汽车电器实训第3版

知识准备 1 发电机发电机是汽车用电设备的主要电源 在汽车正常运行期间 发电机向除起动机之外的其它用电设备供电 并向蓄电池充电 汽车上采用硅整流交流发电机 它以硅二极管为整流器 将交流电转变成直流电 具有结构简单 体积小 重量轻 功率高 工作可靠 寿命长 维修方便等特点 汽车电器实训第3版 书名 汽车电器实训第3版书号 978 7 111 49497 3作者 徐景波出版社 机械工业出版社 交流发电机由转子 定子 电刷与滑环机构 三相桥式整流器 轴承 风扇和前后端盖等组成 发电机原理 发电机交流电动势的变化频率f和转速 磁极对数成正比 交流电动势的幅值是发电机转速的函数 当转速n变化时 三相电动势的波形为变频率 变幅值的交流波形 2 整流器 整流器是将交流电转换成直流电的一种装置 在车用发电机中 一般采用三相桥式整流电路作整流器 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 二极管的导通原则 当三只二极管负极端相连时 正极端电位最高者导通 当三只二极管正极端相连时 负极端电位最低者导通 整流原理 交流发电机定子的三相绕组中 感应产生的是交流电 是靠六只二极管组成的三相桥式整流电路变为直流电的 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 二极管的导通原则如下 整流时二极管导通条件 对于三个正极管子 D1 D3 D5正极和定子绕组始端相联 在某瞬时 电压最高一相的正极管导通 对于三个负极管子 D2 D4 D6负极和定子绕组始端相联 在某瞬时 电压最低一相的负极管导通 但同时导通的管子总是两个 正 负管子各一个 整流过程 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 中性点电压 中性点电压的概念 见图 在定子绕组为星形连接时 三相绕组的公共结点称为中性点 从三相绕组的中性点引一根导线到发电机外 标记为 N 中性点对发电机外壳 搭铁 之间的电压Un称为中性点电压 是通过三个负极管整流后得到的直流电压 即三相半波整流 中性点电压为发电机输出电压的一半 中性点电压的用途中心点电压常用来控制各种用处的继电器 如磁场继电器 充电指示灯继电器等 增大功率输出 3 集成电路式电压调节器 集成电路电压调节器具有体积小 功能强 可靠性高 结构简单 成本低等特点 目前已广泛应用于国内外的汽车上 集成电路电压调节器由于体积小 目前都装于发电机内 成为整体式交流发电机 3 集成电路式电压调节器 集成电路电压调节器利用改变磁场电流的占空比 来改变发电机的输出电压 发动机转速低 发动机转速高 举例 凌志LS430电源控制系统 凌志LS430电源控制系统具有电源管理功能 是利用车上原有的电控网络装置 通过车载局域网形成一个闭环控制系统 凌志LS430电源控制系统 通过监测和控制发电机的发电量和电负荷 实现对各系统的稳定供电 电源控制ECU 监测电池状态内部注册SOC 充电率 充放电的整合电流 电流电压温度 暗电流控制驻车时切断电源 发电控制控制发电电压等 电负荷控制限制用电零件的工作等 汽车电气设备运行被限制 凌志LS430电源控制系统 电源ECU是测量蓄电池端电压 电解液温度 蓄电池现有容量及放电电流等信息 以确定蓄电池充电电流的大小 检测出的数据与发动机ECM通过CAN串行数据线进行通讯 发动机ECM控制一个5V的150Hz固定脉冲 进行脉宽调制信号的调制 即实现0 100 磁场电流 磁场电流0 8A 占空比调节发电机磁场电流以实现对其输出电压的控制 凌志LS430电源控制系统方框图 A CECU 仪表ECU 制动控制ECU 主车身ECU 发电机 发动机ECU ECM 电池 电池电流传感器传感器 带温度传