无刷发电机总成部件详解

无刷发电机总成详解

一、无刷发电机的结构和原理

1、交流发电机简介

汽车用的发电机是三相交流发电机。原理是通过旋转磁场把机械能转变成电能。再通过二极管整流后输出的直流电来供汽车上电器设备用电并对蓄电池充电。

2、交流发电机的分类

•按发电机是否带有调节器可分为整体式交流发电机（内置调节器）与交流发电机（外置调节器）。

•发电机磁场线圈输出端在发电机内部搭铁，称为内搭铁式发电机；磁场线圈输出端通过发电机调节器在发电机外部搭铁的，叫外搭铁式发电机。

•分为有刷发电机与无刷发电机。

•按是否带有真空泵可分为带泵交流发电机与非带泵交流发电机。

•按磁场方式分：电磁发电机和永磁发电机。

按电机整流组件二及管的个数，可分为6管、8管、9管及11管交流发电机等。8管发电机在中性点增加了两个二极管，使三相绕组的三次谐波在中性点叠加，经整流后可将发电机的输出功率提高10%-15%。9管发电机增加了三个功率较小的激磁管，可用充电指示灯来表示发电机的工作情况，省去了结构相对复杂的继电器。11管发电机增加了两个中性点二极管，三个激磁二极管3A—5A。

3、交流发电机的结构

由皮带轮、风叶、前端盖总成、转子总成、内定子线圈、外定子线圈、后端盖总成、硅整流桥、调节器、真空泵总成。

⑴无刷发电机，能够适应灰尘、潮湿的恶劣环境。其优点如下：

无刷发电机是把励磁线圈固定在电机后端盖上，不随着转子转动。与有刷发电机相比，省去了电刷、集电环等易损件，不会因灰尘、电刷的损擦失圆，引起的打火花、接触不良、引起不发电。无刷电机具有可靠性好，使用寿命长的特点。

⑵有刷发电机易引起的故障主要如下：

•转子绕组引线至集电环间捆绑固定不好或绕组内圈与磁轭处松动，在高速工作时由于离心力、振动而甩断导线。

•绕组引线与集电环焊接处因焊接质量和其它原因脱焊，集电环与转子轴间配合松动，引起的断线。

•电刷自然磨损或松动；电刷弹簧卡死、折断；集电环烧蚀或失圆，造成激磁电流减少或不能通过，以致转子磁场不能正常建立。

•集电环与电刷接触面接触不良，如有灰尘/油污或滑环与电刷高速磨合时，产生发热或失圆打火花,使集电环表面烧蚀，接触电阻加大，造成转子不能正常工作。

•而无刷发电机可避免上述故障。

⑶整体式交流发电机，即发电机内置调节器：调节器与发电机是配合使用，它是通过控制发电机励磁电流来稳定电机的输出电压，内置调节器的发电机质量可靠。

带泵发电机--发电机后部带真空泵：真空泵抽气，作为汽车刹车制动助力，有利于简化结构，降低整车的成本。

4、整流桥的作用和原理

交流发电机发出三相交流电，但汽车上的用电设备和蓄电池都是直流电。整流桥的功能是将交流电转变为直流电。

整流桥的正向测试如图所示：（表笔互换是反向数值是无穷大）

5、整流组件常见故障

常见故障主要是因二极管的正向或反向工作电压过高、电流过大而击穿，造成二极管的短路 、断路故障，使发电机失效。

（1） 原因分析

•发电机工作时，电源线路或用电设备搭铁短路，造成发电机顺间输出电流过大，使整流桥失效（断路）。

•汽车装有电感的电气设备，发电机有时有高压产生造成整流桥激穿（短路）。

•整流桥自身存在有缺陷（管芯在烧结时虚焊压降大）。造成整流桥失效。

（2）调节器作用

发电机的电压是随着转速的上升而升高，因此需通过电压调节器来控制电压保持在某一稳定电压值。调节器是一负反馈控制，并在某一规定的电压下起作用，若电机电压高于规定值，“则通过减弱磁场以降低发电机的输出电压”，限制发电机的输出电压不超出某一规定范围。如：14V发电机，控制在14.2±0.25V范围内，28V发电机，控制在28.5±0.30V范围内。

（3）用万用表测量调节器如图所示：

•调节器内部断路，励磁线圈无电流通过，发电机不能发电，会被用户误判为是发电机的故障。

•调节器内部击穿短路使调节器失控，发电机的电压是随着转速的升高而升高，电压的稳定主要是通过调节器来稳压，调节器失控后，电机的电压不断升高，会烧坏汽车上电器、线路。(负载时,12V系统,电压>16V; 24V系统,电压>30V)

6、汽车交流发电机的特性

（1）汽车交流发电机的工作特性是以输出特性曲线来表示发电机的特性，是指发电机输出电压保持衡定时，发电机转速与输出电流的关系，通过它可以知道发电机在不同转速下输出功率的大小。

（2）在发电机输出电压一定时，随着转速的增加，发电机的 输出电流也逐渐增大。当转速增大到一定值后，发电机的输出电流不再增大，此时的电流值为发电机的最大输出值。发电机的额定电流值一般为4000r/min转速的输出电流值。

7、 汽车交流发电机使用参数

14V发电机在使用时电压大于13V, 28V发电机在使用时电压大于26V。

发电机使用注意事项

（1） 电器接线时注意事项

电机使用时必须与电瓶并联工作，各个导线连接处必须牢固、可靠,不得有松动、虚接情况。车辆供空

调导线与其它电器导线不得为同一根导线，供其它电器导线的线径必须满足如下要求：电流为35A时

ф≥6mm2 ；电流为 70A时ф≥13mm2 ；电流为100A时ф≥20mm2；激磁及信号导线线径ф＝0.75～

1.5mm2；发电机输出引线到电瓶及车用电器的连接点应近可能靠近发电机，可减小电压降；电机指示

灯输出端标记为D＋，此端与电机B＋端必须接一充电指示灯（2W），中性点输出标记为N，可以接继电

器开关、充电指示灯等；相输出标记为W，可以接转速信号传感器、继电器开关、充电指示灯等，其输

出电流为最大为500mA。转速表接转速传感器时，必须知道电机转子爪级的极对数（6或8对极）。

（2）机械装配时注意事项

•适当的调整调节臂，保证皮带张紧力适当，拧紧电机各处紧固螺母到规定力矩规范；

•保证电机的安装支架可以满足强度、刚度要求；

•若为带泵电机，保证接于真空泵上的气管、油管畅通。