交流发电机和电压调节器
第五节 交流发电机的电压调节器(王字号)
第五节 交流发电机的电压调节器
学习内容 电压调节器的分类 电压调节器的调压原理 电子调节器结构与工作原理 电压调节器应用实例
（2）电子调节器
概述 交流发电机的结构
交流发电机的工作原理
交流发电机的工作特性 交流发电机的电压调节器 充电警告指示灯控制电路 充电系故障诊断 交流发电机与调节器使用与维护
第五节 交流发电机的电压调节器
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学习内容 电压调节器的分类 电压调节器的调压原理 电子调节器结构与工作原理 电压调节器应用实例
（4）当UB下降到等于调节下限U1时 电阻R1、R2分压减小，当UR1＜UVS+Ube1， VS截止，VT1截止，VT2重新导通，磁场电路重新 被接通，发电机电压上升。 发电机电压升到调节上限时，VT2就截止，磁
第五节 交流发电机的电压调节器
学习内容 电压调节器的分类 电压调节器的调压原理 电子调节器结构与工作原理 电压调节器应用实例
（3）电脑控制调节器
电脑控制调节器是现代轿车采用的一 种新型调节器，由电负载检测仪测量系统 总负载后，向发电机电脑发送信号，然后 由发动机电脑控制发电机电压调节器，适
概述 交流发电机的结构
第五节 交流发电机的电压调节器
学习内容 电压调节器的分类 电压调节器的调压原理 电子调节器结构与工作原理 电压调节器应用实例
由于发动机的转速不断变化，交流发电机 转速很难保持不变。因此交流发电机转子的转 速变化范围非常大，这样将引起发电机的输出 概述 电压发生较大变化，无法满足汽车用电设备的 交流发电机的结构 交流发电机的工作原理 工作要求。 交流发电机的工作特性 电压调节器是把发电机输出电压控制在规 交流发电机的电压调节器 充电警告指示灯控制电路 定范围内的调节装臵，其功用是在发电机转速 充电系故障诊断 和负载发生变化时自动控制发电机电压，使其 交流发电机与调节器使用与维护 保持恒定，防止发电机电压过高而烧坏用电设 备和导致蓄电池过量充电，同时也防止发电机 电压过低而导致用电设备工作失常和蓄发电机的工作特性 交流发电机的电压调节器 充电警告指示灯控制电路 充电系故障诊断 交流发电机与调节器使用与维护
汽车发电机整流及电压调节原理
汽车交流发电机及电压调节器汽车使用的电源有蓄电池和发电机两种。
现代汽车采用交流发电机作为主要电源，蓄电池作为辅助电源。
在汽车行驶过程中，由发电机向用电设备提供电源，并向蓄电池充电。
蓄电池在汽车起动时提供起动电流，当发电机发出电量不足时，可以协同发电机供电。
与直流发电机相比，具有如下几个特点：体积小，质量轻在发动机低速运转时，仍能进行充电故障少，使用寿命长，保修简便调节器结构简单很少产生干扰波交流发电机的构造交流发电机的工作原理1.发电原理：在汽车用交流发电机中，由于转子磁极是鸟嘴形，其磁场的分布近似于正弦规律，所以交流电动势也近似于正弦波形，相位差互为120度。
2.整流原理：:硅二极管具有单向导电性。
在某一瞬间，正极二极管上那一项的电压最高，那一项的正极管子就获得正向电压而导通。
负极管上那一项的电压最低，那一项的负极管子就获得正向电压而导通。
实际上，在汽车交流发电机中选用的二极管，其允许的反向电压要高得多，可以承受电路中各种瞬时过电压对二极管的冲击。
3.励磁方法汽车用交流发电机最常用的是九管的交流发电机，也就是具有九个硅二极管的发电机。
其中六个硅二极管组成整流器，利用二极管的单向导电性将交流发电机产生的交流电压转变成直流电压，另外三个二极管提供通过发电机中的励磁绕阻的电流，称为励磁二极管。
九管交流发电机不仅可以控制充电指示灯指示蓄电池的充电情况，指示充电系统是否发生故障，还可以在停车时，提醒驾驶员断开点火开关。
由于二极管有0.6v的门坎电压，所以汽车用交流发电机只有在发电机在较高转速的时候才能自己发电，称为自励过程。
当发电机的转速较低时，由蓄电池供给电流，称为他励过程。
因此，交流发电机发电，要先经过他励过程，再经过自励过程。
工作原理如下：当开关闭合后，首先由蓄电池提供电流。
电路为：蓄电池正极→充电指示灯→调节器触点→励磁绕阻Rf→搭铁→蓄电池负极。
此时，充电指示灯由于有电流通过，所以灯会亮。
但发动机起动后，随着发电机转速提高，发电机的端电压也不断升高，。
交流发电机及调节器
图：带有调节器的发电机的工作特性图
2.双级电磁振动式调节器 1)原理电路图
2)构造
与单级电磁振动式电压调节 器的区别在于： （1）多设计了一对触点K2， 且K2直接搭铁； （2）调节电阻Rf 比单极式要 小得多。 3)工作原理 调节器不工作时，低速触点 K1闭合，高速触点K2处于断开 状态。 （1）发电机低速运转时，一 级触点K1工作；
4）充电系统不充电的排除
充电指示灯常亮 检查发电机驱动带挠度（应为5~7mm），否则应予调整 拆下发电机“B”端子导线，接通点 火开关，检查导线端子上有无电压 有 接上“B”端子导线，起动发动机怠 速运转，检测“B”端子上的电压UB UB=14.5V 0.3V 调节器内部充电指示灯控制电路故 障，需要更换调节器总成 UB<12V 无 发电机“B”端子至点火开关之间的 线路断路
图：硅整流发电机的一般励磁电路
2.整流过程 利用二极管的单向导电特性， 把交流电转变为直流电。
3.整流后发电机的输出电压 负载RL 两端的电压平均值： U=2.34UΦ ， UΦ ——相电压的有效值； 每个二极管上的平均电流： ID=I/3，I——负载电流；
2.4 发电机的特性
1.输出特性 ：U=C，I=f(n) 。
3.交流发电机调节器的分类
（1）电磁振动式调节器：通过触点开闭来 调节Ig 。 a.单级式：只有一对触点。 b.双级式：有两对触点。 （2）电子电压调节器：利用晶体管的开关 特性来调节Ig 。
• 电子电压调节器分类： 按结构形式分 晶体管式：由分立元件组成。 集成电路调节器；由集成电路（IC）组成。 按装配方式分 外装式：与交流发电机分开安装。 内装式：安装在交流发电机上。 按功能分 普通型： 多功能型： 按搭铁形式分 内搭铁型：与内搭铁型交流发电机配套使用。 外搭铁型：与外搭铁型交流发电机配套使用。
《发电机及调节器》PPT课件【2024版】
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第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型
⑹风扇及皮带轮 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。 风扇一般用低碳钢板冲压而成，在发电机工作时， 对发电机强制通风冷却。皮带轮一般用铸铁或铝 合金铸造而成。
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第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型
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。
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。
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第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型
3）整流器 功用：将三相交流电变为直流电 组成：六只或八只硅二极管分别焊装在两块极板 （整流板）上而组成。
无刷交流发电机
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第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型
根据中华人民共和国汽车行业标准QC/T73-93《汽 车电器设备产品型号编制方法》的规定，汽车交流 发电机型号组成如下：
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变型序号 设计序号 电流等级代号 电压等级代号 产品代号
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第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型
二极管组成。 1、整体式交流发电机的结构
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第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型
它主要由定子、 转子、电刷、整 流器、前后端盖、 风扇及带轮等组 成（电压调节器 装在交流发电机 后端的防护罩内， 但不是交流发电 机的组成部分）。
交流发电机中电压调节器的作用
交流发电机中电压调节器的作用嘿，你问交流发电机中电压调节器的作用啊？那咱就来聊聊。
这电压调节器在交流发电机里那可重要得很呐。
首先呢，它能控制发电机输出的电压。
你想啊，要是没有它，那电压一会儿高一会儿低的，那可不行。
就像人开车，速度一会儿快一会儿慢，多吓人呐。
电压调节器就像个交警，指挥着电压别乱跑。
然后呢，它能保护电器设备。
要是电压太高了，那些电器可能就会被烧坏。
比如说你的手机啊、电脑啊啥的，可经不起太高的电压。
电压调节器就像个保镖，保护着这些电器不受伤害。
接着呢，它能让发电机工作得更稳定。
要是电压不稳定，发电机可能就会出毛病。
一会儿发电多，一会儿发电少，那可不行。
电压调节器就像个医生，给发电机看病，让它健健康康地工作。
还有啊，它能提高发电机的效率。
要是电压不合适，发电机可能就会浪费很多能量。
电压调节器就像个管家，
把能量管得好好的，让发电机不浪费。
我给你讲个事儿吧。
我有个朋友，他的车发电机出了问题。
一检查，原来是电压调节器坏了。
结果他的车一会儿能启动，一会儿又启动不了。
后来他换了个新的电压调节器，车就好了。
他说这下可知道电压调节器的重要性了。
总之呢，交流发电机中电压调节器的作用就是控制电压、保护电器、让发电机稳定工作、提高效率。
只要有了它，发电机就能好好干活，我们的电器也能安全使用。
让我们一起重视电压调节器，别让它出问题。
交流发电机的电压调节器
由于交流发电机的转子是由发动机通过皮带驱动旋转的，且发动机和交流发电机的速比为1. 7〜3,因此交流发电机转子的转速变化范围非常大，这样将引起发电机的输出电压发生较大变化，无法满足汽车用电设备的工作要求。
为了满足用电设备恒定电压的要求，交流发电机必须配用电压调节器,使其输出电压在发动机所有工况下基本保持恒定。
一、电压调节器的分类1．交流发电机电压调节器按工作原理可分为：（1）触点式电压调节器触点式电压调节器应用较早，这种调节器触点振动频率慢，存在机械惯性和电磁惯性，电压调节精度低，触点易产生火花，对无线电干扰大，可靠性差，寿命短，现已被淘汰。
（2）晶体管调节器随着半导体技术的发展，采用了晶体管调节器。
其优点是：三极管的开关频率高，且不产生火花，调节精度高，还具有重量轻、体积小、寿命长、可靠性高、电波干扰小等优点，现广泛应用于东风、解放及多种中低档车型。
（3）集成电路调节器集成电路调节器除具有晶体管调节器的优点外，还具有超小型，安装于发电机的内部（又称内装式调节器），减少了外接线，并且冷却效果得到了改善，现广泛应用于桑塔纳。
奥迪等多种轿车车型上。
（4）电脑控制调节器电脑控制调节器是现在轿车采用的一种新型调节器，由电负载检测仪测量系统总负载后，向发电机电脑发送信号，然后由发动机电脑控制发电机电压调节器，适时地接通和断开磁场电路，即能可靠地保证电器系统正常工作，使蓄电池充电充足，又能减轻发动机负荷，提高燃料经济性。
如上海别克、广州本田等轿车发电机上使用了这种调节器。
2．电子调节器按所匹配的交流发电机搭铁型式可分为：（1）内搭铁型调节器：适合于与内搭铁型交流发电机所匹配的电子调节器称为内搭铁型调节器；（2）外搭铁型调节器：适合于与外搭铁型交流发电机所匹配的电子调节器称为外搭铁型调节器。
在使用过程中，对于晶体管调节器，最好使用汽车说明书中指定的调节器，如果采用其他型号替代，除标称电压等规定参数与原调节器相同外，代用调节器必须与原调节、电压调节器的调压原理由交流发电机的工作原理我们知道，交流发电机的三相绕组产生的相电动势的有效值E $==Ce ①n (V)这里Ce为发电机的结构常数，n为转子转速，①为转子的磁极磁通，也就是说交流发电机所产生的感应电动势与转子转速和磁极磁通成正比。
交流发电机和电压调节器习题答案
第二章交流发电机和电压调节器习题一、填空题1、汽车充电系统由交流发电机、蓄电池、调节器及充电状态指示装置组成。
2、交流发电机的励磁方式有他励、自励两种。
3、硅二极管具有单向导电的特性，其正反向电阻不同，可用万用表的R*1档检查二极管的好坏。
4.三相同步交流发电机主要由转子总成、定子总成前后端盖、皮带、风扇及电刷等部件组成。
5.定子总成的作用是产生三相交流电动势。
它由定子铁芯、绕组，两块定子、绕组等组成。
6.硅整流器是利用硅二极管的单向导电性把交流电转换成直流电。
7.EQ1090系列汽车上装用的JFW132型无刷交流发电机，励磁绕组不是装在转子上，而是装在后端盖上。
8.电压调节器的作用是当发动机的转速发生变化，自动调节发电机励磁电流，使输出电压基本保持不变。
9.晶体管调节器一般由电子开关和开关控制、电压敏感电路三个基本部分组成。
10.硅整流发电机与传统直流发电机相比，具有体积小结构简单低速充电性能好，配用的调节器结构简单，对无线电的干扰小的优点。
11.汽车用硅整流发电机由一台三相同步交流发电机和一套六只硅二极管组成的整流器所组成的。
12.转子总成的作用是产生旋转磁场。
它由转子轴、励磁绕组、两块爪形磁极、滑环等组成。
13.定子绕组的连接方式有星形和三角形两种方式，硅整流发电机常采用星形。
14.前后端盖一般由铝合金制成，可以减小漏磁、轻便、散热性好。
15.国产硅整流发电机的电刷有两种结构，常称为绝缘电刷、搭铁电刷。
16.正管子的中心引线为正极，管壳为负极，常用红色字标明，或用红色绝缘物填充管内。
17.硅整流器的六只二极管接成三相桥式全波整流电路。
18.上海桑塔纳轿车用JFZ1813E型硅整流发电机的整流器安装在后端盖外侧。
19.九管硅整流发电机的特点是励磁电路中增加了三个小功率的励磁二极管。
20.中性点“N”对发电机外壳之间的电压叫做中性点电压，其值等于发电机直流输出电压的一半。
21.硅整流发电机是先由他励，再转入自励正常发电。
交流发电机及调节器
U=1.35UL=2.34UΦ 式中：UL—线电压；
UΦ—相电压。
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交流发电机的工作原理
交 流 发 电 机 的 整 流 原 理
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三、发电机的励磁方式
1.励磁：将电源引入到磁场绕组使之产生磁场的过 程称为励磁。
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交流发电机的工作原理
3.二极管的导通原则如下:
（1）正极二极管
因三只二极管负极端相连， 故正极端电位最高者导通；
（2）负极二极管
因三只二极管正极端相连， 故负极端电位最低者导通。
（3）但一般地，同时导通 的管子总是两个，正、负管 子各一个。
4.整流过程 32
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交流发电机的工作特性
交流发电机工作特性 指发电机经整流后输出的 发电机直流端电压、电流与转速之间的关系。 包括以下特性：
A.输出特性
B.空载特性
C.外特性
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（4）无刷交流发电机(不需要电刷的发电机) 例 JFW1913
（5）永磁交流发电机(磁极为永磁铁制成的发电机)
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交流发电机及调节器
按整流器结构分为四类
(1)六管交流发电机 例JF1522A（CA141汽车 用）
(2)八管交流发电机 例JFZ1542（天津夏利 TJ7100汽车用）
2.方式：交流发电机励磁方式有自励和他励两种。
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（一）转子
1、组成：交流发电机的转子是发电机的磁场部分，它主要由两块爪极、
磁场绕组、滑环及轴等组成
2、作用：产生磁场（在激磁绕组上加入激磁电流）
3、检测:
(1)测激磁绕组电阻R=3～4Ώ(2)测滑环和轴之间的绝缘性
(3)观察铁芯分布的均匀性 (4)观察滑环的光洁度
(5)测转子的径向跳动
（二）定子
1、组成：定子是产生和输出交流电的部件，又叫电枢，由定子铁心和
定子绕组组成。
定子铁心由相互绝缘的内圆带槽的环状硅钢片叠（三）整流器
（四）其它
炭刷、炭刷架、前、后端盖、风扇、皮带轮等；
四、交流发电机的工作原理
（一）工作原理
1、发电原理
Ea=EmSinωt
Eb=EmSin（ωt-120︒）
Ec=EmSin（ωt-240︒）
（二）整流原理
正极管导通是：加在正极管上的正向电压最高的管子导通。
负极管导通是：加在负极管上的反向电压最低的管子导通。
六管交流发电机的整流装置实际是一个由6个硅整流二极管组成的三相桥式整流电路，见图2．15（a）。
3个二极管VD2、VD4、VD6组成共阳极组接法，3个二极管VD1、VD3、VD5组成共阴极组接法。
每个时刻有2个二极管同时导通，其中一个在共阴极组，一个在共阳极组，同时导通的两个管子总是将发电机的电压加在负荷两端，见图2．15（c）
从曲线可以看出，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。
这进一步证实了交流发电机低速充电性能好的优点。
空载特性是判定交流发电机充电性能是否良好的重要依据。
（二）输出特性
输出特性也称负载特性或输出电流特性，它是在发电机保持输出电压一定时，发电机的输出电流和转速之间的关系。
一般对标称电压为 12 V
由输出特性可以看出发电机在不同转速下输出功率的情况，它表明：
①发电机只需在较低的空载转速n1时，就能达到额定输出电压值，因此其具有低速充电性能好的优点。
空载转速值是选定传动比的主要依据。
②发电机转速升至满载转速n2时，即可输出额定功率的电能，因此其具有发电性能优良的特点。
空载转速值和满载转速值是使用中判断发电机技术性能优劣的重要指标，发电机出厂技术说明书中均有规定。
发电机的转速越高，端电压越高，输出电流也越大。
转速对端电压的影响较大。
六、交流发电机性能的改善
有的交流发电机除具有组成三相桥式整流电路的6个二极管外，还具有2个中性点二极管，其接线柱的记号为“N”。
中性点对发电机外壳（即搭铁）之间的电压U N是通过3个负极管三相半波整流得到的直流电压，所以U N＝（l／2）U o中性点电压一般用来控制各种继电器如磁场继电器、充电指示灯继电器等。
有的交流发电机还利用中性点的输出提高发电机的输出功率，见
发电机高速时，当中性点电压的瞬时值高于输出电压（平均电压14 V）时，从中性点输出的电流见图（a），其输出电路为：定子绕组→中性点二极管VD7→负载（包括蓄电池）→负极管→定子绕组。
当中性点电压瞬时值低于搭铁电位时，流过中性点二极管VD8的电流见图（b），其输出电路为：定子绕组→正极管→B接线柱→～负载（包括蓄电池）→中性点二极管VD8→定子绕组。
当交流发电机输出电流时，中性点的电压含有交流成分，即中性点三次谐波电压，且幅值随发电机的转速而变化，见图。
七、交流发电机的调节器
（一）调节器的功用：E=Cnφ
n↑---Φ↓--- Φ=L * I ↓ ---I ↓=U/R ↑+Rf
（二）电压调节原理
通过改变激磁回路的电阻值，来调节发电机的输出电压，使其保持稳定。
③当发动机升至较高转速，发电机的电压达到第一级调压值时，调节器线圈中的铁心电磁力克服弹簧力，使低速触点K1打开，但尚不能使高速触点K2闭合。
因为励磁电路中串入R1和R2，而R2阻值比R1大得多，使励磁电流减小，端电压下降，低速触点又闭合；低速触点K1重新闭合后，切去电阻R1＋R2，使励磁电流再次增大，端电压再次升高，低速触点再次打开。
如此循环下去，在低速触点不断开合振动下实现第一级电压的调节工作。
一级调压的励磁电路为：发电机正极→点火开关→调节器火线接线柱S→R1→R2→调节器磁场接线柱F→发电机励磁绕组→搭铁→发电机负极。
④发动机高速运转时，发电机的电压将超过第一级调压。