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第三章　交流发电机与调节器

第三章　交流发电机与调节器. 3 ． 1 交流发电机的构造. 3 ． 1 ． 1 转子 　　　转子是发电机的磁场部分，它主要由两块爪极、磁场绕组、滑环及轴等组成，见图 3 ． 2 。. 3 ． 1 ． 2 定子 　　　定子是产生和输出交流电的部件，又叫电枢，由定子铁心和定子绕组组成。 　　　定子槽内置有三相对称绕组，三相绕组大多数采用 Y 形（星形）联结，也有用△形联结的。 定子绕组应遵循的原则： ①、每相绕组的线圈个数、每个线圈的匝数和每个线圈的节距都必须完全相等。

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第三章　交流发电机与调节器

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  1. 第三章　交流发电机与调节器 3．1交流发电机的构造

  2. 3．1．1转子 　　　转子是发电机的磁场部分，它主要由两块爪极、磁场绕组、滑环及轴等组成，见图3．2 。

  3. 3．1．2定子 　　　定子是产生和输出交流电的部件，又叫电枢，由定子铁心和定子绕组组成。 　　　定子槽内置有三相对称绕组，三相绕组大多数采用Y形（星形）联结，也有用△形联结的。 定子绕组应遵循的原则： ①、每相绕组的线圈个数、每个线圈的匝数和每个线圈的节距都必须完全相等。 ②、三相绕组的起端A、B、C（或末端X、Y、Z）在定子槽内的排列，必须相隔120°电角度。

  4. 3．1．3整流器 　　交流发电机的整流器大多由6只硅二极管组成。 　　外壳为正极、中心引线为负极的二极管，称为负极管，管壳底上注有黑色标记； 　　外壳为负极、中心引线为正极的二极管，称为正极管，管壳底上有红色标记。 　　安装三只正极管的整流板（装在外侧）称为正整流板。 　　安装三只负极管的整流板（装在内侧）称为负整流板。

  5. 3．1．4端盖与电刷总成

  6. 交流发电机有内、外搭铁之分，见图3．6。

  7. 3．1．5国产交流发电机的型号 　　根据国标QC／T 73－93汽车电气设备产品型号编制方法》的规定，汽车交流发电机的型号如下： 　第1部分为产品代号。交流发电机的产品代号有JF、JFZ、JFB、JFW四种。 　第2部分为电压等级代号。用1位阿拉伯数字表示，1－12 V；2－24V；6－6 v。 　第3部分为电流等级代号。用1位阿拉伯数字表示，其含义见表2．l。 　第4部分为设计序号。按产品的先后顺序，用阿拉伯数字表示。 第5部分为变型代号。交流发电机以调整臂的位置作为变型代号。从驱动端着，Y一右边；Z一左边；无一中间。

  8. 3．1交流发电机的工作原理 3．3．1交流电动势的产生

  9. eA＝Emsinωt＝Eφsinωt eB＝Emsin(ωt－120°) 　　＝EΦsin(ωt－120°) eC＝Emsin(ωt＋120°) 　　＝EΦsin(ωt＋120°)

  10. EΦ＝ 4.44KfNΦ 式中，K－－定子绕组系数，一般小于1； f－一感应电动势的频率（单位：Hz）； f＝Pn/60[P为磁极对数，n为转速] N－一每相绕组的匝数； Φ——磁极的磁通（单位：Wb）。

  11. 3．2．2整流原理 1．六管交流发电机的整流原理 　　由6个硅整流二极管组成的三相桥式整流电路， 3个二极管VD2、VD4、VD6组成共阳极组接法，3个二极管VD1、VD3、VD5组成共阴极组接法。

  12. Uav＝3．34 UΦ 　式中，Uav——输出直流电压平均值（单位：v）； UΦ——发电机相电压有效值（单位：v）。 2．九管交流发电机的整流原理

  13. 3．八管交流发电机的工作原理

  14. 　　实验证明，加装中性点二极管后，在发电机转速超过2 000 r／min时，其输出功率可提高11％～15％。

  15. 4．十一管交流发电机的工作原理

  16. 3．3．3　励磁方式 　　　一般发电机的转速达到1000 r／min左右时，励磁电流便由发电机自身供给，这种励磁方式称为自励。由此可见，汽车交流发电机在输出电压建立前后分别采用他励和自励两种不同的励磁方式。 3．3　交流发电机的工作特性 3．3．1输出特性 　　　输出特性也称负载特性或输出电流特性，它是在发电机保持输出电压一定时，发电机的输出电流与转速之间的关系。 I＝f(n)

  17. 由输出特性表明： 　　　①发电机只需在较低的空载转速n1时，就能达到额定输出电压值，因此其具有低速充电性能好的优点。 　　②发电机转速升至满载转速n2时，即可输出额定功率的电能，因此其具有发电性能优良的特点。 ③当转速升到某一定值以后，输出电流就不再随转速的升高和负荷的增多而继续增大，因此其具有自身控制输出电流的功能，不再需要限流器。交流发电机的最大输出电流约为额定电流的1．5倍。 3．3．2　空载特性 空载特性是指无负荷时，发电机端电压与转速的变化规律。

  18. U＝f(n)

  19. 3．3．3外特性 外特性是指转速保持一定时，发电机的端电压与输出电流的关系。 　转速一定时，端电压 均随输出电流的增大而 相应下降，原因是： ①发电机内压降增大， 引起端电压下降。 ②电压↘，磁场↘， 引起磁场减弱，感应 电动势↘。 ③电枢反应↗，感应 电动势↘，端电压↘↘ 。

  20. 3．4无刷交流发电机 无刷交流发电机的优点有： ①没有电刷和滑环，不会因为电刷和沿环的磨损与接触不良造成励磁不稳定或发电机不发电等故障。 ②工作时不会产生火花，减少了无线电干扰。 　　　　有爪极式 分类　　励磁机式 　　　　永磁式 　　　　感应子式

  21. 3．4．1　爪极式无刷交流发电机 　　爪极式无 刷交流发电机 的结构与一般 交流发电机大 致相同，只不 过其励磁绕组 是静止的，不 随转子转动 。

  22. 3．4．2感应子式交流发电机 　　当凸齿对齐时，定子绕组中的磁通最大，当凸齿不对齐时，定子绕组中的磁通最小。

  23. 3．5电压调节器 3．5．1触点式电压调节器 　　触点式电压调节器又称振动式电压调节器，分双级式和单级式。 1．双级触点式电压调节器的构造

  24. 1-静触点支架；2-衔铁； 3-磁化线圈；4-弹簧； 5-磁轭；6-电刷； 7-滑环；8-磁场绕组； 9-三相定子绕组； 10-点火开关； R1-加速电阻（1Ω）； R2-调节电阻（8.5Ω）； R3-补偿电阻（13Ω）；

  25. 工作原理： ①、低速时励磁电路为：蓄电池正极→电流表→点火开关→调节器火线接线S→低速触点K1→衔铁→调节器磁场接线柱F→发电机励磁绕组→搭铁→蓄电池负极。 ②、当U＜14V时，工作电路不变，只是由他激变为自激。

  26. ③、当14V＜U ＜ 14.5V时，工作电路是： 　　发电机正极→点火开关→调节器火线接线柱S→R1→R2→调节器磁场接线柱F→发电机励磁绕组→搭铁→发电机负极。 ④、当U ≥ 14.5V时，工作电路是： 　　发电机正极→点火开关→调节器火线接线柱S→R1→R2→磁轭→衔铁→K2 →搭铁。

  27. 3．调节器的性能

  28. 3．5．2晶体管式电压调节器 1．JFT106型晶体管电压调节器

  29. 工作原理： ①当VD1＜14.5V时，VD1截止，使VT6截止，VT7、VT8导通，这时VT8供给励磁电流，他励。 ②当B+＜VD1＜14.5V时，VD1截止，仍由VT8供给励磁电流，但变为自励。 ③当VD1≥14.5V时，VD1反向击穿导通，使VT6导通，VT7、VT8截止，断开了励磁电路，发电机端电压迅速下降。

  30. 2．JFT201型晶体管调节器 请同学们自己分析工作过程

  31. 3．5．3集成电路电压调节器 1．集成电路电压调节器电压检测方法 ⑴．发电机电压 　　检测法 UP与发电机的 端电压UL成正比

  32. ⑵．蓄电池电压检测法 UP与蓄电 池的端电压 UB成正比

  33. 2．JFT151型电压调节器 (薄膜混合集成电路调节器)

  34. 3．具有保护功能的集成电路电压调节器 (P点电压信号指示磁场电路异常，输出端B断线时，点亮充电指示灯。)

  35. 3．6 交流发电机与电压调节器的维护 3．6．1 交流发电机与电压调节器的使用注意事项 ①、蓄电池的搭铁极性必须与发电机搭铁极性相同。 ②、不能使用试火方法检查发电机是否发电，否则容易损坏二极管及其他电子元件。 ③、发现交流发电机不发电或者充电电流较小时，应及时找出故障予以排除。 ④、绝对禁止用200 V以上的交流电压或兆欧表检查发电机的绝缘性能，否则将损坏整流二极管及调节器中的电子元件。 ⑤发电机正常运行时，切不可任意拆卸各电器的连接线，以防引起电路中的瞬时过电压损坏二极管及调节器中的电子元件或其他电子设备。

  36. ⑥、蓄电池可起到电容器的作用，即可在一定程度上吸收电路中的瞬时过电压。⑥、蓄电池可起到电容器的作用，即可在一定程度上吸收电路中的瞬时过电压。 ⑦、熄火后，应及时将点火开关断开，否则蓄电池长期向磁场绕组放电，会使磁场绕组过热而损坏。 ⑧、调节器与交流发电机的搭铁形式必须一致。 ⑨、调节器与交流发电机的电压等级必须一致，否则充电系统不能正常工作。 ⑩、调节器的调节电压不能过高或过低，避免损坏用电设备或引起蓄电池充电不足。

  37. 3．6．2交流发电机的维护 1．交流发电机的检测 ⑴．单机静态测试 ①、检测F与E之间的电阻值； ②、检测整流二极管的正向电阻。 ⑵．试验台动态检测 ①空载试验 　当n=1000 r／min时， 发电机电压应为14 V ②负荷试验 　当n=1000 r／min时， 发电机电压应大于12V

  38. ⑶．交流发电机的就车检验 　　将蓄电池搭铁线暂时拆下，把一块0～40 A的电流表串接到发电机火线B接线柱与火线原接线之间，再把一块0～50 V的电压表接到B与E之间，再恢复蓄电池的搭铁线，以保证操作安全。起动机启动发动机，并提高转速，当发电机转速为2 500r／min时，电压应在14 V或28 V以上，电流应为10 A左右。此时打开前照灯、雨刮器等负荷，电流若为20 A左右，则表明发电机工作正常。 2．交流发电机零部件的检查 ⑴．硅二极管的检查 ⑵．定于绕组的检查 ①定子绕组搭铁的检查

  39. ②定子绕组断路的检查 　③定子绕组相间短路的检查 （3）励磁绕组的检查 （4）转子轴的检查 （5）滑环的检查 （6）电剧的检查

  40. 3．6．3交流发电机电压调节器的维护 1．晶体管电压调节器的检查 ⑴．内搭铁式晶体管电压调节器的测试 　当电压达到6 V左右时， 指示灯点亮。 　当电压达到 13．5－ 14．5 V时，指示灯应 熄灭。

  41. ⑵．外搭铁式晶体管电压调节器的测试 　当电压达到6 V左右时， 指示灯点亮。 　当电压达到 13．5－ 14．5 V时，指示灯应 熄灭。

  42. 2．集成电路电压调节器的检查 ⑴．3引线集成电路电压调节器的测试 　当V2小于调节电压值时 ，V1为0．6～1V 　当V2大于或等于调节电 压值时 ，V1＝ V2 3-5Ω 0-30V

  43. ⑵．4引线集成电路电压调节器的测试 　当V2小于调节电压值时 ，V1为0．6～1V 　当V2大于或等于调节电 压值时 ，V1＝ V2

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