学习情境3 交流发电机及调节器的检修.ppt

交流发电机及调节器的检修 学习情境3 学习目标 1 能说出汽车发电机及调节器的组成及作用 2 能认识电源系统各元件及其在汽车上的安装位置 3 能进行电源系统的维护作业 4 能进行发电机的拆装 检测与分析 5 能进行充电系统电路分析与检测 6 能进行电压调节器的检测 7 能进行电源系统故障诊断与排除 8 能进行团队成员的有效沟通与协作 任务3 1交流发电机及调节器的检测 两类 直流发电机交流发电机交流发电机有 普通式交流发电机整体式交流发电机 一 交流发电机的构造 1 交流发电机的作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 向所有用电设备 起动机除外 供电 同时给蓄电池充电 2 交流发电机的类型 1 按总体结构分2 按整流器结构分3 按励磁绕组搭铁型式分 3 交流发电机的构造 转子 定子 整流器 前后端盖 带轮及风扇 1 转子 是用来建立磁场的 由两块爪极 激磁绕组 轴和滑环等组成 单个磁极的形状象鸟嘴形 磁极数目有4 5 6 7对 磁场的磁力线分布激磁电路 定子又叫电枢 是用来产生交流电动势的 由铁芯和三相绕组组成 铁芯由环状硅钢片迭压而成 连接方法星形连接三角连接在三相绕组中所产生的电动势应是对称电动势 即电动势的大小相等 电位差互差120 电角度 2 定子 3 整流器 由六只硅整流二极管组成的三相桥式整流电路 正极管子 元件板上 散热板 负极管子 后端盖上 元件板必须与后端盖绝缘 并固定在后端盖上用螺栓引至后端盖外部作为发电机的火线接柱 标记为 B A 或 电枢 端盖有铝合金制成 装有炭刷架和炭刷 搭铁形式内搭铁外搭铁 4 后端盖 内搭铁与外搭铁 5 带轮及风扇 4 国产交流发电机型号 1 2 4 3 1 产品代号 由字母表示 JF 普通交流发电机 JFZ 整体式交流发电机 JFB 带泵交流发电机 JFW 无刷交流发电机 2 电压等级代号 1 12V 2 24V 6 6V 3 电流等级代号 4 工厂设计序号 5 变形代号 Z 调整臂位于左边 Y 调整臂位于右边 如JFZ1913Z 5 二 交流发电机工作原理与特性 1 工作原理发电原理整流过程励磁方法 1 发电原理 通过对磁极铁心的特殊设计使磁场近似于正弦规律分布 因此三相电枢绕组产生的感应电动势按正弦规律变化 每相绕组电动势的有效值 6管发电机整流过程发电机输出的直流电压为 发电机相电压有效值 V 2 整流过程 发电机的中点电压 从三相绕组的中性点引出 在端盖上的标记为 N 其对地电压称为中点电压 数值上是端电压的一半 9管发电机的整流过程增加3个小功率二极管 用来供给磁场电流 3 励磁方法 先他励 后自励 2 交流发电机的特性 1 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一定时 发电机的输出电流与转速之间的关系 发电机只需在较低的空载转速n1 I 0 U Ue 时 就能达到额定输出电压值 因此其具有低速充电性能好的优点 发电机转速升至满载转速n2 U Ue I Ie 时 即可输出额定功率的电能 因此其具有发电性能优良的特点 当转速升到某一定值以后 输出电流就不再随转速的升高和负荷的增多而继续增大 因此其具有自身控制输出电流的功能 不再需要限流器 2 空载特性是指无负荷时 发电机端电压与转速的变化规律 随转速的升高 端电压上升较快 判定充电性能好坏 3 外特性是指转速保持一定时 发电机的端电压与输出电流的关系 转速越高 端电压越高 输出电流也越大 对端电压的影响较大 转速一定时 端电压随输出电流的增大而下降 原因 电枢电流产生的磁场会造成磁极磁场的削弱和扭斜从而引起电枢绕组电动势的下降 发电机端电压下降后 励磁电流减小 使发电机电动势进一步下降 说明端电压受转速和负荷变化的影响较大 因此必须配用电压调节器才能保持恒定的电压值 三 电压调节器 1 作用与工作原理作用 当发动机转速变化时 自动对发电机的电压进行调节 使发电机的电压稳定 以满足汽车用电设备的要求 工作原理当交流发电机的转速变化时 调节器通过改变发电机的激磁电流 适当地改变磁极磁通量的方法使发电机电压保持稳定 控制参量为发电机电压 调节器动作 改变励磁电流 调节器工作时的电压波形 1 晶体管调节器结构1 2个稳压管 1 3个二极管 2 3个三极管 若干个电阻 电容器等电子元件组成 接线柱 F 2 晶体管式电压调节器 2 工作原理 晶体管调节器的基本电路Uab UacUAB电压反向加在稳压管VS上 R1的阻值是这样确定的 当发电机输出电压UAC达到规定的调整值时 如桑塔纳为13 5 14 5V UAB电压正好等于稳压管W的反向击穿电压 由电压敏感电路和两级开关电路组成 点火开关闭合 VD2截止 使V1截止 V2 V3导通 他励 转速升高 转为自励 转速升高 电压达调压值 VD2反向击穿导通 使V1导通 V2 V3截止 断开励磁电路 端电压下降 VD2截止 电子元件作用 VD5 在负荷发生变化时 使调节电压进一步稳定 VD1 保证稳压管安全可靠工作 VD3 使V2可靠截止 VD4 起续流作用 保护V2 R4 反馈电阻 提高灵敏度 C1 C2 降低开关频率 任务实施 一 交流发电机的整机检测1 发电机各电阻值的检测 2 发电机的空载试验 3 发电机的负载试验 二 交流发电机的解体检测1 发电机的拆解2 交流发电机的元件检测1 检查转子2 检查定子3 检查整流器二极管4 检查电刷组件5 其他零件检查 三 晶体管调节器的测试与维修 晶体管调节器的测试转速在3000r min 半载状态 发电机输出值应符合要求 故障分析1 发电机无电压2 发电机输出电压过高故障诊断 晶体管调节器检测 电子调节器可通过一个可调的直流电源 输出电压 0 30V 输出电流3A 和一个测试灯泡 12V或24V 20W 对其进行检验 检测电路如图所示 检测方法如下 接通开关S 然后逐渐提高直流电源电压 如果测试灯L亮起并随着电源电压的升高亮度增强 而当电压上升至调节器的调节电压值 14V调节器为13 5 14 5V 28V调节器为27 29V 或略高于调节电压值时 测试灯L熄灭 则说明调节器能正常起调节作用 如果测试灯L不熄灭 或一直不亮 均说明调节器有故障 应予以更换 任务3 2充电系统的故障诊断 一 交流发电机的使用与维护1 交流发电机的使用注意事项 1 汽车交流发电机均为负极搭铁 蓄电池搭铁极性也必须与此相同 否则会使交流发电机的整流二极管烧坏 在蓄电池更换或补充充电后装车时 要格外注意 2 发电机必须与专用调节器配套使用 如用别的调节器临时代换则必须满足代换条件 3 发动机熄灭后 应将点火开关 或电源开关 断开 否则蓄电池将长时间向励磁绕组和调节器磁化线圈放电 易烧坏线圈和浪费电能 有磁场继电器者除外 4 发电机运转时 不能用试火花的方法检查发电机是否发电 否则容易损坏二极管 5 当整流二极管与定子绕组相接时 小许用兆欧表或交流电检查发电机及调节器的绝缘情况 否则将使二极管被击穿而损坏 6 发现发电机不发电或发电量减小时 应及时找出故障 并予以排除 不可拖延 假如有一只二极管短路 发电机仍继续运转 就会烧坏其他二极管或烧坏定子绕组 7 发电机与蓄电池之间的导线一定要连接可靠 特别是蓄电池极桩处 如突然断开 将会发生过电位 易损坏电子元件 二 交流发电机的使用与维修 1 交流发电机的使用注意事项1 汽车交流发电机均为负极搭铁 蓄电池搭铁极性也必须与此相同 否则会使交流发电机的整流二极管烧坏 在蓄电池更换或补充充电后装车时 要格外注意 2 发电机必须与专用调节器配套使用 如用别的调节器临时代换则必须满足代换条件 3 发动机熄灭后 应将点火开关 或电源开关 断开 否则蓄电池将长时间向励磁绕组和调节器磁化线圈放电 易烧坏线圈和浪费电能 有磁场继电器者除外 4 发电机运转时 不能用试火花的方法检查发电机是否发电 否则容易损坏二极管 5 当整流二极管与定子绕组相接时 小许用兆欧表或交流电检查发电机及调节器的绝缘情况 否则将使二极管被击穿而损坏 6 发现发电机不发电或发电量减小时 应及时找出故障 并予以排除 不可拖延 假如有一只二极管短路 发电机仍继续运转 就会烧坏其他二极管或烧坏定子绕组 7 发电机与蓄电池之间的导线一定要连接可靠 特别是蓄电池极桩处 如突然断开 将会发生过电位 易损坏电子元件 三 交流发电机的检测 1 整机测试1 测量各接线柱之间的电阻 1 测量发电机的输出端子B 和搭铁端E之间的阻值 壳体或搭铁接线柱 通过测量可以判断交流发电机整流器是否有故障 如有故障应将发电机解体进一步检测 2 测量发电机正电刷F接线柱和负电刷E之间的阻值通过测量各接线柱之间的阻值 不能确定交流发电机是否有无故障时 应进行试验台试验 2 试验台试验 1 空载试验空载试验是在交流发电机不带任何负载 不对外输出电流 情况下的一种试验 空载试验的目的是 初步测定发电机是否有故障 2 负载试验负载试验就是在交流发电机带有负载 对外输出电流 情况下的一种试验 负载试验的目的是 进一步测定发电机是否有故障 交流发电机的有些故障 在没有电流输出的情况下是表现不出来的 所以如果交流发电机空载试验正常情况下 应再作负载试验 3 用示波器观察输出电压波形 当交流发电机有故障时 其输出电压的波形将出现异常 因此 在有条件的情况下 可用示波器观察发电机的输出电压波形 根据输出电压波形可以判断交流发电机内部故障是整流器故障还是定子绕组故障 4 零部件的检修 1 转子的检修 1 励磁绕组的检修用万用表测量励磁绕组的电阻 应符合标准 每个滑环与转子轴之间的阻值都应该是无穷大 2 转子轴和滑环的检修转子轴的弯曲会造成转子与定子之间间隙过小而摩擦或碰撞 如发现发电机运转时阻力过大或有异响 应检查转子轴是否有弯曲 滑环应表面光滑 无烧蚀 厚度应大于1 5mm 3 轴承的检修若发现发电机运转时有异响 应仔细检查是否因轴承的损坏而造成 2 定子的检修 1 定子绕组的断路和搭铁故障检测 2 定子绕组的短路故障检测 图3 33定子断路故障的检测 图3 34定子搭铁故障的检测 3 整流器的检修 1 普通整流器的检测将二极管的引线与其他连接分离 用指针万用表的两个表笔分别接到二极管的引线与壳体上 测二极管的正向与反向电阻 二极管的正向电阻应符合标准值 反向电阻应在10k 以上 2 整体结构的整流器检测 整体结构整流器的整流板 正 负硅二极管全部焊装在一起 不可分解 右图为本田汽车交流发电机的整流器 检测正极管时 将指针万用表的红表笔接B 黑表笔依次接P1 P2 P3 P4 均应导通 交换两表笔后再测 均应为无穷大 否则有正二极管损坏 需更换整流器总成 检测负极管时将指针万用表的黑表笔接E 红表笔依次接P1 P2 P3 P4 均应导通 交换两表笔后再测 均应为无穷大 否则有负二极管损坏 需更换整流器总成 4 电刷组件的检测 电刷和电刷架应无破损或裂纹 电刷在电刷架中应活动自如 不得出现卡滞现象 电刷露出电刷架部分的长度叫电刷长度 电刷长不应超出磨损极限 原长的1 2 否则应更换 电刷弹簧压力应符合标准 一般为2 3N 将电刷压入电刷架使之露出部分约2mm 弹簧压力过小应更换 三 交流发电机电压调节器的维护 1 晶体管电压调节器的检查1 内搭铁式晶体管电压调节器的测试 2 外搭铁式晶体管电压调节器的测试 2 集成电路电压调节器的检查l 三引线集成电路电压调节器的测试 2 四引线集成电路电压调节器的测试 四 充电系的故障诊断与排除 1 外装调节器的充电系的故障诊断l 交流发电机充电系不充电 l 故障现象 发动机在中 高速运转时 充电指示灯不熄灭 开前照灯 电流表指示放电 2 故障原因 交流发电机充电系不充电故障的主要有以下原因 线路的接线断路或短路 电流表的接线错误 发电机不发电 包括整流二极管损坏 电刷卡死 电刷与滑环不接触或接触不良 定子 励磁绕组断路 短路或搭铁 接柱绝缘不良 防干扰电容器损坏 调节器调整不当或有故障 其原因有 调节电压过低 由于触点式调节器调整不当或触点式调节器触点接触不良 调节器调整不当 如果是触点式调节器 可能由于高速触点烧结在一起 或调节器内部短路 断路 如果是晶体管式调节器 可能由于调节器内的大功率管损坏或断路 或者是调节器的其他电阻 电容 二极管和三极管有断路 短路 磁场继电器工作不良 可能是继电器线圈或电阻断路 短路 也可能是触点接触不良 2 交流发电机充电电流过小 1 充电电流过小故障的现象 在蓄电池充电性能良好情况下 发电机在各转速下充电电流均很小 2 充电电流过小故障的原因 交流发电机充电电流过小故障主要有以下原因 接线的接头松动 发电机发电不足 其原因有 发电机V带过松 二极管损坏 个别的 电刷接触不良 滑环油污 励磁绕组局部短路 定子绕组内部短路或接头松开 调节器故障 电压调整偏低 触点脏污 继电器触点接触不良 3 充电电流过小故障诊断与排除 2 整体式交流发电机充电系的故障诊断 充电系不充电的故障诊断 充电电流过小的故障诊断 一 判断题1 硅整流发电机由三相异步交流发电机和硅整流器两大部分组成 2 硅整流发电机都有电刷 滑环 3 无刷交流发电机不必整流 4 壳体与发电机电枢相通的二极管是正极管 5 带中性点二极管的硅整流发电机低速时 可提高10 15 的输出功率 6 带励磁二极管的硅整流发电机可配装充电指示灯 7 奥迪 桑塔纳轿车配用的交流发电机 既有励磁二极管 又有中性点二极管 8 夏利 奥拓 切诺基汽车流发电机转子设有内藏式风扇 9 只要正向电流值一致 14V发电机二极管与28V发电机整流二极管就可通用 10 只要性能良好 同一只硅整流二极管用任何型号万用表测得的正反向阻值均应一致 11 硅整流发电机滑环厚度不得小于4mm 12 交流发电机的输出电流不需要进行调节 二 选择题1 一般硅整流发电机都采用 连接 即每相绕组的首端分别与整流器的硅二极管相接 每相绕组的尾端在一起 形成中性点 N A 星型B 串联C 三角型D 并联2 整流器的作用是把三相同步交流发电机产生的 电转换成 电输出 它一般用六个硅二极管接成三相桥式全波整流电路 A 交流电B 直流电C 低压D 高压3 当发电机低速运转 电压 蓄电池电动势时 蓄电池向调压器磁化线圈供电 同时进行他励发电 A 低于B 高于C 等于4 发电机中励磁绕组的功用是 A 产生交流电B 产生直流电C 产生感应电动势D 产生旋转的磁场 5 发动机中整流电路的作用是 A 调节输出电压B 调节输出电流C 将交流变为直流D 将直流变为交流6 发电机输出电压调节的实质是 A 调节励磁电压B 调节励磁电流C 调节输出电压D 调节输出电流7 标示为 N 的交流发电机的输出接线柱是 A 正极接线柱B 负极接线柱C 中性点接线柱D 磁场接线柱8 在交流发电机空载特性图上 发电机的端电压随 的增大而上升 A 发电机转速B 励磁电流C 负载电阻D 励磁线圈匝数 9 内 外搭铁式晶体管电压调节器的测试电路分别是 ABCD 10 九管发动机中 多增加的三个二极管的作用是 A 提高发电机的功率B 引出中性点接线柱C 用来控制充电指示灯D 用来调节输出电压 使输出电压保持恒定 11 交流发电机的转子中有一个线圈绕组 其作用是 A 产生磁场的 且磁场的大小可调 B 产生磁场的 且磁场的大小恒定 C 产生交流电的 D 产生直流电的 12 对于采用星形连接的交流发电机三项绕组来说 下面哪种说法是错误