汽车电工电子技术 教学课件 作者 李子云、李树金、姜浩、姜小东 学习情境2任务3.ppt

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1、任务2.3汽车交流发电机2.3.1交流发电机的类型和作用发电机有交流发电机和直流发电机两种。过去汽车上采用的是换向式直流发电机，目前已被淘汰。现在汽车用的是交流发电机，汽车交流发电机具有体积小，重量轻，结构简单，维护方便，使用寿命长和低速充电性能好等显著特点，故广泛应用在汽车上，以硅整流交流发电机应用最为普遍。汽车蓄电池的容量是有限的，不能满足汽车长途行驶的需要，所以，在汽车上除装有蓄电外，还另装有发电机。交流发电机的主要作用是：当发动机所需电压高于蓄电池电压时，通过调节器能及时向蓄电池充电，并向全车用电设备（除起动机外）直接供电。如图2-19（b）所示。（a）实物（b）作用原理图图2

2、-19交流发电机2.3.2交流发电机的结构图2-20国产JF系列硅整流发电机的结构图1.转子（a）实物1-集电环；2-转子轴；3-爪极；4-磁轭；5-磁场绕组（b）结构示意图图2-21交流发电机的转子转子是产生旋转磁场，它主要由两块爪极、磁场绕组、集电环及轴等组成，如图2-21所示。2.定子定子是产生和输出交流电的部件，由定子铁心和定子绕组组成。定子槽内置有三相对称绕组。三相绕组大多数采用Y形（星形）联结，如图2-22（a）所示。也有用△形联结的，如图2-22（b）所示。（a）星形接法（b）三角形接法图2-22三相定子的接法3.整流器交流发电机的整流器是将定子绕组产生的三相交流电变成直

3、流电。如图2-20是交流发电机的整流器。常见的有6管、8管、9管、11管，一般由6只硅二极管和安装整流管的元件板（散热板）构成。（a）压装式安装l-正整流板（绝缘散热板）；2-正极管；3-负极管；4-负整流板（接地散热板或后端盖）；B-电枢接柱（b）焊接式安装（c）电路图图2-24交流发电机整流器安装形式与电路图4.电压调节器硅整流发电机配用的调节器实际为一电压调节器。由于整流二极管具有单向导电特性，蓄电池不可能向其定子绕组反向放电，故硅整流发电机调节器无需设逆向截流器。发电机由发动机驱动旋转，其输出电压随发动机转速的不同而变化，而用电设备要求发电机输出电压稳定，因此，硅整流发电机必须

4、配用电压调节器使得其输出的直流电压在一定的转速范围内基本保持恒定。5.端盖与电刷总成端盖分前端盖（驱动端盖）和后端盖（整流端盖）。电刷组件是由电刷（铜粉和石墨粉模压而成）、电刷架和电刷弹簧组成。（a）外装式（b）内装式图2-26电刷架结构2.3.3三相交流电电动势的产生1.交流发电机产生交流电的基本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。图2-27发电机的工作原理我们可用图2-27来说明其工作原理（从图左到右的顺序来说明），发动机带动发电机转子旋转。E、F外接电源通过电刷，将励磁电流接入转子

5、，转子上安装着爪极和励磁绕组，励磁绕组便产生磁场，转子轴上的两个爪极分别被磁化为N极和S极。当转子旋转时，磁极交替地在定子铁心中穿过，形成一个旋转的磁场，磁力线和定子绕组之间产生相对运动，定子的三相绕组按一定规律分布在发电机的定子槽中，依次相差120°，这样就在三相绕组中产生频率相同、幅值相等、相位相差为120正弦交流感应电动势。交流感应电动势经过整流器（6只硅二极管）变成直流电由“B”输出（B是发电机的正极），“E”输入（E是发电机的负极）而形成回路。eU=EmSint=EφSinteV=EmSin(t-120)=EφSin(t-120)eW=EmSin(t-240

6、)=EmSin(t+120)=EφSin(t+120)每相绕组所产生电动势的有效值为Eφ=4.44KfNφ（V）式中：K—定子绕组系数，一般小于1；F—感应电动势的频率（HZ），f=Pn/60（P为磁极对数，n为转数r/min）；N—每相绕组的匝数；φ—磁通量（Wb）。上式表明，使用中的交流发电机，其交变电动势的有效值取决于转速和转子的磁通量，这一性质将直接决定着交流发电机的输出电压值。2.励磁方式发电机开始发电时，电枢的三相电压低于蓄电池电压，整流器的二极管截止，此时励磁电流由蓄电池提供（他励）。励磁电路为：蓄电池的正极→点火开关S→调节器“B（+）接线柱”→调节器→调节器“

7、F”接线柱→发电机德的励磁绕组→搭铁。当发电机电压升高到超过蓄电池电压时，二极管导通，此时发电机一方面向蓄电池充电，另一方面，向磁场绕组提供励磁电流（自励）。励磁电路为：发电机的正极→点火开关S→调节器“B（+）接线柱”→调节器→调节器“F”接线柱→发电机的励磁绕组→搭铁，发电机自励发电。图2-28六管交流发电机励磁方式以上分析的的励磁电路只是一个基本电路，这样的电路还存在一个缺点，即驾驶员如果在发动机熄火后忘记了将点火开关S关闭，蓄电池就会通