汽车发电机工作原理分解
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利用整流器将交流电变为汽车用直流电调节电压调节发电机输出电压
2、 桑塔纳2000电源系统电路
交流发电机与调节器的使用注意事项
1．蓄电池的极性必须是负极搭铁，不能接反。 否则，会烧坏发电机或调节器的电子元件；
2.发电机运转时，不能用试火的方法检查发电机 是否发电，否则会烧坏二极管；
3.整流器和定子绕组连接时，禁止用兆欧表或 220V交流电源检查发电机的绝缘情况；
稳定，怎么办？
电
电压调节器是把发电机输出电压控制
压 在规定范围内的调节装置。
调
功用：在发电机转速和发电机上的负
节 载发生变化时自动控制发电机电压，使其
器 保持恒定。
的 功 用
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
电脑控制调节器是现在轿车采用的一种新型调 节器，由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。
电 基本思路:
压
交流发电机所产生的感应电动势与转子转速
注意：发电机的励磁电路须由点火开关控制。
交流发电机的分类
普通交流发电机
1.按总体结构分类
整体式交流发电机 带泵的交流发电机
无刷交流发电机 永磁交流发电机。
6管交流发电机
2 .按整流器结构分类
8管交流发电机 9管交流发电机 11管交流发电机
6管交流发电机中， 6只二极管组成三相全 波桥式整流电路,将发 电机定子绕组中产生的 三相正弦波电动势进行 整流.
4.发电机与蓄电池之间的连接要牢靠，如突然断 开，会产生过电压损坏发电机或调节器的电子元件；
柴油车发电机工作原理
柴油车发电机工作原理
柴油车发电机的工作原理是通过燃烧柴油引发的爆炸来驱动发电机转子产生机械能，然后通过转子的旋转运动转化成电能。
具体来说，柴油车发动机燃烧室内的空气与喷入燃油的柴油混合后，通过压缩和点火使其燃烧产生能量。
这一过程称为内燃机的工作循环。
当柴油燃烧时，高温高压的燃气产生，推动活塞向下运动。
活塞连杆通过曲轴转动，将活塞的直线运动转化为地面上旋转的运动。
曲轴连接到发电机的转子，将机械能传递给转子。
发电机转子是由一组导体线圈和铁芯组成的。
当转子旋转时，导体线圈在磁场中运动，通过电磁感应效应产生电流。
这个电流会随着转子的旋转不断变化，并通过导线引导出来，形成交流电。
交流电经过整流装置转换为直流电后，供应给车辆的电器设备使用，同时也充电电池以供存储和后续使用。
这样，柴油车发动机通过内燃机的工作循环产生燃烧能量，再通过发电机将机械能转化为电能，为车辆提供所需的电力。
这个过程实现了柴油车的动力供应和电器设备的正常运转。
汽车电子-2章发电机与调节器
一导体与一相邻磁场的磁力线发 生相对运动
e = - dΦ/dt
（2-1）
三相交变电动势的产生
Φ = Φm cosω t （2-2） ω = 2π f f = p n/60 （2-3）
eA
= Em sinω t = √2EΦsinω t
eB=Em sin(ω t-2π /3)
=√2EΦsin(ω t-2π /3)
机的额定功率就是持续负载、
延迟负载和间歇负载乘上功 率占用系数后的和。 该例汽车发电机的额定功率 为： 180+260+0.1*1700=610 W 若电源电压是14V， 则发电 机的额定电流为 610/14 =
43A
2.2 硅整流发电机的构造
硅整流发电机是包括一小型三相交流同步发电机和在其 端盖内装有的一桥式硅整流器。它利用硅整流器将交流发电 机定子绕组感应出的三相交流电转换成直流电，故被称为硅 整流发电机。
发电机接通负载，电枢绕组中的
电角度
对 称 性 – 三相交流电机定子绕组绕制原则：
1）三相绕组始端之间相隔120电角度；
极距：一对磁极N极中心线到S极中心线间相隔的定子槽数； 节距：线圈的两元件边相隔的定子槽数。
2） 每相绕组的线圈个数、线圈的节距与匝数等都必须完全相同。
JF11型发电机定子绕组在每槽中只放一个元件边。每个线圈有两元件边， 所以36槽中可放置18个线圈，每相绕组分得6个线圈。因为绕组感应电势的 大小与切割磁场的导体的有效长度成正比，因此每个线圈的匝数往往远大 于1匝，该电机为13匝。每相绕组的6个线圈相串联，则每相绕组的串联总 匝数为78。
三相电枢绕组的 连接方法
为交流发 电机的交 流输出
端。 线电压与相电压 线电流与相电流
e = - dΦ/dt
（2-1）
三相交变电动势的产生
Φ = Φm cosω t （2-2） ω = 2π f f = p n/60 （2-3）
eA
= Em sinω t = √2EΦsinω t
eB=Em sin(ω t-2π /3)
=√2EΦsin(ω t-2π /3)
机的额定功率就是持续负载、
延迟负载和间歇负载乘上功 率占用系数后的和。 该例汽车发电机的额定功率 为： 180+260+0.1*1700=610 W 若电源电压是14V， 则发电 机的额定电流为 610/14 =
43A
2.2 硅整流发电机的构造
硅整流发电机是包括一小型三相交流同步发电机和在其 端盖内装有的一桥式硅整流器。它利用硅整流器将交流发电 机定子绕组感应出的三相交流电转换成直流电，故被称为硅 整流发电机。
发电机接通负载，电枢绕组中的
电角度
对 称 性 – 三相交流电机定子绕组绕制原则：
1）三相绕组始端之间相隔120电角度；
极距：一对磁极N极中心线到S极中心线间相隔的定子槽数； 节距：线圈的两元件边相隔的定子槽数。
2） 每相绕组的线圈个数、线圈的节距与匝数等都必须完全相同。
JF11型发电机定子绕组在每槽中只放一个元件边。每个线圈有两元件边， 所以36槽中可放置18个线圈，每相绕组分得6个线圈。因为绕组感应电势的 大小与切割磁场的导体的有效长度成正比，因此每个线圈的匝数往往远大 于1匝，该电机为13匝。每相绕组的6个线圈相串联，则每相绕组的串联总 匝数为78。
三相电枢绕组的 连接方法
为交流发 电机的交 流输出
端。 线电压与相电压 线电流与相电流
汽车交流发电机
形成三相绕组的中性抽头或称为中性点，标记为
N。三角形接法是将相邻绕组的首段与尾端相连
。星形接法多用在需要发动机低速时提供较高电
压的场合，而三角形接法的交流发电机可以输出
较高的电流强度。
交流发电机的构造
3．电刷与电刷架（图1-22）
电刷的作用是将电源通过滑环引入磁场绕组，由石墨 制成。电刷架内装电刷和弹簧，利用弹簧的弹力与滑环紧 密接触，多采用酚醛玻璃纤维塑料模压而成或用玻璃纤维 增强尼龙制成。
永磁交流发电机：转子磁极用永磁铁制成的发电机。
交流发电机的作用，分类
2．按整流器结构分
六管发电机：整流器由6只二极管组成； 八管发电机：整流器由6只二极管和2只中性点二极管组成; 九管发电机：整流器由6只二极管和3只磁场二极管组成；
十一管交流发电机：整流器由6只二极管、2只中性点二极
图1-27 交流发电机的工作原理
电机的工作原理，如图1-27所示。
交流发电机工作原理
2．整流原理
交流发电机是利用二 极管的单向导电性把交流 电转变为直流电的。普通 交流发电机是用六只二极 管组成的三相桥式整流电 路，把定子绕组中感应出 来的交流电转变为直流电 的。
图1-28 三相桥式整流电路
交流发电机工作原理
图1-20 定子
交流发电机的构造
定子铁心由内圈带槽的硅钢片叠成，定子绕组的导线 就嵌放在定子铁心的槽中。定子绕组有三相，三相绕组连 接方式有星形接法（Y形）和三角形接法，都能产生三相 交流电，如图1-21所示。
星形接法（Y形） 三角形接法 图1-21 定子绕组连接方式
交流发电机的构造
星形接法是将三相绕组的末端连接在一起，
≥60～69
≥70～79
N。三角形接法是将相邻绕组的首段与尾端相连
。星形接法多用在需要发动机低速时提供较高电
压的场合，而三角形接法的交流发电机可以输出
较高的电流强度。
交流发电机的构造
3．电刷与电刷架（图1-22）
电刷的作用是将电源通过滑环引入磁场绕组，由石墨 制成。电刷架内装电刷和弹簧，利用弹簧的弹力与滑环紧 密接触，多采用酚醛玻璃纤维塑料模压而成或用玻璃纤维 增强尼龙制成。
永磁交流发电机：转子磁极用永磁铁制成的发电机。
交流发电机的作用，分类
2．按整流器结构分
六管发电机：整流器由6只二极管组成； 八管发电机：整流器由6只二极管和2只中性点二极管组成; 九管发电机：整流器由6只二极管和3只磁场二极管组成；
十一管交流发电机：整流器由6只二极管、2只中性点二极
图1-27 交流发电机的工作原理
电机的工作原理，如图1-27所示。
交流发电机工作原理
2．整流原理
交流发电机是利用二 极管的单向导电性把交流 电转变为直流电的。普通 交流发电机是用六只二极 管组成的三相桥式整流电 路，把定子绕组中感应出 来的交流电转变为直流电 的。
图1-28 三相桥式整流电路
交流发电机工作原理
图1-20 定子
交流发电机的构造
定子铁心由内圈带槽的硅钢片叠成，定子绕组的导线 就嵌放在定子铁心的槽中。定子绕组有三相，三相绕组连 接方式有星形接法（Y形）和三角形接法，都能产生三相 交流电，如图1-21所示。
星形接法（Y形） 三角形接法 图1-21 定子绕组连接方式
交流发电机的构造
星形接法是将三相绕组的末端连接在一起，
≥60～69
≥70～79
汽车电气设备构造与维修--充电系统
5.交流发电机的工作特性
指发电机经整流后输出的直流电压、电流和转速之 间的关系,包括空载特性、输出特性和外特性。
§单元2 交流发电机的检修
能正确拆装与维护交流发电机。 能对交流发电机的零部件进行检查。 能进行交流发电机性能试验。
一、交流发电机的拆装与维护
1.交流发电机的拆卸与安装
(1)了解交流发电机的安装位置 (2) 拆下交流发电机
三、交流发电机的工作原理和特征
1.发电原理
发电机定子的三相绕组按一定规律分布在发电机的定 子槽中, 内部有一个转子, 转子上安装着爪极和励磁绕 组。当发动电流机启动时, 传动带就传输发动机的旋转 运动给交流发电机的传动带轮, 使转子旋转, 结果使该 定子线圈产生交流电。根据电磁感应原理可知, 定子的 三相绕组中便产生交变的感应电动势, 这就是交流发电 机的发电原理。
典型半导体管式电压调节器 半导体管调节器与交流发电机连接
（1）外搭铁型半导体管调节器
外搭铁型半导体管调节器基本电路
（2）内搭铁型半导体管调节器
内搭铁型半导体管调节器基本电路
（3）半导体管调节器的测试 1）静态检测 使用万用表R × 100 挡测量半导体管调节器各 接线柱之间的静态电阻，并与下表相符。
4.拆卸后各部件的检查
（1）硅二极管的检查
检查二极管的好坏
（2）定子绕组的检查
判别二极管的极性
检查定子表面
用万用表检测 定子绕组
检测定子 绕组绝缘
（3）转子的检查
励磁绕组的检查
检测转子绕组绝缘性
转子轴检修
集电环圆柱度测量
集电环表面检查
（4）检查电刷组件
电刷组件外观检查
电刷长度检查
电刷弹簧压力测量
指发电机经整流后输出的直流电压、电流和转速之 间的关系,包括空载特性、输出特性和外特性。
§单元2 交流发电机的检修
能正确拆装与维护交流发电机。 能对交流发电机的零部件进行检查。 能进行交流发电机性能试验。
一、交流发电机的拆装与维护
1.交流发电机的拆卸与安装
(1)了解交流发电机的安装位置 (2) 拆下交流发电机
三、交流发电机的工作原理和特征
1.发电原理
发电机定子的三相绕组按一定规律分布在发电机的定 子槽中, 内部有一个转子, 转子上安装着爪极和励磁绕 组。当发动电流机启动时, 传动带就传输发动机的旋转 运动给交流发电机的传动带轮, 使转子旋转, 结果使该 定子线圈产生交流电。根据电磁感应原理可知, 定子的 三相绕组中便产生交变的感应电动势, 这就是交流发电 机的发电原理。
典型半导体管式电压调节器 半导体管调节器与交流发电机连接
（1）外搭铁型半导体管调节器
外搭铁型半导体管调节器基本电路
（2）内搭铁型半导体管调节器
内搭铁型半导体管调节器基本电路
（3）半导体管调节器的测试 1）静态检测 使用万用表R × 100 挡测量半导体管调节器各 接线柱之间的静态电阻，并与下表相符。
4.拆卸后各部件的检查
（1）硅二极管的检查
检查二极管的好坏
（2）定子绕组的检查
判别二极管的极性
检查定子表面
用万用表检测 定子绕组
检测定子 绕组绝缘
（3）转子的检查
励磁绕组的检查
检测转子绕组绝缘性
转子轴检修
集电环圆柱度测量
集电环表面检查
（4）检查电刷组件
电刷组件外观检查
电刷长度检查
电刷弹簧压力测量
汽车发电机拆装实训报告
一、实训目的本次实训旨在使学生掌握汽车发电机的拆装过程，了解汽车发电机的工作原理，学会对发电机进行故障诊断和维修，提高学生的实际操作能力和动手能力。
二、实训内容1. 汽车发电机的工作原理汽车发电机是一种将机械能转换为电能的装置，主要由转子、定子、电刷、整流器、调节器等部分组成。
当发动机运转时，通过皮带带动转子旋转，转子中的线圈在磁场中产生感应电动势，从而实现电能的输出。
2. 汽车发电机拆装步骤（1）准备工作①准备工具：扳手、螺丝刀、钳子、起子、毛刷、棉布等。
②准备好待拆装的发电机。
（2）发电机拆装步骤①拆下发电机皮带。
②松开发电机固定螺丝，将发电机从发动机上拆卸下来。
③分解发电机：a. 拆下后轴承盖及油封，旋下转子轴紧固螺母。
b. 拆下前后端盖的紧固螺钉，使装有转子的前端盖与装有定子的后端盖分离。
c. 拆下皮带轮紧固螺母，取下皮带轮、风扇、半圆键，使转子与前端盖分离。
d. 拆下前轴承盖，取出前轴承。
e. 拆下后端盖上的防护罩。
f. 拆除元件板上的定子线圈线端的连接螺母与中性线线端的连接螺母，使定子与元件板（散热板）分离，取出定子总成。
g. 拆下后端盖上紧固元件的螺栓。
④发电机重新组装：a. 将转子放入驱动端壳体内，然后将转子轴与驱动端壳体连接。
b. 将定子总成与元件板（散热板）连接。
c. 将后端盖与驱动端壳体连接，旋紧紧固螺栓。
d. 将后轴承盖与转子轴连接，旋紧紧固螺母。
e. 将电刷架总成、后端盖防护罩等部件安装到位。
f. 将皮带轮、风扇、半圆键等部件安装到位。
g. 将发电机固定螺丝旋紧。
h. 将发电机皮带装上。
⑤安装发电机。
（3）发电机装配后的检查①检查发电机外观是否有损坏。
②检查发电机内部连接是否牢固。
③检查发电机皮带是否安装到位。
④检查发电机固定螺丝是否旋紧。
三、实训总结1. 通过本次实训，使学生掌握了汽车发电机的拆装过程，了解了汽车发电机的工作原理。
2. 在实训过程中，学生学会了使用工具，提高了实际操作能力。
小车发电机工作原理
小车发电机工作原理
小车发电机是一种将机械能转化为电能的装置。
它的工作原理是基于电磁感应现象。
具体来说，小车发电机由一个磁场和一个线圈组成。
该线圈通常由导线绕成，往往是螺旋形状，被固定在发电机内部。
而磁场则由一组永久磁铁或通过电流在一组线圈中产生，它们固定在发电机的外部。
当小车发动机工作时，驱动轴通过传动装置将转动的机械能传递给发电机。
发电机内部的线圈开始随着驱动轴转动。
这一转动时，线圈在磁场中产生粗略的交变磁通量，从而在其中产生电动势。
根据法拉第电磁感应定律，当线圈中存在变化的磁通量时，其中就会产生电流。
因此，原本无电流的线圈开始产生交变电流。
这个交变电流可以被接通的电路利用，例如电池或其他负载。
这样，机械能就通过小车发电机转化为了电能。
需要注意的是，小车发电机只能转化机械能的一部分为电能。
通常一部分机械能会用于克服发电机内部的摩擦和其他损耗。
总之，小车发电机通过电磁感应的原理将机械能转化为电能。
这种转化过程是基于发动机带动驱动轴转动，再通过线圈在磁场中产生变化的磁通量，最终产生电流。
这个电流可以用于驱动电动设备或者储存在电池中供以后使用。
汽车发动机构造原理图解
•2016/12/ 2
第一章 汽车及发动机综述
第三节发动机的工作原理
图1-35 单缸四冲程汽油机的工作原理
•2016/12/ 2
第一章 汽车及发动机综述
第三节发动机的工作原理
2. 四冲程柴油机的工作原理，如图1-36所示
进气冲程 与汽油机不同，进入汽缸的不是可燃混合气，而是纯空气。 压缩冲程 与汽油机不同，压缩的是纯空气。 作功冲程 与汽油机的差别很大。活塞在压缩上止点时，汽缸内的温度 远高于柴油的自燃温度(柴油的自燃温度约500K左右)，柴油混合气便立 即自行着火燃烧。 排气冲程 与汽油机基本相同。 总之，四冲程发动机每个工作循环曲轴转2 圈(720°)，每一冲程 曲轴转半周(180°)。四个冲程中，只有作功冲程作功，其他三个冲程 是辅助冲程，为作功冲程做准备，都要消耗一部分能量。发动机起动时 的第一个循环，必须有外力转动曲轴，以完成进气和压缩冲程。作功冲 程开始后，能量便通过曲轴飞轮的惯性储存起来，维持发动机的循环继 续进行
•2016/12/2
第一、发动机组成
7. 起动系：起动系的作用是带动飞轮旋转，使发动 机获得必要的动能和起动转速，使发动机从静止 转入自行运转状态。由起动机和起动继电器组成， 如图1-19所示。
•2016/12/2
第一章 汽车及发动机综述
第二节 发动机概述
图1-34 带有增压器的二冲程柴油机工作原理
•2016/12/ 2
第一章 汽车及发动机综述
第三节发动机的工作原理
三、四冲程发动机
1. 四冲程汽油机的工作原理，如图1-35所示
四冲程汽油机的工作循环是由进气、压缩、作功和排气四个冲程所组 成的。 进气冲程。活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动，此时，排气门关闭， 进气门开启。 压缩冲程。活塞在曲轴带动下，从下止点向上止点运动当活塞接近上止 点时，火花塞跳火，点燃可燃混合气。 作功冲程。被点燃的混合气，迅速燃烧，使气体的温度、压力迅速升高 而膨胀，从而推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转作 功。 排气冲程。在作功冲程接近终了时，排气门打开，曲轴通过连杆推动活 塞从下止点向上止点运动。废气在自身压力和在活塞推动下，被排出汽 缸。当活塞到达上止点时，排气门关闭，排气结束。
第一章 汽车及发动机综述
第三节发动机的工作原理
图1-35 单缸四冲程汽油机的工作原理
•2016/12/ 2
第一章 汽车及发动机综述
第三节发动机的工作原理
2. 四冲程柴油机的工作原理，如图1-36所示
进气冲程 与汽油机不同，进入汽缸的不是可燃混合气，而是纯空气。 压缩冲程 与汽油机不同，压缩的是纯空气。 作功冲程 与汽油机的差别很大。活塞在压缩上止点时，汽缸内的温度 远高于柴油的自燃温度(柴油的自燃温度约500K左右)，柴油混合气便立 即自行着火燃烧。 排气冲程 与汽油机基本相同。 总之，四冲程发动机每个工作循环曲轴转2 圈(720°)，每一冲程 曲轴转半周(180°)。四个冲程中，只有作功冲程作功，其他三个冲程 是辅助冲程，为作功冲程做准备，都要消耗一部分能量。发动机起动时 的第一个循环，必须有外力转动曲轴，以完成进气和压缩冲程。作功冲 程开始后，能量便通过曲轴飞轮的惯性储存起来，维持发动机的循环继 续进行
•2016/12/2
第一、发动机组成
7. 起动系：起动系的作用是带动飞轮旋转，使发动 机获得必要的动能和起动转速，使发动机从静止 转入自行运转状态。由起动机和起动继电器组成， 如图1-19所示。
•2016/12/2
第一章 汽车及发动机综述
第二节 发动机概述
图1-34 带有增压器的二冲程柴油机工作原理
•2016/12/ 2
第一章 汽车及发动机综述
第三节发动机的工作原理
三、四冲程发动机
1. 四冲程汽油机的工作原理，如图1-35所示
四冲程汽油机的工作循环是由进气、压缩、作功和排气四个冲程所组 成的。 进气冲程。活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动，此时，排气门关闭， 进气门开启。 压缩冲程。活塞在曲轴带动下，从下止点向上止点运动当活塞接近上止 点时，火花塞跳火，点燃可燃混合气。 作功冲程。被点燃的混合气，迅速燃烧，使气体的温度、压力迅速升高 而膨胀，从而推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转作 功。 排气冲程。在作功冲程接近终了时，排气门打开，曲轴通过连杆推动活 塞从下止点向上止点运动。废气在自身压力和在活塞推动下，被排出汽 缸。当活塞到达上止点时，排气门关闭，排气结束。
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定子铁心
上海师范大学
三相定子绕组
第二章、交流发电机及调节器
三相绕组一般采用三角形（△）和星形（Y） 两种接法，定子绕组在转子产生的旋转磁场作用 下，感应并输出三相正弦交流电动势。
上海师范大学
第二章、交流发电机及调节器
三、整流器
（教材P25）
整流器是将交流电转换成直 流电的一种装置，在车用发电机 中，一般采用三相桥式整流电路 作整流器。
上海师范大学
第二章、交流发电机及调节器
汽车用交流发电机的分类
按结构分为：
普通式 整体式 真空泵式
固定磁场式（无刷式）
按工作原理分 旋转磁场式（常用）
上海师范大学
第二章、交流发电机及调节器
§2-1、交流发电机的构造
交流发电 机由转子、定 子、电刷与滑 环机构、三相 桥式整流器、 轴承、风扇和 前后端盖等组 成。
三、输出特性（负载特性）
在发电机输出电压U一定时（通常12V发电机 保持在14V），发电机负载电流Ｉ与转速ｎ之间的 关系称为输出特性或负载特性。
输出电流Ｉ将随 转速ｎ升高而增大， 当转速超过一定值时， 电流增加的速率减慢， 并趋于稳定，此时的 电流为最大输出电流。
Ie
上海师范大学
第二章、交流发电机及调节器
§2-4、交流发电机的调节器
发电机的输出电压与发电机转子的转速有关： U≈E＝Cφｎ
C—为发电机的结构常数 φ—为磁极磁通 ｎ—为发电机转速
由此可知：发电机 的输出电压U与转速ｎ 和磁通φ成正比。
上海师范大学
第二章、交流发电机及调节器
一、电压调节器的工作原理
（教材P33）
当发电机的转速升高时，减小磁场电流，以 减弱磁通φ，使φｎ基本保持不变，从而维持端电 压的不变。
发电机是汽车用电设备的主要电源。在汽车正 常运行期间，发电机向除起动机之外的其它用电设 备供电，并向蓄电池充电。 汽车上所用的发电机大多为三相交流发电机。
汽车上采用硅整流交 流发电机，它以硅二极管 为整流器，将交流电转变 成直流电。具有结构简单、 体积小、重量轻、功率高、 工作可靠、寿命长、维修 方便等特点。
第二章、交流发电机及调节器
第二章、交流发电机及调节器
上海师范大学
第二章、交流发电机及调节器
主要内容
交流发电机的构造 交流发电机的工作原理 交流发电机的工作特性 交流发电机的调节器 交流发电机的使用与维护 发电机与充电系统的测试 充电系统的常见故障
上海师范大学
第二章、交流发电机及调节器
上海师范大学
第二章、交流发电机及调节器
三、充电系统电压降的测试
电压降的测试，主要用来判断发电机与蓄电池之间的 连线是否良好。具体方法如下： ① 起动发动机，并使其在2000rpm的转速下运转； ② 打开大前灯，给发电机加上一定的负载； ③ 用数字万用表的直流电压档测量发电机的输出端与 蓄电池的正极端之间的电压降（如图所示），正常电压值 为≤0.4V。如果超过0.4V，说明导线连接点的电阻大。
二、电压调节器的分类
触点式电压调节器 晶体管电压调节器 集成电路电压调节器
上海师范大学
第二章、交流发电机及调节器
三、电压调节器工作原理
（教材P33）
1、触点式电压调节器 触点式电压调节器是一种机 械振动式电压调节器，它利用触 点的开闭作用，改变磁场电路的 电阻，保持端电压的恒定。
触点的开闭存在延 时现象，故不能控制大 功率的发电机电压，且 存在电磁干扰，目前已 基本不采用。 上海师范大学
③ 调节器电压值调整不当（太低）。
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第二章、交流发电机及调节器
④用数字万用表的直流电压档测量发电机的外 壳与蓄电池的负极端之间的电压降（如图所示）， 正常电压值为≤0.3V。如果超过0.3V，说明导线连 接松动，连接点的电阻大。
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第二章、交流发电机及调节器
§2-7、充电系统的常见故障
一、不充电 不充电的可能原因有： ① 连接导线断路、短路、连接处松动等。 ② 发电机损坏。如转子或定子绕组短路或断 路、电刷磨损、硅整流二极管损坏等。 ③ 调节器损坏或电压值太低。
二、过充电 过充电引起蓄电池寿命缩短，主要原因是调 节器电压值太高。
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第二章、交流发电机及调节器
三、充电不足 充电不足的可能原因有： ① 连接导线有轻微的短路、连接点松动或接 触不良等。 ② 发电机故障。如转子或定子绕组层间短路、 电刷磨损或弹簧弹力不足、硅整流二极管不良或
个别二极管开路、皮带过松等。
用数字万用表的交流电压档，并接在蓄电池 的正负极两端，来测量发电机输出的交流电压 （正常值应≤0.4V ）。具体步骤如下： ① 起动发动机，并使其在2000rpm的转速下 运转； ② 打开大前灯，给发电机加上一定的负载； ③ 将数字万用表并接于蓄电池的正负极两端， 读取交流电压值。如果电压≤0.4V，说明发电机的 整流器工作正常；如果电压＞ 0.5V，说明发电机 的整流器存在故障。
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第二章、交流发电机及调节器
通用公司（GM）用集成电路调节器
P—半波整流 接线柱 L—充电指示 灯接线柱 F—磁场绕组 电压监视 接线柱 S—蓄电池电 压监视接 线柱
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第二章、交流发电机及调节器
集成电路电压调节器利用改变磁场电流的占 空比，来改变发电机的输出电压。
发动机转速低
中性 点二极管 的整流器， 可以提高 发电机的 输出功率。
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第二章、交流发电机及调节器
四、端盖、风扇和轴承
前端盖用来固定发电机，后端上装有电刷架和 整流器。 风扇风叶装在前端盖与皮带轮之间（双风扇发 电机的两个风叶装在发电机内部的转子上），在发 电机工作时，起强制通风散热作用。
前、后端盖
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第二章、交流发电机及调节器
§2-3、交流发电机的工作特性
交流发电机的工作特性，是指发电机工作时， 端电压U、输出电流Ｉ与转速ｎ之间的关系。
一、空载特性
空载特性是指 发电机空载（即 Ｉ＝0）时，发电 机端电压U与转速 ｎ之间的关系。
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U与n成线性关系
他励
自励
第二章、交流发电机及调节器
第二章、交流发电机及调节器
2、晶体管电压调节器 晶体管电压调节器是利用晶体三极管的开关作 用，控制发电机磁场电路的通、断，来调节磁场的 强弱，使端电压保持不变。
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第二章、交流发电机及调节器
3、集成电路式电压调节器 集成电路电压调节器具有体积小、功能强、 可靠性高、结构简单、成本低等特点，目前已广 泛应用于国内外的汽车上。 集成电路电压调节器由于体积小，目前都装 于发电机内，成为整体式交流发电机。
一、输出直流电压的测试
起动发动机，并在怠速状态下运行，用数字 万用表测量蓄电池两端的电压。
电压读数应在13～15伏 之间（具体视调节器的设定 值而定，如GM公司为 14.7±0.5V）。 当发电机的转速升高时， 发电机输出的直流电压基本 保持不变。
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第二章、交流发电机及调节器
二、输出电压的交流成份测试
二、外特性
当发电机转速一定时，输出电压Ｕ随输出电流 Ｉ的变化规律。
当发电机在高速旋转 时，如果突然失去负载， 端电压将瞬时增大，整流 器及调节器中的电子元件 造成损坏。
在转速一定时，端电 压随输出电流的增加而下 降，当输出电流超过一定 值后，电压和电流同时下 降（拐点处）。 上海师范大学
第二章、交流发电机及调节器
２、不得用发电机输出端瞬时接地（搭铁） 的方法（试火法）来判断发电机是否发电。
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第二章、交流发电机及调节器
３、发电机在高速运转时，不得拆下蓄电池 等主要用电设备，以免产生瞬时过电压，损坏二 极管、调节器或其他用电设备。 ４、经常检查发电机与蓄电池之间的连线， 保证连接牢固可靠。 ５、经常检查发电机皮带的张紧程度，应符 合出厂时的规定。皮带过松，会造成蓄电池充电 不足；皮带过紧，容易造成皮带和发电机轴承的 损坏。
发动机转速高
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第二章、交流发电机及调节器
四、调节器实例分析
桑 塔 纳 轿 车 发 电 机 原 理 图
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第二章、交流发电机及调节器
§2-5、交流发电机的使用与维护
交流发电机在使用和维护过程中，要注意以 下几个问题：
１、蓄电池的搭铁必须与交流发电机的极性 一致，都是负极搭铁，否则蓄电池将通过发电机 的硅整流二极管大量放电，从而烧毁二极管。
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第二章、交流发电机及调节器
整流器一般有以下四种形式：
普 通 型
中 性 点 二 极 管 型
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第二章、交流发电机及调节器
磁 场 二 极 管 型
中 性 点 与 磁 场 二 极 管 型
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第二章、交流发电机及调节器
桑塔纳汽车用的整流器电路
磁场 二极管可 以提高电 压调节的 精度。
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风 叶
轴 承
第二章、交流发电机及调节器
§2-2、交流发电机的工作原理
一、发电原理
当发电机的转子绕组中通入直流电时，产生 磁场，转子在发动机的带动下旋转，定子绕组切 割转子磁场感应三相交流电动势。
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第二章、交流发电机及调节器
二、整流原理
整流电路将三相电动势转变成直流脉动电压；由于蓄 电池具有电容的功能，故输出的直流电压波形较平坦。 在发电机空载运行时，忽略三相绕组和整流器的电阻 压降，直流电动势约为：U＝2.34Eφ（Eφ为相电动势）。
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第二章、交爪极（每个爪极有６个鸟嘴形磁极）、 转子绕组、滑环和转轴等组成。
在转子
在发动
机的带动下 转子旋转， 在定子绕组 中产生一个 旋转磁场。