发电机及调节器.ppt
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1、第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器 学习目标学习目标1.1.了解交流发电机的功用、分类;了解交流发电机的功用、分类;2.2.掌握发电机的结构、工作原理及检测维修方法;掌握发电机的结构、工作原理及检测维修方法;3.3.了解调节器的工作原理;了解调节器的工作原理;4.4.学会调节器的检测方法学会调节器的检测方法;5.5.掌握汽车电源电系的组成、电路及检测维修方法。掌握汽车电源电系的组成、电路及检测维修方法。技能目标技能目标 1.1.会进行电源系统电路的连接;会进行电源系
2、统电路的连接;2.2.会拆装发电机及用万用表检测发电机和调节器;会拆装发电机及用万用表检测发电机和调节器;3.3.能用正确的诊断方法解决电源系统常见故障;能用正确的诊断方法解决电源系统常见故障;4.4.会用万用表检验交流发电机的部件。会用万用表检验交流发电机的部件。第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修3.1 3.1 交流发电机结构与型号交流发电机结构与型号(1 1)何为交流发电机)何为交流发电机交流发电机是用二极管整流,输出为直流的发电机。交流发电机是用二极管整流,输出为直流的发电机。(2 2)功用)功用当发动机在怠速以上转速
3、运转时,除向起动机以外的用电当发动机在怠速以上转速运转时,除向起动机以外的用电系统供电,同时还向蓄电池充电。系统供电,同时还向蓄电池充电。第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修3.1.1 3.1.1 交流发电机分类交流发电机分类1按结构分类按结构分类(1 1)普普通通交交流流发发电电机机 (使使用用时时需需要要配配装装电电压压调调节节器器的的发发电电机机)例例JF132 JF132(EQ140EQ140用用)插插图图(2 2)整整体体式式交交流流发发电电机机 (发发电电机机和和调调节节器器制制成成一一个个整整体体的的发发电电机机
4、)例例别别克克轿轿车车的的发发动动机机上上装装配配的的是是CSCS型型发发电电机机(包包括括CS121CS121、CS130CS130和和CS144CS144三三种种不不同同的的型型号号)如如图图:第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修(3 3)带泵交流发电机)带泵交流发电机 (和汽车制动系统用真空助力泵安装和汽车制动系统用真空助力泵安装在一起的发电机在一起的发电机)例例JFZB292JFZB292发电机。发电机。(4 4)无刷交流发电机)无刷交流发电机 (不需要电刷的发电机不需要电刷的发电机)例例JFW1913JFW1913发
5、电机。发电机。第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修(5 5)永磁交流发电机)永磁交流发电机(磁极为永磁铁制成的发电机磁极为永磁铁制成的发电机)2.2.按磁场绕组搭铁方式分类按磁场绕组搭铁方式分类(1 1)内搭铁型交流发电机)内搭铁型交流发电机 磁场绕组的一端(负极)直接搭磁场绕组的一端(负极)直接搭(和壳体相联)(和壳体相联)(2 2)外搭铁型交流发电机)外搭铁型交流发电机 磁场绕组的一端(负极)接入调节磁场绕组的一端(负极)接入调节器,通过调节器后再搭铁。器,通过调节器后再搭铁。3 3按装用的二极管数量分类按装用的二极管数量
6、分类(1 1)6 6管交流发电机管交流发电机 例例JF1522JF1522(东风汽车用)(东风汽车用)(2 2)8 8管交流发电机管交流发电机 例例JFZ1542JFZ1542(天津夏利汽车用)(天津夏利汽车用)(3 3)9 9管交流发电机管交流发电机 例(日本日产、三凌、马自达汽车用)例(日本日产、三凌、马自达汽车用)(4 (4)1111管交流发电机管交流发电机 例例JFZ1913ZJFZ1913Z(奥迪、桑塔纳汽车用)(奥迪、桑塔纳汽车用)第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修3.1.2 交流发电机的型号交流发电机的型号 根
7、据中华人民共和国汽车行业标准根据中华人民共和国汽车行业标准QC/T73-93QC/T73-93汽车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:号组成如下:jfzbw1261-9zy变型序号变型序号设计序号设计序号产品代号产品代号电压等级代号电压等级代号电流等级电流等级代号代号第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修第一部分为产品名称代号。交流发电机的产品代号有第一部分为产品名称代号。交流发电机的产品代号有JFJF、JFZJFZ、JFBJFB、JFWJFW四种。四种
8、。第二部分为分类代号,即电压等级代号,用一位阿拉伯数字表示,第二部分为分类代号,即电压等级代号,用一位阿拉伯数字表示,112V112V;224V224V;66V66V。第三部分为电流等级代号用一位阿拉伯数字表示,见表第三部分为电流等级代号用一位阿拉伯数字表示,见表3131。第四部分为设计序号,按产品设计先后顺序,用阿拉伯数字表示。第四部分为设计序号,按产品设计先后顺序,用阿拉伯数字表示。第五部分为变型代号,交流发电机以调整臂的位置作为变形代号。第五部分为变型代号,交流发电机以调整臂的位置作为变形代号。从驱动端看,从驱动端看,Y-Y-右边;右边;Z-Z-左边。左边。例如:例如:JF152JF15
9、2表示交流发电机,其电压等级为表示交流发电机,其电压等级为12V12V,电流等级为,电流等级为5059A5059A,第二次设计。,第二次设计。桑塔纳、奥迪桑塔纳、奥迪100100型轿车用型轿车用JFZ1913ZJFZ1913Z型交流发电机是电压等级为型交流发电机是电压等级为12V12V,电流等级为,电流等级为90A90A,第,第1313次设计,调整臂在左边的整体交次设计,调整臂在左边的整体交流发电机。流发电机。第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修电流电流等级等级 1 12 23 34 45 56 67 78 89 9电流电流A
10、 A 19 19 202029 29 3030 39 39 40 40 4949505059 59 60606969707079798080898990 90 表表3-1 3-1 发电机电流等级代号发电机电流等级代号 第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修3.1.3 3.1.3 交流发电机的结构交流发电机的结构 由由三相同步交流发电机三相同步交流发电机和和硅二极管硅二极管组成。如图组成。如图3-13-1所示。所示。1 1整体式交流发电机整体式交流发电机图3-1整体式交流发电机结构第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及
11、电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修三相同步交流发电机三相同步交流发电机 由定子总成、转子总由定子总成、转子总成、传动带轮、风成、传动带轮、风扇、前后端盖及电扇、前后端盖及电刷等组成。刷等组成。(1 1)定子总成)定子总成 定子定子又叫电枢,是用来又叫电枢,是用来产生交流电动势的。产生交流电动势的。由铁芯和三相绕组组由铁芯和三相绕组组成成 。连接方法连接方法 星形连接星形连接 三角连接三角连接 第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修(2 2)转子总成)转子总成 转子的总成作转子的总成作用是产生磁场,用是产生磁场
12、,它由其两块爪它由其两块爪极、磁场绕组、极、磁场绕组、滑环及轴等组滑环及轴等组成,如图成,如图3-33-3所所示。示。第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修3.3.整流器整流器 交流发电机整流器的交流发电机整流器的作用是将定子绕组的三作用是将定子绕组的三相交流电变为直流电,相交流电变为直流电,6 6管交流发电机的整管交流发电机的整流器是由流器是由6 6只硅整流二极只硅整流二极管组成三相全波桥式整管组成三相全波桥式整流电路流电路。另外也有另外也有8 8管、管、9 9管、管、1111管组成的整流器。管组成的整流器。第第3 3章章 交
13、流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修将正极管安装在一块铝制散热板上,称为正整流板;将负将正极管安装在一块铝制散热板上,称为正整流板;将负极管安装另一块铝制散热板上,称为负整流板,也可用发极管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,两块板绝缘地安置在一起,电机后盖代替负整流板,两块板绝缘地安置在一起,它与后它与后端盖用尼龙或其他绝缘材料制成的垫片隔开且固定在后端盖上。端盖用尼龙或其他绝缘材料制成的垫片隔开且固定在后端盖上。图3-4整流板 a)正、负整流板;b)整流板总成第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及
14、电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修几种不同发电机整流器几种不同发电机整流器a:具有中性点二极管 b:具有磁场二极管 c:具有中性点和磁场 二极管第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修(4 4)前、后端盖)前、后端盖 前、前、后端盖上均有轴承座孔,后端盖上均有轴承座孔,用于安装转子轴承以支用于安装转子轴承以支撑转子。两端盖分别有撑转子。两端盖分别有挂脚,利用挂脚和调整挂脚,利用挂脚和调整臂将发电机安装固定在臂将发电机安装固定在发动机上,改变调整臂发动机上,改变调整臂的固定位置可以调整传的固定位置可以调整传动皮带
15、的松紧程度。动皮带的松紧程度。前后端盖用铝合金材料前后端盖用铝合金材料制成,铝合金是非导磁制成,铝合金是非导磁材料,它既可以防止漏材料,它既可以防止漏磁,又具有良好的导热磁,又具有良好的导热性能,有利于散热。性能,有利于散热。第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修(5 5)电刷及电刷架)电刷及电刷架 材料为石墨,电刷与电刷架的结材料为石墨,电刷与电刷架的结构有内装式和外装式,如图构有内装式和外装式,如图3-53-5所示。所示。第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修
16、磁场绕组(两只电刷)和发电机的联接不同,使发电机分磁场绕组(两只电刷)和发电机的联接不同,使发电机分为内搭铁型和外搭铁型两种为内搭铁型和外搭铁型两种1 1内搭铁型发电机:磁场绕组负电刷直接搭铁的发电内搭铁型发电机:磁场绕组负电刷直接搭铁的发电机(和壳体直接相连)。见机(和壳体直接相连)。见图图a a2 2外搭铁型发电机:磁场绕组的两只电刷都和壳体绝外搭铁型发电机:磁场绕组的两只电刷都和壳体绝缘的发电机。见缘的发电机。见图图b b外搭铁型发电机的磁场绕组负极外搭铁型发电机的磁场绕组负极(负电刷)接调节器,通过后再搭铁。(负电刷)接调节器,通过后再搭铁。3-5 电刷架的结构 a)外装式;b)内装式
17、第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修内搭铁与外搭铁交流发电机内搭铁与外搭铁交流发电机第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修风扇及皮带轮风扇及皮带轮 风扇一般用低碳钢板冲压而成,在发电机工作时,对发电风扇一般用低碳钢板冲压而成,在发电机工作时,对发电机强制通风冷却。皮带轮一般用铸铁或铝合金铸造而成,机强制通风冷却。皮带轮一般用铸铁或铝合金铸造而成,有双槽和单槽之分有双槽和单槽之分 。第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修
18、汽车电器设备构造与维修2 2无刷交流发电机无刷交流发电机 无刷交流发电机无刷交流发电机 是指没有电刷和滑环的交流发电机是指没有电刷和滑环的交流发电机 优点优点(1 1)没有电刷和滑环)没有电刷和滑环,不存在电刷与滑环接触不良导不存在电刷与滑环接触不良导 致的发电不稳或不发电故障。致的发电不稳或不发电故障。(2)(2)工作时无火花,也减小了无线电干扰。工作时无火花,也减小了无线电干扰。缺点缺点(1 1)爪极间连接工艺困难)爪极间连接工艺困难(2 2)由于磁路中间隙加大,发电机相同输出功率下)由于磁路中间隙加大,发电机相同输出功率下需加大励磁电流。需加大励磁电流。无刷交流发电机分为爪极式、激磁机式
19、、永磁式和感应子无刷交流发电机分为爪极式、激磁机式、永磁式和感应子式四种。其中爪极式和感应子式比较常见。式四种。其中爪极式和感应子式比较常见。第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修1)1)爪极式无刷交流发电机的结构特点爪极式无刷交流发电机的结构特点第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修2)2)爪极式无刷交流发电机的工作原理和磁路如下图所示爪极式无刷交流发电机的工作原理和磁路如下图所示爪极式无刷交流发电机结构原理及磁路1-定子绕组;2-定子铁心;3、4-爪极;5-磁
20、场绕组;6-轴;7-前端盖;8-后端盖;9-外壳;10-磁轭托架爪极与轴之间有爪极与轴之间有一空腔,磁轭托一空腔,磁轭托架由此深入爪极架由此深入爪极的腔内,磁轭托的腔内,磁轭托架与爪极、转子架与爪极、转子磁轭之间均留出磁轭之间均留出附加间隙附加间隙g1g1和和g2g2以以便转子转动。便转子转动。第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修3)3)感应子式无刷交流发电机的优缺点感应子式无刷交流发电机的优缺点优点优点是:结构简单、维护工作量少,工作可靠;是:结构简单、维护工作量少,工作可靠;工作时无火花。工作时无火花。缺点缺点是:制造工艺
21、要求高、焊接困难;结构复杂。是:制造工艺要求高、焊接困难;结构复杂。(2 2)感应子式无电刷交流发电机)感应子式无电刷交流发电机感应子式无电刷交流发电机由定子、转子、整流感应子式无电刷交流发电机由定子、转子、整流器和机壳组成。它的转子是由齿轮状钢片铆成,器和机壳组成。它的转子是由齿轮状钢片铆成,其上有若干个沿圆周均匀分布的齿形凸极,而没其上有若干个沿圆周均匀分布的齿形凸极,而没有磁场绕组。磁场绕组和电枢绕组均安放在定子有磁场绕组。磁场绕组和电枢绕组均安放在定子槽中,如图槽中,如图3-83-8所示。所示。第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设
22、备构造与维修当磁场绕组通人直流当磁场绕组通人直流电后,在定子铁心中电后,在定子铁心中产生固定磁场(右上产生固定磁场(右上部、左下部为部、左下部为S S极;左极;左上部、右下部为上部、右下部为N N极)。极)。由于转子由于转子4 4凸齿部分磁凸齿部分磁通容易通过,磁感应通容易通过,磁感应强度最大,从而形成强度最大,从而形成磁极。但转子的每个磁极。但转子的每个凸齿是没有固定极性凸齿是没有固定极性的,当它对着定子的,当它对着定子N N极极就是就是S S极,对着极,对着S S就是就是N N极。极。图3-8感应子式无电刷交流发电机第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构
23、造与维修汽车电器设备构造与维修3.2 3.2 交流发电机工作原理及工作特性交流发电机工作原理及工作特性 3.2.1 交流发电机的工作原理交流发电机的工作原理1.1.发电原理发电原理(1 1)在发电机内部有一个由发动机带动转子(旋转磁)在发电机内部有一个由发动机带动转子(旋转磁场)场)(2 2)磁场外有一个定子绕组)磁场外有一个定子绕组,绕组有绕组有3 3组线圈组线圈(3(3相绕组相绕组),3 3相绕组彼此相隔相绕组彼此相隔120120度度(3 3)当转子旋转时,旋转的磁场使固定的电枢绕组切)当转子旋转时,旋转的磁场使固定的电枢绕组切割磁力线(或者说使电枢绕组中通过的磁通量发生变化)割磁力线(或
24、者说使电枢绕组中通过的磁通量发生变化)而产生电动势。如图而产生电动势。如图3-93-9所示。所示。第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修图3-9交流发电汽车电器动画发电机原理.swf机工作原理图第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修三相交流电动势分别用三相交流电动势分别用e eu u、e ev v、e ew w表示,其瞬时值方程表示,其瞬时值方程为:为:eu=E
25、msint=E sint ev=Emsin(t-120)=E sin(t-120)ew=Emsin(t+120)=E sin(t+120)电动势的有效值为电动势的有效值为:E=4.44KW=C=Ce enn绕组系数,整集距绕法K=1每相绕组的匝数(匝)感应电动势的频率(Hz)发电机转速每极磁通电机结构常数第第3 3章章 交流发电机及电压调节器交流发电机及电压调节器汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修2.整流原理整流原理(动画演示动画演示)(1)二极管的导同原则)二极管的导同原则正极管正极管的导通原则:瞬间正极电位最高者导通。的导通原则:瞬间正极电位最高者导通。负极管负极管的导通原则:瞬
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