交流发电机的结构及检修.ppt

1、学习情景2:交流发电机的维护，学习目标1。交流发电机2的结构和类型。交流发电机3的工作原理和特点。交流发电机4的电压调节器。电压调节器的工作原理5。交流发电机和电压调节器6的使用。典型汽车电源系统电路7。充电系统8的典型电路。电力系统故障诊断与排除2.1交流发电机的结构与维护。2.1.1交流发电机的结构和类型一、发电机的功能汽车电池的容量有限，不能满足汽车长距离行驶的需要。因此，除了储电，汽车还装有发电机。发电机的主要功能如下：发电机是汽车电气系统的主电源，由汽车发动机驱动。当它正常工作时，它向除启动器以外的所有电气设备供电，并给蓄电池充电，以补充蓄电池在使用中消耗的电能。汽车发电机可以分为直

2、流发电机和交流发电机。汽车交流发电机因其体积小、重量轻、结构简单、维修方便、使用寿命长、低速充电性能好等显著特点，被广泛应用于汽车上代替直流发电机。目前，汽车采用带二极管整流电路的三相交流发电机将交流电整流成直流电，因此汽车交流发电机输出直流电。发电机在发动机上的位置，发电机，2。汽车交流发电机的分类，1。从整体结构来看，(1)普通交流发电机(使用时需要配备调压器的发电机)，如JF132(东风EQ140)，主要用于卡车和公共汽车。(2)集成交流发电机(发电机和调节器组成集成发电机)。例如，别克轿车的发动机装有CS发电机(包括CS121、CS130和CS144)，这种发电机主要用于汽车。(3)带

3、泵交流发电机(发电机装有汽车制动系统的真空增压泵)，如JFZB292发电机。主要用于柴油车(4)的无刷交流发电机(无刷发电机)，如JFW1913发电机。(5)永磁交流发电机(磁极由永磁体制成的发电机)；(2)根据磁场绕组的接地方法，(1)接地交流发电机的励磁绕组一端引出并与发电机外壳绝缘，另一端与发电机外壳连接。例如，在东风EQ1090汽车JF132交流发电机(2)中，外部接地交流发电机的励磁绕组两端与发电机外壳绝缘，并通过调节器接地。例如，解放CA1091汽车JF152D，根据安装的二极管数量分类(1)6管交流发电机JF1522(解放CA1091) (2)8管交流发电机JFZ1542(天津李

4、霞汽车)(3)9管交流发电机JFZ141(BJ1022轻型卡车)(4)11管交流发电机JFZ1913Z(奥迪和桑塔纳汽车)A:具有中性点二极管B:磁场二极管C:中性点和磁场二极管，3交流发电机的型号，第一部分是产品名称代码。通讯；F-发电机。z积分型；B-带泵；w型无刷JF交流发电机：JFZ整体交流发电机：JFB泵交流发电机；JFW无刷交流发电机。第二部分是分类代码，即电压等级代码，用阿拉伯数字112伏表示；224伏；66V .第三部分是当前等级代码，用阿拉伯数字表示，如表31和表3-1所示。第四部分是设计序号，根据产品设计顺序用阿拉伯数字表示。第五部分是变型代码，交流发电机将调整臂的位置作为

5、变型代码。从驱动端看，向右；Z-左。例如，JF152代表交流发电机，其电压电平为12V，电流电平为5059A，这是第二次设计。桑塔纳和奥迪100轿车用JFZ1913Z交流发电机是一台电压等级为12V、电流等级为90A的整体式交流发电机，为第13次设计，调节臂在左侧。4.交流发电机结构普通交流发电机一般由转子、定子、整流器、前后端盖、风扇、皮带轮等组成。图2-1整体交流发电机的结构(1)定子组件(电枢)(a)用于产生三相感应电动势。它基本上由定子铁芯和三相定子绕组等组成。定子铁芯由带有内环槽和相互绝缘的硅钢片组成。定子绕组中有三组线圈，对称地嵌入定子铁芯的槽中。(三)三相绕组的连接方式大多数汽车

6、交流发电机采用Y型连接方式，只有少数大功率交流发电机采用Y型连接方式。一)Y型连接；b)形式连接法，(2)转子组件(a)能产生旋转磁场，(b)基本上由转子轴、两爪极、磁轭、励磁绕组、集电环等组成。两个爪极压在转子轴上，爪极加工成鸟嘴形状。励磁绕组和磁轭安装在爪极的空腔中。滑环由两个相互绝缘的铜环组成，铜环压在转子轴上并与轴绝缘。两个滑环分别与励磁绕组的两端连接。1-集电环；2-转子轴；三爪极；4-轭；5-励磁绕组，(3)电刷组件(a)向发电机磁场绕组提供磁场电流。(b)电刷组件的组成两个电刷、电刷架、电刷弹簧等。(3)刷材料石墨刷和刷握的结构有内部和外部结构，刷组件1-刷握；2-磁场终端；3-

7、刷子和弹簧；4-“磁场”端子，电刷架a)外部安装；b)内置型；交流发电机的励磁绕组直接接地在发电机内部。两个电刷的其中一个引线连接到与后端盖绝缘的励磁端子“F”，另一个引线直接连接到发电机外壳上的接地端子“F”。外部接地交流发电机的励磁绕组通过调节器接地，两个电刷端子与发电机外壳绝缘，分别用“F1”和“F2”表示，其一端通过调节器接地至发电机外部。(a)内部接地交流发电机(b)外部接地交流发电机(4)整流器(a)将发电机定子绕组产生的三相交流电转换成直流电输出到外部(b)形成正负整流板，二极管交流发电机的整流器一般是由六个硅整流二极管组成的三相全波桥式整流电路。它分为正二极管(中心引线为正)和

8、负二极管(中心引线为负)，整流板也称为冷却板(铝)，用于安装硅整流二极管。注意：负整流板也可以用发电机的后盖代替。两块板绝缘在一起，通过尼龙或其他绝缘材料制成的垫圈与后盖分开，并固定在后盖上。a)整流器板b)整流器组件1-负整流器板；2-正整流板；3-散热器；4-连接螺栓；5-正电极管；6-阴极射线管；7-安装孔；8-绝缘垫；9-电枢连接柱安装孔，硅整流二极管的六个硅二极管安装图，a)焊接型；b)电路图；c)压装图1-正整流板；2-负整流板，二极管极性，正二极管三个二极管安装在正整流板上，出线为正，外壳为负，外壳底部标有红字。3个正极二极管通过公共阴极连接，公共端子连接到发电机火线接线柱“B”

9、(“B”、“A”或“电枢”接线柱)。三个负二极管安装在发电机的负极组件板或后端盖上，引出线为负极，外壳为正极，外壳底部标有黑色字符。三个正极二极管通过公共阳极连接，公共端连接至发电机接地柱 (或“E”柱)。交流发电机的三个正二极管和三个负二极管的引线端子通过三个端子一一对应连接，分别连接到定子绕组的A、B、C端子，形成三相桥式全波整流电路。(5)前后端盖(a)端盖的功能安装轴承和其他零件，支撑旋转轴并关闭内部部件。(b)端盖与其他部件之间的装配关系前端盖前端装有风扇和滑轮，后端盖装有电刷组件和整流器。材料前面和当风扇与皮带轮一起转动时，空气高速流过发电机，进行强制通风和冷却。(三)料扇一般用低

10、碳钢板冲压，滑轮一般用铸铁或铝合金铸造。2无刷交流发电机没有带电刷和滑环的交流发电机(理解)。优点：(1)无电刷和滑环，无因电刷和滑环接触不良而引起的发电不稳定或故障。(2)工作时没有火花，这也减少了无线电干扰。缺点：(1)爪极之间的连接过程困难；(2)由于磁路中的间隙增大，在发电机输出功率相同的情况下，需要增大励磁电流。无刷交流发电机分为爪极型、励磁机型、永磁型和电感型。爪极型和电感型更常见。1)爪极无刷交流发电机的结构特点励磁绕组是固定的，不随转子旋转；2)爪极无刷交流发电机的工作原理和磁路如下图所示。1-定子绕组；2-定子铁芯；3、4爪极；5-磁场绕组；6轴；7-前端盖；8-后端盖；9-

11、壳牌；10-轭架，爪极和轴之间有一个空腔，轭架穿入爪极空腔。轭架、爪极和转子轭之间留有额外的间隙g1和g2，用于转子旋转。3)爪极无刷交流发电机的优缺点是：结构简单，维护工作量小，工作可靠；没有火花的工作。缺点是：制造工艺要求高，焊接困难；复杂的结构。(2)电感无刷交流发电机由定子、转子、整流器和外壳组成。它的转子由一个齿轮状的钢板铆接而成，钢板上有几个沿圆周均匀分布的齿形凸极，但没有磁场绕组。磁场绕组和电枢绕组放置在定子槽中。原则上，当磁场绕组通电时，定子铁芯中产生固定磁场(右上和左下为S极；左上角和右下角是n极)。因为转子4的凸齿部分的磁通量容易通过，所以磁感应强度最大，从而形成磁极。然而

12、，转子的每个凸齿没有固定的极性。当它面对定子N极时，它是S极，当它面对S极时，它是N极。2.1.2交流发电机的工作原理和特点，1。交流发电机的工作原理。发电原理(1)发电机内部有一个由发动机驱动的转子(产生旋转磁场)励磁绕组，用直流电通电产生磁场，使两个爪极磁化，形成六对N极和S极交错的磁极，与转子一起旋转形成旋转磁场(2)磁场外有定子绕组，三相绕组对称，相互间隔120度。当转子旋转时，旋转磁场导致固定定子绕组切断磁力线(或改变通过定子绕组的磁通量)并产生感应电动势。输出波形、(1)三相交流电动势分别用eu、ev和ew表示，瞬时值公式为：eu=emsint=esint ev=emsin(t-1

13、20)=esin(t-120)ew=emsin(t-120)=esin(t-120)(2)三相电动势有效值3360e=4.44kw=cen (3)频率f=电机结构常数、极数，(4)三相绕组电压与电流的关系电压关系：电流关系：电压关系：电流关系：结论：在交流发电机同相电压下，Y型接线的输出电压(线电压)较大； 当输出线电压相同时，输出电流较大(是Y型接线的3倍)，输出功率是Y型接线的3倍。因此，汽车交流发电机的三相定子绕组大部分采用Y型连接方式，只有少数大功率交流发电机采用形状连接方式。整流原理交流发电机产生的三相正弦交流电通过由六个硅二极管组成的三相桥式全波整流电路整流成直流电。(1)二极管的

14、导通原理(a)正电极管的导通原理：最高瞬时正电极电位导通；(b)进行，a)整流电路；b)三相交流电压波形；c)整流后的电压输出波形，(2)三相桥式整流电路中，发电机输出的平均DC电压(UAV)=1.35 ul，y形连接： UAV=1.35 ul=2.34 u形连接：UAV=1.35UL=1.35U，每个二极管在每个周期中只有1/3的时间通过，因此中性点电压在一些交流发电机上。中性点通过导线引出，并连接至中性点端子“N”。UN=UAV/2用于控制磁场继电器和充电指示器继电器。增加中性点二极管可以提高发电机的输出功率。(4)多管交流发电机(a)8管交流发电机利用中性点的输出来提高发电机的输出功率和

15、不同转速下的中性点电压。(b)9管交流发电机使用三个磁场二极管来控制充电指示器。为了给励磁绕组供电，(c)c)11管交流发电机有六个整流二极管、两个中性点二极管和三个磁场二极管，它们具有8管交流发电机和9管交流发电机的特性和功能。励磁模式(1)独立励磁发电(低速运行时)电池提供励磁电流以增强磁场(2)自励磁发电(高速运行且转速约为1000转/分钟时)励磁电流由发电机自身提供(a)交流发电机自励磁发电条件有剩磁且转速足够高(b)自励磁原理转子爪极有剩磁， 在转子旋转的三相定子绕组中产生的感应电动势被加到磁场绕组中，并且在磁场绕组中存在电流以通过磁场增强三相定子绕组中的感应电动势。 内部接地交流发

16、电机励磁电路，外部接地交流发电机励磁电路，2。交流发电机的工作特性，1。输出特性，即负载特性，是指发电机向负载供电时，发电机电压(12V系列为14V，24V系列为28V)与发电机输出电流和转速之间的关系。也就是说，当U=常数时的曲线。交流发电机的输出特性曲线和变化规律当发电机电压恒定时，发电机的输出电流随着发电机转速的增加而增加。当发电机转速达到一定值时，发电机的输出电流不再随转速的增加而增加。(1)空载速度n1发电机空载时发电机电压达到额定值的速度。空载转速通常被用作选择发电机和发动机之间输出传动比的主要依据。(2)满载速度n2发电机达到额定功率(或电流)的速度。发电机的额定电流通常规定为最大电流的70u%。(3)发电机的最大输出电流当发电机转速达到一定值时，发电机的输出电流不再随转速的增加和负载的减小而增加。此时的电流值称为发电机的最大输出电流或电流限值。注：(1)空载速度和满载速度是表示交流发电机性能的主要指标，在产品说明书中有规定。(2)交流发电机有自己限制输出电流的能力，不需要限流器。限流保护原理：定子绕组阻抗Z随着转速的增加而增加，内部压降Z=增加，其中电感XL=2 L电枢反应削弱磁场，降低感应电动势。2.空载特性是指发电机空载时发电机电压与转速之间的关系。也就是曲线。结论：(1)输出电