第2章-交流发电机及调节器概要.ppt

2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,1,第二章交流发电机及调节器,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,2,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,3,交流发电机的构造交流发电机的工作原理交流发电机的工作特性电压调节器继电器控制电路汽车用其他交流发电机充电系的故障诊断与排除交流发电机的使用与维修,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,4,2.1交流发电机的构造,三相同步交流发电机+整流器（六只硅二极管构成三相桥式全波整流器）2.1.1转子产生磁场两块爪极+磁场绕组+滑环+轴2.1.2定子产生感应电动势，即产生交流电定子铁芯+三相定子绕组相临两相间绕组线圈的起端（或末端）相临两个槽（或8个槽），即三相绕组的各起端A、B、C分别放入1、3、5槽（或1、9、17槽）。即能保证三相绕组相临之间相差120电角度。,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,5,三相绕组的连接方法,星形接法（Y）大多采用,三角形接法（）,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,6,2.1.3整流器作用：将发电机定子绕组产生的三相交流电变换为直流电。组成：六只硅二极管负极管系：压装在发电机后端盖上，引线为负极，外壳为负极。正极管系：压装在散热板上，引线为正极，元件板为正极。,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,7,2.1.4端盖和电刷总成电刷总成：两只电刷+电刷弹簧+电刷架端盖：铝合金（非导磁性材料）内搭铁：两电刷引线中一根与磁场接线柱“F”相连；另一根接搭铁“-”。外搭铁：两只电刷均与发电机绝缘,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,8,2.1.5交流发电机的型号,JFZ1913ZJFZ产品代号1电压等级代号9电流等级代号13设计序号Z变型代号,产品代号,电压等级代号,电流等级代号,设计序号,变型代号,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,9,交流发电机的型号,产品代号用英文字母表示JF普通交流发电机JFZ整体式交流发电机JFB带泵的交流发电机JFW无刷交流发电机,JFZ1913Z,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,10,交流发电机的型号,电压等级代号用1位阿拉伯数字表示112V系统224V系统66V系统,JFZ1913Z,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,11,交流发电机的型号,电流等级代号用1位阿拉伯数字表示,JFZ1913Z,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,12,交流发电机的型号,设计序号表示产品设计的先后顺序用1-2位阿拉伯数字表示,JFZ1913Z,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,13,交流发电机的型号,变型代号以调整臂作为变型代号从驱动端看：调整臂在左边用Z表示右边Y中间不加标记,JFZ1913Z,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,14,2.1.6汽车用交流发电机的分类,1、按总体结构分：（1）普通交流发电机：三相同步交流发电机+整流器（六只硅二极管构成三相桥式全波整流器）解放载货汽车：JF132（2）整体式交流发电机：将集成电路调节器与交流发电机合为一体。奥迪、Santana:JFZ1813（3）带泵交流发电机：带真空制动助力泵的交流发电机。JFB1712（4）无刷交流发电机：无电刷、滑环。JFW1913（5）永磁交流发电机：转子磁极采用永磁材料。,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,15,2、按磁场绕组搭铁方式分：（1）内搭铁式磁场绕组的一端经负电刷引出后，和后端盖直接相连的发电机。EQ1090：JF132（2）外搭铁式磁场绕组的两端都和端盖绝缘的发电机。CA1091：JF152D、JF1522A,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,16,3、按装用的二极管数量分：（1）六管交流发电机：JF132、JF1522A、JF152D（2）八管交流发电机：二个中性点二极管TJ7100、TJ7100U：JFZ1542（3）九管交流发电机：三个磁场二极管BJ1022：JFZ141（4）十一管交流发电机：二个中性点、三个磁场二极管Santana:JFZ18132,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,17,2.2交流发电机的工作原理,2.2.1发电原理三相绕组中电动势的瞬时值方程式为：频率相同，幅值相等，相位差120电角度。,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,18,2.2.2整流过程,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,19,发电机输出直流的平均值U=1.35UUV=2.34UUUV：线电压有效值U：相电压有效值2.2.3激磁方式,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,20,1他激在发动机起动期间，需要蓄电池供给发电机磁场电流生磁使发电机发电。这种供给磁场电流的方式称为他激发电。2自激随着转速的提高，发电机的电动势逐渐升高并能对外输出，一般在发动机怠速时发电机就能对外供电了，当发电机能对外供电时，就可以把自身发的电供给磁场绕组生磁发电，这种供给磁场电流的方式称为自激。由于在发动机转速低时交流发电机不能自激发电，所以低速时采取他激发电，当发动机达到正常怠速转速时，发电机的输出电压一般高出蓄电池电压12V以便对蓄电池充电，此时，由发电机自激发电。,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,21,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,22,2.3交流发电机的特性,2.3.1输出特性发电机输出电压U=常数时，发电机的输出电流与转速之间的关系。n1：空载转速n2：满载转速,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,23,2.3.2空载特征发电机空载时（I=0），发电机电压与转速之间的关系U=f(n),2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,24,2.3.3外特征转速一定时，发电机的端电压与输出电流的关系。结论：随着输出电流的增加，发电机端电压下降较大。,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,25,2.4电压调节器,作用在发电机转速变化时，控制发电机电压保持恒定，防止电压过高而损坏用电设备。,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,26,2.4.1电磁振动式调节器利用触点的开闭，使激磁电路中串入或隔除附加电阻R1来调节激磁电流，从而达到自动稳定发电机输出电压的目的。,双级式电压调节器1）nn3：K1打开、K2闭合,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,27,2.4.2电子电压调节器,优点：（1）结构简单，工作可靠，故障少。（2）使用中无需维修。（3）能适应大功率发电机的需求。（4）工作中不会产生火花，无线电干扰小。,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,28,晶体管调节器的基本原理,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,29,2.4.3集成电路调节器的电压检测法1、发电机电压检测法检测点P的电压与发电机的端电压成正比。2、蓄电池电压检测法检测点P的电压与蓄电池的端电压成正比。适用于大功率发电机,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,30,2.4.4发电机调节器的型号,FT126CFT产品代号1电压等级代号2结构型式代号6设计序号C变形代号,产品代号,电压等级代号,结构型式代号,设计序号,变型代号,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,31,2.7交流发电机充电系的故障判断,（一）不充电本质：发电机不发电或充电线路有断路故障（二）充电电流过小本质：发电机输出功率不足或输出电压偏低（三）充电电流过大本质：发电机输出电压偏高,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,32,（四）充电电流不稳本质：发电机输出电压不稳定或充电线路接触不良（五）交流发电机有异响本质：发电机及零部件异常振动产生噪声,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,33,交流发电机充电系的过电压保护装置,过电压的产生1.非瞬变性过电压：调节器失灵2.瞬变性过电压1）抛负载瞬变2）磁场衰减瞬变3）点火系瞬变4）切换电感性负载瞬变,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,34,瞬变性过电压抛负载瞬变,即交流发电机正在向蓄电池充电过程中与蓄电池连接导线突然脱开，或者在没有蓄电池的情况下，突然断开其他负载。,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,35,瞬变性过电压磁场衰减瞬变,即由于点火开关转到断开位置而与蓄电池突然中断时，交流发电机的激磁绕组就会产生按指数衰减的负脉冲电压，幅值可高达50100V。,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,36,瞬变性过电压点火系瞬变,点火系产生的瞬变能量小，电压高，且重复变化。在正常工作情况下，此瞬时高压由蓄电池吸收。若无蓄电池，该瞬时高压就作用于晶体管调节器上，使之损坏。,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,37,瞬变性过电压切换电感性负载瞬变,在汽车运行中，不论什么时候切换一个电感性辅助电器（电喇叭、刮水器、电风扇等），都会产生自感引起的瞬变过电压，其严重程度决定于所切换电感负载的大小及输出线路的阻抗。一般不会造成元件的损坏。,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,38,过电压的保护,1.提高电子设备的定额不增加元件数量，不经济2.增加过电压保护装置稳压管保护电路,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,39,K,激磁绕组,调节器,稳压管保护电路（一）,VS,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,40,稳压管保护电路（二）,K,激磁绕组,调节器,VS,2020/5/4,华南热带农业大学机电学院刘燕霞,41,交流发电机由哪几部分组成？各起什么作用？试述三相同步交流发电机的工作原理。何谓交流发电机的特性？了解这些特性对我们有何指导意义？交流发电机在高速、满载时，如果突然失去负载，对晶体管有何危害？为什么？试述双级式电压调节器的工作原理。试述晶体管调节器的工作原理。发电机完全失去充电功能，可能是由哪些原因造成的？如何查