电源和发电机课件.ppt

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1、,第七节 蓄电池,退出,一、蓄电池的类型,汽车上采用蓄电池的目的,碱性蓄电池,酸性蓄电池,：NaOH或KOH溶液,：H2SO4溶液,汽车上采用,：起动发动机,湿荷电蓄电池,干荷电蓄电池,起动型铅酸蓄电池, 简称蓄电池,少维护蓄电池,免维护蓄电池,返 回,上一页,下一页,二、蓄电池的功用,1起动时，向起动机和点火系统供电；2低速、发电机电压较低或不发电时，向用电设备供电；3中、高速、发电机正常供电时，将发电机剩余电能转换为化学能储存起来；4过载时，协助发电机向用电设备供电。,另外，相当于大电容,使电压稳定,吸收瞬时过电压，保护电子元件,能够,三、对蓄电池的要求,起动时,短时(5-10S)内，向起

2、动机连续供给强大电流,汽油车：200-600A,柴油车：800-1000A,容量大,内阻小,足够的强度,寿命长,成本低,要求,主要要求,起动型铅酸蓄电池的突出优点：,内阻小、电压稳定,1-外壳 2-正极柱 3-加液孔螺塞 4-电池盖 5-负极柱 6-负极板组 7-正极板组 8-隔板 9-负极板 10-正极板,6 -QA -100 型蓄电池,四、蓄电池的构造,由3个或6个单格电池串联而成,每个单格电池的电压约为2伏,隔板,电解液,外壳,蓄电池,极板,返 回,上一页,下一页,（一）极板,栅架,活性物质,是蓄电池的核心部分,1、组成,极 板,栅 架,（1）栅架, 材料： 铅锑合金,栅 架, 作用：

3、导电和支撑活性物质, 加锑： 提高机械性能和浇铸性能,极 板,（2）活性物质,铅粉+硫酸溶液+添加剂,栅 架,：PbO2 深棕色,：海绵状纯Pb 深灰色,极 板,膏状，,涂敷在极板上,正极板,负极板,2、焊接成极板组,栅 架,极板组,6-负极板组 7-正极板组 8-隔板 9-负极板 10-正极板,（）正负极板组交叉组成一个单格 U = 2V,2、焊接成极板组,（） 负极板组片数比正极板片数多一片,（） 容量以正极板片数计算,组装后使每片正极板都处于两片负极板之间，使正极板两侧放电均匀,每片标准正极板额定容量Cs = 15 Ah蓄电池额定容量C20 = Csn, 单格电池容量就是整个电池容量,

4、单格串联，电压上升，额定容量不变；,单格并联，电压不变，额定容量增大。,（二）隔板,：为减小内阻和尺寸，防止短路,多孔性,1、作用,2、要求,耐酸性,抗氧化性,3、材料, 正极板电解液充足且上下沟通,4、安装方法, 气泡沿槽上升, 脱落物质沿槽下沉,带槽面垂直面向正极板,返 回,上一页,下一页,（三）电解液,纯硫酸 + 蒸馏水,2、正确调整液面高度,1、正确选用电解液密度,季节、地区 1.271.31g/cm,：高出隔板1015mm,3,（四）外壳,2、联条,1、材料,橡胶,塑料,传统式,穿壁式,返 回,上一页,下一页,五、蓄电池的型号与选择,一、串联的单格电池数,二、电池的类型和特征,三、额

5、 定容 量,举例： EQ1090型汽车 6-Q-105 6-Q-105D BJ2020型汽车 6-QA-60 CA1090型汽车 6-Q-100,按机械工业部JB259985铅蓄电池产品型号编制方法标准规定，铅蓄电池的型号分为三部分：如型号6QA60代表额定电压12V、额定容量60Ah的起动型干荷电铅蓄电池。, 电压与汽车电系的额定电压一致；, 足够大的容量，以保证可靠起动。,返 回,上一页,下一页,工作原理,一、双极硫酸盐化理论,正极 电解液 负极 正极 电解液 负极,返 回,上一页,下一页,二、蓄电池放电时的特征,1、正、负极板活性物质转变为硫酸铅；2、电解液密度降低判断放电程度；3、内阻

6、增大。,返 回,上一页,下一页,三、蓄电池充电时的特征,1、正、负极板活性物质恢复为PbO2、Pb；2、电解液密度增大判断充电程度；3、内阻减小。,返 回,上一页,下一页,四、几点说明,1、蓄电池充、放电过程可逆，化学反应方程式：,2、正极板处化学反应剧烈，且电解液密度变化大，应保证具有充足的电解液,措施,隔板安装正确,取消筋条,增大容积,经常检查液面高度,返 回,上一页,下一页,四、几点说明,3、充电末期，充电电流电解水,H2SO4 + H2O,H2O2H+OH-,负极板处：,2H+2eH2,正极板处：,总反应式：,2SO42- + 2H2O - 4e,2H2O2H2+ O2,危害,活性物质

7、脱落,消耗蒸馏水、电力,2H2SO4+O2 ,蓄电池容量及影响因素,一、容量,1、容量概念 蓄电池在规定条件下（放电电流If、放电温度T 、放电终止电压U终）放出的电量，称蓄电池容量。 C= If tf 单位：安培小时Ah2、容量计量单位 中国：放电电流(A)时间(h)安时（Ah） 国际：维持恒流放电时间 分钟（min）,（1）理论容量 假定活性物质全部参加放电反应，根据活性物质重量按法拉弟电化当量定律计算所得容量。（2）实际容量C 蓄电池实际放出电量称为实际容量。 CIf tf 实际容量总是小于理论容量。,3、容量的分类,（3）额定容量,将充足电的新蓄电池在电解液温度为 255条件下，以20

8、小时放电率的放电电流（即0.05C20安培）连续放电至单池平均电压降到1.75V时输出的电量，称为蓄电池的额定容量。 说明： C20由结构保证，每片极板C2015Ah，与使用条件无关； 放电条件改变，只影响实际容量，不影响额定容量； 规定条件只供检查蓄电池技术状况时使用，即C20是否达标。,（4）储备容量： 单位为 min,蓄电池在25 2条件下，以25A恒流放电至单池平均电压降到1.75V时的放电时间称为蓄电池的储备容量。 储备容量表达了汽车在充电系统失效时，蓄电池能为照明和点火系统等用电设备提供25A恒流的能力。,返 回,上一页,下一页,发电机,一、发电机的功用,在发动机怠速以上转速运转时

9、，向除起动机以外的所有用电设备供电，同时还向蓄电池充电。,汽车电源系统,蓄电池,发电机,调节器,返 回,上一页,下一页,为向蓄电池充电，要求提供直流电； 端电压要保持恒定； 工作可靠，满足电气设备同时用电需要。,二、要求,返 回,交流发电机的优点 体积小、重量轻、比功率大（W/Kg） 低速充电性能好 工作可靠、结构简单、维修方便、使用寿命长 能节省大量铜材 配用调节器结构简单 产生的无线电干扰信号弱等。,交流发电机的工作原理,发电原理,发电原理,三相绕组按一定规律分布在定子铁芯上，彼此相差120电角度； 转子绕组为磁场绕组，绕在转子铁芯上，当磁场绕组通入电流时，转子就会产生磁场。流经磁场绕组的

10、电流称为磁场电流。 当转子旋转时，因为定子绕组与磁力线之间会产生相对运动，所以定子绕组就会切割磁力线，在三相绕组中就会感应产生频率相同、幅值相等、相位互差120电角度的交流电动势。,三相桥式整流电路 及电压波形,通过硅整流器将交流电整流为直流电。,北京切诺基汽车用交流发电机,1-后端盖 2-定子 3-前端盖 4-前风扇5-皮带轮6-螺母 7-前轴承8-转子 9-内风扇 10-电压调节器11-后轴承 12-连接器13-电刷组件14-整流器,JF132型交流发电机组件图,1-电刷弹簧压盖；2-电刷；3-电刷架；4-后端盖；5-整流二极管；6-正整流板；7-转子；8-定子；9-前端盖；10-风扇；1

11、1-驱动带轮,JF132型交流发电机结构图,1-驱动带轮；2-风扇；3-前端盖；4-定子铁芯；5-定子绕组；6-磁场绕组；7-电刷架；8-电刷弹簧；9-电刷；10-滑环；11-后端盖；B-“输出”端子；F-“磁场”端子；E-“搭铁”端子；N-“中性点”端子, 转子轴 磁轭减小磁路磁阻 磁场绕组 56 爪极 滑环,一、转子,产生磁场,组成,1-滑环；2-转子轴；3-爪极；4-磁轭；5-磁场绕组,磁轭N极气隙定子气隙气隙S极磁轭,磁路,1-转子铁芯；2-磁场绕组；3、6-磁极；4-定子铁芯；5-定子绕组；7-漏磁通；8-转子轴,相邻异性磁极间的气隙应大于转子与定子间的气隙,注意, 定子绕组（三相绕

12、组）定子铁芯,二、定子,产生交流电,组成,1-定子铁芯； 2、3、4、5-定子绕组引线端, 定子绕组（三相绕组）定子铁芯,二、定子,产生交流电,组成,Y 、,使三相绕组产生频率相同、幅值相等、相位互差120度的三相对称电动势。,连接方式,绕制要求,返 回,上一页,下一页,JF132型交流发电机定子绕组展开图,返 回,上一页,下一页,三、整流器,将交流电变为直流电,返 回,上一页,下一页,三、整流器,将交流电变为直流电,(1) 整流二极管的极性,六只二极管,三只引线为正极（正极管）,三只引线为负极（负极管）,(2) 整流二极管的结构型式,返 回,上一页,下一页,(2) 整流二极管的结构型式,a型

13、：将二极管外壳焊在金属散热板上,c型：将二极管做成扁圆形,焊在金属散热板,夹在金属散热板间,b型：将二极管PN结直接烧结在金属散热板上,d型：将二极管装在,金属散热板的孔中,外壳孔中,早期,(3) 普通型交流发电机六只整流二极管的安装位置,三只正极管安装在正整流板,三只负极管安装在负整流板 (或后端盖),( a ) 焊接式； ( b ) 电路图； ( c ) 压装式；1-正整流板； 2-负整流板,(4) 整流器总成,长方形：JF13系列,马蹄形：夏利轿车, 形状,半圆形：CA1091用JF1522A,圆 形：丰田,1-负整流板 2-正整流板 散热筋条 连接螺栓 正极管负极管 安装孔 绝缘垫片

14、输出端子安装孔, 安装,便于冷却便于维修,内侧,外侧,安装在后端盖,返 回,上一页,下一页,四、端盖,铝合金防止漏磁,(1) 电刷组件, 组成,电刷,电刷弹簧,非导磁材料，重量轻，散热性能好,电刷架,1-电刷架 2-磁场接线柱 3-电刷与弹簧 4-磁场接线柱, 安装型式,内装式,外装式,：拆卸方便,(2) 四个接柱,电枢接柱B中性点接柱N磁场接柱F搭铁接柱E,返 回,上一页,下一页,交流发电机的搭铁型式,内搭铁,外搭铁,磁场绕组的一端经电刷在发电机端盖上搭铁,磁场绕组的两端均与端盖绝缘，其中一端经调节器后搭铁,电 压 调 节 器,第二节 交流发电机电子调节器,第一节 电压调节器的功用及调压原理

15、,退出,第一节,电压调节器的功用及调压原理, E Ce n式中： E 感应电动势 ( ) Ce 电机结构常数 磁极磁通 ( Wb ) n 发电机转速（r/min),发电机的空载电压,返 回,一、调节器的功用,在发电机转速变化时，控制发电机电压保持恒定，防止电压过高而损坏用电设备，避免蓄电池过量充电。,返 回,If1,If2,二、电压调节原理,2, If,t,0,n=C,U, E,调节,调节, ,E,If ,If,=U2, , U,=U1, E = Ce n,发电机转速n一定时电压调节情况,1,If,当发电机转速升高时，调节器通过减小发电机励磁电流If来减小磁通，使发电机的输出电压U保持不变；当

16、发电机的转速降低时，调节器通过增大发电机的励磁电流If来增加磁通，使发电机的输出电压U保持不变 。,返 回,返 回,返 回,返 回,返 回,三、磁场电流调节方法, 通过触点开闭，使磁场电路的电阻改变来调节磁场电流单级电磁振动式,通过触点开闭，间断短路磁场绕组来调节磁场电流双级电磁振动式, 利用功率管的开关特性，使磁场电路接通与切断来调节磁场电流电子调节器,返 回,第三节,交流发电机电子调节器,一、电子调节器的优点, 调节电压稳定, 工作可靠性高, 使用寿命长, 无需维修, 能满足大功率发电机的要求, 对无线电干扰小,返 回,二、电子调节器的分类,(一) 按结构型式分,分立元件调节器,集成电路调

17、节器,(二) 按装配方式分,外装式调节器,内装式调节器,返 回,二、电子调节器的分类,(三) 按功能分,普通电子调节器,带充电指示控制继电器调节器,(四) 按发电机搭铁型式分,内搭铁型电子调节器,外搭铁型电子调节器,带过压控制器调节器,返 回,返 回,检测电路：,组成：,控制电路：,开关电路：,三、电子调节器的组成,、1 、3,1、2,2,UR1,返 回,当U=U2时,四、电子调节器的工作原理,稳压管导通,返 回,当UU1时,UR1,稳压管截止,四、电子调节器的工作原理,返 回,导通条件,截止条件,当U=U2时,当UU1时,UR1,(一) 稳压管的导通和截止条件,四、电子调节器的工作原理,返

18、回,(二) 电子调节器的工作过程,返 回,1. 当 U Uc时,稳压管、三极管T1截止，三极管T2导通，激磁电流由蓄电池提供,UR1,=, Uc U2, UR1 Uw+Ube1,返 回, = Ce n,n U ,1. 当 U Uc时,返 回,2. 当 U Uc, 且 U U2时,UR1,=, U U2, UR1 Uw+Ube1,稳压管、三极管T1截止，三极管T2导通，激磁电流由发电机提供,返 回, = Ce n,U If U,2. 当 U Uc, 且 U U2时,返 回,3. 当 U 上升到U2 时,稳压管、三极管T1导通，三极管T2截止，切断激磁电路,UR1,=,= Uw+Ube1,返 回,

19、 = Ce n,If U,3. 当 U 上升到U2 时,返 回,4. 当 U 下降到 U1 时,稳压管、三极管T1截止，三极管T2导通，接通激磁电路,UR1,=, Uw+Ube1,返 回, = Ce n,If U重新上升,4. 当 U 下降到 U1 时,返 回,调节器重复上述步骤 3 和 4，将发电机电压,5. 当 U重新上升到U2 时,控制在调节电压下限U1与上限U2之间。,返 回,1.当UUc，且UU2时， UR1Uw+Ube1, DW与T1仍截止，T2 仍导通，激磁电流由发电机提供。3. 当U=U2时， UR1=Uw+Ube1，DW导通，T1有基极电流，T1导通， T2截止，切断激磁电路

20、，U下降。4. 当U下降到U1时， UR1Uw+Ube1，DW、T1截止， T2导通，接通激磁电路，增大，U升高。5.当U重新上升到U2时，调节器重复上述步骤3和4，将发电机电压控制在调节电压下限U1与上限U2之间。,(二) 电子调节器的工作过程,返 回,返 回,(三) 调节电压公式,稳压管导通条件,调节电压公式,当三极管T2的开关频率足够高时,Ube1可以忽略不计,Ur = U2,返 回,五、电子调节器的工作特性,定义,发电机带电压调节器时，其输出电压U和磁场电流If随转速变化的关系称为电压调节器的工作特性。,返 回,谢谢,骑封篙尊慈榷灶琴村店矣垦桂乖新压胚奠倘擅寞侥蚀丽鉴晰溶廷箩侣郎虫林森-消化系统疾病的症状体征与检查林森-消化系统疾病的症状体征与检查,