第2章交流发电机及调节器.ppt

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1、理论教学要求： 熟悉发电机的结构及工作原理 熟悉整流电路及调节器的工作原理 教学重点、难点 排除充电系统的故障 充电系统的故障、故障点及形式,第八章：充电系统,操作技能培养要求 能正确识别读取充电电路 能独立检修充电系统的故障 熟练拆卸、更换、分解及维修发电机,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（怠速以上），向所有用电设备（起动机除外）供电，同时向蓄电池充电。,交流发电机的分类 按照调节器是否单独安装分： A.普通硅整流发电机：调节器单独安装，多用于中低档车型，如解放CA1092等。 B.整体式硅整流发电机：调节器安装于发电机内部，广泛用于中高档车型，如奥迪轿车。

2、,详细分类 （1）普通交流发电机(使用时需要在发电机外配装电压调节器的发电机) 例JF132 （EQ140用） （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) 例别克轿车的发动机上装配的是CS型发电机 （3）带泵交流发电机(和汽车制动系统用真空助力泵安装在一起的发电机) 例JFZB292发电机。 （4）无刷交流发电机(不需要电刷的发电机) 例JFW1913 （5）永磁交流发电机(磁极为永磁铁制成的发电机),发电机插图,按整流器结构分为四类 (1)六管交流发电机 例JF1522A（CA141汽车用） (2)八管交流发电机 例JFZ1542（天津夏利TJ7100汽车用） (3)九管交

3、流发电机 例（日本日产蓝鸟、德国奔驰Benz2026A汽车用） (4)十一管交流发电机 例JFZ1913Z（奥迪、桑塔纳、日本丰田皇冠汽车用）,按磁场绕组搭铁形式分类 （1）内搭铁型交流发电机 磁场绕组的一端（负极）直接搭铁（和壳体相联） （2）外搭铁型交流发电机 磁场绕组的一端（负极）接入调节器，通过调节器后再搭铁。,交流发电机一般由转子、定子、皮带轮、风扇、整流器、前后端盖和电刷组件等部分组成。 JF132型交流发电机组件图见图,第一节 交流发电机的构造,一、转子 1.功用：转子的功用是产生旋转磁场。,第一节 交流发电机的构造,2.组成：转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成。,2

4、.组成 （1）转子轴上压装着两块低碳钢制成的爪极，两块爪极各有四至八个鸟嘴形磁极（国产多为六个）,爪极空腔内装有磁场绕组 (转子线圈)和导磁用的铁芯(磁轭)。,第一节 交流发电机的构造,2.组成 （2）集电环由两个彼此绝缘的铜环组成，集电环压装在转子轴上并与轴绝缘，两个集电环分别与磁场绕组的两端相连，并与装在后端盖内的两个电刷相接触。,第一节 交流发电机的构造,3.磁路 磁轭N极转子与定子之间的气隙定子定子与转子间的气隙S极磁轭。,第一节 交流发电机的构造,4.旋转磁场的产生 当两集电环通入直流电时（通过电刷），磁场绕组中就有电流通过，并产生轴向磁通，使爪极一块被磁化为N极，另一块被磁化为S极

5、，从而形成六对相互交错的磁极。当转子转动时，就形成了旋转的磁场。,第一节 交流发电机的构造,二、定子（电枢） 1.功用：定子是用来产生交流电的。 2.组成：定子由定子铁芯和定子绕组组成。,第一节 交流发电机的构造,第一节 交流发电机的构造,（1）定子铁芯 由内圈带槽的硅钢片叠成，定子绕组的导线就嵌放在铁芯的槽中。 （2）定子绕组 1）三相绕组采用星形接法或三角形接法，都能产生三相交流电。 2）三相绕组必须按一定要求绕制,才能使之获得频率相同、幅值相等、相位互差120的三相电动势。,1.线圈个数、每个线圈的匝数、线圈大小相等； 2.三相绕组的首端U、V、W在定子槽内的排列必须间隔120,3）定子

6、三相绕组的不同接法特点 星形接法发电机低速充电性能好； 桑塔纳、奥迪等大多数轿车发电机采用。 三角形接法适于大功率发电机采用。神龙富康、北京切诺基等车发电机采用。,第一节 交流发电机的构造,第一节 交流发电机的构造,三、整流器 1.作用：将定子绕组的三相交流电变为直流电。 2.组成：6管交流发电机的整流器是由6只硅整流二极管组成三相全波桥式整流电路。 3.结构：6只整流管分别压装（或焊装）在两块板上。,整流器电路,整流管的安装 将二极管负极安装在一块铝制散热板上，称为正整流板； 将二极管正极安装另一块铝制散热板上，称为负整流板，也可用发电机后盖代替负整流板。,第一节 交流发电机的构造,正整流板

7、与外壳绝缘，在正整流板上有一个输出接线柱B作为发电机的输出端。 负整流板直接搭铁。负整流板一定和壳体相连接。 整流板的形状 各异，有马蹄 形、长方形、 半圆形等见图,整流管的安装,第一节 交流发电机的构造,第一节 交流发电机的构造,交流发电机整流器,1.分类：前端盖和后端盖. 2.作用：固定转子、定子、整流器和电刷组件。 3.材料：一般用铝合金铸造，一是可有效的防止漏磁，二是铝合金散热性能好。 4. 电刷组件：装在后端盖上，有电刷、电刷架和电刷弹簧组成。,四、端盖,第一节 交流发电机的构造,交流发电机的端盖,第一节 交流发电机的构造,(2)电刷架 材料：酚醛玻璃纤维塑料(模压)。 (3)装配关

8、系：两只电刷装在电刷架方孔内，有弹簧保持其与集电环接触良好。 (4)分类：外装式和内装式两种。,电刷与电刷架 (1)电刷 1)作用：电刷与集电环接触，将直流电引入励磁绕组。 2)材料：铜粉和石墨粉(模压)。,第一节 交流发电机的构造,第一节 交流发电机的构造,外搭铁型发电机：磁场绕组的两只电刷都和壳体绝缘的发电机。 磁场绕组负极（负电刷）接调节器后再搭铁。,（5）磁场绕组的搭铁型式,内搭铁型发电机：磁场绕组负电刷直接搭铁的发电机（和壳体直接相连）。,(2)风扇： 1)作用：在发电机工作时强制进行抽风冷却。 2)材料：一般用1.5mm钢板冲制或用铝合金压铸。,第一节 交流发电机的构造,五、带轮与

9、风扇 (1)带轮： 1)作用：通过皮带将发动机的动力传给发电机。 2)材料、类型与定位方法：由铸铁或铝合金制成，分单槽和双槽两种，与风扇共用一个半圆键和转子轴连接，用弹簧垫片和螺母紧固。,交流发电机的风扇,第一节 交流发电机的构造,六、交流发电机的型号 根据中华人民共和国汽车行业标准QC/T73-1993汽车 电器设备产品型号 编制方法的规定， 汽车交流发电机型 号组成如下：,第一节 交流发电机的构造,1.产品代号 产品代号用中文字母表示，例： JF普通交流发电机 JFZ整体式（调节器内置）交流发电机 JFB带泵的交流发电机 JFW无刷交流发电机,第一节 交流发电机的构造,2.电压等级代号 电

10、压等级代号用一位阿拉伯数字表示， 1表示12V系统 2表示24V系统 6表示6V系统,第一节 交流发电机的构造,3.电流等级代号 电流等级代号用一位阿拉伯数字表示， 1表示电流19A6表示6069A 2表示电流2029A7表示7079A 3表示电流3039A8表示8089A 4表示电流4049A9表示90A 5表示电流5059A,第一节 交流发电机的构造,4.设计序号 按产品的先后顺序，用阿拉伯数字表示。 5.变形代号 交流发电机以调整臂的位置作为变形代号。从驱动端看，Y表示调整臂位于右边；Z表示调整臂位于左边；调整臂在中间时不加标记。 6.举例：桑塔纳、奥迪100型轿车所用的交流发电机代号为

11、JFZ1913Z型，其含义为： 电压等级为12V，输出电流大于90A，第十三代设计，调整臂位于左边的整体式交流发电机。,第一节 交流发电机的构造,一、发电机原理 二、整流原理 三、励磁方法,第二节 交流发电机的工作原理,右手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把右手放入磁场中，若磁感线垂直进入手心（当磁感线为直线时，相当于手心面向N极），大拇指指向导线运动方向，则四指所指方向为导线中感应电流（感生电动势）的方向。,ab和cd不断做切割磁感线运动，由于磁感线方向是不变的，而ab和cd的运动方向总是相反，并且不断改变，于是线圈和外部电路就有了方向不断改变的感应电流,a,b,d,

12、c,A,B,一、发电原理 交流发电机产生交流电的基本原理是电磁感应原理，即利用产生磁场的转子旋转，使穿过定子绕组的磁通量发生变化，在定子绕组内产生感应电动势。,第二节 交流发电机的工作原理,一、发电原理 1.发电原理 （1）发动机带动发电机内部转子旋转，产生旋转磁场。 （2）磁场外发电机壳体（铁芯）上固定有3组线圈(3相定子绕组)，3相绕组彼此相隔120。,（3）当转子旋转时，旋转的磁场使固定的电枢绕组中通过的磁通量发生变化，而在定子电枢绕组中产生三相感应电动势。,第二节 交流发电机的工作原理,单相交流发电机原理,第二节 交流发电机的工作原理,三相交流发电机原理,第二节 交流发电机的工作原理,

13、第二节 交流发电机的工作原理,二、整流原理 1.交流发电机定子的三相绕组中，感应产生的是交流电，靠六只二极管组成的三相桥式整流电路变为直流电的。 2.二极管具有单向导电性,当给二极管加上正向电压时,二极管导通, 当给二极管加上反向电压时,二极管截止。,一、半波整流电路,(1) 输出电压波形：,二、单相桥式整流电路,u2正半周时电流通路,1 工作原理,u0,u2负半周时电流通路,u20 时,D1,D3导通 D2,D4截止 电流通路: A D1 RLD3B,u20 时,D2,D4导通 D1,D3截止 电流通路: B D2 RLD4A,输出是脉动的直流电压！,桥式整流电路输 出波形及二极管 上电压波

14、形,3.二极管的导通原则如下: （1）正极二极管 因三只二极管负极端相连，故正极端电位最高者导通； （2）负极二极管 因三只二极管正极端相连，故负极端电位最低者导通。 （3）但一般地，同时导通的管子总是两个，正、负管子各一个。 4.整流过程,第二节 交流发电机的工作原理,整流过程演示,第二节 交流发电机的工作原理,整流过程演示,第二节 交流发电机的工作原理,5.整流结果 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。 发电机输出的直流电压平均值为： U=1.35UL=2.34U 式中：UL线电压； U相电压。,第二节 交流发电机的工作原理,第二节 交流

15、发电机的工作原理,6.中性点 （1）概念：三相绕组的末端接到一起形成中性点，用N表示。 （2）中性点电压UN是通过三个搭铁的负极管整流后得到的直流电压（即三相半波整流），故UNU/2 （3）中性点电压用途：一般用来控制各种用途的继电器。如磁场继电器、充电指示灯继电器等。 （4）中性点输出：在三相绕组中性点处接上两只中性点二极管（功率管），通过两只中性点二极管与桥式整流器正负极相连，可提高发电机功率输出10%-15%。,7.八管交流发电机（如桑塔纳、奥迪、夏利车用） （1）结构：与6管交流发电机的区别是整流器有8只硅整流二极管。其中6只组成三相全波桥式整流电路，还有2只与上述6只同型号的 二极管

16、是中性点二 极管，其1只正极管 接在中性点和正极 之间，1只负极管接 在中性点和负极，对 中性点电压进行全波 整流。,第二节 交流发电机的工作原理,第二节 交流发电机的工作原理,中性点二极管提高发电机功率的原理 当中性点电压瞬时值高于三相绕组的最高值时，中性点正极管导通对外输出电流；电流回路为：中性点中性点正极管负载某一负极管定子绕组中性点。,当中性点电压瞬时值低于三相绕组的最低值时，中性点负极管导通对外输出电流；电流回路：中性点定子绕组某一正极管负载中性点负极管中性点。,第二节 交流发电机的工作原理,八管交流发电机,第二节 交流发电机的工作原理,八管交流发电机,三、发电机的励磁方式 1.励磁

17、：将电源引入到磁场绕组使之产生磁场的过程称为励磁。 2.方式：交流发电机励磁方式有自励和他励两种。 （1）他励：交流发电机开始发电时，因三极管死区电压的存在，需先由蓄电池供给励磁电流(他励阶段)。 （2）自励：当发电机电压达到蓄电池电压时，即由发电机自己供给励磁电流，即由他励转为自励。 （3）他励的优点：由蓄电池励磁可以较快进入自励状态。,第二节 交流发电机的工作原理,九管交流发电机 （1）组成：9管交流发电机的整流器是由6只大功率整流二极管和3只小功率励磁二极管组成。 （2）作用 1）6只大功率整流二极管组成三相全波桥式整流电路，对外负载供电。 2）3只小功率二极管 与三只大功率负极管也 组

18、成三相全波桥式整流 电路专门为发电机磁场 供电。所以称3只小功率 管为励磁二极管。,第二节 交流发电机的工作原理,（3）工作过程 发动机起动时，发电机电压(为0)蓄电池电压，整流二极管截止，发电机不输出电流，由蓄电池供给磁场电流（他励）。路径：蓄电池+点火开关充电指示灯调节器磁场绕组搭铁蓄电池-。充电指示灯亮。 当发动机转速升高到怠速及以上时，发电机应正常发电，发电机电压蓄电池电压， 发电机自励。UB=UD+，充 电指示灯两端压降为零， 灯熄灭,若没有熄灭,说明 发电机有故障或充电指示 灯电路有搭铁。,第二节 交流发电机的工作原理,当发动机熄火时，充电指示灯亮，说明蓄电池放电，提醒驾驶员关闭点

19、火开关；当车辆运行时，充电指示灯亮，说明充电系统有故障，提醒驾驶员应及时维修。,他励过程 在发动机起动期间，需要蓄电池供给发电机磁场电流生磁使发电机发电。,第二节 交流发电机的工作原理,自励过程： 随转速提高，发电机电动势逐渐升高并对外输出电能(一般怠速时发电机就能对外供电)。当发电机能对外供电时，就可以把自身发的电供给磁场绕组生磁发电。,第二节 交流发电机的工作原理,2.内搭铁交流发电机励磁电路,第二节 交流发电机的工作原理,第二节 交流发电机的工作原理,3.外搭铁交流发电机励磁电路,交流发电机的工作特点：转速变化范围大，对于一般汽油发动机来说，其转速变化比约为1：8，柴油机约为1：5，因此

20、分析汽车用交流发电机的特性必须以转速的变化为基础。 交流发电机的特性有： A.输出特性 B.空载特性 C.外特性 其中以输出特性最为重要。,第三节 交流发电机的工作特性,一、输出特性 1.概念：在发电机端电压U不变（对12V系列的交流发电机规定为14V，对24V系列的定为28V）时，输出电流与转速之间的关系，即U=常数时，If（n） 的函数关系。,第三节 交流发电机的工作特性,2.空载转速n1 （1）发电机转速小于一定值n1时，对外输出电流为零。 （2）当发电机达到额定电压并能对外输出电流时的最小转速n1，称为空载转速。 （3）空载转速常用来作为测试发电机性能的参数之一。,第三节 交流发电机的

21、工作特性,3.最大电流Imax 发电机输出电流能力随转速的升高而增大，但曲线越来越平坦，当转速达到一定值时，无论转速增加多少电流都不再增加，即一定结构的发电机输出最大电流Imax有一定限制。由此可见，交流发电机自身具有限制输出电流防止过载的能力，又称为自我保护能力。,第三节 交流发电机的工作特性,结论 交流发电机电压（输出）一定时，发电机电流存在最大值。（无论转速多高） 即发电机功率存在最大值。 只要限制发电机输出电压即可限制发电机输出功率 。 限制输出电压后，发电机转速增加，不会出现由于电流过高，烧坏发电机的情况。 如果发电机电压过高通常损坏用电设备。,第三节 交流发电机的工作特性,4. 额

22、定转速n2与额定电流IA （1）额定转速：发电机达到额定电流时的转速称为额定转速（满载转速）。 （2）额定电流：发电机 额定电流一般为最大电 流的70%-75%。 （3）意义：发电机出厂 时，通过试验，规定了空 载转速与额定转速。在使 用过程中，可通过检测这 两个数据来判断发电机性 能的好坏。,第三节 交流发电机的工作特性,二、空载特性 是研究发电机在空载运行时，其端电压随转速变化的关系，即I0时， U=f（n）的曲线，如图。 空载特性可判断发电机低速充电性能好坏，也可看出发电机输出电压是随发电机转速升高而增加。,第三节 交流发电机的工作特性,三、外特性 是研究当发电机转速一定时，其端电压与输

23、出电流的关系，即 n=常数时，U=f（I）的曲线。,第三节 交流发电机的工作特性,从外特性曲线可以看出发电机电压受负载影响的程度： 如果发电机在高速运转时，突然失去负载，发电机电压会突然升高，致使发电机及调节器等内部电子元件有被击穿的危险。 也可以看出：发电机输出电压随转速变化情况。,第三节 交流发电机的工作特性,一、项目目的 1掌握交流发电机的拆解及装复。 2掌握交流发电机各部零件及总成的检查。 3正确进行交流发电机的检测与试验。 二、项目器材 1硅整流交流发电机一台，台钳及平台、蓄电池各一；一字、十字起子大小各一，开口、梅花扳手各一套； 2万用表、弹簧秤、游标卡尺或钢板尺、拉器、百分表各一

24、； V形铁一对； 3油盆、毛刷各一，适量清洗剂、润滑脂、“00”号纱布及棉纱。,【项目内容】,(一)硅整流交流发电机的拆解及清洗 1拧下电刷组件的两个固定螺钉，取下电刷组件； 2拧下后轴承盖的三个固定螺钉，取下后轴承防尘盖，再拧下后轴承处的紧固螺母； 3拧下前后端盖的连接螺栓，轻敲前后端盖，使前后端盖分离； 4从后端盖上拆下定子绕组端头，使定子总成与后端盖分离； 5拆下整流器总成； 6拆下皮带轮固定螺母，从转子上取下皮带轮、半圆键、风扇和前端盖； 7用布或棉纱蘸适量清洗剂擦洗转子绕组、定子绕组、电刷及其它机件。,(二) 硅整流交流发电机的检修 1、转子检修 （1）转子绕组检修 1）励磁绕组短路

25、、断路的检查。用万用表R1档（数字表最小电阻档）检测两集电环之间电阻，应与标准相符。若阻值为“”，说明断路；若阻值过小，说明短路。,2）励磁绕组搭铁的检查。用万用表电阻最大档检测集电环与铁心（或转子轴）之间的电阻，应为“”，否则为搭铁。断路应焊修或更换转子总成，短路和搭铁应更换转子总成。,（2）集电环检修 1）集电环表面应平整光滑，集电环间隙处应无积物，若有轻微烧蚀，用“00”号砂布打磨；烧蚀严重，应在车床上精车加工。 2）用直尺测量集电环厚度，厚度不小于1.5mm，否则应更换。 3）用千分尺测量集电环圆柱度，误差不超过0.025mm，否则应精车加工。,（3）转子轴检修 用百分表检查轴的弯曲，

26、弯曲度不超过0.05mm（径向圆跳动公差不超过0.1mm），否则应予以校正。爪形磁极在转子轴上应固定牢靠，间距相等。,2、定子检修 （1）定子绕组短路、短路检修 先进行目视检查，当线圈漆包线变成焦糊色或有严重脱漆皮现象时，说明绕组已有短路故障。然后用万用表可以检测定子绕组是否短路。检测时，每次任取两个端子进行测量，若阻值都小于0.5，说明线圈良好，若测量某两相之间时，数值过小（近似等于0），说明该两相间短路。如果电阻值为无穷大，说明励磁绕组断路，应用35W220V的电烙铁焊接修复，若不能修复，应更换定子绕组或定子总成。,（2）定子绕组搭铁的检查。用万用表可以检测定子绕组是否搭铁。检测时，每次任

27、取一个定子线圈的引线端子和定子铁心进行测量，分别测量三次，阻值都应为无穷大，如果不是，说明定子绕组搭铁，需要更换定子总成。,3、检查整流器 （1）正极管检测 （2）负极管检测,（3)在不分解发电机的情况下二极管检测 用万用表的导通档位，黑表笔接发电机电枢“B”接柱，红表笔接发电机端盖。若阻值在4050以上，说明无故障；若阻值在10左右，说明有失效的二极管，须拆检；若阻值为0，说明有不同极性的二极管击穿。,4、电刷和电刷架的检测 （1）外观检查 电刷表面应无油污，无破损、变形，且应在电刷架中活动自如。 （2）电刷长度检查 用游标卡尺或钢板尺测量电刷露出电刷架的长度，电刷磨损不得超过原高度的1/2

28、（标准长度为10.5mm。,（3）弹簧压力测量 用天平秤检测电刷弹簧压力，当电刷从电刷架中露出长度2mm时电刷弹簧力一般为23N。,5、其它零件检查 检查发电机各接线柱绝缘情况，发现搭铁故障应拆检；检查轴承轴向和径向间隙均应不大于0.20mm，滚珠、滚道无斑点，轴承无转动异响；检查前后端盖、皮带轮等应无裂损，绝缘垫应完好。,（三）硅整流交流发电机的装复 首先向轴承中填充2/3的润滑脂，再按拆解的反顺序装复： 1、将前端盖、风扇、半圆键和皮带轮依次装到转子轴上，并用螺母紧固； 2、将整流板、定子绕组依次装入后端盖； 3、将两端盖装合在一起，并拧紧联接螺栓； 4、拧紧后端盖轴承紧固螺母，装好轴承盖

29、； 5、装电刷组件； 6、装复后，转动发动机皮带轮，转子转动平顺，无摩擦及碰击声。,四、项目注意事项,1、分离前后端盖时，不要硬敲乱撬，要使用拉器。 2、使用万用表检测时，应注意万用表型号和档位的选择。,一、电压调节器的工作原理 1.电压调节器的功用 在发电机转速变化时，自动控制发电机电压，使其保持恒定，防止发电机电压过高而烧坏用电设备和导致蓄电池过量充电，同时也防止发电机电压过低而导致用电设备工作失常和蓄电池充电不足。 2.电压调节器的工作原理 由交流发电机的工作原理可知：交流发电机的三相绕组产生的相电动势的有效值为E=Cen（V） E感应电动势（V）；Ce电机结构常数；每极磁通（Wb）；n

30、转速（r/min）,第四节 交流发电机的调节器,这里Ce为发电机的结构常数，n为转子转速，为转子的磁极磁通，也就是说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。 当转速升高时，E增大，输出端电压UB升高，当转速升高到一定值时（空载转速以上），输出端电压达到极限，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。又磁极磁通与励磁电流If成正比，减小磁通也就是减小励磁电流If。 交流发电机调节器的工作原理是：当交流发电机的转速升高时，调节器通过减小发电机的励磁电流If来减小磁通，使发电机的输出电压UB保持不变。,第四节 交流发电机的调节器,二、电压调节器的分类 分类

31、： A.按工作原理可分为： 触点式电压调节器 晶体管调节器 集成电路调节器 电脑控制调节器 B.按搭铁极性可分为：内搭铁、外搭铁，分别配内搭铁发电机和外搭铁发电机。 原理：以转速为基础，通过改变励磁电流，来维持发电机的输出电压保持恒定。,第四节 交流发电机的调节器,1.触点式电压调节器 （1）特点：触点振动频率慢，存在机械惯性和电磁惯性，电压调节精度低，触点易产生火花，对无线电干扰大，可靠性差，寿命短。 （2）分类：触点式电压调节器按触点数(按级)和功能分类： 1）按级分：单级触点式、双级触点式 2）按功能分：单联触点式、双联触点式 （3）调节电压方法：通过触点开闭，使磁场电路的电阻值改变从而

32、调节磁场电流大小改变发电机输出电压。,第四节 交流发电机的调节器,2.晶体管调节器 （1）优点：三极管的开关频率高，且不产生火花，调节精度高，还具有重量轻、体积小、寿命长、可靠性高、电波干扰小等优点，现广泛应用于东风、解放及多种中低档车型。 （2）调节电压方法：利用功率管的开关特性，使磁场电流接通与切断来调节磁场电流大小进而改变发电机输出电压。,第四节 交流发电机的调节器,3.集成电路调节器 特点：除具有晶体管调节器的优点外，还具有超小型，安装于发电机的内部（又称内装式调节器），减少了外接线，并且冷却效果得到了改善，现广泛应用于桑塔纳、奥迪等中高档轿车车型上。 三、选用 1.晶体管调节器：最好

33、使用汽车说明书中指定的调节器，若采用其他型号的调节器代替，除标称电压等规定参数与原调节器相同外，搭铁形式也应相同，否则发电机可能由于励磁电路不同而不能正常工作。 2.集成电路调节器：必须是专用的，不能被替代。,第四节 交流发电机的调节器,4.电脑控制调节器 现在轿车采用的一种新型调节器，由电负载检测仪测量系统总负载后，向发电机电脑发送信号，然后由发动机电脑控制发电机电压调节器，适时地接通和断开磁场电路，即能可靠地保证电器系统正常工作，使蓄电池充电充足，又能减轻发动机负荷，提高燃料经济性。如上海别克、广州本田等轿车发电机上使用了这种调节器。,第四节 交流发电机的调节器,电磁振动式电压调节器,2)

34、工作过程 （1）低速时， U发 U蓄，磁场绕组和磁化线圈由蓄电池供电，触点K闭合。,（2）转速升高，当 U蓄U发U2，磁场绕组和磁化线圈由发电机供电，电磁力矩弹簧弹力矩，触点K仍保持闭合状态。,（3）转速继续升高，当U发U2，电磁力矩弹簧弹力矩，触点K打开，激磁电流Ig通过调节电阻Rf，Ig减小，U发U2，电磁力矩弹簧的弹力矩，K闭合，调节电阻Rf被短路，Ig增大，U发增大，如此反复 。,电子式电压调节器包括晶体管(分立元件)电压调节器、集成电路电压调节器等两种。 晶体管调节器有多种型式，其电路各不相同，但一般采用整体封装型式，不可拆卸，不能维修，只能整体更换。 这里向大家介绍电子调节器的基本

35、电路，实际电路要复杂的多，但工作原理可用基本电路工作原理去理解。 一、晶体管调节器 为了更好地学习晶体管调节器原理，我们首先复习一下晶体管知识。,第五节 晶体管调节器,稳压管：是一种特殊的二极管，这种二极管工作在反向状态，反向电压较低时，稳压管处于截止状态，当反向电压达到一定值时，稳压管便会反向击穿，在这种状态下，击穿电流的变化范围可以很大，但击穿电压基本保持不变稳压。,晶体三极管原理,第五节 晶体管调节器,一、外搭铁型电子调节器的基本原理,第五节 晶体管调节器,基本电路是由三只电阻R1、R2 、R3，两只三极管VT1、VT2，一只稳压二极管VS和一只二极管VD组成。 电阻R3既是VT1的分压

36、电阻，又是VT2的负载电阻电阻R1和R2组成一个分压器，,VT2是大功率三极管（NPN型），和发电机的磁场绕组串联，起开关作用，用来接通与切断发电机的励磁电路；VT1是小功率三极管（NPN型），用来放大控制信号；VD是续流二极管；磁场绕组由接通转为断开状态时（F端为+，B端为），经二极管 VD构成放电回路，防止三极管VT2被击穿损坏稳压管VS是感受元件，串联在VT1的基极电路中，并通过VT1的发射结并联于分压电阻R1的两端，以感受发电机的输出电压；UR1电压加在稳压管VS上，R1的阻值是这样确定的,当发电机输出电压UB达到规定的调整值时（如桑塔纳为135145V），UR1电压正好等于稳压管VS

37、的反向击穿电压。,2外搭铁式电子调节器的工作原理（1）点火开关SW接通，发电机电压UB蓄电池电动势时,VT1截止，VT2导通，蓄电池直接供电到磁场绕组。磁场绕组电路为：蓄电池正极磁场绕组调节器接柱三极管VT2调节器接柱搭铁蓄电池负极。发电机电压随转速升高而升高。发电机他励(2) 发电机电压虽然升高,但如果蓄电池电动势发电机输出电压UB调节上限时,VT1继续截止，VT2继续导通，发电机自励且开始对外供电。磁场绕组电路为：发电机正极磁场绕组调节器接柱三极管VT2调节器搭铁发电机负极。发电机电压随转速升高而继续升高。,(3)当发电机电压升高到等于调节上限U2时，调节器开始工作。电阻R1、R2分压，U

38、R1=UVS+Ube1，VS导通，VT1导通，VT2截止，磁场电路被切断，发电机输出电压迅速下降。当发电机电压下降到等于调节下限U1时电阻R1、R2分压减小，当UR1UW+Ube1，VS截止，VT1截止，VT2重新导通，磁场电路重新被接通，发电机电压上升。发电机电压升到调节上限时，VT2就截止，磁场电路被切断，输出电压下降；降到等于调节下限U1时，磁场电路被接通，发电机电压上升，周而复始，发电机输出电压被控制在一定范围内。配装电子调节器的发电机的输出电压上限U2和下限U1的差值很小，所以发电机的输出电压波动非常小，再加上电容的滤波，所以发电机的输出电压很稳定。,二、内搭铁式电子调节器基本电路

39、1.组成：VT2大功率晶体管；VT1小功率晶体管；VS稳压管；R1、R2分压器；R3为VT1的负载电阻。,第五节 晶体管调节器,2.工作过程： （1）他励：点火开关S闭合后，蓄电池的电压就加到分压器的A、C两端，其电压小于发电机输出电压调整值，故UBC小于VS的反向 击穿电压，VS截 止，VT1的基极电 流Ib1等于零，VT1 截止，而VT2导通 饱和，产生励磁 电流(他励)。,第五节 晶体管调节器,励磁电路为：蓄电池正极点火开关S调节器“+”接线柱VT2调节器“F”接线柱发电机“F”接线柱励磁绕组蓄电池负极(搭铁)。,（2）自励：发动机起动后，发电机的输出电压将高于蓄电池的电压，发电机的励磁

40、电流由他励转变为自励。 励磁电路为：发电机正极+点火开关S+调节器“+”接线柱+VT2+调节器“F” 接线柱+发电机 “F”接线柱+励磁 绕组+蓄电池负极 (搭铁)。,第五节 晶体管调节器,（3）节压：随着转速变化，当发电机输出电压高于调整值时， UBC升至VS反向击穿电压，VS导通，VT1导通，VT2截止，切断励磁电路，发电机输出电压下降；当输出电压低于调整值时， UBC低于VS反向击 穿电压，VS截止， VT1截止，VT2导通， 接通励磁电路，发 电机输出电压上升。 如此反复。,第五节 晶体管调节器,三、集成电路调节器（IC调节器） 是根据使用要求，将电路中的若干元件集成在同一基片上，制成

41、一个独立的电子芯片。集成电路调节器装于发电机内部，构成整体式交流发电机。发电机外部有2个或3个接线柱。 集成电路调节器的工作原理与晶体管调节器的工作原理完全一样，都通过稳压管感应发电机的输出电压信号，利用三极管的开关特性控制发电机的励磁电流，使发电机的输出电压保持恒定。 集成电路调节器通常与整体式发电机相配。,第五节 晶体管调节器,集成电路调节器，根据分压器R1、R2检测点位置不同可分为“发电机电压检测电路”和“蓄电池电压检测电路”两种型式。 1.发电机 电压检测电 路,第五节 晶体管调节器,（1）概念：分压器R1和R2的端电压ULE等于发电机的端电压UBE。由检测点P加到稳压管VS1两端的反

42、向电压UPE（经VT2的发射结）正比于发电机的输出电压UBE，故这种基本电路称为发电机电压检测法。,（2）原理 1）他励：接通点火开关后，蓄电池电压加到充电指示灯和分压器R1、R2上。此时因UPE小于VS1的击穿电压，VT2截止，而VT1则因发射结（经R1）承受正向电压而导通，励磁电路为（他励）：蓄电池正极点火开关充电指示灯励磁绕组VT1蓄电池负极（搭铁）。充电指示灯亮，说明发电机没发电。,（2）原理 2）自励：发电机起动后，当发电机电压超过蓄电池电动势时，发电机开始向蓄电池充电，同时，励磁方法由他励变为自励。励磁电路为：发电机励磁二极管励磁绕组VT1蓄电池负极（搭铁）。此时，充电指示灯因两端

43、电位相等而熄灭，表示发电机正常发电。,（2）原理 3）调节：当发电机输出电压达到调节值时，UPE大于VS1的击穿电压，VS1导通，VT2导通，将VT1发射结短路，则VT1截止，励磁电流迅速减小，发电机输出电压也随之下降，接着，VS1和VT2又重新截止，VT1又导通，产生励磁电流。如此循环，VT1管反复导通与截止，控制励磁电流，使发电机输出电压保持稳定。,（2）原理 3）VD为续流二极管，在VT1截止期间，励磁绕组中产生的自感电动势，经续流二极管VD自成回路，迅速消失，从而保护了VT1，防止被反向击穿。,1）优点：发电机到检测电路距离近，可不用导线连接，直接接在发电机输出端，连接可靠，不致使检测

44、电路检测不到信号。,第五节 晶体管调节器,（3）发电机电压检测电路,2）缺点：当发电机到蓄电池之间连接电阻大时，蓄电池充电电压会偏低，使蓄电池充电不足。,2.蓄电池电压检测法 （1）原理：分压器R2、R3从蓄电池输出端得到电压，稳压管VS上的电压和蓄电池端电压成正比，所以该电路称为蓄电池电压检测电路（检测点在蓄电池上）。,第五节 晶体管调节器,（2）优点：直接检测蓄电池端电压来控制发电机的输出，可使蓄电池的充电电压有保证（一般大功率发电机采用）。当发电机电压输出线或信号线断路时，因无法检测发电机状况而造成发电机失控，需改进。,一、利用中性点电压，通过起动复合继电器控制充电指示灯（东风EQ109

45、2、解放CA1092均采用此方式） 1.当点火开关接通时，充电指示灯亮，其电路为：蓄电池正极点火开关S充电指示灯起动复合继电器的接线柱L保护继电器的常闭触点S2磁轭起动复合继电器的接线柱E搭铁。,第六节 充电指示灯的控制电路,2.当发动机起动后，发电机开始正常发电，因发电机中性点接线柱N有电压输出，这时，起动组合继电器上的磁化线圈X2有电流通过，其电路为：发电机的中性点接线柱N起动组合继电器的接线柱N磁化线圈X2搭铁接线柱E。,第六节 充电指示灯的控制电路,（1）组成：9管交流发电机的整流器是由6只大功率整流二极管和3只小功率励磁二极管组成。 （2）作用 1）6只大功率整流二极管组成三相全波桥

46、式整流电路，对外负载供电。 2）3只小功率二极管 与三只大功率负极管也 组成三相全波桥式整流 电路专门为发电机磁场 供电。所以称3只小功率 管为励磁二极管。,二、九管交流发电机,第六节 充电指示灯的控制电路,（2）作用 3）充电指示灯 指示发电机是否有故障； 警告驾驶员停车后关断点火开关。,九管交流发电机,第六节 充电指示灯的控制电路,（3）工作过程 发动机起动时，发电机电压(为0)蓄电池电压，整流二极管截止，发电机不输出电流，由蓄电池供给磁场电流（他励）。路径：蓄电池+点火开关充电指示灯调节器磁场绕组搭铁蓄电池-。充电指示灯亮。 当发动机转速升高到怠速及以上时，发电机应正常发电，发电机电压蓄

47、电池电压， 发电机自励。UB=UD+，充 电指示灯两端压降为零， 灯熄灭,若没有熄灭,说明 发电机有故障或充电指示 灯电路有搭铁。,第六节 充电指示灯的控制电路,当发动机熄火时，充电指示灯亮，说明蓄电池放电，提醒驾驶员关闭点火开关；当车辆运行时，充电指示灯亮，说明充电系统有故障，提醒驾驶员应及时维修。,三、利用二极管控制充电指示灯（如法国沃尔沃） 1.当点火开关S闭合时，励磁电路如下(他励)：蓄电池正极点火开关S充电指示灯调节器发电机励磁绕组搭铁。这时，充电指示灯亮。,第六节 充电指示灯的控制电路,2.当发动机起动后，发电机的输出电压高于蓄电池的电动势，二极管VD导通，同时，VD将充电指示灯短

48、路，充电指示灯熄灭，表示发电机正常工作。 蓄电池的充电电路为：发电机的火线接线柱BVD蓄电池正极。 励磁电路为 (自励)：发电 机的火线接线 柱B调节器 发电机励磁绕 组搭铁。,第六节 充电指示灯的控制电路,奥迪、红旗轿车所用交流发电机电路图 1.组成：整体式交流发电机，用11个硅二极管，集成电路调节器与电刷架制成一体，发电机外部一个火线接线柱B+向全车供电、一个磁场接线柱D+向励磁绕组提供励磁电流，为调节器提供工作电压及控制充电指示灯。,2.工作原理 1)接通点火开关S，蓄电池向发电机提供励磁电流(他励)，励磁电路：蓄电池正极点火开关S充电指示灯二极管VD发电机磁场接线柱D+励磁绕组调节器搭

49、铁。此时，充电指示灯亮。,2)发动机起动后，发电机的输出电压高于蓄电池的电动势，由于D+与B+电位相等，充电指示灯熄灭，励磁电流由他激变为自励，励磁电路如下：励磁二极管励磁绕组调节器搭铁。,三、 丰田轿车电源系电路,丰田威驰汽车电源系电路是内装集成电路调节器（蓄电池电压检测）整体式交流发电机，如图所示.,发电机B插接器上有3个端子： 1号端子L从点火开关IG2端子开始，接组合仪表上的充电指示灯 2号端子IG从点火开关IG1端子开始，经10A熔断器，给集成电路电压调节器提供工作电压 3号端子S经7.5A和60A两个熔断器，检测蓄电池端电压 发电机A插接器交流发电机的输出，经过100A的熔断器，给用电设备供电并给蓄电池充电,桑塔纳2000电源系统电路,桑塔纳系列轿车充电系统线路如图所示。,整体式交流发电机的3只正极管与3只负极管组成一个三相桥式全波整流电路,称为输出电流整流电路,其输出端 B+用红色导线与起动机“30”端子连接(1996 年以后部分轿车输出端B用红色导线经 80A 易熔线与蓄电池正极柱连接,易熔线支架固定在蓄电池附近的发动机防火墙上)。,3只磁场二极管与 3 只负极管也组成一个三相桥式全波整流电