汽车发电机基础知识精选文档.ppt

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1、汽车发电机基础知识本讲稿第一页，共八十九页2.1 2.1 交流发电机的结构交流发电机的结构2.1.12.1.1发电机的功用发电机的功用2.1.22.1.2普通交流发电机的结构普通交流发电机的结构1 1转子转子2 2定子定子3 3整流器整流器4 4端盖及电刷组件端盖及电刷组件5 5带轮及风扇带轮及风扇本讲稿第二页，共八十九页2.1.1 2.1.1 发电机的功用发电机的功用 发电机是汽车的主要电源，其功用是在发动机正常运转时，向发电机是汽车的主要电源，其功用是在发动机正常运转时，向所有用电设备（启动机除外）供电，同时给蓄电池充电。所有用电设备（启动机除外）供电，同时给蓄电池充电。汽汽车车用用发发电

2、电机机可可分分为为直直流流发发电电机机和和交交流流发发电电机机，由由于于交交流流发发电电机机的的性性能能在在许许多多方方面面优优于于直直流流发发电电机机，直直流流发发电电机机已已被被淘淘汰汰。目目前前汽汽车车采采用用三三相相交交流流发发电电机机，内内部部带带有有二二极极管管整整流流电电路路，将将交交流流电电整整流流为为直直流流电电，所以，汽车交流发电机输出的是直流电。所以，汽车交流发电机输出的是直流电。交交流流发发电电机机必必须须配配装装电电压压调调节节器器，电电压压调调节节器器对对发发电电机机的的输输出出电电压压进行控制，使其保持基本恒定，以满足汽车用电器的需求。进行控制，使其保持基本恒定，

3、以满足汽车用电器的需求。本讲稿第三页，共八十九页2.1.2 2.1.2 普通交流发电机的结构普通交流发电机的结构图图2.1 JF132型交流发电机解体图型交流发电机解体图1后端盖后端盖 2电刷架电刷架 3电刷电刷 4电刷弹簧压盖电刷弹簧压盖5硅二极管硅二极管6元件板元件板 7转子转子 8定子定子 9前端盖前端盖 10风扇风扇 11带轮带轮 普通交流发电机一般由普通交流发电机一般由转子、定子、整流器、前后端盖、风扇、带轮转子、定子、整流器、前后端盖、风扇、带轮等组成。图等组成。图2.12.1为为JF132JF132型型6 6管普通交流发电机解体图管普通交流发电机解体图 本讲稿第四页，共八十九页2

4、.1.2 2.1.2 普通交流发电机的结构普通交流发电机的结构 1转子转子 转子的功用是转子的功用是产生磁场产生磁场。转子由爪极、磁轭、励磁绕组、滑环、转子由爪极、磁轭、励磁绕组、滑环、转子轴等组成，如图转子轴等组成，如图2.32.3、2.42.4所示。所示。转子轴上压装着两块爪极，爪极被加工转子轴上压装着两块爪极，爪极被加工成鸟嘴形状，爪极空腔内装有励磁绕组和磁成鸟嘴形状，爪极空腔内装有励磁绕组和磁轭。轭。滑环由两个彼此绝缘的铜环组成，压装滑环由两个彼此绝缘的铜环组成，压装在转子轴上并与轴绝缘，两个滑环分别与励在转子轴上并与轴绝缘，两个滑环分别与励磁绕组的两端相连。磁绕组的两端相连。当给两滑

5、环通入直流电时，励磁绕组中就有当给两滑环通入直流电时，励磁绕组中就有电流通过，并产生轴向磁通，使爪极一块被磁化电流通过，并产生轴向磁通，使爪极一块被磁化为为N N极，另一块被磁化为极，另一块被磁化为S S极，从而形成六对极，从而形成六对（或八对）相互交错的磁极。如图（或八对）相互交错的磁极。如图2.32.3所示。所示。当转子转动时，就形成了旋转的磁场。当转子转动时，就形成了旋转的磁场。1滑环 2转子轴 3爪极 4磁轭 5励磁绕组图图2.3 交流发电机的转子总成交流发电机的转子总成图2.4 交流发电机转子分解图本讲稿第五页，共八十九页2.1.2 2.1.2 普通交流发电机的结构普通交流发电机的结

6、构 2定子定子 定子的功用是产生交流电。定子的功用是产生交流电。定子安装在转子的外面，和发电定子安装在转子的外面，和发电机的前后端盖固定在一起，当转子在机的前后端盖固定在一起，当转子在其内部转动时，引起定子绕组中磁通其内部转动时，引起定子绕组中磁通的变化，定子绕组中就产生交变的感的变化，定子绕组中就产生交变的感应电动势。应电动势。定子由定子铁心和定子绕组（线定子由定子铁心和定子绕组（线圈）组成，如图圈）组成，如图2.52.5所示。所示。定子铁心由内圈带槽、互相绝定子铁心由内圈带槽、互相绝缘的硅钢片叠成。缘的硅钢片叠成。定子绕组有三组线圈，对称的定子绕组有三组线圈，对称的嵌放在定子铁心的槽中。三

7、相绕组嵌放在定子铁心的槽中。三相绕组的连接有星形接法和三角形接法两的连接有星形接法和三角形接法两种，如图种，如图2.5a2.5a、b b所示，都能产生三相交所示，都能产生三相交流电。流电。图2.5 交流发电机定子总成及连接方式a）定子绕组星形连接 b)定子绕组三角形连接本讲稿第六页，共八十九页2.1.2 2.1.2 普通交流发电机的结构普通交流发电机的结构 3整流器整流器 整流器的功用是将定子绕组的三整流器的功用是将定子绕组的三相交流电变为直流电。相交流电变为直流电。整流器由整流板和整流二极管组成，整流器由整流板和整流二极管组成，6 6管交流发电机的整流器是由管交流发电机的整流器是由6 6只硅

8、整流只硅整流二极管分别压装（或焊装）在相互绝缘二极管分别压装（或焊装）在相互绝缘的两块板上组成的，其中一块为正极板的两块板上组成的，其中一块为正极板（带有输出端螺栓），另一块为负极板，（带有输出端螺栓），另一块为负极板，负极板和发电机外壳直接相连（搭铁），负极板和发电机外壳直接相连（搭铁），也可以将发电机的后盖直接作为负极板。也可以将发电机的后盖直接作为负极板。6 6只整流二极管分为正极管和负极只整流二极管分为正极管和负极管两种。引出电极为正极的称为正极管两种。引出电极为正极的称为正极管，管，3 3只正极管装在同一块板上，称为只正极管装在同一块板上，称为正极板；引出电极为负极的称为负极正极板；

9、引出电极为负极的称为负极管，管，3 3只负极管安装在负极板上，也可直只负极管安装在负极板上，也可直接安装在后盖上。如图接安装在后盖上。如图2.62.6所示。所示。图图2.6 交流发电机整流二极管安装示意图交流发电机整流二极管安装示意图a）焊接式）焊接式 b）电路图）电路图 c)压装式压装式1正整流板正整流板 2负整流板负整流板本讲稿第七页，共八十九页2.1.2 2.1.2 普通交流发电机的结构普通交流发电机的结构 汽车用硅整流二极管是专用的，汽车用硅整流二极管是专用的，有如下特点：有如下特点：（1 1）允许的工作电流大，如）允许的工作电流大，如ZQ50ZQ50型二极管的正向平均电流为型二极管的

10、正向平均电流为50A50A，浪涌电流为浪涌电流为600A600A。（2 2）承受反向电压的能力高，可）承受反向电压的能力高，可承受的反向重复峰值电压在承受的反向重复峰值电压在270V270V左左右，反向不重复峰值电压在右，反向不重复峰值电压在300V300V左左右。右。（3 3）只有一根引线（引出电极）只有一根引线（引出电极）（4 4）根据引出电极的不同分为正二）根据引出电极的不同分为正二极管和负二极管。极管和负二极管。整流器总成的形状各异，有马整流器总成的形状各异，有马蹄形、半圆形和圆形等。如图蹄形、半圆形和圆形等。如图2.72.7所示。整流器和定子绕组的连接如所示。整流器和定子绕组的连接如

11、图图2.82.8所示。所示。图2.7 JF132发电机整流器总成1-负整流板 2-正整流板 3-散热片 4-螺栓孔 5-正极管 6-负极管 7-安装孔 8-绝缘垫图2.8 交流发电机整流器和定子的连接电路图a）星形连接 b）三角形连接本讲稿第八页，共八十九页2.1.2 2.1.2 普通交流发电机的结构普通交流发电机的结构 4端盖及电刷组件端盖及电刷组件 端盖一般分两部分（前端盖和后端盖一般分两部分（前端盖和后端盖），起支撑转子、定子、整流器端盖），起支撑转子、定子、整流器和电刷组件的作用。端盖一般用铝合和电刷组件的作用。端盖一般用铝合金铸造，一是可有效的防止漏磁，二金铸造，一是可有效的防止漏磁

12、，二是铝合金散热性能好。后端盖上装有是铝合金散热性能好。后端盖上装有电刷组件。电刷组件。电刷组件由电刷、电刷架和电刷弹簧电刷组件由电刷、电刷架和电刷弹簧组成，如图组成，如图2.92.9所示。所示。电刷的作用是将电源通过滑环引入电刷的作用是将电源通过滑环引入励磁绕组。两个电刷分别装在电刷架的励磁绕组。两个电刷分别装在电刷架的孔内，借助弹簧压力与滑环保持接触。孔内，借助弹簧压力与滑环保持接触。电刷和滑环的接触应良好，否则会因电刷和滑环的接触应良好，否则会因为磁场电流过小，导致发电机发电不足。为磁场电流过小，导致发电机发电不足。图图2.9 电刷组件电刷组件本讲稿第九页，共八十九页2.1.2 2.1.

13、2 普通交流发电机的结构普通交流发电机的结构 励磁绕组通过两只电刷励磁绕组通过两只电刷(F(F和和E)E)和外电路相连，根据电和外电路相连，根据电刷和外电路的连接型式不同，刷和外电路的连接型式不同，发电机分为内搭铁型和外搭发电机分为内搭铁型和外搭铁型两种，如图铁型两种，如图2.102.10所示。所示。（1 1）内搭铁型交流发电机：）内搭铁型交流发电机：励磁绕组的一端经负电刷（励磁绕组的一端经负电刷（E E）引出后和后端盖直接相连（直引出后和后端盖直接相连（直接搭铁）的发电机称为内搭铁接搭铁）的发电机称为内搭铁型交流发电机，如图型交流发电机，如图2.10a2.10a所所示。示。（2 2）外搭铁型

14、交流发电）外搭铁型交流发电机：励磁绕组的两端机：励磁绕组的两端 (F(F和和E)E)均和端盖绝缘的发电机称为外均和端盖绝缘的发电机称为外搭铁型交流发电机，如图搭铁型交流发电机，如图2.10b2.10b所示。所示。a)内搭铁型交流发电机 b)外搭铁型交流发电机图2.10 交流发电机的搭铁型式本讲稿第十页，共八十九页2.1.2 2.1.2 普通交流发电机的结构普通交流发电机的结构 5带轮及风扇带轮及风扇 交流发电机的前端装有带轮和风扇，由发动交流发电机的前端装有带轮和风扇，由发动机通过传动带驱动发电机的转子轴和风扇一起旋机通过传动带驱动发电机的转子轴和风扇一起旋转。转。发电机工作时，定子绕组和励磁

15、绕组中都发电机工作时，定子绕组和励磁绕组中都会有热量产生，温度过高会烧坏导线的绝缘导致会有热量产生，温度过高会烧坏导线的绝缘导致发电机不能正常工作，所以为发电机散热是必须发电机不能正常工作，所以为发电机散热是必须的，为了提高散热能力，有的发电机装有两个风的，为了提高散热能力，有的发电机装有两个风扇（前后各一个）。如丰田轿车的发电机。扇（前后各一个）。如丰田轿车的发电机。本讲稿第十一页，共八十九页2.2 2.2 交流发电机工作原理交流发电机工作原理2.2.12.2.1发电原理发电原理2.2.22.2.2整流原理整流原理2.2.32.2.3交流发电机的励磁交流发电机的励磁本讲稿第十二页，共八十九页

16、2.2.1交流发电机发电原理 如如图图2.112.11所所示示，发发电电机机定定子子的的三三相相绕绕组组按按一一定定规规律律分分布布在在发发电电机机的的定定子子槽槽中中，内内部部有有一一个个转子，转子上安装着爪极和励磁绕组。转子，转子上安装着爪极和励磁绕组。当当外外电电路路通通过过电电刷刷使使励励磁磁绕绕组组通通电电时时，便便产产生生磁磁场场，使使爪爪极极被被磁磁化化为为N N极极和和S S极极。当当转转子子旋旋转转时时，磁磁通通交交替替地地在在定定子子绕绕组组中中变变化化，根根据据电电磁磁感感应应原原理理可可知知，定定子子的的三三相相绕绕组组中中便便产产生生交交变变的的感感应应电电动动势势。

17、这这就就是是交交流流发电机的发电原理。发电机的发电原理。图图2.11 交流发电机发电原理示意图交流发电机发电原理示意图1定子铁心定子铁心 2定子绕组定子绕组 3转子转子 4励磁绕组励磁绕组 5整流二极管整流二极管 6电刷电刷本讲稿第十三页，共八十九页2.2.1交流发电机发电原理 1.1.交流电动势的变化频率交流电动势的变化频率f f和转速、磁极对数成正比和转速、磁极对数成正比 式中式中 磁极对数磁极对数 发电机转速发电机转速(r/min)(r/min)在在交交流流发发电电机机中中，由由于于转转子子磁磁极极呈呈鸟鸟嘴嘴形形，其其磁磁场场的的分分布布近近似似正正弦弦规规律律，所所以以交交流流电电动

18、动势势的的波波形形也也近近似似正正弦弦规规律律，如如果果发发电电机机定子的三相绕组是对称绕制的则产生的三相电动势也是对称的。定子的三相绕组是对称绕制的则产生的三相电动势也是对称的。本讲稿第十四页，共八十九页2.2.1交流发电机发电原理2.三相交流发电机的感应电动势瞬时值表达式三相交流发电机的感应电动势瞬时值表达式：式中 每相电动势的最大值 每相电动势的有效值 电角速度本讲稿第十五页，共八十九页2.2.1交流发电机发电原理3.定子每相电动势的有效值的表示定子每相电动势的有效值的表示 式中 -绕组系数(和发电机定子绕组的绕线方式有关)-每相绕组的匝数（单位：匝）频率（单位：Hz）-每极磁通（单位：

19、Wb）-电机结构常数（）-称为相电动势。由此可见，当交流发电机结构一定时（结构常数 不变），相电动势 和发电机转速、磁通成正比。本讲稿第十六页，共八十九页2.2.2 交流发电机整流原理 交交流流发发电电机机定定子子的的三三相相绕绕组组中中，感感应应产产生生的的是是交交流流电电，是是通通过过6 6只只二二极极管管组组成成的的三三相相桥桥式式整整流流电电路路整整流流为为直直流流电电的的，整整流流电电路路如如图图2.12a2.12a所示。所示。二二极极管管具具有有单单向向导导通通性性,当当给给二二极极管管加加上上正正向向电电压压时时二二极极管管导导通通,当当给给二二极极管管加加上上反反向向电电压压时

20、时二二极极管管截截止止。将将定定子子的的三三相相绕绕组组和和6 6只只整整流流二二极极管管按按图图2.12a2.12a的的电电路路连连接接，发发电电机机的的输输出出端端B B、E E上上就就输输出出一一个个脉脉动动直直流流电电压压，如如图图2.12c2.12c所所示示，这这就就是是发发电电机的整流原理。机的整流原理。图图2.12 交流发电机整流原理交流发电机整流原理a)整流电路图整流电路图 b)三相绕组电压波形图三相绕组电压波形图 c)整流后发电机输出波形图整流后发电机输出波形图本讲稿第十七页，共八十九页2.2.2 交流发电机整流原理1整流原理:（1）二极管的导通原则 当3只正二极管负极端连接

21、在一起时，正极端电位最高者导通；当3只负二极管正极端连接在一起时，负极端电位最低者导通。（2）整流过程的分析 同时导通的二极管管子总是两个，正、负管子各一个。三相桥式整流电路中二极管的依次循环导通,使得负载RL两端得到一个比较平稳的脉动直流电压,如图2.12(c)所示。图2.13整流二极管导通分析本讲稿第十八页，共八十九页2.2.2 交流发电机整流原理 2中性点电压中性点电压 在在定定子子绕绕组组为为星星形形连连接接时时，三三相相绕绕组组的的公公共共结结点点称称为为中中性性点点。从从三三相相绕绕组组的的中中性性点点引引一一根根导导线线到到发发电电机机外外，标标记记为为“N”N”。“N”N”点点

22、电电压压称称为为中中性性点电压。点电压。中中性性点点电电压压的的瞬瞬时时值值是是一一个个三三次次谐谐波波电电压压,如如图图2.152.15所所示示，平平均均值值为为发发电电机机输输出出电电压压（平平均均值值）的的一半，即：一半，即：带带有有中中性性点点接接线线柱柱的的发发电电机机，可可用用中中性性点点电电压压来来控控制制各各种种用用途途的的继继电电器工作。器工作。图2.15 交流发电机中性点电压波形图本讲稿第十九页，共八十九页2.2.2 交流发电机整流原理 利用中性点电压提高发电机功率利用中性点电压提高发电机功率 有的发电机（如夏利发电机）的整流有的发电机（如夏利发电机）的整流器有器有8 8只

23、整流管，其中两只整流管接只整流管，其中两只整流管接在中性点处（在中性点处（1 1只正极管和只正极管和1 1只负极管）只负极管），如图，如图2.162.16所示。把中性点电压和所示。把中性点电压和三相绕组并联输出，实践证明这样三相绕组并联输出，实践证明这样可提高发电机功率可提高发电机功率10101515。由于中性点电压的瞬时值是一个三由于中性点电压的瞬时值是一个三次谐波，其波峰在有些时候可能大于三次谐波，其波峰在有些时候可能大于三相绕组的最高值，此时，中性点正极管相绕组的最高值，此时，中性点正极管VD7VD7导通，其他三个正极管截止，导通，其他三个正极管截止，由由VD7VD7供给外电路高电压；同

24、理，波供给外电路高电压；同理，波谷也能小于三相绕组的最低值，此谷也能小于三相绕组的最低值，此时，中性点负极管时，中性点负极管VD8VD8导通，参与对导通，参与对外输出，这样就提高了发电机的对外外输出，这样就提高了发电机的对外输出能力，提高了发电机的输出功率。输出能力，提高了发电机的输出功率。图图2.16 具有中性点二极管的整流电路具有中性点二极管的整流电路本讲稿第二十页，共八十九页2.2.3交流发电机的激（励）磁 除了永磁式交流发电机不需要励磁以外，其他形式的交流发电机都需要励磁，因为它们的磁场都是电磁场，必须给励磁绕组通电才会有磁场产生而发电，否则发电机将不能发电。将电流引入到励磁绕组使之产

25、生磁场称为励磁。交流发电机励磁方式有自励自励和他励他励两种。1他励他励 在发电机转速较低时（发动机未达到怠速转速），自身不能发电，需要蓄电池供给发电机励磁绕组电流，使励磁绕组产生磁场来发电。这种由蓄电池供给磁场电流发电的方式称为他励发电。本讲稿第二十一页，共八十九页2.2.3交流发电机的励磁 2自励自励 随着转速的提高（一般在发动机达到怠速时），发电机定子绕组的电动势逐渐升高并能使整流器二极管导通，当发电机的输出电压UB大于蓄电池电压时，发电机就能对外供电了。当发电机能对外供电时，就可以把自身发的电供给励磁绕组，这种自身供给磁场电流发电的方式称为自励发电。交流发电机励磁过程是先他励后自励。当发

26、动机达到正常怠速转速时，发电机的输出电压一般高出蓄电池电压12V以便对蓄电池充电，此时，由发电机自励发电。不同汽车的励磁电路各不相同，但有一个共同特点是，励磁电路都必须由点火开关控制。交流发电机的励磁电路如图2.17、2.18所示。本讲稿第二十二页，共八十九页2.2.3交流发电机的励磁图2.17 6管内搭铁型交流发电机的励磁 本讲稿第二十三页，共八十九页2.2.3交流发电机的励磁图图2.18 11管外搭铁型交流发电机的励磁管外搭铁型交流发电机的励磁本讲稿第二十四页，共八十九页2.3常见交流发电机的结构2.2.12.2.1交流发电机的分类交流发电机的分类3.2.23.2.2常见发电机的结构型式常

27、见发电机的结构型式2.3.32.3.3交流发电机的型号交流发电机的型号2.2.42.2.4交流发电机的性能指标交流发电机的性能指标 本讲稿第二十五页，共八十九页2.2.1交流发电机的分类1.按总体结构分 （1）普通交流发电机。这种发电机即无特殊装置，也无特殊功能特点，使用时需要配装电压调节器。（2）整体式交流发电机，发电机和调节器制成一个整体的发电机。（3）带泵的交流发电机。发电机和汽车制动系统用真空助力泵安装在一起的发电机。（4）无刷交流发电机，不需要电刷的发电机。（5）永磁交流发电机，转子磁极为永磁铁制成的发电机。本讲稿第二十六页，共八十九页2.2.1交流发电机的分类图2.19 交流发电机

28、结构外型a)JF1522A型交流发电机 b)捷达JFZ1813型交流发电机 c）JFB1712型交流发电机本讲稿第二十七页，共八十九页2.2.1交流发电机的分类2.按整流器结构分（1）6管交流发电机。（2）8管交流发电机。（3）9管交流发电机。（4）11管交流发电机。3.按励磁绕组搭铁型式分（1）内搭铁型交流发电机。（2）外搭铁型交流发电机。注意：注意：交流发电机搭铁型式不同，交流发电机搭铁型式不同，所配用的调节器及接线方法不同，充电所配用的调节器及接线方法不同，充电系故障检查方法也不同，使用时应予注系故障检查方法也不同，使用时应予注意，否则发电机不发电，调节器不工作。意，否则发电机不发电，调

29、节器不工作。本讲稿第二十八页，共八十九页2.2.1交流发电机的分类图2.20 奥迪11管整交流发电机的整流器结构形状 图2.21本田雅阁8管交流发电机的整流器结构形状本讲稿第二十九页，共八十九页3.2.2常见发电机的结构型式 19管交流发电机 （1）9管交流发电机结构特点：9管交流发电机的基本结构和6管交流发电机相同，所不同的是整流器，9管交流发电机的整流器是由6只大功率硅整流二极管和3只小功率励磁二极管组成。图2.22所示为日立公司生产的LR160-708型整体式外搭铁型9管交流发电机电路图。图2.22 LR160-708型9管交流发电机电路图1点火开关 2主继电器 3熔丝 4充电指示灯本讲

30、稿第三十页，共八十九页3.2.2常见发电机的结构型式 （2 2）充电指示灯电路：）充电指示灯电路：LR160-708型9管交流发电机的励磁电路还有一个功能，就是控制充电指示灯电路，在图2.22所示电路中，有一充电指示灯，其作用是：指示发电机是否有故障；警告驾驶员停车后关断点火开关。（3 3）充电指示灯的工作原理：）充电指示灯的工作原理：当点火开关接通时，发电机未发电，由蓄电池供给磁场电流。此时充电指示灯亮，表示蓄电池放电，发电机他励。当发动机启动后，转速升高到怠速及其以上时，发电机应能正常发电并对外输出，此时，磁场电流由发电机供给，发电机自励发电。若没有熄灭,说明发电机不发电或充电指示灯电路有

31、故障。发电机熄火后，由于发电机不再发电，如果没有关断点火开关，蓄电池会通过磁场电路向励磁绕组放电，充电指示灯会再次发亮，可提醒驾驶员关断点火开关，避免蓄电池放电时间过长烧坏励磁绕组和引起蓄电池亏电。本讲稿第三十一页，共八十九页3.2.2常见发电机的结构型式 2 21111管交流发电机管交流发电机 （1）11管交流发电机整流器的结构特点：11管交流发电机的整流器由8只大功率硅整流二极管和3只小功率磁场二极管组成，8只整流管（其中6只接三相绕组,2只接中性点）组成全波桥式整流电路对外负载输出，3只小功率磁场二极管与3只大功率负极管也组成三相全波桥式整流电路，为发电机磁场供电和控制充电指示灯电路。图

32、2.23 桑塔纳轿车用整体式外搭铁型11管发电机电路原理图1交流发电机 2电压调节器 3调节器的传感器本讲稿第三十二页，共八十九页3.2.2常见发电机的结构型式 （2）调节器的特点 桑塔纳发电机为整体式外搭铁型交流发电机，采用集成电路调节器，调节器和电刷架制成一个整体安装在发电机内部，称为整体式发电机。外搭铁型是指发电机磁场的负电刷通过调节器后再搭铁。桑塔纳发电机的外部有两个接线柱，分别为火线接线柱B和磁场接线柱D+，火线接线柱B向全车供电，磁场接线柱D+的作用是由蓄电池向励磁绕组提供励磁电流使发电机发电，并且控制充电指示灯电路。11管交流发电机目前汽车上应用较多，因为它具有中性点二极管可提高

33、发电机功率，又有励磁二极管可控制充电指示灯电路。去掉11管交流发电机中的3只励磁二极管，就变成了8管交流发电机。8管交流发电机的充电指示灯电路由调节器直接控制。本讲稿第三十三页，共八十九页3.2.2常见发电机的结构型式 3无刷交流发电机 由于没有电刷和滑环，所以不会因为电刷及滑环的磨损和接触不良造成励磁不稳定或发电机不发电等故障；同时工作时无火花，也减小了无线电干扰。无刷交流发电机分为爪极式、激磁机式和永磁式三种。（1）爪极式无刷交流发电机的结构及工作原理 如图2.24所示，爪极式无刷交流发电机励磁绕组是静止的，它通过一个磁轭托架固定在后端盖上,所以，不再需要电刷。两个爪极中，只有一个爪极直接

34、固定在电机转子轴上，另一爪极则用非导磁焊接在前一爪极上。当转子旋转时，一个爪极就带动另一爪极一起在定子内转动,当励磁绕组中有直流电通过时，爪极被磁化,就形成了旋转磁场。磁路如图2.25箭头所示本讲稿第三十四页，共八十九页3.2.2常见发电机的结构型式图2.24 爪极式无刷交流发电机的结构1外型 2后轴承 3防护罩 4整流器 5壳体 6定子 7磁轭 8励磁绕组接头 9励磁绕组 10爪极 11前端盖12风扇 13带轮本讲稿第三十五页，共八十九页3.2.2常见发电机的结构型式 （2）爪极式无刷交流发电机的特点 爪极式无刷交流发电机的优点是：结构简单、维护方便、工作可靠，不存在电刷与滑环接触不良导致的

35、发电不稳或不发电故障；缺点是爪极间连接工艺困难，由于磁路中间隙加大，发电机相同输出功率下需加大励磁电流。图2.25 爪极式无刷交流发电机的结构原理与磁路1转子轴 2磁轭托架 3端盖 4爪极 5定子铁心 6非导磁联结环 7励磁绕组 8转子磁轭本讲稿第三十六页，共八十九页2.3.3 交流发电机的型号 汽车交流发电机型号由产品代号、电压等级代号、电流等级代号、设计序号、变型代号五部分组成，如图2.26所示。图2.26 交流发电机型号本讲稿第三十七页，共八十九页2.2.4 交流发电机的性能指标 1 1额定电压额定电压 交流发电机的电压受电压调节器控制，一般比较稳定，只是在发动机启动阶段略有变化，正常情

36、况下，发动机达到怠速转速时，发电机的输出电压应能达到一个稳定值，这个电压值称为发电机的额定电压（12V系统的发电机额定电压为14V，24V系统的发电机额定电压为28V）。2 2空载转速空载转速 交流发电机不带负载，能够达到额定电压时的初始转速值定为空载转速，空载转速在发电机出厂时通过试验确定，列入产品说明书。空载转速是汽车设计时选择发动机和发电机速比的主要依据，也是发电机使用过程中性能是否下降的评价指标之一。本讲稿第三十八页，共八十九页2.2.4 交流发电机的性能指标 3 3额定电流和额定转速额定电流和额定转速 交流发电机受结构、转速等条件的限制，对外输出电流的能力是有限的，为了评价发电机的对

37、外输出电流能力，把发电机输出最大电流的2/3定为发电机的额定电流，达到额定电流时的转速定为额定转速。发电机出厂时，通过试验确定额定转速和额定电流，并列入产品说明书，发电机的额定转速和额定电流是评价发电机性能的重要指标。几种国产交流发电机的主要性能指标交流发电机型号额定电压(V)空载转速(r/min)额定电流(A)额定转速(r/min)使用车型JFZ1913Z141050906000桑塔纳、奥迪JFZ1512Z141050556000广州标致JFZ2518281150275000切诺基JFZ1714141000456000依维柯JF13A141000253500NJ1060本讲稿第三十九页，共八

38、十九页2.4交流发电机的故障检测 汽车交流发电机当发现发电机不发电或发电量不足等故障时，应首先判断故障发生在外电路还是发电机内部，若初步确定故障在发电机内部，就应将交流发电机从车上拆下来，对其进行检测、修理。应先对交流发电机进行整机测试。目的是为了判定交流发电机有无故障和故障发生在哪个部位，以便有的放矢地修理。整机测试包括：测量各接线柱之间的电阻、在万能试验台上进行空载电压和负载电流的试验、用示波器观察发电机输出波形。本讲稿第四十页，共八十九页2.4.1 交流发电机的整机测试 1.1.测量各接线柱之间的电阻测量各接线柱之间的电阻 （1 1）测测量量发发电电机机的的输输出出端端子子B+B+和和搭

39、搭铁铁端端E E之之间间的的阻阻值值（壳壳体或搭铁接线柱）。体或搭铁接线柱）。通通过过测测量量可可以以判判断断交交流流发发电电机机整整流流器器是是否否有有故故障障，如如有有故故障障应应将将发发电电机机解解体体进进一步检测。一步检测。（2 2）测测量量发发电电机机正正电电刷刷F F接接线柱和负电刷线柱和负电刷E E之间的阻值之间的阻值 通通过过测测量量各各接接线线柱柱之之间间的的阻阻值值，不不能能确确定定交交流流发发电电机机是是否否有有无无故故障障时时，应应进进行行试验台试验。试验台试验。图2.27各接线柱之间电阻的测量本讲稿第四十一页，共八十九页2.4.1 交流发电机的整机测试2 2试验台试验

40、试验台试验（1 1）空载试验）空载试验 空空载载试试验验是是在在交交流流发发电电机机不不带带任任何何负负载载（不不对对外外输输出出电电流流）情情况况下下的的一一种种试试验验。空空载载试试验验的的目目的是：初步测定发电机是否有故障。的是：初步测定发电机是否有故障。（2 2）负载试验）负载试验 负载试验就是在交流发电机带有负载（对外负载试验就是在交流发电机带有负载（对外输出电流）情况下的一种试验。负载试验的目的是：输出电流）情况下的一种试验。负载试验的目的是：进一步测定发电机是否有故障。进一步测定发电机是否有故障。交流发电机的有些故障，在没有电流输出的交流发电机的有些故障，在没有电流输出的情况下是

41、表现不出来的，所以如果交流发电机空载情况下是表现不出来的，所以如果交流发电机空载试验正常情况下，应再作负载试验。试验正常情况下，应再作负载试验。本讲稿第四十二页，共八十九页2.4.1 交流发电机的整机测试 3 3用用示示波波器器观观察察输输出出电电压压波波形形（有有条条件件的的情况下）情况下）当当交交流流发发电电机机有有故故障障时时，其其输输出出电电压压的的波波形形将将出出现现异异常常，因因此此，在在有有条条件件的的情情况况下下，可可用用示示波波器器观观察察发发电电机机的的输输出出电电压压波波形形，根根据据输输出出电电压压波波形形可可以以判判断断交交流流发发电电机机内内部部故故障障是是整整流流

42、器器故故障障还还是是定定子子绕绕组组故故障。障。图2.29交流发电机各种故障时的电压波形本讲稿第四十三页，共八十九页2.4.2 零部件的检修 1 1转子的检修转子的检修 (1)(1)励磁绕组的检修励磁绕组的检修 用万用表测量励磁绕组的电阻，应符合标准。用万用表测量励磁绕组的电阻，应符合标准。每个滑环与转子轴之间的阻值都应该是无穷大。每个滑环与转子轴之间的阻值都应该是无穷大。图2.30 励磁绕组短路、断路的检测图2.31 励磁绕组搭铁的检测本讲稿第四十四页，共八十九页2.4.2 零部件的检修 (2)(2)转子轴和滑环的检修转子轴和滑环的检修 转转子子轴轴的的弯弯曲曲会会造造成成转转子子与与定定子

43、子之之间间间间隙隙过过小小而而摩摩擦擦或或碰碰撞撞，如如发发现现发发电电机机运运转转时时阻阻力力过过大大或或有有异异响响，应应检检查查转转子子轴轴是是否有弯曲。否有弯曲。滑滑环环应应表表面面光光滑滑，无无 烧烧 蚀蚀，厚厚 度度 应应 大大 于于1.5mm1.5mm (3)(3)轴承的检修轴承的检修 若若发发现现发发电电机机运运转转时时有有异异响响，应应仔仔细细检检查查是是否因轴承的损坏而造成。否因轴承的损坏而造成。图2.32 转子轴径向摆差的检测本讲稿第四十五页，共八十九页2.4.2 零部件的检修2定子的检修（1）定子绕组的断路和搭铁故障检测（2）定子绕组的短路故障检测图2.33定子断路故障

44、的检测图2.34定子搭铁故障的检测本讲稿第四十六页，共八十九页2.4.2 零部件的检修 3 3整流器的检修整流器的检修 (1)(1)普普通通整整流流器器的的检检测测 将将二二极极管管的的引引线线与与其其他他连连接接分分离离，用用指指针针万万用用表表的的两两个个表表笔笔分分别别接接到到二二极极管管的的引引线线与与壳壳体体上上，测测二二极极管管的的正正向向与与反反向向电电阻阻。二二极极管管的的正正向向电电阻阻应应符符合合标标准准值值，反反向向电阻应在电阻应在10k10k以上。以上。2.35 整流二极管的检测检测正二极管的正向电阻检测正二极管的反向电阻检测负二极管的正向电阻检测负二极管的反向电阻本讲

45、稿第四十七页，共八十九页2.4.2 零部件的检修（2 2）整体结构的整流器检测：）整体结构的整流器检测：整整体体结结构构整整流流器器的的整整流流板板、正正、负负硅硅二二极极管管全全部部焊焊装装在在一一起起，不不可可分分解解。右右图图为为本本田汽车交流发电机的整流器。田汽车交流发电机的整流器。检检测测正正极极管管时时，将将指指针针万万用用表表的的红红表表笔笔接接B B，黑黑表表笔笔依依次次接接P1P1、P2P2、P3P3、P4P4，均均应应导导通通；交交换换两两表表笔笔后后再再测测，均均应应为为无无穷穷大大，否否则则有有正正二极管损坏，需更换整流器总成。二极管损坏，需更换整流器总成。检检测测负负

46、极极管管时时将将指指针针万万用用表表的的黑黑表表笔笔接接E E，红红表表笔笔依依次次接接P1P1、P2P2、P3P3、P4P4，均均应应导导通通；交交换换两两表表笔笔后后再再测测，均均应应为为无无穷穷大大，否否则则有有负负二二极管损坏，需更换整流器总成。极管损坏，需更换整流器总成。本讲稿第四十八页，共八十九页2.4.2 零部件的检修 4电刷组件的检测 电刷和电刷架应无破损或裂纹，电刷在电刷架中应活动自如，不得出现卡滞现象。电刷露出电刷架部分的长度叫电刷长度，电刷长不应超出磨损极限（原长的1/2），否则应更换。电刷弹簧压力应符合标准，一般为23N，将电刷压入电刷架使之露出部分约2mm，弹簧压力过

47、小应更换。本讲稿第四十九页，共八十九页2.5电压调节器2.5.1电压调节器的功用2.5.2电压调节器的分类2.5.3电压调节器的调压原理2.5.4电子调节器的工作原理本讲稿第五十页，共八十九页2.5.1电压调节器的功用 由于交流发电机的转子是由发动机通过皮带驱动旋转的，且发动机和交流发电机的速比为1.73，因此交流发电机转子的转速变化范围非常大，这样将引起发电机的输出电压发生较大变化，无法满足汽车用电设备的工作要求。为了满足用电设备恒定电压的要求，交流发电机必须配用电压调节器才能工作。电压调节器是把发电机输出电压控制在规定范围内的装置，其功用是在发电机转速变化时，自动控制发电机电压保持恒定，使

48、其不因发电机转速高时电压过高烧坏用电器和导致蓄电池过充电；也不会因发电机转速低而电压不足导致用电器工作失常。本讲稿第五十一页，共八十九页2.5.2电压调节器的分类 随着电子技术的发展，目前交流发电机几乎全部采用电子调节器。其优点是：电压调节精度高，且不产生火花，还具有重量轻、体积小、寿命长、可靠性高、电波干扰小等优点。电子调节器有晶体管调节器和集成电路调节器两种。图2.38 晶体管调节器和集成电路调节器a)晶体管调节器 b)集成电路调节器本讲稿第五十二页，共八十九页2.5.2电压调节器的分类 2电子调节器按所匹配的交流发电机搭铁类型可分两种（1）内搭铁型调节器内搭铁型调节器 适用于内搭铁型交流

49、发电机的电子调节器称为内搭铁型电子调节器；（2）外搭铁型调节器外搭铁型调节器 适合用于外搭铁型交流发电机的电子调节器称为外搭铁型电子调节器。对于晶体管调节器，在使用过程中，最好使用汽车说明书中指定的调节器，如果采用其他型号替代，除标称电压、功率等规定参数与原调节器相同外，代用调节器必须与原调节器的搭铁形式相同，否则，发电机可能由于励磁电路不通而不能正常工作。本讲稿第五十三页，共八十九页2.5.3电压调节器的调压原理 交流发电机的三相绕组产生的相电动势有效值为 即交流发电机所产生的感应电动势与转子转速和磁极磁通成正比。当转速n升高时，E增大，发电机输出端电压UB升高，当转速升高到一定值时，输出端

50、电压达到限定值，要想使发电机的输出电压UB不再随转速的升高而上升，只能通过减小磁通来实现。又因磁极磁通与励磁电流If成正比，所以减小磁通也就是减小励磁电流If。所以，交流发电机电压调节器的调压原理是：当发电机转速升高时，调节器通过减小发电机励磁电流If来减小磁通，使发电机的输出电压UB保持不变；当发电机的转速降低时，调节器通过增大发电机的励磁电流If来增加磁通，使发电机的输出电压UB保持不变。本讲稿第五十四页，共八十九页2.5.4电子调节器的工作原理 1外搭铁型电子调节器的工作原理（1）基本电路 电子调节器有多种型式，其内部电路各不相同，但工作原理可用基本电路工作原理去理解。本讲稿第五十五页，