汽车发电机的工作原理

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。(见图
2-1)wk.baidu.com
一、发电机的功用
二、发电机的分类
汽车用发电机可分为直流发电机和交流 发电机，由于交流发电机在许多方面优 于直流发电机，直流发电机已被淘汰， 目前所有汽车均采用交流发电机，交流 发电机按照不同的分类方法分为以下几 类：
1. 产品代号
产品代号用中文字母表示，例： JF——普通交流发电机 JFZ——整体式（调节器内置）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
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
第二节 交流发电机工作原理
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)
发电机插图
2.按整流器结构分四类
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、
学习方法
本章介绍了汽车用交流发电机及调节器 结构、工作原理、充电系电路及检测维 修方法，通过对学习内容的阅读有了感 性认识后，再通过自学参考资料加深对 学习内容的理解，然后进入实践课堂观 看（或去到实验室）亲手对实物的拆装、 检测、试验操作技能的训练，以便进一 步掌握其结构、工作原理和检测维修方 法。
集电环由两个彼此绝缘 的铜环组成，集电环压 装在转子轴上并与轴绝 缘，两个集电环分别与 磁场绕组的两端相连。
中性点电压
中性点作用
带有中性点接线柱的发 电机可用中性点电压来 控制各种用途的继电器。
有的发电机没有中性点 接线柱，但是也把中性 点电压充分的利用了 （如夏利、桑塔纳发电 机），这些发电机在中 性点处接上两只整流二 极管，和三相绕组的六 只整流二极管一道输出， 可提高发电机功率。
第三节 交流发电机的结构
交流发电机一般由转子、定子、整流器、 端盖四部分组成。
JF132型交流发电机组件图见图
交流发电机的结构
交流发电机的结构
交流发电机的电路
一、转子
转子的功用是产生旋转磁场。 转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、
转子轴组成，见图。
转子结构图
转子
转子轴上压装着两块爪 极，两块爪极各有六个 鸟嘴形磁极,爪极空腔内 装有磁场绕组 (转子线圈) 和磁轭。
1.按结总体结构分五类
普通交流发电机(使用时需要配装电压调节器 的发电机) 例JF132 （EQ140用）
整体式交流发电机(发电机和调节器制成一个 整体的发电机) 例别克轿车的发动机上装配的 是CS型发电机
带泵交流发电机(和汽车制动系统用真空助力 泵安装在一起的发电机) 例JFZB292发电机。
交流电动势波形
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。
定子三相绕组的接法
定子三相绕组的接法 有两种
星形接法 三角形接法
二、 整流原理
交流发电机定子的三相 绕组中，感应产生的是 交流电
是靠六只二极管组成的 三相桥式整流电路变为 直流电的。
发电机输出的直流电压平均值为： U=1.35UL=2.34UΦ
3．中性点电压
有的发电机具有中性点 接线柱，如图2-4，是从 三相绕组的中性点引出 来的，标记为“N”。 输出电压为UN，称为中 性点电压
图2-4带中心抽头的交流 发电机
中性点电压的瞬时值是 一个三次谐波电压，中 性点电压的平均值为发 电机输出电压（平均值） 的一半
定子3相绕组感生电动势的大小为：
其中：E m -每相电动势的最大值
ω-电角速度
f-交流电动势的频率（为转速的函数）
p-磁极对数
n-发电机转速（r/min）
Eφ-每相电动势的有效值
定子每相电动势的有效值
K-绕组系数(和发电机定子绕组的绕线方法有关 ) N-每项匝数（匝） φ-每极磁通（Wb） Ce-电机结构常数
第二章 交流发电机及调节器
概述 交流发电机的工作原理 交流发电机的结构 交流发电机的工作特性 交流发电机的电压调节器 交流发电机与调节器使用与维护
学习目标
了解交流发电机的功用、分类； 掌握发电机的结构、工作原理及检测维
修方法； 掌握汽车充电系的组成、电路及检测维
修方法； 了解调节器的工作原理； 掌握调节器的检测方法
桑塔纳汽车用）
3.按磁场绕组搭铁形式两分类
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、交流发电机的型号
根据中华人民共和国汽车行业标准 QC/T73-93《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 组成如下：
交流发电原理 整流原理
交流发电机发电原理图
一、交流发电原理
1.在发电机内部有一个由 发动机带动转子（旋转磁 场）
2.磁场外有一个定子绕组, 绕组有3组线圈(3相绕组)， 3相绕组彼此相隔120度
3.当转子旋转时，旋转的 磁场使固定的电枢绕组切 割磁力线（或者说使电枢 绕组中通过的磁通量发生 变化）而产生电动势。
对于三个正极管子（D1、D3、D5正极 和定子绕组始端相联），在某瞬时，电 压最高一相的正极管导通。
对于三个负极管子（D2、D4、D6负极 和定子绕组始端相联），在某瞬时，电 压最低一相的负极管导通。
但同时导通的管子总是两个，正、负管 子各一个。
整流过程
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。
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,二极管的导 通原则如下:
二极管的导通原则
当三只二极管负极端 相连时，正极端电位 最高者导通；
当三只二极管正极端 相连时，负极端电位 最低者导通。
2.整流过程分析
整流时二极管导通条件