第一章 汽车电源系统交流发电机简介
汽车交流发电机
汽车交流发电机汽车交流发电机是汽车电气系统中一项重要的装备。
这种发电机由发电机主体、电刷、电刷座、整流器、电子调节器等部分组成，它的作用是发电、充电和维护汽车电瓶的充电状态。
下面，我们将讨论汽车交流发电机的原理、性能、维护等方面的知识。
一、汽车交流发电机的原理汽车交流发电机是通电线圈放在转子上的一种电机。
当发动机启动后，飞轮带动发电机转动，线圈与磁场交换引起电磁感应，从而形成电势差。
这个电势差在整流器的作用下，被整流成直流电，用来充电或供电。
二、汽车交流发电机的性能1. 电压稳定：汽车交流发电机要求输出电压稳定，以保证汽车电子设备的正常工作，避免由于电压不稳引起的电路问题。
2. 充电能力：汽车交流发电机需要快速地将电瓶充满，并保持充满状态。
3. 效率高：高效的发电机可以大大降低能源消耗和噪音。
4. 光洁度好：如果发电机表面被尘垢覆盖，会降低其散热效果，从而影响发电机的性能。
三、汽车交流发电机的维护1. 检查绕组：交流发电机内部的绕组应该经常检查，确保其正常工作，排除可能存在的性能隐患。
2. 清洗电刷和电刷座：电刷和电刷座会因油脂或尘埃而变得不良，所以应该经常清洗。
3. 调整电压：如果你的车电池充电量太低或过高，你需要调整发电机电压，使其达到适合的充电水平。
四、结语汽车交流发电机是一项重要和复杂的装备，对于保持汽车电子设备的正常工作、充电和维护极其重要。
准确的维护和调整可以大大延长电机的寿命和减少功能障碍。
在汽车电器维修方面，如果是非专业的维修或更换可能会导致汽车出现更严重的性能问题。
因此，建议您在必要时寻求专业汽车电器维护人员的帮助，以确保汽车的安全和可靠性。
(完整版)《汽车电气设备构造与维修》知识点
第一章电源系统教学目的：使学生了解和掌握铅蓄电池、交流发电机及其调节器的作用、结构、工作原理与特性、使用与维护、常见故障的排除等内容，对汽车电源系统有初步的认识。
教学重点：普通铅蓄电池、交流发电机及其调节器的结构、原理、特性。
教学难点：电源系统常见故障的诊断与排除方法。
§1-1 概述一、电源系统的作用：提供低压直流电能。
二、组成：P5 图1-1交流发电机、调节器、蓄电池、电流表（或其它充电指示装置）、钥匙开关等。
三、充电状态指示装置：电流表或指示灯§1-2 蓄电池一、蓄电池的作用、要求与分类：1.蓄电池的作用：P6图1-2 蓄电池与发电机并联P5 （1）～（4）2.对蓄电池的要求：容量大、内阻小3.分类：铅酸蓄电池：普通型、荷电型（干式、湿式）、免维护型、胶体型碱性蓄电池★汽车上广泛采用铅酸蓄电池。
二、蓄电池的构造与型号：1．普通型蓄电池的构造：P7图1-3 包括：外壳、极板组、隔板、电解液、联条、加液孔盖、接线柱等。
极板上有活性物质：正极板：二氧化铅PbO2负极板：铅Pb（1）单格电池中，正极板比负极板少一片（如EQ1090汽车，7正8负）（2）利用极板组增大蓄电池容量2．干荷电式蓄电池：P10 图1-123．免维护蓄电池：P11图1-134．胶体型免维护蓄电池：P12图1-145．铅蓄电池的型号：（JB2599-85）铅蓄电池的型号由三部分组成：单格电池数、蓄电池类型和特征、额定容量额定容量（A·h）特征代号类型（用途）单格电池数例：EQ1090E汽车使用6—Q—105D表示：6个单格（12V）、起动用、额定容量为105 A·h、低温起动性能好CA1091汽车使用6—QA—100S表示：6个单格（12V）、起动用、干荷电式、额定容量为1050A·h、塑料整体式外壳三、蓄电池的工作原理与特性：1．基本工作原理：铅蓄电池：化学能（1）电势的建立：正极板上的活性物质少量溶解产生Pb+4，具有约2.0V正电位负极板上的活性物质少量溶解产生Pb+2，具有约0.1V负电位即单格蓄电池电压（静止电动势）约为：E=2.0V－（-0.1V）=2.1V（2）铅蓄电池充、放电过程的总反应化学方程式为：PbO2 + Pb + 2H2 SO4 2 PbSO4 + 2H2 O2．工作特性：（1）静止电动势E：蓄电池在静止状态（不充电也不放电）时，正、负极板间的电位差（即开路电压）（2）内阻：（3）蓄电池的放电特性：蓄电池的端电压与电解液相对密度的关系。
汽车发电机常识知识点总结
汽车发电机常识知识点总结汽车发电机常识知识点总结第一章：汽车发电机的基本概念与结构1.1 汽车发电机的作用汽车发电机是汽车电气系统的重要组成部分，主要负责为汽车供电，为电池充电，并满足汽车的各项电气设备的供电需求。
1.2 汽车发电机的结构与工作原理汽车发电机由转子、定子、整流器、调压器等部分组成。
其工作原理是利用磁感应定律和电磁感应定律，通过转子和定子之间的相对运动，产生交变电动势，经整流器转换为直流电并通过调压器稳定输出。
第二章：汽车发电机的性能参数与检测2.1 发电机的额定功率与转速发电机的额定功率是指在额定转速下，发电机能够持续输出的功率。
额定转速是发电机在设计工况下的转速。
2.2 发电机的空载电压与负载特性发电机的空载电压是指发电机在无负载情况下的输出电压。
负载特性是指发电机在不同负载下，输出电压与负载电流之间的关系。
2.3 发电机的电气效率与热平衡发电机的电气效率是指其输出电功率与输入电能之间的比值。
热平衡是指发电机在工作过程中，通过冷却系统将产生的热量有效散发，保持发电机温度正常。
2.4 发电机的故障检测与诊断发电机常见的故障包括励磁系统故障、整流器故障、定子绕组故障等。
通过检测发电机的输出电压、电流、温度等参数，并结合故障现象进行分析，可以进行故障诊断。
第三章：汽车发电机的维修与故障排除3.1 发电机的常见故障与排除方法发电机常见的故障包括转子短路、定子绕组断线、整流器失效等。
通过检查与测试故障电路、部件和绘制故障电压、电流波形图等方法，可以找出故障原因，并采取相应的维修措施。
3.2 发电机的维修与保养发电机的维修与保养包括清洗发电机外壳与散热器、检查电气系统接线是否松动、更换磨损严重的零部件等。
定期进行发电机的维护保养，可以延长其使用寿命。
3.3 发电机的拆装与调试发电机的拆装与调试需要注意遵循相应的操作规程，并注意保护发电机的零部件和表面涂层，以防止损坏。
第四章：汽车发电机的应用与发展趋势4.1 汽车发电机的应用广泛性汽车发电机被广泛应用于汽车、船舶、工程机械等领域，为各种类型的车辆和设备提供电力支持。
汽车用交流发电机基础知识
八管 十一管
第一部分 概述
三、交流发电机的型号
根据汽车行业标准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：
调整臂位置
产品代号 电压等级代号 电流等级代号 设计序号 变型代号
例如:B11发电机型号JFZ1915——整体式交流发电机、电压等级12V、 输出电流90A、第15次设计
第三部分 电路原理
一、基本原理
通电线圈绕在旋转铁心上产生旋转磁场； 定子三相绕组切割磁场产生三相交流电； 整流器将三相交流电转变为直流电。
第三部分 电路原理
第三部分 电路原理
1、励磁
励磁：将电源引入到磁场绕组使之产生磁场 永磁式交流发电机不需要励磁
励磁方式：自励和他励两种。 他励：在发动机起动期间，需要蓄电池供给发 电机磁场电流生磁使发电机发电，即预励磁。
充电指示灯并不说明蓄电池是否在充电，也不说明在什么转速下开始充电。 在大负载时，会有充电指示灯不亮，蓄电池不是充电而是在放电的情况。
第三部分 电路原理
3、中性点电压
（1）概念： 定子绕组为星形连接时，三相绕组的公
共结点称为中性点。从中性点引一根导线到 发电机外，标记为“N”。中性点对发电机外 壳（搭铁）之间的电压Un称为中性点电压， 中性点电压为发电机输出电压的一半。
由于体积和特性的关系，这种调节器 只适合装在车体上。
触点式电压调节器
第四部分 电压调节器及其原理
电子电压调节器 调压原理
利用三极管的开关特性，将大功率三极管 作为一只开关串联在发电机的励磁电路中，根 据发电机输出电压的高低，通过控制三极管导 通与截止调节发电机的励磁电流。 优点
精度高、电压稳定、结构紧凑、无触点、寿 命长等优点，适于直接装在交流发电机内部。
发电机讲义2解读
第1章 汽车电源——交流发电机
（2）整流原理 利用硅二极管具有的 单向导电性。
整流电路 整流过程
第1章 汽车电源——交流发电机
（3）中性点电压 中性点电压通常是指三相 绕组的中心抽头“N”对外壳 （即搭铁）的电位之差，一 般用来控制各种继电器和充 电指示灯等。即UN=1/2U。 实际上发电机工作时，中 性点电压除了直流成分外， 还含有交流成分，当发电机 高速运转时，可有效利用中 性点电压来增加发电机地输 出功率。
• （二）电子电压调节器工作原理 • 电子电压调节器利用三极管的开关特性，将大功率三极管作为一只开 关串联在发电机的励磁电路中，根据发电机输出电压的高低，控制三 极管导通与截止来调节发电机的励磁电流，使发电机输出电压稳定在 一定范围内。发电机电子电压调节器工作过程如下： • 1．接通点火开关SW ，发电机电压U低于蓄电池电压时，蓄电池电压 经过点火开关SW加在分压电阻R1 、R2两端。由于发电机电压低于 调节电压上限值，稳压管VS处于截止状态，VT1基极无电流流过，也 处于截止状态。此时，蓄电池经点火开关、电阻向三极管VT2提供基 极电流，VT2导通并接通励磁电流，其电路为： • 蓄电池正极→电流表→点火开关→熔断器→发电机端子→发电机磁场 绕组→发电机磁场端子→调节器磁场端子→三极管→调节器搭铁端子 →发电机搭铁端子→发电机负极管→蓄电池负极 • 此时，随着发电机转动，其电压也将随之上升。
• 2．当发电机电压上升到高于蓄电池电压但还低于 调节电压上限U2时，发电机处于自励状态。（励 磁电流由发电机自己提供） • 当发电机电压高于蓄电池电压但还低于调节电压 上限时U2时，VS与VT1仍截止，VT2保持导通。 此时励磁电路为： • 发电机定子绕组→正极管→发电机输出端子 “B”→点火开关SW →熔断器 F3→ 发电机端子 “F1”→ 发电机励磁绕组 RF→发电机端子“F2” →调节器磁场端子“F”→ 三极管VT2 → 调节器搭 铁端子“E”→ 发电机搭铁端子“E”→ 发电机负极 管 →发电机定子绕组
汽车交流发电机
N。三角形接法是将相邻绕组的首段与尾端相连
。星形接法多用在需要发动机低速时提供较高电
压的场合，而三角形接法的交流发电机可以输出
较高的电流强度。
交流发电机的构造
3．电刷与电刷架（图1-22）
电刷的作用是将电源通过滑环引入磁场绕组，由石墨 制成。电刷架内装电刷和弹簧，利用弹簧的弹力与滑环紧 密接触，多采用酚醛玻璃纤维塑料模压而成或用玻璃纤维 增强尼龙制成。
永磁交流发电机：转子磁极用永磁铁制成的发电机。
交流发电机的作用，分类
2．按整流器结构分
六管发电机：整流器由6只二极管组成； 八管发电机：整流器由6只二极管和2只中性点二极管组成; 九管发电机：整流器由6只二极管和3只磁场二极管组成；
十一管交流发电机：整流器由6只二极管、2只中性点二极
图1-27 交流发电机的工作原理
电机的工作原理，如图1-27所示。
交流发电机工作原理
2．整流原理
交流发电机是利用二 极管的单向导电性把交流 电转变为直流电的。普通 交流发电机是用六只二极 管组成的三相桥式整流电 路，把定子绕组中感应出 来的交流电转变为直流电 的。
图1-28 三相桥式整流电路
交流发电机工作原理
图1-20 定子
交流发电机的构造
定子铁心由内圈带槽的硅钢片叠成，定子绕组的导线 就嵌放在定子铁心的槽中。定子绕组有三相，三相绕组连 接方式有星形接法（Y形）和三角形接法，都能产生三相 交流电，如图1-21所示。
星形接法（Y形） 三角形接法 图1-21 定子绕组连接方式
交流发电机的构造
星形接法是将三相绕组的末端连接在一起，
≥60～69
≥70～79
汽车交流发电机的功用、结构、原理及分类等详解
N -每相绕组的匝数（单位：匝）
f -频率（单位：Hz）f pn / 60
-每极磁通（单位：Wb）
Ce
-电机结构常数（ Ce -称为相电动势。
4.44KNp / 60
）
E
由此可见，当交流发电机结构一定时（结构 相电动势 E 和发电机转速、磁通成正比。
常数
C
不
e
变）
，
2.3.3.2 发电机整流原理
两种。引出电极为正极的称为正极 管，3只正极管安装在正极板上； 引出电极为负极的称为负极管，3
只负极管安装在负极板上。
交流发电机整流二极管安装示意图 a）焊接式 b）电路图 c) 压装式
1－正整流板 2－负整流板
2.3.2 交流发电机的结构
汽车用硅整流二极管有如 下特点：
(1)允许的工作电流大，
(2)承受反向电压的能力高，
1) 整流原理: (1)二极管的导通原则
当3只正二极管负极端连接在一起 时，正极端电位最高者导通；
当3只负二极管正极端连接在一起 时，负极端电位最低者导通。
整流二极管导通分析
2.3.3.2 发电机整流原理
交流发电机定子的三相绕 组中，感应产生的是交流电， 要通过6只二极管组成的三 相桥式整流电路整流为直流 电的，整流上，爪极空腔内装有铁心和磁场绕组。
滑环由两个彼此绝缘的铜环组成， 磁场绕组的两端焊接在两个滑环上， 滑环分别与发电机后端盖上的两个电 刷相接触。
交流发电机的转子总成
当转子转动时，就形成了旋转的磁
场。
交流发电机转子分解图
1－滑环 2－转子轴 3－爪极 4－铁心 5－磁场绕组
2.3.2 交流发电机的结构
(2) 定子
定子是电枢部分，功用是产 生交流电。
交流发电机
汽车交流发电机，发电机是汽车的主要电源，由发动机驱动，它在正常工作时，对除起动机以外的所有用电设备供电，若还有过余能量，再向蓄电池充电。
汽车交流发电机交流发电机的结构、工作原理及工作特性一、交流发电机的结构转子（1）功能：产生正弦磁场。
（2）组成：铁芯、励磁绕组、转子轴、爪极、滑环（也称为集电环）。
（3）爪极的形状（鸟嘴形）：使磁场按正弦规律分布。
（4）滑环：滑环相互之间、滑环与轴之间都保持绝缘。
定子定子（1）功能：产生三相对称电动势。
（2）组成：铁芯、三相对称绕组（大多采用星形接法）。
3、皮带轮4、风扇5、前后端盖6、电刷与电刷架（1）绝缘电刷：其引线为发电机的磁场接线柱，标以“F”（内搭铁）；或“F1”（外搭铁）。
（2）搭铁电刷：其引线为发电机的搭铁接线柱，标以“－”或“E”（内搭铁）；或“F2”（外搭铁）。
（3）搭铁形式a、内搭铁：励磁绕组直接搭铁。
b、外搭铁：励磁绕组经过调节器后再搭铁。
整流桥整流器（1）功能：将定子绕组产生的三相交流电变换为直流电。
（2）组成：六只硅二极管、两个元件板。
（3）特点a、三只正二极管（红色）安装在元件板上，其元件板构成发电机的输出极（正极），即发电机的火线接线柱，标以“B”、“＋”或“A”。
b、三只负二极管（黑色）安装在元件板上，其元件板构成发电机的负极，即发电机的搭铁接线柱，标以“－”或“E”。
（4）八管整流器：所加两管在发电机高速时，可提高发电机的输出功率15％左右。
（5）九管整流器：加装的三个二极管专门用来在自励时供给励磁绕组电流，这三个二极管还可以控制充电指示灯（省去充电指示灯继电器）。
[1]充电指示灯a、作用：既指示发电机及调节器的工作情况，又可以在停车后提醒驾驶员及时关闭点火开关，避免浪费蓄电池电能。
b、状态：励磁绕组他励，充电指示灯亮；励磁绕组自励，充电指示灯灭。
（6）十一管整流器1、发电原理E=Cnφ（E正比于n和φ）2、整流原理（1）任一瞬间，只有一只正二极管和一只负二极管导通，且正、负二极管不会是同一桥中的两只。
汽车交流发电机
主要功能是为汽车提供电源，包括为 蓄电池充电、为车载电器设备提供电 力以及为起动机提供启动电流等。
交流发电机的种类
根据相数分类
可分为单相交流发电机和三相交流发电机。单相交流发电机 主要用于小型汽车，而三相交流发电机则广泛应用于大型汽 车和重型汽车。
根据整流器类型分类
可分为不可控整流器交流发电机和可控整流器交流发电机。 不可控整流器交流发电机主要用于小型汽车，而可控整流器 交流发电机则广泛应用于大型汽车和重型汽车。
保持发电机表面清洁，防止灰尘和污垢影响 散热效果。
定期更换润滑油
按照制造商推荐的润滑油类型和更换周期进 行更换，确保发电机正常运行。
常见故障与排除方法
发电机不发电
检查发电机皮带、线路和整流器是否正常，如有需要，更换损坏部件。
发电机噪音过大
检查轴承是否磨损严重，如磨损严重，更换轴承；检查螺丝是否松动， 如松动，拧紧螺丝。
发电机过热
检查冷却液是否充足，如不足，添加冷却液；检查风扇是否正常工作， 如不正常，更换风扇。
发电机充电异常
检查蓄电池是否老化或损坏，如老化或损坏，更换蓄电池；检查发电 机输出电压是否正常，如不正常Biblioteka 检查发电机调节器。使用注意事项
01 避免在发动机高温时检查发电机：以免烫 伤。
02 避免在潮湿环境下使用发电机：以免发生 漏电危险。
定子
定子是交流发电机的重要组成部件，其主要作用是产生 磁场。
定子的三相绕组通过星形连接或三角形连接方式，将外 部的三相电源引入发电机内部。
它由定子铁芯和绕组组成，绕组是铜制的线圈，通常绕 制成三相。
定子的铁芯通常采用硅钢片叠压而成，以提高磁导率和 减小铁损。
转子
汽车电气设备课件：交流发电机
5）永磁交流發電機
永磁交流發電機（permanent-magnet alternator）是 轉子磁極採用永磁材料的交流發電機。
圖3-6 YJFW168永磁交流發電機
圖3-7 添錦牌汽車永磁發電機
2.按磁場繞組搭鐵方式分
1）內搭鐵式交流發電機
內搭鐵（internal earth）式交流發電機磁場繞組的一 端與發電機殼相連接，如東風EQ1090車用的JF132型交流 發電機。
三只正極二極體的外殼壓裝或者焊接在鋁合金散熱板的 三個孔中，共同組成發電機的正極。由固定散熱板的螺栓通 至外殼外（元件板與外殼絕緣），作為交流發電機的輸出接 線柱“B”接線柱（也有標“＋”或“電樞”字樣的）。
負極二極體的中心引線為負極，外殼為正極，管殼底部 一般有黑字標記。三只負極二極體的外殼壓裝或焊接在另一 散熱板上（此板與後端蓋相接），或者直接壓裝在後端蓋的 三個孔中，和發電機的外殼共同組成發電機的負極。
20—安裝臂鋼套；21—後端蓋； 22—後端蓋軸承油封及護圈；23—散熱板固定螺栓
1.轉子總成
轉子總成（rotor assembly）是交流發電機的磁場部分， 作用是產生磁場。 轉子總成主要由兩塊低碳 鋼爪形磁極、磁軛、磁場 繞組、轉子軸和滑環等組 成。
圖3-12 交流發電機轉子總成 1—滑環；2—轉子軸；3—磁爪；4—磁軛；5—磁場繞組
汽車電氣設備
交流發電機
汽車用發電機有直流發電機（DC generator）和交流發 電機（AC generator）兩大類，目前大多採用交流發電機。
交流發電機主要由三相同步交流發電機和二極體整流器 組成，一般稱為矽整流交流發電機，亦簡稱交流發電機。
汽车交流发电机原理(一)
汽车交流发电机原理(一)汽车交流发电机：从基础原理到高级技术1. 介绍•汽车交流发电机是现代汽车电子系统中的重要组成部分，它负责向整车提供电能，同时充电蓄电池。
•本文将从基础原理到高级技术，逐步深入解释汽车交流发电机的工作原理和相关技术。
2. 汽车发电机的基本原理•汽车发电机是通过内部燃烧机的动力，驱动转子产生磁场，与定子上的线圈发生磁感应效应，从而产生交流电。
•整个发电机由转子、定子、整流器和电压调节器等部分组成。
转子•转子是发电机的旋转部分，一般由永磁体制成。
•当转子被引入汽车发动机的动力时，它开始旋转并产生磁场。
定子•定子是发电机中的固定部分，由线圈和磁铁组成。
•当转子旋转时，它产生的磁场与定子上的线圈交互作用，引起电流的产生。
整流器•整流器用于将发电机产生的交流电转换为直流电，以便充电蓄电池和供应整车电器设备使用。
•它通常由一系列的二极管组成，将交流电的正负半周期转换为直流电。
电压调节器•电压调节器用于控制发电机输出的电压，以便满足整车电器设备的需求。
•根据整车电器负载的变化，电压调节器能够自动调整发电机的输出电压，保持稳定的电压供应。
3. 汽车发电机的高级技术•随着汽车电子系统的不断发展，汽车发电机的技术也在不断进步。
以下是一些高级技术的简单介绍。
变频发电机•变频发电机能够根据整车电器设备的需求，调整发电机的输出频率。
•它能够提供更高的输出频率，从而减少电器设备的尺寸和重量。
高效率发电机•高效率发电机采用先进的材料和设计，提高能量转换的效率。
•这有助于减少发电机自身的能量损失，并且在车辆工作时减少燃油消耗。
停-启技术•停-启技术是一种在车辆停车时暂时关闭发动机的技术，以节约能源。
•在发动机关闭时，汽车发电机仍然需要维持电力供应，以保证车辆启动时的正常需要。
结论•汽车交流发电机是现代汽车电子系统中不可或缺的组成部分。
•本文从基础原理到高级技术，介绍了汽车发电机的工作原理和相关技术。
•随着技术的不断进步，汽车发电机将在能效和稳定性方面继续得到优化和提升。
电源系交流发电机概述讲解
目录：0前言 (1)1交流发电机概述 (2)1.1交流发电机的类型 (2)1.2交流发电机的构造 (2)1.2.1转子总成 (3)1.2.3硅整流器 (3)2交流发电机的工作原理 (5)2.1外置式交流发电机的工作原理 (5)2.2内置式交流发电机的工作原理 (5)2.2.1内置式交流发电机电气原理 (5)2.2.2工作原理 (6)3交流发电机的工作特性 (8)3.1输出特性 (8)3.2空载特性 (8)4交流发电机的故障检测 (9)4.1整机检测 (9)4.3转子的检测 (9)4.3.1 励磁绕组的检测 (9)4.3.2 转子轴和滑环的检修 (9)4.4定子的检测 (10)4.5电刷组件的检测 (10)5流发电机检测的操作 (12)5.1手动操做 (12)5.1.1开机前检查工作： (12)5.1.2开机 (12)5.1.3关机 (12)5.2自动操作 (12)5.3紧急状况关机 (12)6汽车用交流发电机空载性能 (14)6.1影响交流发电机空载性能的主要因素 (14)6.1.2充电指示灯功率的大小 (15)6.1.3其它影响因素 (16)6.2改善空载性能的方法 (16)6.3总结 (17)7 交流发电机配用的电压调节器 (19)7.1电压调节器的分类 (19)7.1.2电子调节器按所匹配的交流发电机搭铁型式可分为： (19)8电压调节器的调压原理 (21)0前言电能是现代社最主要的能源之一，发电机是将其他形式的能转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流、气流、燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。
发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。
交流发电机是汽车电源系统的重要组成部分。
它与电压调节器互相配合工作，其主要任务是对除起动机以外的所有用电设备供电，并向蓄电池充电。
发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。
第一章汽车电源系统交流发电机简介
第⼀章汽车电源系统交流发电机简介第⼀章汽车电源系统交流发电机简介1.1 汽车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，向所有⽤电设备（启动机除外）供电，同时给蓄电池充电。
汽车⽤发电机可分为直流发电机和交流发电机，由于交流发电机的性能在许多⽅⾯优于直流发电机，直流发电机已被淘汰。
⽬前汽车采⽤三相交流发电机，内部带有⼆极管整流电路，将交流电整流为直流电，所以，汽车交流发电机输出的是直流电。
交流发电机必须配装电压调节器，电压调节器对发电机的输出电压进⾏控制，使其保持基本恒定，以满⾜汽车⽤电器的需求。
1.2 汽车发电机的主要组成普通交流发电机⼀般由转⼦、定⼦、整流器、前后端盖、风扇、带轮等组成。
1.2.1 发电机转⼦转⼦的功⽤是产⽣磁场。
转⼦由⽖极、磁轭、励磁绕组、滑环、转⼦轴等组成，如图1、2所⽰。
图1交流发电机的转⼦总成图2交流发电机转⼦分解图1-滑环 2-转⼦轴 3-⽖极 4-磁轭 5-励磁绕组转⼦轴上压装着两块⽖极，⽖极被加⼯成鸟嘴形状，⽖极空腔内装有励磁绕组和磁轭。
滑环由两个彼此绝缘的铜环组成，压装在转⼦轴上并与轴绝缘，两个滑环分别与励磁绕组的两端相连。
当给两滑环通⼊直流电时，励磁绕组中就有电流通过，并产⽣轴向磁通，使⽖极⼀块被磁化为N极，另⼀块被磁化为S极，从⽽形成六对（或⼋对）相互交错的磁极。
如图2所⽰，转⼦转动时，就形成了旋转的磁场。
1.2.2 发电机定⼦定⼦的功⽤是产⽣交流电。
定⼦安装在转⼦的外⾯，和发电机的前后端盖固定在⼀起，当转⼦在其内部转动时，引起定⼦绕组中磁通的变化，定⼦绕组中就产⽣交变的感应电动势。
定⼦由定⼦铁⼼和定⼦绕组（线圈）组成，如图3所⽰。
图3 交流发电机定⼦总成及连接⽅式a)定⼦绕组星形连接 b)定⼦绕组三⾓形连接定⼦铁⼼由内圈带槽、互相绝缘的硅钢⽚叠成。
定⼦绕组有三组线圈，对称的嵌放在定⼦铁⼼的槽中。
三相绕组的连接有星形接法和三⾓形接法两种，如图3a、b所⽰，都能产⽣三相交流电。
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第一章汽车电源系统交流发电机简介
1.1 汽车发电机的功用
发电机是汽车的主要电源，其功用是在发动机正常运转时，向所有用电设备（启动机除外）供电，同时给蓄电池充电。
汽车用发电机可分为直流发电机和交流发电机，由于交流发电机的性能在许多方面优于直流发电机，直流发电机已被淘汰。
目前汽车采用三相交流发电机，内部带有二极管整流电路，将交流电整流为直流电，所以，汽车交流发电机输出的是直流电。
交流发电机必须配装电压调节器，电压调节器对发电机的输出电压进行控制，使其保持基本恒定，以满足汽车用电器的需求。
1.2 汽车发电机的主要组成
普通交流发电机一般由转子、定子、整流器、前后端盖、风扇、带轮等组成。
1.2.1 发电机转子
转子的功用是产生磁场。
转子由爪极、磁轭、励磁绕组、滑环、转子轴等组成，如图1、2所示。
图1交流发电机的转子总成
图2交流发电机转子分解图
1-滑环 2-转子轴 3-爪极 4-磁轭 5-励磁绕组
转子轴上压装着两块爪极，爪极被加工成鸟嘴形状，爪极空腔内装有励磁绕组和磁轭。
滑环由两个彼此绝缘的铜环组成，压装在转子轴上并与轴绝缘，两个滑环分别与励磁绕组的两端相连。
当给两滑环通入直流电时，励磁绕组中就有电流通过，并产生轴向磁通，使爪极一块被磁化为N极，另一块被磁化为S极，从而形成六对（或八对）相互交错的磁极。
如图2所示，转子转动时，就形成了旋转的磁场。
1.2.2 发电机定子
定子的功用是产生交流电。
定子安装在转子的外面，和发电机的前后端盖固定在一起，当转子在其内部转动时，引起定子绕组中磁通的变化，定子绕组中就产生交变的感应电动势。
定子由定子铁心和定子绕组（线圈）组成，如图3所示。
图3 交流发电机定子总成及连接方式
a)定子绕组星形连接 b)定子绕组三角形连接
定子铁心由内圈带槽、互相绝缘的硅钢片叠成。
定子绕组有三组线圈，对称的嵌放在定子铁心的槽中。
三相绕组的连接有星形接法和三角形接法两种，如图3a、b所示，都能产生三相交流电。
1.2.3 发电机整流器
整流器的功用是将定子绕组的三相交流电变为直流电。
整流器由整流板和整流二极管组成，6管交流发电机的整流器是由6只硅整
流二极管分别压装（或焊装）在相互绝缘的两块板上组成的，其中一块为正极板（带有输出端螺栓），另一块为负极板，负极板和发电机外壳直接相连（搭铁），也可以将发电机的后盖直接作为负极板。
6只整流二极管分为正极管和负极管两种。
引出电极为正极的称为正极管，3只正极管装在同一块板上，称为正极板；引出电极为负极的称为负极管，3只负极管安装在负极板上，也可直接安装在后盖上。
如图4所示。
图4交流发电机整流二极管安装示意图
a)焊接式 b)电路图 c)压装式
1-正整流板， 2-负整流板
2.2 发电机电压调节器
2.2.1 电压调节器作用
由于交流发电机的转子是由发动机通过皮带驱动旋转的，且发动机和交流发电机的速比为 1.7～3，因此交流发电机转子的转速变化范围非常大，这样将引起发电机的输出电压发生较大变化，无法满足汽车用电设备的工作要求。
为了满足用电设备恒定电压的要求，交流发电机必须配用电压调节器才能工作。
电压调节器是把发电机输出电压控制在规定范围内的装置，其功用是在发电机转速变化时，自动控制发电机电压保持恒定，使其不因发电机转速高时电压过高烧坏用电器和导致蓄电池过充电；也不会因发电机转速低而电压不足导致用电器工作失常。
2.2.2 电子电压调节器工作原理
随着电子技术的发展，目前交流发电机几乎全部采用电子调节器。
其优点是：电压调节精度高，且不产生火花，还具有重量轻、体积小、寿命长、可靠性高、电波干扰小等优点。
电子调节器有晶体管调节器和集成电路调节器两种。
外搭铁型电子调节器的工作原理:
(1)基本电路如图5
图5电子电压调节器基本电路
(2)工作原理：
①点火开关SW刚接通时，发动机不转，发电机不发电，蓄电池电压加在分压器R1、R2上，此时因UR1 较低不能使稳压管VS的反向击穿，VT1截止，VT1截止使得VT2导通，发电机磁场电路接通，此时由蓄电池供给磁场电流。
随着发动机的启动，发电机转速升高，发电机他励发电，电压上升。
②当发电机电压升高到大于蓄电池电压时，发电机自励发电并开始对外蓄电池充电，如果此时发电机输出电压UB<调节器调节上限UB2，VT1继续截止，VT2继续导通，但此时的磁场电流由发电机供给，发电机电压随转速升高迅速升高。
③当发电机电压升高到等于调节上限UB2时，调节器对电压的调节开始。
此时VS导通，VT1导通，VT2截止，发电机磁场电路被切断，由于磁场被断路，磁通下降，发电机输出电压下降。
④当发电机电压下降到等于调节下限UB1时，VS截止，VT1截止，VT2重新导通，磁场电路重新被接通，发电机电压上升。
周而复始，发电机输出电压UB被控制在一定范围内，这就是外搭铁型电子调节器的工作原理。
2.2.3 电子调节器的工作特性
调节器通过三级管VT2的通断控制磁场电流，随着转速的提高，大功率三级管VT2的导通时间减小，截止时间增加，这样可使得磁场电流平均值减小，磁通减小，保持输出电压UB不变。
发电机的输出电压UB、磁场电流If（平均值）随转速n的变化关系称为电子调节器的工作特性。
从电子调节器的工作特性曲线可以看出，n1为调节器开始工作转速，称为工作下限，随着发电机转速的升高，磁场电流减小。
当发电机转速很高时，由于大功率三极管可不导通，磁场电流被
切断，发电机仅靠剩磁发电，所以，电子调节器的工作转速上限很高，调节范围很大。
2.3发电机的工作原理
如图6所示，发电机定子的三相绕组按一定规律分布在发电机的定子槽中，内部有一个转子，转子上安装着爪极和励磁绕组。
当外电路通过电刷使励磁绕组通电时，便产生磁场，使爪极被磁化为N极和S极。
当转子旋转时，磁通交替地在定子绕组中变化，根据电磁感应原理可知，定子的三相绕组中便产生交变的感应电动势。
这就是交流发电机的发电原理。
图6 交流发电机发电原理示意图
1－定子铁心 2－定子绕组 3－转子
4－励磁绕组 5－整流二极管 6－电刷
2.4流发电机的特性
交流发电机的特性有输出特性、空载特性和外特性，其中以输出特性最为重要。
2.4.1 输出特性
输出特性是指在发电机端电压U不变（对12V系列的交流发电机规定为14V，对24V系列的交流发电机规定为28V），其输出电流与转速之间的关系，即U=常
数时，
I＝f（n）的函数关系。
图7所示为交流发电机的输出特性曲线。
图7 交流发电机的输出特性曲线
由特性曲线I=f（n）可以看出：
（1）空载转速n1 发电机转速小于一定值n1时，对外输出电流为零。
当发电机达到额定电压并能对外输出电流时的最小转速为n1，称n1为空载转速。
空载转速常用来作为测试发电机性能的参数之一。
（2）最大电流Imax
发电机输出电流能力随转速的升高而增大，但曲越来越平坦，当转速达到一定值时，无论转速增加多少电流都不再增加，即一定结构的发电机输出最大电流Imax有一定限制。
由此可见，交流发电机自身具有限制输出电流防止过载的能力，又称为自我保护能力。
交流发电机自我限流的原理如下：
交流发电机定子绕组具有一定的阻抗Z，它由绕组的电阻r及感抗XL两部分组成，即：
式中
R——一相绕组的电阻；
XL——一相绕组的感抗;
XL＝2лfL
式中
L——一相定子绕组的电感；
f——感应电动势的频率；
P——磁极对数。
由于XL 与n成正比，故发电机定子绕组的阻抗Z随发电机的车速升高而增加。
高速时，由于R与XL相比可忽略不计，故阻抗Z约等于XL，定子阻抗Z与
转速n成正比，其值较大，产生较大的内压降。
另外，定子电流增加时，由于电枢反应的增强，也会使感应电动势下降。
两者共同作用的结果，当发电机的转速升高且负载电流达到最大值时，输出电流几乎不随负载电阻的减小或转速的增加而增大。
(3) 额定转速n2 额定电流IA
发电机出厂时，通过试验，规定了空载转速与额定转速，并列人产品说明书。
在使用过程中，可通过检测这两个数据来判断发电机性能的好坏。
发电机达到额定电流IA时的转速定为额定转速，图中用n2表示，额定电流一般定为最大输出电流的2／3。
2.4.2空载特性
空载特性是研究发电机在空载运行时，其端电压随转速变化的关系，即I＝0时， U=f（n）的曲线，如图2.8 所示。
图2.8 交流发电机的空载特性曲线
2.4.3外特性
外特性是研究当发电机转速一定时，其端电压与输出电流的关系，即n=常数时，U=f（I）的曲线，如图2.9所示。
图2.9 交流发电机的外特性曲线
从外特性曲线可以看出发电机电压受负载影响的程度：如果发电机在高速运转时，突然失去负载，发电机电压会突然升高，致使发电机及调节器等内部电子元件有被击穿的危险。
由于交流发电机的转子是由发动机通过皮带驱动旋转的，且发动机和交流发电机的速比为1．7～3，因此交流发电机转子的转速变化范围非常大，这样将引起发电机的输出电压发生较大变化，无法满足汽车用电设备的工作要求。
为了满足用电设备恒定电压的要求，交流发电机必须配用电压调节器，使其输出电压在发动机所有工况下基本保持恒定。