第二章 交流发电机与调节器

2．九管交流发电机的整流原理
3．八管交流发电机的工作原理
实验证明，加装中性点二极管后，在发电机 转速超过 2 000 r／min时，其输出功率可提高 11 ％～15％。
4．十一管交流发电机的工作原理
2．2．3 励磁方式
一般发电机的转速达到 1000 r／min左右时， 励磁电流便由发电机自身供给，这种励磁方式称为 自励。由此可见，汽车交流发电机在输出电压建立 前后分别采用他励和自励两种不同的励磁方式。
2．6．2交流发电机的维护
1．交流发电机的检测 ⑪．单机静态测试 ①、检测F与E之间的电阻值； ②、检测整流二极管的正向电阻。 ⑫．试验台动态检测 ①空载试验 当n=1000 r／min时， 发电机电压应为14 V ②负荷试验 当n=1000 r／min时， 发电机电压应大于12V
⑬．交流发电机的就车检验 将蓄电池搭铁线暂时拆下，把一块0～40 A的电流 表串接到发电机火线B接线柱与火线原接线之间， 再把一块0～50 V的电压表接到 B与 E之间，再恢复 蓄电池的搭铁线，以保证操作安全。起动机启动发 动机，并提高转速，当发电机转速为 2 500r／min时， 电压应在14 V或28 V以上，电流应为 10 A左右。此 时打开前照灯、雨刮器等负荷，电流若为20 A左右， 则表明发电机工作正常。
2．4．2感应子式交流发电机
当凸齿对 齐时，定子绕 组中的磁通最 大，当凸齿不 对齐时，定子 绕组中的磁通 最小。
2．5电压调节器 2．5．1触点式电压调节器
触点式电压调节器又称振动式电压调节器，分双 级式和单级式。 1．双级触点式电压调节器的构造
1-静触点支架；2-衔铁；
3-磁化线圈；4-弹簧；
2．3 交流发电机的工作特性
2．3．1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 与转速之间的关系。 I＝f(n)
由输出特性表明：
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。 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。 ③当转速升到某一定值以后，输出电流就不再 随转速的升高和负荷的增多而继续增大，因此其具 有自身控制输出电流的功能，不再需要限流器。交 流发电机的最大输出电流约为额定电流的1．5倍。
定子绕组应遵循的原则： ①、每相绕组的线圈个数、每个线圈的匝数和每个线 圈的节距都必须完全相等。 ②、三相绕组的起端A、B、C（或末端X、Y、Z）在 定子槽内的排列，必须相隔120°电角度。
2．1．3整流器
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，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，称为正 极管，管壳底上有红色标记。 安装三只正极管的整流板（装在外侧）称为正整 流板。 安装三只负极管的整流板（装在内侧）称为负整 流板。
③、当14V＜U ＜ 14.5V 时，工作电路是： 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、当 U ≥ 14.5V时，工 作电路是： 发电机正极→点火开 关→调节器火线接线柱 S→R1→R2→磁轭→衔 铁→K2 →搭铁。
2．3．2 空载特性
空载特性是指无负荷时，发电机端电压与转速 的变化规律。
U＝f(n)
2．3．3外特性
外特性是指转速保持一定时，发电机的端电压与 输出电流的关系。 转速一定时，端电压 均随输出电流的增大而 相应下降，原因是： ①发电机内压降增大， 引起端电压下降。 ②电压↘，磁场↘， 引起磁场减弱，感应 电动势↘。 ③电枢反应↗，感应 电动势↘，端电压↘↘ 。
5-磁轭；6-电刷；
7-滑环；8-磁场绕组； 9-三相定子绕组； 10-点火开关； R1-加速电阻（1Ω）； R2-调节电阻（8.5Ω）； R3-补偿电阻（13Ω）；
工作原理：
①、低速时励磁电路为： 蓄电池正极→电流表 →点火开关→调节器 火线接线S→低速触点 K1→衔铁→调节器磁 场接线柱F→发电机励 磁绕组→搭铁→蓄电 池负极。 ②、当U＜14V 时，工作 电路不变，只是由他 激变为自激。
2．4无刷交流发电机
无刷交流发电机的优点有： ①没有电刷和滑环，不会因为电刷和沿环的磨损与 接触不良造成励磁不稳定或发电机不发电等故障。 ②工作时不会产生火花，减少了无线电干扰。 有爪极式 分类 励磁机式 永磁式 感应子式
2．4．1 爪极式无刷交流发电机
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 。
⑥、蓄电池可起到电容器的作用，即可在一定程度上 吸收电路中的瞬时过电压。 ⑦、熄火后，应及时将点火开关断开，否则蓄电池长 期向磁场绕组放电，会使磁场绕组过热而损坏。 ⑧、调节器与交流发电机的搭铁形式必须一致。 ⑨、调节器与交流发电机的电压等级必须一致，否则 充电系统不能正常工作。 ⑩、调节器的调节电压不能过高或过低，避免损坏用 电设备或引起蓄电池充电不足。
(P点电压信号指示磁场电路异常，输出端B断线时， 点亮充电指示灯。 )
2．6 交流发电机与电压调节器的维护
2．6．1 交流发电机与电压调节器的使用注意事项 ①、蓄电池的搭铁极性必须与发电机搭铁极性相同。 ②、不能使用试火方法检查发电机是否发电，否则容 易损坏二极管及其他电子元件。 ③、发现交流发电机不发电或者充电电流较小时，应 及时找出故障予以排除。 ④、绝对禁止用200 V以上的交流电压或兆欧表检查 发电机的绝缘性能，否则将损坏整流二极管及调节 器中的电子元件。 ⑤发电机正常运行时，切不可任意拆卸各电器的连接 线，以防引起电路中的瞬时过电压损坏二极管及调 节器中的电子元件或其他电子设备。
2．交流发电机零部件的检查
⑪．硅二极管的检查 ⑫．定于绕组的检查查
（3）励磁绕组的检查 （4）转子轴的检查 （5）滑环的检查 （6）电剧的检查
2．6．3交流发电机电压调节器的维护
1．晶体管电压调节器的检查 ⑪．内搭铁式晶体管电压调节器的测试 当电压达到6 V左右时， 指示灯点亮。 当电压达到 13．5－ 14．5 V时，指示灯应 熄灭。
第二章 交流发电机与调节器
2．1交流发电机的构造
2．1．1转子
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，见图2．2 。
2．1．2定子
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。 定子槽内置有三相对称绕组，三相绕组大多数 采用Y形（星形）联结，也有用△形联结的。
⑫．外搭铁式晶体管电压调节器的测试 当电压达到6 V左右时， 指示灯点亮。 当电压达到 13．5－ 14．5 V时，指示灯应 熄灭。
2．集成电路电压调节器的检查
⑪．3引线集成电路电压调节器的测试 当V2小于调节电压值时 ，V1为0．6～1V 当V2大于或等于调节电 压值时 ，V1＝ V2 3-5Ω
2.1交流发电机的工作原理
2．2．1交流电动势的产生
eA＝Emsinωt＝Eφsinωt
eB＝Emsin(ωt－120°) ＝EΦsin(ωt－120°)
eC＝Emsin(ω t＋120°) ＝EΦ sin(ω t＋120°)
EΦ＝ 4.44KfNΦ
式中，K－－定子绕组系数，一般小于1； f－一感应电动势的频率（单位：Hz）； f＝Pn/60[P为磁极对数，n为转速] N－一每相绕组的匝数； Φ ——磁极的磁通（单位：Wb）。
2．2．2整流原理
1．六管交流发电机的整流原理 由6个硅整流二极管组成的三相桥式整流电路， 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。
式中，Uav——输出直流电压平均值（单位：v）； UΦ ——发电机相电压有效值（单位：v）。
Uav＝2.34 UΦ
0-30V
⑫．4引线集成电路电压调节器的测试 当V2小于调节电压值时 ，V1为0．6～1V 当V2大于或等于调节电 压值时 ，V1＝ V2
2．JFT201型晶体管调节器 请同学们自己分析工作过程
2．5．3集成电路电压调节器
1．集成电路电压调节器电压检测方法 ⑪．发电机电压 检测法
UP与发电机的 端电压UL成正比
⑫．蓄电池电压检测法
UP与蓄电
池的端电压 UB成正比
2．JFT151型电压调节器
(薄膜混合集成电路调节器 )
3．具有保护功能的集成电路电压调节器
2．1．4端盖与电刷总成
交流发电机有内、外搭铁之分，见图2．6。
2．1．5国产交流发电机的型号
根据国标QC／T 73－93汽车电气设备产品型号编 制方法》的规定，汽车交流发电机的型号如下： 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。 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。用1位阿拉伯数字表示， 其含义见表2．l。 第4部分为设计序号。按产品的先后顺序，用阿 拉伯数字表示。 第5部分为变型代号。交流发电机以调整臂的位 置作为变型代号。从驱动端着，Y一右边；Z一左 边；无一中间。
3．调节器的性能
2．5．2晶体管式电压调节器
1．JFT106型晶体管电压调节器
工作原理：
①当VD1 ＜14.5V时，VD1 截止，使VT6 截止，VT7 、VT8 导通， 这时VT8供给励磁电流，他励。 ②当B+ ＜VD1 ＜14.5V时，VD1 截止，仍由VT8 供给励磁电流， 但变为自励。 ③当VD1≥14.5V时，VD1反向击穿导通，使VT6导通，VT7、VT8 截止，断开了励磁电路，发电机端电压迅速下降。