中职电子专业汽车电路《硅整流发电机》分解.ppt

1、第3章：硅整流发电机，第1节：硅整流发电机的结构和型号第2节：硅整流发电机的原理和特点第3节：硅整流发电机的维护和性能测试第4节：调压器和电源线的连接。1.转子的功能是产生旋转磁场，其结构如图3-1所示。磁芯(也称为磁轭)压在转子轴上，励磁绕组缠绕在磁芯上。两个爪压在转子轴上并压在铁芯上，绕组的两端焊接在两个滑环上，两个滑环引出后相互绝缘。电刷与发电机的滑环紧密接触。当电刷连接到电源时，电流流过励磁绕组产生磁场。两个爪极被磁化为北极，另一个被磁化为南极。第一节硅整流发电机的结构和型号，下页，转子表面形成六对N、S极交错的磁极，磁极分布如图3-2所示。2.定子硅整流发电机定子也叫电枢，其功能是产

2、生三相对称交流电。定子由铁芯和绕组组成。铁芯由硅钢片组成，硅钢片呈环形相互绝缘。铁芯的内圈有凹槽，定子绕组嵌入凹槽中。JF1522A发电机结构见图3-3。三相绕组具有相同的形状和尺寸，并且对称地安装在定子铁芯的槽中。通常，三相绕组是星形连接。3.整流器，第一节，硅整流发电机的结构和型号，下一页和上一页，第一节，整流器的功能是将电枢绕组产生的三相交流电转换成直流电。硅整流发电机的整流器一般是由六个二极管组成的三相桥式整流电路。整流二极管的外形如图3-4所示。二极管的外壳和中心引线分别是它的两个电极。根据中心引线的极性，有两种类型的二极管：一个是中心引线是二极管的阳极，它被称为阳极管；另一个是中心

3、引线是二极管的阴极，二极管被称为阴极射线管。为便于区分，正管壳顶部涂有红色标记，负管壳涂有黑色标记。负极管压装在后端盖上，正极管压装在组件板上。元件板与后端盖绝缘，并通过与后端盖绝缘的螺栓引出，后端盖用作发电机的火线端子，并标记为“电枢”或“电枢”。元件板由铝合金材料制成，用于散热，并固定在后端盖内。下一页，上一页，第1节硅整流发电机的结构和型号。一些发电机直接在散热板上制造相同极性的整流元件，制成如图3-5所示的整体整流器。只要这种整流器的一个二极管损坏，整个整流器就会报废，但整体整流器容易更换和维护，所以它被广泛使用。4.前端盖和后端盖设有轴承座孔，用于安装转子轴承以支撑转子。两个端盖上分

4、别设有吊脚，发电机通过吊脚和调节臂固定在发动机上，通过改变调节臂的固定位置可以调节传动带的松紧。前后端盖由铝合金制成，铝合金为非导磁材料，可防止漏磁，导热性好，有利于散热。下一页，前一页，第5页。电刷和电刷架电刷架安装在后端盖上。两把刷子分别安装在刷握的两个方孔中。电刷由石墨粉压制而成，并带有多股铜铅。电刷的外端装有弹簧，使电刷与滑环紧密接触。电刷架结构有两种类型，一种是从外部拆装电刷，另一种是从发电机内部拆装电刷。两个电刷的引线分别连接到后端盖上的两个端子。根据不同的终端形式，生成器分为两种形式：内部其中，内部接地发生器的一端与后端盖绝缘，称为“磁场”端子，标有“磁场”或“F”，另一端与后端

5、盖直接接触，称为“接地”。下一页和上一页，第1节硅整流发电机的结构和型号，端子，标有“接地”或“-”。外部接地发电机的两个端子与后端盖绝缘，并分别标有F1和F2。运行期间，励磁绕组的一端必须通过调节器接地至发电机外部。两个发电机励磁绕组的连接方法见图3-6。6.风扇和滑轮风扇通常用低碳钢板冲压而成，发电机工作时被迫通风降温。滑轮通常由铸铁或铝合金铸造而成，可分为双槽和单槽。二.硅整流发电机的型号根据JB 1546-1983，汽车发电机的型号由以下五部分组成：下一页，上一页，第一节，硅整流发电机的结构和型号。产品代码由两个或三个汉语拼音大写字母组成(见表3-1)。分类代码发生器按标称电压分类(见

6、表3-2)。组代码，功率等级代码，用阿拉伯数字表示(见表3-3)。设计序列号表示产品设计的顺序，用阿拉伯数字表示。变形代码硅整流发电机的变形代码根据发电机调节臂的位置确定。从驱动端开始，调节臂中间没有标记；在右边，它用“y”表示；在左侧，它由“z”表示。下一页，前一页，第一节硅整流发电机的结构和型号，后一页，第一节硅整流发电机的结构和型号，如桑塔纳，奥迪100汽车发电机型号是JFZ1913Z。这意味着发电机是一个整体交流发电机，标称电压为12V，功率大于1000瓦。对于第13种设计，调节臂在左侧。发电原理硅整流发电机的三相定子绕组是对称的。也就是说，每相的绕组数和每个线圈的匝数相等，绕制方法相

7、同，按照相同的规律分布在定子铁芯的槽中，两者相差120个电角度。绕组的连接方法见图3-7(a)。发电原理如下：当电流通过励磁绕组时，转子的两个爪极被磁化，形成三对相互交错的N极和S极磁场。当发电机工作时，磁场同时旋转。结果，定子三相绕组随着磁场相对移动，并且定子绕组切断磁力线以产生感应电动势。三相定子绕组产生的感应电动势具有相同的频率、相同的最大值和120的相位差。三相对称正弦交流电动势。第二节，硅整流发电机的原理和特点。下页，三相交流电动势分别用eA、eB和eC表示，其瞬时值方程为：公式中每相电动势的最大值：Eme .每相电动势的有效值；角频率(f是交流电的频率，与发电机的转速成正比)。硅整

8、流发电机各相绕组产生的交流电动势有效值与发电机转速和磁通量的乘积成正比，可表示为：第二节，硅整流发电机的原理和特点，下一页，上一页，电机常数：C1(与发电机的结构有关)；发电机速度；磁场通量。当发电机的三相绕组与整流器相连时，三相绕组向整流器输出三相交流电，发电机输出的交流电压UA、UB和UC也是对称的。电压波形见图3-7 (b)。2.整改原则1。二极管的导通原理整流器的功能是利用二极管的单向导通性，通过三相桥式整流电路将电枢绕组产生的三相交流电转换成直流电同时，连接到具有最低电压的相线的阴极管也获得直流电压传导(此时，相线上的电势低于地电势，或者地电势高于相线电势，因此二极管导通)。由于反向

9、电压，其余四个二极管关闭。由于这两个二极管的导通，整流器“”端的电位最高，而“-”端的电位最低，因此发电机两相线之间的电压(线电压)被施加到负载上。下页，前一页，第二节硅整流发电机的原理和特性，2。不同类型的发电机在整流工作过程中整流二极管的数量不同，下面分别介绍整流器的工作过程和功能。(1)普通(六管)整流器普通整流器如图3-7 (b)所示。整改流程为：在t1t2，a相的电压最高，b相的电压最低，因此二极管V、和VQ导通。电流从点a加载到点RV4B。在t2t3内，a相的电压仍然是最高的，但此时c相的电压是最低的，所以v1 V1、V6导通，电流从AV1负载RV6B流出；在t3t4内，v3和V6

10、开启；在t4t5内，V3和V2打开。通过类比，依次接通六个二极管，将下一页、上一页和第二页中的硅整流发电机的原理和特性由电枢绕组产生的电流转换成直流电，向负载r供电。输出电压波形如图3-7 (c)所示。发电机的整流DC电压与各相电动势的有效值成正比，在：公式中，可表示为电机常数：。一些硅整流发电机用导线引出中性点，并将其连接到中性端子(通常标有“N”)。该电压通常用于控制充电指示器或一些继电器。中性点输出的整流原理如下(见图3-7)。在0t2内，由于V4接通，中性点负载的电流由三相绕组的中性点负载RN接地至“-VQ”发电机的b相头部。在第二节，硅整流发生器的原理和特点，下一页和上一页，末端形成

11、一个回路，uB反向应用于rn。在t2t4内，打开V6并反向将uC添加到RN。在t4t6内，当V2接通时，uA反向加到RN上，也就是说，通过接通阴极管，与其相连的相电压反向加到中性点负载上，其输出波形如图3-7 (d)所示。显然，中性点电压UN的平均值是发电机输出电压的一半。(2)九管整流电路见图3-8，在六管整流器的基础上，增加三个小功率的正管，形成两个三相桥式整流电路，独立整流。由三个小功率正管和三个负管组成的整流器用来输出发电机的励磁电流，所以这三个小功率正管称为励磁二极管。下一页，上一页，第2节硅整流发电机的原理和特性采用9管整流器的目的是控制充电指示器。原则是：当发电机不发电或其电压低

12、于蓄电池时，发电机的励磁电流通过点火开关SW和充电指示灯L从蓄电池流向发电机的励磁绕组，充电指示灯点亮，表示发电机不向蓄电池供电。当发电机电压达到或超过蓄电池端电压时，B和D具有相同的电位，发电机开始给蓄电池充电。此时，发电机励磁电路成为：发电机直流电压调节器，发电机励磁绕组接地发电机负极形成回路。充电指示灯熄灭，表示发电机正在给电池充电。(3)带中性整流器的整流器一些发电机在中性点和发电机的正极和负极之间连接有功率较小的整流二极管，如图3-9所示。下一页，上一页，第2节硅整流发电机的原理和特性其功能是在中性点整流高次谐波，并将其输出电流叠加在输出端，以提高发电机的输出功率。实践证明，一个N1

13、是发电机刚刚达到空载额定电压时的速度，称为空载速度。N2是发电机在额定电压和输出电流达到额定值时的转速。第二节硅整流发电机的原理和特性在下一页和上一页称为满负荷转速。从输出特性曲线可以看出：当发电机速度大于怠速n1时，可以额定电压向负载供电。当发电机速度等于满负荷速度n2时，将找到发电机的额定功率。当发电机发现电流达到一定值时，发现电流不再随负荷和发电机转速的增加而增加，而是基本保持不变(该电流值称为发电机最大发现电流)。可以看出，硅整流发电机本身具有限制最大电流的能力。2.空载特性，硅整流发电机的原理和特性第二节，下页，上页，空载特性是指发电机空载时输出电压和转速之间的关系。硅整流发电机空载

14、特性曲线如图3-10 (b)所示。从空载特性曲线可以看出，当发电机空载时，端电压随着转速的增加而急剧增加。因此，当发电机高速运行时，如果突然失去负载，端电压会大大增加，容易损坏电子元件或烧坏电气设备，所以发电机的输出电路必须连接牢固。3.外部特性外部特性是指当发电机转速不变时，端电压和输出电流之间的关系。图3-10 (c)是硅整流发电机在n1、n2和n3三种情况下的外特性曲线。从这条曲线，我们可以看到：下一页，上一页，第二节硅整流发电机的原理和特性，以及端电压随发电机转速而变化。速度越高，端电压越高。当发电机的输出电流达到一定值时，电阻会继续减小，输出电流反而会减小。还可以看出，硅整流发电机本

15、身具有限制最大电流输出的能力。回到上一页，第3节硅整流发电机的检查和性能测试，1。硅整流发电机1的拆卸、检查和组装。以JF 1522A发电机为例，拆卸顺序如下：拆下电刷架的紧固螺钉，取出电刷组件。拆下端子螺母、保护盖固定螺钉和保护盖。拆下前后端盖的紧固螺栓，将前后端盖分开(分开前，在前后端盖和定子铁芯上做好标记，以便在组装时对准原来的位置)。用台钳夹住转子(钳口应垫上铅板或木块)，拆下皮带轮紧固螺母，拆下皮带轮、风扇、隔环和半圆键，并将前端盖从转子上拆下。拆下前轴承盖，取出前轴承。下页第三节是硅整流发电机的检修和性能测试。拆下整流器组件和定子绕组之间的连接螺钉，拆下中性点连接线末端的螺母，并将定子与后端盖分开。2.诊断硅整流发电机的维护。如果故障在发电机内部，可以按照上述步