交流发电机汽车电气设备凌永成电子实用教案

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1、 配 套 教 材 信 息教材名称：汽车电气设备（第2版）教材主编：凌永成教材定价(dng ji)：38RMB出版社：北京大学出版社出版时间/版次：2010年3月第2版 国际标准书号（ISBN ）： 978-7-301-16916-2 教材所属系列：21世纪全国高等院校汽车类创新型应用人才培养规划教材 第1页/共85页第一页，共86页。第3章 交流(jioli)发电机 汽车用发电机有直流发电机（DC generator）和交流发电机（AC generator）两大类，目前大多(ddu)采用交流发电机。 交流(jioli)发电机（alternator）与蓄电池协同工作，共同构成汽车电源系统。 交流

2、发电机与电压调节器配合工作，其主要任务是对除起动机以外的所有用电设备供电，并向蓄电池充电。 交流发电机主要由三相同步交流发电机和二极管整流器组成，一般称为硅整流交流发电机，亦简称交流发电机。第2页/共85页第二页，共86页。3.1交流发电机的构造与工作(gngzu)原理 3.1.1汽车用交流(jioli)发电机的分类1.按总体(zngt)结构分1）普通交流发电机普通交流发电机（图3-1）的应用最为普遍，如东风EQ1090型载货汽车用JF132型交流发电机，解放CA1091型载货汽车用JF1522A型交流发电机等。图3-1 普通交流发电机第3页/共85页第三页，共86页。图3-1 普通(ptng

3、)交流发电机第4页/共85页第四页，共86页。2）整体式交流(jioli)发电机整体式交流(jioli)发电机(integrate alternator)是内装电压调节器的交流(jioli)发电机，如一汽奥迪、上海桑塔纳等轿车用JFZ1813Z型交流(jioli)发电机。图3-2 整体式交流(jioli)发电机（匹配KIA PRIDE） 第5页/共85页第五页，共86页。图3-3 整体式交流(jioli)发电机（匹配杭发潍柴斯太尔） 第6页/共85页第六页，共86页。3）带泵交流(jioli)发电机带泵交流(jioli)发电机是带有真空泵的交流(jioli)发电机，如JFWBZ27型交流(ji

4、oli)发电机等。 龙口(ln ku)中宇 JFWBZ27带泵交流发电机 第7页/共85页第七页，共86页。带泵交流(jioli)发电机 第8页/共85页第八页，共86页。4）无刷交流(jioli)发电机 无刷交流发电机（brush-less alternator）是无电刷、滑环结构的交流发电机。如福建仙游(xin yu)电机厂生产的JFW14X 型交流发电机和山东龙口中宇电机厂生产的 JFWBZ27交流发电机。山东龙口中宇(zhn y)电机厂生产的 JFWBZ27交流发电机第9页/共85页第九页，共86页。5）永磁交流(jioli)发电机 永磁交流发电机（permanent-magnet a

5、lternator）是转子磁极采用(ciyng)永磁材料的交流发电机。图3-6 YJFW168永磁交流(jioli)发电机 第10页/共85页第十页，共86页。图3-7 添锦牌汽车(qch)永磁发电机 第11页/共85页第十一页，共86页。2.按磁场绕组(roz)搭铁方式分1）内搭铁式交流(jioli)发电机 内搭铁（internal earth）式交流(jioli)发电机磁场绕组的一端与发电机壳相连接，如东风EQ1090车用的JF132型交流(jioli)发电机。2）外搭铁式交流电发机 外搭铁（external earth）式交流电发机磁场绕组的一端经电压调节器后搭铁，如解放CA1091型车

6、用的JF152D、JF1522A型交流发电机。3.按装用的二极管数量分1）六管交流发电机 六管交流发电机的整流器由六只硅二极管组成，这种型式应用最为广泛，如东风EQ1090车用的JF132型、解放CA1091型车用JF1522A、JF152D型交流发电机等。第12页/共85页第十二页，共86页。2）八管交流(jioli)发电机八管交流发电机是指具有两个中性点二极管（neutral-point diode）的交流发电机，其整流器总成(zn chn)共有八只二极管，如天津夏利TJ 7100、TJ7100U微型轿车所用的JFZ1542型交流发电机。3）九管交流(jioli)发电机 九管交流发电机是指

7、具有三个磁场二极管的交流发电机，其整流器总成共有九只二极管，如北京BJ1022型轻型车用的JFZ14L型交流发电机。4）十一管交流发电机 十一管交流发电机是指具有中性点二极管和磁场二极管的交流发电机，其整流器总成共有十一只二极管，如奥迪、桑塔纳轿车用JFZ1813Z、JFZ1913Z型交流发电机。第13页/共85页第十三页，共86页。4.按冷却(lngqu)方式分1）风冷式发电机 风冷式(air-cooled )发电机按通风(tng fng)方式不同可分为单风扇式和双风扇式。单风扇式是风扇安装在交流发电机的前端，风扇旋转产生的轴向空气流经发电机内部，对定子绕组进行冷却。而双风扇式交流发电机是在

8、转子两端各装有一个风扇，产生的是轴向和径向的两个(lin )方向的空气流。第14页/共85页第十四页，共86页。2）水冷式发电机 在高档轿车上，出于降低运行噪音(zoyn)和增强冷却效果的考虑，多采用新型水冷式(water-cooled )发电机。图3-8 宝马车配装的水冷式交流(jioli)发电机 第15页/共85页第十五页，共86页。3.1.2交流(jioli)发电机的构造图3-9 国产JF系列(xli)交流发电机结构图1电刷；2弹簧；3盖板；4转子总成；5定子总成；6定位圈；7前端盖；8风扇；9带轮；10后端盖第16页/共85页第十六页，共86页。 图3-10 国产JF系列(xli)交流

9、发电机解体图1紧固螺母及弹簧垫圈；2带轮；3风扇；4前轴承油封及护圈；5组装螺栓；6前端盖；7前轴承；8定子；9转子；10“+”（电枢）接柱；11散热板；12“”（搭铁）接柱；13电刷及压簧；14电刷架外盖；15电刷架；16“F”（磁场）接柱；17后轴承；18转轴固定螺母及弹簧垫圈；19后轴承纸垫及护盖；20安装臂钢套；21后端盖；22后端盖轴承油封及护圈；23散热板固定螺栓第17页/共85页第十七页，共86页。1.转子(zhun z)总成 转子总成（rotor assembly）是交流发电机的磁场(cchng)部分，作用是产生旋转磁场(cchng)。转子总成主要由两块低碳钢爪形磁极(cj)、

10、磁轭、磁场绕组、转子轴和滑环等组成。图3-12 交流发电机转子总成1滑环；2转子轴；3磁爪；4磁轭；5磁场绕组第18页/共85页第十八页，共86页。2.定子(dngz)总成 定子总成(zn chn)（stator assembly）也称电枢，由定子铁心和定子绕组组成，作用是产生三相交变电动势。 定子铁心一般(ybn)由一组相互绝缘且内圆带有嵌线槽的环状硅钢片或低碳钢片叠成，图3-13定子总成实物照片 定子槽内嵌有三相对称绕组。绕组是用高强度漆包线在专用模具上绕制的。 为了在三相绕组中产生大小相等，频率相同，且相位相差120的对称电动势，每相绕组的线圈个数及每个线圈的匝数都是完全相同的。 第19

11、页/共85页第十九页，共86页。 三相绕组的连接(linji)方法可分为星形连接(linji)和三角形连接(linji)两种。 星形连接是每相绕组的一根线头都接至公共(gnggng)接点，另外三根线头分叉成Y形。图3-14a 定子(dngz)绕组的连接方法（星形连接） 所以，星形连接又称Y形连接。星形连接有低速发电性能好的优点，所以目前车用发电机多采用星形连接。 第20页/共85页第二十页，共86页。三角形连接是三相绕组的首尾线头(xintu)彼此相接，就像三角形，所以称为三角形连接。三角形连接的优点是发电机内部损失小，在高转速时能产生较大的输出电流，因而主要用在高转速时要求有高输出功率的交流

12、发电机上，如神龙富康轿车(jioch)等。三角形连接的缺点是低转速时输出电压较低。 图3-14b 定子绕组(roz)的连接方法（三角形连接） 第21页/共85页第二十一页，共86页。3.整流器 整流器（rectifier）的作用是把交流(jioli)发电机产生的三相交流(jioli)电转变成直流电输出，整流器一般由六只整流二极管和散热板组成。交流发电机用的整流二极管分为正极二极管和负极二极管两种。正极二极管的中心引线为正极，外壳为负极，管壳底部一般(ybn)有红字标记。图3-15 整流器实物(shw)照片第22页/共85页第二十二页，共86页。 交流发电机用的整流二极管分为正极二极管和负极二极

13、管两种。正极二极管的中心引线(ynxin)为正极，外壳为负极，管壳底部一般有红字标记。 三只正极二极管的外壳压装或者焊接在铝合金散热板的三个孔中，共同(gngtng)组成发电机的正极。由固定散热板的螺栓通至外壳外（元件板与外壳绝缘），作为交流发电机的输出接线柱“B”接线柱（也有标“”或“电枢”字样的）。 负极二极管的中心引线为负极，外壳为正极，管壳底部一般有黑字标记。三只负极二极管的外壳压装或焊接在另一散热板上（此板与后端盖相接），或者直接压装在后端盖的三个孔中，和发电机的外壳共同(gngtng)组成发电机的负极。 第23页/共85页第二十三页，共86页。（a）二极管安装(nzhung)示意图

14、 （b）散热板总成图3-16 散热板二极管(压装型大功率二极管)的安装(nzhung)第24页/共85页第二十四页，共86页。图3-17 小功率(gngl)二极管(励磁二极管及中性点二极管 )第25页/共85页第二十五页，共86页。二极管命名(mng mng)及其符号代表的含义如下：例如(lr)ZQ10表示为汽车用整流二极管，额定正向电流为10A。4.前、后端盖 端盖（bearing braket）的作用是支承转子总成并封闭内部构造(guzo)。交流发电机的前、后端盖均用铝合金铸造而成，其上制有通风口，用以通风散热。前、后端盖上均装有滚珠轴承，用以支承转子总成。后端盖内装有电刷与电刷架，两只电

15、刷装在电刷架中的导孔内，借助弹簧的弹力与滑环保持接触。第26页/共85页第二十六页，共86页。（a）外装式电刷 （b）内装式电刷图3-19 电刷及电刷架 两个(lin )电刷中与发电机外壳绝缘的称为绝缘电刷，其引线接到发电机后端盖外部的接线柱“F”上，成为发电机的磁场接柱。另一个电刷是搭铁的，称为搭铁电刷。 搭铁电刷的搭铁方式有两种：引线用螺钉固定在后端盖上（标记为“”）直接搭铁，即内搭铁；搭铁引线与发电机机壳绝缘，接到后端盖外部(wib)的绝缘接线柱上（标记为“F”）通过调节器搭铁，即外搭铁。第27页/共85页第二十七页，共86页。5.带轮及风扇(fngshn)（a）单面轴向通风 （b）双向

16、轴向进风、径向排风 桑塔纳2000轿车(jioch)的交流发电机 图3-20 发电机的通风第28页/共85页第二十八页，共86页。3.1.3交流(jioli)发电机的工作原理1.发电(fdin)原理 发电机的三相(sn xin)定子绕组按一定规律分布在发电机的定子槽中，彼此相差120电角度，且匝数相等。三相(sn xin)绕组的末端连在一起，成星形连接。图3-21 交流发电机的工作原理图第29页/共85页第二十九页，共86页。 因为定子绕组是由三相绕组组成的，因而在三相绕组中产生频率(pnl)相同、幅值相等、相位互差120的交流电动势。 ECn 式中 E每相绕组中电动势的有效值，； C发电机结

17、构(jigu)常数； n发电机转速，rmin； 磁极磁通，Wb。第30页/共85页第三十页，共86页。2.整流(zhngli)原理 硅整流器是利用二极管的单向(dn xin)导电性，将交流电转变为直流电的。1）六管交流发电机整流(zhngli)电路 （a）三相桥式整流电路 （b）三相交流电的波形图3-22 三相桥式整流电路及电压波形第31页/共85页第三十一页，共86页。 在三相桥式整流电路中，三只正极管和三只负极管都是轮流工作，所以流过每只二极管的平均电流(dinli)Ip仅为负载电流(dinli)If的三分之一。 有些交流发电机带有中心抽头，它是从三相绕组(roz)的中性点引出来的，其接线

18、柱标记为“N”。 中性点对发电机外壳（搭铁）之间的电压称为中性点电压，其数值(shz)等于发电机输出电压的一半。 中性点电压用途很广，常用来控制充电指示灯和各种用途的继电器，如控制空调继电器、磁场继电器等。第32页/共85页第三十二页，共86页。2）八管交流发电机整流(zhngli)电路 试验表明，在不改变交流发电机结构的情况下，在定子绕组(roz)的中性点处加装中性点二极管后，发电机输出功率与额定功率相比，可以提高10%15%，并且转速越高输出功率增加越明显。图3-23 八管交流(jioli)发电机整流电路第33页/共85页第三十三页，共86页。3）九管交流发电机整流(zhngli)电路 在

19、有些(yuxi)交流发电机中，除了有普通交流发电机用来整流的六只二极管外，又多装了三个功率较小的二极管，组成九管交流发电机。三个功率较小的二极管专门用来供给磁场电流，所以又叫磁场二极管。图3-24 九管交流发电机充电系统(xtng)电路第34页/共85页第三十四页，共86页。4）十一管交流发电机整流(zhngli)电路 图3-25 十一管交流发电机整流和充电(chng din)电路上海桑塔纳、一汽奥迪等汽车采用十一管交流发电机，不仅(bjn)能增大输出功率，还可以用充电指示灯来指示发电机工作状况。第35页/共85页第三十五页，共86页。3.励磁(l c)方式 向交流(jioli)发电机的磁场绕

20、组供电使其产生磁场的过程，称为励磁（excitation，亦称激磁）。交流发电机磁场(cchng)绕组的励磁方式有两种形式，一种是由蓄电池供电，称为他励（separately excited，亦称他激）； 另一种是由发电机自身所发电能供电，称为自励（selfexcitation，亦称自激）。 当发电机转速很低时，采用他励方式。由于转子磁极的剩磁很弱，在低转速下仅靠剩磁产生的电动势不能使二极管导通，发电机不能自励发电，此时必须由蓄电池供给发电机磁场绕组电流，使发电机具有较强的磁场，以使发电机的电动势迅速提高。 当发电机的转速达到一定值后，发电机发电产生的电压达到或超过蓄电池电压，发电机开始向蓄电

21、池充电，同时励磁电流由发电机自己提供，发电机由他励发电转为自励发电。第36页/共85页第三十六页，共86页。3.2.1交流发电机的工作(gngzu)特性3.2 交流发电机的工作(gngzu)特性与型号1.输出特性交流发电机的输出特性（out-put characteristic）也称负载(fzi)特性或输出电流特性。输出特性是指在发电机保持输出电压一定（即U=const）时，发电机的输出电流与转速之间的关系。 一般对标称电压为12的硅整流发电机，其输出电压恒定在14V，对标称电压为24V的发电机，其输出电压恒定在28V。通过试验可以测得一条的输出特性曲线。 图3-26 交流发电机的输出特性第3

22、7页/共85页第三十七页，共86页。由输出特性可以看出发电机在不同(b tn)转速下的输出功率情况：（1）发电机只需在较低的空载转速 时，就能达到额定输出电压值。表明交流发电机具有低速充电性能好的优点(yudin)。空载转速值 是选择发电机与发动机传动比的主要依据。1n1n（2）发电机转速升至满载转速 时，即可输出额定功率的电能(dinnng)。表明交流发电机具有发电性能优良的特点。满载转速值 是判断在用发电机技术性能优劣的重要指标之一。2n2n第38页/共85页第三十八页，共86页。（3）当转速升到某一定值以后，发电机输出电流就不再随转速的升高和负荷的增多而继续增大。表明交流(jioli)发

23、电机具有自身控制最大输出电流的功能，不需要设置电流限制器。 对于空载转速值 和满载转速值 ，发电机出厂技术说明书中均有规定。使用中，只要(zhyo)测得这两个数据，与设计值相比较，即可判断发电机性能是否良好。1n2n第39页/共85页第三十九页，共86页。2.空载(kn zi)特性交流发电机的空载特性（no-load characteristic）是指在无负荷（即I=0）时，发电机端电压与转速之间的变化规律。根据试验(shyn)结果，可以绘出一条的空载特性曲线，如图3-27所示。从空载特性曲线可以看出，随着转速的升高，端电压上升较快，由他励转入自励发电时，即能向蓄电池进行补充充电。这进一步证实

24、了交流发电机低速充电性能(xngnng)好的优点。空载特性是判定交流发电机充电性能(xngnng)是否良好的重要依据。 图3-27 交流发电机的空载特性第40页/共85页第四十页，共86页。3.外特性(txng) 交流发电机的外特性(txng)（external characteristic）是指转速保持一定（即n=const）时，发电机的端电压与输出电流之间的关系。在经不同恒定转速的试验后，可以绘出一组相似的的外特性(txng)曲线。 图3-28 交流(jioli)发电机的外特性从外特性曲线可以看出，交流发电机的转速越高，端电压也越高，输出电流也越大。转速对端电压的影响较大。第41页/共85

25、页第四十一页，共86页。但当保持在某一转速时，端电压均随输出电流的增大而相应下降，端电压受转速和负荷变化的影响较大。因此(ync)，必须配用电压调节器才能保持恒定的电压值。 当发电机处于正常工作状态、高速运转时，如果突然失去负荷，则其端电压会沿着(yn zhe)外特性曲线急剧升高，这时发电机中的硅二极管以及调节器中的电子元件将有被击穿的危险。因此，应该尽力避免外电路短路现象的发生。图3-28 交流(jioli)发电机的外特性第42页/共85页第四十二页，共86页。3.2.2交流(jioli)发电机型号根据中华人民共和国行业标准QTT731993汽车电气设备产品型号(xngho)编制规则方法的规

26、定，汽车交流发电机的型号(xngho)如下：（1）产品代号。用2或3个大写(dxi)汉语拼音字母表示，交流发电机的产品代号有JF、JFZ、JFB、JFW四种，分别表示交流发电机、整体式交流发电机、带泵交流发电机和无刷交流发电机。（2）电压等级代号。用1位阿拉伯数字表示：1-12V；2-24；6-6V。（3）电流等级代号。用1位阿拉伯数字表示，其含义见表3-1。（4）设计序号。按产品的先后顺序，用1、2位阿拉伯数字表示。（5）变型代号。交流发电机以调整臂的位置作为变型代号。从驱动端看，Y-调整臂在右边；Z-调整臂在左边；调整臂在中间时不加标记。例如：桑塔纳、奥迪100型轿车所用代号为JFZ191

27、3Z型交流发电机，其含义为：电压等级为12，输出电流大于90A，第13次设计，调整臂位于左边的整体式交流发电机。第43页/共85页第四十三页，共86页。3.3交流发电机的检测(jin c)与维修3.3.1交流(jioli)发电机的车上检查1.检查(jinch)传动带的外观2.检查传动带的挠度检查方法是：在发电机带轮和风扇带轮中间用3050N的力按下传动带，传动带的挠度应为1015 mm。若过松或过紧，应松开发电机的前端盖与撑杆的锁紧螺栓，扳动发电机进行调整，松紧度合适后，重新旋紧锁紧螺栓。第44页/共85页第四十四页，共86页。图3-30 检查带张紧轮发电机V形传动带的挠度 1曲轴(qzhu)

28、齿轮；2齿形带；3、7张紧轮；4凸轮轴齿轮； 5中间轴齿轮；6发电机带轮；8水泵带轮；9V形传动带；10曲轴(qzhu)带轮检查时，在水泵带轮与张紧轮或张紧轮与发电机带轮之间的形传动带的中间(zhngjin)部位，用拇指施加100N左右的压力，此时发动机形传动带的挠度，新带应为2 mm，旧带不超过5 mm。 3.检查有无噪音4.检查导线(doxin)连接情况5.发电机电压测试6.“B”接线柱电流测试第45页/共85页第四十五页，共86页。3.3.2交流(jioli)发电机的拆卸与不解体检测1.交流(jioli)发电机的拆卸2.交流(jioli)发电机的不解体检测3.3.3交流(jioli)发电

29、机的解体检修交流发电机的解体2.发电机解体后的检修3.3.4交流发电机的装复与检测1.交流发电机的装复2. 交流发电机解体与装复注意事项3. 交流发电机装复后的检测第46页/共85页第四十六页，共86页。3.4 交流(jioli)发电机电压调节器3.4.1交流(jioli)发电机电压调节器的作用与工作原理1.交流发电机电压(diny)调节器的作用 电压调节器（voltage regulator）可以保证交流发电机输出电压不受转速和用电设备变化的影响，使其保持稳定，以满足用电设备的需要。2. 交流发电机电压调节器的工作原理 ECn （3-1） 交流发电机端电压的高低取决于转子的转速和磁极磁通。要

30、保持输出电压 恒定，在转速 升高时，应相应减弱磁通 ，这可以通过减小励磁电流来实现；在转速 降低时，应相应增强磁通 ，这可以通过增大励磁电流来实现。U 也就是说，交流发电机电压调节器是通过动态调节励磁电流的大小来实现发电机输出电压的稳定的。nn第47页/共85页第四十七页，共86页。3. 交流(jioli)发电机电压调节器的分类 电磁振动式电压(diny)调节器又称触点式电压(diny)调节器。电磁振动式电压(diny)调节器因带有触点，结构复杂，电压(diny)调节精度低，触点火花对无线电干扰大，正被逐渐淘汰。 晶体管式电压调节器的优点(yudin)是可通过较大的励磁电流，适合于功率较大的发

31、电机。电压调节精度高，对无线电干扰小，体积小，无运动件，耐振动，故障少，可靠性高。 集成电路式电压调节器除具有晶体管式电压调节器的优点外，因为它体积特别小，可直接装于发电机内部，省去了与发电机的外部连线，因而增加了工作的可靠性，并具有防潮、防尘、耐高温性能好、价格低等优点。 现在有的轿车采用车载计算机直接控制交流发电机励磁电路，控制发电机的输出电压，因而省去了电压调节器。第48页/共85页第四十八页，共86页。3.4.2电磁(dinc)振动式电压调节器1.电磁振动(zhndng)式电压调节器的工作原理 电磁振动式电压调节器（electromagnetic vibrating voltage r

32、egulator）通过电磁力和弹簧弹力的平衡改变触点闭合和断开的时间，改变励磁(l c)电流大小，从而改变磁通，进而实现对发电机输出电压的调节。图3-44 FT111型单级电压调节器 图3-45 FT221型双级电压调节器 第49页/共85页第四十九页，共86页。2.电磁振动式电压(diny)调节器实例图3-46 FT61 型双触点式电压(diny)调节器电路1-固定触点支架； 2-衔铁； 3-电磁(dinc)线圈； 4-触点弹簧； 5-磁轭； 6-电刷；7-滑环（集电环）；8-励磁绕组（磁场绕组）； 9-定子（电枢）绕组； 10-点火开关；R1-加速电阻； R2-调节电阻；R3-温度补偿电阻

33、； K1-低速触点；K2-高速触点第50页/共85页第五十页，共86页。3.带附加(fji)磁场继电器的电压调节器图3-47 FT61 A型双级电压(diny)调节器电路Q1-起动线圈；Q2-维持线圈；-电压(diny)调节器磁化线圈；S-电源开关；SB-起动按钮；K1-低速触点；K2-高速触点；K3-磁场继电器动合触点；R1-加速电阻；R2-调节电阻；R3-温度补偿电阻第51页/共85页第五十一页，共86页。3.4.3晶体管式电压(diny)调节器1.晶体管式电压(diny)调节器的优点晶体管式电压调节器（transistor voltage regulator，亦称电子调节器）与电磁振动式

34、电压调节器相比具有(jyu)以下优点： JFT248A晶体管式电压调节器（28V，1000W） （1）结构简单，故障少，工作可靠。 晶体管调节器中无触点，无线圈，无振动元件，不但结构简单，且不会产生触点烧蚀、熔焊、绕组损坏等现象，所以故障减少，工作可靠。第52页/共85页第五十二页，共86页。（2）调压质量高。 晶体管电压调节器电压调节值在制造时已调试精确，由于普遍采用整体式结构，使用时大多(ddu)无法调整。14V电压调节器的调压值一般为13.514.5V之间，28电压调节器调压值一般为2729V之间。JFT149C多功能晶体管式电压(diny)调节器（14V，1000W）（3）无触点火花，

35、对无线电设备(shbi)的干扰小。（4）寿命长，晶体管电压调节器的寿命一般是电磁振动式电压调节器的23倍。第53页/共85页第五十三页，共86页。2.晶体管式电压(diny)调节器的工作原理 晶体管电压调节器是利用晶体管的开关特性来控制发电机的励磁电流，使发电机的输出电压保持稳定的。晶体管电压调节器一般由24个晶体管，l2个稳压二极管和一些电阻、电容、二极管等组成，焊接在印制电路板上，然后用铝合金外壳(wi k)或钢板外壳(wi k)封闭而成。 引出线有插头式和接线板式两种，其上分别标有“+”（点火）、“”（搭铁）和“F”（磁场(cchng)）标记。 虽然晶体管电压调节器种类繁多，但其工作原理

36、基本相同。晶体管电压调节器大多采用NPN型晶体管制成，与外搭铁式交流发电机匹配。第54页/共85页第五十四页，共86页。3.晶体管电压(diny)调节器实例图3-50 JFT106型晶体管调节器原理图第55页/共85页第五十五页，共86页。3.4.4集成电路(jchng-dinl)式电压调节器1.集成电路(jchng-dinl)式电压调节器的优点 集成电路式电压调节器（IC voltage regulator）也称IC电压调节器，它具有体积小、质量(zhling)轻、调压精度高（为0.3V，而电磁振动式电压调节器为0.5）、耐振动、耐高温、寿命长，可以直接装在交流发电机内，接线简单等优点，所以

37、被广泛用于现代汽车交流发电机上。 图3-51集成电路式电压调节器（匹配现代伊兰特、东风悦达起亚、北京现代汽车发电机） 图3-52集成电路式电压调节器（匹配桑塔纳、红旗、捷达、博世、488发动机、长电发电机） 第56页/共85页第五十六页，共86页。 集成电路调节器有两种类型，即全集成电路电压调节器和混合(hnh)集成电路电压调节器，全集成电路是把晶体管、二极管、电阻、电容等同时印制在一块硅基片上。混合(hnh)集成电路是指由厚膜或薄膜电阻与集成的单片芯片或分立元件组装而成，目前使用最广泛的是厚膜混合(hnh)集成电路电压调节器。2.集成电路式电压(diny)调节器的工作原理 集成电路电压调节器

38、的基本工作原理与晶体管电压调节器完全一样，都是根据发电机的电压信号（输入(shr)信号），利用晶体管的开关特性控制发电机的励磁电流，进而实现稳定发电机输出电压的目的。集成电路电压调节器也有内、外搭铁之分，而且以外搭铁形式居多。第57页/共85页第五十七页，共86页。3.集成电路电压调节器输入(shr)电压信号的检测 集成电路电压调节器输入(shr)电压信号的检测方法根据检测点不同可分为发电机电压检测法和蓄电池电压检测法两种，其基本电路如图3-53所示。（a）蓄电池电压检测法 （b）发电机电压检测法图3-53 集成电路电压调节器的输入(shr)电压信号的检测第58页/共85页第五十八页，共86页

39、。4.集成电路(jchng-dinl)电压调节器实例 JFT152型混合集成电路电压调节器体积很小，通过安装板可直接(zhji)安装在交流发电机的电刷架上。它由外壳、安装板和电路板三部分组成。图3-54 JFT152型混合集成电路(jchng-dinl)电压调节器电路图第59页/共85页第五十九页，共86页。5.整体式交流(jioli)发电机的电压调节器 图3-55 整体式交流发电机的结构1连接螺栓(lushun)；2后端盖；3散热板；4防干扰电容器；5滑环；6全封闭轴承；7转子轴；8电刷；9磁场接线柱；10输出接线柱；11电压调节器；12电刷架；13磁极；l4电枢绕组；l5定子铁心；16风扇

40、叶轮；17带轮；18紧固螺母；19全封闭轴承；20励磁绕组；21前端盖；22定子槽楔子；23电容器插接片；24输出整流二极管；25磁场整流二极管；26电刷架压紧片第60页/共85页第六十页，共86页。图3-56 内装集成电路式电压调节器的十一管交流(jioli)发电机电路第61页/共85页第六十一页，共86页。3.4.5交流发电机电压(diny)调节器的型号 根据中华人民共和国行业标准QTT731993汽车电气设备产品型号编制规则方法的规定，汽车交流(jioli)发电机电压调节器的型号由五部分组成：（1）产品(chnpn)代号。用2或3个汉语大写拼音字母表示，有FT、FDT两种，分别表示有触点

41、的电磁振动式电压调节器和无触点的电子电压调节器。（2）电压等级代号。用1位阿拉伯数字表示：1-12V ；2 -24V ；6-6V。（3）结构型式代号。用1位阿拉伯数字表示，1、2、3分别表示单联、双联和三联电磁振动式电压调节器，4、5分别表示晶体管电压调节器和集成电路电压调节器。（4）设计序号。按产品(chnpn)的先后顺序，用1、2位阿拉伯数字表示。（5）变型代号。用汉语拼音大写字母A、B、C、顺序表示（不能用O和I）。例如：FT126C表示12V双联电磁振动式电压调节器，第六次设计，第三次变型。 FDT152表示12V集成电路电压调节器，第二次设计。第62页/共85页第六十二页，共86页。

42、3.4.6电压(diny)调节器的检查与调整1.电磁振动式电压(diny)调节器的检查与调整（1）外部(wib)检修。 （2）电压调节器的测试。 图3-57 电压调节器的测试与调整第63页/共85页第六十三页，共86页。2.晶体管电压调节器的检查(jinch)与修理（1）判断(pndun)晶体管电压调节器是内搭铁式还是外搭铁式。 （a）内搭铁式电压调节器 （b）外搭铁式电压调节器图3-58 判断晶体管电压调节器搭铁类型(lixng)的方法第64页/共85页第六十四页，共86页。（a）内搭铁式电压调节器 （b）外搭铁式电压调节器图3-58 判断(pndun)晶体管电压调节器搭铁类型的方法如果(r

43、gu)电压调节器是四个引出端（D+、B、F、D），试验时，可将D+与D短接，再进行测试；如电压调节器有五个引出端（D+、B、F、D、L），则将L端悬空，并将D+与B短接，再按上述方法试验即可。 第65页/共85页第六十五页，共86页。（2）判断(pndun)晶体管电压调节器的好坏。 准备一个输出电压为030V，电流为35A的可调稳压电源，参照图3-58所示连接，线路连接好后，由0逐渐(zhjin)调高直流电源电压，此时一个小灯泡的亮度应随电压升高而增强，当电压调高到调节器电压值（12V系统为13.514.5；24系统为2729）或者略高于调节器电压值时，若亮的灯变暗，两个灯亮度相近，则电压调节

44、器是好的；若一个灯始终发亮，或两个小灯始终同样亮，则电压调节器是坏的。 （a）内搭铁式电压(diny)调节器 （b）外搭铁式电压(diny)调节器图3-58 判断晶体管电压(diny)调节器搭铁类型的方法第66页/共85页第六十六页，共86页。3.集成电路(jchng-dinl)电压调节器的检查（1）集成电路电压调节器技术状态好坏的检测，检测方法(fngf)与晶体管电压调节器相同。（2）集成电路(jchng-dinl)电压调节器管压降的检测。电压调节器管压降大小说明其质量高低，如管压降过大（大于1.5V），则说明质量不佳。图3-59为桑塔纳轿车用电压调节器管压降的检测电路，接通开关S，调节可变

45、电阻R使电流表的读数为4A时，电压表的读数应不大于1.5。第67页/共85页第六十七页，共86页。4.电压(diny)调节器的代用原则 有时，因备件不足或在缺少进口配件的情况下，需选用其他型号的电压调节器进行(jnxng)代用，应注意以下几点：（1）电压(diny)调节器的标称电压(diny)必须相同。（2）电压调节器的限流值应等于或略大于被代替的电压调节器。（3）电压调节器必须与原电压调节器的搭铁形式相同，否则发电机会由于磁场电路不能构成回路而无法工作。（4）电压调节器与原电压调节器的功能完善程度尽量相近，这样可使线路变动较小。第68页/共85页第六十八页，共86页。3.4.7交流发电机电压

46、(diny)调节器新技术1.带有蓄电池温度传感器的发电机电压(diny)调节器第69页/共85页第六十九页，共86页。2.利用车载计算机直接控制发电机输出(shch)电压 车载计算机可直接控制发电机磁场绕组的励磁电流，进而实现(shxin)对发电机输出电压的控制。 图3-61 用车载计算机进行(jnxng)调压控制的充电系统电路 第70页/共85页第七十页，共86页。 该系统通过占空比方式，由车载计算机以每秒400个脉冲的固定频率(pnl)向磁场提供脉冲励磁电流，通过改变励磁电流通与断的时间，得到正确的励磁电流平均值，从而使发电机发出适当的输出电压。 在发动机高速运转而电路系统低负荷时，磁场电

47、路的接通时间（占空比）只占10左右；而在发动机低速运转而电路系统高负荷时，车载(ch zi)计算机会使电路的接通时间提高到75或更高，以增加通过磁场电路的平均励磁电流，满足输出的要求。图3-62 接通时间占75的励磁(l c)电流脉宽调制波形第71页/共85页第七十一页，共86页。3.5 充电(chng din)指示灯控制与瞬变过电压保护电路3.5.1充电(chng din)指示灯控制电路 目前，国内外许多汽车的仪表板上大多(ddu)装有充电指示灯，以指示发电机的工作情况。但由于控制方式不同，显示的意义也有所不同。 大多数汽车是接通点火开关时，充电指示灯亮，而发动机起动后，交流发电机工作正常时

48、，充电指示灯熄灭。发动机正常工作时，充电指示灯不熄灭或突然发亮，则表示充电系统有故障。充电指示灯典型控制电路有如下四种:通过充电指示灯继电器控制；通过起动复合继电器控制； 通过磁场二极管控制 ；通过隔离二极管控制 。第72页/共85页第七十二页，共86页。1.通过充电(chng din)指示灯继电器控制国产FT126型电压调节器电路，其中K2为继电器动断触点(ch din)，控制充电指示灯的亮、灭。充电指示灯HL亮表示不充电。 第73页/共85页第七十三页，共86页。2.通过起动复合(fh)继电器控制东风EQ1091型汽车的控制电路。K2为保护(boh)继电器动断触点，除对起动机进行锁止外，还

49、用来控制充电指示灯的亮、灭；Q2为保护(boh)继电器电磁线圈，承受发电机中性点电压；充电指示灯HL亮表示不充电。 图3-64 起动复合(fh)继电器充电指示灯控制电路1充电指示灯；2起动机电磁开关第74页/共85页第七十四页，共86页。3.通过(tnggu)磁场二极管控制图3-24 九管交流发电机充电(chng din)系统电路 九管和十一管交流发电机即利用(lyng)三个磁场二极管控制充电指示灯电路。 第75页/共85页第七十五页，共86页。4.通过隔离(gl)二极管控制 沃尔沃汽车采用(ciyng)这一方式。它的交流发电机与一般的交流发电机相同，仅在充电电路中增加了一个功率较大的隔离二极

50、管，利用二极管的单向导电特性控制充电指示灯。图3-65 沃尔沃汽车(qch)充电指示灯电路第76页/共85页第七十六页，共86页。3.5.2瞬变过电压保护(boh)电路 半导体元件对瞬变电压是很敏感的，当瞬变电压达到一定值时，就会使半导体元件损坏。由于交流发电机的励磁电流及转速都很高，产生的瞬变能量也很大。所以现代汽车(qch)都加有过电压保护电路，用以保护半导体元件不受损坏。1.瞬变过电压的产生(chnshng)及危害（1）抛负载瞬变。交流发电机在向外供电时若突然断开负载，则定子绕组中的电流突然减小，会产生很高的自感电势。如果此时蓄电池并在发电机电路中，蓄电池相当于一个大电容，则断开负载所产

51、生的瞬变能量可由蓄电池吸收，因此不会产生很高的瞬时尖峰电压。但若发电机正在向蓄电池充电和供给其他负载时，发电机与蓄电池之间连接突然中断或者在不带蓄电池的情况下，突然断开负载，发电机会产生很高的瞬时过电压。第77页/共85页第七十七页，共86页。 抛开负载越大，发电机转速越高，切断负载的速度越快，所产生的瞬变电压的幅值就越大，衰减的时间也越长。所以交流发电机与蓄电池连线一定(ydng)要牢固。（2）切断(qi dun)电感负载瞬变。这种瞬变具有一个大的负向峰值，接着(ji zhe)是一个较小的被减幅了的正向峰值。如在蓄电池点火系统中，当初级电路断开时，初级电路中产生电压衰减振荡，振荡电路中产生的

52、电压与断路瞬间流经点火线圈的电流和外部阻抗有关，如图3-66所示。图3-66 汽车点火系统瞬变电路图第78页/共85页第七十八页，共86页。 在正常情况下，点火系统产生的振荡瞬时高压由蓄电池吸收，如果发动机脱开蓄电池继续运转(ynzhun)，则点火系统的电源直接由交流发电机供给，这个振荡的浪涌电压就作用到晶体管电压调节器上，容易使电压调节器损坏。（3）磁场衰减瞬变。即交流发电机励磁绕组，由于点火开关(kigun)转到断开位置而与蓄电池突然中断时，就会产生负脉冲电压，幅值可高达50100，由于励磁电路时间常数大，发电机端子上在较长时间内（衰减时间可达到200 ms）保持危险电压。2.瞬变过电压的

53、保护(boh)方法 防止因过电压而损坏半导体元件的方法有两种，一是提高半导体元件的承压能力；另一种方法是增加过电压保护装置，吸收各种瞬变过电压能量，以保护电子元件。 常用方法有稳压管保护、晶闸管过压保护等几种。第79页/共85页第七十九页，共86页。（1）采用稳压(wn y)二极管保护。 图3-67 稳压(wn y)二极管过电压保护电路第80页/共85页第八十页，共86页。（2）采用(ciyng)晶闸管过压保护。 图3-68 晶闸管过压保护(boh)电路1过电压保护(boh)电路；2电压调节器；3交流发电机第81页/共85页第八十一页，共86页。3.6 电源系统的使用(shyng)与检修3.6

54、.1电源系统(xtng)的使用1.交流(jioli)发电机的正确使用（1）蓄电池搭铁极性不能接错。国产交流发电机均为负极搭铁，故蓄电池必须为负极搭铁，否则会出现蓄电池经发电机二极管大电流放电、将二极管迅速烧坏现象，有时还会烧坏电压调节器中的电子元件。在蓄电池更换或补充充电后，要格外注意。（2）充电系统的导线连接要牢固可靠。以免在电路突然断开时产生瞬时过电压，而烧坏晶体管元件。（3）发电机和电压调节器二者的规格型号要相互匹配。（4）发动机熄火后，应将点火开关（或电源开关）断开，以免蓄电池长时间向励磁绕组和电压调节器磁化线圈放电，浪费电能。 第82页/共85页第八十二页，共86页。（5）发动机运行

55、中，不得(bu de)用“试火”的方法检查发电机是否正常，不得(bu de)用兆欧表或220交流电压检查发电机及其电压调节器的绝缘情况。应采用万用表或低压试灯检查。（6）在更换半导体元件(yunjin)时，电烙铁的功率应小于45W，焊接时操作要迅速，并应采取相应的散热措施，以免烧坏半导体元件(yunjin)。（7）在发电机正常运行时，不可随意拆动电气设备的连接导线，以防止连线搭铁短路(dunl)或因突然断开而引起瞬时过电压。2.交流发电机电压调节器的正确使用（1）电压调节器与发电机的电压等级必须一致，否则充电系统不能正常工作。（2）电压调节器与发电机的搭铁形式必须一致，当电压调节器与发电机的搭

56、铁形式不匹配而又急需使用时，可通过改变发电机磁场绕组的搭铁形式来解决。第83页/共85页第八十三页，共86页。（3）电压调节器与发电机之间的电路连接必须(bx)完全正确，否则充电系统不能正常工作，甚至还会损坏电压调节器。 （4）配用双级电磁振动式的电压调节器，当检查(jinch)充电系统故障时，在没有断开电压调节器与发电机的接线之前，不允许将发电机的“+”与“F”（或电压调节器的“+”与“F”）短接，否则将会烧坏电压调节器的高速触点。（5）电压调节器必须(bx)受点火开关控制。3.6.2电源系统的检修1.不充电2.充电电流过小3.充电电流过大4.充电不稳5.发电机工作中有异响6.充电指示灯故障 GAME OVER第84页/共85页第八十四页，共86页。感谢您的观看(gunkn)！第85页/共85页第八十五页，共86页。NoImage内容(nirng)总结配 套 教 材 信 息。星形连接是每相绕组的一根线头都接至公共接点，另外三根线头分叉成Y形。三角形连接的缺点是低转速时输出电压较低。JFT152型混合集成电路电压调节器体积很小，通过安装板可直接安装在交流发电机的电刷架上。（1）判断晶体管电压调节器是内搭铁式还是外搭铁式。所以现代(xindi)汽车都加有过电压保护电路，用以保护半导体元件不受损坏。常用方法有稳压管保护、晶闸管过压保护等几种。感谢您的观看第八十六页，共86页。