任务1.2 发电机的检修

汽车电气设备检修浙江省高职院校重点立项建设教材中高职一体化课程改革成果教材主编：刘美灵

陈哲机械工业出版社任务1.2发电机的检修任务情境一辆汽车起动后充电指示灯常亮，这说明汽车电源系统有故障。任务分析经过检查，发现在发动机转速达到2000r/min时，蓄电池端电压为11.6V，可以判断故障可能在发电机上。下面带大家学习发电机的结构、工作原理及检修等。知识目标1）掌握发电机结构和工作原理。2）掌握电压调节器功用及调压原理。技能目标1）能进行发电机的检测与维修。2）能进行电压调节器的检测与维修。素养目标1）培养规范操作和安全作业的职业素养。2）培养绿色、环保和7S规范等意识。3）树立严谨细致、精益求精的工匠精神。任务目标按总体结构分类：普通交流发电机：需独立装配电压调节器，多用于载货汽车。整体式交流发电机：发电机和调节器成整体，轿车普遍采用。带泵交流发电机：与真空助力泵安装在一起，多用于柴油机汽车。无刷交流发电机：没有电刷和集电环结构。永磁交流发电机：转子磁极采用永磁材料。一、发电机的分类按整流器结构分类：六管交流发电机：其整流器由6个硅二极管组成。八管交流发电机：具有2个中性点二极管的发电机，其整流器总成共有8个二极管。九管交流发电机：具有3个磁场二极管的发电机，其整流器总成共有9个二极管。十一管交流发电机：具有2个中性点二极管和3个磁场二极管的发电机，其整流器总成共有11个二极管。一、发电机的分类目前国内外生产的汽车用交流发电机多采用三相同步交流发电机。普通式与整体式结构大同小异，而与无刷式、永磁式差异较大。主要由转子、定子、电刷、整流器、前端盖、后端盖、带轮等组成。二、普通交流发电机的构造转子的作用是产生旋转的磁场，它主要由转轴、爪形磁极、磁轭、励磁绕组（又称磁场绕组）、集电环等部件组成。转子当有电流流过励磁绕组时，转子能建立一个按正弦规律分布的磁场。转子定子的功用是产生三相交流电，由定子铁心和定子绕组组成。定子绕组为三相对称绕组，安装在定子铁心的槽内。定子三相绕组的连接方法可分为星形联结和三角形联结两种。定子电刷组件(电刷、电刷架、弹簧)后端盖上安装有2个电刷，用于引入励磁电流，借弹簧张力与集电环保持良好接触。外装式可直接从外部拆装，检修方便，被广泛采用。内装式需拆下端盖后才能拆装，相对繁琐。端盖(前端盖与后端盖)安装轴承等零部件、支撑转轴和封闭内部构件。端盖与电刷组件组成与作用整流器由正整流板和负整流板组成。其作用是将三相定子绕组输出的交流电，通过三相桥式整流电路变成直流电向外输出。结构与极性区分大多由6只硅二极管组成，部分有3只小功率励磁二极管和2只中性点二极管。负极管：外壳为正极、中心引线为负极；正极管：外壳为负极、中心引线为正极。整流器3个正二极管安装在正整流板上，其整流板构成发电机的输出极（正极）。整流器3个负二极管安装在负整流板上，其整流板构成发电机的负极。整流器与三相定子绕组的连接三相桥式整流电路风扇与带轮在发电机前端盖前安装有风扇和V形带轮，由发动机通过V形带驱动发电机带轮和转子转动。1发电原理三、发电机的工作原理2整流原理三相交流电脉动直流电发电原理转子励磁绕组通电产生正弦磁场发动机带动发电机转子旋转定子产生三相交流电动势发电原理三相定子绕组感应出三相交流对称电动势发电原理发电机定子绕组所产生的电动势的有效值取决于发电机的转速和磁场的磁通。整流原理概述整流器是利用硅二极管的单向导电性，将交流电转换成直流电的装置。在汽车交流发电机中，整流是利用三相桥式整流电路来完成的。3个正二极管VD1、VD3、VD5组成共阴极接法，3个负二极管VD2、VD4、VD6组成共阳极接法。同一瞬间，只有与电位最低的一相相连的负二极管导通，与电位最高的一相相连的正二极管导通，两者将电压加在负载两端。整流原理0~t1时间段：VD5和VD4导通整流原理t1~t2时间段：VD1和VD4导通整流原理输出功率提升利用中性点二极管可提高发电机输出功率。当转速超过2000r/min时，输出功率可提高10%~15%。八管交流发电机的工作原理结构特点除了常用的6个二极管外，又增加了3个功率较小的专门用来供给磁场电流的磁场二极管。充电指示灯的作用指示发电机的工作情况发动机停车后变亮，提醒驾驶人及时关闭点火开关九管交流发电机的工作原理十一管交流发电机的工作原理整流器总成由6个三相桥式整流二极管、3个磁场二极管和2个中性点二极管组成。兼有八管交流发电机与九管交流发电机的特点和作用。励磁方式先他励由蓄电池给励磁绕组供电后自励由发电机给励磁绕组供电1功用当发动机转速变化时，自动对发电机的输出电压进行调节，使发电机的输出电压稳定。2工作原理四、发电机的电压调节器在发动机转速变化时，自动调节发电机励磁电流，使发电机电压保持稳定。晶体管式电压调节器利用晶体三极管的开关作用，控制发电机励磁电路的通、断，在发电机转速发生变化时，调节励磁电路的电流，使输出电压保持稳定。工作过程：在电压达到调节电压前，VS不导通，VT1不导通，VT2饱和导通，励磁电路接通。当电压达到调节电压时，VS导通，VT1导通，VT2截止，励磁电路切断，电压下降。如此反复维持稳定。五、电子式电压调节器的工作原理集成电路式电压调节器通过对电源电压变化的检测，利用晶体管的开关特性控制励磁电流。工作过程：在电压达到调节电压以前，VS1截止，VT1截止，VT2导通，励磁电路接通；达到调节电压时，VS1击穿导通，VT1导通，VT2截止，励磁电路切断。。五、电子式电压调节器的工作原理微机控制的电压调节电路是由ECU向磁场绕组提供一个固定频率的电流脉冲，通过改变占空比得到正确的励磁电流平均值，从而使发电机输出适当的电压。微机控制的电压调节电路如果ECU检测到发电机的输出电压低于规定电压值，它会使励磁电路搭铁的相对时间增长，即励磁电路的相对导通率增大，平均励磁电流增大，形成较强的磁场，提高输出电压。反之，则缩短相对搭铁时间，降低输出电压。微机控制的电压调节电路对晶体管式电压调节器进行检查前，应先了解电路特点：如果大功率晶体管处在接线柱“B”和“F”之间，按图a）接好可调直流电源。逐渐提高电压，6V左右时指示灯亮。13.5~14.5V时指示灯应熄灭，此为调节电压。若达6V不亮或超规定值不灭，说明有故障。如果处在接线柱“F”和“E”之间，按图b）连接测试。六、电压调节器的检查注意：必须弄清楚引出线的根数及接线方法，防电源极性接错烧毁。3引线集成电路式电压调节器的测试采用发电机电压检测法，如图所示。当V2指示值小于调节