第二章 发电机教案

旧知回顾：蓄电池作用？

本节内容：

第二章交流发电机

第一节概述

一、功用

发动机正常运转时（怠速以上），向用电设备（除起动机）供电，并向蓄电池充电。

二、分类

1、按电流类型分类：直流发电机（已淘汰）和交流发电机，

2、按结构分类：

普通交流发电机——使用时需要配装电压调节器（JF132（EQ140用））

整体式交流发电机——发电机和调节器制成一个整体（别克轿车的CS型发电机）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（JFZB292发电机）无刷交流发电机——不需要电刷的发电机（例JFW1913）

永磁交流发电机——磁极为永磁铁制成的发电机

3、按整流器分类：

六管交流发电机例JF1522（东风汽车用）

八管交流发电机例JFZ1542（天津夏利汽车用）

九管交流发电机例（日本日立、三凌、马自达汽车用）

十一管交流发电机例JFZ1913Z（奥迪、桑塔纳汽车用）

4、按搭铁形式分类：

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）

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。

三、型号

1. 产品代号——中文字母表示

•JF—普通交流发电机JFZ—整体式交流发电机

•JFB—带泵的交流发电机JFW—无刷交流发电机

2. 电压等级代号——1位阿拉伯数字表示，1表示12V；2表示24V；6表示6V

3. 电流等级代号

表2.9 电流等级代号

4、设计序号——按产品设计先后顺序，用1~2位数字表示

5、变形代号——交流发电机以调整臂位置作为变形代号。从驱动端看，在中间不加标记，在右边时用Y表示,在左边时用Z表示。

例：

JF152：电压等级为12V、电流等级为大于50~59A，第二次设计的普通交流发电机。JFZ1913Z：电压等级为12V、电流等级大于90V、第十三次设计，调整臂在左边的整体式交流发电机。

第二节交流发电机的结构

一、结构

结构：定子、转子、滑环、电刷、整流二极管、前后端盖、风扇及带轮。

作用：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。

1、转子——产生磁场

组成：两块爪极、磁场绕组、滑环和轴。

两块爪极被压装在转轴上，且内腔装有磁轭，其上绕有磁场绕组。绕组两端的引线分别焊在与轴绝缘的两个滑环上。两个电刷装在与端盖绝缘的电刷架内，通过弹簧力使其与滑环保持接触。当发电机工作时，两电刷与直流电源连通，可为磁场绕组提供定向电流并产生轴向磁通，使两块爪极被分别磁化为N极和S极，从而形成犬牙交错的磁极对并沿圆周方向均匀分布。磁极对数为4～7对。爪极凸缘的外形像鸟嘴，这种形状

可以使定子感应的交流电动势近似于正弦波形。转子每转一周，定子的每相电路上就能产生周波个数等于磁极对数的交流电动势。

2、 定子——产生交流电动势的部件，又叫电枢

组成：定子铁芯和定子绕组组成。

定子铁芯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，三相绕组连接方法大多数为Y 形(星形)，也有用△形连接的。

为使三相绕组中产生大小相等、相位差120°(电角度)的对称电动势，三相绕组的绕法应遵循以下原则：

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。 以JF11型发电机为例，磁极对数为6对，定子总槽数为36，每相绕组占有的槽数为36/3＝12，并且采用单层集中绕法，即每个槽内放置一个有效边(1个线圈2个有效边，分别放在2个定子槽内)。因此，每相绕组都由6个线圈串联而成，每个线圈有13匝，则每相绕组共有6×13＝78匝。

每个线圈的两个有效边之间所间隔的定子槽数叫做线圈节距，相邻两异性磁极中心线之间的槽数称为极距。即

)(312

362槽磁极对数定子铁芯总槽数线圈节距==⨯= 2) 绕组起端A 、B 、C(或末端X 、Y 、Z)在定子槽内的排列，相隔120°。 转子旋转时，磁极的磁场不断和定子中的导体作相对运动，在定子绕组中产生交流电动势。每转过一对磁极，定子导体中的感应电动势就变化一个周期，即360°电角度。每个磁极在定子圆周上占有槽数为36/12＝3槽，即180°角度，所以2个相邻的槽的中分线之间为180°/3＝60°角度。为了使三相绕组各个起端之间相隔120°角度，即线圈的节距为3，各起端之间的距离则应为2＋3n 个槽(n ＝0，1，2，3，…)，即2，5，8，11，…个槽均可。图2.24为三相绕组展开图。A 、B 、C 三个首端依次放入1、9、17三个槽中，而末端X 、Y 、Z 则相应地放入34、6、14三个槽内，这时三相绕组之间的电位差仍为120°电角度。

3. 整流器——大多由6个硅二极管组成。

负极管：外壳为正极、中心引线为负极的二极管，管壳底上注有黑色标记；

正极管：壳体为负极，中心引线为正极的二极管，管壳底上有红色标记。

安装二极管的散热板称为整流板，用合金制成以利散热。安装正极管的整流板(装在外侧)称为正整流板，安装负极管的整流板(装在内侧)称为负整流板。两块板绝缘安装在一起，并与后端盖绝缘安装。

正整流板连接至后端盖作为电源输出端，并标记为“B”(“＋”、“A”或“电枢”)。

4、端盖与电刷

端盖包括驱动端盖、整流端盖、轴承、轴承盖组成。端盖由铝合金制成，铝合金为非导磁材料，可减少漏磁并具有轻便、散热性能良好等优点。

后端盖装有电刷架，电刷分别装在电刷架的孔内，借弹簧压力与滑环保持接触。电刷的高度低于7 mm时应更换。

电刷引线：

1）内搭铁：磁场绕组直接通过外壳搭铁，一根引线接至后端盖上的磁场接线柱“F”(或“磁场”)，另一根则直接与外壳上的搭铁接线柱“－”(或“搭铁”)连接。

2）外搭铁：磁场绕组必须通过电压调节器后(发电机外部)再搭铁，故电刷引线必须分别与发电机后端盖“F＋”(或“F1”)和“F－”(或“F2”)接线柱相连。

发电机前端装有带轮，由发动机带轮驱动。在带轮后面装有风扇，靠风扇的离心作用给发电机强制通风。

前后端盖用3～4个螺栓与定子紧固在一起。