硅整流发电机的构造、拆卸、工作原理与特性
硅整流发电机的工作原理
硅整流发电机的工作原理硅整流发电机是一种常见的发电设备，它利用硅整流器将交流电转化为直流电。
本文将详细介绍硅整流发电机的工作原理，并探讨其在发电领域中的应用。
一、硅整流发电机的基本概念硅整流发电机是一种将交流电转化为直流电的设备。
它通过利用硅整流器，将来自发电机的交流电转换为直流电，从而实现电能的存储和利用。
硅整流发电机适用于各种场景，如家庭用电、工业生产等。
二、硅整流发电机主要由发电机、硅整流器和电池组成。
在正常运行时，发电机产生交流电，通过连接的硅整流器转换为直流电，然后存储到电池中进行储存。
当需要使用电能时，直流电从电池中释放并供应给负载。
硅整流器是实现电能转换的关键组件。
它由多个二极管组成，每个二极管都具有单向导电性，即只能让电流在一个方向上通过。
当交流电输入硅整流器时，只有与电流方向相符的二极管才会导通，将电流引导到电池中进行储存。
硅整流发电机还配备了控制系统，用于监测电池的充放电状态，并自动控制硅整流器的工作。
当电池电量过低时，控制系统将启动发电机，通过硅整流器进行充电。
当电池电量充足时，发电机停止工作，电池直接供电负载。
三、硅整流发电机的应用硅整流发电机具有广泛的应用领域，主要包括以下几个方面：1. 家庭用电：硅整流发电机可以利用太阳能、风能等可再生能源发电，将电能存储到电池中，供给家庭使用。
尤其在偏远地区或没有稳定供电的情况下，硅整流发电机能够为家庭提供持续稳定的电力。
2. 工业生产：许多工业生产过程需要稳定的电力供应，而硅整流发电机能够提供可靠的电力支持。
通过连接多个硅整流发电机，可以满足工业生产对电能的需求，并实现能源的高效利用。
3. 紧急备用电源：在电力系统故障或自然灾害造成停电时，硅整流发电机可作为紧急备用电源。
其快速启动和稳定运行的特性能够在紧急情况下为医院、通信基站等重要设施提供可靠的电力支持。
4. 新能源发电：硅整流发电机能够与太阳能发电系统、风力发电系统等结合使用，将可再生能源转换为可储存的直流电。
_硅整流发电机原理及维修解读
第一节 硅整流发电机的结构与型号
第二节 硅整流发电机的原理及特性
第三节 硅整流发电机的检修与性能测试
第四节 电压调节器及电源线路连接
第一节 硅整流发电机的结构与型号
一、硅整流发电机的结构
硅整流发电机主要由转子、定子、整流器、前后端盖、风扇及皮带 轮、电刷及电刷架等6个部分组成。 1.转子 转子的作用是产生旋转磁场，其结构如图3-1所示。转子轴上压装 有导磁铁心(也称磁扼)，铁心上绕有励磁绕组，两块爪极压装在转子 轴上并与铁心压紧，绕组的两端线引出后，分别焊接在两个彼此绝缘 的滑环上。电刷与发电机滑环紧密接触。当电刷与电源接通时，励磁 绕组有电流通过，产生磁场。两块爪极一块被磁化为N极，另一块被磁 化为S极。
式中:C为电机常数。
有些硅整流发电机把中性点用导线引出，接在中性点接线柱(一般 用“N'’标记)上。这一电压常用来控制充电指示灯或某些继电器。
中性点输出的整流原理如下(见图3-7 )。
在0~t2时间内，由于V4导通，中性点负载的电流由三相绕组中 性点→中性点负载RN→搭铁→发电机“-”→VQ→发电机B相首
变调整臂的固定位置可以调整传动皮带的松紧程度。
前后端盖用铝合金材料制成，铝合金是非导磁材料，它既可以防止 漏磁，又具有良好的导热性能，有利于散热。
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第一节 硅整流发电机的结构与型号
5.电刷及电刷架
电刷架安装在后端盖上。两电刷分别装在电刷架的两个方形孔内。
电刷用石墨粉压制而成，带有一条多股铜质引线。电刷外端装有弹 簧，依靠弹簧使电刷与滑环紧密接触。电刷架结构有两种形式，一
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第二节 硅整流发电机的原理及特性
端构成回路，将uB反向加在RN上。
硅整流交流发电机的工作特性
硅整流交流发电机的工作特性
硅整流发电机的转速变化范围大，而且传动比较大。
由于硅整流发电机的转速变化范围大。
硅整流发电机的端电压变化规律可以知道，要表征硅整流发电机的特性，应以转速为基础分析空载特性、输出特性和外特性。
1.输出特性
输出特性又称负载特性，它是在发电机保持输出电压肯定时，发电机的输出电流与转速之间关系。
图1 沟通发电机的输出特性
由负载特性可以看动身电机在不同转速下输出特性，它表明：
①发电机在较低的空载转速n1时，就能达到额定输出电压值，可知低速充电性能好。
②发电机转速升至满载转速n2时，输出电流为额定值，从而输出额定功率的电能，可知发电性能优良的特点。
③当转速升到某肯定值以后，输出电流就不再随转速的上升和负荷的增大而增大，具有自动限制输出电流的功能，因此不需要限流器。
沟通发电机的最大输出电流约为额定电流的1.5倍。
2.空载特性
空载特性是指无负荷时，发电机端电压与转速的变化规律。
图2 沟通发电机的空载特性
从曲线看出，随着转速的上升，端电压上升。
由他励转入自励发电时，即能向蓄电池进行充电。
空载特性是判定沟通发电机低速充电性能是否良好的重要依据。
3.外特性
外特性是指转速保持肯定时，发电机的端电压与输出电流的关系。
在不同恒定转速的试验后，可以绘出一族相像的U＝f(I) 外特性曲线。
图3 沟通发电机的外特性
沟通发电机端电压受转速和负载变化的影响较大，当发电机处于高速运转的工作状态时，假如突然失去负荷，其端电压会急剧上升，这时发电机中的硅二极管和调整器中等电子元件将有被击穿的危急，应避开外电路断路的现象。
第三章硅整流发电机介绍
第一节 硅整流发电机的结构与型号
如桑塔纳、奥迪100轿车用发电机型号为JFZ1913Z。表示该发
电机为整体式交流发电机，标称电压为12V，功率大于1000 W，第
13次设计，调整臂在左侧。
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第二节 硅整流发电机的原理及特性
一、发电原理
硅整流发电机的三相定子绕组是对称的。即每相绕组的个数及每 个线圈的匝数都相等， 绕组的绕法也相同，且按相同的规律分布在定子铁心的槽中，它们之 间互差120°电角度，绕组的接法见图3-7(a)。发电原理如下: 当励磁绕组有电流通过时，转子的两块爪极被磁化，形成了N, S 极相互交错的三对磁场。发电机工作时，磁场同时旋转。于是，定子 三相绕组与磁场发生相对运动，定子绕组切割磁场磁力线，产生感生 电动势。三相定子绕组所产生的感生电动势是频率相同、最大值相同、 相位相差120。的三相对称正弦交流电动势。
种是拆装电刷在外部进行，另一种是拆装电刷必须在发电机内部进
行。 两电刷的引线分别接后端盖上的两个接线柱，按接线柱形式的不
同，发电机被分成内搭铁和外搭铁两种形式。其中，内搭铁式发电
机的一个接线柱与后端盖绝缘，称为“磁场”接线柱，标记“磁场” 或“F"，另一接线柱与后端盖直接接触(搭铁)，称为“搭铁”
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式中:C为电机常数。
有些硅整流发电机把中性点用导线引出，接在中性点接线柱(一般 用“N'’标记)上。这一电压常用来控制充电指示灯或某些继电器。
中性点输出的整流原理如下(见图3-7 )。
在0~t2时间内，由于V4导通，中性点负载的电流由三相绕组中 性点→中性点负载RN→搭铁→发电机“-”→VQ→发电机B相首
是发电机输出电压的一半。 (2)九管整流器九管整流电路见图3-8，它是在六管整流器的基础
_硅整流发电机原理及维修
_硅整流发电机原理及维修一、硅整流发电机原理：硅整流发电机是一种利用碳化硅杂质在晶体中出现的特殊电流传导特点来实现电能转换的发电机。
晶体是由正价离子和价电子组成的。
在晶体中，正价离子和离子化的杂质离子的排列形成了正五边形结构，形成五向性晶体。
当电流通过晶体时，由于离子的不对称分布，离子中产生了一个电场，电场会使杂质离子发生运动，并由于离子和电子的撞击形成一个电子云，形成了电子分区。
硅整流发电机可以分为三个部分，包括灵敏元件、碳化硅晶体和恢复元件。
1.灵敏元件：灵敏元件是控制电流的元件，它可以根据电流的变化来决定整流方向。
一般来说，硅整流发电机采用的是二极管灵敏元件。
2.碳化硅晶体：硅整流发电机中的碳化硅晶体是实现整流的关键元件。
它具有挑战认可电流的能力，可以实现无压降、无浪涌、饱和与失压时的整流。
3.恢复元件：恢复元件是恢复漏电功率的元件，它可以对电流进行恢复和放大。
通常情况下，硅整流发电机采用的是晶体管恢复管。
二、硅整流发电机的维修：硅整流发电机的维修主要包括以下几个方面：1.检查电路：首先要检查发电机的整流电路是否正常工作，包括灵敏元件、碳化硅晶体和恢复元件，是否存在烧毁或者损坏。
2.更换灵敏元件：如果发现灵敏元件无法正常工作，需要及时更换。
在更换之前，需要先断开电源，并确保电容器中没有电荷残留，否则可能导致触电。
3.更换碳化硅晶体：如果发现碳化硅晶体存在问题，比如腐蚀、断裂等，需要及时更换。
更换碳化硅晶体时，应先将电流关闭，并使用专业的工具进行更换，避免碳化硅晶体损坏。
4.更换恢复元件：如果发现恢复元件无法正常工作，需要及时更换。
在更换之前，要确保电源已经关闭，并遵循相关操作规程，以免发生意外。
5.清洁及保养：在日常使用中，应定期对硅整流发电机进行清洁和保养工作，包括清除灰尘和杂物，确保发电机的运行环境干净整洁；同时，要定期检查发电机的各个部件是否有损坏或者松动，及时修复或者更换。
总结：硅整流发电机是一种利用碳化硅杂质在晶体中出现的特殊电流传导特点来实现电能转换的发电机。
硅整流发电机
3-3所示。 三相绕组的形状、尺寸完全相同，对称地安装在定子铁心的槽内，三相绕
组一般为星形连接形式。
3.外特性 外特性是指发电机转速一定时，端电压与输出电流之间的关系。图3-10 (c)是硅 整流发电机在n1、n2、n3三种情况下的外特性曲线。由该曲线可以看出:
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上一页 下一页ຫໍສະໝຸດ 第二节 硅整流发电机的原理及特性
.发电机转速不同，端电压也不同，转速越高，端电压也越高。
.当发电机输出电流达到一定值时，再继续减小电阻，输出电流反 而减小。由此也可以看出硅整流发电机自身具有限制最大电流输 出的能力。
，绕组的两端线引出后，分别焊接在两个彼此绝缘的滑环上。电刷与发电机滑环紧密 接触。当电刷与电源接通时，励磁绕组有电流通过，产生磁场。两块爪极一块被磁化
为N极，另一块被磁化为S极。
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第一节 硅整流发电机的结构与型号
于是在转子的表面形成了N, S极相互交错的六对磁极，磁极的分布，见图3-2 。
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第一节 硅整流发电机的结构与型号
5.电刷及电刷架
电刷架安装在后端盖上。两电刷分别装在电刷架的两个方形孔内。电 刷用石墨粉压制而成，带有一条多股铜质引线。电刷外端装有弹簧，依靠 弹簧使电刷与滑环紧密接触。电刷架结构有两种形式，一种是拆装电刷在 外部进行，另一种是拆装电刷必须在发电机内部进行。
uA反向加在RN上，即导通负极管将与其相接的那相电压反向加在中性点 负载上，其输出波形见图3-7 (d)。显然中性点电压UN的平均值是发电机输 出电压的一半。
硅整流交流发电机
3、电流等级代号
电流等级代号也用一位阿拉伯数字表示。 1 <19A 2 <29A 3 <39A 4 <49A
电流等级代号 发电机额定电流
4、设计序号
5、变型代号
设计序号用1～2位阿拉伯数字表示，表示产品设计的先后顺序。 交流发电机以调整臂位置作为变形代号。Z——左调整臂 Y ——右调整臂 例：JFZ1913Z发电机
根据中华人民共和国汽车行业标准QC/T73-1993《汽车电 器设备产品型号编制方法》的规定，汽车交流发电机型号由 五部分组成：
1、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ品代号
JF——表示普通交流发电机； JFZ——表示整体式（调节器内置）交流发电机； JFB——表示带泵的交流发电机； JFW——表示无刷交流发电机。 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。
试验电路
一、输出特性
额定电压
• 输出特性是指在发电机端电 压U不变（对12V系列的交流 发电机规定为14V，对24V系 列的交流发电机规定为28V） • 输出电流与转速之间的关系， 即U=常数时，I＝f（n） 的 函数关系。
由特性曲线I=f（ 由特性曲线I=f（n）可以看出 I=f
• （1）空载转速n1 • 发电机转速小于一定 n1时 值n1时，对外输出电 流为零。 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。 载转速。空载转速常 用来作为测试发电机 性能的参数之一。 性能的参数之一。
硅整流交流发电机及调节器
第一节 概述
一、发电机的功用
发电机是汽车的主要电源， 发电机是汽车的主要电源，其功用是在发动机正常运转时 怠速以上），向所有用电设备（起动机除外）供电， ），向所有用电设备 （怠速以上），向所有用电设备（起动机除外）供电，同 时向蓄电池充电。 时向蓄电池充电。
_硅整流发电机原理及维修解析
_硅整流发电机原理及维修解析硅整流发电机是一种利用硅材料进行整流的发电装置。
其原理是通过硅材料的特性，将交流电转换为直流电，从而供给其他设备使用。
硅整流发电机的原理是利用半导体材料的特性。
硅材料的特点是导电性能良好，在高温和高压下具有较高的耐受能力。
硅材料中的杂质掺入不同的元素，可以改变其导电性能。
通过控制硅材料中的杂质浓度和控制电压，可以实现硅材料的导电性能的变化，从而实现整流的功能。
硅整流发电机的基本结构包括正、负半导体材料和一个中间的绝缘层。
正半导体材料所接触的一侧通过正电压的施加形成P型材料，而负半导体材料所接触的一侧通过负电压的施加形成N型材料。
正、负半导体材料之间的绝缘层是为了防止电流的混合和短路。
硅整流发电机的工作过程如下：当交流电进入正半导体材料时，由于正半导体材料处于P型，而交流电的正负周期会导致P型材料和N型材料之间的电势差发生变化。
在正半导体材料的一侧，电势增加，形成一个P-N结。
由于N型材料具有较多的自由电子，而P型材料具有较多的空穴，因此P-N结上会发生电子和空穴的复合，产生热能。
这样就导致了电流的通过，完成了交流电的整流过程。
硅整流发电机的维修主要包括以下几个方面：1.故障排查：当发电机无法正常工作时，首先需要进行故障排查。
可以通过测量电压、电流的大小，检查电路是否接触良好，以及检查硅材料是否存在损坏等方式，确定故障的原因。
2.更换硅材料：如果发现硅材料存在损坏，需要及时更换。
在更换硅材料时，需要注意选择与原始材料相匹配的材料，并进行适当的清洁和接触处理，以确保材料的导电性能恢复正常。
3.修复电路：如果发现电路存在接触不良或损坏的情况，需要进行修复。
修复电路时，需要注意使用合适的工具和材料，确保电路的连接稳固，并保证电流的顺利通过。
4.定期维护：对于硅整流发电机，定期维护是非常重要的。
可以定期对发电机进行清洁和润滑，检查电路连接是否正常，以及材料是否存在磨损等，及时进行修复和更换。
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二、铅蓄电池的作用原理、容量与使用
1. 铅蓄电池的作用原理
二、铅蓄电池的作用原理、容量与使用
⒉铅蓄电池的容量 容量Ｃ 等于放电电流与放电时间的乘积:
二、铅蓄电池的作用原理、容量与使用
⒉铅蓄电池的容量
⑴20h放电率额定容量 将充足电的新蓄电池在电解液温度为25℃ 时,以20ｈ 放电率的放电电流连续放电至6 Ｖ 蓄电池端电压下降到5.25 ±0.02Ｖ或12Ｖ 蓄电池端电压下降到10.5 ±0.05Ｖ 时所输出 的电量。
１. 起动型铅蓄电池的用途
⑵用途
①发动机起动时，向起动机提供强大电流，并同时向点火系等用电设备供 电。 ②发电机电压过低(低于蓄电池端电压)时，向用电设备供电。 ③发电机电压高于蓄电池电动势时，将发电机多余的部分电能变为化学能 储存起来。 ④发电机过载时，协助发电机供电。 ⑤蓄电池相当于一个大的电容器，能吸收电路中出现的瞬时过电压，保持
２. 蓄电池技术状况 的检查
(２)蓄电池放电程度 的检验
②用高率放电计 测量放电电压
四、铅蓄电池的维护与技术状况检查
汽车电系电压稳定，保护电路中的电子元件。
一、起动型铅蓄电池的用途、结构与型号 2. 起动型铅蓄电池的结构
一、起动型铅蓄电池的用途、结构与型号
2. 起动型铅蓄电池的结构 ⑴极板
一、起动型铅蓄电池的用途、结构与型号
2. 起动型铅蓄电池的结构 极板组----为了增大蓄电池的容量，将多片 正、负极板分别焊接成正、负极板组
充电。 (４)应避免起动型蓄电池长期处于小电流放电状态下工作。 (５)冬季使用蓄电池应注意使其经常处于充足电状态 ， 以免因电解液密 度过低而招致电解液结冰，应注意冬季蓄电池的保温。 (６)闲置不用的蓄电池，应视时间长短，采用不同方法贮存：
①湿贮存法②干贮存法:
三、蓄电池的充电
• 蓄电池的充电有初充电、补充充电和快速 脉冲充电等种类，其充电过程都分为两个 阶段: 第一阶段：自充电开始至单格电池电 压上升至2.4Ｖ 左右，电解液内开始出现气 泡为止。 第二阶段，充电至蓄电池内产生大量气 泡，电解液呈“沸腾”状态，或端电压和 电解液相对密度升高到最大值，且在2~3h 内不再增加为止。
三、蓄电池的充电
１. 初充电 初充电是指新蓄电池或更换极板后的蓄电池
在使用前的首次充电。 • 特点：充电电流小、充电时间长。 • 步骤：
(１)加注电解液 (２)连接充电电路 (３)选择充电电流、开始充电 (４)调整电解液相对密度至规定值
三、蓄电池的充电
２. 补充充电 在使用过程中，因发电机电压低、充电机会少等原因，
2. 起动型铅蓄电池的结构 ⑷外壳
一、起动型铅蓄电池的用途、结构与型号
2. 起动型铅蓄电池的结构 ⑸联条与极桩
一、起动型铅蓄电池的用途、结构与型号
2. 起动型铅蓄电池的结构 ⑸联条与极桩
一、起动型铅蓄电池的用途、结构与型号
3. 起动型铅蓄电池的型号 铅蓄电池的型号由三大部分组成：
(１)串联单格电池数 (２)电池类型 起动型蓄电池用“Ｑ ”表示 (３)电池特征 (４)额定容量 ２０ｈ 放电率时的额定容量 (５)特殊性能 如高起动率蓄电池用“Ｇ”表示，低温起动性能好的蓄电
会致使蓄电池实际容量下降(即存电不足)应及时进行补充 充电。 步骤：
检查并调整电解液液面高度至规定值，连接好充电电 路，选择第一阶段补充充电电流或以蓄电池容量数值的 1/10 作为第一阶段充电电流，充电至 单格电池端电压达到2.4Ｖ 左右、电解液内开始出现气泡为 止.接着将充电电流减半，进入第二阶段直至充足电为止。
三、蓄电池的充电
３. 快速脉冲充电 充电前先检查电解液的相对密度，对照
蓄电池完全充电时的相对密度值，计算出 蓄电池的剩余容量，以确定充电初期的时 间。同时将充电设备上的定时器调到相应 的时间上，剩余容量大于75％(即电池放电 少于25％)，应采用小电流充电。
四、铅蓄电池的维护与技术状况检查
１. 蓄电池的维护项目 (１)注意蓄电池在车辆上安装牢固。 (２)保证导线连接紧固、接触良好，进行电池连接时应先接 火线，后接搭铁线。拆线时的顺序则相反。 (３)经常清除电池上的灰尘泥土，清除极桩和连接头上的氧 化物，擦除电池盖上的电解液。保持加液孔螺塞上通气孔的 畅通。 (４)严格执行换季节、换地区时电解液相对密度的调整。 (５)定期(一般要求夏季每隔5天、冬季每隔10 天)检查电解 液液面高度。 (６)定期检查放电程度，每月或两个月从车上拆下进行一次 补充充电。
四、铅蓄电池的维护与技术状况检查
２. 蓄电池技术状况 的检查
(１)电解液面高度 的检查
四、铅蓄电池的维护与技术状况检查
２. 蓄电池技术状况的检查 (２)蓄电池放电程度的检验 ①通过测量电解液相对密度估算放电程
度:按相对密度每下降0.01,相当于蓄电池放 电6％即可估算出放电程度.
四、铅蓄电池的维护与技术状况检查
一、起动型铅蓄电池的用途、结构与型号
2. 起动型铅蓄电池的结构
⑵隔板 安装在正、负极板之间，使正负极板尽量靠近而 又不至于接触短路。 ⑶电解液 使极板活性物质与电解液反应，完成蓄电池的充 、放电过程。它是由纯净的硫酸和蒸馏水配制而 成的，其相对密度一般在1.24 ~1.28 之间。
一、起动型铅蓄电池的用途、结构与型号
单元三
电源系
课题一 课题二 课题三 课题四 课题五
蓄电池 硅整流发电机的构造、拆卸、工作原理与特性 电压调节器 硅整流发电机的检修与试验 电源系的线路连接
2020/5/15
课题一 蓄电池
一、起动型铅蓄电池的用途、结构与型号
１. 起动型铅蓄电池的用途
⑴铅蓄电池在汽车上与发电机并联连接电路
一、起动型铅蓄电池的用途、结构与型号
二、铅蓄电池的作用原理、容量与使用
⒉铅蓄电池的容量
⑵影响铅蓄电池容量的因素 ①放电电流 ②电解液温度 ③电解液的相对密度
二、铅蓄电池的作用原理、容量与使用
⒊铅蓄电池的使用 (１)不能长时间大电流放电，不能频繁和长时间使用起动机 。 (２)不能大电流或过电压充电 (３)避免蓄电池过放电和长期处于欠充电状态下工作 ， 应及时进行补充