发电机调节器解说.docx
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1、工程一单元沟通发电机及调整器课程名称班级:汽车电气构造与修理学号:学时8姓名:故 障 描 故障一:某群众系列汽车上的沟通发电机充电系不充电。述 故障二:某群众系列汽车的蓄电池充电性良好,但发电机在各转速状况下电流均很小。故障三:某群众系列汽车上的发动机运转在中速以上时,电流表指示大电流充电30A 以上,蓄电池点解液消耗过快,且有气味,点火线圈过热,分电器触电易烧蚀。故障四:某群众汽车在怠速时,电流表指针不断地摇摆。知 识 准第一节 沟通发电机简介备 一沟通发电机的优点:1、 体积小、重量轻;2、 输出功率大;3、 低速充电性能好;4、 对无线电干扰小;5、 配用调整器构造简洁; 二、沟通发电机
2、的分类 1按总体构造分一般式、整体式、带泵式、无刷式、永磁式2. 按磁场绕组搭铁方式分: 内搭铁、外搭铁3. 按装用的二极管数量分:六管的、八管的、九管的、十一管的其次节 沟通发电机的构造汽车用沟通发电机,多承受三一样步沟通发电机,由 6 只二极管构成三相桥式全波整流器。各国生产的沟通发电机都大同小异,主要由定子、转子、电刷、整流二极管、前后端盖、风扇及带轮等组成。有的还将调整器与发电机装在一起。转子用来建立磁场。定子中产生的交变电动势,经过二极管整流器整流后输出直流电。JF132 型沟通发电机的组件图见图 2l。一转子1、组成:沟通发电机的转子是发电机的磁场局部,它主要由两块爪极、磁场绕组、
3、滑环及轴等组成2、作用:产生磁场在激磁绕组上参加激磁电流3、检测:(1)测激磁绕组电阻 R=34(2)测滑环与轴之间的绝缘性(3)观看铁芯分布的均匀性(4)观看滑环的光滑度(5)测转子的径向跳动二定子1、组成:定子是产生和输出沟通电的部件,又叫电枢,由定子铁心和定子绕组组成。定子铁心由相互绝缘的内圆带槽的环状硅钢片叠成。定子槽内置有三相对称绕组,三相绕组大多数承受 Y 形星形联结,也有用凸形联结的。2、作用:产生三相沟通电导线切割磁力线3、检测:(1)测各相绕组间电阻值应小于 1 欧姆; (2)测线圈与铁芯之间的绝缘性。三整流器1、组成:六只硅二极管其中三只正二极管装在元件板上;三只负二极管装
4、在后端盖上形成三相全波桥式整流。2、作用:将沟通电变成直流电3、检测:(1) 性能检测二极管正向导通,反向截止;(2) 极性推断-当二极管导通时,黑表棒接的是辫子,此二极管为正二极管;四其它炭刷、炭刷架、前、后端盖、风扇、皮带轮等;第三节 沟通发电机的工作原理一工作原理1、发电原理Ea=EmSinwtEb=EmSinwt-120 Ec=EmSinwt-240二整流原理正极管导通是:加在正极管上的正向电压最高的管子导通。负极管导通是:加在负极管上的反向电压最低的管子导通。六管沟通发电机的整流装置实际是一个由 6 个硅整流二极管组成的三相桥式整流电路,见图 215a。3 个二极管 VD 、VD 、
5、VD 组成246共阳极组接法,3 个二极管 VD 、VD 、VD 组成共阴极组接法。每个时135刻有 2 个二极管同时导通,其中一个在共阴极组,一个在共阳极组,同时导通的两个管子总是将发电机的电压加在负荷两端,见图 215c。当 t0 时,C 相电位最高,而 B 相电位最低,所对应的二极管 VD 、5VD 均处于正向导通。电流从绕组 C 动身,经 VD 负载 R VD 绕组45L4B 构成回路。由于二极管的内阻很小,所以此时发电机的输出电压可视为 B、C 绕组之间的线电压。在 t t 时间内,A 相的电位最高,而 B 相电位最低,故对应 VD;、12VD。处于正向导通。同理,沟通发动机的输出电
6、压可视为A、B 绕组之间的线电压。在 t。t。时间内,A 相电位最高,而C 相电位最低,故VD 、VD16处于正向导通。同理,沟通发动机的输出电压可视为A、C 绕组之间的线电压。以次类推,周而复始,在负载上便可获得一个比较平稳的直流脉动电压。沟通发动机输出电压的平均值为U 2.34 Uav式中,U 输出直流电压平均值单位:v;avU 发电机相电压有效值单位:v。三激磁方式汽车用沟通发电机的励磁方法与一般工业用沟通发电机不同。在无外接直流电源的状况下,也可利用磁极的剩磁自励发电,但由于沟通发电机转子的剩磁较弱,发电机只有在较高转速时,才能自励发电,因而不能满足汽车用电的要求。为了使沟通发电机在低
7、速运转时的输出电压满足汽车上用电的要求,在发电机开头发电时,承受他励方式, 即由蓄电池供给励磁电流,增加磁场,使电压随发电机转速很快上升。这就是沟通发电机低速充电性能好的主要缘由。当发电机输出电压高于蓄电池电压,一般发电机的转速到达 1000 rmin 左右时,励磁电流便由发电机自身供给,这种励磁方式称为自励。由此可见,汽车沟通发电机在输出电压建立前后分别承受他励和自励两种不同的励磁方式。第四节 沟通发电机的特性一空载特性空载特性是指无负荷时,发电机端电压与转速的变化规律。依据试验结果,可以绘出一条 Uf(n) 的空载特性曲线,见图:从曲线可以看出,随着转速的上升,端电压上升较快。由他励转入自
8、励发电时,即能向蓄电池进展补充充电。这进一步证明白沟通发电机低速充电性能好的优点。空载特性是判定沟通发电机充电性能是否良好的重要依据。二输出特性输出特性也称负载特性或输出电流特性,它是在发电机保持输出电压肯定时,发电机的输出电流与转速之间的关系。一般对标称电压为 12 V 的硅整流发电机,其输出电压恒定在 14 V;对标称电压为 24 V 的发电机,其输出电压恒定在 28 V。通过试验可以测得一条 If(n) 的输出特性曲线,见图:由输出特性可以看动身电机在不同转速下输出功率的状况,它说明:发电机只需在较低的空载转速 n 时,就能到达额定输出电压值,1因此其具有低速充电性能好的优点。空载转速值
9、是选定传动比的主要依据。发电机转速升至满载转速 n 时,即可输出额定功率的电能,因2此其具有发电性能优良的特点。空载转速值和满载转速值是使用中判断发电机技术性能优劣的重要指标,发电机出厂技术说明书中均有规定。使用中,只要测得这两个数据,与规定值相比即可推断发电机性能是否良好。当转速升到某肯定值以后,输出电流就不再随转速的上升和负荷的增多而连续增大,因此其具有自身掌握输出电流的功能,不再需要限流器。沟通发电机的最大输出电流约为额定电流的 15 倍。三外特性空载特性是指无负荷时,发电机端电压与转速的变化规律。依据试验结果,可以绘出一条 Uf(n) 的空载特性曲线,见图:发电机的转速越高,端电压越高
10、,输出电流也越大。转速对端电压的影响较大。四沟通发电机性能的改善有的沟通发电机除具有组成三相桥式整流电路的 6 个二极管外,还具有 2 个中性点二极管,其接线柱的记号为“N”。中性点对发电机外壳即搭铁之间的电压 UN是通过 3 个负极管三相半波整流得到的直流电压,所以 U l2Uo 中性点电压一般用来掌握各种继电器如N磁场继电器、充电指示灯继电器等。有的沟通发电机还利用中性点的输出提高发电机的输出功率,见图:发电机高速时,当中性点电压的瞬时值高于输出电压平均电压 14 V 时,从中性点输出的电流见图 a,其输出电路为:定子绕组中性点二极管 VD 负载包括蓄电池负极管定子绕组。当中性点电7压瞬时
11、值低于搭铁电位时,流过中性点二极管VD 的电流见图b,其8输出电路为:定子绕组正极管B 接线柱负载包括蓄电池中性点二极管 VD 定子绕组。8试验证明,加装中性点二极管后,在发电机转速超过 2 000rmin 时,其输出功率可提高1115。当沟通发电机输出电流时,中性点的电压含有沟通成分,即中性点三次谐波电压,且幅值随发电机的转速而变化,见图。第五节 沟通发电机的调整器一调整器的功用:E=Cnn- - =L * I -I =U/R +Rf二电压调整原理通过转变激磁回路的电阻值,来调整发电机的输出电压,使其保持稳定。三调整器的分类1、电磁振动式调整器按触点的对数分:单级式、双级式按组成的联数分:单
12、联式、双联式2、电子调整器按构造形式分:晶体管式、集成电路式按安装方式分:外装式、内装式按搭铁形式分:内搭铁、外搭铁按功能的多少分:单功能、多功能四电磁震惊式调整器简介(1) 双级式电压调整器双级式电压调整器工作过程:发动机起动并闭合点火开关时,发电机转速很低,其端电压低于蓄电池端电压,调整器低速触点闭合,由蓄电池向发电机供给他励励磁电流。此时的励磁电路为:蓄电池正极电流表点火开关调整器火线接线S低速触点K 衔铁调整器磁场接线柱F发电机励磁1绕组搭铁蓄电池负极。这种状况下,用电设备均由蓄电池供电,电流表指向“”的一侧,调整器不工作。当发电机转速上升,其端电压略高于蓄电池的端电压但低于 14 V
13、 时,调整器低速触点仍闭合,发电机由他励转入自励而正常发电。励磁电路根本不变,只是蓄电池被发电机取代。从今开头,全部用电设备均由发电机供电,同时,发电机向蓄电池作补充充电。电流表指向“”的一侧,调整器处于预备工作状态,工作电路为:发电机正极点火开关调整器火线接线柱 SR R 搭铁发电机负极。13当发动机升至较高转速,发电机的电压到达第一级调压值时,调整器线圈中的铁心电磁力抑制弹簧力,使低速触点 K 翻开,但尚不1能使高速触点 K 闭合。由于励磁电路中串入 R 和 R ,而 R 阻值比 R21221大得多,使励磁电流减小,端电压下降,低速触点又闭合;低速触点K 重闭合后,切去电阻R R ,使励磁
14、电流再次增大,端电压再次升112高,低速触点再次翻开。如此循环下去,在低速触点不断开合振动下实现第一级电压的调整工作。一级调压的励磁电路为:发电机正极点火开关调整器火线接线柱 SR R 调整器磁场接线柱 F发电12机励磁绕组搭铁发电机负极。发动机高速运转时,发电机的电压将超过第一级调压值,到达其次级调压值,调整器线圈中的铁心电磁力远大于弹簧力,使高速触点 K 闭合,马上将励磁电路短接搭铁。于是励磁电流急速减小,电压2下降,高速触点翻开;高速触点翻开之后,励磁电路又被接通,励磁电流又增大,电压又上升,高速触点又闭合。如此循环下去,在高速触点不断开合振动下实现其次级电压的调整工作。二级调压高速触点
15、闭合时的励磁电路短接回路为:搭铁高速触点 K 衔铁磁轭调2节器磁场接线柱 F发电机励磁绕组搭铁。发动机停转时,断开点火开关,发电机不发电,调整器恢复到不工作状态,即低速触点 K 常闭,高速触点 K 常开,电流表指针回到12零位。(2) 晶体管式电压调整器触点式电压调整器由触点、铁心、线圈、磁轭、弹簧等机械局部 组成,不仅构造简单,质量和体积大,而且火花易烧蚀触点,寿命短, 对无线电干扰大,虽然实行了一些措施,但仍具有肯定的机械惯性和 磁惯性,触点开闭动作缓慢。假设发电机在高速满负荷下突然失载, 就可能由于触点不能马上切断励磁回路而导致发电机瞬时过电压,对 整流二极管或其他晶体管造成危害。晶体管
16、式电压调整器是利用晶体 管的开关特性,来掌握发电机的磁场电流,使发电机的输出电压保持 恒定。目前,国内外生产的晶体管调整器一般都是由 24 个三极管, l2 个稳压管和一些电阻、电容、二极管等组成,再由印制电路板连接成电路,然后用轻而薄的铝合金外壳将其封闭。调整器对外伸出有“”或“S”、“点火”、“F”或“磁场”、“E”或“搭铁”、“”等字样的接线柱或引出线,分别与沟通发电机等连接构成整个汽车电 气装置的充电系统。1. JFT106 型晶体管电压调整器JFT106 型晶体管电压调整器属于负极外搭铁式电压调整器,它可与 14 V、750 W 的九管沟通发电机配套使用,也可与 14 V、功率小于1
17、000 W 的负极外搭铁式六管沟通发电机配套使用。 CA1091 型汽车用JFT106 型晶体管电压调整器电路原理图见图,该调整器共有“”、“F”和“”三个接线柱,其中“”接钱往与发电机的“ F。”接线往连接后经熔断器接至点火开关,“F”接线柱与发电机的“F;”接线往连接,“”接线柱搭铁,不能接错,具体连接见图。该调整器由电压敏感电路和二级开关电路组成。R 、R 、R 和稳压管VD 构成了电压敏感电路,其中R 、R 、R 为分1231123压器,将沟通发电机的端电压进展分压后反向加在稳压管 VD 的两端;1稳压管 VD 为稳压元件,随时感受着发电机端电压的变化。当沟通发电1机的端电压在稳压管
18、VD 上的分压低于稳压管 VD 的稳压值时,VD 稳压111管截止;当沟通发电机的瑞电压在稳压管 VD 上的分压高于稳压管 VD11的稳定电压时,稳压管 VD 导通。可见,电压敏感电路可以格外灵敏地1感受出沟通发电机端电压的变化,起到掌握开关电路的作用。晶体三极管 VT 、VT 、VT 组成复合大功率二级开关电路,利用其开关678特性掌握磁场电路的接通或断开。起动发动机并闭合点火开关时,蓄电池通过分压器将电压加在稳压管 VD 两端,由于此电压低于稳压管 VD11的稳定电压值,VD 截止,1使 VT 截止,VT 、VT 导通,这时蓄电池经大功率三极管 VT 供给励磁6788电流,使发电机处于他励
19、状态,建立电动势。发动机带动发电机,转速渐渐上升。当发电机端电压高于蓄电池端电压时,发电机便由他励转为自励的正常发电工作。由于此时转速尚低,输出电压末到达调整电压值,VT仍旧截止,VT 、VT仍旧导678通,因此发电机的端电压可以随转速和自励电流的增大而上升,渐渐提高输出电压。当转速升至肯定值使输出电压到达调压值时,经分压器加至稳压管 VD 两端的反向电压到达稳定电压值,VD 反向击穿导通,使 VT116导通,VT 、VT 截止,断开了励磁电路,发电机端电压便下降。当发电78视端电压下降到调压值以下时,经分压器加至稳压管 VD 两端的反向电1压又低于稳定电压值,使 VT 又截止,VT 、VT
20、又导通,又一次接通了678励磁电路,发电机端电压又上升。如此循环下去,就能自动调控发电机的端电压,使其恒定在调压值上。上图晶体管调整器中其他一些电子元件的作用如下:电阻 R 、R 、R 、R 为晶体管的偏置电阻。4557稳压管 VD 起到过电压保护作用,利用稳压管的稳压特性,可对发2电机负载突然减小或蓄电池接线突然断开时,发电机所产生的正向瞬变过电压起保护作用,并可以利用其正向导通特性,对开关断开时电路中可能产生的反向瞬变过电压起保护作用。二极管 VD 接在电压敏感电路中的稳压管 VD 之前,以保证稳压管31安全牢靠工作。当发电机端电压很高时,它能限制稳压管 VD 电流不致1过大而烧坏;当发电
21、机端电压降低时,它又能快速截止,保证稳压管VD 牢靠截止。1二极管 VD4接在 VT6集电极与 VT7基极之间,供给 07 V 左右的电压,使 VT 导通时快速导通,截止时牢靠截止。7二极管 VD 反向并联于发电机励磁绕组两端,起续流作用,防止5VT 截止时,磁场绕组中的瞬时自感电动势击穿 VT ,保护三极管 VT 。888反响电阻 R ,具有提高灵敏度、改善调压质量的作用。8电容 C 、C 。能适当降低晶体管的开关频率。122. JFT201 型晶体管调整器该晶体管调整器线路图见以下图。由电阻R 、R 、R组成分压器,当234接通点火开关时,蓄电池端电压较低,经分压器分压后不能击穿稳压管 V
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