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摘 要发电机是汽车的主要电源，其功用是在发电机正常运转时，向所有用电设备（起动机除外）供电，同时给蓄电池充电。汽车发电机作为汽车的一个重要部分，随着汽车电器化程度越来越高，所受重视程度也不断提高。沃尔沃发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。从基本电磁情况来看，一台直流电机原则上既可工作为电动机运行，也可以作为发电机运行，只是约束的条件不同而已。在直流电机的两电刷端上，加上直流电压，将电能输入电枢，机械能从电机轴上输出，拖动生产机械，将电能转换成机械能而成为电动机，如用原动机拖动直流电机的 电枢，而电刷上不加直流电压，则电刷端可以引出直流电动势作为直流电源，可输出电能。本文介绍了发电机的机构与工作原理，着重介绍发电机的常见故障和排除方法。最后列举几个例子来进行实际情况的分析。关键词：汽车发电机 工作原理 故障 检修 AbstractA generator is the main power supply car, its function is the normal operation of the generator, to all electrical equipment (starter except) power supply, and at the same time to the battery. Auto generator as an important part of the car, along with the car DianQiHua degree more and more high, by importance to improve continuously. Volvo generator principle of work is to the armature coils of alternating emf induction produce, by the commutator brush with the directional control effect, make the lead from the brush when the principle of a dc emfs. From the basic electromagnetic situation, a dc motor in principle for a motor can not only work operation, also can be used as a generator run, just constraint conditions different ways. In dc motor of the two brush served, plus dc voltage, electric power input armature, mechanical energy from motor shaft output, drag production machinery, electrical energy into mechanical energy conversion will become motor, such as prime mover in drag dc motor of the armature, the brushes and without dc voltage, the brush end can lead to direct current emfs as dc power supply, power output. This paper introduces the working principle of the institution and the generator, introduces the common fault and exclude the generator method. The last list some examples to the analysis of the actual situation. Key words：Auto generator Working principle Breakdown Rroubleshooting 第1章 绪 论 1820年H.C.奥斯特发现电流磁效应后，许多物理学家便试图寻找它的逆效应，提出了磁能否产生电，磁能否对电作用的问题，1822年D.F.J.阿喇戈和A.von洪堡在测量地磁强度时，偶然发现金属对附近磁针的振荡有阻尼作用。1824年，阿喇戈根据这个现象做了铜盘实验，发现转动的铜盘会带动上方自由悬挂的磁针旋转，但磁针的旋转与铜盘不同步。稍滞后，电磁阻尼和电磁驱动是最早发现的电磁感应现象，但由于没有直接表现为感应电流，当时未能予以说明。1831年8月，法拉第在软铁环两侧分别绕两个线圈，其一为闭合回路，在导线下端附近平行放置一磁针，另一与电池组相连，接开关，形成有电源的闭合回路。实验发现，合上开关，磁针偏转；切断开关，磁针反向偏转，这表明在无电池组的线圈中出现了感应电流。法拉第立即意识到，这是一种非恒定的暂态效应。紧接着他做了几十个实验，把产生感应电流的情形概括为5 类：变化的电流 ，变化的磁场，运动的恒定电流，运动的磁铁，在磁场中运动的导体，并把这些现象正式定名为电磁感应。进而，法拉第发现，在相同条件下不同金属导体回路中产生的感应电流与导体的导电能力成正比，他由此认识到，感应电流是由与导体性质无关的感应电动势产生的，即使没有回路没有感应电流，感应电动势依然存在。后来，给出了确定感应电流方向的楞次定律以及描述电磁感应定量规律的法拉第电磁感应定律。并按产生原因的不同，把感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种，前者起源于洛伦兹力，后者起源于变化磁场产生的有旋电场。第2章交流发电机的结构、工作原理及工作特性普通交流发电机一般由转子、定子、整流器、前后端盖、风散、带轮等组成。2.1交流发电机的结构2.1.1转子 （1）功能：产生正弦磁场。 （2）组成：铁芯、励磁绕组、转子轴、爪极、滑环（也称为集电环）。 （3）爪极的形状（鸟嘴形）：使磁场按正弦规律分布。 （4）滑环：滑环相互之间、滑环与轴之间都保持绝缘。转子上轴上压装着两块磁爪极，爪极被加工成鸟嘴形状，爪极空腔内装有励磁绕组和磁轭。滑环由两个彼此绝缘的铜环组成，压装在转子轴上并与轴绝缘，两个滑环分别与励磁绕组的两端相连1。当给两滑环通入直流电时，励磁绕组中就有电流通过，并产生轴向磁通，使爪极一块被磁化N极，另一块被磁化为S极，从而形成六对（或八对）互相交错的磁极。2.1.2定子定子铁心由内圈带槽、互相绝缘的硅钢片叠成定子绕组有三组线圈，对称的嵌放在定子铁心的槽中。三相的连接有星型接法和三角形接法两种，如图a b所示，都能产生三相交流电。 1、功能：产生三相对称电动势。 2、组成：铁芯、三相对称绕组（大多采用星形接法）。3、皮带轮4、风扇5、前后端盖 6、电刷与电刷架 （1）绝缘电刷其引线为发电机的磁场接线柱，标以“F”（内搭铁）；或“F1”（外搭铁）。 （2）搭铁电刷其引线为发电机的搭铁接线柱，标以“”或“E”（内搭铁）；或“F2”（外搭铁）。 （3）搭铁形式 a、内搭铁：励磁绕组直接搭铁。 b、外搭铁：励磁绕组经过调节器后再搭铁。整流桥 2.1.3整流器1、功能将定子绕组产生的三相交流电变换为直流电。2、组成六只硅二极管、两个元件板。 3、特点 a、三只正二极管（红色）安装在元件板上，其元件板构成发电机的输出极（正极），即发电机的火线接线柱，标以“B”、“”或“A”。 b、三只负二极管（黑色）安装在元件板上，其元件板构成发电机的负极，即发电机的搭铁接线柱，标以“”或“E”。4、八管整流器所加两管在发电机高速时，可提高发电机的输出功率15左右。5、九管整流器加装的三个二极管专门用来在自励时供给励磁绕组电流，这三个二极管还可以控制充电指示灯（省去充电指示灯继电器）2。2.1.4充电指示灯 1、作用：既指示发电机及调节器的工作情况，又可以在停车后提醒驾驶员及时关闭点火开关，避免浪费蓄电池电能。 2、状态：励磁绕组他励，充电指示灯亮；励磁绕组自励，充电指示灯灭。2.1.5发电机电压调节器1.电压调节器的作用由于交流发电机的转子是由发动机通过皮带驱动旋转的，且发动机和发电机的速比为1.7到3，因此交流发电机转子的转速比范围非常大，这样引起发电机的输出电压发生较大变化，无法满足汽车用电设备的工作要求。外搭铁型点子调节器工作原理如图：2.工作原理：第一：点火开关SW刚接通时，发动机不转，发电机不发电，蓄电池电压加在分压器R1/R2上，此时因UR1较低不能使稳压管VS的反向击穿，VT1截止，VT1截止使得VT2导通，发电机磁场电路接通，此时由蓄电池供给磁场电流。随着发电机的启动，发电机转速升高，发电机他励发电，电压上升。 第二：当发电机电压升高到大于蓄电池电压时，发电机自励发电并开始对外蓄电池充电，如果此时发电机输出电压UB调节器调节上限UB2，VT1继续截止，VT2继续导通，但此时的磁场电流由发电机供给，发电机电压随转速升高迅速升高。 第三：当发电机电压升高到等于调节上限UB2时，调节器对电压的调节开始。此时VS导通，VT1导通，VT2截止，发电机磁场电路被切断，由于磁场被断路，磁通下降，发电机输出电压下降。 第四：当发电机电压下降到等于调节下限UB1时，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。周而复始，发电机输出电压UB被控制在一定范围内，这就使外塔铁型电子调节器的工作原理3。2.2 交流发电机的工作原理 2.1.1发电原理E=Cn（E正比于n和）2.2.2整流原理 （1）任一瞬间，只有一只正二极管和一只负二极管导通，且正、负二极管不会是同一桥中的两只。 （2）发电机中性点接线柱“N”，其中性点电压UN=1/2U（U为发电机输出电压）4。2.2.3励磁方式 第一：先他励：迅速建立磁场，便于低速充电。 第二：后自励2.3 交流发电机工作特性 2.3.1空载特性从空载特性可判定发电机低速充电性能是否良好。2.3.2 输出特性I = f( n )?OU = 常数。 （1）空载转速n1、满载转速n2：测得这两个转速，与规定值相比即可判断发电机性能是否良好。 （2）自身具有限制输出电流的能力。2.3.3外特性U = f( I )?On = 常数。 （1）发电机电压受转速和负载变化的影响较大，必须配用电压调节器。 （2）在发电机高速旋转时，避免大幅度减载。国产发电机型号2.4 交流发电机电压调节器 调节器 2.4.1电压调节器概论1、功用在一定的转速范围内使发电机输出电压基本恒定。2、电压调节原理在转速变化时，调节器自动调节发电机励磁电流的大小，从而使发电机输出电压保持恒定。3、分类 （1）电磁振动式（触点式）：单级式（一对触点）和双级式（两对触点）。 （2）电子式：晶体管式和集成电路式。触点式电压调节器：通过改变触点闭合或断开的时间长短来改变励磁电流的大小。1、双级式电压调节器的构造 （1）3个接线端 （2）3个电阻 （3）低速触点K1常闭，K1与加速电阻R1、调节电阻R2并联。高速触点K2常开，K2一端直接搭铁，它与励磁绕组并联5。 （4）一个线圈 2、双级式电压调节器的工作过程 （1）先他励 a、励磁电路：蓄电池正极电流表点火开关低速触点励磁绕组搭铁蓄电池负极。 b、调节器线圈电路：蓄电池正极电流表点火开关R1调节器线圈R3搭铁蓄电池负极。 （2）后自励 a、发电机电压低于第一级调压值励磁电路：发电机正极点火开关低速触点励磁绕组搭铁发电机负极。调节器线圈电路：发电机正极点火开关R1调节器线圈R3搭铁发电机负极。b、发电机电压达到第一级调压值励磁电路：发电机正极点火开关R1R2励磁绕组搭铁发电机负极。通过低速触点不断开闭，使电阻时而串入时而隔出励磁绕组电路来调节励磁电流，从而使发电机电压控制在一定范围之内。c、发电机电压达到第二级调压值励磁电路：发电机正极点火开关R1R2高速触点搭铁发电机负极。 晶体管式电压调节器：利用晶体管的开关特性，来控制发电机的励磁电流，使发电机的输出电压保持恒定6。1、两种接线方式2、工作原理：以JFT106型晶体管电压调节器（外搭铁）为例 （1）先他励：VD1截止，VT1截止，VT2、VT3饱和导通。励磁电路：蓄电池正极电流表点火开关励磁绕组VT3搭铁蓄电池负极。 （2）后自励 a、发电机电压低于调压值时（略）b、发电机电压高于调压值时：VD1反向击穿导通，VT1饱和导通，VT2、VT3截止。励磁绕组电流近似为0。 集成电路电压调节器（基本工作原理与晶体管调节器一样） 1、集成电路电压调节器电压检测法 （1）发电机电压检测法：检测点P的电压UP =R2?UL/(R1 R2)，与发电机电压UB成正比。 （2）蓄电池电压检测法：检测点P的电压UP =R2?UBAT/(R1 R2)，与蓄电池电压UBAT成正比，一般大功率发电机采用蓄电池电压检测第3章 沃尔沃发电机的常见故障分析3.1充电指示灯要判断发电机的工作是否正常，最直接的方式就是通过汽车上的充电指示灯，然后再根据充电指示灯的变化来逐步判断发电机的其它故障。汽车电源系统正常工作是保证汽车电气设备正常工作的前提，因此，对发电机和调节器的工作状态设置监测和显示装置，使司机及时掌握其工作好坏是必不可小少的。常用的监测和显示装置有仪表显示和充电指示灯显示两种。仪表显示是用电流表或电压表指示发电机对蓄电池充电电流或充电电压值。充电指示灯是装在驾驶室仪表板上的一个指示灯。当发电机正常工作时熄灭，当发电机或调节器出现故障时则点亮，是一个故障告警指示装置。 采用电流表或电压表监测显示，具有显示 准确、可靠的优点，但不醒目不直观；同时行车时司机需不时监视电流表或电压表读数的变化，分散注意力；相比之下，充电指示灯简单多了只要指示灯不亮，司机只管放心驾车，电源系统正常；只有电源系统有故障时指示灯才亮，而且醒目直观，因此充电指示灯逐渐取代了电流表，特别是进口汽车和轿车上都安装了充电指示灯。按照指示灯的监测原理分，常见的有以下两种设置方式：1.利用中性点电压控制充电指示灯交流发电机定子采用 Y 形接法(星形接法)时都有一中性点N，该点的直流输出电压同步变化且为发电机 输出电压的一半，所以，几乎所有采用星形接法的六管(或带中性点二极管的八管)交流发电机都是利用该点的电压，通过继电器或有关电路去控制充电指示灯。2.利用磁场二极管输出电压控制充电指示灯利用磁场二极管输出电压控制充电指示灯实际是利用三只磁场二极管(九管机、十一管机)输出端电压与蓄电池的电压差控制指示灯。沃尔沃电机的充电指示灯就是利用磁场二极管输出电压来控制的7。3.2发电机不发电当怀疑发电机（发电机组）有故障时，可以在车上初步检测、拆下发电机不解体进一步检测。检测时所用工具可以是万用表（电压、电阻档）、一般的直流电压表、直流电流表和示波器等，也可以用汽车灯泡、手电灯泡自制小试灯等，还可通过改变汽车工作状态来检测。 3.2.1就车检测法 当怀疑发电机不发电时，可以不拆卸发电机，在车上对其检测，概略判断是否有故障。 万用表电压档检测 将万用表旋钮旋至直流电压30V档（或用一般的直流电压表适当档），把红表笔接发电机“电枢”接柱，黑表笔接外壳，让发动机运转在中速以上，12V电气系统的电压标准值应在14V左右，24V电气系统的电压标准值应在28V左右。若测的电压为蓄电池电压，则表明发电机不发电。 外接电流表检测 当汽车仪表板上没有电流表时，可用外接直流电流表来检测。先把发电机“电枢”接柱导线拆下，再将量程为20A左右的直流电流表正极接发电机“电枢”，负极导线接上述拆下接头。当发动机在中速以上运转（不使用其他电器设备）时，电流表有3A5A充电指示，表明发电机工作正常，否则发电机不发电。 试灯（汽车灯泡）法当没有万用表和直流电表时，可用汽车灯泡做一试灯来检测。将灯泡两端焊接适当长度的导线，并在其两端接上锷鱼夹。检测前先将发电机“电枢”接柱的导线拆下，再将试灯的一端夹住发电机“电枢”接柱，另一端搭铁，当发动机中速运转时，试灯亮度说明发电机工作正常，否则发电机不发电。 改变发动机转速、观察大灯亮度法起动发动机后，打开大灯，让发动机转速从怠速逐渐提高到中等转速，大灯的亮度若随转速的提高而增加，说明发电机工作正常，否则为不发电。 拆下蓄电池搭铁看发动机（汽油机）是否工作法当车上没有微机控制电子装置时，可以用此种方法检测。把发动机控制在中速以上，拆下蓄电池搭铁线（一般是断开蓄电池搭铁线上的控制总开关），若发动机工作正常，说明发电机发电，否则发电机有故障8。 3.1.2 车下不解体检测与判断从车上拆下发电机后，可以用下述方法检查，进一步确定故障。 用小灯泡（手电灯泡）判断把手电灯泡的两端接上导线做成小试灯，接于发电机“电枢”和外壳之间。用导线将蓄电池（或相同电压的干电池）正、负极分别连接在发电机的两磁场接柱“F1”、“F2”（内搭铁的交流发电机接“F”和“搭铁”接柱）上，让蓄电池给发电机激磁。用手快速转动发动机皮带盘，小试灯说明发电机工作正常，否则发电机不发电。 万用表电压档判断让蓄电池给发电机激磁（接线方法同21），将万用表选择在直流电压35V（或一般直流电压表适当档）档，黑、红表笔分别接“搭铁”和发电机“电枢”接柱，用手转动皮带盘，万用表（或直流电压表）指针应有摆动，否则发电机不发电。万用表电阻档检测与判断3.2充电量过小蓄电池在存在电不足的情况下，提高发动机转速，电流表指针指示较小的充电电流，则为充电电流过小故障。这一般是发电机本身电压不足，调节器技术状态不良以及充电线路中电阻增大所致。3.3充电电流过大 汽车电流表针偏转到最大充电电流位置。首先检查调节器火线与磁场两接线柱导线是否接错，活动触点是否烧蚀或粘合于常闭状态。检查调节器时，可拆下磁场接线，若充电电流明显减小，为调节器故障。3.4充电电流不稳在发动机怠速以上运转时，电流表指针左右摆动，显示间歇充电（有时充电，有时不充电),一般为发电机的端电压不稳定。首先检查各连接头是否松动或接触不良，皮带是否过松及蓄电池的极桩有无松动。若无异常再检查调节器触点是否烧蚀、藏舞，线圈或电阻有无接触不良、断路等。3.5发电机不发电发电机不发电的主要原因是：整流二极管及窜短路或断路；激磁绕组断路或断路；三相定子绕组相间短路或搭铁；转子滑环严重氧化脏污，碳刷架损坏或碳刷在刷架中卡住。第4章 发电机常见维护4.1交流发电机与调节器的使用注意事项交流发电机与调节器的结构简单，维护方便，若正确使用，不仅故障少且寿命长；若使用不当，则会很快损坏。因此在使用和维护中应注意以下几点： 1.蓄电池的极性必须是负极搭铁，不能接反。否则，会烧坏发电机或调节器的电子元件； 2.发电机运转时，不能用试火的方法检查发电机是否发电，否则会烧坏二极管； 3.整流器和定子绕组连接时，禁止用兆欧表或220V交流电源检查发电机的绝缘情况； 4.发电机与蓄电池之间的连接要牢靠，如突然断开，会产生过电压损坏发电机或调节器的电子元件； 5.一旦发现交流发电机或调节器有故障应立即检修，及时排除故障，不应再连续运转；6.为交流发电机配用调节器时，交流发电机的电压等级必须与调节器电压等级相同，交流发电机的搭铁类型必须与调节器搭铁类型相同，调节器的功率不得小于发电机的功率，否则系统不能正常工作；7.线路连接必须正确，目前各种车型调节器的安装位置及接线方式各不相同，故接线时要特别注意；8.调节器必须受点火开关控制，发电机停止转动时，应将点火开关断开，否则会使发电机的磁场电路一直处于接通状态，不但会烧坏磁场线圈，而且会引起蓄电池亏电。4.2交流发电机与调节器的维护交流发电机在使用中，应定期进行以下检查：1.检查电机驱动带（1）检查驱动带的外观：用肉眼观看应无裂纹或磨损现象，如有则应更换。（2）检查驱动带的挠度：用100N的电压在带的两个传动轮之间，新带挠度约为510mm,旧带约为714mm。 2.检查导线的联接（1）接线是否正确；（2）接线是否牢靠；（3）发电机输出端接螺丝必须加弹簧垫。 3.检查运转时有无噪音。4.检查是否发电（1）观察充电指示灯的熄灭情况：若充电指示灯一直亮着，说明发电机或调节器有故障，也可能是充电指示灯线路有故障，应及时维修。（2）用万用表直流电压档测量电压：在发电机未转动时测量蓄电池端电压，并记录下来，启动发电机并将转速提高到怠速以上转速，测量蓄电池端电压，若能高于原纪录，说明发电机能发电，若测量电压一直不上升，说明发电机或调节器有故障，应及时维修。 5.当发现发电机或调节器有故障需要从车上拆下检修时，首先关断点火开关及一切用电设备，拆下蓄电池负极电缆线，再拆卸发电机上的导线接头9。4.3 电源系统电路检测4.3.1充电指示灯控制电路1、利用中性点电压，通过充电指示继电器控制：以丰田汽车发电机调节器（带继电器）控制为例2、利用九管发电机控制4.3.2几种车型电源系电路 1、CA1091电源电路 2、桑塔纳2000电源系统电路 （1）先他励励磁电路：蓄电池正极P30#15#充电指示灯A16D4T1发电机D 接线柱励磁绕组调节器搭铁蓄电池负