汽车电气设备构造与维修 课件 项目三 交流发电机及调节器的检修

交流发电机基础知识汇报：包图网

导师：BAOTU发电机的作用一发电机的结构二交流发电机的工作原理三案例一位丰田卡罗拉轿车用户将车开到维修站，反映该车正常行驶时仪表内的“充电指示灯”突然亮起，需要检修。一、发电机的作用一、发电机的作用发电机是汽车的主要电源，其在整车上的位置如图所示。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。二、发电机的结构二、发电机的结构普通交流发电机一般由转子、定子、整流器、电压调节器、电刷组件、前端盖、后端盖、风扇、带轮等组成。二、发电机的结构转子的功用是通电后产生磁场。它主要由爪极、磁场绕组、集电环（也称滑环）和转子轴等组成。1、转子二、发电机的结构定子的功用是产生三相交流电，主要由定子铁芯和三相定子绕组两部分组成。2、定子定子铁芯由相互绝缘的内圆带槽的环状硅钢片叠加而成。定子槽内置有三相对称绕组，三相绕组大多数采用Y形（也称为星形）连接，三相绕组的连接点也称为中性点。三相绕组在定子槽内的排列，空间上相隔120°，且每相绕组的线圈个数、每个线圈的匝数和每个线圈的节距都完全相等。二、发电机的结构整流器的功用是将三相绕组产生的三相交流电转变为直流电。整流器由正、负整流板组成，每个整流板上安装3-4个二极管。3、整流器负极管：外壳为正极、中心引线为负极的二极管；正极管：外壳为负极、中心引线为正极的二极管。二、发电机的结构（1）6个二极管整流器与整流电路6个二极管整流器是在正、负整流板各安装3个二极管，组成的三相桥式全波整流电路。3、整流器（2）8二极管整流器与整流电路8个二极管整流器是在正、负整流板各安装4个二极管，它是在正、负整流板上各增加了1个中性点二极管，组成的三相桥式全波整流电路。二、发电机的结构端盖一般分成两部分，即前端盖和后端盖，起支撑转子、定子、整流器和电刷组件的作用。端盖一般用铝合金铸造，一是可有效地防止漏磁，二是铝合金散热性能好。后端盖上装有电刷组件。4、端盖及电刷组件电刷组件由电刷、电刷架和电刷弹簧等组成，电刷的作用是将电源通过集电环引入励磁绕组。二、发电机的结构交流发电机的前端装有带轮，内部装有风扇，由发动机的传动带通过带轮驱动发电机的转子轴和风扇一起旋转。5、带轮与风扇发电机工作时，定子绕组和励磁绕组中都会有热量产生，若温度过高会烧坏导线的绝缘部分，导致发电机不能正常工作，为了提高散热能力，有的发电机还装有两个风扇（前、后各一个）。三、交流发电机的工作原理三、交流发电机的工作原理电磁感应是指导体在变化的磁场中会产生感应电动势，当蓄电池通过电刷与滑环给转子的线圈通电时，转子线圈就会产生磁场，只要将转子转动，就会形成旋转的磁场，在磁场内的导体就会产生感应电动势。1、电磁感应现象三、交流发电机的工作原理发电机定子的三相绕组按一定规律分布在发电机的定子槽中，内部有一个转子，转子上安装着爪极和励磁绕组。当外部电路通过电刷使励磁绕组通电时，便产生磁场，使爪极被磁化为N极和S极。当转子旋转时，磁通交替地在定子绕组中变化，根据电磁感应原理可知，定子的三相绕组中便产生三相交变的感应电动势，这就是交流发电机的发电原理。2、发电原理三、交流发电机的工作原理交流发电机定子的三相绕组中，感应产生的是三相交流电，是通过6只二极管组成的三相桥式整流电路整流为直流电的。3、整流原理三、交流发电机的工作原理当发动机起动后，发电机定子三相绕组产生三相交流电动势，输送到整流器的二极管，由于二极管具有单向导通性，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，二极管依次循环导通，当3只正二极管负极端连接在一起时，正极端电位最高者导通；当3只负二极管正极端连接在一起时，负极端电位最低者导通。3、整流原理三、交流发电机的工作原理汽车上使用的交流发电机必须给励磁绕组通电才会有磁场产生而发电，否则将不能发电。将电流引入到励磁绕组使之产生磁场称为励磁。4、交流发电机的励磁方式自励他励三、交流发电机的工作原理（1）他励在发电机转速较低时（发动机未达到怠速转速），自身不能发电，需要蓄电池供给发电机励磁绕组电流，使励磁绕组产生磁场来发电。这种由蓄电池供给磁场电流发电的方式称为他励发电。4、交流发电机的励磁方式三、交流发电机的工作原理（2）自励当发电机能对外供电时，就可以把自身发的电供给励磁绕组，这种自身供给磁场电流发电的方式称为自励发电。4、交流发电机的励磁方式三、交流发电机的工作原理交流发电机励磁过程是先他励后自励。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1～2V以便对蓄电池充电，此时，由发电机自励发电。4、交流发电机的励磁方式蓄电池工作状况的检查电压调节器的功用一电压调节器的结构和工作原理二电子式和集成式电压调节器控制电路三电压调节器的应用四一、电压调节器的功用一、电压调节器的功用电压调节器一般安装在发电机的内部。功用是使交流发电机的输出电压保持恒定（一般为13～14V）。二、电压调节器的基本原理二、电压调节器的基本原理感应电动势与转子转速和磁极磁通成正比。当交流发电机的转速升高时，调节器通过减小发电机的励磁电流If来减小磁通Φ，使发电机的输出电压UB保持不变；当发电机转速下降时，可通过增大励磁电流，从而使输出电压保持恒定。

——电动势（V）

——发电机的结构常数

——发电机转子转速（r/min）

——转子的磁吸磁通（Wb）二、电压调节器的基本原理电子式电压调节器集成电路式电压调节器三、电压调节器的

结构和工作原理三、电压调节器的结构和工作原理现代轿车发电机都采用电子式电压调节器，它的内部主要由电子元件组成。1、电子式电压调节器三、电压调节器的结构和工作原理当发电机输出电压较低时，稳压二极管处于截止状态，VT2也处于截止状态，此时VT1有基极电流而导通，给发电机励磁绕组供电，发电机电压升高。当发电机输出电压上升到调节器的电压调整值（一般为13.7V）时，稳压二极管被击穿，VT2有基极电流而导通，此时VT1基极电位为0而截止，切断了励磁电流，发电机因无励磁电流，输出电压便下降，三、电压调节器的结构和工作原理2、集成电路式电压调节器的工作原理丰田车系发电机内装集成电路式电压调节器，该发电机调节器是由一块单片集成电路和晶体管元件等组成的混合集成电路调节器，装于发电机内部，构成整体式交流发电机，调节器为内装式外搭铁型。该调节器有6个接线端子F、P、E三个端子用螺钉直接和发电机连接，B端用螺母固定在发电机的输出端子“B”上，IG、L两个端子用金属线引到调节器的外部接线插座上。四、充电指示灯的控制电路四、充电指示灯的控制电路为了随时监测发电机工作是否正常，在组合仪表内安装有充电指示灯。发动机运行后，当充电系统工作正常时，充电指示灯应熄灭，充电系统工作不正常时，充电指示灯点亮。四、充电指示灯的控制电路部分车型安装的发电机在整流器上除安装6只大功率整流二极管外，还有3只小功率励磁二极管，变成了9个二极管的整流器。四、充电指示灯的控制电路在发动机起动期间，发电机不能对外输出电压，此时由蓄电池供给磁场电流，电流路径为：蓄电池+→点火开关SW→充电指示灯→电压调节器→磁场绕组→搭铁，充电指示灯点亮。当发动机起动后，发电机应能正常发电并对外输出，此时发电电压＞蓄电池电压，发电机自励发电，充电指示灯两端电压降为零，指示灯熄灭。蓄电池工作状况的检查发电机内部结构一转子，定子，整流器以及电刷组件二一、转子的检修一、转子的检修励磁绕组应无烧焦，集电环表面应无明显的沟槽，无明显烧蚀，轻微沟槽可用0号砂纸打磨；两集电环间隙处应无积聚物。1、外观检查一、转子的检修用数字万用表的低电阻档检测两集电环之间的电阻：2、转子绕组短路与断路的检查若阻值为“∞”，则说明断路；若阻值过小，则说明短路。一般阻值约为3.5～6Ω，若断路或短路一般都是整体更换发电机。一、转子的检修检查转子绕组与铁芯（或转子轴）之间的绝缘情况：3、转子绕组搭铁检查用万用表电阻档检测两集电环与铁芯（或转子轴）之间的导通情况；若电阻为零，说明有搭铁故障，正常为“∞”。二、定子的检修二、定子的检修定子绕组应无烧焦的痕迹，否则更换发电机总成。1、外观检查二、定子的检修用数字万用表的低电阻档检测定子绕组的三个接线端，两两接线端分别测量。2、定子绕组断路的检查正常时，阻值小于1Ω且相等；如阻值为“∞”，说明断路。阻值为零，说明短路。二、定子的检修检查定子绕组与定子铁芯绝缘情况。3、定子绕组搭铁检查用数字万用表电阻档测量定子绕组接线端与铁芯间的电阻；若电阻过小，说明有绝缘不良故障。正常应指示“∞”。三、二极管的检修三、二极管的检修1、正极管检修用数字万用表的电阻档，黑表笔接整流器输出端子，红表笔分别接整流器各接线柱，均应导通，否则说明该二极管断路，应更换整流器或发电机总成；如导通，再调换两表笔进行测试，此时万用表均应不导通，否则说明二极管短路，应更换整流器或发电机总成。三、二极管的检修2、负极管检修用数字万用表的电阻档，红表笔接整流器负极管的外壳，黑表笔分别接整流器各接线柱，万用表均应导通，否则说明该二极管断路，应更换整流器或发电机总成；如导通，再调换两表笔进行测试，此时万用表均应不导通，否则说明二极管短路，应更换整流器或发电机总成。四、电刷组件的检修二、定子的检修电刷表面不得有油污，且应在电刷架中活动自如，电刷磨损不得超过原高度的1/2（标准长度为10.5mm）；电刷架应无烧损，破裂或变形。1一电刷架2一游标卡尺3一电刷发电机内部结构一转子，定子，整流器以及电刷组件二蓄电池工作状况的检查0

1汽车发电机和蓄电池在实车上的配合应用掌握0

2整个的充电系统的控制原理掌握案例导入一辆大众轿车，行驶里程为3.6万千米。打开点火开关但不启动发动机时，发电机充电指示灯一直不亮。蓄电池亏电严重，使用较短时间就要更换。案例分析充电指示灯直接反映发电机的工作状态。在打开点火开关不起动发动机时，仪表板上的充电指示灯应该常亮，而该车充电指示灯不亮，表明充电系统控制电路有故障，可根据充电系统的控制电路对故障进行分析、排除。一、大众电源系统

控制电路的结构蓄电池交流发电机电压调节器充电指示器点火开关线束一、大众电源系统控制电路的结构二、大众电源系统

控制电路的特点1大众电源系统采用整体式发电机，调节器安装于发电机内部。2采用自激磁方式来给发电机提供电源。3发电机内部装有电容来稳定电枢电压。4采用１１管整流。5中性点参加整流提高发电机发电量。6发电机的散热条件好。二、大众电源系统控制电路的特点三、大众电源系统控

制电路工作原理三、大众电源系统控制电路工作原理三、大众电源系统控制电路工作原理（1）闭合点火开关后，发电机未运转或系统有故障时，蓄电池电流从＋极→熔断器→点火开关→充电指示灯→电子调节器Ｄ＋端和发电机磁场绕组→电子调节器ＤＦ端→调节器内后经开关三极管→调节器的接地端→蓄电池－负极。这时充电指示灯在蓄电池电压的作用下被点亮，表示不发电。同时，发电机磁场绕组的励磁电流经调节器后构成回路，开始给磁场绕组励磁。三、大众电源系统控制电路工作原理（2）当发动机运转后发电机运转，发电机的电枢Ｂ＋端向蓄电池充电并向汽车上其他用电负载供电。三、大众电源系统控制电路工作原理同时３个小功率的激磁二极管，（ＶＤ１、ＶＤ２、ＶＤ３）也输出电压，加在充电指示灯的右端，与充电指示灯左端的蓄电池电压形成等电位，因此指示灯熄灭表示已发电。三、大众电源系统控制电路工作原理与此同时，二极管ＶＤ１、ＶＤ２、ＶＤ３也给磁场绕组提供励磁电流，即磁场绕组的励磁方式由原来的它励变为自励。三、大众电源系统控制电路工作原理另外图中与中性点Ｎ端连接的二极管ＶＤ１０、ＶＤ１１是为了增加发电机的输出功率（约１０％～１５％）。蓄电池工作状况的检查案例一位丰田卡罗拉轿车车主来到汽车维修店，反映自己的轿车，打开点火开关充电指示灯不亮。根据车主描述的故障症状，维修技师对车辆进行了检查。最后确认故障原因是交流发电机励磁电路故障。一、车辆设置一、车辆设置1.安装车辆挡块。2.安装尾气收集管。3.打开车门，安装地板垫，

安装座椅套，安装转向盘套。4.进入车内，将点火开关旋至“ON”位，打开主驾驶侧电动车窗。二、故障检查与判断二、故障检查与判断1.进入驾驶室，起动发动机。2.用万用表测量发电机的电压。3.关闭点火开关旋至“