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1、模块一 汽车电源系统,1.蓄电池的构造与型号2.蓄电池的工作原理和工作特性3.蓄电池的容量及影响因素4.蓄电池的充电5.蓄电池的常见故障及其排除.使用和维护.6.交流发电机的构造.工作原理.7.交流发电机电压调节器,学习目标,交流发电机及调节器,第二章 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。,交流发电机及调节器,交流发电机的分类 1.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，
2、广泛用于中高档车型，如奥迪轿车。,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),第二章 交流发电机及调节器,发电机插图,2.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
3、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）,3.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。,一.交流发电机的构造,交流发电机的结构,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,交流发电机的构造,转子1.功用：转子的功用是产生旋转磁场。,交流发电机的构造,2.组成（1）
4、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)。,交流发电机的构造,2.组成（2）滑环由两个彼此绝缘的铜环组成，滑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。,交流发电机的构造,3.磁路,交流发电机的构造,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。,交流发电机的构造,交流发电机的构造,（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
5、，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。,3）定子三相绕组的不同接法特点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。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。,交流发电机的构造,第一节 交流发电机的构造,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。,整流器电路,1.分类：前端盖和后端盖.2.作用：安装转子、定子、整流器和电刷组件。3.材料
6、：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。,端盖,第一节 交流发电机的构造,(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。,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)。,交流发电机的构造,（1）内搭铁型交流发电机：励磁绕组的一端经负电刷（E）引出后和后端盖直接相连（直接搭铁）的发电机称为内搭铁型交流发电机，（2）
7、外搭铁型交流发电机：励磁绕组的两端(F和E)均和端盖绝缘的发电机称为外搭铁型交流发电机，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。,磁场绕组的搭铁型式,(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。,交流发电机的构造,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。,交流发电机的型号根据中华人民共和国汽车行业标准QC/T73-1993汽车电器设备产品型号编制方法的规定，汽车交流发电机
8、型号组成如下：,交流发电机的构造,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,交流发电机的构造,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,交流发电机的构造,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19A6表示6069A2表示电流2029A7表示7079A3表示电流3039A8表示8089A4表示电流4049A9表示90A5表示电流5059A,交流发电机的构造,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
9、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。,交流发电机的构造,一)、发电机原理二)、整流原理三)、励磁方法,二、交流发电机的工作原理,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
10、）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。,（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。,交流发电机的工作原理,2.三相交流发电机的感应电动势瞬时值表达式：式中 每相电动势的最大值 每相电动势的有效值 电角速度,图3.11 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,交流发电机的工作原理,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，靠六只二极管组成的三相桥式整流电路变为直流电的。,图3.11 交流发电机发电原理示意图1定子铁心 2定
11、子绕组 3转子 4励磁绕组 5整流二极管 6电刷,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。,交流发电机的工作原理,交流发电机的工作原理,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。,三、发电机的励磁方式1.励磁：将电源引入到磁场绕组使之产生磁场的过程称为励磁。2.方式：交流发电机励磁方式有自励和他励两种。除永磁式交流发电机不需要励磁以外，其他形式的交流发电机都需要励磁。,交流发电机的工作原理,他励过程在发动机起动期间，需要蓄电池供给发
12、电机磁场电流生磁使发电机发电。,交流发电机的工作原理,自励过程：随转速提高，发电机电动势逐渐升高并对外输出电能(一般怠速时发电机就能对外供电)。当发电机能对外供电时，就可以把自身发的电供给磁场绕组生磁发电。,交流发电机的工作原理,3.内搭铁交流发电机励磁电路,交流发电机的工作原理,交流发电机的工作特性，是指发电机工作时，端电压U、输出电流与转速之间的关系。,一、空载特性,空载特性是指发电机空载（即 0）时，发电机端电压U与转速 之间的关系。,U与n成线性关系,他励,自励,交流发电机的工作特性,当发电机转速一定时，输出电压随输出电流的变化规律。,在转速一定时，端电压随输出电流的增加而下降，当输出
13、电流超过一定值后，电压和电流同时下降（拐点处）。,当发电机在高速旋转时，如果突然失去负载，端电压将瞬时增大，整流器及调节器中的电子元件造成损坏。,二、外特性,在发电机输出电压U一定时（通常12V发电机保持在14V），发电机负载电流与转速之间的关系称为输出特性或负载特性。,Ie,输出电流将随转速升高而增大，当转速超过一定值时，电流增加的速率减慢，并趋于稳定，此时的电流为最大输出电流。,三、输出特性（负载特性）,电压调节器交流发电机必须配用电压调节器。电压调节器功用：使交流发电机输出电压在发动机所有工况下基本保持恒定。防止发电机电压过高而烧坏用电设备和导致蓄电池过量充电，同时也防止发电机电压过低而
14、导致用电设备工作失常和蓄电池充电不足。,一、电压调节器的工作原理 交流发电机的三相绕组产生的相电动势的有效值为E=Cen E感应电动势（V）；Ce电机结构常数；每极磁通（Wb）；n转速（r/min）,原理：以转速为基础，通过改变励磁电流，来维持发电机的输出电压保持恒定。,电压调节器,二、电压调节器的分类分类：A.按工作原理可分为：触点式电压调节器晶体管调节器集成电路调节器电脑控制调节器B.按搭铁极性可分为：内搭铁型调节器、外搭铁型调节器，分别配内搭铁型发电机和外搭铁型发电机。,目前国内外大多数汽车上，均装有充电指示灯(属于报警装置)，用来监测充电系统的工作情况。一般情况下，当接通点火开关时，充
15、电指示灯亮，而当发动机起动后，交流发电机正常工作时，充电指示灯熄灭(只有极个别的车型例外，如天津大发)。因此，当发动机正常工作时，充电指示灯突然发亮，则表示充电系统有故障。提醒驾驶员注意及时维修。,充电指示灯的控制电路,二、利用二极管控制充电指示灯（如法国沃尔沃）1.当点火开关S闭合时，励磁电路如下(他励)：蓄电池正极点火开关S充电指示灯调节器发电机励磁绕组搭铁。这时，充电指示灯亮。,充电指示灯的控制电路,2.当发动机起动后，发电机的输出电压高于蓄电池的电动势，二极管VD导通，同时，VD将充电指示灯短路，充电指示灯熄灭，表示发电机正常工作。蓄电池的充电电路为：发电机的火线接线柱BVD蓄电池正极。励磁电路为(自励)：发电机的火线接线柱B调节器发电机励磁绕组搭铁。,充电指示灯的控制电路,
