第二章交流发电机.ppt

1、第2章交流发电机，第2章交流发电机，第1节概述第2节交流发电机的结构第3节交流发电机的工作原理第4节交流发电机的特性第5节接触电压调节器第6节电子电压调节器第1节概述，第1节。发电机的功能，它是汽车电气系统的另一种低压电源。发电机的功能是将发动机的部分机械能转化为电能，为除起动机外的所有电气设备供电，并及时给蓄电池充电。交流发电机的优点：单位功率大，体积小，重量轻，节省铜材料，低速充电性能好，结构简单，故障少，使用寿命长，维修方便，调节器结构简单，很少产生干扰波，第二节交流发电机的结构，第二节交流发电机的结构，目前汽车交流发电机主要是三相同步交流发电机。它包括交流同步发电机和硅二极管整流器。以

2、下是交流发电机的结构示意图：1 .交流发电机结构示意图；2.交流发电机的主要部件，包括转子和定子的前后端盖、风扇和皮带轮；1.转子，是三相同步交流发电机的旋转磁场部分。它由转轴、两爪极、磁轭、励磁绕组、滑环等部分组成。转子当转子绕组与DC电源相连时，励磁电流流经励磁绕组，使绕组产生六对相互交错的磁极。定子，也称为电枢，是三相同步交流发电机的一个组成部分，产生三相交流电。定子由铁芯和三相绕组组成。2、定子(定子绕组的绕组原理)，1)为了使三相电动势相等，每相绕组中的线圈数和每个线圈的节距和匝数必须完全相等。2)为了使三相电动势相差120度，定子槽中三相绕组的起始端A、B和C(或末端X、Y和Z)的

3、排列必须分开120度(两个槽的宽度相等)。3。端盖，分为前端盖(驱动端)和后端盖(整流端)，其功能是支撑转子，安装和关闭内部部件。它们采用非磁性铝合金制成，漏磁小，重量轻，散热性能好。端盖中心设有滚珠轴承，外围设有通风孔和装配螺孔。3.1前端盖。前端盖的外侧是一个驱动发电机旋转的滑轮，所以它也被称为驱动端盖。3.2后端盖配有刷子和刷架。有两个电刷用于引入励磁电流。电刷导线连接到发电机后端盖上的磁场端子(标记为“F”或“磁场”)；铁刷的另一根引线用螺钉固定在后端盖上(标记为“一”或“接地”)。电刷通过压缩弹簧与转子上的两个滑环良好接触。3.3风扇，发电机后端盖有进气口，前端盖有出气口。当皮带轮与

4、风扇一起旋转时，空气以高速流过电机，以实现强通风和冷却。3.4皮带轮通常由铝合金制成，通过皮带将发动机的扭矩传递给转子。一般分为单槽和双槽。整流器，其功能是将三相交流电转换成直流电并向外输出。它由一个元件板和六个硅二极管组成。4.1组件板(也称为散热器板)，4.1组件板由铝合金制成，呈月牙形，通过尼龙或其他绝缘材料制成的垫圈与后端盖隔开，并用螺栓连接到后端盖的外侧(作为发电机的火线端子)。三个硅整流二极管正管压在组件板上。4.2硅整流二极管。目前，国内外使用的交流发电机大多在负极接地。因此，压在后端盖上的三个硅二极管的引线为二极管的负极，外壳为正极，俗称负极管或反烧管，外壳底部标有黑色；压在组

5、件板上的三个硅二极管的引线是二极管的阳极，外壳是阴极，通常称为六个硅二极管的安装如图：所示。第三，交流发电机的类型根据接地特性来划分：基本上所有的交流发电机都在负极接地，只有用于释放CA10B的JF13D在正极接地。根据通风的性质，有两种类型：风冷式和封闭式。根据安装方法，有三种类型：单吊脚型、双吊脚型和无吊脚型(或抱紧型)。交流发电机的类型按其结构形式可分为四类：一般交流发电机，即JF型；交流发电机带真空泵，即JFB型；带电压调节器的整体交流发电机，即JFZ型；无刷交流发电机没有电刷和集电环，即JFW型。第四章。交流发电机模型，交流发电机模型的命名是根据QC/T 731993编制汽车电气设备

6、模型的方法。目前，中国的正式命名方法是JFXXXXX。例如，JFW1311的前两个字母“JF”代表交流发电机。后一个字母表示产品类别(没有字母表示通用交流发电机；“Z”指带调节器的发电机；“乙”指带有真空泵的交流发电机；“w”代表无刷交流发电机)。第一个数字表示电压等级(“1”表示14V，“2”表示28V)，第二个数字表示功率(w):“1”表示180瓦“2”表示250瓦“3”表示350瓦，“5”表示500瓦“7”表示750瓦“8”表示1000瓦“9”。因此，JFW1311代表无刷交流发电机，14V，350瓦，设计序列号为11。第三节，交流发电机1的工作原理。交流发电机的发电原理，交流发电机通电

7、后产生的旋转磁场，其磁力切割定子线圈，从而在线圈中产生交变电动势。它产生交流电的基本原理仍然是电磁感应原理。实际的交流发电机是三相同步交流发电机，即转子速度与旋转磁场(同步速度)相同的三相交流发电机。三相交流发电机的工作原理是，当转子转动时，磁力线与定子绕组之间的相对运动在三相绕组中产生交变电动势，其频率为：公式中p极对数；发电机速度(rmin)。交流发电机各相绕组产生的电动势有效值为：其中k为绕组系数，f为感应电动势频率(赫兹)，n为各相绕组匝数，n为每极磁通量(Wb)。k、P和N都是固定发生器的固定值，因此它们被简化为后者。整流原理交流可以通过硅二极管的单向导电变成DC。三相桥式全波整流电

8、路的整流原理如图所示。组件板上的三个阳极管D1、D3和D5的阳极分别连接到发电机三相绕组的头端A、B和C。D1、D3和D5分别在三相交流电的正半周导通，根据该相绕组的正管导通电压最高的相。2.后端盖上的三个负二极管D2、D4和D6的阴极分别与发电机的三相绕组A、B和C相连。D2、D4和D6分别在三相交流电的负半周接通。哪个相电压最低，连接到该相绕组的负管导通。3.一根正极管和一根负极管同时导通。4.两条同时导通的管道总是将发电机的电压施加到负载的两端。第四节交流发电机的特性交流发电机的特性包括输出特性、空载特性和外部特性，其中输出特性是最重要的。1.输出特性(曲线)。交流发电机的输出特性也称为

9、负载特性或输出电流特性。它是指当发电机向负载供电并保持输出电压恒定时，输出电流与发电机转速之间的关系。1.输出特性(曲线分析)1。当发电机转速很低时，其端电压低于额定电压，发电机不能向外界供电；当速度达到空载速度n1时，电压达到额定值。当转速高于空载转速n1时，发电机可以在额定电压下向外界供电。因此，无武装冲突法2.当转速超过n1时，发电机的输出电流I将随着转速N的增加而增加；当速度等于n2时，发电机输出额定功率(即额定电流和额定电压的乘积)，因此速度n2称为满载速度。3.当发电机转速达到一定值时，发电机的输出电流将不再随转速的增加而增加。此时的电流值称为发电机的最大输出电流或电流限值。该性能

10、表明交流发电机具有自动限制电流的自我保护能力。交流发电机的最大输出电流约为额定电流的1.5倍。二是空载特性(曲线)，空载特性是指发电机空载时，发电机端电压与转速之间的关系，即当I=0时，U与N之间的函数关系。空载特性(曲线分析)从曲线可以看出，随着转速的增加。端电压迅速上升，当从自激电切换到自激电时，铅蓄电池可以充电，进一步证明了低速充电性能好的优点。因此，空载特性是判断硅整流发电机充电性能是否良好的重要依据。3.外部特性(曲线)，指当速度恒定时，发电机端电压和输出电流之间的关系。在不同的恒速下测试后，可以输出一组相似的外部特性曲线。外部特征(曲线分析)发电机转速越高，端电压越高，输出电流越大

11、。转速对电压有很大影响。当保持任何转速时，端电压随着输出电流的增加而降低。注：交流发电机的端电压受速度和负载变化的影响，必须配备电压调节器以保持电压恒定。否则，当发电机高速运行时，如果负载突然失去，其电压将突然上升，然后发电机中的二极管和调节器中的电子元件将有击穿的危险。在第5节“接触式电压调节器”中，汽车交流发电机必须配备电压调节器，以便与它们一起工作。这是因为在一定结构和恒定磁场强度的条件下，交流发电机的输出电压与交流发电机的转速成正比，而交流发电机是由发动机驱动的，当汽车正常运行时，发动机的转速变化很大。为了在不同速度下保持发电机电压恒定，有必要安装一个电压调节器。电压调节器包括接触电压

12、调节器和电子电压调节器。接触式电压调节器，可分为两种类型：双级接触式电压调节器(两对触点)和单级接触式电压调节器(一对触点)。这两种接触式电压调节器的基本原理是基于发电机的转速。通过改变触点的断开和闭合时间，励磁电流被改变，发电机电压保持恒定。两级接触式调压器，FT61型两级接触式调压器，动触头在两个静触头之间形成一对常闭低速触头K1和另一对常开高速触头K2，可调节两级电压，故称为两级接触式调压器。高速静触头与金属底座直接接地。在外部，只有两个端子用于点火(或火线、电枢、交流、交流和交流)和磁场(或交流)。低速触点K1与加速电阻(助振电阻)R1和调节电阻(附加电阻)R2并联；高速触点K2与发电

13、机的励磁绕组并联；温度补偿电阻器R3串联在磁化线圈电路中。此外，还有电磁铁芯、磁化线圈、动触头臂电枢、拉簧等。硅整流三相同步发电机的工作原理、相电压有效值的变化规律已有描述，其值为：硅整流发电机整流后输出的DC电压值也已知，因此，整流发电机的电压取决于转子转速N和磁极磁通。保持电压的调节原理该调节器的基本结构与FT61调节器相似，但具有以下特点：只有一个静触点，在中间位置，动臂上有两个动触点，形成常闭低速触点和常开高速触点。电阻值不同于FT61型。调节器的工作原理和过程与FT61相同。三是两级调节器的缺点，两级调节器基本上可以满足使用要求，但仍存在一些缺点：如接触间隙太小(0.2mm0.4mm

14、)，容易烧蚀；第一级调压和第二级调压之间有一个失控区域，使工作电压上升0.5V，不利于充电；同时，调节电压受负载影响很大。为克服两级调压器的上述缺点，设计了带灭弧系统的单触点调压器、单触点调压器和单级触点调压器。目前，带灭弧系统的单级接触式调压器有两种：带12V发电机的FT111调压器；带有24V发电机的FT211调节器。1.FT111调节器的结构与两级调节器基本相同，由磁轭、铁芯、磁化线圈、加速电阻、调节电阻、温度补偿电阻和触点组成。不同的是，FT111调节器已将双触点改为单触点。FT111调节器将一套灭弧系统并联到触点上。DQ2C接触式灭弧系统由二极管d、扼流线圈Q2和电容器c组成，在灭弧

15、电路工作过程中，当发电机转速上升，电压达到规定值时，磁化线圈Q1产生足够的吸力，使触点K断开，因此R1和R2串联在电路中，使发电机励磁电流急剧下降，电压下降。由于励磁电流的突然变化，在励磁绕组中感应出浪涌电压。结果，在励磁绕组中产生高的自感电动势。感应电流可以通过二极管D的扼流圈Q2形成一个回路，起到续流的作用，保护触点。触点k与电容c并联，通过扼流圈Q2加速浪涌电压的吸收，从而减少触点间的火花，达到保护触点的目的。FT111调节器的优点是，因为只有一对触点，所以调节和维护都很容易。接触振动频率高。该调节器除了加速电阻外，还采用了具有退磁功能的扼流圈Q2，提高了触头的振动频率，改善了电压波形。

16、电火花和无线电干扰很小。1.电子调压器的优点与接触式调压器相比，电子调压器具有以下优点：1)结构简单，运行可靠，故障少。2)由于电子调节器没有触点，所以不会产生接触火花，从而减少了对无线电设备的干扰。3)使用寿命长。电子稳压器有两种类型：可拆卸密封型和晶体管稳压器的基本元件，信号检测部分也称为电压敏感电路，其功能是检测高于规定值的电源电压并将其转换成另一个信号电压。开关控制部分的功能是将信号电压改变为用于控制电子开关的通断的控制电压。电子开关部分是根据控制电压的变化改变发电机励磁绕组电路的通断时间比的开关装置。4.晶体管稳压器的工作过程当发电机电压高于规定的电源电压时，电子开关会切断励磁电流，使发电机的输出电压迅速下降。当下降到规定电压时，开关再次接通励磁电流。重复地，实现振动电压调节器的触点的振动效果，并且发电机的输出电压被控制为稳定。晶体管调节器的一些例子，1。JFT126和JFT246调节器，2。JFT106调节器，3。集成电路调节器，集成电路，是指由许多半导体元件和其他电路元件组装在一个微小的基板上构成的电子电路。4.集成电路稳压器的优点，它是形状记忆合金使用集成电路调节器可以保持汽车电气系统的工作电压稳定，并且基本上不需要修理和调整调节器。可以增加发电机的励磁电流，以确保发电机的自励磁和电压积累。集成电路稳压器采用塑料或树脂封装，