汽车电器设备与维修 第2版

图3-4 转子磁场的磁力线分布与磁场电路原理 ａ） 磁场的磁力线分布 ｂ） 磁场电路原理 1、5-电刷 2、4-滑环 3-励磁绕组 6-点火开关 7-蓄电池
2．定子
定子又叫电枢，是用来产生交流电动势的，由铁芯和三 相绕组组成。
图3-5 定子及定子绕组的连接 a）星形连接 b）三角连接槽
三相绕组在定子槽中的绕法必须满足:
图3-11 交流发电机的工作原理
2．整流原理
图3-12 三相桥式整流器流电路中的电压、电流波形 a）整流原理 b）三相交流电动势 c）整流后发电动机输出的平稳脉冲电压
中性点接线柱
图 3-13 带有中心抽头的交流发电动机
中性点二极管 （称为功率二极管）
图3-14 具有中性点二极管的整流电路 a）电压波形 b）原理图
2．晶体管调节器
图3-16 晶体管调节器的基本电路
3．集成电路调节器
图3-17 集成电路调节器的基本电路 a)发电动机电压检测法 b）蓄电池电压检测法 1、6-发电动机2、5-集成电路调节器3、4-充电指示灯
四、交流发电动机的工作特性
1．输出特性 输出特性是指在发电动机端电压U不变其输出电 流与转速之间的关系统。
图3-37 检查发电机驱动端端盖轴承
任务2 充电系统故障诊断与排除
【任务实施步骤】 1．确认故障现象
起动发动机后，观察仪表，充电指示灯亮。 此时，测量蓄电池的端电压，电压小于12.6V。 结论：发电机不发电，充电系统有故障。 关闭发动机，准备进行故障诊断。
2．确认故障部位 要确认故障的原因是否是发电机本身。 1）先进行外观检查，检查发电机传动带、传动带轮是否正 常。 2）丰田卡罗拉车充电系统电路图，如图3-38所示，断开发 电机线束连接器B(4个针脚)。 3）如图3-39所示，测量发电机线束连接器B中的2号端子(绿 色线)对搭铁端电压，测量方法及实测结果见表3-5所示。 如果电压为蓄电池电压，说明发电机有故障，需要拆下发 电机进行检查。
2．夏利轿车所用的交流发电动机
图3-22 夏利轿车发电机集成电路调节器电路图
工作原理如下： （1）接通点火开关S，蓄电池电压经接线柱“IG”到集成电路调节器，使 晶体管VT1、VT2中均有基极电流流过，于是VT1、VT2同时导通， 励磁电路为（他励）： 蓄电池正极→发电动机接线柱B→励磁绕组→VT­1→搭铁。 VT2导通时，充电指示灯亮，表示发电动机不发电。充电指示灯电路为： 蓄电池正极→点火开关S→充电指示灯→V­T2→搭铁。 （2）发动机起动后，发电动机的输出电压高于蓄电池的电动势而小于调 节电压时，VT1仍导通，但发电动机由他励变为自励，并向蓄电池充 电。同时，由于P点电压输入集成电路使VT2截止，故充电指示灯自 动熄灭，表示发电动机正常工作。 （3）当发电动机的输出电压达到调节电压时，集成电路由IG点检测到该 电压时，VT1由导通变截止，励磁电流迅速减小，发电动机的输出电 压随之下降：当输出电压低于调整值时，集成电路又使VT1导通，励 磁绕组中又有电流通过，发电动机的输出电压又重新上升，如此反复， 发电动机的输出电压将被控制在调节电压范围内。
3）检查发电机转子轴承表面是否变得粗糙或磨损。如有必 要，更换发电机转子总成
图3-35 检查发电机转子轴承
4) 测量转子滑环直径。如果直径小于最小值，更换发电机转 子总成
图3-36 测量转子滑环直径
5）检查发电机驱动端端盖轴承，检查轴承表面是否变得粗 糙或磨损，如有必要，更换发电机驱动端端盖轴承
5．传动带轮及风扇
图3-10 交流发电机的通风 a）单风扇式 b）双风扇式 1、4-皮带轮 2、5、7-风扇 3、6-转子
二、交流发电动机的工作原理
交流发电动机产生交流电的基本原理是电磁感应原理，具体地说交流发电动机是利用产生 磁场的转子旋转，使穿过定子绕组的磁通量发生变化，在定子绕组内产生交流电动势
图3-38
丰田卡罗拉车充电系统电路图
图3-39 丰田卡罗拉发电机线束连接器B的端子代号
图3-18 交流发电动机的输出特性曲线
2．空载特性
空载特性是研究发电动机在空载运行时，其端电压随 转速变化的关系统，即I=0时，U=ƒ（n）的曲线。
图3-19 交流发电动机的空载特性曲线
3． 外特性
外特性是研究当发电动机转速一定时，其端电压与输出电流 的关系统，即n=常数时，U=ƒ（I）的曲线
图3-20 交流发电动机的外特性
图3-3电机转子总成
1) 检查发电机转子励磁绕组是否断路，如果测量结果不符合规定， 则更换发电机转子总成。
图3-33检查发电机转子励磁绕组是否断路
2）检查转子励磁绕组是否对搭铁短路，如果测量结果不符 合规定，则更换发电机转子总成
图3-34检查发电机转子励磁绕组是否对搭铁短路
项目3 发电机的检测与维修
知识目标 1）掌握交流发电机的构造及工作原理。 2）了解调节器的作用和原理。
技能目标 1）能正确拆装、检测发电机。 2）能正确诊断充电系统常见故障并排除故障。
汽车电器设备与维修 第2版
书名：汽车电器设备与 维修 第2版 书号：978-7-11148363-2 作者：毛峰 主编 出版社：机械工业出版 社
3．励磁方法
交流发电动机的励磁方法是：先他励、后自励
图3－１5交流发电动机的励磁电路
三、交流发电动机的调节器
1．电压调节器的工作原理 交流发电动机每项绕组电动势有效值可写成： Eφ=CnФ
当交流发电动机的转速升高时，调节器通过减小 发电动机的励磁电流来减小磁通Ф，使发电动机 的输出电压保持不变。
1）每项绕组线圈的个数、每个线圈的匝数、每个线圈的大 小都必须相等，这样可保证每项绕组所产生的电动势大小 相等。 ２）三相绕组的首端在定子槽内的排列必须间隔120º 电角度。
图3-6 JF132型交流发电动机定子绕组的展开图
3． 整流器
交流发电机的整流器，是由六只硅整流二极管组成的三相桥 式整流电路。
任务一 发电机的拆装与检修
一、交流发电机的构造
图3-1 交流发电机的安装位置 1-V型传动带 3-调整臂 3-发电动机 4-仪表盘 5-点火开关 6-调节器 7-蓄电池 8-支架
图3-2 丰田卡罗拉轿车发电机的解体图
1．转子
由两块爪极、励磁绕组、轴和滑环等组成
图3-3 交流发电机的转子 1-滑环 3-轴 3-爪极 4-磁轭 5-励磁绕组
【任务实施步骤】
1．发电机拆解作业 (1)拆卸发电机离合器传动带轮 1) 用螺钉旋具拆下发电机传动带轮盖
图3-23 拆下发电机传动带轮盖
2) 使用专用工具 SST (A) 和 (B)及台钳，从转子轴上将传动 带轮拆下
图3-24 拆下传动带轮
（2）拆卸发电机后端盖
图3-25 拆下发电机后端盖
（3）拆卸发电机端子绝缘垫
五、 汽车交流发电动机实例
1．桑塔纳轿车所用的交流发电动机
图3-21 桑塔纳轿车发电动机电路图 1-激磁绕组 2-电压调节器3-激磁二极管 4-充电指示灯 5-防干扰电容器
其工作原理如下： 1）接通点火开关S，蓄电池向发电动机提供励磁电流（他 励），励磁电路如下： 蓄电池正极→点火开关S→充电指示灯→二极管VD→发电动 机磁场接线柱D+→励磁绕组→调节器→搭铁，此时，充 电指示灯亮。 2）发动机起动后，发电动机的输出电压高于蓄电池的电动 势，由于D+与B+电位相等，充电指示灯熄灭，励磁电流 由他励变为自励，励磁电路如下： 励磁二极管→励磁绕组→调节器→搭铁。 3）当发电动机的输出电压达到调整值时，调节器中起开 关作用的晶体管截止，励磁电流迅速下降，发电动机的输 出电压也迅速下降。当发电动机的输出电压小于调整值时， 起开关作用的晶体管立刻导通，发电动机的输出电压随之 升高，就这样，循环反复，使发电动机的输出电压稳在调 整值范围内。
图3-30 拆卸发电机驱动端端盖轴承
2．发电机主要部件的检测
（1）检查发电机离合器传动带轮
固定传动带轮中心，确认外锁环只能逆时针转动而不能顺时针转动。 如果结果不符合规定，更换离合器传动带轮
图3-31 检查发电机离合器传动带轮
（2） 检查发电机电刷架总成
利用游标卡尺测量电刷的外露长度，测量标准及实测结果见表3-1所示。 如果外露长度小于最小值，更换电刷架总成
图3-7 硅整流二极管的安装 1-火线接线柱 3-元件板 3-正极管子 4-负极管子 5-后端盖
4． 前、后端盖
前后端盖是由非导磁材料铝合金制成的，漏磁少，并具有轻 便、散热性能好等优点。在后端盖上装有电刷与调节器总 成
图3-8 炭刷架的结构 a）外装式 b）内装式
图示3-9 交流发电机的搭铁方式 a）内搭铁式 b）外搭铁式
图3-26 拆下端子绝缘垫
（4）拆卸发电机电刷架总成
图3-27 拆下电刷架
（5） 拆卸发电机线圈总成
拆下 4 个螺栓，然后用专用工具拆下发电机定子绕组。
图3-28 拆下发电动机定子绕组
（6）拆卸发电机转子总成 先拆下发电机轴承垫圈。然后拆下发电机转子总成。
图3-29
拆下发电机转子总成
（7）拆卸发电机驱动端端盖轴承 先从驱动端端盖上拆下 4 个螺钉和挡片，然后用 专用工具和锤子，从驱动端端盖中敲出驱动端端 盖轴承