汽车交流发电机的工作特性
交流动机分析流发出特
流发
系列系交流
流发电机机来说，析汽车用发电机的特性最为1．输输出特发电机规列的交流，即U=常流发电机由特性（1
）机的工作其转速用交流发的特性有为重要。
输出特性
特性是指规定为14流发电机常数时，机的输出性曲线I=
空载转速
作特点是转速变化约为发电机的特有输出特性
指在发电机4V ，对2机规定为I ＝f （n 出特性曲线=f （n ）可速n1
转速变化为1：8特性必须性。
空载机端电压24V 28V ），
其） 的函
线。
可以看出化范围大，柴油机须以转速载特性和压U 不变其输出电函数关系出：
大，对于一机约为1速的变化为外特性，变（对12V 流与转速。
图2－一般汽油：5，因为基础。
，其中以V 系列的速之间的26所示油发因此交以输的交的关示为
发电机转速小于一定值n1时，对外输出电流为零。
当发电机达到额定电压并能对外输出电流时的最小转速为n1，称n1为空载转速。
空载转速常用来作为测试发电机性能的参数之一。
（2）最大电流Imax
发电机输出电流能力随转速的升高而增大，但曲越来越平坦，当转速达到一定值时，无论转速增加多少电流都不再增加，即一定结构的发电机输出最大电流Imax有一定限制。
由此可见，交流发电机自身具有限制输出电流防止过载的能力，又称为自我保护能力。
交流发电机自我限流的原理如下：
交流发电机定子绕组具有一定的阻抗Z，它由绕组的电阻r及感抗XL两部分组成，即
式中 R——一相绕组的电阻；
XL——一相绕组的感抗;
XL＝2лfL
式中 L——一相定子绕组的电感；
f——感应电动势的频率；
P——磁极对数。
由于XL 与n成正比，故发电机定子绕组的阻抗Z随发电机的车速升高而增加。
高速时，由于R与XL相比可忽略
不计，故阻抗Z约等于XL，定子阻抗Z与转速n成正比，其值较大，产生较大的内压降。
另外，定子电流增加时，由于电枢反应的增强，也会使感应电动势下降。
两者共同作用的结果，当发电机的转速升高且负载电流达到最大值时，输出电流几乎不随负载电阻的减小或转速的增加而增大。
交流发电机工作特性
01
当交流发电机发生短路故障时，需要采取有效的保护措施，以
防止设备损坏和人员伤亡。
过载保护
02
当交流发电机过载运行时，需要有过载保护装置，以防止设备
长时间过载运行而损坏。
异常运行处理
03
当交流发电机出现异常运行状态时，需要采取有效的处理措施
，以避免事故扩大和保障电力系统的稳定运行。
05
交流发电机的维护与检修
输出电流（I1）
指发电机实际输出的电流。单位为 安培（A）或千安培（kA）。
效率参数
效率（η）：指发电机实际输出功率与额定输出功率之比，即η = P1/Pn×100%。单位为百分比。 功率因数参数 功率因数（pf）：指发电机实际输出有功功率与视在功率之比，即pf = P1/S×100%。单位为百分比。
严格质量控制
实施严格的质量控制，确保每个生产环节的稳定性和可靠性，保证发 电机的质量。
THANKS
感谢观看
并联运行稳定
交流发电机并联运行时，其输出电压和频率必须稳定，并且与系 统同步，以保持电力系统的稳定。
负载分配
并联运行的交流发电机之间，需要根据各自的额定功率和实际负载 进行负载分配，以确保各发电机能够正常运行。
启动与同步
交流发电机并联前，需要确保其旋转方向与系统同步，并且输出电 压和频率与系统一致，才能进行并联操作。
03
交流发电机的工作特性
负载特性
01
02
03
空载特性
当发电机不带负荷时，其 转速和端电压与气隙磁通 密度之间的关系。
负载特性
当发电机带上负荷时，其 转速和端电压与气隙磁通 密度之间的关系。
调整特性
当发电机负载变化时，其 端电压与气隙磁通密度之 间的关系。
汽车电工电子 第6章 直流电机和交流发电机
2．交流电动势到直流电动势的变换
直流发电机中线圈的感应电动势是交流的，借助于换向器和电刷配合 作用，才把交流电动势“换向”成为直流电动势。由于这个原因，则 把上述这种发电机称为换向器式直流电机。
3、直流发电机的工作原理
电刷
e
b
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i b e i
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换向片
S
直流发电机运行时的几点结论：
1、直流电动机的励磁方式 （1）. 他励直流电动机 图5-24（a）所示为他励电动机原理图。他励电动 机的励磁电流If和电枢绕组电流Ia分别由两个不同的直 流电源供电，因此调节电枢绕组电流，不会影响励磁 绕组电流。但是由于采用单独的励磁电源，所以设备 比较复杂。
（2）. 并励直流电动机 图5-24（b）所示为并励电动机原理图。并励电动 机的励磁绕组和电枢绕组并联，由同一个直流电源供 电。为了降低损耗，并励直流电动机的励磁电流一般 较小，约为额定电枢电流的1%～5%；为保证足够的 磁通，励磁绕组一般导线较细，匝数多，电阻大。这 种励磁方式在直流电动机中应用广泛。
2、直流电动机的起动、调速和制动 （1）. 直流电动机的起动 直流电动机接通电源以后，电动机的转速从零达 到稳定转速的过程称为起动过程。对于电动机而言， 总希望它的起动转矩要大，起动电流要小，起动设备 简单、经济、可靠。 直流电动机的起动方法有直接起动和降压起动两 种。降压起动又分电枢回路串电阻起动和降低电枢电 压起动。
直流电机的用途及基本工作原理
直流电机的用途
测速
伺服
励磁机
电源
直流电机的特点：
• 直流发电机的电势波形较好，对电磁干扰的影 响小。 • 直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。 直流电动机过载能力较强，启动和制动转矩较 大。 • 易于控制，可靠性较高
1.4交流发电机构造、交流发电机的原理及特性
1、发电原理：使磁铁（磁通）在线圈中旋转，在线圈中产生电流。当磁铁在线圈中旋转时，将在线圈中产生电（电动势）。这样产生的电流为大小和方向都不断变化的交流电流。
2、整流原理：将交流电变成直流电的过程称作整流。
3、激磁方式
1.先电激磁的优点。
2.自激过程。
三、交流发电机的工作特性
引导思考：交流发电机的输出特性、工作特性、外特性中所阐述的意义，在实际中意义及用途。（训练组合思维、逻辑思维能力）
1、自学交流发电机的组成、结构、装配关系，讨论、提问；训练分解、组合思维。
2、比较汽车用发电机与以前所学的发电机的结构上有所不同。
3、汽车交流发电机建立电压的条件有哪些？
40′
15′
教师活动
学生活动
时间
3、整流器：将定子绕组产生的三相交流电变成直流电输出；其次，可阻止蓄电池的电流向发电机倒流。
3、端盖与电刷总成。
1、转子：
转子是交流发电机的磁场部分，主要由转子轴、励磁绕组、两块爪形磁极、滑环等组成
2、定子：
由定子铁心和定子绕组组成。定子铁心一般由一组相互绝缘的且内圆带有嵌线槽的圆环状硅钢片叠制而成。嵌线槽内嵌入三相对称的定子绕组。绕组的接法有星形即Y形、三角形两种方式。
一、听课、观察、思考
二、提问
三、讨论、解答下列问题：
6、在车上怎样避免浪涌电压的产生？
35′
通过交流发电机的输出特性说出性能特点。
课题
1．4交流发电机构造、交流发电机的原理及特性
课型
理论
班级
时
间
第一周星期第节
导
学
目
标
1、熟悉交流发电机各组成的功能和构造特点，各部件装配关系，培养组合、分解能力，训练发散思维能力。
汽车发电机工作原理PPT通用课件
第二章、交流发电机及调节器
三、整流器 （教材P25）
整流器是将交流电转换成直 流电的一种装置，在车用发电机 中，一般采用三相桥式整流电路 作整流器。
上海师范大学
第二章、交流发电机及调节器
整流器一般有以下四种形式：
普 通 型
中 性 点 二 极 管 型
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第二章、交流发电机及调节器
第二章、交流发电机及调节器
主要内容
交流发电机的构造 交流发电机的工作原理 交流发电机的工作特性 交流发电机的调节器 交流发电机的使用与维护 发电机与充电系统的测试 充电系统的常见故障
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第二章、交流发电机及调节器
发电机是汽车用电设备的主要电源。在汽车正 常运行期间，发电机向除起动机之外的其它用电设 备供电，并Ｕ随输出电流
Ｉ的变化规律。
当发电机在高速旋转
时，如果突然失去负载， 端电压将瞬时增大，整流 器及调节器中的电子元件 造成损坏。
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在转速一定时，端电 压随输出电流的增加而下 降，当输出电流超过一定 值后，电压和电流同时下 降（拐点处）。
第二章、交流发电机及调节器
集成电路电压调节器由于体积小，目前都装 于发电机内，成为整体式交流发电机。
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第二章、交流发电机及调节器
通用公司（GM）用集成电路调节器
P—半波整流 接线柱
L—充电指示 灯接线柱
F—磁场绕组 电压监视 接线柱
S—蓄电池电 压监视接 线柱
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第二章、交流发电机及调节器
集成电路电压调节器利用改变磁场电流的占 空比，来改变发电机的输出电压。
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第二章、交流发电机及调节器
④用数字万用表的直流电压档测量发电机的外 壳与蓄电池的负极端之间的电压降（如图所示）， 正常电压值为≤0.3V。如果超过0.3V，说明导线连 接松动，连接点的电阻大。
交流发电机
风扇与皮带轮
前、后端盖
如图所示，前端盖、后端盖是由非导磁材料铝合金制成的，漏磁少， 并具有轻便、散热性能好等优点。在后端盖上装有电刷架和电刷。
1．发电机原理
当外加的直流电压作用在励磁绕组两端点的接线柱之间时，励磁绕 组中便有电流通过，产生轴向磁场，两块爪形磁极磁化，形成了6对相 间排列的磁极。磁极的磁力线经过转子与定子之间的气隙、定子铁心形 成闭合磁路。
当转子旋转时，磁力线和定子绕组之间产生相对运动，在三相绕组 中产生交流电动势。如上图所示，由于三相绕组是对称绕制的，所以产 生的三相电动势亦是对称的。 每相绕
式中：EΦ——电动势的有效值； C1——电机常数； n——转子的转速； Φ——磁极磁通。
发电机的基本原理
电磁感应：当磁通被在磁场里运动的导 体切割时，便在导体中产生电动势（感 应电动势）。若设法使磁通和导体产生 相对的切割运动，在导体中便能产生电 动势。这种现象称为“电磁感应”。发 电机积蓄由电磁感应产生的电动势，产 生电能（电压和电流）。
发电机基本原理
虽然单个导体在磁场里运动能产生电动 势，但是非常小。如果把二个导体首尾 连接起来，那么将产生二次电动势，结 果产生二倍电动势。以线圈形式的导体 在磁场中转动时，将产生较大的电动势， 从而形成电压和电流。发电机就是根据 这个原理，在磁场中转动线圈来产生电 能。
UN
U BE 2
带有中性点接线柱的发电 机，可用中性点电压来控制各种 用途的继电器工作。
图3.15 交流发电机中性点电压波形图
利用中性点电压提高发电机功率 有的发电机（如夏利发电机）的 整流器有8只整流管，其中两只整流管接 在中性点处（1只正极管和1只负极管）， 如图3.16所示。把中性点电压和三相绕组 并联输出，实践证明这样可提高发电机功 率10％～15％。 由于中性点电压的瞬时值是一个 三次谐波，其波峰在有些时候可能大于三 相绕组的最高值，此时，中性点正极管 VD7导通，其他三个正极管截止，由VD7供 给外电路高电压；同理，波谷也能小于三 相绕组的最低值，此时，中性点负极管 VD8导通，参与对外输出，这样就提高了 发电机的对外输出能力，提高了发电机的 输出功率。
交流发电机工作原理及特性
交流发电机工作原理及特性发电机是将机械能转化为电能的装置，其工作原理是根据电磁感应定律。
根据法拉第电磁感应定律，当磁场的变化穿过一个闭合线圈时，线圈内就会产生感应电流。
发电机主要由以下几个部分组成：旋转部分、磁场部分和定子部分。
旋转部分是由转子和轴组成，负责产生机械能。
磁场部分由磁极和磁场线圈组成，负责产生磁场。
转子和磁场部分通过轴连接在一起，使转子可以旋转。
定子部分由定子线圈和定子铁心组成，定子线圈和转子之间存在一个空隙，转子在旋转过程中通过转动磁极产生的磁场线穿过定子线圈，从而产生感应电流。
当转子旋转时，磁场随之改变，产生的磁力线穿过定子线圈，导致定子线圈中的感应电流产生变化。
根据楞次定律，感应电流会产生一个与变化磁场相反的磁场，从而在定子上产生一个与磁场方向相反的磁力。
根据洛伦兹力定律，这个磁力会迫使电子在导体中移动，从而产生电流。
这样，通过转子旋转产生的磁场的变化，最终使得定子线圈中产生了电流，实现了将机械能转化为电能。
发电机的特性主要有以下几个方面。
首先是电压和电流的关系。
根据发电机的设计和负载的不同，可以调整电压和电流的大小。
其次是稳定性。
发电机在工作过程中应该保持稳定的电压和频率输出，以满足负载需求。
第三是发电机的效率。
效率是指发电机从输入的机械能中产生多少电能，通常用百分比表示。
高效率的发电机能够更好地利用输入的机械能，减少能源的浪费。
第四是负载特性。
发电机的负载特性是指发电机在不同负载条件下电压和电流的变化情况。
正常工作的发电机应该能够在不同负载条件下保持稳定的输出电压和电流。
最后是启动特性。
发电机在启动过程中，需要消耗一定的能量来克服惯性和摩擦力的阻力，在启动时电压和电流可能会不稳定，需要通过稳压器等设备进行调节。
总之，发电机通过电磁感应的原理将机械能转化为电能，并具有电压和电流调节、稳定性、效率、负载特性和启动特性等特性。
发电机作为能源转换的关键设备，在工业生产和日常生活中有着广泛的应用。
无刷发电机总成部件详解
无刷发电机总成详解一、无刷发电机的结构和原理1、交流发电机简介汽车用的发电机是三相交流发电机。
原理是通过旋转磁场把机械能转变成电能。
再通过二极管整流后输出的直流电来供汽车上电器设备用电并对蓄电池充电。
2、交流发电机的分类•按发电机是否带有调节器可分为整体式交流发电机（内置调节器）与交流发电机（外置调节器）。
•发电机磁场线圈输出端在发电机内部搭铁，称为内搭铁式发电机；磁场线圈输出端通过发电机调节器在发电机外部搭铁的，叫外搭铁式发电机。
•分为有刷发电机与无刷发电机。
•按是否带有真空泵可分为带泵交流发电机与非带泵交流发电机。
•按磁场方式分：电磁发电机和永磁发电机。
按电机整流组件二及管的个数，可分为6管、8管、9管及11管交流发电机等。
8管发电机在中性点增加了两个二极管，使三相绕组的三次谐波在中性点叠加，经整流后可将发电机的输出功率提高10%-15%。
9管发电机增加了三个功率较小的激磁管，可用充电指示灯来表示发电机的工作情况，省去了结构相对复杂的继电器。
11管发电机增加了两个中性点二极管，三个激磁二极管3A—5A。
3、交流发电机的结构由皮带轮、风叶、前端盖总成、转子总成、内定子线圈、外定子线圈、后端盖总成、硅整流桥、调节器、真空泵总成。
⑴无刷发电机，能够适应灰尘、潮湿的恶劣环境。
其优点如下：无刷发电机是把励磁线圈固定在电机后端盖上，不随着转子转动。
与有刷发电机相比，省去了电刷、集电环等易损件，不会因灰尘、电刷的损擦失圆，引起的打火花、接触不良、引起不发电。
无刷电机具有可靠性好，使用寿命长的特点。
⑵有刷发电机易引起的故障主要如下：•转子绕组引线至集电环间捆绑固定不好或绕组内圈与磁轭处松动，在高速工作时由于离心力、振动而甩断导线。
•绕组引线与集电环焊接处因焊接质量和其它原因脱焊，集电环与转子轴间配合松动，引起的断线。
•电刷自然磨损或松动；电刷弹簧卡死、折断；集电环烧蚀或失圆，造成激磁电流减少或不能通过，以致转子磁场不能正常建立。
交流发电机的结构特点及其工作原理
交流发电机的结构特点及其工作原理1、发电机的结构特点P11C型发动机所配的发电机，是国内外汽车广泛使用的三相硅整流交流发电机。
通过8个二极管组成三级桥式全波整流电路(整流器)，将三相绕组中产生的交流电转变为直流电。
其结构如图所示。
把三相发电机各线圈的末端接在一起成为公共端点，又称为三相电源的中性点。
从中性点引出的线称为中线，从三个线圈始端引出的线称为相线。
这种连接方式称为星形接法。
2、整流原理交流发电机发出三相交流电，但汽车上的用电设备和蓄电池都是直流电。
整流器的功能是将交流电转变为直流电。
汽车交流发电机利用硅二极管的单向导电性能，用6只硅二极管组成三相桥式全波整流电路，把交流电转变为直流电。
8管极交流发电机在中性点增加了两个二极管，也称为中性点二极管，这样使发电机的三次谐波在中性点叠加，可将发电机的输出功率提高。
9管极的交流发电机增加了功率较小的激磁管，这样可以用简单的充电指示灯来表示发电机的工作情况，省去了结构相对复杂的继电器。
3、调节器作用发电机的发电量是随着发动机的转速变化而变化的。
当发电机的电压超过恒定值(如28V)时，就需要加以限制。
IC调节器，是将所有元件集成在一个半导体基片(集成电路)上，利用三级管开关电路的作用控制发电机的磁场，在发电机转速变化时保持其输出电压不变。
电压调节器是一负反馈控制，其在某一规定的高压下起作用，若电机电压高于规定值，则减少激磁电流以降低电机输出电压，限制发电机的输出电压不超出某一规定范围。
如：28V的发电机，控制在28±0.30V范围内。
低于上述控制值，调节器不起调节作用，只是磁场线圈通电线路中的一个导体。
集成电路调节器具有体积小、工作可靠、无须维护等特点，故被广泛使用。
4、汽车交流发电机的特性汽车交流发电机的工作特性是以转速为基准，表示发电机输出电流、电压经整流后与转速的关系。
以输出特性曲线来表示发电机的特性。
输出特性是指发电机输出电压保持衡定时（24V发电机规定为28V），发电机转速与输出电流的关系，通过它可以知道发电机在不同转速下输出功率的大小。
交流发电机的工作原理与特性
交流发电机的工作原理与特性发电机是将机械能转化为电能的设备。
它是现代工业、生活中不可缺少的一种设备，广泛应用于发电厂、矿山、工厂、农田和家庭等各个领域。
本文将详细介绍发电机的工作原理和特性。
发电机的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。
当导体在磁场中运动时，会在导体两端产生感应电动势。
发电机利用这个原理，通过机械能产生的转动力矩来驱动导体在磁场中运动，从而产生电动势。
发电机一般由固定的磁铁组成磁极，和固定的线圈组成励磁线圈。
励磁线圈产生的磁场会在转子上感应出感应电动势，然后输出至外部负载。
发电机的核心部件是转子和定子。
转子是由一组导体组成的线圈，通过机械力使其转动。
定子由导线绕制的线圈组成，固定在电机上。
当转子转动时，导体切割磁场产生感应电动势，并通过线圈输出。
发电机的特性体现在以下几个方面：1.额定功率：发电机的额定功率是指在额定转速下能够连续工作的功率。
发电机的额定功率一般由制造商根据设计和实验确定，是发电机运行的基本参数之一2.额定电压：发电机的额定电压是指在额定功率和额定负载下的输出电压。
额定电压一般为交流电，根据不同的国家和地区，额定电压的标准也有所不同。
3.输出稳定性：发电机的输出稳定性是指在额定负载下输出电压的波动程度。
输出稳定性好的发电机可以保证电器设备的正常运行，避免因电压不稳定导致的设备损坏。
4.效率：发电机的效率是指输入机械能与输出电能之间的转化效率。
高效率发电机的能量损失较小，可以减少能源浪费，提高能源利用效率。
5.起动特性：发电机的起动特性是指启动时所需要的转动力矩和时间。
发电机的起动特性直接影响到发电机的可靠性和使用方便性。
6.维护和保养：发电机的维护和保养是发电机正常运行的基础。
定期保养可以延长发电机的使用寿命，保证其性能和工作稳定。
总之，发电机是将机械能转化为电能的设备，工作原理基于法拉第电磁感应定律。
发电机的特性包括额定功率、额定电压、输出稳定性、效率、起动特性和维护保养等。
任务三 交流发电机及调节器
E 4.44KfN Ce n
E Ce n
由此可见，当交流发电机 结构一定时（结构常数Ce不 变），相电动势Eф和发电机转 速、磁通成正比。
二、 交流发电机整流原理
交流发电机三相交流电经6只硅整流 二极管组成的全波桥式整流电路整流后， 变为直流电输出
（三相全波桥式整流）
E Ce n
2、电压等级代号
电压等级代号用一位阿拉伯数字表示。 1——表示12V系统； 2——表示24V系统； 6——表示6V系统。
3、电流等级代号
电流等级代号也用一位阿拉伯数字表示。 见表2－1
1 2 3 4 电流等级代号 发电机额定电流 <19A <29A <39A <49A
4、设计序号 5、变型代号
如图2-17带充电指示灯的
（9管内搭铁交流发电机）电子调节器
发电机电压小于蓄电池时
充电指示灯的作用
1、提示驾驶员在发动机熄火后关掉点火开 关。 2、可以指示发电机是否有故障
交流发电机的构造 （普通）
交流发电机的结构分以下几部分:
端盖
风扇 带轮
电刷组件 整流器 转子
定子
一、 转子 1． 功用：产生 旋转磁场 2． 组成： 1）转子轴 2）集电环 3）爪极 4）磁轭 5）磁场绕组
转子——产生旋转磁场
转子——产生旋转磁 场
当励磁绕组有电流通过时，便产生磁 场，转子轴上的两个爪极分别被磁 化为N极和S极。如下页图所示 当转子旋转时，磁极交替地在定子铁 心中穿过，形成一个旋转的磁场， 磁力线和定子绕组之间产生相对运 动，在三相绕组中产生交流感应电 动势。
1． 功用：产生交流 （交变）电动势 2． 组成： 1）定子铁心 2）定子绕组