汽车发电机原理与检测
汽车交流发电机
汽车交流发电机汽车交流发电机是汽车电气系统中一项重要的装备。
这种发电机由发电机主体、电刷、电刷座、整流器、电子调节器等部分组成，它的作用是发电、充电和维护汽车电瓶的充电状态。
下面，我们将讨论汽车交流发电机的原理、性能、维护等方面的知识。
一、汽车交流发电机的原理汽车交流发电机是通电线圈放在转子上的一种电机。
当发动机启动后，飞轮带动发电机转动，线圈与磁场交换引起电磁感应，从而形成电势差。
这个电势差在整流器的作用下，被整流成直流电，用来充电或供电。
二、汽车交流发电机的性能1. 电压稳定：汽车交流发电机要求输出电压稳定，以保证汽车电子设备的正常工作，避免由于电压不稳引起的电路问题。
2. 充电能力：汽车交流发电机需要快速地将电瓶充满，并保持充满状态。
3. 效率高：高效的发电机可以大大降低能源消耗和噪音。
4. 光洁度好：如果发电机表面被尘垢覆盖，会降低其散热效果，从而影响发电机的性能。
三、汽车交流发电机的维护1. 检查绕组：交流发电机内部的绕组应该经常检查，确保其正常工作，排除可能存在的性能隐患。
2. 清洗电刷和电刷座：电刷和电刷座会因油脂或尘埃而变得不良，所以应该经常清洗。
3. 调整电压：如果你的车电池充电量太低或过高，你需要调整发电机电压，使其达到适合的充电水平。
四、结语汽车交流发电机是一项重要和复杂的装备，对于保持汽车电子设备的正常工作、充电和维护极其重要。
准确的维护和调整可以大大延长电机的寿命和减少功能障碍。
在汽车电器维修方面，如果是非专业的维修或更换可能会导致汽车出现更严重的性能问题。
因此，建议您在必要时寻求专业汽车电器维护人员的帮助，以确保汽车的安全和可靠性。
汽车发电机原理
汽车发电机原理
汽车发电机原理
汽车发电机是一种用于给汽车提供电能的机械装置，它可以将机械能转换成电能。
其原理为：当电极通过电磁感应效应，使接触的金属箔片（例如铁片）发生磁场，产生旋转力，从而带动电机转动，从而产生电能。
当电机转动时，通过接头可以将汽车电系统中的正/负极电压接至发电机，经过变压效应而产生的电流就可以接至汽车的整个电系统中。
发电机的匝数一般是2，4，6，8，12匝，频率一般在50 -60Hz之间，电压取决于发电机转速。
发电机的典型电压约为14V，但可以随着转速的升高而升高，最大电压可以达到18V。
汽车发电机的典型功率大小一般介于50到150瓦之间。
它的功率主要取决于它的电极口径大小和它的转速。
当它转动时，它可以产生的电流电压与它的转速成反比。
汽车发电机由电容器、磁铁、电机和机械装置组成，它们之间的几个元件通过电线连接，而且可采用内置式控制电路或者外部控制器完成对电机的调节。
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交流发电机的原理及检测
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1)．转子 转子的功用是产生磁场。 转子由爪极、磁轭、励磁绕组、滑 环、转子轴等组成，如图2、3所示。 转子轴上压装着两块爪极，爪极被 加工成鸟嘴形状，爪极空腔内装有励磁绕 组和磁轭。 图2 交流发电机的转子总成 滑环由两个彼此绝缘的铜环组成， 压装在转子轴上并与轴绝缘，两个滑环分 别与励磁绕组的两端相连。 当给两滑环通入直流电时，励磁绕 组中就有电流通过，并产生轴向磁通，使 图3交流发电机转子分解图 爪极一块被磁化为N极，另一块被磁化为S 1－滑环 2－转子轴 3－爪极 4－磁轭 5－励磁绕组 极，从而形成六对（或八对）相互交错的 磁极。如图2、3所示。 当转子转动时，就形成了旋转的磁 场。
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图5 交流发电机整流二极管安装示意图 a）焊接式 b）电路图 c) 压装式 1－正整流板 2－负整流板
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汽车用硅整流二极管是 专用的，有如下特点： （1）允许的工作电流大， 如ZQ50型二极管的正向平均电流 为50A，浪涌电流为600A。 （2）承受反向电压的能力 高，可承受的反向重复峰值电压 在270V左右，反向不重复峰值电 压在300V左右。 （3）只有一根引线（引出 电极） （4）根据引出电极的不同 分为正二极管和负二极管。 整流器总成的形状各异， 有马蹄形、半圆形和圆形等。如 图6所示。整流器和定子绕组的 连接如图7所示。
检测正二极管的反向电阻
检测负二极管的正向电阻
检测负二极管的反向电阻
图22 整流二极管的检测 22 整流二极管的检测
a)内搭铁型交流发电机 b)外搭铁型交流发电机 图9 交流发电机的搭铁型式
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5)带轮及风扇
交流发电机的前端装有带轮和风扇， 由发动机通过传动带驱动发电机的转子轴 和风扇一起旋转。 发电机工作时，定子绕组和励磁 绕组中都会有热量产生，温度过高会烧坏 导线的绝缘导致发电机不能正常工作，所 以为发电机散热是必须的，为了提高散热 能力，有的发电机装有两个风扇（前后各 一个）。如丰田轿车的发电机。
汽车发电机的工作原理
中性点电压
中性点作用
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
有的发电机没有中性点 接线柱但是也把中性点 电压充分的利用了如夏 利、桑塔纳发电机这些 发电机在中性点处接上 两只整流二极管和三相 绕组的六只整流二极管 一道输出可提高发电机 功率
整流管的安装
将正极管安装在一块铝制散热板上称为正 整流板；
将负极管安装另一块铝制散热板上称为负 整流板也可用发电机后盖代替负整流板见 图
二极管安装示意图
整流管的安装
在正整流板上有一个 输出接线柱B发电机 的输出端
负整流板上直接搭铁 负整流板上一定和壳 体相联接
整流板的形状各异有 马蹄形、长方形、半 圆形等见图
定子绕组
1 .每个线圈的两个有效边之间的距离应 和一个磁极占据的空间距离相等
2 .每相绕组相邻线圈始边之间的距离应 和一对磁极占据的距离相等或成倍数
3. 三相绕组的始边应相互间隔2π+120o 电角度一对磁极占有的空间为360o电角 度
JF13交流发电机三相绕组绕制
结构参数如下： 磁极对数p 6对；定子槽 数z 36槽
二、定子
定子的功用 是产生交流 电
定子由定子 铁心和定子 绕组成见图
定子
定子铁心由内圈带槽的硅 钢片叠成定子绕组的导线 就嵌放在铁心的槽中
定子绕组有三相三相绕组 采用星形接法或三角形大 功率接法都能产生三相交 流电
三相绕组的必须按一定要 求绕制才能使之获得频率 相同、幅值相等、相位互 差120°的三相电动势
永磁交流发电机磁极为永磁铁制成的发电机
发电机插图
汽车发电机结构原理与检修
学习目标
了解交流发电机的功用。 了解调节器的工作原理。 掌握调节器的检测方法。 掌握交流发电机的结构、工作原理。 掌握交流发电机试验、检测及维修方法。 掌握电路检测及维修方法。
学习重点与难点
掌握调节器的检测方法。 掌握交流发电机的结构、工作原理。 掌握交流发电机的试验、检测及维修方
量不足等故障时，应首先判断故障发生在外电路
还是发电机内部，若初步确定故障在发电机内部，
就应将交流发电机从车上拆下来，对其进行检测、
修理。
•
应先对交流发电机进行整机测试。目的是为
了判定交流发电机有无故障和故障发生在哪个部
位，以便有的放矢地修理。
•
整机测试包括：测量各接线柱之间的电阻、
在万能试验台上进行空载电压和负载电流的试验、
• 交流发电机的有些故障，在没有电流输出的情况下是 表现不出来的，所以如果交流发电机空载试验正常情 况下，应再作负载试验。
3.4.2 零部件的检修
• 1．转子的检修 • (1) 励磁绕组的检修 • 用万用表测量励磁绕组的电阻，应符合标准。 • 每个滑环与转子轴之间的阻值都应该是无穷大。
图3.30 励磁绕组短路、断路的检测
响，应仔细检查是否因轴 承的损坏而造成。
图3.32 转子轴径向摆差的检测
3.4.2 零部件的检修
• 2．定子的检修 • （1）定子绕组的断路和搭铁故障检测 • （2）定子绕组的短路故障检测
图3.33定子断路故障的检测
பைடு நூலகம்
图3.34定子搭铁故障的检测
3.4.2 零部件的检修
• 3．整流器的检修 • (1) 普通整流器的检
测 • 将二极管的引线与其
他连接分离，用指针 万用表的两个表笔分 别接到二极管的引线 与壳体上，测二极管 的正向与反向电阻。 二极管的正向电阻应 符合标准值，反向电 阻应在10kΩ以上。
汽车交流发电机故障的检测方法
汽车交流发电机故障的检测方法汽车交流发电机(以下简称发电机)故障的检测可分为车上检测和车下检测,车上检测又称就车检测,是确定故障大致部位及是否作解体检测的重要步骤。
一、分体式交流发电机的就车检测发电机的车上(就车)检测可用万用表(直流电压50V档位)和带火试灯作为测试用具。
带火试灯的制作方法:利用车上的中灯座、小灯座或仪表灯座,安装上合适的灯泡。
灯座引线的一端搭铁,另一端与车上电源的火线连接,正常状态下灯泡应发亮。
由于这种试灯是借车上蓄电池作为回路电源,因此,俗称为带火试灯或有源试灯。
1.电枢电路运行中发现汽车不充电时,首先应用带火试灯(或万用表的直流电压50V档位)测试电枢B+接线柱是否有火。
测试试灯的一端搭铁,另一端触B+线柱,试灯亮表示有火,否则表示无火。
发电机的B+线应是只受电源总开关控制的常火线,只要电源总开关处于闭合状态,B+接线柱就应有火,试灯就应发亮;如果不亮,则说明存在断路故障。
2.励磁电路励磁电路又称激磁电路,发电机的励磁电流需经过熔断器、点火开关、电压调节器及相关电路才能达到发电机的磁场F。
励磁电路最重要的控制环节是点火开关的点火档,通常指点火开关中的15接线柱。
当点火开关拨至点火档时,正常状况下用带火试灯或万用表的直流电压(50V)档都可测到磁场F接线柱上的火或电压。
如果测不到火,可用带火试灯测调节器上的点火(+)接线柱,若调节器上的点火接线柱有火,试灯就会亮,这时应再测磁场F接线柱,正常情况下试灯亮度减小,电压低于点火接线上的电压值,这是因为调节器存在电压降的缘故。
如试灯亮,证明调节器是导通的;试灯不亮,证明调节器坏了(内部断路),应及时更换。
若调节器没问题,就是调节器磁场F至发电机磁场F中间的线路断路了。
将点火开关拨至点火档,如果调节器上的点火(+)接线柱无火(试灯不亮),应首先检查控制点火开关电源的熔断器是否熔断,熔断器至点火开关及点火开关至调节器之间的电路是否断路;当点火开关的电源接线柱30有火时,证明熔断器至点火开关的电路正常,应该检测点火开关是否损坏。
汽车发电机的发电原理
汽车发电机的发电原理
汽车发电机的发电原理是利用磁场相对运动产生感应电流的原理。
具体原理如下：
1. 发电机的主要部件是转子和定子。
转子上有一个励磁线圈产生磁场，而定子则放置着导线绕组。
2. 当发动机工作时驱动转子旋转，励磁线圈在旋转时会产生一个强大的磁场。
3. 旋转的励磁线圈的磁场与定子的导线绕组交叉，导致磁通线在导线绕组中产生变化。
4. 根据法拉第电磁感应定律，变化的磁通线会在导线绕组中引发感应电流。
5. 感应电流将通过导线绕组进入汽车电路系统，为电池充电并提供得力的电力。
6. 同时，汽车的电路系统会将一部分电能供给车辆的各个电子设备进行工作。
总结来说，汽车发电机是通过励磁线圈产生强磁场，与定子的导线绕组产生相对运动，产生感应电流并向汽车电路系统供电的原理。
简述汽车交流发电机的三大工作原理
汽车交流发电机的三大工作原理
一、电磁感应原理
当一个导体处于不断变化的磁场中时，导体内将产生感应电动势。
发电机的工作原理基于法拉第电磁感应定律，即当一个导线在磁场中做切割磁力线的运动时，导线中就会产生电流。
在发电机中，这个过程由原动机（通常是内燃机或柴油机）带动转子进行旋转来完成。
二、整流原理
交流发电机产生的电流是交流电，但大多数用电设备需要直流电。
因此，交流发电机发出的电流需要通过整流器转换成直流电。
整流器由六个硅二极管组成，每个二极管只允许电流在一个方向上流动，从而实现整流功能。
通过使用整流器，交流发电机可以向汽车电气系统提供稳定的直流电源。
三、调节原理
交流发电机必须能够输出恒定的电压，即使发动机的转速变化时也是如此。
这通过电压调节器来实现，它控制交流发电机的主磁场强度，从而控制发电机的输出电压。
当发动机转速增加时，电压调节器减小
磁场电流，从而降低磁场强度，防止电压过高；当发动机转速减小时，电压调节器增加磁场电流，从而增强磁场强度，保持电压稳定。
通过这种方式，交流发电机可以在不同的发动机转速下提供稳定的输出电压。
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实训项目3.1 交流发电机结构认识
• • • • • • • • • 4．各部分结构认识（对整体式发电机的调节器可以后再 认识）。 注意：轻拿轻放，不要折断导线或损坏部件，转子轴严防 磕碰。 5．发电机的装配 发电机的装配顺序按照拆卸的反方向进行，但应注意以下 几点： （1）各零部件应保持清洁； （2）配合部位涂些机油润滑； （3）各部位所配装的垫片（包括调整垫、绝缘垫等）应按 要求装回，不能遗漏； （4）对于整体式、电刷架内置的发电机，将转子轴装入后 轴承时，应注意将电刷压入孔中，以免折断。 （5）装配后应检查各转动部位是否能灵活转动。
3.4.1 交流发电机的整机测试
• 1.测量各接线柱之间的电阻 • （1）测量发电机的输出端子B+和 搭铁端E之间的阻值（壳体或搭铁 接线柱）。 • 通过测量可以判断交流发电机整 流器是否有故障，如有故障应将发 电机解体进一步检测。 • （2）测量发电机正电刷F接线柱 和负电刷E之间的阻值 • 通过测量各接线柱之间的阻值， 不能确定交流发电机是否有无故障 时，应进行试验台试验。
学习重点与难点
掌握调节器的检测方法。 掌握交流发电机的结构、工作原理。 掌握交流发电机的试验、检测及维修方 法。
3.1 交流发电机的结构
• • • • • • • 3.1.1．发电机的功用 3.1.2．普通交流发电机的结构 1．转子 2．定子 3．整流器 4．端盖及电刷组件 5．带轮及风扇
3.1.1 发电机的功用
3.4交流发电机的故障检测
汽车交流发电机当发现发电机不发电或 发电量不足等故障时，应首先判断故障发生在外 电路还是发电机内部，若初步确定故障在发电机 内部，就应将交流发电机从车上拆下来，对其进 行检测、修理。 • 应先对交流发电机进行整机测试。目的 是为了判定交流发电机有无故障和故障发生在哪 个部位，以便有的放矢地修理。 • 整机测试包括：测量各接线柱之间的电 阻、在万能试验台上进行空载电压和负载电流的 试验、用示波器观察发电机输出波形。 •
•
3.3.1交流发电机的分类
图3.19 交流发电机结构外型 a) JF1522A型交流发电机 b) 捷达JFZ1813型交流发电机 c）JFB1712型交流发电机
3.1.2 普通交流发电机的结构
• 2．定子
• 定子的功用是产生交流电。 定子安装在转子的外面，和发电 机的前后端盖固定在一起，当 转子在其内部转动时，引起定 子绕组中磁通的变化，定子绕 组中就产生交变的感应电动势。 定子由定子铁心和定子绕组（线 圈）组成，如图3.5所示。 定子铁心由内圈带槽、互相绝缘 的硅钢片叠成。
3.4.2 零部件的检修
• • 4．电刷组件的检测 电刷和电刷架应无破损或裂纹，电刷在 电刷架中应活动自如，不得出现卡滞现象。电 刷露出电刷架部分的长度叫电刷长度，电刷长 不应超出磨损极限（原长的1/2），否则应更换。 • 电刷弹簧压力应符合标准，一般为2～ 3N，将电刷压入电刷架使之露出部分约2mm，弹 簧压力过小应更换。
3.4.2 零部件的检修
• • • • 1．转子的检修 (1) 励磁绕组的检修 用万用表测量励磁绕组的电阻，应符合标准。 每个滑环与转子轴之间的阻值都应该是无穷大。
图3.30 励磁绕组短路、断路的检测
图3.31 励磁绕组搭铁的检测
3.4.2 零部件的检修
• • (2)转子轴和滑环的检修 转子轴的弯曲会造成转 子与定子之间间隙过小而 摩擦或碰撞，如发现发电 机运转时阻力过大或有异 响，应检查转子轴是否有 弯曲。 • 滑环应表面光滑，无烧 蚀，厚度应大于1.5mm • (3)轴承的检修 • 若发现发电机运转时有 异响，应仔细检查是否因 轴承的损坏而造成。
•
1．额定电压 • 交流发电机的电压受电压调节器控制，一般比较稳定， 只是在发动机启动阶段略有变化，正常情况下，发动机达到 怠速转速时，发电机的输出电压应能达到一个稳定值，这个 电压值称为发电机的额定电压（12V系统的发电机额定电压 为14V，24V系统的发电机额定电压为28V）。 • 2．空载转速 • 交流发电机不带负载，能够达到额定电压时的初始转速值 定为空载转速，空载转速在发电机出厂时通过试验确定，列 入产品说明书。空载转速是汽车设计时选择发动机和发电机 速比的主要依据，也是发电机使用过程中性能是否下降的评 价指标之一。
检测正二极管的正向电阻
检测正二极管的反向电阻
检测负二极管的正向电阻
检测负二极管的反向电阻
3.35 整流二极管的检测
3.4.2 零部件的检修
• • （2）整体结构的整流器检测： 整体结构整流器的整流板、 正、负硅二极管全部焊装在一起， 不可分解。右图为本田汽车交流发 电机的整流器。 • 检测正极管时，将指针万用 表的红表笔接B，黑表笔依次接P1、 P2、P3、P4，均应导通；交换两表 笔后再测，均应为无穷大，否则有 正二极管损坏，需更换整流器总成。 • 检测负极管时将指针万用表 的黑表笔接E，红表笔依次接P1、P2、 P3、P4，均应导通；交换两表笔后 再测，均应为无穷大，否则有负二 极管损坏，需更换整流器总成。
3.5.2电压调节器的分类
• 随着电子技术的发展，目前交流发电机几乎全 部采用电子调节器。其优点是：电压调节精度高， 且不产生火花，还具有重量轻、体积小、寿命长、 可靠性高、电波干扰小等优点。 • 电子调节器有晶体管调节器和集成电路调节器 两种。
图3.38 晶体管调节器和集成电路调节器 a)晶体管调节器 b)集成电路调节器
图3.5 交流发电机定子总成及连接方式 a）定子绕组星形连接 b) 定子绕组三角形连接
定子绕组有三组线圈，对称的嵌放在定子铁心的槽中。三相 绕组的连接有星形接法和三角形接法两种，如图3.5a、b所 示，都能产生三相交流电。
3.3.1交流发电机的分类
图3.20 奥迪11管整交流发电机的整流器结构形状
作业布置
• 一、实验报告填写 • 二、实验分析总结 • 三、预习
实训项目3.2交流发电机的检修
• 2.整机测量 • （1）测量交流发电机的输出接柱B与发电机壳体之间的正、 反向阻值（搭铁端）。并与标准比较，若不符合标准说明整 流器有故障。 • （2）测量发电机正电刷接线柱和负电刷之间的阻值，并与 标准比较，若不符合标准说明电刷和励磁绕组有故障。 • 3.分解检测 • 发电机的分解步骤按实训项目3.11的要求进行。 • （1）转子的检修 • （2）定子的检修 • （3）整流器的检修 • （4）电刷组件的检测 • （5）其他零件失效检测 • 前后端盖，风扇、带轮等应无裂损。 • 4.发电机的装复
图3.21本田雅阁8管交流发电机的整流器结构形状
3.3.2常见发电机的结构型式
图3.24 爪极式无刷交流发电机的结构 1－外型 2－后轴承 3－防护罩 4－整流器 5－壳体 6－定子 7－磁轭 8－励磁绕组接头 9－励磁绕组 10－爪极 11－前端盖12－风扇 13－带轮
3.3
• 授课教师: 庞 书 胜 • 讲授班级:08级汽修(2)班 :08 (2) • 授课地点:汽车实训楼 • 累计课时:讲授(4节)实操(4节)
学习目标
了解交流发电机的功用。 了解调节器的工作原理。 掌握调节器的检测方法。 掌握交流发电机的结构、工作原理。 掌握交流发电机试验、检测及维修方法。 掌握电路检测及维修方法。
图3.27各接线柱之间电阻的测量
3.4.1 交流发电机的整机测试
• 2．试验台试验 • （1）空载试验 • 空载试验是在交流发电机不带任何负载（不对外 输出电流）情况下的一种试验。空载试验的目的是： 初步测定发电机是否有故障。 • （2）负载试验 • 负载试验就是在交流发电机带有负载（对外输出 电流）情况下的一种试验。负载试验的目的是：进一 步测定发电机是否有故障。 • 交流发电机的有些故障，在没有电流输出的情况下是 表现不出来的，所以如果交流发电机空载试验正常情 况下，应再作负载试验。
发电机是汽车的主要电源，其功用是在发 动机正常运转时，向所有用电设备（启动机 除外）供电，同时给蓄电池充电。 • 汽车用发电机可分为直流发电机和交流发 电机，由于交流发电机的性能在许多方面优 于直流发电机，直流发电机已被淘汰。目前 汽车采用三相交流发电机，内部带有二极管 整流电路，将交流电整流为直流电，所以， 汽车交流发电机输出的是直流电。 • 交流发电机必须配装电压调节器，电压 调节器对发电机的输出电压进行控制，使其 保持基本恒定，以满足汽车用电器的需求。
实训项目3.1 交流发电机结构认识
• 2．外部清洗 • 用蘸有少许清洗剂的抹布将发电机表面擦拭干净。 • 注意：抹布不能有液体浸出，汽油清洗剂不能接触绝缘件。 • 3．发电机的分解（不同型号的发电机分解步骤有所不同， 以下分解步骤仅作参考） • （1）拆下电刷组件。 • （2）分解前后端盖。 • （3）分解定子和后盖。 • （4）分解定子和整流器总成。对于某些发电机的整流器 可以在发电机外部就能和发电机分解，可在分解前后端盖之 前将整流器拆下。 • （5）小心清洗擦拭每一部件，绝缘部分严防汽油浸泡。
图3.32 转子轴径向摆差的检测
3.4.2 零部件的检修
• 2．定子的检修 • （1）定子绕组的断路和搭铁故障检测 • （2）定子绕组的短路故障检测
图3.33定子断路故障的检测
图3.34定子搭铁故障的检测
3.4.2 零部件的检修
• • 3．整流器的检修 (1) 普 通 整 流 器 的 检测 • 将二极管的引线与 其他连接 分离，用 指 针万用表 的两个表 笔 分别接到 二极管的 引 线与壳体 上，测二 极 管的正向与反向电阻。 二极管的 正向电阻 应 符合标准 值，反向 电 阻应在10kΩ以上。
实训项目3.2 交流发电机的检修
•
• 四、检修记录：
万用表型号： 发电机型号： （1）整机检测记录
B与E之间的阻值 测量值 标准值 结论 正、负电刷之间（或励磁绕组） 的阻值 测量值 标准值 结论
实训项目3.2 交流发电机的检修