交流發電機及調節器

2022-09-04 08:21:01 字數 4430 閱讀 7375

學習目標習目標

1.了解交流發電機的功用、分類;

2.掌握交流發電機的結構、工作原理及故障檢測與維修方法;

3.掌握汽車充電系的組成、電路及檢測維修方法;

4.了解調節器的工作原理掌握調節器的檢測方法

學習方法

本課題介紹了汽車用交流發電機及調節器結構、工作原理、充電系電路及檢測維修方法,通過課堂教學之後有了感性認識,再結合自學參考資料加深對學習內容的理解,然後進入多**教室**(或去到實驗室親手對)實物的拆裝、檢測、試驗操作技能的訓練,以便進一步掌握其結構、工作原理和檢測維修方法

學習內容

1. 交流發電機的功用、型別與工作原理;

2.交流發電機的結構特點;

3.電壓調節器;

4.交流發電機與調節器使用注意事項和維護;

5.充電指示燈故障診斷;

如圖2—1所示(要求圖中能夠動態指示)為紅旗ca7220ae轎車電源系統的組成和電路。主要由蓄電池、發電機和電壓調節器等組成。蓄電池和發電機併聯於汽車電路之中。

學習內容交流發電機的功用交流發電機的型別

一、功用

交流發電機是汽車的主要電源,其功用是在發動機正常運轉時(怠速以上),向所有用電裝置(起動機除外)供電,同時向蓄電池充電。

二、交流發電機的型別

1. 按磁場繞組搭鐵形式兩分類

1)內搭鐵型交流發電機磁場繞組的一端(負極)直接搭鐵(和殼體相聯);

2)外搭鐵型交流發電機磁場繞組的一端(負極)接入調節器,通過調節器後再搭鐵。

2. 按整流器結構分四類

1)六管交流發電機例jf1522(東風汽車用);

2)八管交流發電機例jfz1542(天津夏利汽車用);

3)九管交流發電機例(日本日立、三凌、馬自達汽車用);

4)十一管交流發電機例jfz1913z(奧迪、桑塔納汽車用);

3. 按結總體結構分五類

1)普通交流發電機(使用時需要配裝電壓調節器的發電機) 如jf132 (eq1090等);

2)整體式交流發電機(發電機和調節器製成乙個整體的發電機) 如別克轎車的發動機上裝配的是cs型發電機(包括cs—121、cs—130和cs—144等型號);

3)帶幫浦交流發電機(和汽車制動系統用真空助力幫浦安裝在一起的發電機) 如jfzb292發電機;

)無刷交流發電機(不需要電刷的發電機) 如jfw1913;

5)永磁交流發電機(磁極為永磁鐵製成的發電機)。

學習內容交流發電機的工作原理

汽車用交流發電機是乙個三相同步交流發電機,通過矽二極體組成的三相橋式整流電路將定子繞組所產生的交流感應電流變為直流電流輸出,所以也稱之為矽整流發電機。

一、發電原理

交流發電機的工作原理如圖2—2所示。發電機的轉子為磁極,磁極繞組通過電刷和滑環引入直流電而產生磁場;發電機的定子為電樞,三相電樞繞組按一定的規律分布在定子的槽中,彼此相差120°電角度。三相繞組的末端連在一起,形成星形聯結。

當轉子旋轉時,定子繞組與磁力線之間產生相對運動,在三相繞組中產生頻率相同、幅值相等、相位相差120°電角度的三相正弦交流電動勢,其波形如圖2—3所示。

二、整流原理

交流發電機通過六隻二極體組成的三相橋式整流電路如圖2—3所示,將電樞繞組產生的三相交流電動勢轉變為直流電流輸出。

三、礪磁方式

交流發電機的勵磁方式是先他勵、後自勵,即當發電機轉速較低,其電壓低於蓄電池電壓時,先由蓄電池向發電機磁場繞組供電;當發電機轉速公升高、其電壓高於蓄電池電壓時,發電機向自身的磁場繞組供電。一般交流發電機的勵磁電路如圖2—4所示所示。當點火開關s接通時,勵磁迴路是:

蓄電池+」→點火開關s→電壓調節器→磁場繞組→蓄電池「—」。當發電機電壓高於蓄電池電壓時,勵磁迴路是:發電機定子繞組→二極體正極→點火開關s→電壓調節器 →磁場繞組→發電機「e」→二極體負極→定子繞組。

學習內容 6管式交流發電機的結構、8管式交流發電機的結構、9管式交流發電機的結構、11管式交流發電機的結構

一、6管式交流發電機的結構如圖2—5所示

交流發電機一般由轉子、定子、整流器、端蓋四部分組成。

1. 轉子

轉子的功用是產生旋轉磁場。轉子由爪極、磁軛、磁場繞組、集電環、轉子軸組成,轉子軸上壓裝著兩塊爪極,兩塊爪極各有六個鳥嘴形磁極,爪極空腔內裝有磁場繞組 (轉子線圈)和磁軛。集電環由兩個彼此絕緣的銅環組成,集電環壓裝在轉子軸上並與軸絕緣,兩個集電環分別與磁場繞組的兩端相連。

當兩集電環通入直流電時(通過電刷),磁場繞組中就有電流通過,並產生軸向磁通,使爪極一塊被磁化為n極,另一塊被磁化為

s極,從而形成六對相互交錯的磁極。當轉子轉動時,就形成了旋轉的正弦磁場。交流發電機的磁路為:磁軛→n極→轉子與定子之間的氣隙→定子→定子與轉子間的氣隙→s極→磁軛。

2. 定子

定子的功用是產生交流電。定子由定子鐵心和定子繞組成。定子鐵心由內圈帶槽的矽鋼片疊成,定子繞組的導線就嵌放在鐵心的槽中。

定子繞組有三相,三相繞組採用星形接法或三角形(大功率)接法,都能產生三相交流電。三相繞組必須按一定要求繞制:每個線圈的兩個有效邊之間的距離應和乙個磁極佔據的空間距離 [x1] ?

相等;每相繞組相鄰線圈始邊之間的距離應和一對磁極佔據的距離相等或成倍數;三相繞組的始邊應相互間隔2π+120o電角度(一對磁極占有的空間為360o電角度)。才能使之獲得頻率相同、幅值相等、相位互差120°的三相電動勢。

3. 整流器

交流發電機整流器的作用是將定子繞組的三相交流電變為直流電,6管交流發電機的整流器是由6只矽整流二極體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。

汽車用矽整流二極體特點:(1)工作電流大,正向平均電流50a,浪湧電流600a;(2)反向電壓高,反向重複峰值電壓270v,反向不重複峰值電壓300v;(3)只有一根引線並且有的二極體引線是正極,有的二極體引線是負極,引出線為正極的管子叫正極管,引出線為負極的管子叫負極管,所以說整流二極體有正二極體和負二極體之分。

整流管的安裝將正極管安裝在一塊鋁製散熱板上,稱為正整流板;將負極管安裝另一塊鋁製散熱板上,稱為負整流板,也可用發電機後蓋代替負整流板。

在正整流板上有乙個輸出接線柱b(發電機的輸出端);負整流板上直接搭鐵。負整流板一定和殼體相聯接。整流板的形狀各異,有馬蹄形、長方形、半圓形等。

4. 端蓋

端蓋一般分兩部分(前端蓋和後端蓋),起固定轉子、定子、整流器和電刷元件的作用。端蓋一般用鋁合金鑄造,一是有效的防止漏磁,二是鋁合金散熱效能好。後端蓋上裝有電刷元件,有電刷、電刷架和電刷彈簧組成。

電刷的作用是將電源通過集電環引入磁場繞組。

磁場繞組(兩隻電刷)和發電機的聯接不同,使發電機分為內搭鐵型和外搭鐵型兩種,對於內搭鐵型發電機:磁場繞組負電刷直接搭鐵(和殼體直接相連);;對於外搭鐵型發電機:磁場繞組的兩隻電刷都和殼體絕緣。

外搭鐵型發電機的磁場繞組負極(負電刷)接調節器。

二、八管交流發電機

八管交流發電機如圖2—6所示(夏利車用)和6管交流發電機的基本機構是相同的,所不同的是整流器有8只矽整流二極體,其中6只組成三相全波橋式整流電路,還有2只是中性點二極體,1只正極管接在中性點和正極之間,1只負極管接在中性點和負極之間。對中性點電壓進行全波整流。試驗表明:

加裝中性點二極體的交流發電機在結構不變的情況下可以提高發電機的功率10%~15%。中性點二極體提高發電機功率的原理:交流發電機中性點電壓為三次諧波,隨著發電機轉速的提高,中性點三次諧波電壓也公升高。

當中性點電壓瞬時值高於三相繞組的最高值時,中性點正極管d7導通對外輸出電流;電流迴路為:中性點→中性點正極管d7→負載→某一負極管→定子繞組→中性點;當中性點電壓瞬時值低於三相繞組的最低值時,中性點負極管d8導通對外輸出電流;電流迴路:中性點→定子繞

組→某一正極管→負載→中性點負極管d8→中性點。由於中性點參與了對外輸出,所以能提高輸出功率。

三、九管交流發電機

九管交流發電機主要應用在日本許多車型中,其基本結構和六管交流發電機相同,所不同的是整流器。九管交流發電機的整流器是由六隻大功率整流二極體和三隻小功率勵磁二極體組成的交流發電機。其中六隻大功率整流二極體組成三相全波橋式整流電路,對外負載供電,三隻小功率管二極體與三隻大功率負極管也組成三相全波橋式整流電路專門為發電機磁場供電。

所以稱3只小功率管為勵磁二極體如圖2—7所示。

四、十一管式交流發電機

十一管交流發電機的整流器由八隻大功率整流二極體(其中地二只中性點二極體)和三隻磁場二極體組成。其它結構和六管交流發電機相同,如圖2—8為桑塔納轎車用發電機。

學習內容電壓調節器的功用電晶體電壓調節器積體電路調節器

功用:通過調節發電機勵磁電流,使發電機的輸出電壓保持穩定。

調節器的基本原理:由於發電機的電動勢及端電壓與磁通量的變化成 [x3] ?正比,因此當發電機轉速上公升而使發電機的電壓上公升時,可以通過適當減少磁極磁通量的方法使發電機電壓保持穩定。

一、電晶體電壓調節器

解放ca1091型汽車用jf1522型交流發電機配用jft106型電晶體調節器,調節器電路如圖2

9所示,它包括基本電路和輔助電路兩部分。

基本電路由電阻r1,穩壓管vd5,續流二極體vd1和三極體v1、v2 [x4] ?、v3組成。其中v2、v3接成復合開關管,目的是提高放大倍數,增加輸出電流,其負載是發電機磁場繞組。

汽車交流發電機及電壓調節器

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交流發電機的電壓調節器

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