汽车发电机的工作原理

• 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
20）20/7的/7 一半
中性点电压
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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。
• 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。
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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
•
• 结构参数如下： 磁极对数p 6对；定子槽 数z 36槽
• 定子绕组相数3相；每个线圈匝数N 13 匝
• 绕组联结方法 Y型联结
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发电机定子展开图
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三、整流器
• 交流发电机整流器的作 用是将定子绕组的三相 交流电变为直流电
• 6管交流发电机的整流 器是由6只硅整流二极 管组成三相全波桥式整 流电路
• 其中6只组成三相全波桥 式整流电路，还有2只是 中性点二极管，1只正极 管接在中性点和正极之 间，1只负极管接在中性 点和负极，对中性点电 压进行全波整流。
• 试验表明：加装中性点 二极管的交流发电机在 结构不变的情况下可以 提高发电机的功率10% ～15%。之间。
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中性点二极管提高发电机功率的原理
• 后端盖上装有电刷组件，有 电刷、电刷架和电刷弹簧组 成。电刷的作用是将电源通 过集电环引入磁场绕组。
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电刷架
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电刷架
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五、磁场绕组的内搭铁型和外搭铁
• 内搭铁型发电机：磁 场绕组负电刷直接搭 铁的发电机（和壳体 直接相连）。外搭铁 型发电机：磁场绕组 的两只电刷都和壳体 绝缘的发电机。
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。
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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
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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
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汽车用二极管结构
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整流管的安装
• 将正极管安装在一块铝制散热板上，称为 正整流板；
• 将负极管安装另一块铝制散热板上，称为 负整流板，也可用发电机后盖代替负整流 板。见图。
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二极管安装示意图
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整流管的安装
• 在正整流板上有一个 输出接线柱B（发电 机的输出端）。
• 交流发电机 中性点电压 为三次谐波 ，随着发电 机转速的提 高，中性点 三次谐波电 压也升高。
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中性点二极管提高发电机功率的原理
• 当中性点电压瞬时值高于 三相绕组的最高值时，中 性点正极管导通对外输出 电流；电流回路为：中性 点→中性点正极管→负载 →某一负极管→定子绕组 →中性点。
• 外搭铁型发电机的磁 场绕组负极（负电刷 ）接调节器，通过后 再搭铁。
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磁场绕组的内搭铁型和外搭铁
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六、8管交流发电机
• 8管交流发电 机（如夏利车 用）和6管交 流发电机的基 本机构是相同 的，所不同的 是整流器有8 只硅整流二极 管
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8管交流发电机
、转子轴组成，见图。
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转子结构图
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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。
• 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。
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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
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交流发电机的结构
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交流发电机的结构
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交流发电机的电路
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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
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定子绕组
• 1 .每个线圈的两个有效边之间的距离应 和一个磁极占据的空间距离相等。
• 2 .每相绕组相邻线圈始边之间的距离应 和一对磁极占据的距离相等或成倍数。
• 3. 三相绕组的始边应相互间隔2π+120o 电角度（一对磁极占有的空间为360o电 角度）
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JF13交流发电机三相绕组绕制
修方法； • 了解调节器的工作原理； • 掌握调节器的检测方法
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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。
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2.整流过程分析
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整流时二极管导通条件
• 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。
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• 定子的功用 是产生交流 电。
• 定子由定子 铁心和定子 绕组成。见 图
二、定子
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定子
• 定子铁心由内圈带槽的硅 钢片叠成，定子绕组的导 线就嵌放在铁心的槽中。
• 定子绕组有三相，三相绕 组采用星形接法或三角形 （大功率）接法，都能产 生三相交流电。
• 三相绕组的必须按一定要 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。
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9管交流发电机
• 其中6只大功率整流 二极管组成三相全波 桥式整流电路，对外 负载供电
ω-电角速度
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f-交流电动势的频率（为转速的函数）
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p-磁极对数
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n-发电机转速（r/min）
•
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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
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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
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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
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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。
• 发电机输出的直流电压平均值为： • U=1.35UL=2.34UΦ
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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
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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。
• 当中性点电压瞬时值低于 三相绕组的最低值时，中 性点负极管导通对外输出 电流；电流回路：中性点 →定子绕组→某一正极管 →负载→中性点负极管→ 中性点。
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七、9管交流发电机
• 9管交流发电机的 基本结构和6管交 流发电机相同， 所不同的是整流 器。9管交流发电 机的整流器是由6 只大功率整流二 极管和3只小功率 励磁二极管组成 的交流发电机。
• 负整流板上直接搭铁 。负整流板上一定和 壳体相联接。
• 整流板的形状各异， 有马蹄形、长方形、 半圆形等见图
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整流管的安装
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四、端盖
• 端盖一般分两部分（前端盖 和后端盖），起固定转子、 定子、整流器和电刷组件的 作用。
• 端盖一般用铝合金铸造，一 是可有效的防止漏磁，二是 铝合金散热性能好。
• 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：
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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