交流发电机及调节器1

整流器和定子绕组的连接
星形连接
三角形连接
四、前后端盖
• 一、 端盖 • 1． 端盖一般用铝合金铸造 • 2．端盖上装有电刷组件，普通 发电机中一般有两只电刷 • 3. 无刷发电机中没有电刷。
电刷的功用
• 电刷将电源引入到转子的线圈 （磁场绕组）中，使内部的电磁 铁（磁轭和爪极）产生较强的磁 场。
第一节 概述
一、 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。
第一节 概述
二、汽车发电机 汽车用发电机可分为： 直流发电机和交流发电机 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。
f
60
( Hz )
一、发电原理 2、三相交流感生电动势幅值
1）交流电动势的波形近似正弦波（因 转子磁极呈鸟嘴形，其磁场的分布 近似正弦规律） 2）三相电动势对称（因三相绕组对称 安置）
一、发电原理 2、三相交流电动势幅值表 e E sin wt 达式 2 E sin wt
U m

2 2 eV E m sin(wt ) 2 E sin(wt ) 3 3 4 4 eW E m sin(wt ) 2 E sin(wt ) 3 3
设计序号用1～2位阿拉伯数字 表示，表示产品设计的先后顺序。 交流发电机以调整臂位置作为 变形代号。Z——左调整臂 Y ——右调整臂 例：JFZ1913Z发电机
JFWZ240发电机
桑塔纳JFZ1913Y发电机
别克cs130发电机
小结
• 本次课的主要内容： • 1、概述：交流发电机的功用 • 2、普通交流发电机的结构分为:转子、定子、 整流器、电刷组件、风扇外壳等 • 3、汽车用硅整流二极管有何特点 • 4、整流器和定子如何连接 • 5、发电机的搭铁类型 • 6、交流发电机的型号
三、整流器
• 整流器由整流板和硅二极管组成
三、整流器
三、整流器
• 1． 功用：将三相交流电变为直流 电 • 2． 组成：六只或八只硅二极管分 别焊装在两块极板（整流板）上而 组成
整流板有正整流板 和负整流板之分
整流板由互相绝缘的两块板 组成，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。
E Ce n
由此可见，当交流发电机 结构一定时（结构常数Ce不 变），相电动势Eф和发电机 转速、磁通成正比。
二、 交流发电机整流原 理
交流发电机三相交流电经6 只硅整流二极管组成的全波桥式 整流电路整流后，变为直流电输 出
二、 交流发电机整流原理 （三相全波桥式整流）
E Ce n
二、 交流发电机整流原理 （三相全波桥式整流）
0～t1瞬时
二、交流发电机整流原理 （三相全波桥式整流）
t1～t2瞬时
二、交流发电机整流原理 （三相全波桥式整流）
t2～t3瞬时
二、 交流发电机整流原理
三只正二极管负极端连接在一 起时，正极端电位最高者导通； 三只负二极管正极端连接在 一起时，负极端电位最低者导通。 每一瞬时都有一个正极和一个 管导通 ，使电路形成回路。这样， 通过用电器的就是直流电。
2、电压等级代号
电压等级代号用一位阿拉伯 数字表示。 1——表示12V系统； 2——表示24V系统； 6——表示6V系统。
3、电流等级代号
电流等级代号也用一位阿拉 伯数字表示。见表2－1
1 2 3 4 电流等级代号 发电机额定电流 <19A <29A <39A <49A
4、设计序号 5、变型代号
第一节 概述
三、交流发电机的 电压调节器 交流发电机必须配装电压调 节器才能工作，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。
第二节 交流发电机工作原理
1) 2) 3) 4)
第二节 交流发电机工作原理 一、发电原理（图）
由发动机带动发电机转子旋转 由电刷给转子通电（励磁）产生磁场（有刷 交流发电机，无刷直接通电） 由定子产生交变感应电动势 由整流器整流为直流电输出
交流发电机分为内搭 铁和外搭铁两种
交流发电机的内 搭铁和外搭铁和电刷 的接线方法有关
内搭铁型发电机 外搭铁型发电机 有一只电刷（负电刷） 两只电刷（负电刷） 和壳体直接搭铁的发电 和壳体绝缘的发电机 机
五、带轮及风扇
交流发电机的前端装有带轮 和风扇，由发动机通过传动带驱 动发电机的转子轴和风扇一起旋 转。 （1） 转子的转动使发电机发电； （2）风扇的转动为发电机散热。
一、发电原理
当外电路通过电刷使磁场绕组 通电时，便产生磁场，使磁极磁化 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，根据电 磁感应原理可知，定子的三相绕组 中便产生交变的感生电动势。这就 是交流发电机的发电原理。
一、发电原理 1、交流感生电动势的频率
交流电动势的变化频率f与发 电机的转速n 、磁极对数p成正 比： pn
电刷组件 整流器 转子
定子
一、 转子
• 1． 功用：产生 旋转磁场 • 2． 组成： • 1）转子轴 • 2）集电环 • 3）爪极 • 4）磁轭 • 5）磁场绕组
转子——产生旋转磁场
转子——产 生旋转磁场
当励磁绕组有电流通过时，便产生磁 场，转子轴上的两个爪极分别被磁 化为N极和S极。如下页图所示 当转子旋转时，磁极交替地在定子铁 心中穿过，形成一个旋转的磁场， 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感应电 动势。
3.定子三相绕组有两种接法
1）星形接法 2)三角形接法
图3－5
交流电动势的产生
当发电机的转子转动时（由 发动机带动），定子中就有感生 电动势产生，如果定子与外电路 形成回路，就可以对外输出交流 电流。
交流电必须 整流为直流电
但汽车上需要输出的是直流 电，所以还必须对交流电进行整 流。 整流任务由整流器完成
三、交流发电机的励磁 电路如图2-16 （6管内搭铁交流发电机） 电磁振动式调节器
三、交流发电机的励磁 电路如图2-16 （6管内搭铁交流发电机）
三、交流发电机的励磁 电路如图2-16 （6管外搭铁交流发电机）
三、交流发电机的励磁 电路如图2-16
图2-16的电路有一个缺点： 发动机熄火后，如果司机忘 记关断点火开关，蓄电池会经调 节器一直给磁场绕组供电。 1）时间过长会烧坏磁场绕 组 2）会造成蓄电池过度放电
三、交流发电机的励磁电路 如图2-17带充电指示灯的电路
（9管内搭铁交 发电机电压小于蓄电池时 流发电机） 充电指示灯发亮 电子调节器
充电指示灯的作用
1、提示驾驶员在发动机熄火后关 掉点火开关。 2、可以指示发电机是否有故障
交流发电机的结构分以下几部分:
第三节 交流发电机的构造 （普通）
端盖 风扇 带轮
六、交流发电机的型号
根据中华人民共和国汽车行业 标准QC/T73-1993《汽车电器设备 产品型号编制方法》的规定，汽车 交流发电机型号由五部分组成：
1、产品代号
JF—— 表 示 普 通 交 流 发 电 机 ； JFZ——表示整体式（调节器内 置）交流发电机； JFB——表示带泵的交流发电机； JFW——表示无刷交流发电机。
式中 Em－每相电动势的最大值 Eф－每相电动势的有效值 w－电角速度（ w ＝2π f）
一、发电原理 3、每相绕组中电动势的有效值 E 4.44KfN Ce n
式中：K-绕组系数(和发电机定子绕组 的绕线方式有关的系数 ) N-每项匝数（匝） f－频率（Hz） φ -每极磁通（Wb） Ce-电机常数（Ce＝4.44KNp/60） 称Eф为相电动势。
二、 定子 （又叫电枢）
1． 功用：产生交流 （交变）电动势 2． 组成： 1）定子铁心 2）定子绕组
二、 定子
二、 定子
定子铁心由内圈带槽、互相绝缘 的硅钢片叠成。 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。 三相绕组必须按一定要求绕制， 才能使之获得频率相同、幅值相等、 相位互差120°的三相电动势。发电 机定子绕组由专门人员绕制。
整流管分为： 正极管和负极管两种
引出电极为正极的为正极 管，安装在正极板上； 引出电极为负极，称为负极 管，安装在负极板上。
整流二极管特点
• 1） 汽车用整流二极管特点： • ①工作电流大，正向平均电流50A， 浪涌电流600A • ②反向电压高，反向重复峰值电压 270V，反向不重复峰值电压300V • ③有正极管和负极管之分（画图说 明） • 论上中性点 电压: U
UN
BE
2
实际上中性点 电压为：
关于中性点 电压的讨论
1、可以用来控制 各种用途的用 电器 2、还可以对其整 流，协同发电 机输出。（8管 或11管交流发 电机）
三、交流发电机的励磁
除了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，因为它们的磁 场都是电磁场，也就是说必须给 磁场绕组通电才会有磁场产生。
三、交流发电机的励磁
1、定义：将电源引入到磁场 绕组，使之产生磁场称为励磁。 2、交流发电机励磁两种方式： 1）自励 2）他励
三、交流发电机的励磁
1）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。这种供给磁场电流 的方式称为他励发电。
3.交流发电机的励磁
2）自励 当发电机有能力对外供电时， 就可以把自身发的电供给磁场绕 组生磁发电，这种供给磁场电流 的方式称为自励。