第三章-发电机及调节器

1、 第三章第三章 发电机与调节器发电机与调节器 第一节第一节 发电机概述发电机概述 第三节第三节 交流发电机构造构造 第二节第二节 交流发电机工作原理工作原理 第四节第四节 其它型式的交流发电机其它型式的交流发电机 退出退出第五节第五节 交流发电机调节器交流发电机调节器 第六节第六节 发电机与调节器的检修调整发电机与调节器的检修调整课时：课时：8课时课时一、发电机的功用一、发电机的功用 在发动机怠速以上转速运转时，向除在发动机怠速以上转速运转时，向除起动机以外的所有用电设备供电，同时还向起动机以外的所有用电设备供电，同时还向蓄电池充电。蓄电池充电。汽车电源系统汽车电源系统蓄电池蓄电池发电机发电机

2、调节器调节器功用功用 返返 回回 上一页上一页 下一页下一页 体积小、重量轻、比功率大（体积小、重量轻、比功率大（W/Kg） 低速充电性能好低速充电性能好 工作可靠、结构简单、维修方便、使工作可靠、结构简单、维修方便、使用寿命长用寿命长 能节省大量铜材能节省大量铜材 配用调节器结构简单配用调节器结构简单 产生的无线电干扰信号弱等。产生的无线电干扰信号弱等。二、发电机的分类二、发电机的分类交流发电机的交流发电机的优点优点直流发电机直流发电机交流发电机交流发电机:换向器换向换向器换向:二极管整流二极管整流输出输出直流电直流电的发电机的发电机 返返 回回一、发电原理一、发电原理 三相绕组按一定规律分

3、布在定子铁芯上三相绕组按一定规律分布在定子铁芯上，彼彼此相差此相差120电角度；电角度； 转子绕组为磁场绕组，绕在转子铁芯上，转子绕组为磁场绕组，绕在转子铁芯上，当磁场绕组通入电流时，转子就会产生磁场。当磁场绕组通入电流时，转子就会产生磁场。流经磁场绕组的电流称为流经磁场绕组的电流称为磁场电流磁场电流。 当转子旋转时，因为定子绕组与磁力线之当转子旋转时，因为定子绕组与磁力线之间会产生相对运动，所以定子绕组就会切割磁间会产生相对运动，所以定子绕组就会切割磁力线，在三相绕组中就会感应产生力线，在三相绕组中就会感应产生频率相同频率相同、幅值相等幅值相等、相位互差相位互差120电角度的交流电动电角度的

4、交流电动势。势。发电原理图二、整流原理二、整流原理 1、整流二极管的导通原则、整流二极管的导通原则发电机输出的直流电压发电机输出的直流电压UUUAB34. 235. 1UUAB3在某一瞬间在某一瞬间,只有电压最高一相所连正二极管和只有电压最高一相所连正二极管和电压最低一相所连负二极管导通构成回路。电压最低一相所连负二极管导通构成回路。 返返 回回 上一页上一页 下一页下一页三相桥式整流电路三相桥式整流电路 及电压波形及电压波形2、整流二极管的工作状况、整流二极管的工作状况3、输出直流电压极性、输出直流电压极性4、中性点电压值及其作用、中性点电压值及其作用UUN21UN作用作用：用来控制各种用途

5、的继电器，如：用来控制各种用途的继电器，如磁场继电器、充电指示灯继电器等。磁场继电器、充电指示灯继电器等。 返返 回回 上一页上一页 下一页下一页三、激磁方式三、激磁方式当交流发电机低速运转当交流发电机低速运转， 剩磁较弱剩磁较弱 (软磁性材料软磁性材料) 二极管死区电压（约二极管死区电压（约0.6V）其输出电压低于蓄电池电压，采用他激。其输出电压低于蓄电池电压，采用他激。激磁电流由其它电源供给的激磁电流由其它电源供给的他激他激激磁电流由发电机本身供给的激磁电流由发电机本身供给的自激自激当交流发电机转速升高，当交流发电机转速升高，其输出电压略高于蓄电池电压时，采用自激其输出电压略高于蓄电池电压

6、时，采用自激交流发电机低速充电性能好的原因交流发电机低速充电性能好的原因 低速时采用他激低速时采用他激 发动机与发电机之间的传动比较大发动机与发电机之间的传动比较大 返返 回回 上一页上一页 下一页下一页JF132型交流发电机组件图型交流发电机组件图 1-电刷弹簧压盖；电刷弹簧压盖；2-电刷；电刷；3-电刷架；电刷架；4-后端盖；后端盖；5-整整流二极管；流二极管；6-正整流板；正整流板；7-转子；转子；8-定子；定子；9-前端盖；前端盖；10-风扇；风扇；11-驱动带轮驱动带轮 转子轴转子轴 磁轭磁轭减小磁路磁阻减小磁路磁阻 磁场绕组磁场绕组 56 爪极爪极 滑环滑环一、转子一、转子产生磁场

7、产生磁场组成组成1-滑环；滑环；2-转子轴；转子轴；3-爪极；爪极；4-转子铁芯；转子铁芯；5-磁场绕组磁场绕组磁轭磁轭N极极气隙气隙定子定子气隙气隙S极极磁轭磁轭磁路磁路1-转子铁芯；转子铁芯；2-磁场绕组；磁场绕组；3、6-磁极；磁极；4-定子铁芯；定子铁芯；5-定子绕组；定子绕组；7-漏磁通；漏磁通；8-转子轴转子轴相邻异性磁极间的气隙应大于转子与定子间的气隙相邻异性磁极间的气隙应大于转子与定子间的气隙注意注意 定子绕组（三相绕组）定子绕组（三相绕组）定子铁芯定子铁芯二、定子二、定子产生交流电产生交流电组成组成1-定子铁芯；定子铁芯； 2、3、4、5-定子绕组引线端定子绕组引线端 定子绕

8、组（三相绕组）定子绕组（三相绕组）定子铁芯定子铁芯二、定子二、定子产生交流电产生交流电组成组成Y 、 使三相绕组产生频率相同、幅使三相绕组产生频率相同、幅值相等、相位互差值相等、相位互差120度的三相对度的三相对称电动势。称电动势。连接方式连接方式绕制要求绕制要求 返返 回回 上一页上一页 下一页下一页三、整流器三、整流器将交流电变为直流电将交流电变为直流电(1) 整流二极管的极性整流二极管的极性六只二极管六只二极管三只引线为正极（正极管）三只引线为正极（正极管）三只引线为负极（负极管）三只引线为负极（负极管）(2) 整流二极管的结构型式整流二极管的结构型式 返返 回回 上一页上一页 下一页下

9、一页(2) 整流二极管的结构型式整流二极管的结构型式a型：将二极管外壳焊在金属散热板上型：将二极管外壳焊在金属散热板上c型：将二极管做成扁圆形型：将二极管做成扁圆形焊在金属散热板焊在金属散热板夹在金属散热板间夹在金属散热板间b型：将二极管型：将二极管PN结直接烧结在金属散热板上结直接烧结在金属散热板上d型：将二极管装在型：将二极管装在金属散热板的孔中金属散热板的孔中外壳孔中外壳孔中早期早期(3) 普通型交流发电机六只整流二极管的安装位置普通型交流发电机六只整流二极管的安装位置三只正极管安装在正整流板三只正极管安装在正整流板三只负极管安装在负整流板三只负极管安装在负整流板 (或后端盖或后端盖)(

10、 a ) 焊接式；焊接式； ( b ) 电路图；电路图； ( c ) 压装式；压装式；1-正整流板；正整流板； 2-负整流板负整流板(4) 整流器总成整流器总成长方形：长方形：JF13系列系列马蹄形：夏利轿车马蹄形：夏利轿车 形状形状半圆形：半圆形：CA1091用用JF1522A圆圆 形：丰田形：丰田1-负整流板负整流板 2-正整流板正整流板 散热筋条散热筋条 连接螺栓连接螺栓 正极管正极管负极管负极管 安装孔安装孔 绝缘垫片绝缘垫片 输出端子安装孔输出端子安装孔(4) 整流器总成整流器总成长方形：长方形：JF13系列系列马蹄形：夏利轿车马蹄形：夏利轿车 形状形状半圆形：半圆形：CA1091用

11、用JF1522A圆圆 形：丰田形：丰田 安装安装便于冷却便于冷却便于维修便于维修内侧内侧外侧外侧安装在后端盖安装在后端盖 返返 回回 上一页上一页 下一页下一页四、端盖四、端盖铝合金铝合金防止漏磁防止漏磁(1) 电刷组件电刷组件 组成组成电刷电刷电刷弹簧电刷弹簧非导磁材料，非导磁材料，重量轻，重量轻，散热性能好散热性能好电刷架电刷架1-电刷架电刷架 2-磁场接线柱磁场接线柱 3-电刷与弹簧电刷与弹簧 4-磁场接线柱磁场接线柱 安装型式安装型式内装式内装式外装式外装式：拆卸方便：拆卸方便(2) 四个接柱四个接柱电枢接柱电枢接柱B中性点接柱中性点接柱N磁场接柱磁场接柱F搭铁接柱搭铁接柱E 返返 回

12、回 上一页上一页 下一页下一页交流发电机的搭铁型式交流发电机的搭铁型式内搭铁内搭铁外搭铁外搭铁磁场绕组的一端经电刷在发电机磁场绕组的一端经电刷在发电机端盖上搭铁端盖上搭铁磁场绕组的两端均与端盖绝缘，磁场绕组的两端均与端盖绝缘，其中一端经调节器后搭铁其中一端经调节器后搭铁 皮带轮皮带轮风扇风扇1个个2个个前后端盖内，转子爪极两侧前后端盖内，转子爪极两侧前端盖与皮带轮，后端盖与转子爪极之间前端盖与皮带轮，后端盖与转子爪极之间通风散热通风散热 返返 回回 上一页上一页 下一页下一页一、交流发电机的分类一、交流发电机的分类(一一) 按总体结构不同分按总体结构不同分普通交流发电机普通交流发电机整体式交流

13、发电机整体式交流发电机带泵交流发电机带泵交流发电机无刷交流发电机无刷交流发电机永磁交流发电机永磁交流发电机 返返 回回(二二) 按整流器结构不同分按整流器结构不同分六管交流发电机六管交流发电机八管交流发电机八管交流发电机九管交流发电机九管交流发电机十一管交流发电机十一管交流发电机(三三) 按磁场绕组搭铁型式不同分按磁场绕组搭铁型式不同分内搭铁型交流发电机内搭铁型交流发电机外搭铁型交流发电机外搭铁型交流发电机 返返 回回二、其它型式的交流发电机二、其它型式的交流发电机(一一) 八管交流发电机八管交流发电机6只整流二极管只整流二极管2只中性点二极管只中性点二极管2 、中性点二极管的作用、中性点二极

14、管的作用1、 特点特点 8只二极管只二极管 中性点二极管能中性点二极管能提高交流发电机的输提高交流发电机的输出功率出功率 返返 回回(二二) 九管交流发电机九管交流发电机6只整流二极管只整流二极管3只激磁二极管只激磁二极管2 、激磁二极管的作用、激磁二极管的作用1、 特点特点 9只二极管只二极管 提供激磁电流提供激磁电流 控制充电指示灯控制充电指示灯 返返 回回 11只二极管只二极管(三三) 十一管交流发电机十一管交流发电机6只整流二极管只整流二极管2只中性点二极管只中性点二极管特点特点3只激磁二极管只激磁二极管 返返 回回 一块爪极压装在轴上，另一块爪极用铜焊一块爪极压装在轴上，另一块爪极用

15、铜焊（非导磁）焊在随轴转动的爪极上（非导磁）焊在随轴转动的爪极上(四四) 无刷交流发电机无刷交流发电机 磁场绕组由托架、支撑伸入两爪极空腔内磁场绕组由托架、支撑伸入两爪极空腔内固定不动固定不动1、 结构特点结构特点 取消了电刷与滑环取消了电刷与滑环2、 磁路磁路 返返 回回磁路磁路相邻异性磁极间的气隙应大于主气隙相邻异性磁极间的气隙应大于主气隙与附加间隙之和与附加间隙之和注意注意1-定子绕组；定子绕组；2-定子铁芯；定子铁芯；3、 4 -磁极；磁极；5-磁场绕组；磁场绕组；7-漏磁通；漏磁通； 9-转子轴；转子轴；10、11-端盖；端盖； 12-机座；机座；13-磁轭托架磁轭托架磁轭磁轭附加间

16、隙附加间隙g2托架托架附加间隙附加间隙g1N极极主气隙主气隙g定子定子主气隙主气隙gS极极磁轭磁轭 返返 回回3、优缺点、优缺点结构简单结构简单维护方便维护方便工作可靠工作可靠缺点缺点 两块爪极间的连接工艺困难两块爪极间的连接工艺困难优点优点 由于存在附加间隙由于存在附加间隙g1、g2，磁路磁阻，磁路磁阻增大。若要求发电机输出功率相同时，增大。若要求发电机输出功率相同时，磁场绕组的激磁功率必须加大磁场绕组的激磁功率必须加大。 返返 回回 第五节第五节 交流发电机调节器交流发电机调节器一、功用与分类一、功用与分类 (一）功用: 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

17、备，避免蓄电池过量充电。 返返 回回（二）分类电磁振动式电磁振动式电子调节器电子调节器按总体结构分按总体结构分单级电磁振动式单级电磁振动式双级电磁振动式双级电磁振动式（交流发电机调节器）二、电磁式调节器二、电磁式调节器基本结构及工作原理基本结构及工作原理（一）基本结构（一）基本结构电磁铁机构电磁铁机构触点组件触点组件调节电阻调节电阻 Rr铁芯铁芯线圈线圈磁轭磁轭触点触点静触点支架静触点支架衔铁衔铁弹簧弹簧（二）工作原理（二）工作原理1、当发电机电压、当发电机电压U Ux，但，但U 弹簧力矩弹簧力矩M触点触点K断开，调节电阻断开，调节电阻Rr串入磁场电路，串入磁场电路， U 4、U降到降到U1时

18、时，电磁力电磁力矩矩Me 弹簧力矩弹簧力矩M触点触点K闭合，调节电阻闭合，调节电阻Rr被短路，被短路，If,U（二）工作原理（小结）（二）工作原理（小结）1、当发电机电压、当发电机电压U Ux，但，但U 弹簧力矩弹簧力矩M触点触点K断开，调节电阻断开，调节电阻Rr串入磁场电路，串入磁场电路， U 4、U降到降到U1时时，电磁力矩电磁力矩Me 弹簧力矩弹簧力矩M触点触点K闭合，调节电阻闭合，调节电阻Rr被短路，被短路，If, U5、循环步骤、循环步骤3和和4，发电机电压稳定在调节电压发电机电压稳定在调节电压Ur。（一）（一）电子调节器的优点电子调节器的优点 调节电压稳定调节电压稳定 工作可靠性高

19、工作可靠性高 使用寿命长使用寿命长 无需维修无需维修 能满足大功率发电机的要求能满足大功率发电机的要求 对无线电干扰小对无线电干扰小 返返 回回三、电子式调节器结构及工作原理三、电子式调节器结构及工作原理（二）电子调节器的分类（二）电子调节器的分类(一一) 按结构型式分按结构型式分分立元件调节器分立元件调节器集成电路调节器集成电路调节器(二二) 按装配方式分按装配方式分外装式调节器外装式调节器内装式调节器内装式调节器 返返 回回(三三) 按功能分按功能分普通电子调节器普通电子调节器带充电指示控制继电器调节器带充电指示控制继电器调节器(四四) 按发电机搭铁型式分按发电机搭铁型式分内搭铁型电子调节

20、器内搭铁型电子调节器外搭铁型电子调节器外搭铁型电子调节器带过压控制器调节器带过压控制器调节器 返返 回回检测电路：组成：控制电路：开关电路：（三）电子调节器的组成（三）电子调节器的组成、1 、3 R1R1 + R2U1、2 2UR1 返返 回回UUwbe1当U=U2时（四）电子调节器的工作原理（四）电子调节器的工作原理稳压管导通URRRUR11122 返返 回回UUwbe1当UU1时UR1R1R1 + R2U1稳压管截止 返返 回回URRRUUURwbe111221导通条件截止条件当U=U2时当UU1时UR1UUwbe1R1R1 + R2U11、稳压管的导通和截止条件、稳压管的导通和截止条件

21、返返 回回2、电子调节器的工作过程、电子调节器的工作过程 返返 回回1. 当当 U U1时时稳压管、三极管T1截止，三极管T2导通，激磁电流由蓄电池提供UR1 R1R1 + R2U1 U1 U2 UR1 Uw+Ube1 返返 回回 = Ce nn U 1. 当当 U U1, 但但 U U2时时UR1=R1R1 + R2U U U2 UR1 U1, 且且 U U2时时 返返 回回3. 当当 U 上升到上升到U2 时时稳压管、三极管T1导通，三极管T2截止，切断激磁电路UR1=R1R1 + R2U2= Uw+Ube1 返返 回回 = Ce nIf U 3. 当当 U 上升到上升到U2 时时 返返

22、回回4. 当当 U 下降到下降到 U1 时时稳压管、三极管T1截止，三极管T2导通，接通激磁电路UR1=R1R1 + R2U1 Uw+Ube1 返返 回回 = Ce n If U重新上升 4. 当当 U 下降到下降到 U1 时时 返返 回回调节器重复上述步骤 3 和 4，将发电机电压5. 当当 U重新上升到重新上升到U2 时时控制在调节电压下限U1与上限U2之间。 返返 回回1.当UU1时，UR1U1，且UU2时， UR1Uw+Ube1, DW与T1仍截止，T2 仍导通，激磁电流由发电机提供。3. 当U=U2时， UR1=Uw+Ube1，DW导通，T1有基极电流，T1导通， T2截止，切断激磁

23、电路，U下降。4. 当U下降到U1时， UR1Uw+Ube1，DW、T1截止， T2导通，接通激磁电路，增大，U升高。5.当U重新上升到U2时，调节器重复上述步骤3和4，将发电机电压控制在调节电压下限U1与上限U2之间。 2、电子调节器的工作过程（小结）、电子调节器的工作过程（小结） 返返 回回控制充电指示灯的常用方法控制充电指示灯的常用方法 利用中性点电压，通过继电器或电子利用中性点电压，通过继电器或电子控制器进行控制；如控制器进行控制；如EQ1092EQ1092和和CA1092CA1092 利用发电机电压，通过继电器或电子利用发电机电压，通过继电器或电子控制器进行控制；控制器进行控制； 利

24、用九管交流发电机进行控制。如利用九管交流发电机进行控制。如 JFW2621JFW2621型交流发电机型交流发电机 返返 回回四、充电指示灯的控制四、充电指示灯的控制 第六节第六节 发电机与调节器发电机与调节器 检修调整检修调整一、交流发电机的检查、装复与调整一、交流发电机的检查、装复与调整(一一)分解分解（从略） 顺序:从后向前、从上到下、先总成后零件(二二)检查检查 1、磁场绕组、磁场绕组：用万用表的电阻R1档，两触针分别接绕组两 端测量其电阻。阻值为，绕组断路，应更 换；阻值远小于标准值，说明匝间短路，应更 换；用R10K档（有刷式用交流试灯）检查绝缘 情况，正常值为（或交流试灯不亮），否

25、则 更换。2、检查整流器、检查整流器方法：方法：用万用表的电阻R1档，一触针接整流板，另一触针接 整流器引线，测量一次，然后调换触针再测量一次。判断：判断：若两次测得的阻值一大（）一小（810），则该 二极管良好；若两次测得的阻值均为，则该二极管开 路；若两次测得均为零，则该二极管短路；若两次测得 均为810，则该二极管被击穿。处理：处理：二极管开路、短路、击穿( (稳压二极管除外) )均应更换3、检查定子绕组、检查定子绕组短路、开路的检查：短路、开路的检查：用万用表的电阻用万用表的电阻R1档检查定子绕档检查定子绕 组短路、开路，将定子置于胶板的工组短路、开路，将定子置于胶板的工 作台面上，使

26、三相绕组接线端朝上，作台面上，使三相绕组接线端朝上， 并保持与铁芯不接触，一触针接一线并保持与铁芯不接触，一触针接一线 端，另一触针分别接其它线端测量阻端，另一触针分别接其它线端测量阻 值。正常值小于值。正常值小于1，且相等，否则，且相等，否则 更换。更换。搭铁的检查：搭铁的检查：用用R10K档（或用交流试灯）检查绝缘情况，档（或用交流试灯）检查绝缘情况， 一触针接定子线头，另一触针接铁芯。正常值一触针接定子线头，另一触针接铁芯。正常值 为为，否则更换。，否则更换。4、其它、其它 检查前后轴承有无卡滞、松旷现象，如有应更换检查前后轴承有无卡滞、松旷现象，如有应更换 检查爪极与定子铁芯有无刮碰痕

27、迹，如有应检查转子的检查爪极与定子铁芯有无刮碰痕迹，如有应检查转子的 摆差，应不大于摆差，应不大于0.10mm,否则校正。否则校正。( (三三) )装配装配 装配顺序与拆卸相反。注意装配顺序与拆卸相反。注意:当安装前后端盖的连接螺当安装前后端盖的连接螺 栓时，要对称交替拧紧，同时转动转子栓时，要对称交替拧紧，同时转动转子,看转子与前后看转子与前后 端盖是否同心端盖是否同心.二、调节器的检查调整二、调节器的检查调整1、外搭铁型调节器的判断、外搭铁型调节器的判断 当确认发电机不发电，其它零件均检测正常时，将发电机固定到台钳上，拆开当确认发电机不发电，其它零件均检测正常时，将发电机固定到台钳上，拆开

28、磁场绕组接到调节器的线，并使磁场绕组一端搭铁，另一端用导线接与发电机等电磁场绕组接到调节器的线，并使磁场绕组一端搭铁，另一端用导线接与发电机等电压的蓄电池正极，蓄电池负极接到台钳上，同时发电机的电枢接柱接压的蓄电池正极，蓄电池负极接到台钳上，同时发电机的电枢接柱接21W的试灯，的试灯，试灯另一端接台钳。然后用力拉绕于皮带轮的绳子，观察试灯是否强亮，强亮，则试灯另一端接台钳。然后用力拉绕于皮带轮的绳子，观察试灯是否强亮，强亮，则为调节器损坏，应予更换。为调节器损坏，应予更换。 若发电机在车上线路连接正常时，用导线将调节器磁场接柱搭铁，启动车辆，若发电机在车上线路连接正常时，用导线将调节器磁场接柱搭铁，启动车辆，控制油门开度在中下负荷以下，若电流表显示充电指示值增大，说明调节器损坏，控制油门开度在中下负荷以下，若电流表显示充电指示值增大，说明调节器损坏，应更换。如应更换。如CA1