3发电机检修（课堂PPT）

任务一交流发电机,1、发电机结构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。,交流发电机结构,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。,一、转子,转子：转子的功用是产生旋转磁场。转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成，见图。,转子产生旋转磁场,当两集电环通入直流电时（通过电刷），磁场绕组中就有电流通过，并产生轴向磁通，使爪极一块被磁化为N极，另一块被磁化为S极，从而形成六对相互交错的磁极。当转子转动时，就形成了旋转的磁场。,二、定子,定子：定子的功用是产生交流电。定子由定子铁心和定子绕组成。见图,定子,定子铁心由内圈带槽的硅钢片叠成，定子绕组的导线就嵌放在铁心的槽中。定子绕组有三相，三相绕组采用星形接法或三角形（大功率）接法，都能产生三相交流电。三相绕组的必须按一定要求绕制,才能使之获得频率相同、幅值相等、相位互差120的三相电动势。,整流器,三、整流器,交流发电机整流器的作用是将定子绕组的三相交流电变为直流电6管交流发电机的整流器是由6只硅整流二极管组成三相全波桥式整流电路6只整流管分别压装（或焊装）在两块板上。,1.汽车用硅整流二极管特点,A.只有一根引线见图。并且有的二极管引线是正极，有的二极管引线是负极，引出线为正极的管子叫正极管，引出线为负极的管子叫负极管，所以说整流二极管有正二极管和负二极管之分。B.工作电流大，正向平均电流50A，浪涌电流600A；C.反向电压高，反向重复峰值电压270V，反向不重复峰值电压300V；,3.整流管的安装,将正极管安装在一块铝制散热板上，称为正整流板；将负极管安装另一块铝制散热板上，称为负整流板，也可用发电机后盖代替负整流板。,四、端盖及炭刷组件,端盖一般分两部分（前端盖和后端盖），起固定转子、定子、整流器和电刷组件的作用。端盖一般用铝合金铸造，一是可有效的防止漏磁，二是铝合金散热性能好。后端盖上装有电刷组件，有电刷、电刷架和电刷弹簧组成。电刷的作用是将电源通过集电环引入磁场绕组。,四、端盖及炭刷组件,端盖一般分两部分（前端盖和后端盖），起固定转子、定子、整流器和电刷组件的作用。端盖一般用铝合金铸造，一是可有效的防止漏磁，二是铝合金散热性能好。后端盖上装有电刷组件，有电刷、电刷架和电刷弹簧组成。电刷的作用是将电源通过集电环引入磁场绕组。,五、磁场绕组的内搭铁型和外搭铁,内搭铁型发电机：磁场绕组负电刷直接搭铁的发电机（和壳体直接相连）。外搭铁型发电机：磁场绕组的两只电刷都和壳体绝缘的发电机。外搭铁型发电机的磁场绕组负极（负电刷）接调节器，通过后再搭铁。,电压调节器,任务二发电机原理,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。,1、发电,17,2、整流,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、电压调节,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、电压调节,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。n，C不变,发动机转速低,发动机转速高,U=Cn,任务三交流发电机的拆装与测试,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）和正向压降。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.测量发电机磁场绕组,磁场绕组电阻一般为3-5。当绕组断路时，用200W/220V电烙铁焊接。指针式表置R1挡，数字式表置OHM200挡位,3.测量发电机定子绕组,定子绕组电阻一般为0.2-0.8。转子与定子间气隙不超过1.0mm.当绕组断路时，用50W/220V电烙铁焊,4.测量整流器,二极管检测：万用表置于“”档的R1位置或二极管检测档。用万用表的两个表笔分别接在被测二极管的两极上检测，然后交换两表笔的位置再检测。若两次测得阻值为一大一小，则二极管正常；否则为短路或断路。整流器检测：检测正极管和正极型中性点二极管时，先将万用表（R1挡）红表笔接正整流板，黑表笔分别接二极管电极引线端，万用表均应导通。检测负极管和负极型中性点二极管时，先将万用表黑表笔接负整流板，红表笔分别接负极管引线端，万用表均应导通。,任务五汽车电源系统的电路与故障分析,汽车电源系统主要包括：a、发电机（整流器、调节器装在发电机内）b、蓄电池c、放电警告灯d、点火开关e、电流传感器f、温度传感器、电源控制ECU等。,返回,现代轿车电源系统的组成,发电机输出端子的认识现代轿车一般均采用整体式交流发电机，整体式交流发电机的输出端子主要有两种，一种是采用发电机电压检测法的整体式交流发电机，如图3-2所示，输出端子有“B”和“L”（或“D”），另一种是采用蓄电池检测法的，输出端子有“B”、“S”和“L”。,图3-2整体式交流发电机接线端子图（a）采用发电机电压检测法（b）采用蓄电池检测法,现代轿车电源系统的组成,现代轿车电源系统的作用（1）当发动机未运转时，蓄电池给用电设备提供所需的全部电能，蓄电池额定电压12V（2）当发动机运转时，发电机也运转并发电，发电机给全部用电设备提供所需的电能，同时给蓄电池充电，发电机电压14V.（3）当发动机怠速时，由于速度较低，发电机的发电量可能不能满足全车用电设备用电，此时应提高发动机的怠速转速（发动机怠速控制），满足全车用电设备用电，必要时关掉高耗能用电设备。,图3-1汽车电源系统的组成,（4）发动机运转而发电机不能正常供电时，充电指示灯亮，表示发电机故障，应及时修理。此时蓄电池可以暂时给全车供电（最多可行驶十几公里），保证汽车迅速进入修理厂修理。,图3-1汽车电源系统的组成,汽车电源充电系统常见故障现象不充电充电电流太小充电电流太大,返回,汽车电源充电系统发生故障原因发电机故障整流器故障调节器故障传感器故障线路故障,返回,故障排除时必须牢记的要点当电池电量低时，该系统限制一些电气系统的工作。因此，在进行这些系统的故障排除前检查或询问客户是否有“限制电气设备工作”的信息显示。,车辆来到维修店,后窗除雾器有时不工作,没有显示,是否有“限制电气设备工作”显示?,车辆来到维修店,检查电池电压和DATALIST中关于电源控制系统的内容,进行各系统的检查流程,没显示,5.2发电机充电故障分析,一、不充电不充电的可能原因有：连接导线断路、短路、连接处松动等。发电机损坏。如转子或定子绕组短路或断路、电刷磨损、硅整流二极管损坏等调节器损坏或电压值太低。二、过充电过充电引起蓄电池寿命缩短，主要原因是调节器电压值太高。,充电不足的可能原因有：连接导线有轻微的短路、连接点松动或接触不良等。发电机故障。如转子或定子绕组层间短路、电刷磨损或弹簧弹力不足、硅整流二极管不良或个别二极管开路、皮带过松等。调节器电压值调整不当（太低）。电源控制ECU有故障,EXIT,4捷达轿车发电机就车检查发电机还可以在汽车上进行试验。将蓄电池搭铁线暂时拆下，把一块040A的电流表串接到发电机火线B接线柱与火线原接线之间，再把一块050V的电压表接到“B”与“E”之间，再恢复蓄电池的搭铁线，以保证操作安全。起动机起动发动机，并提高转速，当发电机转速为2500r/min时，电压应在14V或28V以上，电流应为10A左右。此时打开前照灯、雨刮器等负荷，电流应为20A左右，表明发电机工作正常。,5电源系统故障诊断与排除（1）蓄电池故障的诊断蓄电池的工作情况可以通过放电计或万用表通过蓄电池的放电电压来判断。用万用表在起动状态下就车测量蓄电池的放电电压，如果电压小于7.5V应予更换。放电计可以直接测量放电电压。一般蓄电池的寿命为2年左右，免维护蓄电池稍长，当经常出现冷启动困难，同时放电电压低于规定值，应及时更换蓄电池。更换后的蓄电池应由专业部门进行回收，不可随意丢弃，防止环境污染。,5电源系统故障诊断与排除,（2）充电系统不充电（充电指示灯常亮）故障诊断1）故障现象当充电系统正常时，发动机怠速或转速升高到比怠速转速稍高发电机输