汽车交流发电机@汽车知识基础
汽车交流发电机
汽车交流发电机汽车交流发电机是汽车电气系统中一项重要的装备。
这种发电机由发电机主体、电刷、电刷座、整流器、电子调节器等部分组成，它的作用是发电、充电和维护汽车电瓶的充电状态。
下面，我们将讨论汽车交流发电机的原理、性能、维护等方面的知识。
一、汽车交流发电机的原理汽车交流发电机是通电线圈放在转子上的一种电机。
当发动机启动后，飞轮带动发电机转动，线圈与磁场交换引起电磁感应，从而形成电势差。
这个电势差在整流器的作用下，被整流成直流电，用来充电或供电。
二、汽车交流发电机的性能1. 电压稳定：汽车交流发电机要求输出电压稳定，以保证汽车电子设备的正常工作，避免由于电压不稳引起的电路问题。
2. 充电能力：汽车交流发电机需要快速地将电瓶充满，并保持充满状态。
3. 效率高：高效的发电机可以大大降低能源消耗和噪音。
4. 光洁度好：如果发电机表面被尘垢覆盖，会降低其散热效果，从而影响发电机的性能。
三、汽车交流发电机的维护1. 检查绕组：交流发电机内部的绕组应该经常检查，确保其正常工作，排除可能存在的性能隐患。
2. 清洗电刷和电刷座：电刷和电刷座会因油脂或尘埃而变得不良，所以应该经常清洗。
3. 调整电压：如果你的车电池充电量太低或过高，你需要调整发电机电压，使其达到适合的充电水平。
四、结语汽车交流发电机是一项重要和复杂的装备，对于保持汽车电子设备的正常工作、充电和维护极其重要。
准确的维护和调整可以大大延长电机的寿命和减少功能障碍。
在汽车电器维修方面，如果是非专业的维修或更换可能会导致汽车出现更严重的性能问题。
因此，建议您在必要时寻求专业汽车电器维护人员的帮助，以确保汽车的安全和可靠性。
汽车交流发电机的作用及组成
汽车交流发电机的作用及组成
汽车交流发电机的主要作用是为汽车电气系统提供电力，包括给予电池充电、供给车灯、点火系统、音响等器件供电。
汽车交流发电机的主要组成包括以下几部分：
1. 转子（Rotor）：由绕组和转子铁芯组成，通过与发电机驱
动轴相连而旋转。
2. 定子（Stator）：由绕组和定子铁芯组成，固定在发电机壳
体内，与转子之间产生电磁感应。
3. 励磁绕组（Excitation winding）：用于提供转子磁场的绕组，通常是直流电源供电。
4. 整流器（Rectifier）：将发电机产生的交流电转换为直流电，供给汽车电气系统和充电电路。
5. 轴承和冷却系统：用来支撑转子和定子的轴承，并通过散热器和风扇冷却发电机以防止过热。
6. 电压调节器（Voltage regulator）：用于控制发电机输出电
压的稳定性，确保电气系统稳定工作。
以上是汽车交流发电机的主要组成和作用，通过转子与定子之间的电磁感应原理，将机械能转化为电能，并提供给汽车的电气系统使用。
汽车用交流发电机基础知识
八管 十一管
第一部分 概述
三、交流发电机的型号
根据汽车行业标准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：
调整臂位置
产品代号 电压等级代号 电流等级代号 设计序号 变型代号
例如:B11发电机型号JFZ1915——整体式交流发电机、电压等级12V、 输出电流90A、第15次设计
第三部分 电路原理
一、基本原理
通电线圈绕在旋转铁心上产生旋转磁场； 定子三相绕组切割磁场产生三相交流电； 整流器将三相交流电转变为直流电。
第三部分 电路原理
第三部分 电路原理
1、励磁
励磁：将电源引入到磁场绕组使之产生磁场 永磁式交流发电机不需要励磁
励磁方式：自励和他励两种。 他励：在发动机起动期间，需要蓄电池供给发 电机磁场电流生磁使发电机发电，即预励磁。
充电指示灯并不说明蓄电池是否在充电，也不说明在什么转速下开始充电。 在大负载时，会有充电指示灯不亮，蓄电池不是充电而是在放电的情况。
第三部分 电路原理
3、中性点电压
（1）概念： 定子绕组为星形连接时，三相绕组的公
共结点称为中性点。从中性点引一根导线到 发电机外，标记为“N”。中性点对发电机外 壳（搭铁）之间的电压Un称为中性点电压， 中性点电压为发电机输出电压的一半。
由于体积和特性的关系，这种调节器 只适合装在车体上。
触点式电压调节器
第四部分 电压调节器及其原理
电子电压调节器 调压原理
利用三极管的开关特性，将大功率三极管 作为一只开关串联在发电机的励磁电路中，根 据发电机输出电压的高低，通过控制三极管导 通与截止调节发电机的励磁电流。 优点
精度高、电压稳定、结构紧凑、无触点、寿 命长等优点，适于直接装在交流发电机内部。
汽车上交流发电机原理和控制
智能化和网络化将是未来汽车能源管理的重要趋势，通过先进的传感器、 控制器和通信技术，实现汽车能源的精细化管理，提高能源利用效率和 驾驶体验。
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永磁同步发电机
总结词
永磁同步发电机是一种采用永久磁铁励磁的交流发电机，它具有结构简单、效率高、可 靠性好等优点。
详细描述
永磁同步发电机由转子和定子组成，转子上安装有永久磁铁，定子上安装有多相绕组。 永磁同步发电机的转子采用高性能的稀土永磁材料制成，因此具有较高的磁场强度和稳 定性。同时，由于采用了先进的控制系统，永磁同步发电机的发电效率得到了显著提高。
交流发电机的分类
根据励磁方式分类
交流发电机可分为他励式和自励式两 类，他励式需要单独的励磁电源，自 励式不需要。
根据相数分类
根据整流器类型分类
交流发电机可分为六管、八管和九管 整流器等类型，不同类型的整流器具 有不同的性能和适用范围。
交流发电机可分为三相和单相两类， 汽车上通常使用三相交流发电机。
总结词
无刷交流发电机是一种新型的交流发电机，它通过电子换向器取代了传统的机械换向器，从而消除了机械摩擦和 磨损，提高了发电机的效率和可靠性。
详细描述
无刷交流发电机由转子、定子和电子换向器组成。转子上安装有永久磁铁，定子上安装有多相绕组。电子换向器 由功率晶体管和二极管组成，通过控制功率晶体管的通断来改变电流的相位，从而实现电子换向。无刷交流发电 机的优点包括高效率、高可靠性、低维护成本和长寿命等。
汽车上交流发电机原理和控 制
• 交流发电机基本原理 • 交流发电机控制系统 • 交流发电机的故障诊断与维护 • 新型交流发电机技术 • 交流发电机与未来汽车能源管理
汽车交流发电机
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
汽车交流发电机的原理
汽车交流发电机的原理汽车交流发电机是由转子和固定定子组成的。
转子是由一组电枢线圈绕制而成，通过与发动机曲轴相连，以发动机的转动为动力。
定子则是由一组绕制在铁芯上的定子线圈组成，定子线圈与电枢线圈之间通过磁场耦合来实现电能的转换。
发电机的工作原理主要包括磁场产生、电能转换和电压调整三个过程。
首先，当发动机启动后，转子开始旋转。
在发电机内部有一个励磁线圈，它连接到电源上，通电后会产生磁场。
通过电枢线圈和励磁线圈之间的磁场耦合作用，使得电枢线圈中电流产生变化。
这种电流的变化使得电枢线圈中形成一个自感电动势，即感应电势。
接下来，感应电势将激励定子线圈上的电流，使得定子线圈产生一个磁场。
由于转子和定子之间的磁场耦合作用，转子中的电流开始产生变化。
这种电流的变化在转子上形成了一个感应电势，即感应电势。
最后，感应电势通过定子线圈进一步转化为交流电流，并经过整流装置将其转化为直流电流。
直流电流通过调压器进行电压调整和稳定，然后通过蓄电池储存，为车辆提供电能。
需要注意的是，发电机发出的电能既要满足车辆自身的需求，也要充电蓄电池。
所以发电机的输出电流和电压需要通过发动机的控制系统进行实时调节和监测，以保证整个电力系统的正常工作。
总结来说，汽车交流发电机的工作原理是通过发动机驱动发电机的转子旋转，利用电枢线圈和定子线圈之间的磁场耦合作用，产生感应电势，并将其转化为交流电流，最后通过整流装置和调压器进行电能转换和调整，为汽车提供所需的电力供应。
这种自动化的电能转换过程，保证了发动机的更高效率，并为汽车的电子系统提供了稳定可靠的电源。
发电机知识
单相交流发电机
下图所示为只有一组定子绕组（单相）的简单交流发电机。
转子的N极和S极交替通过定子绕组，因此在线圈中产生的 电流为交流电
三相交流发电机
•实际的交流发电机拥有三组定子绕组，
电压调节器 整流器 定子绕组 转子
三相交流发电机
•以不同的角度来布置绕组，所产生的正弦波在不同的正 时（相）情况下达到了其峰值－－三相电压。 •整流器（六到八个二极管）－－将交流电转换为直流电。
•磁力线与磁场 所有的磁铁都有环绕其磁体的不可 见磁力线－－组成一个磁场 •磁铁 永久磁铁 电磁铁：利用电即可很容易地产生一块磁铁 将导线缠绕在铁棒上可以加强一个磁场
发电原理
•磁感应
发电有多种方法。 通过化学反应来产生电压：汽车电 瓶。 利用磁铁和线圈：在一段导线线圈 附近移动一个磁场－－磁感应。 (费莱明右手定律）
交流发电机电压调节器
•交流发电机所产生的电压量随发动机和转子的转速而变化。在高速 时，必须控制电压，以不使其超过某个值，从而避免损坏各个电气 部件。 •电压调节器通过控制 进入转子的电流量来限 制交流发电机的输出。 •调节器每秒钟可接通 （ON）和关闭（OFF） 转子数次。关闭的时间 越长，磁场越弱。这样 就降低了交流发电机的 输出。 •稳压器：晶体管式、 集成块式
发电机
1.概述 由于汽车上装备有许多电气部件，因此需要一个具有高效能 的充电系统为电瓶充电，并在车辆运行时为电气系统提供电力-交流发电机。
2.发电原理
•磁铁与磁感应 所有的磁铁都有环绕其磁体的不可见磁 力线－－组成一个磁场 •磁铁 永久磁铁 电磁铁：利用电即可很容易地产生一块磁铁
发电原理
2.发电原理
发电原理
磁场越强，所感应的电流就越大（通过增加绕组的圈 数或加快磁铁的移动速度） 当逆向移动磁铁时，电流的方向也会变为反向。 磁铁可以是永久性磁铁，也可以是电磁铁。
交流发电机
风扇与皮带轮
前、后端盖
如图所示，前端盖、后端盖是由非导磁材料铝合金制成的，漏磁少， 并具有轻便、散热性能好等优点。在后端盖上装有电刷架和电刷。
1．发电机原理
当外加的直流电压作用在励磁绕组两端点的接线柱之间时，励磁绕 组中便有电流通过，产生轴向磁场，两块爪形磁极磁化，形成了6对相 间排列的磁极。磁极的磁力线经过转子与定子之间的气隙、定子铁心形 成闭合磁路。
当转子旋转时，磁力线和定子绕组之间产生相对运动，在三相绕组 中产生交流电动势。如上图所示，由于三相绕组是对称绕制的，所以产 生的三相电动势亦是对称的。 每相绕
式中：EΦ——电动势的有效值； C1——电机常数； n——转子的转速； Φ——磁极磁通。
发电机的基本原理
电磁感应：当磁通被在磁场里运动的导 体切割时，便在导体中产生电动势（感 应电动势）。若设法使磁通和导体产生 相对的切割运动，在导体中便能产生电 动势。这种现象称为“电磁感应”。发 电机积蓄由电磁感应产生的电动势，产 生电能（电压和电流）。
发电机基本原理
虽然单个导体在磁场里运动能产生电动 势，但是非常小。如果把二个导体首尾 连接起来，那么将产生二次电动势，结 果产生二倍电动势。以线圈形式的导体 在磁场中转动时，将产生较大的电动势， 从而形成电压和电流。发电机就是根据 这个原理，在磁场中转动线圈来产生电 能。
UN
U BE 2
带有中性点接线柱的发电 机，可用中性点电压来控制各种 用途的继电器工作。
图3.15 交流发电机中性点电压波形图
利用中性点电压提高发电机功率 有的发电机（如夏利发电机）的 整流器有8只整流管，其中两只整流管接 在中性点处（1只正极管和1只负极管）， 如图3.16所示。把中性点电压和三相绕组 并联输出，实践证明这样可提高发电机功 率10％～15％。 由于中性点电压的瞬时值是一个 三次谐波，其波峰在有些时候可能大于三 相绕组的最高值，此时，中性点正极管 VD7导通，其他三个正极管截止，由VD7供 给外电路高电压；同理，波谷也能小于三 相绕组的最低值，此时，中性点负极管 VD8导通，参与对外输出，这样就提高了 发电机的对外输出能力，提高了发电机的 输出功率。
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学习目标
• 了解交流发电机的功用。 • 了解调节器的工作原理。 • 掌握调节器的检测方法。 • 掌握交流发电机的结构、工作原理。 • 掌握交流发电机的试验、检测及维修方法。 • 了解汽车充电系的组成。 • 掌握电路检测及维修方法。
3.1 交流发电机的结构
3.1.1．发电机的功用 3.1.2．普通交流发电机的结构 1．转子 2．定子 3．整流器 4．端盖及电刷组件 5．带轮及风扇
3.1.2 普通交流发电机的结构
6只整流二极管分为正极管和 负极管两种。
引出电极为正极的称为正极 管，3只正极管装在同一块 板上，称为正极板；
引出电极为负极的称为负极 管，3只负极管安装在负极 板上，也可直接安装在后盖 上。如图3.6所示。
图3.6 交流发电机整流二极管安装示意图 a）焊接式 b）电路图 c) 压装式 1－正整流板 2－负整流板
3.1.2 普通交流发电机的结构
4．端盖及电刷组件 端盖一般分两部分（前端盖和后端盖），起支撑转子、
定子、整流器和电刷组件的作用。端盖一般用铝合金铸造， 一是可有效的防止漏磁，二是铝合金散热性能好。后端盖上 装有电刷组件。
3.1.2 普通交流发电机的结构
电刷组件由电刷、电 刷架和电刷弹簧组成，如 图3.9所示。
3.1.2 普通交流发电机的结构
汽车用硅整流二极管是专用的，有如下特点： （1）允许的工作电流大，如ZQ50型二极管的正向
平均电流为50A，浪涌电流为600A。 （2）承受反向电压的能力高，可承受的反向重复
峰值电压在270V左右，反向不重复峰值电压在300V 左右。
（3）只有一根引线（引出电极） （4）根据引出电极的不同分为正二极管和负二极 管。 。
3.1.2 普通交流发电机的结构
• 当给两滑环通入直流电时，励磁绕组中就有电流通过，并 产生轴向磁通，使爪极一块被磁化为N极，另一块被磁化为S 极，从而形成六对（或八对）相互交错的磁极。如图3.3所 示。
• 当转子转动时，就形成了旋转的磁场。
3.1.2 普通交流发电机的结构
2．定子 定子的功用是产生交流电。 定子安装在转子的外面，和发电机的前后端盖固 定在一起，当转子在其内部转动时，引起定子绕组 中磁通的变化，定子绕组中就产生交变的感应电动 势。 定子由定子铁心和定子绕组（线圈）组成，如图 3.5所示。 定子铁心由内圈带槽、互相绝缘的硅钢片叠成。
电刷的作用是将电源 通过滑环引入励磁绕组。 两个电刷分别装在电刷架 的孔内，借助弹簧压力与 滑环保持接触。
电刷和滑环的接触应 良好，否则会因为磁场电 流过小
图3.9 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ刷组件
3.1.2 普通交流发电机的结构
励磁绕组通过两只电刷(F和E)和外电路相连，根据电刷和外 电路的连接型式不同，发电机分为内搭铁型和外搭铁型两种， 如图3.10所示。
3．整流器
整流器的功用是将定子绕组的三相交流电变为直 流电。
整流器由整流板和整流二极管组成，6管交流发 电机的整流器是由6只硅整流二极管分别压装（或焊 装）在相互绝缘的两块板上组成的，其中一块为正 极板（带有输出端螺栓），另一块为负极板，负极 板和发电机外壳直接相连（搭铁），也可以将发电 机的后盖直接作为负极板。
a)内搭铁型交流发电机 b)外搭铁型交流发电机 图3.10 交流发电机的搭铁型式
3.1.2 普通交流发电机的结构
5．带轮及风扇
3.1.2 普通交流发电机的结构
整流器总成的形状 各异，有马蹄形、 半圆形和圆形等。 如图3.7所示。
整流器和定子绕组 的连接如图3.8所示
图3.7 JF132发电机整流器总成 1-负整流板 2-正整流板 3-散热片 4-螺栓孔 5-正极管
6-负极管 7-安装孔 8-绝缘垫
图3.8 交流发电机整流器和定子的连接电路图 a）星形连接 b）三角形连接
3.1.2 普通交流发电机的结构
（1）内搭铁型交流发电 机：励磁绕组的一端经负 电刷（E）引出后和后端盖 直接相连（直接搭铁）的 发电机称为内搭铁型交流 发电机，如图3.10a所示。
（2）外搭铁型交流发电 机：励磁绕组的两端 (F和 E)均和端盖绝缘的发电机 称为外搭铁型交流发电机， 如图3.10b所示。
交流发电机必须配装电压调节器，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。
3.1.2 普通交流发电机的结构
普通交流发电机一般由转子、定子、整流器、前后端盖、风 扇、带轮等组成。 图3.1为JF132型6管普通交流发电机解体图
3.1.2 普通交流发电机的结构
3.1.2 普通交流发电机的结构
定子绕组有三组线 圈，对称的嵌放在 定子铁心的槽中。 三相绕组的连接有 星形接法和三角形 接法两种，如图 3.5a、b所示，都 能产生三相交流电 。
图3.5 交流发电机定子总成及连接方式 a）定子绕组星形连接 b) 定子绕组三角形连接
3.1.2 普通交流发电机的结构
图3.1 JF132型交流发电机解体图 1－后端盖 2－电刷架 3－电刷 4－电刷弹簧压盖5－硅二极管6－元件板 7－转子 8－定子 9－前端盖 10－风扇 11－带
轮
3.1.2 普通交流发电机的结构
1．转子 转子的功用是产生磁场。
转子由爪极、磁轭、励磁绕组、滑 环、转子轴等组成，如图3.3、3.4 所示。
3.1.1 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， 向所有用电设备（启动机除外）供电，同时给蓄电池充电。
汽车用发电机可分为直流发电机和交流发电机，由于交流发 电机的性能在许多方面优于直流发电机，直流发电机已被淘汰。 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。
图3.3 交流发电机的转子总成
图3.4 交流发电机转子分解图 1－滑环 2－转子轴 3－爪极 4－磁轭 5－励磁绕组
3.1.2 普通交流发电机的结构
• 转子轴上压装着两块爪极，爪极被加工成鸟嘴形状，爪极空 腔内装有励磁绕组和磁轭。
• 滑环由两个彼此绝缘的铜环组成，压装在转子轴上并与轴 绝缘，两个滑环分别与励磁绕组的两端相连。