交流发电机与调节器_项目

项目一

单元交流发电机及调节器

2．按磁场绕组搭铁方式分：

内搭铁、外搭铁

3．按装用的二极管数量分：

六管的、八管的、九管的、十一管的

第二节交流发电机的构造

汽车用交流发电机，多采用三相同步交流发电机，由6只二极管构成三相桥式全波整流器。各国生产的交流发电机都大同小异，主要由定子、转子、电刷、整流二极管、前后端盖、风扇及带轮等组成。有的还将调节器与发电机装在一起。

转子用来建立磁场。定子中产生的交变电动势，经过二极管整流器整流后输出直流电。JF132型交流发电机的组件图见图2．l。

（一）转子

1、组成：交流发电机的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

2、作用：产生磁场（在激磁绕组上加入激磁电流）

3、检测:

(1)测激磁绕组电阻R=3～4Ώ(2)测滑环与轴之间的绝缘性(3)观察铁芯分布的均匀性(4)观察滑环的光洁度

(5)测转子的径向跳动

（二）定子

1、组成：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。定子铁心由相互绝缘的内圆带槽的环状硅钢片

叠成。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，也有用凸形联结的。

2、作用：产生三相交流电（导线切割磁力线）

3、检测:

(1)测各相绕组间电阻值应小于1欧姆；

(2)测线圈与铁芯之间的绝缘性。

（三）整流器

1、组成：六只硅二极管（其中三只正二极管──装在元件板上；三只

负二极管──装在后端盖上）形成三相全波桥式整流。

2、作用：将交流电变成直流电

3、检测:

(1)性能检测------二极管正向导通,反向截止；

(2)极性判断------当二极管导通时,黑表棒接的是辫子,此二极管为正

二极管；

（四）其它

炭刷、炭刷架、前、后端盖、风扇、皮带轮等；

第三节交流发电机的工作原理

（一）工作原理

1、发电原理

Ea=EmSin t

Eb=EmSin（t-120）

Ec=EmSin（t-240）

（二）整流原理

正极管导通是：加在正极管上的正向电压最高的管子导通。

负极管导通是：加在负极管上的反向电压最低的管子导通。

六管交流发电机的整流装置实际是一个由6个硅整流二极管组成的三相桥式整流电路，见图2．15（a）。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。每个时刻有2个二极管同时导通，其中一个在共阴极组，一个在共阳极组，同时导通的两个管子总是将发电机的电压加在负荷两端，见图2．15（c）。

当t＝0时，C相电位最高，而B相电位最低，所对应的二极管VD5、VD4均处于正向导通。电流从绕组C出发，经VD5→负载R L →VD4→绕组B构成回路。由于二极管的内阻很小，所以此时发电机的输出电压可视为B、C绕组之间的线电压。

在t1－t2时间内，A相的电位最高，而B相电位最低，故对应VD；、VD。处于正向导通。同理，交流发动机的输出电压可视为A、B绕组之间的线电压。

在t。－t。时间内，A相电位最高，而C相电位最低，故VD1、VD6处于正向导通。同理，交流发动机的输出电压可视为A、C绕组之间的线电压。

以次类推，周而复始，在负载上便可获得一个比较平稳的直流脉动电压。交流发动机输出电压的平均值为

U

＝2.34 UΦ

av

从曲线可以看出，随着转速的升高，端电压上升较快。由他励转入自励发电时，即能向蓄电池进行补充充电。这进一步证实了交流发电机低速充电性能好的优点。空载特性是判定交流发电机充电性能是否良好的重要依据。

（二）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。一般对标称电压为12 V的硅整流发电机，其输出电压恒定在14 V；对标称电压为24 V的发电机，其输出电压恒定在28 V。通过试验可以测得一条I＝f(n) 的输出特性曲线，见图：

由输出特性可以看出发电机在不同转速下输出功率的情况，它表明：

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。空载转速值是选定传动比的主要依据。

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。空载转速值和满载转速值是使用中判断发电机技术性能优劣的重要指标，发电机出厂技术说明书中均有规定。使用中，只要测得这两个数据，与规定值相比即可判断发电机性能是否良好。

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。（三）外特性

空载特性是指无负荷时，发电机端电压与转速的变化规律。根据试验结果，可以绘出一条U＝f(n) 的空载特性曲线，见图：

发电机的转速越高，端电压越高，输出电流也越大。转速对端电压的影响较大。

（四）交流发电机性能的改善

有的交流发电机除具有组成三相桥式整流电路的6个二极管外，还具有2个中性点二极管，其接线柱的记号为“N”。中性点对发电机外壳（即搭铁）之间的电压U N是通过3个负极管三相半波整流得到的直流电压，所以U N＝（l／2）U o中性点电压一般用来控制各种继电器如磁场继电器、充电指示灯继电器等。

有的交流发电机还利用中性点的输出提高发电机的输出功率，见图：

发电机高速时，当中性点电压的瞬时值高于输出电压（平均电压14 V）时，从中性点输出的电流见图（a），其输出电路为：定子绕组→中性点二极管VD7→负载（包括蓄电池）→负极管→定子绕组。当中性点电压瞬时值低于搭铁电位时，流过中性点二极管VD8的电流见图（b），其输出电路为：定子绕组→正极管→B接线柱→～负载（包括蓄电池）→中性点二极管VD8→定子绕组。

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％。