)分為內(nèi)搭鐵和外搭鐵兩種,內(nèi)搭鐵型發(fā)電機(jī) 有一只電刷（負(fù)電刷） 和殼體直接搭鐵的發(fā)電機(jī),外搭鐵型發(fā)電機(jī) 兩只電刷（負(fù)電刷） 和殼體絕緣的發(fā)電機(jī),交流發(fā)電機(jī)的型號,五個(gè)部分組成,1、產(chǎn)品代號,JF表示普通交流發(fā)電機(jī)；JFZ表示整體式（調(diào)節(jié)器內(nèi)置）交流發(fā)電機(jī)； JFB表示帶泵的交流發(fā)電機(jī)；J

7、FW表示無刷交流發(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)。,3、電流等級代號,電流等級代號也用一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示。,4、設(shè)計(jì)序號 設(shè)計(jì)序號用12位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，表示產(chǎn)品設(shè)計(jì)的先后順序。,5、變型代號 交流發(fā)電機(jī)以調(diào)整臂位置作為變形代號。Z左調(diào)整臂 Y 右調(diào)整臂 例：JFZ1913Z發(fā)電機(jī),JFWZ240發(fā)電機(jī),桑塔納JFZ1913Y發(fā)電機(jī),交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁,1、定義：將電源引入到磁場繞組，使之產(chǎn)生磁場稱為勵(lì)磁。除了永磁式交流 發(fā)電機(jī)不需要?jiǎng)?lì)磁以外，其他形式的交流發(fā)電機(jī)都需要?jiǎng)?lì)磁，因?yàn)樗鼈兊拇艌龆际请姶艌?，也就是說必

8、須給磁場繞組通電才會有磁場產(chǎn)生。 2、交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁兩種方式： 1）他勵(lì) 2）自勵(lì),1）他勵(lì) 在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間，需要蓄電池供給發(fā)電機(jī)磁場電流生磁使發(fā)電機(jī)發(fā)電。這種供給磁場電流的方式稱為他勵(lì)發(fā)電。 2）自勵(lì) 當(dāng)發(fā)電機(jī)有能力對外供電時(shí)，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(lì)。,45,八管交流發(fā)電機(jī),中性點(diǎn)輸出電壓分析,46,理論上中性點(diǎn)電壓:,實(shí)際上中性點(diǎn)電壓,47,八管交流發(fā)電機(jī),在普通交流發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)上加裝兩只整流二極管，就變成了八管交流發(fā)電機(jī)。 連接在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)N與輸出端B以及搭鐵端E之間的兩只整流二極管，稱為中性點(diǎn)二極管。 例天津夏利TJ7100，TJ71

9、30型轎車采用的JFZ1542型發(fā)電機(jī)。,48,當(dāng)中性點(diǎn)的瞬間電壓UN高于輸出電壓平均值U時(shí)，電流回路為：,49,當(dāng)中性點(diǎn)的瞬間電壓UN最低時(shí)，電流回路為：,50,九管交流發(fā)電機(jī),在普通交流發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)上增設(shè)3只小功率二極管，這三只二極管組成三相橋式整流電路專門供給磁場電流的發(fā)電機(jī)，稱為九管交流發(fā)電機(jī)。 所增設(shè)的三只小功率二極管稱為磁場二極管。,51,九管內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī),52,九管交流發(fā)電機(jī)的磁場電流,53,十一管交流發(fā)電機(jī),整流器總成具有3只正極管，3只負(fù)極管，3只磁場二極管，2只中性點(diǎn)二極管的交流發(fā)電機(jī)，稱為十一管交流發(fā)電機(jī)。 優(yōu)點(diǎn)：提高輸出功率；增大勵(lì)磁電流，反映充電系統(tǒng)的工作情況。

10、,54,十一管外搭鐵型交流發(fā)電機(jī),交流發(fā)電機(jī)的工作特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速變化范圍大，對于一般汽油發(fā)動(dòng)機(jī)來說，其轉(zhuǎn)速變化比約為1：8，柴油機(jī)約為1：5，因此分析汽車用交流發(fā)電機(jī)的特性必須以轉(zhuǎn)速的變化為基礎(chǔ)。 交流發(fā)電機(jī)的特性有： A.輸出特性 B.空載特性 C.外特性 其中以輸出特性最為重要。,交流發(fā)電機(jī)的工作特性,一、輸出特性 1.概念：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系列的定為28V）時(shí)，輸出電流與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，即U=常數(shù)時(shí)，If（n） 的函數(shù)關(guān)系。,2.空載轉(zhuǎn)速n1 （1）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速小于一定值n1時(shí)，對外輸出電流為零。 （2）當(dāng)發(fā)電機(jī)達(dá)到額定電壓并能對外輸出電流時(shí)

11、的最小轉(zhuǎn)速n1，稱為空載轉(zhuǎn)速。 （3）空載轉(zhuǎn)速常用來作為測試發(fā)電機(jī)性能的參數(shù)之一。,3.最大電流Imax 發(fā)電機(jī)輸出電流能力隨轉(zhuǎn)速的升高而增大，但曲線越來越平坦，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，無論轉(zhuǎn)速增加多少電流都不再增加，即一定結(jié)構(gòu)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)自身具有限制輸出電流防止過載的能力，又稱為自我保護(hù)能力。,結(jié)論: 交流發(fā)電機(jī)電壓（輸出）一定時(shí)，發(fā)電機(jī)電流存在最大值。（無論轉(zhuǎn)速多高），即發(fā)電機(jī)功率存在最大值。 只要限制發(fā)電機(jī)輸出電壓即可限制發(fā)電機(jī)輸出功率 。 限制輸出電壓后，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增加，不會出現(xiàn)由于電流過高，燒壞發(fā)電機(jī)的情況。,二、空載特性 是研究發(fā)電機(jī)在空載運(yùn)行時(shí)，其端電壓隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系，即I0時(shí)， U=f（n）的曲線。 空載特性可判斷發(fā)電機(jī)低速充電性能好壞，也可看出發(fā)電機(jī)輸出電壓是