汽车电气设备

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
2、无刷交流发电机的结构 车用无刷交流发电机是指没有集电环、 车用无刷交流发电机是指没有集电环、电刷与电刷架装置的交流发 电机。它不会因为电刷和集电环的磨损或接触不良造成励磁不稳定或发 电机不发电等故障；也不会产生火花，从而减少了无线电干扰。 电机不发电等故障；也不会产生火花，从而减少了无线电干扰。具有结 构新颖、性能优良、工作稳定、故障少等优点。但与有刷发电机相比， 构新颖、性能优良、工作稳定、故障少等优点。但与有刷发电机相比， 在相同体积条件下，其设计功率将有所下降。 在相同体积条件下，其设计功率将有所下降。 无刷交流发电机有爪极式、励磁机式、永磁式和感应式四种， 无刷交流发电机有爪极式、励磁机式、永磁式和感应式四种，其中 极式和感应式比较常见。 爪极式和感应式比较常见。 1）爪极式无刷交流发电机的结构 爪极式无刷交流发电机的结构与一般交流发电机大致相同， 爪极式无刷交流发电机的结构与一般交流发电机大致相同，只不过其 励磁绕组是静止的，不随转子转动，所以绕组两端可直接引出， 励磁绕组是静止的，不随转子转动，所以绕组两端可直接引出，不需要 集电环和电刷。 集电环和电刷。 爪板式无刷交流发电机的结构如图3 所示。 爪板式无刷交流发电机的结构如图3-7所示。
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
4）前后端盖 前后端盖的作用是支承转子总成并封闭内部构 它由铝合金制成，具有轻便、阻磁（ 造。它由铝合金制成，具有轻便、阻磁（减少漏 ）、散热性能好等特征 散热性能好等特征。 磁）、散热性能好等特征。 5）电刷与电刷架 电刷是通过集电环给励磁绕组提供电流的元件 电刷是通过集电环给励磁绕组提供电流的元件。 电刷装在电刷架内，通过弹簧与集电环紧密接触， 电刷装在电刷架内，通过弹簧与集电环紧密接触， 如图3 所示。 如图3-6所示。 电刷架根据发电机类型的不同， 电刷架根据发电机类型的不同，其安装位置也 有所不同。有的安装在发电机的后端盖上（ 有所不同。有的安装在发电机的后端盖上（外装 ），这种结构便于电刷的维护与更换 这种结构便于电刷的维护与更换； 式），这种结构便于电刷的维护与更换；有的与整 流器安装在一起（内装式），维护或更换电刷时， ），维护或更换电刷时 流器安装在一起（内装式），维护或更换电刷时， 需将发电机后端盖上的防护罩拆下。 需将发电机后端盖上的防护罩拆下。 发电机前端装有带轮，由发动机通过皮带带动 发电机前端装有带轮，由发动机通过皮带带动。 在带轮后面装有风扇，靠风扇的离心作用， 在带轮后面装有风扇，靠风扇的离心作用，给发电 机强制通风。前后端盖用3 机强制通风。前后端盖用3-4个螺栓与定子紧固在一 起。
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
1）定子总成 定子总成是产生和输出交流电的部件，又叫电枢， 定子总成是产生和输出交流电的部件，又叫电枢，由定子铁心和定 绕组组成，如图3 所示。 子绕组组成，如图3-2所示。 定子铁心由相互绝缘的内圆带槽的环状硅钢片叠成。 定子铁心由相互绝缘的内圆带槽的环状硅钢片叠成。定子槽内置有三相 对称绕组，三相绕组大多数采用“Y”形 星形）连结，也有用“△” “△”形 对称绕组，三相绕组大多数采用“Y”形（星形）连结，也有用“△”形 连结的。 连结的。 为使三相绕组中产生大小相等、相位差120 120° 电角度） 为使三相绕组中产生大小相等、相位差120°（电角度）的对称电动 三相绕组及其在定子槽内的嵌镶必须遵循一定的原则： 势，三相绕组及其在定子槽内的嵌镶必须遵循一定的原则： 每相绕组的线圈个数、 （1） 每相绕组的线圈个数、每个线圈的匝数和每个线圈的节距都 须完全相等。 必须完全相等。 三相绕组的起端A 或末端X （2） 三相绕组的起端A、B、C（或末端X、Y、Z）在定子槽内的排 必须相隔120 电角度。 120° 列，必须相隔120°电角度。
第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电的结构及类型
第1部分为产品代号。交流发电机的产品代号有JF、JFZ、JFB、JFW四种， 部分为产品代号。交流发电机的产品代号有JF、JFZ、JFB、JFW四种， JF 四种 分别表示交流发电机、整体式交流发电机、 分别表示交流发电机、整体式交流发电机、带真空泵交流发电机和无剧交流发电 机。 部分为电压等级代号。 位阿拉伯数字表示， V； 24V； 第2部分为电压等级代号。用1位阿拉伯数字表示，1－12 V；2－24V；6－6 v。 第3部分为电流等级代号。 部分为电流等级代号。 部分为设计序号。 第4部分为设计序号。 第5部分为变形代号。 部分为变形代号。
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
3.1.1 发电机的功用 车用交流发电机是汽车的主要电源， 车用交流发电机是汽车的主要电源，它与电压调节器互 相配合工作， 相配合工作，其主要任务是对除起动机以外的所有用电设备 供电，并向汽车上的蓄电池充电。 供电，并向汽车上的蓄电池充电。 3.1.2 交流发电机的类型与型号 车用交流发电机按总体结构形式可分为普通式（ 车用交流发电机按总体结构形式可分为普通式（发电机 与电压调节器独立）、整体式（电压调节器附在发电机内）、 ）、整体式 与电压调节器独立）、整体式（电压调节器附在发电机内）、 带真空泵式、无刷式、永磁式等； 带真空泵式、无刷式、永磁式等；按励磁绕组的搭铁方式可 分为内搭铁式和外搭铁式两种；按整流器的形式可分为6 分为内搭铁式和外搭铁式两种；按整流器的形式可分为6管整 流、8管整流、9管整流、11管整流等几种。 管整流、 管整流、11管整流等几种。 管整流等几种 车用交流发电机的型号根据各国家或地区的规定各有不 我国根据《QC／ 73－93汽车电气设备产品型号编制方 同，我国根据《QC／T 73－93汽车电气设备产品型号编制方 的规定，汽车交流发电机的型号如下： 法》的规定，汽车交流发电机的型号如下：
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
某一交流发电机定子绕组的展开图
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
2）转子总成 转子总成是发电机的励磁部分，它主要由两块爪极、磁场绕组、 转子总成是发电机的励磁部分，它主要由两块爪极、磁场绕组、集 环及轴等组成，如图3 所示。 电环及轴等组成，如图3-4所示。 两块爪极被压装在转轴上，且内腔装有磁轭，并绕有励磁绕组。 两块爪极被压装在转轴上，且内腔装有磁轭，并绕有励磁绕组。绕 两端的引线分别焊在与轴绝缘的两个集电环上。 组两端的引线分别焊在与轴绝缘的两个集电环上。两个电刷装在与端盖 绝缘的电刷架内，通过弹簧力使其与集电环保持接触。当发电机工作时， 绝缘的电刷架内，通过弹簧力使其与集电环保持接触。当发电机工作时， 两电剧与直流电源连通，可为磁场绕组提供定向电流并产生轴向磁通。 两电剧与直流电源连通，可为磁场绕组提供定向电流并产生轴向磁通。 使两块爪极被分别磁化为N极和S 从而形成犬牙交错的6对磁极， 使两块爪极被分别磁化为N极和S极，从而形成犬牙交错的6对磁极，并沿 圆周方向均匀分布。转子每转一周， 圆周方向均匀分布。转子每转一周，定子的每相绕组上就能产生周期个 数等于磁极对数的交流电动势。 数等于磁极对数的交流电动势。
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 整流器由正整流板和负整流板组成，如右图所示。 整流器由正整流板和负整流板组成，如右图所示。其 作用是将三相定子绕组输出的交流电，通过三相桥式整流 作用是将三相定子绕组输出的交流电， 变成直流电输出。 变成直流电输出。 交流发电机的整流器大多由6只硅二极管组成。 交流发电机的整流器大多由6只硅二极管组成。外壳 为正极、中心引线为负极的二极管，称为负极管， 为正极、中心引线为负极的二极管，称为负极管，管壳底 上注有黑色标记；外壳为负极、中心引线为正极的二极管， 上注有黑色标记；外壳为负极、中心引线为正极的二极管， 称为正极管，管壳底上有红色标记。 称为正极管，管壳底上有红色标记。 安装二极管的散热板称为整流板（也称元件板）， ），通 安装二极管的散热板称为整流板（也称元件板），通 常用合金制成以利散热。 常用合金制成以利散热。现代汽车用交流发电机都有两块 整流板，安装三只正二极管的整流板（装在外侧） 整流板，安装三只正二极管的整流板（装在外侧）称为正 整流板，安装三只负二极管的整流板（装在内侧） 整流板，安装三只负二极管的整流板（装在内侧）称为负 整流板（ 整流板（也有个别发电机将三只负二极管安装在后端盖 ），两块板绝缘地安装在一起 两块板绝缘地安装在一起， 上），两块板绝缘地安装在一起，它与后端盖用尼龙或其 他绝缘材料制成的垫片隔开且固定在后端盖上。 他绝缘材料制成的垫片隔开且固定在后端盖上。 安装在正整流板上并与之绝缘的三个接线柱分别固定 负极管子的引线和来自三相绕组某一相的端头。 正、负极管子的引线和来自三相绕组某一相的端头。与正 整流板连接在一起的螺栓引至后端盖外部作为发电机的电 源输出端，并标记为“B”（ A”或 电枢” 源输出端，并标记为“B”（“＋”、“A”或“电枢”）。
第五部分
第四部分 第三部分 第二部分 第一部分
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
3.1.3 交流发电机的结构 车用交流发电机多采用三相同步交流发电机， 车用交流发电机多采用三相同步交流发电机，其结构按其类型的不 同而异，普通式与整体式的车用交流发电机在结构上大同小异， 同而异，普通式与整体式的车用交流发电机在结构上大同小异，而与无 刷式、永磁式在结构上有较大的差异。 刷式、永磁式在结构上有较大的差异。 1、整体式交流发电机的结构 整体式的车用交流发电机的结构如图3 所示，它主要由定子、转子、 整体式的车用交流发电机的结构如图3-1所示，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）。 电机后端的防护罩内，但不是交流发电机的组成部分）。
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