发电机及调节器

六、交流发电机的型号
根据中华人民共和国汽车行业标准QC/T731993《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：
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
7.八管交流发电机（如桑塔纳、奥迪、夏利车用） （1）结构：与6管交流发电机的区别是整流器有8 只硅整流二极管。其中6只组成三相全波桥式整流 电路，还有2只与上述6只同型号的 二极管是中性点二 极管，其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。
一次谐波
二次谐波
三次谐波
每相的三次谐波量都是大小相等，相位相同，方向相 反，在三相桥式整流电路里互相抵消。
中性点二极管提高发电机功率的原理交流发电机 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。
中性点二极管提高发电机功率的原理 ①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。

（3）当转子旋转时，旋转的磁场使固定的电枢绕组中通 过的磁通量发生变化，而在定子电枢绕组中产生三相感 应电动势。
2.三相绕组产生的感应电 动势大小： eU Em sin t 2 E sin t 2 2 eV Em sin(t ) 2 E sin(t ) 3 3 2 2 eW Em sin(t ) 2 E sin(t ) 3 3 式中：E m 相电动势的最大值； E 相电动势的有效值； 电角速度（＝ 2f )
3.二极管的导通原则如 下: （1）正极二极管 因三只二极管负极端相 连，故正极端电位最高 者导通； （2）负极二极管 因三只二极管正极端相 连，故负极端电位最低 者导通。 （3）但一般地，同时导 通的管子总是两个，正、 负管子各一个。 4.整流过程
5.整流结果 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 式中：UL—线电压； UΦ—相电压。
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按整流器结构分为四类
(1)六管交流发电机 例JF1522A（CA141汽 车用） (2)八管交流发电机 例JFZ1542（天津夏 利TJ7100汽车用） (3)九管交流发电机 例（日本日产蓝鸟、 德国奔驰Benz2026A汽车用） (4)十一管交流发电机 例JFZ1913Z（奥迪、 桑塔纳、日本丰田皇冠汽车用）
详细分类 （1）普通交流发电机(使用时需要在发电机外配 装电压调节器的发电机) 例JF132 （EQ140用） （2）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 （3）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。 （4）无刷交流发电机(不需要电刷的发电机) 例 JFW1913 （5）永磁交流发电机(磁极为永磁铁制成的发电 机)

四、端盖
1.分类：前端盖和后端盖. 2.作用：固定转子、定子、整 流器和电刷组件。 3.材料：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。 4. 电刷组件：装在后端盖上， 有电刷、电刷架和电刷弹簧组 成。 5.电刷作用是将电源通过集电 环引入磁场绕组。
电刷与电刷架
(1)电刷 1)作用：电刷与集电环接触， 将直流电引入励磁绕组。 2)材料：铜粉和石墨粉(模 压)。 (2)电刷架 材料：酚醛玻璃纤维塑料(模 压 )。 (3)装配关系：两只电刷装在 电刷架方孔内，有弹簧保持 其与集电环接触良好。 (4)分类：外装式和内装式两 种。
（5）磁场绕组的搭铁型式 ①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）。 ②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。 ③外搭铁型发电机的磁场绕组负极（负电刷）接调 节器后再搭铁。


五、带轮与风扇 (1)带轮： 1)作用：通过皮带将发动机的动力传给发电机。 2)材料、类型与定位方法：由铸铁或铝合金制成， 分单槽和双槽两种，与风扇共用一个半圆键和转子 轴连接，用弹簧垫片和螺母紧固。 (2)风扇： 1)作用：在发电机工作时 强制进行抽风冷却。 2)材料：一般用1.5mm钢板 冲制或用铝合金压铸。
整流器电路
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。
正整流板与外壳绝缘，在正整流板上有一 个输出接线柱B作为发电机的输出端。 负整流板直接搭铁。负整流板一定和壳体 相连接。 整流板的形状 各异，有马蹄 形、长方形、 半圆形等见图
交流发电机及调节器
※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。
※交流发电机的分类 按照调节器是否单独安装分： A.普通硅整流发电机：调节器单独安装，多用 于中低档车型，如解放CA1092等。 B.整体式硅整流发电机：调节器安装于发电机 内部，广泛用于中高档车型，如奥迪轿车。
（2）原理 傅里叶级数：
a0 f ( x) (an cos nx bn sin nx) 2 n 1 a 0 (a1 cos x b1 sin x) (a2 cos 2 x b2 sin 2 x) (a3 cos3x b3 sin 3x) ...... 2
JF132发电机三相绕组结构参数如下：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
三、整流器
1.作用：将定子绕 组的三相交流电变 为直流电。 2.组成：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。 3.结构：6只整流管 分别压装（或焊装） 在两块板上。
一、转子
1.功用：转子的功用是产生旋转磁场。 2.组成：转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、 转子轴组成。
2.组成
（1）转子轴上压装着两块低碳钢制成的爪极， 两块爪极各有四至八个鸟嘴形磁极（国产多 为六个）,爪极空腔内装有磁场绕组 (转子线 圈)和导磁用的铁芯(磁轭)。
2.组成

一、发电机原理 二、整流原理 三、励磁方法
一、发电原理 交流发电机产生交流电的基本原理是电磁感应原 理，即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，在定子绕组内产生感应电 动势。
一、发电原理
1.发电原理 （1）发动机带动发电机内部转子旋转，产生旋转磁场。 （2）磁场外发电机壳体（铁芯）上固定有3组线圈(3相 定子绕组)，3相绕组彼此相隔120°。
4.结论 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。
E Cen
二、整流原理 1.交流发电机定子的三相绕组中，感应产生 的是交流电，靠六只二极管组成的三相桥式 整流电路变为直流电的。 2.二极管具有单向导电性,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。
6.中性点 （1）概念：三相绕组的末端接到一起形成中性点，用N 表示。 （2）中性点电压UN是通过三个搭铁的负极管整流后得 到的直流电压（即三相半波整流），故UN＝U/2 （3）中性点电压用途：一般用来控制各种用途的继电 器。如磁场继电器、充电指示灯继电器等。 （4）中性点输出：在三相绕组中性点处接上两只中性 点二极管（功率管）， 通过两只中性点二极管 与桥式整流器正负极相连， 可提高发电机功率输出10%-15%。
3）定子三相绕组的不 同接法特点 ①星形接法—发电机 低速充电性能好； 桑塔纳、奥迪等大多 数轿车发电机采用。 ③三角形接法—适于 大功率发电机采用。 神龙富康、北京切诺 基等车发电机采用。
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）。

4.设计序号 按产品的先后顺序，用阿拉伯数字表示。 5.变形代号 交流发电机以调整臂的位置作为变形代号。从驱 动端看，Y表示调整臂位于右边；Z表示调整臂位 于左边；调整臂在中间时不加标记。 6.举例：桑塔纳、奥迪100型轿车所用的交流发 电机代号为JFZ1913Z型，其含义为： 电压等级为12V，输出电流大于90A，第十三代 设计，调整臂位于左边的整体式交流发电机。
二、定子（电枢） 1.功用：定子是 用来产生交流电 的。 2.组成：定子由 定子铁芯和定子 绕组组成。
（1）定子铁芯 由内圈带槽的硅钢片 叠成，定子绕组的导线 就嵌放在铁芯的槽中。 （2）定子绕组 1）三相绕组采用星形 接法或三角形接法，都 能产生三相交流电。 2）三相绕组必须按一 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。
（2）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，并与装在后端盖内的两 个电刷相接触。
3.磁路 磁轭→N极→转 子与定子之间 的气隙→定子 →定子与转子 间的气隙→S极 →磁轭。
4.旋转磁场的产生 当两集电环通入直流 电时（通过电刷）， 磁场绕组中就有电流 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 成六对相互交错的磁 极。当转子转动时， 就形成了旋转的磁场。
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

3.电流等级代号 电流等级代号用一位阿拉伯数字表示， 1表示电流≤19A 6表示≥60—69A 2表示电流≥20—29A 7表示≥70—79A 3表示电流≥30—39A 8表示≥80—89A 4表示电流≥40—49A 9表示≥90A 5表示电流≥50—59A
按磁场绕组搭铁形式分类
（1）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） （2）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。
交流发电机一般由转子、定子、皮带轮、风扇、 整流器、前后端盖和电刷组件等部分组成。 JF132型交流发电机组件图见图
3.定子每相电动值的有效 值E ： 2f pn f 60
pn
30
E Cen
Em p.n 则：E 4.44KfN 4.44K N Cen (v ) 60 2 式中：K 绕组系数（和发电机定 子绕组的绕线方法有关 ） N 每相匝数（匝） 每极磁通（Wb ) Ce 电机结构常数 f 交流电动势的频率（Hz。是转速的函数） p 磁极对数 n 发电机转速