汽车电器和电子设备-课件

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书名：汽车电器与电子设备ISBN：978-7-111-26199-5作者：杨连福出版社：机械工业出版社本书配有电子课件汽车电器与电子设备高职高专ppt课件 第2章　交流发电机与调节器2.1　汽车电源系统的组成2.2　交流发电机的结构2.3　交流发电机的工作原理2.4　交流发电机的工作特性2.5　电压调节器2.6　交流发电机与调节器的检测与试验2.7　充电系统故障判断与排除汽车电器与电子设备高职高专ppt课件 2.2　交流发电机的结构图2-1　JF132型交流发电机的组件图1—电刷弹簧压盖　2—电刷　3—电刷架　4—后端盖　5—硅二极管　6—元件板7—转子　8—定子　9—前端盖　10—风扇　11—V带轮汽车电器与电子设备高职高专ppt课件 2.2　交流发电机的结构2.2.1　转子图2-2　交流发电机的转子1—集电环　2—轴　3—爪极　4—磁轭　5—励磁绕组2.2.2　定子汽车电器与电子设备高职高专ppt课件 2.2　交流发电机的结构图2-3　定子绕组的联结方式a)星形联结　b)三角形联结汽车电器与电子设备高职高专ppt课件 2.2　交流发电机的结构2.2.3　整流器1.正极管子　其中心引线为二极管的正极，外壳为负极，在管壳底上一般标有红字标记。2.负极管子　其中心引线为二极管的负极，外壳为正极，管壳底上一般有黑字标记。汽车电器与电子设备高职高专ppt课件 2.2　交流发电机的结构图2-4　硅二极管的安装示意图汽车电器与电子设备高职高专ppt课件 2.2　交流发电机的结构图2-5　散热板外形1—硅二极管　2—元件板汽车电器与电子设备高职高专ppt课件 2.2　交流发电机的结构2.2.4　端盖与电刷总成1.端盖　在其上装有承轴、承轴盖等零部件。2.电刷与电刷架　目前，国产交流发电机的电刷有两种结构：一种电刷的更换在发电机外部进行，如图2-6a所示；另一种电刷的更换在发电机内部进行，如图2-6b所示。图2-6　电刷和电刷架a)内装式　b)外装式1—电刷　2—电刷架汽车电器与电子设备高职高专ppt课件 2.2　交流发电机的结构2.2.5　国产交流发电机的型号1　　　　2　　　　3　　　　4　　　　5表2-1　电流等级代号汽车电器与电子设备高职高专ppt课件 2.3　交流发电机的工作原理2.3.1　发电原理图2-7　交流发电机工作原理图 2.3　交流发电机的工作原理图2-8　三相桥式整流电路及电压波形a)三相桥式整流电路　b)整流前三相交流电的波形c)整流后输出的电压波形 2.3　交流发电机的工作原理图2-9　硅整流发电机中性点电压2.3.2　整流原理 2.3　交流发电机的工作原理图2-10　励磁回路的原理电路2.3.3　励磁方式 2.3　交流发电机的工作原理1.九管交流发电机　九管交流发电机除了三相桥式整流电路的6个二极管以外，增加了3个功率较小的二极管，专供励磁电流，称为励磁二极管，励磁二极管同时也控制充电指示灯。2Z11.TIF图2-11　九管交流发电机系统电路图1—励磁二极管　2—点火开关　3—充电指示灯　4—调节器　5—负载 2.3　交流发电机的工作原理1)当点火开关S接通时，蓄电池为励磁绕组提供励磁电流，励磁电路如下：2)当发动机起动后，发电机电压高于蓄电池电压时，发动机转为自励。3)当发动机熄火以后，充电指示灯仍亮，说明蓄电池在放电，提醒驾驶员关闭点火开关；当车辆运行时，充电指示灯亮，说明系统有故障，提醒驾驶员应及时维修。 2.3　交流发电机的工作原理2.八管交流发电机　有的交流发电机在6个整流二极管之外增加了2个中性点二极管，可以有效地提高发电机的输出功率，如图2-12所示。图2-12　八管交流发电机工作原理电路图3.十一管交流发电机　十一管交流发电机有6只整流二极管、3只磁场二极管和2只中性点二极管，如图2-14所示。 2.3　交流发电机的工作原理图2-13　中性点3次谐波 2.3　交流发电机的工作原理图2-14　十一管交流发电机工作原理电路图 2.4　交流发电机的工作特性图2-15　交流发电机的输出特性曲线 2.4　交流发电机的工作特性2Z15.TIF 2.4　交流发电机的工作特性2.4.1　输出特性1)交流发电机只需在较低的空载转速n1时，就能达到额定电压值，具有低速充电性能好的优点。2)当转速达到n2时，就达到了额定功率值，因此，其具有发电性能优良的特点。3)当发电机转速达到一定值后，发电机的输出电流几乎不再继续增加，具有自身限电流的能力。2.4.2　空载特性 2.4　交流发电机的工作特性2.4.3　外特性图2-16　交流发电机的空载特性曲线 2.4　交流发电机的工作特性图2-17　交流发电机的外特性曲线 2.5　电压调节器2.5.1　电压调节器的基本原理2.5.2　晶体管电压调节器2.tif 2.5　电压调节器图2-18　JFT106型调节器原理图1)起动发动机并闭合点火开关，蓄电池端电压经过点火开关加在分压器两端， 2.5　电压调节器分压器通过VT1发射极将蓄电池电压加在稳压管VS2两端，此电压值低于稳压管VS2的稳压值，VS2截止，VT1也截止，b点呈现高电位,VD2导通，于是导通晶体管VT2和VT3，发电机励磁电路接通，电路为：2)发动机转速上升，发电机转速随之上升，当发电机输出电压稍高于蓄电池端电压时，交流发电机由他励转为自励。 2.5　电压调节器3)当发电机转速升高至一定值使输出电压达到调压值时，发电机输出电压经分压器加到稳压管VS2两端的电压值达到稳压管VS2的稳压值，VS2导通，VT1也导通，b点呈现低电位，VT2截止，VT3随之截止，切断了发电机的励磁电路，发电机输出电压下降，当降到调压值以下时，加到稳压管VS2上的反向电压又低于稳压值，VS2又截止，VT1也截止，VT2和VT3导通，又接通励磁电路，发电机输出电压上升。1)R4、R5和R7是晶体管的偏置电阻，用以保证晶体管的正常工作。2)二极管VD1可以有效地保证稳压管可靠安全工作。3)VD2为温度补偿二极管，用来减少温度对调压的影响。 2.5　电压调节器4)二极管VD3反向并联在励磁绕组的两端，起续流的作用，当VT3截止时，由于励磁绕组中的电流突然变小，将产生较高的自感电动势，此时利用VD3构成自感电流的闭合回路，有效保护VT3。5)电容器C1和C2用来降低VT3开关频率。6)稳压管VS1接在硅整流发电机的输出端，以便当负载发生变化时，使调节电压保持稳定。2.5.3　集成电路调节器1.JFT151型集成电路调节器　JFT151型集成电路调节器是安装在JF15型和JF132E型交流发电机外壳上的国产调节器，是薄膜混合集成电路调节器。 2.5　电压调节器图2-19　JFT151型集成电路调节器1)起动发动机、闭合点火开关； 2.5　电压调节器蓄电池电压通过R1和R2组成的分压器加在稳压管VS1两端，此时的反向电压低于VS1的稳压值，VS1截止，VT1截止，复合晶体管VT2饱和导通，发电机励磁绕组的励磁电路接通，励磁电路为：2)发电机转速随发动机转速上升，当发电机输出电压高于调压值时，稳压管VS1两端获得的反向电压达到了稳压管的稳压值，VS1导通，VT1导通，VT2截止，切断了交流发电机的励磁电路，使发电机端电压下降，当端电压降到低于调压值时，VS1和VT1又截止，VT2又导通，接通了励磁电路，使发电机端电压上升。 2.5　电压调节器2.与9管交流发电机配套的集成电路调节器　按检测发电机电压的图2-20　发电机电压检测法电路图 2.5　电压调节器方式不同，这种调节器可分为发电机电压检测法和蓄电池电压检测法两种电路。(1)发电机电压检测法：发电机电压检测法的电路如图2-20所示。(2)蓄电池电压检测法：蓄电池电压检测法的电路如图2-21所示。图2-21　蓄电池电压检测法电路图 2.5　电压调节器图2-22　内装集成电路调节器1—发电机　2—集成电路调节器　3—充电指示灯 2.6　交流发电机与调节器的检测与试验2.6.1　交流发电机的使用和维修注意事项1.交流发电机的使用注意事项　无论分体式交流发电机还是整体式交流发电机都存在大量电子元器件，而电子元器件对瞬间过电压、短路冲击电流比较敏感，容易损坏，所以在使用中必须注意。1)蓄电池的极性不得接反，必须为负极搭铁，以免烧坏发电机与调节器中的电子元件。2)发电机工作时，不允许使用试火的方法检查发电机的正极接线柱是否有电，否则容易损坏二极管及电子元件。3)一旦发现发电机不发电或充电电流过小，应及时检修。4)发电机正常工作时，切不可任意拆卸连接线，防止产生瞬间过电压，损坏电子元件。 2.6　交流发电机与调节器的检测与试验5)发动机熄火以后，应及时将点火开关断开，防止蓄电池长时间向励磁绕组供电，损坏励磁绕组。2.交流发电机的维修及注意事项　维修时应按一定的操作步骤进行。(1)初步检验：这项检验是很必要的，检查项目如下：1)发电机传动带松紧情况。2)检查发电机、调节器的线束连接状况。3)检查蓄电池的电缆和极柱、发电机与底盘搭铁线状况。4)检查蓄电池有无充电不足和过充电迹象。(2)解体检查：在进行零部件检查前必须清洁各个部件。1)目测前后端盖有无裂纹与变形，如果有需要更换该部件。2)检测发电机轴承。 2.6　交流发电机与调节器的检测与试验3)目测检查集电环。4)检查电刷高度。5)目测励磁绕组和定子绕组的绝缘物有无烧蚀的迹象，如果有要更换定子或转子总成。(3)拆卸注意事项：必须先拆下蓄电池的搭铁线，然后才可拆发电机线缆；拆卸前后端盖时，用木锤轻敲击前、后端盖，使定子与转子分开，避免用手锤敲击；拆下元件板时，不可丢失元件板和盖之间的绝缘垫圈；拆卸轴承时，必须使用轴承拉器，不可用手锤敲击；不可用汽油清洗转子和定子线圈，防止绝缘损坏。(4)就车检查：就车检查时最好使用专用工具；在需要将调节器短路时，时间要短，或利用汽车电器设备作为蓄电池的负载；线路故障没有排除，不要更换新的调节器，以免损坏新调节器。 2.6　交流发电机与调节器的检测与试验2.6.2　交流发电机的检测与试验1.不解体检测(1)测量各接线柱之间的电阻：表2-2列出了几种国产发电机接线柱间的电阻正常值，可以用万用表测量后进行对比分析。表2-2　交流发电机各接线柱之间的电阻值(单位：Ω)(2)试验台动态检测：可在试验台上进行发电机空载和负荷试验(见 2.6　交流发电机与调节器的检测与试验图2-23)，从而判断发电机的工图2-23　交流发电机测试电路1—调速电动机　2—被测交流发电机 2.6　交流发电机与调节器的检测与试验2Z23.TIF1)空载试验。2)负荷试验。 2.6　交流发电机与调节器的检测与试验2.交流发电机零部件的检修(1)定子绕组的检查：包括线圈短路、断路和线圈搭铁的检查。1)线圈短路的检查。 2.6　交流发电机与调节器的检测与试验2)线圈断路的检查。图2-24　检查定子绕组是否短路和断路 2.6　交流发电机与调节器的检测与试验3)线圈搭铁的检查。(2)转子的检查：分为励磁绕组短路、断路的检查和励磁绕组搭铁的检查。1)励磁绕组短路、断路的检查。图2-25　检测定子绕组是否搭铁1—万用表　2—绕组端子 2.6　交流发电机与调节器的检测与试验2)励磁绕组搭铁的检查。(3)二极管的检查：首先将每个二极管的中心引线从接线柱上拆下，用万用表的红表笔和黑表笔分别与二极管的引线与壳体接触测量，然后更换表笔再测量。图2-26　检查励磁绕组是否短路和断路 2.6　交流发电机与调节器的检测与试验图2-27　检查励磁绕组是否搭铁2.6.3　调节器故障检查与调整 2.6　交流发电机与调节器的检测与试验1)内搭铁式晶体管调节器的检查。2)外搭铁式晶体管电压调节器的检查。图2-28　内搭铁式晶体管调节器的检查 2.6　交流发电机与调节器的检测与试验图2-29　外搭铁式晶体管电压调节器的检查 2.6　交流发电机与调节器的检测与试验3)集成电路调节器的检查。图2-30　集成电路调节器的检查 2.7　充电系统故障判断与排除1.不充电　充电系统不充电的现象为发动机高于怠速运转时，电流表指示放电或充电指示灯发亮。2.充电电流太大　充电电流太大的现象通常有发动机中速以上运转，电流表指示充电30A以上；汽车长途行使中电流表指示的充电电流始终大于5A；蓄电池电解液消耗快，点火线圈、发电机过热；分电器的断电器触点经常烧蚀，各种灯泡经常烧毁等。3.充电电流过小　充电电流过小的现象通常有蓄电池存电不足；发动机中速以上运转，电流表始终反映充电电流在5A以下，蓄电池经常存电不足；灯光暗淡，电喇叭声音小，起动机运转缓慢等。4.发电机异响　发电机异响属于机械故障。1.汽车电源系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？2.交流发电机由哪几部分组成?各部分的作用是什么?