第2章 汽車電氣

1、汽車電器與電子技術第二章 汽車供電系統(tǒng)汽車供電系統(tǒng) 汽車供電系統(tǒng)是整車用電設備的電源，由蓄電池和發(fā)動機汽車供電系統(tǒng)是整車用電設備的電源，由蓄電池和發(fā)動機并聯(lián)組成。并聯(lián)組成。發(fā)動機工作時，有發(fā)動機帶動發(fā)電機工作提供整車發(fā)動機工作時，有發(fā)動機帶動發(fā)電機工作提供整車電能，并向蓄電池充電電能，并向蓄電池充電。蓄電池主要是發(fā)動機起動時，給起動。蓄電池主要是發(fā)動機起動時，給起動電動機供電，并提供點火系統(tǒng)供電。蓄電池其它功用：電動機供電，并提供點火系統(tǒng)供電。蓄電池其它功用：第二章第二章 汽車供電系統(tǒng)汽車供電系統(tǒng)1、發(fā)電機電壓低或不發(fā)電（發(fā)動機怠速或停機）時向車載用電、發(fā)電機電壓低或不發(fā)電（發(fā)動機怠速或停機）

2、時向車載用電氣設備供電。氣設備供電。2、汽車上同時使用的電氣設備功率超過發(fā)電機功率時，輔助發(fā)、汽車上同時使用的電氣設備功率超過發(fā)電機功率時，輔助發(fā)電機供電。電機供電。3、將發(fā)電機多余的電能轉(zhuǎn)化為化學能存儲起來、將發(fā)電機多余的電能轉(zhuǎn)化為化學能存儲起來蓄電池充電。蓄電池充電。4、防止電子設備受電路動態(tài)過程產(chǎn)生高電壓沖擊，也是電子設、防止電子設備受電路動態(tài)過程產(chǎn)生高電壓沖擊，也是電子設備的不間斷電源。備的不間斷電源。要求：蓄電池能夠提供發(fā)動機起動時大電流工作。發(fā)電機應在要求：蓄電池能夠提供發(fā)動機起動時大電流工作。發(fā)電機應在發(fā)動機速度變化范圍內(nèi)發(fā)出穩(wěn)定電壓供電。發(fā)動機速度變化范圍內(nèi)發(fā)出穩(wěn)定電壓供電。第

3、一節(jié)第一節(jié) 蓄電池的構造及工作原理蓄電池的構造及工作原理第二節(jié)第二節(jié) 蓄電池的工作特性及使用與維護蓄電池的工作特性及使用與維護第三節(jié)第三節(jié) 新型蓄電池新型蓄電池第四節(jié)第四節(jié) 交流發(fā)電機構造、工作原理及特性交流發(fā)電機構造、工作原理及特性第五節(jié)第五節(jié) 交流發(fā)電機的調(diào)節(jié)器交流發(fā)電機的調(diào)節(jié)器第六節(jié)第六節(jié) 交流發(fā)電機充電系統(tǒng)的使用與故障診斷交流發(fā)電機充電系統(tǒng)的使用與故障診斷第七節(jié)第七節(jié) 42V及及14V42V雙電壓汽車電氣系統(tǒng)簡介雙電壓汽車電氣系統(tǒng)簡介 第二章第二章 汽車供電系統(tǒng)汽車供電系統(tǒng)第一節(jié)第一節(jié) 蓄電池的構造及工作原理蓄電池的構造及工作原理一、蓄電池的結構一、蓄電池的結構車用蓄電池為：鉛鋅酸性（

4、硫酸）蓄電池。可分為干車用蓄電池為：鉛鋅酸性（硫酸）蓄電池。可分為干式荷電蓄電池和免維護蓄電池。式荷電蓄電池和免維護蓄電池。干式荷電蓄電池：極板在干燥環(huán)境下能夠在較長時間干式荷電蓄電池：極板在干燥環(huán)境下能夠在較長時間（2年內(nèi)）保持制造過程中所得電容量的蓄電池。年內(nèi)）保持制造過程中所得電容量的蓄電池。免維護蓄電池：是指蓄電池能夠在有效使用期（一般免維護蓄電池：是指蓄電池能夠在有效使用期（一般4年長者年長者8年）內(nèi)無需進行添加蒸餾水等維護工作的蓄電年）內(nèi)無需進行添加蒸餾水等維護工作的蓄電池。池。第一節(jié)第一節(jié) 蓄電池的構造及工作原理蓄電池的構造及工作原理第一節(jié)第一節(jié) 蓄電池的構造及工作原理蓄電池的構

5、造及工作原理:鋅極板活性物質(zhì)二氧化鉛（PbO2）深棕色:活性物質(zhì)鉛膏，活性鉛（Pb）深灰色:木質(zhì)、微孔橡膠、微孔塑料。耐酸性抗腐蝕。:銅材，外部鏈接端頭。耐酸性抗腐蝕。:將制作好的極板置于酸性溶液中進行化成，一般充電1820小時而生成。一片正極板和一片負極板浸入到硫酸溶液中，可以產(chǎn)生2V電壓。12V、24V？:正負極板相互嵌合中間用隔板隔開組裝于存有硫酸溶液的容器中，就構成單格電池。每個單格電池的正極板比負極板少一片。:每個單格電池的正極板比負極板少一片？使得正極板能夠兩面放電均勻，單面放電容易使得極板變形，易引起二氧化鉛脫落。電極厚1.11.5mm。第一節(jié)第一節(jié) 蓄電池的構造及工作原理蓄電池

6、的構造及工作原理:干式用微孔塑料，免維護用聚氯乙烯袋制作。:保留脫落物質(zhì)，防止極板間短路，可以取消殼保留脫落物質(zhì)，防止極板間短路，可以取消殼體底部肋條，使得極板上部容積增大，增大電解液存量。體底部肋條，使得極板上部容積增大，增大電解液存量。第一節(jié)第一節(jié) 蓄電池的構造及工作原理蓄電池的構造及工作原理3、電解液：、電解液：作用使極板活性物質(zhì)發(fā)生溶解電離，產(chǎn)作用使極板活性物質(zhì)發(fā)生溶解電離，產(chǎn)生化學反應。鉛鋅電池的電解液為純硫酸與蒸餾水按生化學反應。鉛鋅電池的電解液為純硫酸與蒸餾水按比例配制，密度為比例配制，密度為1.241.30。 電解液純度會影響蓄電池電氣性能和使用壽命。電解液純度會影響蓄電池電氣

7、性能和使用壽命。普通工業(yè)硫酸和水含有銅鐵等其它導電雜質(zhì)，會加速普通工業(yè)硫酸和水含有銅鐵等其它導電雜質(zhì)，會加速電池自放電速度，故不能用于鉛鋅蓄電池。電池自放電速度，故不能用于鉛鋅蓄電池。 其它種類電池的電解液是不同的，例如磷酸鐵鋰其它種類電池的電解液是不同的，例如磷酸鐵鋰電池的專用電解液。電池的專用電解液。一般是有有機溶劑和電解質(zhì)（鋰鹽）一般是有有機溶劑和電解質(zhì)（鋰鹽）組成組成 鋰離子電池一般采用極性非質(zhì)子溶劑，現(xiàn)階段廣泛應用的為碳酸酯系列（包鋰離子電池一般采用極性非質(zhì)子溶劑，現(xiàn)階段廣泛應用的為碳酸酯系列（包括環(huán)狀碳酸酯如括環(huán)狀碳酸酯如 EC 和和PC 和鏈狀碳酸酯如和鏈狀碳酸酯如 DMC、EM

8、C） 。通常電解液溶劑。通常電解液溶劑為混合溶劑，碳酸乙烯酯（為混合溶劑，碳酸乙烯酯（EC）憑借優(yōu)良的成膜作用，成為絕大多數(shù)電解液）憑借優(yōu)良的成膜作用，成為絕大多數(shù)電解液的主成分，目前鋰電池使用的主要溶劑為的主成分，目前鋰電池使用的主要溶劑為 EC 為基礎的二元或者三元混合溶為基礎的二元或者三元混合溶劑，如劑，如EC+DMC碳酸二甲酯碳酸二甲酯 , EC+DEC, EC+DMC+EMC 等。等。電解質(zhì)是鋰電電解液必不可少的組成部分，目前電解質(zhì)有高氯酸鋰電解質(zhì)是鋰電電解液必不可少的組成部分，目前電解質(zhì)有高氯酸鋰（LiClO4）、六氟磷酸鋰（）、六氟磷酸鋰（LiPF6）、四氟硼酸鋰（）、四氟硼酸鋰

9、（LIBF4）等，其中六氟磷）等，其中六氟磷酸鋰具有良好的導電性和電化學穩(wěn)定性，是目前主流的電解質(zhì)。酸鋰具有良好的導電性和電化學穩(wěn)定性，是目前主流的電解質(zhì)。 但六氟磷酸但六氟磷酸鋰也存在兩個缺陷：第一、熱穩(wěn)定性不佳；第二、對水分和氫氟酸（鋰也存在兩個缺陷：第一、熱穩(wěn)定性不佳；第二、對水分和氫氟酸（HF）敏）敏感，容易發(fā)生分解反應。感，容易發(fā)生分解反應。 雖然人們在努力尋找新的電解質(zhì)，以期達到導電性、雖然人們在努力尋找新的電解質(zhì)，以期達到導電性、熱穩(wěn)定以及抗水性的較好結合，但目前為止仍未找到完全替代六氟磷酸鋰的熱穩(wěn)定以及抗水性的較好結合，但目前為止仍未找到完全替代六氟磷酸鋰的電解質(zhì)。電解質(zhì)。 電

10、解液中還可以少量添加某些添加劑，來提高某些方面的性能。添加劑種類電解液中還可以少量添加某些添加劑，來提高某些方面的性能。添加劑種類很多，可根據(jù)電池用途加以選擇使用。很多，可根據(jù)電池用途加以選擇使用。 EMC: Ethylene methyl carbonate 碳酸甲基乙烯酯碳酸甲基乙烯酯 第一節(jié)第一節(jié) 蓄電池的構造及工作原理蓄電池的構造及工作原理殼體：用于盛放電解殼體：用于盛放電解液和極板組。液和極板組。殼體：由電池槽和電殼體：由電池槽和電池蓋組成。池蓋組成。殼體：殼體：隔成隔成3個或個或6個互不個互不相通的單格，底部的凸棱相通的單格，底部的凸棱可以擱置極板組。凸棱間可以擱置極板組。凸棱間的

11、凹槽可以收集工作過程的凹槽可以收集工作過程中的脫落物質(zhì)，避免引起中的脫落物質(zhì)，避免引起極板之間短路。聚丙烯制極板之間短路。聚丙烯制作。作。單格極板組之間采用鉛質(zhì)連接條連接。單格極板組之間采用鉛質(zhì)連接條連接。蓄電池蓋設有通氣孔，以便排放充電過程中產(chǎn)生的氣體。蓄電池蓋設有通氣孔，以便排放充電過程中產(chǎn)生的氣體。第一節(jié)第一節(jié) 蓄電池的構造及工作原理蓄電池的構造及工作原理蓄電池裝配蓄電池裝配第一節(jié)第一節(jié) 蓄電池的構造及工作原理蓄電池的構造及工作原理免維護蓄電池指示器免維護蓄電池指示器第一節(jié)第一節(jié) 蓄電池的構造及工作原理蓄電池的構造及工作原理二、蓄電池工作原理二、蓄電池工作原理化學反應過程化學反應過程42

12、442222SOPOHSOPPSOHOPbbbb負極負極正極正極負極負極正極正極充電充電放電放電電解液電解液電解液電解液+2e-2e+2e-2e放電放電+2e-2e充電充電 +2e-2e二氧化鉛二氧化鉛鉛鉛硫酸鉛硫酸鉛硫酸鉛硫酸鉛4+H-SO4-2e-SO4蓄電池是能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為化學能（充電），又能把蓄電池是能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為化學能（充電），又能把化學能轉(zhuǎn)變成電能（放電）的器件。核心部件是極板化學能轉(zhuǎn)變成電能（放電）的器件。核心部件是極板活性物質(zhì)和電解液，充電與放電都是通過極板活性物活性物質(zhì)和電解液，充電與放電都是通過極板活性物質(zhì)與電解液的化學反應實現(xiàn)的。正極活性物質(zhì)為二氧質(zhì)與電解液的化學反應

13、實現(xiàn)的。正極活性物質(zhì)為二氧化鉛，負極活性物質(zhì)為海綿狀鉛。電解液是硫酸?；U，負極活性物質(zhì)為海綿狀鉛。電解液是硫酸。第一節(jié)第一節(jié) 蓄電池的構造及工作原理蓄電池的構造及工作原理蓄電池型號：由四部分組成蓄電池型號：由四部分組成串聯(lián)單格電池數(shù)串聯(lián)單格電池數(shù)蓄電池蓄電池 類型類型蓄電池特征蓄電池特征蓄電池額定容量蓄電池額定容量數(shù)字量數(shù)字量數(shù)字量數(shù)字量Ah漢語拼漢語拼音字母音字母特征代號特征代號特征代號特征代號蓄電池特征蓄電池特征A干荷電干荷電H濕荷電濕荷電W免維護免維護S少維護少維護特征代號特征代號蓄電池特征蓄電池特征J膠體電解液膠體電解液M密封式密封式B半密封式半密封式F防酸式防酸式特征代號特征代號蓄

14、電池特征蓄電池特征D帶電式帶電式Y液密式液密式Q氣密式氣密式I激活式激活式一、蓄電池的工作特性一、蓄電池的工作特性第二節(jié)第二節(jié) 蓄電池的工作特性及使用與維護蓄電池的工作特性及使用與維護1、靜止電動勢，、靜止電動勢，2、內(nèi)阻，、內(nèi)阻，3、充放電特性和容量。、充放電特性和容量。1、靜止電動勢、靜止電動勢Ej：t=1.23，t=10oC, t=30oC時時Ej=0.84+25oC=0.84+1.23+0.00075(10-25)=2.06V2、內(nèi)阻、內(nèi)阻第二節(jié)第二節(jié) 蓄電池的工作特性及使用與維護蓄電池的工作特性及使用與維護內(nèi)阻由以下幾部分電阻構成：極板電阻、隔板電阻、內(nèi)阻由以下幾部分電阻構成：極板電

15、阻、隔板電阻、電解液電阻、串聯(lián)單格連條電阻。電解液電阻、串聯(lián)單格連條電阻。極板電阻：極板電阻會隨充電和放電程度不同改變。極板電阻：極板電阻會隨充電和放電程度不同改變。滿充電電阻低，放完電電阻高。滿充電電阻低，放完電電阻高。隔板電阻：隔板材料、多孔性等因素相關。隔板電阻：隔板材料、多孔性等因素相關。電解液電阻：與電解液溫度（高電解液電阻：與電解液溫度（高低低低低高）、密高）、密度有關。密度太高太低都不合適，度有關。密度太高太低都不合適，1.208g/cm2最佳。最佳。連條電阻：與連條使用材料連接形式有關。連條電阻：與連條使用材料連接形式有關。第二節(jié)第二節(jié) 蓄電池的工作特性及使用與維護蓄電池的工作

16、特性及使用與維護3、電池放電特性、電池放電特性用用20小時放電小時放電容量定義。容量定義。If=0.05C20第二節(jié)第二節(jié) 蓄電池的工作特性及使用與維護蓄電池的工作特性及使用與維護衡量放電終了的方法：衡量放電終了的方法：1)、電解液密度下降、電解液密度下降1.11g/cm2，2)、單格電池降至終止電壓（、單格電池降至終止電壓（20h放電率，單格終止電壓為放電率，單格終止電壓為1.75V）.表表2-2放電電流與終止電壓的關系放電電流與終止電壓的關系4、蓄電池的充電特性、蓄電池的充電特性第二節(jié)第二節(jié) 蓄電池的工作特性及使用與維護蓄電池的工作特性及使用與維護外加電壓：外加電壓：Ux=E+ICRQ蓄電

17、池電壓上升至最大值，單格電池蓄電池電壓上升至最大值，單格電池2.7V，且，且2小時內(nèi)不變。小時內(nèi)不變。電解液密度最大值，電解液密度最大值，2小小時不變。時不變。電解液大量冒氣泡。電解液大量冒氣泡。第一節(jié)第一節(jié) 蓄電池的構造及工作原理蓄電池的構造及工作原理表表2-2放電電流與終止電壓的關系放電電流與終止電壓的關系5、蓄電池容量、蓄電池容量儲備量與額定容量有如下?lián)Q算關系儲備量與額定容量有如下?lián)Q算關系表表2-2放電電流與終止電壓的關系放電電流與終止電壓的關系二、蓄電池使用與維護二、蓄電池使用與維護1、正確使用注意點：、正確使用注意點：1）、正確使用起動機）、正確使用起動機 35s2）、定期補充充電。

18、）、定期補充充電。3）、在汽車上安裝牢固。）、在汽車上安裝牢固。4）、新蓄電池使用之前需要選擇電解液的相對密度。）、新蓄電池使用之前需要選擇電解液的相對密度。1）、檢查有無電解液滲出，擦去滲出的電解液。）、檢查有無電解液滲出，擦去滲出的電解液。2）、檢查是否安裝牢固，及時固定。）、檢查是否安裝牢固，及時固定。3）、擦出外部灰塵，泥土、污垢。）、擦出外部灰塵，泥土、污垢。4）、檢查孔蓋或螺塞上的氣孔是否通暢。）、檢查孔蓋或螺塞上的氣孔是否通暢。5）、定期調(diào)整電解液密度和高液面度。）、定期調(diào)整電解液密度和高液面度。2、蓄電池的維護：、蓄電池的維護：汽車行駛汽車行駛6000km7000km或用或用3

19、045天。天。 第二節(jié)第二節(jié) 蓄電池的工作特性及使用與維護蓄電池的工作特性及使用與維護第三節(jié)第三節(jié) 新型蓄電池新型蓄電池其化學反應過程為其化學反應過程為新型蓄電池：新型蓄電池：鈉鈉硫電池、燃料電池、鋅硫電池、燃料電池、鋅空氣電池、鎘空氣電池、鎘鎳電池、磷酸鐵鋰電池鎳電池、磷酸鐵鋰電池1、鈉硫電池、鈉硫電池放電時陰極放電時陰極總的反應總的反應陽極：熔融的硫陽極：熔融的硫陰極：熔融的鈉陰極：熔融的鈉電解液：氧化鋁固體電解液電解液：氧化鋁固體電解液主要優(yōu)點：放電量等于充電量。主要優(yōu)點：放電量等于充電量。主要缺點：壽命短，工作溫度高。主要缺點：壽命短，工作溫度高。比能量比能量600w.h/kg第三節(jié)第

20、三節(jié) 新型蓄電池新型蓄電池其化學反應過程為其化學反應過程為放電時正極反應放電時正極反應 吸收電子吸收電子1、氫氧燃料電池電池、氫氧燃料電池電池陽極：多空銀電極、或鎘電極陽極：多空銀電極、或鎘電極放電時負極反應放電時負極反應 釋放電子釋放電子放電的總反應放電的總反應優(yōu)點：優(yōu)點：不用充電，無污染，比能量大，是鉛鋅硫酸電池的不用充電，無污染，比能量大，是鉛鋅硫酸電池的47倍；倍；缺點：缺點：需用貴金屬做催化劑，成本高。需用貴金屬做催化劑，成本高。200300w.h/kg第三節(jié)第三節(jié) 新型蓄電池新型蓄電池正極放電過程為：正極放電過程為：蓄電池的總反應式為；蓄電池的總反應式為；3、鋅、鋅空氣電池空氣電池

21、比能量：比能量：150400w.h/kg正極：薄金屬網(wǎng)集電器、活性層組成薄空氣電極。正極：薄金屬網(wǎng)集電器、活性層組成薄空氣電極。負極：純鋅組成。負極：純鋅組成。OHHOO4e4222負極放電過程為：負極放電過程為：優(yōu)點：放電電壓穩(wěn)定：優(yōu)點：放電電壓穩(wěn)定：1.01.2V，無污染。，無污染。缺點：工作過程要求清楚空氣中的缺點：工作過程要求清楚空氣中的 二氧化碳，放電電二氧化碳，放電電流有限制。流有限制。第三節(jié)第三節(jié) 新型蓄電池新型蓄電池蓄電池的總反應式為；蓄電池的總反應式為；4、鎘、鎘鎳電池鎳電池比能量：比能量：150400w.h/kg正極：活性物質(zhì)氫氧化鎳正極：活性物質(zhì)氫氧化鎳NiOH，極板由鋼

22、制骨架嵌入鋼管制成。，極板由鋼制骨架嵌入鋼管制成。負極：海綿狀鎘。電解液氫氧化鉀負極：海綿狀鎘。電解液氫氧化鉀KOH或氫氧化鈉或氫氧化鈉Na(OH)2負極放電過程負極放電過程Cd釋放釋放2eCd(OH)2正極放電過程正極放電過程Ni(OH)3吸收放吸收放2eNi(OH)2放電過程為：放電過程為：)(2)(e2)(223OHOHNOHNiieKOHCKOHCdd22)(22優(yōu)點：放電電流大，壽命長優(yōu)點：放電電流大，壽命長57硫酸鉛鋅電池。但成本高。硫酸鉛鋅電池。但成本高。長壽命長壽命硫酸鉛新電池硫酸鉛新電池的循環(huán)壽命在的循環(huán)壽命在300次左右，最高也就次左右，最高也就500次次 磷酸鐵鋰電池，而

23、磷酸鐵鋰動力電池，循環(huán)壽命達到磷酸鐵鋰電池，而磷酸鐵鋰動力電池，循環(huán)壽命達到2000次次以上，標準充電（以上，標準充電（5小時率）使用，可達到小時率）使用，可達到2000次。同質(zhì)量的次。同質(zhì)量的鉛酸電池是鉛酸電池是“新半年、舊半年、維護維護又半年新半年、舊半年、維護維護又半年”，最多也就，最多也就22.5年時間，而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用，理論壽命將年時間，而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用，理論壽命將達到達到78年。綜合考慮，性能價格比理論上為鉛酸電池的年。綜合考慮，性能價格比理論上為鉛酸電池的4倍以倍以上上 。大容量：大容量：具有比普通電池（鉛酸等）更大的容量。具有比普通電池（鉛酸等）更大

24、的容量。5AH-1000AH（單體）（單體） 。重量輕：重量輕：同等規(guī)格容量的磷酸鐵鋰電池的同等規(guī)格容量的磷酸鐵鋰電池的體積是鉛酸電池體積的體積是鉛酸電池體積的2/3，重量是鉛酸電池的，重量是鉛酸電池的1/3 。高溫性能好：高溫性能好：磷酸鐵鋰電熱峰值可達磷酸鐵鋰電熱峰值可達350-500而錳酸鋰和而錳酸鋰和鈷酸鋰只在鈷酸鋰只在200左右。左右。工作溫度：工作溫度：寬廣（寬廣（-20C-+75C），有），有耐高溫特性磷酸鐵鋰電熱峰值可達耐高溫特性磷酸鐵鋰電熱峰值可達350-500而錳酸鋰和鈷而錳酸鋰和鈷酸鋰只在酸鋰只在200左右左右 。5、磷酸鐵鋰電池、磷酸鐵鋰電池第三節(jié)第三節(jié) 新型蓄電池新型

25、蓄電池第四節(jié)第四節(jié) 交流發(fā)電機構造、工作原理及特性交流發(fā)電機構造、工作原理及特性一、交流發(fā)電機的構造一、交流發(fā)電機的構造第四節(jié)第四節(jié) 交流發(fā)電機構造、工作原理及特性交流發(fā)電機構造、工作原理及特性第四節(jié)第四節(jié) 交流發(fā)電機構造、工作原理及特性交流發(fā)電機構造、工作原理及特性1、轉(zhuǎn)子結構、轉(zhuǎn)子結構第四節(jié)第四節(jié) 交流發(fā)電機構造、工作原理及特性交流發(fā)電機構造、工作原理及特性2、定子與三相繞組的連接、定子與三相繞組的連接第四節(jié)第四節(jié) 交流發(fā)電機構造、工作原理及特性交流發(fā)電機構造、工作原理及特性2、定子：、定子：定子展開圖定子展開圖第四節(jié)第四節(jié) 交流發(fā)電機構造、工作原理及特性交流發(fā)電機構造、工作原理及特性3、

26、整流器：、整流器：三相三相交流轉(zhuǎn)變成直流交流轉(zhuǎn)變成直流電，采用三相橋電，采用三相橋式整流電路。式整流電路。第四節(jié)第四節(jié) 交流發(fā)電機構造、工作原理及特性交流發(fā)電機構造、工作原理及特性3、整流器：、整流器：安裝圖采安裝圖采 用三相用三相橋式整流橋式整流電路。電路。第四節(jié)第四節(jié) 交流發(fā)電機構造、工作原理及特性交流發(fā)電機構造、工作原理及特性4、端蓋、端蓋與電刷組與電刷組件：件：電刷：電刷：勵磁繞組勵磁繞組與激勵直與激勵直流電源連流電源連接。接。第四節(jié)第四節(jié) 交流發(fā)電機構造、工作原理及特性交流發(fā)電機構造、工作原理及特性圖圖2-21 交流發(fā)電機的搭鐵形式交流發(fā)電機的搭鐵形式 a)內(nèi)搭鐵型交流內(nèi)搭鐵型交流發(fā)

27、電機發(fā)電機 b) 外搭鐵型交流發(fā)電機。外搭鐵型交流發(fā)電機。 5、發(fā)電機繞組的兩種、發(fā)電機繞組的兩種 連接形式連接形式第四節(jié)第四節(jié) 交流發(fā)電機構造、工作原理及特性交流發(fā)電機構造、工作原理及特性圖圖2-23 交流發(fā)電機的工作原理交流發(fā)電機的工作原理 a)汽車交流發(fā)電機電路汽車交流發(fā)電機電路b)感應電動勢輸出波形三相繞組中交流電動勢瞬時值感應電動勢輸出波形三相繞組中交流電動勢瞬時值的表達式為。的表達式為。二、交流發(fā)電機的型號二、交流發(fā)電機的型號 見見 圖圖2-22，表，表24、5三、交流發(fā)電機的工作原理三、交流發(fā)電機的工作原理1、電動勢產(chǎn)生、電動勢產(chǎn)生第四節(jié)第四節(jié) 交流發(fā)電機構造、工作原理及特性交流

28、發(fā)電機構造、工作原理及特性 交流發(fā)電機感應電動勢輸出波形三相繞組中交流電交流發(fā)電機感應電動勢輸出波形三相繞組中交流電動勢瞬時值的表達式為：動勢瞬時值的表達式為：感應電動勢的大小：感應電動勢的大?。篍=4.44Kf N =Ce n調(diào)整方法：改變調(diào)整方法：改變 ，即就是勵磁電流即就是勵磁電流 ，改變，改變n，即就是改變轉(zhuǎn)速。即就是改變轉(zhuǎn)速。第四節(jié)第四節(jié) 交流發(fā)電機構造、工作原理及特性交流發(fā)電機構造、工作原理及特性三相繞組兩種連接（星形、三角形）的電壓電流關系三相繞組兩種連接（星形、三角形）的電壓電流關系第四節(jié)第四節(jié) 交流發(fā)電機構造、工作原理及特性交流發(fā)電機構造、工作原理及特性2、整流原理、整流原理

29、第四節(jié)第四節(jié) 交流發(fā)電機構造、工作原理及特性交流發(fā)電機構造、工作原理及特性2、整流原理、整流原理U=1.35Ul=2.34UtdtUUl）（6sin23/126IID31266cos23）（tUUl)5 . 0)5 . 0(23lU輸出電壓輸出電壓U=1.35Ul=2.34U第四節(jié)第四節(jié) 交流發(fā)電機構造、工作原理及特性交流發(fā)電機構造、工作原理及特性中性點直流電壓中性點直流電壓第四節(jié)第四節(jié) 交流發(fā)電機構造、工作原理及特性交流發(fā)電機構造、工作原理及特性四、交流發(fā)電機的特性。四、交流發(fā)電機的特性。1、交流發(fā)電機的輸出特性。、交流發(fā)電機的輸出特性。I=f(n)也稱輸出電流特性。也稱輸出電流特性。1)、

30、轉(zhuǎn)速較低（、轉(zhuǎn)速較低（n1）才能）才能輸出電流，空載轉(zhuǎn)速是選擇發(fā)電輸出電流，空載轉(zhuǎn)速是選擇發(fā)電機與發(fā)動機轉(zhuǎn)速比的依據(jù)。機與發(fā)動機轉(zhuǎn)速比的依據(jù)。2)、轉(zhuǎn)速在（、轉(zhuǎn)速在（n2nn1）I隨著隨著n的的升高而快速升高。達到升高而快速升高。達到n2時，發(fā)時，發(fā)電機輸出額定功率。電機輸出額定功率。3)、轉(zhuǎn)速高于、轉(zhuǎn)速高于n2，I不隨著不隨著n的升的升高而升高。高而升高。n2定義為額定轉(zhuǎn)速。定義為額定轉(zhuǎn)速。激磁電流增大，使得磁場趨于飽和所以電壓不再升高，電流也趨于恒定。激磁電流增大，使得磁場趨于飽和所以電壓不再升高，電流也趨于恒定。第四節(jié)第四節(jié) 交流發(fā)電機構造、工作原理及特性交流發(fā)電機構造、工作原理及特性2

31、 2、空載輸出特性。、空載輸出特性。u=f(n)?？蛰d特性空載特性是檢驗硅整流發(fā)電是檢驗硅整流發(fā)電機充電性能的依據(jù)。機充電性能的依據(jù)。從從空載特性可以看出空載特性可以看出低速時，由蓄電池給低速時，由蓄電池給發(fā)電機提供激磁電流，發(fā)電機提供激磁電流，速度上升，輸出電壓速度上升，輸出電壓升高，壓電機發(fā)出電升高，壓電機發(fā)出電能勵磁，電壓快速上能勵磁，電壓快速上升。升。第四節(jié)第四節(jié) 交流發(fā)電機構造、工作原理及特性交流發(fā)電機構造、工作原理及特性3、交流發(fā)電機的外特性。、交流發(fā)電機的外特性。u=f(I)。發(fā)電機的端電壓與發(fā)電機的端電壓與輸出電流的關系稱為發(fā)電機輸出電流的關系稱為發(fā)電機的外特性。當輸出電壓下降

32、的外特性。當輸出電壓下降達到較低值時，勵磁電流下達到較低值時，勵磁電流下降，所以出現(xiàn)輸出電流降低降，所以出現(xiàn)輸出電流降低的情況。發(fā)電機高速運行時的情況。發(fā)電機高速運行時應盡量避免電機負載突變，應盡量避免電機負載突變，以免造成輸出電壓過高。以免造成輸出電壓過高。第五節(jié)第五節(jié) 交流發(fā)電機的調(diào)節(jié)器交流發(fā)電機的調(diào)節(jié)器式中：式中：忽略發(fā)電機內(nèi)阻電壓降，就有忽略發(fā)電機內(nèi)阻電壓降，就有一、交流發(fā)電機調(diào)節(jié)器的作用一、交流發(fā)電機調(diào)節(jié)器的作用由于汽車發(fā)電機是以固定的傳動比由發(fā)動機帶動的，發(fā)動機的由于汽車發(fā)電機是以固定的傳動比由發(fā)動機帶動的，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速隨著汽車行駛速度而變化，所以發(fā)電機的轉(zhuǎn)速也是變化不轉(zhuǎn)速隨著汽車

33、行駛速度而變化，所以發(fā)電機的轉(zhuǎn)速也是變化不定的，所以需要電壓調(diào)節(jié)器，調(diào)整勵磁電流或相應的穩(wěn)壓器，定的，所以需要電壓調(diào)節(jié)器，調(diào)整勵磁電流或相應的穩(wěn)壓器，保證直流供電的穩(wěn)定。保證直流供電的穩(wěn)定。第五節(jié)第五節(jié) 交流發(fā)電機的調(diào)節(jié)器交流發(fā)電機的調(diào)節(jié)器二、電壓調(diào)節(jié)原理與調(diào)節(jié)方法二、電壓調(diào)節(jié)原理與調(diào)節(jié)方法nCUe 調(diào)節(jié)勵磁電流改變電機磁場強度的調(diào)節(jié)方式：勵磁電流增調(diào)節(jié)勵磁電流改變電機磁場強度的調(diào)節(jié)方式：勵磁電流增加，加，增大，輸出電壓升高，勵磁電流減小，增大，輸出電壓升高，勵磁電流減小， 減小，輸出電減小，輸出電壓降低。壓降低。U2為上限跟隨電壓，為上限跟隨電壓，U1為下限跟隨電壓。為下限跟隨電壓。第五節(jié)第

34、五節(jié) 交流發(fā)電機的調(diào)節(jié)器交流發(fā)電機的調(diào)節(jié)器二、電子調(diào)節(jié)器的型號與分類二、電子調(diào)節(jié)器的型號與分類FTDFT發(fā)電機發(fā)電機電子調(diào)節(jié)器電子調(diào)節(jié)器數(shù)字數(shù)字1:12V,1:12V,數(shù)字數(shù)字2:24V2:24V數(shù)字數(shù)字4: 4:分離元件分離元件, ,數(shù)字數(shù)字5: 5:集成電路集成電路數(shù)字數(shù)字1212A,B,C分類：結構分立元件，集成元件構成。按搭鐵：內(nèi)搭鐵、外分類：結構分立元件，集成元件構成。按搭鐵：內(nèi)搭鐵、外搭鐵；搭鐵；型號型號：第五節(jié)第五節(jié) 交流發(fā)電機的調(diào)節(jié)器交流發(fā)電機的調(diào)節(jié)器四、電子調(diào)節(jié)器工作過程四、電子調(diào)節(jié)器工作過程URRRUR21111、電路的基、電路的基本組成。本組成。1 1）、分壓電路。）、分

35、壓電路。2 2）、第一級開）、第一級開關電路。由關電路。由VSVS、VT1VT1組成組成3 3）、第二級開）、第二級開關電路。由關電路。由VT2VT2組成組成2 2、調(diào)節(jié)器具體工作過程：、調(diào)節(jié)器具體工作過程：1 1）當閉合點火開關）當閉合點火開關SWSW時；時；2) 2)、當發(fā)電機輸出電壓高于蓄電池電壓、當發(fā)電機輸出電壓高于蓄電池電壓但低于調(diào)節(jié)器跟隨電壓時，但低于調(diào)節(jié)器跟隨電壓時，VS,VT1VS,VT1截止。截止。第五節(jié)第五節(jié) 交流發(fā)電機的調(diào)節(jié)器交流發(fā)電機的調(diào)節(jié)器四、電子調(diào)節(jié)器工作過程四、電子調(diào)節(jié)器工作過程URRRUR21111、電路的基、電路的基本組成。本組成。1 1）、分壓電路。）、分壓

36、電路。2 2、調(diào)節(jié)器具體工作過程：、調(diào)節(jié)器具體工作過程：3 3）當發(fā)電機輸出電壓高于蓄電池電壓）當發(fā)電機輸出電壓高于蓄電池電壓且高于調(diào)節(jié)器跟隨電壓且高于調(diào)節(jié)器跟隨電壓U U2 2時，時，VS,VT1VS,VT1導通。導通。VT2VT2截止。截止。2 2、調(diào)節(jié)器具體工作過程：、調(diào)節(jié)器具體工作過程：4 4）當發(fā)電機輸出電壓高于蓄電池電壓）當發(fā)電機輸出電壓高于蓄電池電壓且下降調(diào)節(jié)器跟隨電壓且下降調(diào)節(jié)器跟隨電壓U U1 1時，時，VS,VT1VS,VT1截止。截止。VT2VT2導通。導通。第五節(jié)第五節(jié) 交流發(fā)電機的調(diào)節(jié)器交流發(fā)電機的調(diào)節(jié)器電路結構與內(nèi)搭鐵調(diào)節(jié)器基本相同，原理基本一致。電路結構與內(nèi)搭鐵調(diào)

37、節(jié)器基本相同，原理基本一致。第五節(jié)第五節(jié) 交流發(fā)電機的調(diào)節(jié)器交流發(fā)電機的調(diào)節(jié)器電子調(diào)節(jié)器的電子調(diào)節(jié)器的勵磁電流調(diào)節(jié)勵磁電流調(diào)節(jié)特性：勵磁電特性：勵磁電壓為發(fā)電機輸壓為發(fā)電機輸出電壓，當發(fā)出電壓，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于動機轉(zhuǎn)速高于額定轉(zhuǎn)速以上額定轉(zhuǎn)速以上時，基本保持時，基本保持恒定，通過調(diào)恒定，通過調(diào)節(jié)勵磁電流保節(jié)勵磁電流保持輸出電壓恒持輸出電壓恒定。定。第五節(jié)第五節(jié) 交流發(fā)電機的調(diào)節(jié)器交流發(fā)電機的調(diào)節(jié)器五、調(diào)節(jié)器信號電壓取樣方式五、調(diào)節(jié)器信號電壓取樣方式蓄電池取樣：蓄電池取樣：R1，R2發(fā)電機整流輸發(fā)電機整流輸出取樣：出取樣：R1，R2第五節(jié)第五節(jié) 交流發(fā)電機的調(diào)節(jié)器交流發(fā)電機的調(diào)節(jié)器提供勵提供勵磁

38、電流磁電流提供工作電源和電池充電。提供工作電源和電池充電。全波整流全波整流全波整流全波整流全波：全波：U=1.35Ul=2.34U半波：半波：U=1.17U中心接中心接 “ “地地”第六節(jié)第六節(jié) 交流發(fā)電機充電系統(tǒng)的使用與故障診斷交流發(fā)電機充電系統(tǒng)的使用與故障診斷一、交流發(fā)電機與調(diào)節(jié)器的正確使用一、交流發(fā)電機與調(diào)節(jié)器的正確使用1 1、發(fā)電機輸出與蓄電池的輸出均應負極搭鐵。、發(fā)電機輸出與蓄電池的輸出均應負極搭鐵。3、一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)電機不發(fā)電，或輸出電流較小時，要一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)電機不發(fā)電，或輸出電流較小時，要求及時檢查故障，排查故障。求及時檢查故障，排查故障。2、不能用短接發(fā)電機不能用短接發(fā)電機B、E端子

39、檢測發(fā)電機是否發(fā)電。端子檢測發(fā)電機是否發(fā)電。4 4、當六只整流二極管與電子繞組連接以后，不能用、當六只整流二極管與電子繞組連接以后，不能用220V220V的電的電壓等級檢驗交流發(fā)電機的絕緣狀況，否則會損壞二極管。壓等級檢驗交流發(fā)電機的絕緣狀況，否則會損壞二極管。5、調(diào)節(jié)器與交流發(fā)電機的搭鐵形式，電壓等級一致。、調(diào)節(jié)器與交流發(fā)電機的搭鐵形式，電壓等級一致。6 6、交流發(fā)電機的功率，不能超過調(diào)節(jié)器所能匹配的功率。、交流發(fā)電機的功率，不能超過調(diào)節(jié)器所能匹配的功率。7、汽車停止行駛時，應及時斷開點火開關，避免蓄電、汽車停止行駛時，應及時斷開點火開關，避免蓄電池經(jīng)勵磁繞組無謂的放電。池經(jīng)勵磁繞組無謂的放

40、電。第六節(jié)第六節(jié) 交流發(fā)電機充電系統(tǒng)的使用與故障診斷交流發(fā)電機充電系統(tǒng)的使用與故障診斷二、充電系統(tǒng)常見故障及其診斷二、充電系統(tǒng)常見故障及其診斷1 1、不充、不充電（指示電（指示燈不亮）燈不亮）2 2、不充電、不充電（指示燈亮）（指示燈亮）3、充電電、充電電流過小流過小4、充電、充電電流過大電流過大5、充電電、充電電流不穩(wěn)定流不穩(wěn)定第六節(jié)第六節(jié) 交流發(fā)電機充電系統(tǒng)的使用與故障診斷交流發(fā)電機充電系統(tǒng)的使用與故障診斷二、充電系統(tǒng)常見故障及其診斷二、充電系統(tǒng)常見故障及其診斷1、不充電（指示燈不亮）、不充電（指示燈不亮）3、充電電流過小、充電電流過小2、不充電（指示燈亮）、不充電（指示燈亮）原因：原因：

41、充電電路、發(fā)電機、調(diào)節(jié)器、充電指示燈損壞。充電電路、發(fā)電機、調(diào)節(jié)器、充電指示燈損壞。檢查檢查：電池與發(fā)電機輸出電路之間的連接、測量勵磁回路，檢查勵磁電池與發(fā)電機輸出電路之間的連接、測量勵磁回路，檢查勵磁電壓，發(fā)電機輸出電壓。電壓，發(fā)電機輸出電壓。原因：原因：充電電路、發(fā)電機、調(diào)節(jié)器，發(fā)電機機械故障。充電電路、發(fā)電機、調(diào)節(jié)器，發(fā)電機機械故障。檢查檢查：電池與發(fā)電機輸出電路之間的連接、測量勵磁回路，檢查勵磁電池與發(fā)電機輸出電路之間的連接、測量勵磁回路，檢查勵磁電壓，發(fā)電機輸出電壓。機械安裝松動，皮帶松動。電壓，發(fā)電機輸出電壓。機械安裝松動，皮帶松動。原因：原因：充電電路、發(fā)電機輸出電壓低（皮帶打滑

42、等、磁場繞組局充電電路、發(fā)電機輸出電壓低（皮帶打滑等、磁場繞組局部短路）、調(diào)節(jié)器電子元件老化。部短路）、調(diào)節(jié)器電子元件老化。檢查檢查：發(fā)電機輸出電壓，電池：發(fā)電機輸出電壓，電池與發(fā)電機輸出電路之間的連接、測量勵磁回路，檢查勵磁電壓。與發(fā)電機輸出電路之間的連接、測量勵磁回路，檢查勵磁電壓。第六節(jié)第六節(jié) 交流發(fā)電機充電系統(tǒng)的使用與故障診斷交流發(fā)電機充電系統(tǒng)的使用與故障診斷二、充電系統(tǒng)常見故障及其診斷二、充電系統(tǒng)常見故障及其診斷4、充電電流過大、充電電流過大5、充電電流不穩(wěn)定、充電電流不穩(wěn)定原因：原因：發(fā)電機輸出電壓高、調(diào)節(jié)器電子元件短路、線路連接有發(fā)電機輸出電壓高、調(diào)節(jié)器電子元件短路、線路連接有誤。誤。檢查檢查：檢查勵磁電壓，電子調(diào)節(jié)器的開關管。：檢查勵磁電壓，電子調(diào)節(jié)器的開關管。原因：原因：發(fā)電機電壓不穩(wěn)定（碳刷接觸不良、連線松動、整流濾發(fā)電機電壓不穩(wěn)定（碳刷接觸不良、連線松動、整流濾波電容連接松動、皮帶松動打滑）、調(diào)節(jié)器（元件松動、搭鐵波電容連接松動、皮帶松動打滑）、調(diào)節(jié)器（元件松動、搭鐵不良）。不良）。檢查檢查：發(fā)電機輸出電壓，機械安裝松動，皮帶松動，：發(fā)電機輸出電壓，機械安裝松動，皮帶松動，調(diào)節(jié)器搭鐵連接，元件連