02蓄电池与交流发电机
发电机教案
课题交流发电机的认知两个电刷接线柱分为“B、F”接线柱或“F1、F2”接线柱。
质疑：电刷磨损变短，会使其与滑环的接触不良。
发电机性能是否变差？四、整流器作用：将交流发电机产生的三相交流电变成直流电输出；阻止蓄电池电流向发电机倒流。
（1）正极管中心引线为正极，外壳为负极，在管壳低部一般标有红色标记。
（实物演示）（2）负极管负极管中心引线为负极，外壳为正极，在管壳底部一般标有黑色标记。
（实物演示）五、交流发电机的工作原理1.交流电动势的产生当外电路通过电刷使励磁绕组通电时，便产生磁场，使爪极被磁化为N极和S极。
当转子旋转时，磁通交替地在定子绕组中变化.绕组中便产生交变的感应电动势。
（动画演示）2.电动势有效值的表示三相绕组中每相电动势有效值的表示为：K -绕组系数(和发电机定子绕组的绕线方式有关 )N-每相绕组的匝数（单位：匝）ｆ-频率（单位：Hz）Φ-每极磁通（单位：Wb）Ce-电机结构常数EΦ-相电动势小结：当交流发电机结构一定时（结构常数Ce 不变），相电动势EΦ和发电机转速、磁通成正比。
3.交流电动势的波形交流电动势的幅值是发电机转速的函数。
因此，当转速n变化时，三相电动势的波形为变频率、变幅值的交流波形。
如图所示。
4.整流原理二极管具有单项导电性,当给二极管加上正向电压时,二极管导通, 当给二极管加上反向电压时,二极管截止。
将定子的三相绕组和6只整流二极管按电路连接，发电机的输出端B、E上就输出一个脉动直流电压。
如图所示。
（1）二极管的导通原则3只正极管中，在某一瞬间正极电位（电压）最高者导通。
3只负极管中，在某一瞬间正极电位（电压）最低者导通。
（2）整流过程（动画演示）课题电源系统电路和发电机的正确使用。
第17章 汽车电器
环组成，两个集电环分别与磁场绕组的两端相连。
湖南工程学院— 汽车构造
2014年11月29日星期六
第1节 汽车电源
电刷将直流电通入
两个集电环时，磁 场绕组中就有电流 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 而形成六对相互交 错的磁极。当转子 转动时，就形成了 旋转的磁场。
蓄电池由6个或12个单格电池串联而成，每个单格串联。
铅蓄电池由极板、隔板、电解液、外壳等组成，如图所示。 (3)电解液
电解液是硫酸的 水溶液，密度一般为 1.24g/cm3～ 1.28g/cm3。
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第1节 汽车电源 二、蓄电池的结构与原理
蓄电池由6个或12个单格电池串联而成，每个单格串联。
磁场绕组 磁轭
转子轴
风扇
爪极
集电环
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第1节 汽车电源 1、 转子
转子是交流发电机的磁
场部分，工作中产生旋转磁 场。主要由转子轴、滑环、 爪极、磁轭、磁场绕组（线 圈）等组成。
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第1节 汽车电源
转子轴上压装着两块各有数目相等的鸟嘴形磁极的爪极， 其空腔内装有磁场绕组 (转子线圈)和磁轭。 压装在转子轴上并与轴绝缘的集电环由两个彼此绝缘的铜
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第1节 汽车电源
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第1节 汽车电源
蓄电池的作用：与发电机并联向用电设备供电。
交流发电机工作原理
八管整流电路原理
中性点电压瞬间时值低于搭铁电压时：中性点负极管导通对外输出电流。
电流回路为：中性点 定子绕组 某一正极管 负载 中性点负极管 中性点
2.3交流发电机的励磁
自励 随着转速的提高（一般在发动机达到怠速时），发电机定子绕组的电动势逐渐升高并能使整流器二极管导通，当发电机的输出电压UB大于蓄电池电压时，发电机就能对外供电了。当发电机能对外供电时，就可以把自身发的电供给励磁绕组，这种自身供给磁场电流发电的方式称为自励发电。
交流发电机励磁过程是先他励后自励。当发动机达到正常怠速转速时，发电机的输出电压一般高出蓄电池电压1～2V以便对蓄电池充电，此时，由发电机自励发电。
2.1交流发电机发电原理
三相交流发电机的感应电动势瞬时值表达式： 式中 －每相电动势的最大值 每相电动势的有效值 电角速度
2.1交流发电机发电原理
定子每相电动势的有效值的表示 式中 -绕组系数(和发电机定子绕组的绕线方式有关 ) 每相绕组的匝数（单位：匝） 频率（单位：Hz） 每极磁通（单位：Wb） 电机结构常数（ ） 称为相电动势。 由此可见，当交流发电机结构一定时（结构常数 不变），相电动势 和发电机转速、磁通成正比。
2.2 交流发电机整流原理
1．整流原理: （1）二极管的导通原则 当3只正二极管负极端连接在一起时，正极端电位最高者导通； 当3只负二极管正极端连接在一起时，负极端电位最低者导通。
图 13整流二极管导通分析
t2-t3
0-t1
01
t1-t2
02
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,如图 12(c)所示。
交流发电机工作原理
2.1．发电原理 2.2．整流原理 2.3 交流发电机的励磁
单元三 交流发电机的结构与检修
单元三交流发电机的结构与检修
课题1 交流发电机认知
一、充电系统概述
汽车的充电系统一般由蓄电池、发电机、电压调节器（简称调压器）、警告灯、点火开关、必要的导线和电缆等组成。
蓄电池和发电机并联于汽车电路之中，发电机是主要电源，蓄电池是辅助电源。
当点火开关在起动位置时，蓄电池提供起动时所需的电力，发动机起动后，由发电机给车上所用电气设备供电，而且还要对蓄电池进行补充充电。
汽车上所用发电机大多为三相交流发电机，主要由三相同步交流发电机和硅二极管整流器组成，所以又称为硅整流发电机，简称交流发电机。
如果发电机的输出没有控制的话，它的电压将超出汽车电路的安全界限。
因此，采用电压调节器使发电机的输出在14V左右。
现在的调节器大都安装在发电机内部，称为整体式硅整流发电机，此类发电机应用较广。
为了使驾驶员了解发电机的情况，许多车的仪表盘上装二、交流发电机的结构
目前国内外生产的汽车用硅整流发电机虽然在制造工艺、局部结构及工作性能上有所改进，型式各异，但其结构基本相同，主要由转子、定子、整流器、前端盖、后端盖、带轮及风扇等组成，有指示灯或电流表。
汽车发电机整流及电压调节原理
汽车交流发电机及电压调节器汽车使用的电源有蓄电池和发电机两种。
现代汽车采用交流发电机作为主要电源，蓄电池作为辅助电源。
在汽车行驶过程中，由发电机向用电设备提供电源，并向蓄电池充电。
蓄电池在汽车起动时提供起动电流，当发电机发出电量不足时，可以协同发电机供电。
与直流发电机相比，具有如下几个特点：体积小，质量轻在发动机低速运转时，仍能进行充电故障少，使用寿命长，保修简便调节器结构简单很少产生干扰波交流发电机的构造交流发电机的工作原理1.发电原理：在汽车用交流发电机中，由于转子磁极是鸟嘴形，其磁场的分布近似于正弦规律，所以交流电动势也近似于正弦波形，相位差互为120度。
2.整流原理：:硅二极管具有单向导电性。
在某一瞬间，正极二极管上那一项的电压最高，那一项的正极管子就获得正向电压而导通。
负极管上那一项的电压最低，那一项的负极管子就获得正向电压而导通。
实际上，在汽车交流发电机中选用的二极管，其允许的反向电压要高得多，可以承受电路中各种瞬时过电压对二极管的冲击。
3.励磁方法汽车用交流发电机最常用的是九管的交流发电机，也就是具有九个硅二极管的发电机。
其中六个硅二极管组成整流器，利用二极管的单向导电性将交流发电机产生的交流电压转变成直流电压，另外三个二极管提供通过发电机中的励磁绕阻的电流，称为励磁二极管。
九管交流发电机不仅可以控制充电指示灯指示蓄电池的充电情况，指示充电系统是否发生故障，还可以在停车时，提醒驾驶员断开点火开关。
由于二极管有0.6v的门坎电压，所以汽车用交流发电机只有在发电机在较高转速的时候才能自己发电，称为自励过程。
当发电机的转速较低时，由蓄电池供给电流，称为他励过程。
因此，交流发电机发电，要先经过他励过程，再经过自励过程。
工作原理如下：当开关闭合后，首先由蓄电池提供电流。
电路为：蓄电池正极→充电指示灯→调节器触点→励磁绕阻Rf→搭铁→蓄电池负极。
此时，充电指示灯由于有电流通过，所以灯会亮。
但发动机起动后，随着发电机转速提高，发电机的端电压也不断升高，。
发电机工作原理 ppt课件
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。
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。
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
汽车用发电机在刚开始发电时，转子绕 组由蓄电池供电产生磁场，属于他励；待发电机 旋转起来，输出电压高于蓄电池电压时，发电机 向磁场绕组供电，励磁方式由他励变为自励。
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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
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第二章、交流发电机及调节器
§2-6、发电机与充电系统的测试
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。
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。
实验二、交流发电机的拆装与检测
实验二、交流发电机的拆装与检测实验二、交流发电机的拆装与检测一、实验目的1.了解交流发电机的结构和工作原理。
2.学习交流发电机的拆装方法。
3.掌握交流发电机的检测技术。
二、实验设备1.交流发电机。
2.工具：螺丝刀、扳手、拉具、清洁剂。
3.测量仪器：电压表、电流表、万用表。
三、实验步骤与记录步骤1：交流发电机的拆卸1.断开蓄电池电源，确保安全操作。
2.拆除交流发电机与汽车连接的电缆，并做好标记。
3.使用螺丝刀拧下交流发电机外壳的固定螺丝，然后将交流发电机从发动机上拆卸下来。
4.取出交流发电机内部的转子、定子等部件。
步骤2：交流发电机的结构认识与清洗1.观察并记录交流发电机的结构，了解各部件的作用。
2.使用清洁剂清洗交流发电机的各个部件，确保无灰尘和污垢。
步骤3：交流发电机的安装与检测1.将转子、定子等部件按照拆卸前的位置重新装入交流发电机外壳。
2.用螺丝刀拧紧固定螺丝，确保各部件安装牢固。
3.将电缆重新连接，并确保连接牢固。
4.使用电压表和电流表检测交流发电机的输出电压和电流是否正常。
5.使用万用表检查交流发电机的电阻和绝缘性能是否良好。
步骤4：实验总结与讨论1.记录实验过程中遇到的问题及解决方法。
2.分析交流发电机输出电压、电流异常的原因，并讨论解决方法。
3.总结实验收获与不足之处。
四、实验结果与分析在本次实验中，我们成功地完成了交流发电机的拆装与检测。
通过观察交流发电机的结构，我们深入了解了各部件的作用和工作原理。
在安装过程中，我们需要注意各部件的安装顺序和固定螺丝的拧紧力度，以确保交流发电机的正常运行。
通过使用电压表、电流表和万用表进行检测，我们掌握了交流发电机的性能指标及其影响因素。
如果发现输出电压或电流异常，可能是因为转子或定子绕组故障、碳刷磨损或调节器故障等原因引起。
针对这些问题，我们可以采取相应的措施进行维修或更换部件，以确保交流发电机的正常工作。
本次实验让我们对交流发电机有了更深入的了解，掌握了其拆装与检测的方法和技巧。
汽车蓄电池的维护与检修
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2．隔板
作用：防止极板短路 要求：应具有良好的绝缘性、 多孔性、耐酸性、抗氧化性能。 隔板有许多微孔，让电解液畅 通无阻。 隔板一面平整，一面有沟槽。 沟槽面对着正极板。使充放电时， 电解液能通过沟槽及时供给正极 板，当正极板上的活性物质 PbO2脱落时能迅速通过沟槽沉 入容器底部。
示例：东风EQ1090汽车用蓄电池 6-QA-105D 6 ——单格电池数； QA ——蓄电池的主要用途和类型； 105 ——数字表示20h放电率额定容量；105Ah D ——蓄电池的特殊性能
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2.1.3 铅蓄电池的工作原理及特性
一、铅蓄电池的基本工作原理
当蓄电池与外负载接通时，正极板上的PbO2和负极板上的 Pb与H2SO4发生化学反应生成PbSO4和H2O。充电时， 正、负极板上的PbSO4分别变成了Pb、PbO2和H2SO4。 所以蓄电池是根据可逆的电化学反应的原理工作的。
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3．电解液
蓄电池中的电解液，俗称电水，电解液的作用是形成电离，
促使极板上活性物质溶解和电离，产生可逆的电化学反应。 它是由密度为1.84 g/cm3的纯硫酸和蒸馏水按一定比例配 制而成，其相对密度一般为1.24～1.31 g/cm3 之间。电
解液的密度高低对蓄电池的性能和寿命有很大的影响。使
用中需要根据地区、气候条件和制造厂商的要求而定。
气和硫酸气体通过，避免其与外部火花接触而发生爆炸，催化剂能促使氢氧离子结合生成水 再回到池内而减少水耗。 4. 外壳由聚丙烯塑料制成，槽底无筋条，极板组直接安放在壳底上，使极板上部容积增大33% 左右，电解液储存量增大。 有些免维护蓄电池在内部装有一只指示荷电状况的相对密度计（比重计）如图2-9所示。从观察 镜处看若绿色圆点明显说明蓄电池荷电状况良好，若模糊表示荷电不足，若透亮或黄色表示 需换蓄电池。 由于免维护蓄电池储存时间长，耐充电性能好，使用寿命长，约为普通蓄电池的4倍，故已在汽 车上得到广泛应用。
汽车电气、电子系统故障诊断与修理(旧) 情境02 测试习题
测试习题一、选择题：1．将同极性极板并联在一起形成极板组的目的是( )。
A．提高端电压B．增大容量C．提高电动势D、增大电流2．我国规定，起动型铅蓄电池内电解液液面应高出防护片( )。
A、5～10mmB、10～15mmC、15～20mmD、30mm 3．蓄电池放电后极板上的生成物为( )。
A、Pb02B、PbC、PbSO4D、Pb（0H）44．在充电过程中电解液的密度( )。
A．即加大又减小B．不变C．减小D、加大5．随着放电电流的加大，蓄电池的容量( )。
A．额定容量B．减小C．不变D、加大6．交流发电机的中性点电压等于发电机直流输出电压的( )。
A、1B、1／2C、1／3D、1／47．交流发电机在正常工作时属( )。
A．他励串励式发电机B．自励串励式发电机C．自励并励式发电机8. 下列说法不正确的是( )。
A.在发动机运转及汽车行驶的大部分时间里，由交流发电机向各用电设备供电B.在发动机怠速运转时，交流发电机向各用电设备供电C.在发动机起动时，协助蓄电池向启动机和各用电设备供电D.在发电机的端电压高于蓄电池的电动势时，向蓄电池充电9.硅整流器可以将定子绕组产生的三相交流电变为直流电，它由( )等组成。
A．6只硅二极管 B.6只硅三极管C．正散热板D．负散热板二、判断题(正确打“√”，错误打“×”)( ) 1．在单格电池中，正极板的数量总比负极板多一片。
( )2．使用中电解液液面低于规定值时，加蒸馏水补足。
（）3．在充、放电过程中，正、负极板上的活性物质全部都参加电化学反应。
（）4.定流充电的主要优点是在整个充电过程中无需专人看管。
（）5.蓄电池电解液比重越大，对其工作越有利。
（）6.捷达轿车的充电指示灯亮表示表示发电机工作正常。
（）7.发电机在工作时，其励磁电流始终是蓄电池供给。
（）8．奥迪100型轿车采用的是整体式交流发电机。
（）9.只有当发电机的转速大于空载转速时，发电机才有能力在额定电压下对外供电。
第2章交流发电机的检测与维修
发动机转速低于额定转速n1 n1时发电机不向外 1、发动机转速低于额定转速n1时发电机不向外 供电 2、发电机达到额定功率时的转速定为额定转速 额定电流一般定为最大输出电流的2 n2，额定电流一般定为最大输出电流的2／3。 当转速达到一定值时， 3、当转速达到一定值时，无论转速增加多少电 流都不再增加，即一定结构的发电机输出最大 流都不再增加， 电流Imax Imax有一定限制 电流Imax有一定限制
②定子电流增加时，电枢反应增强，感应电动势也会下降。 电枢反应是指发电机内部除磁极磁场外，还有电枢电流产生的 磁场，即存在磁极磁场和电枢磁场。电枢磁场对磁极磁场大多 影响称为电枢反应。 综上述，当发电机转速升高，使负载电流增加到一定数值后， 如再提高转速，尽管定子绕组中的感应电动势增加，但因定子 绕组阻抗增大，内部电压降增加，再加上电枢反应引起的感应 电动势下降，两者共同作用的结果，使发电机的输出电流不再 增加，因而交流发电机具有自身限制输出电流的作用。
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1——产品代号，交流发电机的产品代号有 JF、JFZ、JFB、JFW四种，分别表示交流 发电机、整体式交流发电机，带泵交流发 电机和无刷交流发电机。
2——电压等级代号，用一位阿拉伯数字表示。 （1-12V、2-24V、6-6V) 3——电流等级代号，用一位阿拉伯数字表示。 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，交流发电机是以调整臂的位 置作为变形代号。从驱动端看，Y表示调整臂 位于右边；Z表示调整臂位于左边；调整臂在 中间的不标记。
JFT151型集成电路调节器
JFT151型集成电路调节器为薄膜混合集成电路调节器。其 外形尺寸为38mm×34mm×10.5mm。