汽车电源系统培训课件

交流发电机的构造
交流发电机的型号
根据中华人民共和国汽车制方法》的规定， 汽车交流发电机型 号组成如下：
交流发电机的构造
1.产品代号
产品代号用中文字母表示，例： JF——普通交流发电机 JFZ——整体式（调节器内置）交流发电机 JFB——带泵的交流发电机 JFW——无刷交流发电机
交流发电机的构造
电刷与电刷架
(1)电刷 1)作用：电刷与集电环接触，将直流电引入励磁绕组。 2)材料：铜粉和石墨粉(模压)。
(2)电刷架 材料：酚醛玻璃纤维塑料(模压)。 (3)装配关系：两只电刷装在电刷架方孔内，有弹簧保持 其与集电环接触良好。 (4)分类：外装式和内装式两种。
磁场绕组的搭铁型式
（2）磁场外发电机壳体（铁芯）上固定有3组线圈(3相 定子绕组)，3相绕组彼此相隔120°。
（3）当转子旋转时， 旋转的磁场使固定的电 枢绕组中通过的磁通量 发生变化，而在定子电 枢绕组中产生三相感应 电动势。
图3.11 交流发电机发电原理示意图 1－定子铁心 2－定子绕组 3－转子 4－励磁绕组
输出电流Ｉ将随
转速ｎ升高而增大，
当转速超过一定值时，
Ie
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。
电压调节器
交流发电机必须配用电压调节器。
Ø 电压调节器功用：使交流发电机输出电压在发动机所有 工况下基本保持恒定。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蓄电池充电不足。
3.内搭铁交流发电机励磁电路
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。
U与n成线性关系
他励
自励
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。
5－整流二极管 6－电刷
2. 三相交流发电机的感应电动势瞬时值表达式：
式中
eU Em sin t 2E sin t
eV
Em sin(
t 2) 3
2E
sin(
t
2 3
)
eW
Em sin(
t
4) 3
2E
sin(
t
4) 3
－E每m 相电动势的最大值 －每E相电动势的有效值
－电 角速度
交流发电机的工作原理
交流发电机的工作原理
中性点
（1）概念：三相绕组的末端接到一起形成中性 点，用N表示。
（2）中性点电压用途：一般用来控制各种用途 的继电器。如磁场继电器、充电指示灯继电器 等。
交流发电机的工作原理
三、发电机的励磁方式 1.励磁：将电源引入到磁场绕组使之产生磁场的过程称为励磁。 2.方式：交流发电机励磁方式有自励和他励两种。 除永磁式交流发电机不需要励磁以外，其他形式的交流发电机都 需要励磁。
（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， （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，外搭铁型发电机的磁场绕 组负极（负电刷）接调节器后再搭铁。
交流发电机的构造
交流发电机的工作原理
他励过程 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。
交流发电机的工作原理
自励过程：
随转速提高，发电机电动势逐渐升高并对外输出电 能(一般怠速时发电机就能对外供电)。当发电机能 对外供电时，就可以把自身发的电供给磁场绕组生 磁发电。
交流发电机的工作原理
电压调节器 一、电压调节器的工作原理
交流发电机的三相绕组产生的相电动势的有效值为
Eφ==CeФn
Eφ—感应电动势（V）；Ce—电机结构常数；Ф— 每极磁通（Wb）；n—转速（r/min）
原理：以转速为基础，通过改变励磁电流，来维持发电机 的输出电压保持恒定。
二、电压调节器的分类
分类： A.按工作原理可分为： 触点式电压调节器 晶体管调节器 集成电路调节器 电脑控制调节器 B.按搭铁极性可分为：
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）。
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。
（2）整体式交流发电机(发电机和调节器制成一个 整体的发电机) 例别克轿车的发动机上装配的是 CS型发电机
（3）带泵交流发电机(和汽车制动系统用真空助力 泵安装在一起的发电机) 例JFZB292发电机。
（4）无刷交流发电机(不需要电刷的发电机) 例 JFW1913
（5）永磁交流发电机(磁极为永磁铁制成的发电机)
模块一 汽车电源系统
学习目标
1.蓄电池的构造与型号 2.蓄电池的工作原理和工作特性 3.蓄电池的容量及影响因素 4.蓄电池的充电 5.蓄电池的常见故障及其排除.使用和维护. 6.交流发电机的构造.工作原理. 7.交流发电机电压调节器
交流发电机及调节器
第二章
交流发电机及调节器
交流发电机及调节器
※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。
3.磁路
交流发电机的构造
交流发电机的构造
定子（电枢） 1.功用：定子是用来 产生交流电的。 2.组成：定子由定子 铁芯和定子绕组组成。
交流发电机的构造
（1）定子铁芯
由内圈带槽的硅钢片叠成， 定子绕组的导线就嵌放在铁 芯的槽中。
（2）定子绕组
1）三相绕组采用星形接法 或三角形接法，都能产生三 相交流电。
第一节
交流发电机的构造
三、整流器
1.作用：将定子绕组的三相交流电变 为直流电。 2.组成：6管交流发电机的整流器是 由6只硅整流二极管组成三相全波桥 式整流电路。 3.结构：6只整流管分别压装（或焊 装）在两块板上。
整流器电路
端盖
第一节
交流发电机的构造
1.分类：前端盖和后端盖. 2.作用：安装转子、定子、整 流器和电刷组件。 3.材料：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。 4. 电刷组件：装在后端盖上， 有电刷、电刷架和电刷弹簧组 成。 5.电刷作用是将电源通过集电 环引入磁场绕组。
五、带轮与风扇 (1)带轮： 1)作用：通过皮带将发动机的动力传给发电机。 2)材料、类型与定位方法：由铸铁或铝合金制成，分单 槽和双槽两种，与风扇共用一个半圆键和转子轴连接，用 弹簧垫片和螺母紧固。 (2)风扇：
1)作用：在发电机工作时强制 进行抽风冷却。 2)材料：一般用1.5mm钢板冲 制或用铝合金压铸。
内搭铁型调节器、外搭铁型调节器，分别配内搭铁型 发电机和外搭铁型发电机。
充电指示灯的控制电路
目前国内外大多数汽车上，均装有充电指示灯 (属于报警装置)，用来监测充电系统的工作情况。 一般情况下，当接通点火开关时，充电指示灯亮， 而当发动机起动后，交流发电机正常工作时，充 电指示灯熄灭(只有极个别的车型例外，如天津 大发)。因此，当发动机正常工作时，充电指示 灯突然发亮，则表示充电系统有故障。提醒驾驶 员注意及时维修。
整流原理 交流发电机定子的三相绕组中，感应产生的是交流电，靠六只 二极管组成的三相桥式整流电路变为直流电的。
图3.11 交流发电机发电原理示意图 1－定子铁心 2－定子绕组 3－转子 4－励磁绕组 5－整流二
极管 6－电刷
交流发电机的工作原理
整流结果 三相桥式整流电路中二极管的依次循环导通,
使得负载RL两端得到一个比较平稳的脉动直流 电压。
交流发电机的构造
转子
1.功用：转子的功用是产生旋转磁场。
交流发电机的构造
2.组成 （1）转子轴上压装着两块低碳钢制成的爪极，两块爪极各有四 至八个鸟嘴形磁极（国产多为六个）,爪极空腔内装有磁场绕组 (转子线圈)和导磁用的铁芯(磁轭)。
交流发电机的构造
2.组成
（2）滑环由两个彼此绝缘的铜环组成，滑环压装在转子轴上并与轴绝缘， 两个集电环分别与磁场绕组的两端相连，并与装在后端盖内的两个电刷相接触。
充电指示灯的控制电路
二、利用二极管控制充电指示灯（如法国沃尔沃） 1.当点火开关S闭合时，励磁电路如下(他励)：蓄电池正极 →点火开关S→充电指示灯→调节器→发电机励磁绕组→搭 铁。这时，充电指示灯亮。
充电指示灯的控制电路
2.当发动机起动后，发电机的输出电压高于蓄电池的电动势， 二极管VD导通，同时，VD将充电指示灯短路，充电指示灯 熄灭，表示发电机正常工作。 蓄电池的充电电路为：发电机的火线接线柱B→VD→蓄电池 正极。 励磁电路为 (自励)：发电 机的火线接线 柱B→调节器→ 发电机励磁绕 组→搭铁。
3.按磁场绕组搭铁形式分类
（1）内搭铁型交流发电机 磁场绕组的一端（负极）直接搭铁（和壳体相联） （2）外搭铁型交流发电机 磁场绕组的一端（负极）接入调节器，通过调节器后再 搭铁。
一.
交 流 发 电 机 的 结 构
交流发电机的构造
交流发电机的构造
交流发电机一般由转子、定子、皮带轮、风扇、整流器、前后端 盖和电刷组件等部分组成。 JF132型交流发电机组件图见图
4表示电流≥40—49A 9表示≥90A
5表示电流≥50—59A
交流发电机的构造
4.设计序号 按产品的先后顺序，用阿拉伯数字表示。 5.变形代号 交流发电机以调整臂的位置作为变形代号。从驱动端看，