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汽车交流发电机

内燃机电气系统中主要部件

汽车交流发电机（alternator），发电机是汽车的主要电源，由发动机驱动，它在正常工作时，对除起动机以外的所有用电设备供电，若还有过余能量，再向蓄电池充电。

电机介绍
交流发电机的结构、工作原理及工作特性
一、交流发电机的结构
转子
（1）功能：产生正弦磁场。
（2）组成：铁芯、励磁绕组、转子轴、爪极、滑环（也称为集电环）。
（3）爪极的形状（鸟嘴形）：使磁场按正弦规律分布。
（4）滑环：滑环相互之间、滑环与轴之间都保持绝缘。
定子
（1）功能：产生三相对称电动势。
（2）组成：铁芯、三相对称绕组（大多采用星形接法）。
3、皮带轮
4、风扇
5、前后端盖
6、电刷与电刷架　（1）绝缘电刷：其引线为发电机的磁场接线柱，标以“F”（内搭铁）；或“F1”（外搭铁）。
（2）搭铁电刷：其引线为发电机的搭铁接线柱，标以“－”或“E”（内搭铁）；或“F2”（外搭铁）。 （3）搭铁形式
a、内搭铁：励磁绕组直接搭铁。
b、外搭铁：励磁绕组经过调节器后再搭铁。
整流器　
（1）功能：将定子绕组产生的三相交流电变换为直流电。
（2）组成：六只硅二极管、两个元件板。
（3）特点
a、三只正二极管（红色）安装在元件板上，其元件板构成发电机的输出极（正极），即发电机的火线接线柱，标以“B”、“+”或“A”。
b、三只负二极管（黑色）安装在元件板上，其元件板构成发电机的负极，即发电机的搭铁接线柱，标以“－”或“E”。
（4）八管整流器：所加两管在发电机高速时，可提高发电机的输出功率15%左右。
（5）九管整流器：加装的三个二极管专门用来在自励时供给励磁绕组电流，这三个二极管还可以控制充电指示灯（省去充电指示灯继电器）。
充电指示灯
a、作用：既指示发电机及调节器的工作情况，又可以在停车后提醒驾驶员及时关闭点火开关，避免浪费蓄电池电能。
b、状态：励磁绕组他励，充电指示灯亮；励磁绕组自励，充电指示灯灭。
（6）十一管整流器
工作原理
1、发电原理
E=Cnφ（E正比于n和φ）
2、整流原理
（1）任一瞬间，只有一只正二极管和一只负二极管导通，且正、负二极管不会是同一桥中的两只。
（2）发电机中性点接线柱“N”，其中性点电压UN=1/2U（U为发电机输出电压）。
3、励磁方式
（1）先他励：迅速建立磁场，便于低速充电。
（2）后自励
工作特性
1、空载特性：U=f( n )?OI = 0。从空载特性可判定发电机低速充电性能是否良好。
2、输出特性：I = f( n )?OU = 常数。
（1）空载转速n1、满载转速n2：测得这两个转速，与规定值相比即可判断发电机性能是否良好。
（2）自身具有限制输出电流的能力。
3、外特性：U = f( I )?On = 常数。
（1）发电机电压受转速和负载变化的影响较大，必须配用电压调节器。
（2）在发电机高速旋转时，避免大幅度减载。
国产发电机型号
电压调节器
电压调节器概论
1、功用：在一定的转速范围内使发电机输出电压基本恒定。
2、电压调节原理：在转速变化时，调节器自动调节发电机励磁电流的大小，从而使发电机输出电压保持恒定。
3、分类 （1）电磁振动式（触点式）：单级式（一对触点）和双级式（两对触点）。
（2）电子式：晶体管式和集成电路式。
触点式电压调节器：通过改变触点闭合或断开的时间长短来改变励磁电流的大小。
1、双级式电压调节器的构造
（1）3个接线端
（2）3个电阻
（3）低速触点K1常闭，K1与加速电阻R1、调节电阻R2并联。高速触点K2常开，K2一端直接搭铁，它与励磁绕组并联。
（4）一个线圈
2、双级式电压调节器的工作过程
（1）先他励
a、励磁电路：蓄电池正极→电流表→点火开关→低速触点→励磁绕组→搭铁→蓄电池负极。
b、调节器线圈电路：蓄电池正极→电流表→点火开关→R1→调节器线圈→R3→搭铁→蓄电池负极。
（2）后自励
a、发电机电压低于第一级调压值
励磁电路：发电机正极→点火开关→低速触点→励磁绕组→搭铁→发电机负极。
调节器线圈电路：发电机正极→点火开关→R1→调节器线圈→R3→搭铁→发电机负极。
b、发电机电压达到第一级调压值
励磁电路：发电机正极→点火开关→R1→R2→励磁绕组→搭铁→发电机负极。
通过低速触点不断开闭，使电阻时而串入时而隔出励磁绕组电路来调节励磁电流，从而使发电机电压控制在一定范围之内。
c、发电机电压达到第二级调压值
励磁电路：发电机正极→点火开关→R1→R2→高速触点→搭铁→发电机负极。
晶体管式电压调节器：利用晶体管的开关特性，来控制发电机的励磁电流，使发电机的输出电压保持恒定。
1、两种接线方式
2、工作原理：以JFT106型晶体管电压调节器（外搭铁）为例
（1）先他励：VD1截止，VT1截止，VT2、VT3饱和导通。
励磁电路：蓄电池正极→电流表→点火开关→励磁绕组→VT3→搭铁→蓄电池负极。
（2）后自励
a、发电机电压低于调压值时（略）
b、发电机电压高于调压值时：VD1反向击穿导通，VT1饱和导通，VT2、VT3截止。
励磁绕组电流近似为0。
集成电路电压调节器（基本工作原理与晶体管调节器一样）
1、集成电路电压调节器电压检测法
（1）发电机电压检测法：检测点P的电压UP =R2?UL/(R1 R2)，与发电机电压UB成正比。
（2）蓄电池电压检测法：检测点P的电压UP =R2?UBAT/(R1 R2)，与蓄电池电压UBAT成正比，一般大功率发电机采用蓄电池电压检测法。
2、几种集成电路调节器实例
（1）JFT152型集成电路电压调节器
（2）日产汽车集成电路调节器
交流发电机电压调节器的型号
交流发电机和电压调节器的拆装和维护
常用维修工具与测试仪器的使用
1、跨接线
2、测试灯
（1）12V无源测试灯
（2）12V有源测试灯
3、汽车专用电笔
4、万用表
（1）指针式万用表
（2）数字式万用表
检修维护
交流发电机的维护
1、交流发电机的解体
2、交流发电机主要部件的检测
（1）V形皮带松紧度的检查与调整
（2）电刷的检查与更换
（3）转子的检查
a、磁场绕组电阻的测量
b、磁场绕组和转子轴之间绝缘情况的检查
（4）定子绕组的检查
a、定子绕组电阻的检查
b、定子绕组与定子铁心绝缘电阻的检查
（5）硅二极管的检查
3、交流发电机的组装
4、交流发电机的不解体检测：测量发电机各接线柱之间的电阻值。
调节器的检查
（1）FT61型调节器的检查
（2）晶体管调节器的检查
a、用试灯和直流稳压电源检查
b、用万用表检查
电源系统电路
一、充电指示灯控制电路
1、利用中性点电压，通过充电指示继电器控制：以丰田汽车发电机调节器（带继电器）控制为例
2、利用九管发电机控制
二、几种车型电源系电路
1、CA1091电源电路
2、桑塔纳2000电源系统电路
（1）先他励
励磁电路：蓄电池正极→P→30#→15#→充电指示灯→A16→D4→T1→发电机D 接线柱→励磁绕组→调节器→搭铁→蓄电池负极。
（2）后自励
励磁电路：D 接线柱→励磁绕组→调节器→搭铁→发电机负极。
发电机和调节器的正确使用和故障诊断基本方法
一、交流发电机的正确使用
二、调节器的正确使用
三、电源系统故障诊断的基本方法
1、充电指示灯诊断
2、用电压表诊断
3、空载与负载性能的诊断
电源系的常见故障诊断与排除
一、不充电
（1）故障现象
（2）诊断步骤
二、充电电流过小
三、充电电流过大
四、交流发电机充电系常见故障部位
计算机控制的调压电路、过压保护电路
一、计算机调压电路
这种系统以每秒400个脉冲固定频率向励磁绕组提供电流脉冲，通过改变开与关的时间，来改变励磁电流平均值，从而使发电机输出适当的电压。
二、过压保护电路：以稳压管保护电路居多。
测试
发电机与调节器性能测试
一、发电机空载试验
二、发电机负载试验
三、调节器性能试验
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