电源电路原理与维修课件.ppt

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1、第1章电源电路原理与维修开始上课！交流发电机的工作特点是转速变化范围大，对于一般汽油发动机来说，其转速变化约为1：8，柴油机约为1：5，因此分析汽车用交流发电机的特性必须以转速的变化为基础。交流发电机的特性有输出特性、空载特性和外特性，其中以输出特性最为重要。新课导入1.7交流发电机的特性1.7.1、输出特性输出特性是指在发电机端电压U不变（对12V系列的交流发电机规定为14V）输出电流与转速之间的关系，即U=常数时，I＝f（n）的函数关系。定义1）空载转速n1发电机转速小于一定值n1时，对外输出电流为零。当发

2、电机达到额定电压并能对外输出电流时的最小转速n1称为空载转速。由特性曲线I=f（n）可以看出发电机电压保持一定时，其输出功率随发电机转速升高而增加。2）满载转速n2当发电机达到额定流时的转速n2称为满载转速。额定电流一般为最大电流的2/3。空载转速和满载转速是测定发电机性能的重要依据。测得这两个数据即可判定发电机性能好坏。3）最大电流Imax发电机输出电流能力随转速的升高而增大，但曲线越来越平坦，当转速达到一定值时，无论转速增加多少电流都不再增加。即一定结构的发电机输出最大电流Imax有一定限制。由此可见，交流

3、发电机自身具有限制输出电流防止过载的能力，又称为自我保护能力。交流发电机定子绕组具有一定的阻抗Z，它由绕组的电阻R及感抗XL两部分组成，为什么交流发电机有自我保护能力？XL＝2лfL定子绕组的阻抗Z随发电机的车速升高而增加。高速时，R与XL相比可忽略不计，故阻抗Z约等于XL。转速高时，产生的内压降较大。定子电流增加时，由于电枢反应的增强，也会使感应电动势下降。两者共同作用的结果，当发电机的转速升高打一定时，输出电流几乎不随负载电阻的减小或转速的增加而增大。发电机电压（输出）一定时，发电机电流存在最大值。（无论转

4、速多高）即发电机功率存在最大值。限制发电机输出功率，只要限制发电机输出电压即可。限制输出电压后，发电机转速增加，不会出现由于电流过高，烧坏发电机的情况。如果发电机电压过高通常损坏用电设备。结论空载特性是研究发电机在空载运行时，其端电压随转速变化的关系，即I＝0时，U=f(n)的曲线，如图。1.7.2、空载特性外特性是研究当发电机转速一定时，其端电压与输出电流的关系，即n=常数时，U=f（I）的曲线，如图所示。1.7.3、外特性负载增加时，输出电流增大，端电压下降；1）内压降增大，端电压下降；2）端电压下降引起磁

5、场减弱、电动势降低，使得端电压进一步下降；3）当输出电流增加时，电枢反应增强，电动势降低，端电压进一步下降。由外特性曲线可以看出发电机负载增加到一定程度时，继续增加负载，输出电流反而和端电压一同下降，此时的输出电流称为转折电流。转速增加时，由于感抗增加使得端电压下降斜率岁转速升高而增加，导致各等速曲线的转折点逐渐靠拢。交流发电机具有限制输出电流的能力。由外特性曲线可以看出如果发电机在高速运转时，突然失去负载，发电机电压会突然升高，致使发电机及调节器等内部电子元件有被击穿的危险。注意！1.8新型交流发电机的结构

6、特点1.8.1、无刷交流发电机由于没有电刷和集电环，所以不会因为电刷和集电环的磨损和接触不良造成激磁不稳定或发电机不发电等故障；同时工作时无火花，也减小了无线电干扰。无刷交流发电机分为单爪极式、凸极式和永磁式三种。一、爪极式无刷交流发电机1、结构爪极式无刷交流发电机磁场绕组是静止的，它通过一个磁轭托架固定在后端盖上,所以，不再需要电刷。　　两个爪极中只有一个爪极直接固定在电机转子轴上，另一爪极则用非导磁联接环固定在前一爪极上。1-转子轴；2-磁轭托架；3-端盖；4-爪极；5-定子铁心；6；非导磁联接环；7-磁

7、场绕组；8-转子磁轭2、工作原理当转子旋转时，一个爪极就带动另一爪极一起在定子内转动,当磁场绕组中有直流电通过时，爪极被磁化,,就形成了旋转磁场。磁路如图所示。1-转子轴；2-磁轭托架；3-端盖；4-爪极；5-钉子铁心；6；非导磁联接环；7-磁场绕组；8-转子磁轭一、爪极式无刷交流发电机3、优点1）结构简单、维护方便、工作可靠　　2）不存在电刷与集电环接触不良导致的发电不稳或不发电故障。4、缺点1）爪极间连接工艺困难　　2）由于磁路中间隙加大，发电机相同输出功率下需加大励磁电流。一、爪极式无刷交流发电机二、

8、永磁式无刷交流发电机永磁式交流发电机与普通发电机不同的是以永久磁铁作为转子磁极而产生旋转磁场，不仅去掉了电刷和滑环，而且不需要磁场绕组和爪极。　　转子常用的永磁材料有铁氧体、铬镍钴、稀土钴、钕铁硼等。　由于转子为永磁结构，所以产生的旋转磁场强度是不变的、不可调的，因此，不能采用普通交流发电机通过调节器控制磁场电流的办法来调节发电机的输出电压。为解决调压问题可采用电压调节器与三相半控