发电机及电压调节器及电源电路.ppt

指导教师：刘静交流发电机知识一、交流发电机1、交流发电机基本功能发电功能：机械能转化为电能整流功能：将交流电变为直流电电压调节功能：在发电机转速或负载发生变化时稳定电压交流发电机功能一、交流发电机2、发电机的基本原理（1）感应电动势的产生（2）电动势的方向（右手定则）（3）电动势的大小电动势的大小与单位时间内切割的磁力线数量成正比。磁感应（电流）强度；转速。一、交流发电机一、交流发电机3、交流发电机的构造普通型交流发电机主要由转子总成、定子总成、硅整流器、皮带轮、风扇等部件组成一、交流发电机一、交流发电机（1）转子总成：产生旋转的磁场交流发电机转子交流发电机转子1-滑环；滑环；2-转子轴；转子轴；3-爪极；爪极；4-磁轭；磁轭；5-磁场绕组磁场绕组一、交流发电机v组成：转子轴、爪形磁极、磁场绕组、滑环等v作用：产生呈正弦规律变化的旋转磁场 转子每转一圈，磁场周期变化6次一、交流发电机（2）定子总成：产生三相交流电动势。定子结构与三相绕组的星形连接定子结构与三相绕组的星形连接1-定子铁芯；定子铁芯；2-定子槽；定子槽；3-铆钉；铆钉；4-定子绕组；定子绕组；N-中性点中性点定定子子组组件件定子绕组定子绕组一、交流发电机v作用：产生三相正弦交流电。v线圈连接方式：星形连接、三角形连接v组成：铁心、三相绕组一、交流发电机(3)整流器v组成：由组成：由6只或只或8只硅整流二极管组成。只硅整流二极管组成。v作用：将三相交流电转换为直流电作用：将三相交流电转换为直流电二二极极管管一、交流发电机（4）前后端盖作用：支撑转子总成并封闭内部构造。材料：由铝合金制成（铝合金为非导磁性材料，减少漏磁，轻便，散热好）一、交流发电机（5）电刷和电刷架 图图1-28 电刷与电刷架电刷与电刷架 a)外装式；外装式；b)内装式内装式一、交流发电机（6）风扇与皮带轮 风扇的作用是在发电机工作时，强制通风冷却发电机内部，一般用钢板冲制或用铝合金压铸而成。皮带轮通常用铝合金制成，分单槽和双槽两种，利用风扇的半圆键装在风扇外侧的轴上，再用弹簧垫圈和螺母紧固。带轮及风扇带轮及风扇一、交流发电机4、交流发电机工作原理(1)发电原理v电磁感应：当磁通被在磁场里运动的导体切割时，电磁感应：当磁通被在磁场里运动的导体切割时，便在导体中产生感应电动势和感应电流便在导体中产生感应电动势和感应电流。v发电机原理：以线圈形式的导体在磁场中转动时，发电机原理：以线圈形式的导体在磁场中转动时，将产生较大的电动势，从而形成电压和电流。将产生较大的电动势，从而形成电压和电流。一、交流发电机结论：发电机运转时线圈中产生的电压、电流是随时间结论：发电机运转时线圈中产生的电压、电流是随时间 按正弦规律变化按正弦规律变化.一、交流发电机 三相交流电产生三相交流电产生（2）整流原理整流电路u类型：按交流电源相数：单相整流三相整流按整流电路形式：半波整流全波整流u作用：整流-将交变电压变为单方向的脉动电压单相半波整流电路单相半波整流电路单相全波桥式整流电路单相全波桥式整流电路v二极管导通原则二极管导通原则 正二极管导通原则：正极端电位最高者导通 负二极管导通原则：负极端电位最低者导通三相全波桥式整流电路三相全波桥式整流电路一、交流发电机（3）发电机激磁方式自激-由发电机供电 它激-由蓄电池供电交流发电机激磁回路交流发电机激磁回路 1-电压调节器；电压调节器；2-发电机激磁绕组发电机激磁绕组一、交流发电机5、其它类型交流发电机（1）八管交流发电机-增加两个中性点二极管，提高发电机的输出功率。中性点电压中性点电压：Y形接法的交流发电机，其中性点N，不仅具有直流电压，其值等于发电机直流输出电压的一半，而且还包含有交流电压成分。中性点电压为三相基波电压整流得到的直流分量和三次中性点电压为三相基波电压整流得到的直流分量和三次谐波交流分量的叠加谐波交流分量的叠加当发电机转速升高到一当发电机转速升高到一定程度，超过定程度，超过2000r/min时：时：交流分量的最高瞬时交流分量的最高瞬时值，可能超过值，可能超过UB；最低瞬时；最低瞬时值则可能低于值则可能低于0V；因此因此中性点电压就可能中性点电压就可能向外输出。向外输出。应用：应用：在中性点和发电在中性点和发电机的机的“B十十”端以及与搭端以及与搭铁端铁端“E”之间分别增加之间分别增加一只整流二极管一只整流二极管（中性（中性点二极管）点二极管）。可利用中可利用中性点电压，增加发电机性点电压，增加发电机的输出电流（可增加的输出电流（可增加1015）一、交流发电机（2）九管交流发电机增加三个激磁二极管。一、交流发电机（3）十一管交流发电机（4）无刷交流发电机-国产JFWl4X（5）永磁转子式交流发电机）永磁转子式交流发电机（6）电枢绕组为）电枢绕组为连接的交流发电机连接的交流发电机一、交流发电机6、交流发电机的类型（1）按总体结构可分为普通交流发电机，JF132整体式交流发电机，JFZ19132带泵交流发电机，JFB1712无刷交流发电机，JFW1913永磁交流发电机，转子磁极采用永磁材料一、交流发电机（2）按整流器结构不同分为：u 六管交流发电机；u八管交流发电机；u九管交流发电机；u十一管交流发电机。（3）按磁场绕组搭铁形式不同分为：u内搭铁型交流发电机u外搭铁型交流发电机。（4）按电枢绕组的连接形式不同分为：uY形连接；u 形连接。7、交流发电机的工作特性交流发电机的工作特性 1）输出特性输出特性 U U常数时，常数时，I If f（n n）的曲线）的曲线 作用：可以看出发电机在不同转速下输出功率的情况作用：可以看出发电机在不同转速下输出功率的情况（1 1）空载转速空载转速n n1 1发电机空载时，电压达到额定值时的转速发电机空载时，电压达到额定值时的转速 （等于或略高于发动机怠速转速（等于或略高于发动机怠速转速 ）（2 2）满载转速满载转速n n2 2 发电机达发电机达到额定功率到额定功率 (或电流或电流)时的时的转速（低于发动机最高转速，转速（低于发动机最高转速，等于或略高于常用转速）等于或略高于常用转速）（3 3）最大输出电流或限流值）最大输出电流或限流值 当转速达到一定值后，发当转速达到一定值后，发电机的输出电流不再随转速电机的输出电流不再随转速的升高和负载的减小而增大。的升高和负载的减小而增大。（避免过载避免过载）2）空载特性：空载特性：发电机空载时其电压与转速之间的关系，发电机空载时其电压与转速之间的关系，I I0 0时时U Uf(n)f(n)（是判定发电机充电性能是否良好的依据）（是判定发电机充电性能是否良好的依据）3）外特性：外特性：转速一定时，发电机的端电压与输出电流的关系。转速一定时，发电机的端电压与输出电流的关系。n n常数时，常数时，U Uf f（I I）I I（稳压；高速时若失去负载，电压会急剧上升）（稳压；高速时若失去负载，电压会急剧上升）空载特性曲线 外特性曲线 8、交流发电机的检测、交流发电机的检测（1）交流发电机的不解体检测）交流发电机的不解体检测万用表万用表在发电机不解体时，用万用表（在发电机不解体时，用万用表（R1档）测量发电机各接线柱档）测量发电机各接线柱之间的电阻值之间的电阻值。示波器检测法示波器检测法电压波形电压波形：（2）交流发电机解体后的检测）交流发电机解体后的检测u硅二极管的检测硅二极管的检测 正反向电阻，一大正反向电阻，一大(10k左右左右)一小一小(810)，则该二极管良好，则该二极管良好若两次测得均为若两次测得均为“”，则该二极管断路，则该二极管断路若两次检测阻值均为零，则该二极管短路若两次检测阻值均为零，则该二极管短路u转子的检测转子的检测激磁绕组激磁绕组阻值为阻值为“”，则说明激磁绕组断路；，则说明激磁绕组断路；若阻值符合若阻值符合标准标准，则说明激磁绕组良好；，则说明激磁绕组良好；若阻值小于标准，则说明绕组短路；若阻值小于标准，则说明绕组短路；磁场绕组与转子铁芯间的绝缘检测磁场绕组与转子铁芯间的绝缘检测n转子的检测滑环表面烧蚀或脏污的程度测量滑环外径 用游标卡尺测量若小于规定值，会出现什么问题？u定子的检测定子的检测u电刷的检测电刷的检测 测量电刷的长度测量电刷的长度电压调节器知识1.1.功用功用：在发电机转速和发电机上的负载发在发电机转速和发电机上的负载发生变化时自动控制发电机电压，使其保持恒生变化时自动控制发电机电压，使其保持恒定。定。（电压过高？电压过低？）（电压过高？电压过低？）2.2.基本原理基本原理v发电发电机的感机的感应电动势为应电动势为E E=C=C1 1nnv调压思想：调压思想：调节调节磁磁场电场电流流 （U=KnIj）v调压方法：调压方法：（1 1）更改电路中的电压）更改电路中的电压 （2 2）更改电路中的电阻值）更改电路中的电阻值 （3 3）控制电路的通与断。）控制电路的通与断。3、电压调节器类型按有无触点分为：触点式电压调节器 电子式电压调节器电子式电压调节器分为：晶体管式电压调节器 集成电路电压调节器 可控硅调压的电压调节器4、晶体管电压调节器工作原理：将晶体三极管作为一只开关串联在发电机的激磁电路中；根据发电机输出电压的高低，控制晶体三极管的导通和截止；调节发电机的激磁电流；使发电机输出电压保持稳定。（1）晶体管调节器的基本工作原理电压调节过程：在发电机电压较低的情况下，分压器中间O点电压也较低，此时稳压管处于截止状态，此状态经放大器放大，给三极管的基极一个高电位信号，使三极管导通，激磁电流可以通过三极管流入发电机激磁绕组，使发电机电压上升。当电压上升到调节器电压调整值时，O点电压升高至稳压管击穿电压，稳压管被击穿，此信号经放大器放大后给三极管基极一个低电位信号，使三极管截止，切断了激磁电流，发电机无激磁电流，电压便下降。然后又使三极管导通。如此反复，使发电机的电压稳定在一定值。稳压管（一种特殊的二极管）反向电压较低时截止；当反向电压高达某值时会反向击穿且击穿电压基本不变常见三极管的外型常见三极管的外型u三极管三极管 放大特性；开关特性放大特性；开关特性5、集成电路调节器（IC调节器）（1）IC调节器调节器特点u尺寸小u耐高温性能好，可在130高温下正常工作。u更加耐振，使用寿命长。（2）IC调节器的类型u蓄电池感应型u发电机感应型（3）IC调节器的功能u调节发电机输出电压u当检测到问题时，亮起放电警告灯发出警告。（4）IC调节器的特性（5）IC调节器的正常工作过程当点火开关为ON，发动机停机时当发电机发电，且低于规定电压时当发电机发电，且高于规定电压时4、发电机和调节器的两种接线方式a）内搭铁式）内搭铁式 b）外搭铁式）外搭铁式晶体管式调节器的识别6、交流发电机及调节器的使用注意事项1、交流发电机为负极搭铁，蓄电池也必须负极搭铁，不得接反。否则会烧坏发电机与调节器中的电子元件；2、发电机与蓄电池之间的导线要连接可靠，如突然断开，将会产生过电压，易损坏电子元件。3、发电机工作时，不允许用试火的方法检查发电机的火线接线柱是否发电，否则将损坏发电机的整流器。4、诊断充电系统故障时，不允许在中速或更高速度下短路调节器，否则，若发电机无故障时，会因电压过高而击穿发电机整流二极管。6、交流发电机及调节器的使用注意事项5、发动机自行熄火时，应及时关闭点火开关，以防止蓄电池通过激磁电路放电。6、发电机拆卸时，必须首先拆下蓄电池的搭铁线，然后才可以断开发电机与调节器的线束。7、当线路故障没有排除时，不要更换新的调节器，这样做可能会损坏新的调节器。8、当发现发电机不发电或发电量小时，应及时到修理厂检修，否则易导致蓄电池充电不足。电源系统电路知识一、放电警告灯控制电路1、利用中性点电压控制一、放电警告灯控制电路2、利用九管交流发电机控制二、充电系电路一般形式二、充电系电路一般形式二、充电系电路一般形式二、充电系电路一般形式二、充电系电路一般形式二、充电系电路一般形式二、充电系电路总结1.主电路：交流发电机对蓄电池进行充电的电路，其电路连接路线是蓄“+”熔断器电流表（有的车没有）发电机输出端2.控制电路：为交流发电机励磁绕组提供励磁电流的电路，这一部分电路由点火开关控制。通常经点火开关接到发电机“IG”、“L”、“D+”、调节器“+”等端子。如果这部分电路良好，点火开关闭合时，应能在这些端子测得蓄电池电压三、电源系统故障诊断基本方法1、放电警告灯诊断2、用电压表诊断3、空载与负载性能的诊断用电压表诊断不起动时，测发电机端电压，标准值？起动发动机，怠速以上，电压表指示？（1）高于调节器电压，随转速升高而升高，故障？（2）转速升高而电压值不变或低于蓄电池空载电压，故障？怎么检测？四、电源系常见故障诊断与排除1、不充电2、充电电流过小3、充电电流过大充电电流过大：充电电流过大：检查发电机检查发电机“电枢电枢”接柱与接柱与“磁场磁场”接柱是否短路。接柱是否短路。检查方法是，将发电机检查方法是，将发电机“磁场磁场”接柱上的线取下，看是否仍有充电接柱上的线取下，看是否仍有充电电流，若有，说明发电机内部电流，若有，说明发电机内部“电枢电枢”与磁场短路；若不充电，则与磁场短路；若不充电，则应检查调节器调节电压是否过高或失控，检查机械式调节器低速触应检查调节器调节电压是否过高或失控，检查机械式调节器低速触点是否烧结。若调节器有问题，则更换调节器总成。点是否烧结。若调节器有问题，则更换调节器总成。布置作业1、普通蓄电池的结构组成。2、蓄电池技术状况检查项目和方法。3、交流发电机组成部件及各部分功能。4、交流发电机的发电原理和整流原理。5、电压调节器的功能和基本工作原理。