硅整流交流发电机的构造
硅整流发电机及调节器
第四章硅整流发电机及调节器汽车充电系由蓄电池、发电机、调节器及充电状态指示装置组成，如图4—1所示。
发电机作为汽车运行中的主电源，担负着向起动系之外所有用电设备供电和向蓄电池充电的任务。
由于发电机是由发动机经传动带驱动旋转的，当发动机转速变化时，发电机输出电压是变化的。
为满足汽车用电设备用电及向蓄电池充电的恒定电压要求，充电系设有电压调节器。
电压调节通过调节发电机的励磁电流，保持发电机在转速和负荷变化时输出电压稳定。
充电状态指示装置用于指示充电系统的工作情况，指示蓄电池是处于充电还是处于放电状态。
1．发电机汽车用发电机又称硅整流发电机，其结构形式多种多样。
柴油机配用的发电机常带有真空系，称带泵型发电机；若调节器置于发电机内，则称整体式发电机；按整流二极管的多少来分，到有六份、八管、九管、十一管发电机；按励磁绕组搭铁方式不同，又分内搭铁式和外搭铁式两种。
2．调节器调节器在结构上分触点振动式和电子式两种。
电子式调节器包括晶体管式和集成电路式两种。
当调节器置于发电机内部时，常称内装式调节器。
若调节器除控制发电机电压外，兼备控制充电指示灯、过电压保护、充电系统故阵指示灯等功能，则称为多功能调节器。
3．充电状态指示装里汽车充电系统充电指示装置如图4—2 所示，常用的是充电指示灯，个别车型采用电流表（如BJ2020汽车）或电压表（如切诺基汽车），有的是电流表和指示灯共用《如CA1092、EQ1092载货汽车）。
（汽车发电机上的真空泵真空泵，顾名思义就是产生真空用的。
一般的小轿车都是液压助力刹车，而通常卡车或大客车都是汽动助力刹车。
真空泵的作用就是产生负压，从而增加制动力。
汽车发电机的真空泵一般都是油泵，也就是真空泵芯跟发电机的轴是一起转动的，通过不断的吸油、抽油，是真空泵泵客内产生负压，也就是真空。
真空泵的主要参数是： 1、真空罐容积 2、不同转速下的真空度 3、不同转速下的排气时间 4、不同转速下的油压和油温 5、在0转速时真空度下降值根据上面的主要参数指标，可以采用一些如转速表（测速度）、气压表（测真空度）、液压表（测油压）、秒表（测时间），温度计（测温度）等进行测量。
硅整流交流发电机
JFWZ240发电机
别克cs130发电机
桑塔纳JFZ1913Y发电机
第三节 发电机工作原理
一、发电原理
由发动机带动发电机转子旋转； 由电刷给转子通电（励磁）产生磁场（有刷交流发
电机，无刷直接通电）； 由定子产生交变感应电动势； 由整流器整流为直流电输出。
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，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，同 时向蓄电池充电。
交流发电机必须配装电压调节器才能工作，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。
二、汽车用发电机的分类
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。 1.按总体结构分
◆普通硅整流交流发电机 ◆整体式硅整流交流发电机 ◆带泵硅整流交流发电机 ◆无刷硅整流交流发电机 ◆永磁硅整流交流发电机
2.按硅整流器结构分 ◆六管交流发电机 ◆八管交流发电机 ◆九管交流发电机 ◆十一管交流发电机 3.按磁场绕组的搭铁方式分 ◆内搭铁式 ◆外搭铁式
六、交流发电机的型号
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、产品代号
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。
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第一章实践四硅整流发电机的拆装与检测
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（二）、实训内容与步骤。 1、硅整流发电机的构造 现在汽车用三相交流发电机，虽然种类繁多，但基本结构相 同。如图1.2-14所示为普通交流发电机解体图。主要由转子、 定子、整流器、电刷、前后端盖、带轮和风扇等组成。
图1.2-14 三相交流发电机的构造
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图1.2-17 转子轴摆差的检测
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3) 滑环的检修
滑环表面应光洁，不得有油污，两滑环 之间不得有污物，否则应进行清洁。可用 干布蘸汽油擦净，当滑环脏污严重并有轻 微烧损时，可用细砂布磨光（如图1.2-18 所示）；②用直尺测量集电环厚度，应与 规定相符，否则应更换。③用千分尺测量 集电环圆柱度，应与规定相符，否则应精 车加工。 修复后，滑环表面粗糙度 ≤Ra1.60μ m，滑环厚度≥1.50mm。
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3、硅整流发电机的检修 ▼交流发电机不解体检测： （1）测量个接线柱之间的电阻。用万用表测量发电机各接线 柱之间的电阻值，若测量值不符合规定，则表示发电机有故障 。 （2）用试验台进行发电试验。用试验台测试出发电机空载转 速和满载转速，如果空载转速过高或达到规定满载转速时发电 机的输出电压过小，则表示发电机有故障。
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⑶ 整流器的检测 1）检查二极管好坏 将万用表的两测试棒接于二极管的两极测其电阻，再 反接测一次，若电阻值一大（10kΩ ）一小（8~10Ω ），差 异很大，说明二极管良好。若两次测量阻值均为∞，则为 断路；若两次测得阻值均为0，则为短路。 对焊接式整流二极管来说，只要有一只二极管损坏， 则需更换该二极管所在的正或负整流板总成；若为压装结 构，则只需更换故障二极管即可。
第二章硅整流发电机及调节器.ppt
五、风扇
五、国产硅整流发电机型号：
第三节 硅整流发电机的工作原理
一、发电原理 1.在发电机内部有一个由发动机带动转子（旋转磁
场）
2.磁场外有一个定子绕组, 绕组有3组线圈(3相绕组)， 3相绕组彼此相隔120度。
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。
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。
当发电机电压下降至设定的下限值时，调节 器又动作，使励磁电流上升，磁通量加强， 发电机的电压又上升。如此反复，是发电机 的电压在设定的范围内波动，得到一个稳定 的平均电压。
二、调节器的分类： 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。 （1）按触电的对数划分： 单级式： 双级式：
1）整流时二极管导通条件：
①对于三个正极管子（D1、D3、D5正极和定子绕 组始端相联），在某瞬时，电压最高一相的正极管 导通。 ②对于三个负极管子（D2、D4、D6负极和定子绕 组始端相联），在某瞬时，电压最低一相的负极管 导通。但同时导通的管子总是两个，正、负管子各 一个。
2）整流过程
3）发电机输出的直流电压平均值为：
_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构造
• 分类
内搭铁式 外装式 有刷式 外搭铁式
内装式
爪极式 单风叶式 感应式 无刷式 带励磁机式 永磁式 双风叶式
发电机总体结构
1.定子
• 定子总成又称电枢，它用来产生三相交流电动势， 由铁心和三相绕组组成。 • 定子是由定子线圈及薄铁片叠成的铁芯组成，两端 为铝制的端盖所支撑，为外壳的部分，其结构如图 所示。 • 铁芯由许多涂有绝缘漆的铁片叠成，内有直槽，以 容放定子线圈，槽数为转子磁极数的3倍。 • 定子线圈由漆包线绕成，共有三组线圈，每组由与 转子磁极数相等数量的线圈串联而成。
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◣图11 二极管的导通顺序
4.交流发电机的励磁方式
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汽车上使用的交流发电机都需要励磁,因为它们的磁场都是电磁
场,必须给励磁绕组通电才会有磁场产生而发电,否则发电机将不 能发电。 将电流引入到励磁绕组使之产生磁场称为励磁。交流发电机励磁 方式有自励和他励两种。
(1)他励 在发电机转速较低时(发动机未达到怠速转速),自身不能发电, 需要蓄电池供给发电机励磁绕组电流,使励磁绕组产生磁场来发电。这 种由蓄电池供给磁场电流发电的方式称为他励发电。
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整流器的功用是将三相绕组产生的交流电转变为直流电。整流器由 正、负整流板组成,每个整流板上安装3~4个硅二 极管。 外壳为正极、中心引线为负极的二极管,叫负极管;外壳为负极、
中心引线为正极的二极管,称为正极管。
安装3只正极管的整流板称为正整流板。 安装3只负极管的整流板称为负整流板。 三相绕组与整流器连接的全波整流电路。
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◣图10 交流发电机整流原理 a)整流电路图 b)三相绕组电压波形图 c)整流后发电机输出
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三相桥式整流电路中二极管依次循环导通,当3只正二极管负极端
交流发电机的构造
交流发电机的构造一般沟通发电机从整体上看，由一台三相同步沟通发电机和6只硅二极管构成的三相桥式全波整流器所组成。
如图所示：它主要由转子、定子、电刷、整流器、前后端盖、风扇、皮带轮等组成。
(一)转子功用：产生磁场组成：转子由铁心、励磁绕组(又称磁场绕组)爪极和滑环等，如图所示：爪极有两块，每块上有6个鸟嘴型磁极，两块爪极通过细花键压装在转子轴上，爪极间的空腔内装有磁轭。
磁轭有励磁绕组。
(二)定子功用：产生感应电动势组成：定子铁心和定子绕组等，结构如图所示：定子铁心一般由相互绝缘且内圆带槽的环状硅钢片叠成，定子绕组为三相对称绕组，安装在定子铁心的槽内。
三相绕组的连接方法一般采纳星形联结，绕组引线端子共有4个，三相绕组各引一个，中性点引出一个。
为了保证三相定子绕组能够产生频率和幅值相同、相位相差120度电位角的三相沟通电，定子绕组线圈的绕制和在定子铁心槽中的嵌入应符合肯定规律。
(三)整流器作用：将发电机定子绕组产生的三相沟通电变换为直流电。
一般由6只硅整流二极管散热板所组成。
整流二极管的工作电流大、反向耐压值高。
沟通发电机整流二极管有正极管和负极管之分，引出线为正极的二极管称为正极管，引出线为负极的二极管称为负极管。
如图所示。
三个正极管的外壳压装在散热板的三个孔中，这三只正极管的壳体和散热板一起成为发电机的正极，由固定散热板的螺栓(此螺栓与后端盖绝缘)通至外壳外，作为发电机的火线接线柱“B”(“S”、“十”、“A”或“电枢’’)，如图2—5所示。
三个负极管的外壳压装在后端盖的三个孔中，有些发电机装在另外一块散热板上，它们的外壳与发电机外壳一起成为发电机的负极。
硅二极管的安装示意图，如图2—6所示。
(四)端盖和电刷总成沟通发电机的前后端盖均由铝合金压铸或用砂模铸造而成，这是由于铝合金为非导磁性材料，可削减漏磁并具有轻巧、散热性能良好的优点。
为提高轴承孔的机械强度，增加其耐磨性，在发电机端盖的轴承孔内镶有钢套。
_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。
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• 2.1 硅整流发电机的构造
• 2.2交流发电机的工作原理与特性 • 2.3 交流发电机的使用与维护
• 2.4 硅整流发电机调节器
2.1交流发电机的构造
• 一、概述 • 二、交流发电机的结构
• 一、概述
• 汽车上蓄电池储存的电能有限，在它放电后必须及 时进行补充。 • 充电系统就是将发动机一部分机械能转变为电能的 装置。 • 充电系统最重要的器件为产生电能的发电机，其次 为控制发电机最高输出电压的调节器和充电状态指 示装置。
整流器的构造
整流器的构造
•
整流二极管的构造
整流二极管的构造
– 4.前后盖板
• 发电机之前、后端盖板，如图2-38与图2-39所示， 使用不导磁的铝合金制成，用以支撑转子与定子， 并有固定架安装于发动机上。上有通风孔，以让冷 却空气通过。 • 后盖板上安装有整流器、电刷架、输出接头及轴承 等。
• 5、电刷架和电刷
6.皮带轮及风扇
• 皮带轮装在转子轴的前端，由发动机皮带驱动。
• 风扇装在转子轴的前端或发电机的内部，如图所示， 用以冷却转子线圈及整流管等。
有方向性的抽风式风扇
• 小结： • 1、充电系统的组成及各部分作用； • 2、硅整流发电机的优点； • 3、发电机的构造及各部分作用。
作业：
• 课后习题
1.定子
• 定子总成又称电枢，它用来产生三相交流电动势， 由铁心和三相绕组组成。 • 定子是由定子线圈及薄铁片叠成的铁芯组成，两端 为铝制的端盖所支撑，为外壳的部分，其结构如图 所示。 • 铁芯由许多涂有绝缘漆的铁片叠成，内有直槽，以 容放定子线圈，槽数为转子磁极数的3倍。 • 定子线圈由漆包线绕成，共有三组线圈，每组由与 转子磁极数相等数量的线圈串联而成。
定子的构造
2.转子
• 转子用来建立磁场，主要由两块低碳钢爪极、励磁绕 组、轴和滑环等组成。
• 两块爪极各具有数目相等的鸟嘴形磁极，一般为6对， 交叉组合在一起，一边全为N极，另一边全为S极，N、 S极相间排列，一般为8爪型转子的构造
整流器的构造
– 3.整流器
• 整流器的构造如图所示，一般由六只硅整流二极管 和散热板组成。3个正极整流二极管装在一块金属板 上成为正极整流板，3个负极整流二极管装在另一块 金属板上成为负极整流板。两块整流板装在铝制的 端盖上 • 正管中心引线为正极，外壳为负极，壳底一般标有 红色标记；负管中心引线为负极，外壳为正极，壳 底一般有黑色标记。 • 整流器必须散热良好，因此安装在端壳的通风口上， 利用风扇强制通风冷却。整流二极管温度如超过 150℃即失去整流作用。
• • • • • • 电机。 优点： （1）体积小，重量轻。 （2）低速 充电性能好。 （3）故障少，使用寿命长，保修简便。 （4）调节器的结构简单。 （5）对无线电的干扰小。
• 分类
内搭铁式 外装式 有刷式 外搭铁式
内装式
爪极式 单风叶式 感应式 无刷式 带励磁机式 永磁式 双风叶式
发电机总体结构
• 1、交流发电机有如下的功能： （1）在车辆行驶时，供应点火系统、空调、音响及 其他电器用电。 （2）补充蓄电池在起动时损耗的电能。 2、调节器的功能： 保持发电机输出电压基本稳定。 3、充电状态指示装置： 指示充电系统的工作情况。
充电系统与蓄电池一起构 成汽车的电源系统。
• 二、交流发电机的结构： • 硅整流发电机的全称是硅整流交流发电机，俗称交流发