汽车电工电子技术课件 任务5三相交流发电机

5.5发电机演讲人5.5.1发电机分类发电机在汽车上是主要的供电电源，供给全车除起动机外的一切电气设备的电能。同时向蓄电池充电，使蓄电池始终保持完好的充电状态。汽车用发电机可分为：直流发电机和交流发电机，由于交流发电机在许多方面优于直流发电机，直流发电机已被淘汰。而交流发电机按照结构又分为有刷发电机和无刷发电机。要注意，汽车所用的发电机电压等级分为12V及24V两种，前者多用于汽油机，后者多用于柴油车。5.5.2发电机结构一、有刷发电机有刷发电机的主要部件包括有转子、定子、前端盖、后端盖、皮带轮、风扇、轴承、整流器、调节器、刷盒等，如下图5.23所示。1-后端盖

2、3、4-碳刷及碳刷架

5-整流板

6-二极管7-转子

8-定子总成

9-前端盖

10-风扇11-皮带

图5.23

有刷交流发电机结构5.5.2发电机结构1、转子：在电机工作过程中，产生旋转磁场。转子由爪极、磁轭、磁场绕组、导电滑环、转子轴组成。2、定子：当发动机带动转子旋转，其结果就是电枢上的磁极在旋转，定子上的绕组切割这一旋转的磁极就产生交变电流，对外输出就形成交流电。3、端盖（1）主要起固定作用，固定定子部件、转子部件、整流器、调节器等。（2）将电机安装在发动机上。（3）端盖由铝合金制成，可减少漏磁，具有轻便，散热性好等特点。4、刷盒：主要是将从静止的供电系统中供应过来的直流电传送到转动的激磁绕组中去。5、整流器：汽车交流发电机用的整流器属于三相桥式全波整流电路，能将定子绕组产生的三相交流电变为直流电。5.5.2发电机结构6、皮带轮：主要传递扭矩。7、风扇：主要起冷却电机的作用。8、轴承：（1）分开发电机动、静部件。（2）减少转子转动的阻力。（3）支撑转子部件。9、调节器：调节发电机输出电压，控制激磁电流，即将交流发电机输出电压调节在规定范围内，使发电机输出电压不随发电机转速的波动出现大的变化。根据现有技术条件规定，交流发电机输出电压精度分为两个等级：28.3±0.3V；14.2±0.2V。调节器有三大特性：调节值特性、转速特性、负载特性。5.5.2发电机结构A）调节值特性：将发电机转速调至n=6000r/min时，同时加发电机10%负载，检查此时发电机输出电压应该在资料要求范围内（28V电机为：28.0-28.6V；14V电机为14-14.4V）。（B）负载特性：当环境温度和发电机转速一定，发电机输出电流从10%IR-85%IR变化时，调节电压的变化差值不应大于规定的数值，这一特性称为调节器的负载特性。我国标准QC/T29094-92规定，当环境温度Te=23±5℃、n=6000r/min时，调节器的负载特性为|△V|≤0.3V(12V系)或|△V|≤0.8V(24V系)。（C）转速特性：当环境温度和发电机输出电流一定，发电机转速在2000-10000r/min变化时，调节电压的变化差值不应大于规定的数值，这一特性称为调节器的转速特性。我国标准QC/T29094-92规定，当环境温度Te=23±5℃、I=10%IR(不低于2A)时，调节器的负载特性为|△V|≤0.3V(12V系)或|△V|≤0.5V(24V系)。5.5.2发电机结构二、无刷发电机无刷发电机的主要部件包括有转子，定子，前端盖，后端盖，皮带轮，风扇，轴承，整流器，调节器，激磁绕组等，大部分结构与有刷发电机相同，主要的区别是用电机控制器取代了电刷，采用的是电子换向的方式。1、激磁绕组：主要在发电机中产生激磁磁场。2、无刷转子:无刷转子的结构由轴、前磁极、后磁极组成，前磁极通过隔板（不导磁）与后磁极连接一起，后磁极和磁轭压装在轴上。有刷发电机结构简单、性能比较稳定，适用于要求不是太高的场合。无刷发电机寿命更长，也更加节能，但控制电路比较复杂，适用于一些更高要求的场合如无尘车间等。5.5.3发电机工作原理图5.249管有刷发电机工作原理图5.5.3发电机工作原理如图5.24所示，接通电源开关，发动机未发动前，蓄电池通过充电指示灯给发电机转子激磁线圈供电使其产生磁场，充电指示灯发光。发动机起动后通过传动皮带带动发电机转子旋转，当发动机转速达到一定高度（零电流转速），转子激磁线圈磁场与定子线圈有相对运动，使定子线圈感应三相交变电流，发电机开始发电；同时由于发电机发出的电压高于蓄电池电压，充电指示灯熄灭，蓄电池不再向发电机激磁线圈供电，激磁线圈由发电机自供电。调节器通过控制激磁电流的通断来控制电压的高低，使电压稳定在规定的值。主要性能指标①空载转速nA，发电机转速升高至首次开始输出电流时的转速。1②零电流转速no，发电机的电压已达到规定的试验电压Ｕt而尚无电流输出时的转速。2③最小工作转速nL，相当于发动机怠速时发电机的转速，国内标准规定该转速为1500r/min。3④额定转速nR，发电机输出额定电流IR时的转速，国内标准规定为6000r/min。4⑤最小工作电流IL，发电机在试验电压Ut，转速nL＝1500r/min时的输出电流;5⑥额定电流IR，发电机在试验电压Ut，额定转速nR时输出最小电流。6⑦最大电流Imax，发电机在试验电压Ut，最大工作转速nmax时的输出电流。75.5.4发电机性能特点及应用5.5.4发电机性能特点及应用⑧试验电压Ut，测试输出电流时所规定的电压值。国内标准规定，对配用电子式调节器的发电机，12V系统采用试验电压Ut＝13.5±0.1V，24V系统采用试验电压Ut＝27±0.2V。⑨最大工作转速nmax，发电机在试验电压Ut输出最大电流Imax下，至少正常连续工作15min以上的最大转速。（2）电气性能发电机试验电压、输出电流与转速之间的相互关系称为发电机的特性。A、输出特性指发电机试验电压不变(Ut＝常数)的情况下，输出电流与转速之间的关系(即I=f(n))的函数关系。利用输出特性曲线上的n0、n1、nR、nmax各转速所对应的I值，可以判断该发电机的低速性能及满足汽车用电设备所需电流的情况，为选择发电机提供主要依据。5.5.4发电机性能特点及应用B、外特性指发电机转速一定时输出电流与电压之间的关系。从外特性可知，随着输出电流的增大，发电机的输出电压下降较大。而当发电机在高速运转时，如果突然失去负载，其端电压会急剧升高，可能危及电子元器件的正常使用。C、空载特性指发电机无负载时发电机端电压与转速之间的关系。（3）其它特性A、发电机温升和耐热性发电机的温升与冷却风量、输出电流及转速有关，当发电机达到某转速之前，其温度逐渐上升，超过这一转速温度反而下降直至达到稳定。发电机温度的高低，直接影响发电机所需整流二极管、线圈的绝缘层、轴承润滑脂及调节器等的寿命，因此必须充分注意发电机安装部位的环境温度及本身的温升状态。5.5.4发电机性能特点及应用B、机械特性发电机的机械强度主要决定于发电机运行中的振动。发电机的振动受发动机的振动和自身振动的影响。发动机转速越高振动越大。在发动机安装部位的附近往往达到10-20g以上