第二章-交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器課件

第二章交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器●交流發(fā)電機(jī)特性●電壓調(diào)節(jié)器●電源電路●電源系統(tǒng)的保護(hù)電路本章介紹1.

概述

從1960年開始，美國(guó)、日本開始使用交流發(fā)電機(jī)。汽車上的交流發(fā)電機(jī)是一個(gè)三相同步交流發(fā)電機(jī)，它是利用硅二極管將三相交流電整流為直流電。也稱為硅整流交流發(fā)電機(jī)。

交流發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：●體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、使用壽命長(zhǎng)?！癜l(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)充電性能好●配用的調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)無(wú)線電干擾小●能節(jié)省大量銅材

2.交流發(fā)電機(jī)實(shí)物

JF1341配用462Q發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)安、五菱、松花江、昌河、漢江等車型3.1．按總體結(jié)構(gòu)分1)普通交流發(fā)電機(jī)2)整體式交流發(fā)電機(jī)3)帶泵交流發(fā)電機(jī)（即帶真空制動(dòng)助力泵）4)永磁交流發(fā)電機(jī)（無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)）

2．按磁場(chǎng)繞組搭鐵方式分

1)內(nèi)搭鐵式2)外搭鐵式汽車用交流發(fā)電機(jī)的分類4.3．按裝用的二極管數(shù)量分1）六管交流發(fā)電機(jī)2)八管交流發(fā)電機(jī)3)九管交流發(fā)電機(jī)4)十一管交流發(fā)電機(jī)汽車用交流發(fā)電機(jī)的分類5.2.1

交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造

交流發(fā)電機(jī)由轉(zhuǎn)子、定子、整流器、風(fēng)扇、電刷及前后端蓋組成。

1.轉(zhuǎn)子是電機(jī)的磁場(chǎng)部分，它主要由兩塊爪極，磁場(chǎng)繞組和滑環(huán)等組成；

2.定子的功用是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，它由定子鐵心和三相定子繞組組成；6.3.整流器的作用是將交流發(fā)電機(jī)定子繞組產(chǎn)生的三相交流電變換為直流電，一般由六只硅整流二及管和安裝二極管的散熱板所組成。

4.電刷總成給轉(zhuǎn)子繞組提供碰場(chǎng)電流，由兩只電刷、電刷彈簧和電劇架組成。

5.前后端蓋均由鋁合金壓鑄或用砂模鑄造而成，這是因?yàn)殇X合金為非導(dǎo)磁性材料，可減少漏磁并具有輕便、散熱性能良好的優(yōu)點(diǎn)。

7.

交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造8.

交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造9.

2.2交流發(fā)電機(jī)的工作原理發(fā)電機(jī)輸出直流電壓的平均值為：U＝1.35UL＝2.34Uφ(星形連接)U＝1.35Uφ(三角形連接）式中：UL——線電壓的有效值Uφ——相電壓的有效值UL＝Uφ如考慮二極管正向?qū)〞r(shí)的電壓降Ud，則U＝2.34Uφ-2Ud(星形連接)U＝1.35Uφ-2Ud(三角形連接)式中：Ud——每個(gè)二極管的電壓降(汽車用二級(jí)管約為0.2v—0.6v）1.整流過程10.

2.帶有中性點(diǎn)接線柱的交流發(fā)電機(jī)三相繞組的中性點(diǎn)(N)對(duì)發(fā)電機(jī)的搭鐵的電壓，稱為中性點(diǎn)電壓，它是通過三個(gè)負(fù)極二極管整流后得到的直流電壓，故該點(diǎn)的平均電壓等于交流發(fā)電機(jī)直流輸出電壓的一半．即UN=1/2U。

11.

3.帶有中性點(diǎn)二極管的（八管）交流發(fā)電機(jī)12.

4.九管交流發(fā)電機(jī)13.

5.十一管交流發(fā)電機(jī)14.

6.交流發(fā)電機(jī)激磁方法15.

2.3交流發(fā)電機(jī)的特性交流發(fā)電機(jī)的特性有●輸出特性●空載特性●外特性其中以輸出特性最為重要。16.

1.輸出特性輸出特性也稱負(fù)載特性，是指發(fā)電機(jī)向負(fù)載供電時(shí)，保持發(fā)電機(jī)輸出電壓一定(為額定電壓)，發(fā)電機(jī)的輸出電流與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。即U＝常數(shù)時(shí)，I＝f(n)的曲線。17.

1.輸出特性

(1)發(fā)電機(jī)空載時(shí)，電壓達(dá)到額定值時(shí)的轉(zhuǎn)速n1，稱為空載轉(zhuǎn)速。n1常用來作為選擇發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)比的主要依據(jù)。(2)發(fā)電機(jī)達(dá)到額定功率(或電流)時(shí)的轉(zhuǎn)速n2，稱為滿載轉(zhuǎn)速，發(fā)電機(jī)額定電流一般規(guī)定為最大電流的70％一75％。18.

1.輸出特性

(3)當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值后，發(fā)電機(jī)的輸出電流不再隨轉(zhuǎn)速的升高和負(fù)載的減小而增大，這時(shí)的電流值稱為發(fā)電機(jī)的最大輸出電流或限流值。可見交流發(fā)電機(jī)具有自身限制輸出電流的能力，這可避免用電設(shè)備過多，用電量過大時(shí)造成發(fā)電機(jī)過載而損壞的危險(xiǎn)。19.

限流原因

交流發(fā)電機(jī)的定子繞組具有一定的阻抗z，而阻抗由相繞組的電阻r和感抗合成，即Z＝√r2+XL2XL＝2πfL感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率f=Pn/60，可見XL與n成正比。此外，當(dāng)負(fù)載電流增大時(shí)，由于電樞反應(yīng)(定子繞組流過電流時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的影響稱為電樞反應(yīng))加強(qiáng)，磁場(chǎng)減弱，使定子繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)下降。20.

2.空載特性

空載特性是指發(fā)電機(jī)空載時(shí)發(fā)電機(jī)的電壓與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，即I＝0時(shí)，U＝f(n)的曲線。從空載待性曲線，可以觀察發(fā)電機(jī)電壓與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，也可判斷發(fā)電機(jī)性能是否良好。21.

3.外特性

外特性是指轉(zhuǎn)速一定時(shí)，發(fā)電機(jī)的端電壓與輸出電流的關(guān)系。即n＝常數(shù)時(shí)，U＝f(I)的曲線。

隨著負(fù)載即輸出電流的增加，發(fā)電機(jī)的端電壓會(huì)很快下降，且轉(zhuǎn)速越高，下降的斜率越大。這是由于隨著輸出電流的增加，發(fā)電機(jī)定子繞組的壓降也會(huì)增加，而且轉(zhuǎn)速越高，定子繞組的阻抗越大，壓降就越大。22.

3.外特性當(dāng)輸出電流增大到一定值時(shí)，如負(fù)載再增加，其輸出電流不僅不會(huì)增加，反而會(huì)同端電壓一起下降，即在外特性曲線上存在一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。因此，當(dāng)發(fā)電機(jī)短路時(shí)，其短路電流是很小的。

當(dāng)發(fā)電機(jī)在高轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果突然失去負(fù)載，則其端電壓會(huì)急劇升高，這時(shí)發(fā)電機(jī)中的二極管以及調(diào)節(jié)器中的電子無(wú)器件特有被擊穿的危險(xiǎn)。23.2.4

電壓調(diào)節(jié)器電壓調(diào)節(jié)原理

交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓正比于交流發(fā)電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Eφ，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Eφ正比于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速n與每極磁通φ，即：U∝Eφ＝Cenφ

在轉(zhuǎn)速變化時(shí)，只要自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)電流便可使發(fā)電機(jī)輸出電壓保持恒定。電壓調(diào)節(jié)器就是利用這一原理調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓的。24.交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的分類交流發(fā)電機(jī)所用的調(diào)節(jié)器按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理大致可分為：機(jī)械電磁振動(dòng)式(觸點(diǎn)式)電子調(diào)節(jié)器兩大類。25.1.電磁振動(dòng)式調(diào)節(jié)器

1）工作原理26.2）雙觸點(diǎn)電磁振動(dòng)式調(diào)節(jié)器

R1調(diào)節(jié)電阻、K1低速觸點(diǎn)、K2高速觸點(diǎn)雙級(jí)電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器的優(yōu)點(diǎn)是觸點(diǎn)火花小，調(diào)節(jié)器的適用轉(zhuǎn)速范圍大，使用壽命長(zhǎng)。27.2、電子電壓調(diào)節(jié)器

晶體管調(diào)節(jié)器的基本電路通常由功率開關(guān)三極管、信號(hào)放大和控制電路以及電壓信號(hào)的檢測(cè)電路等三部分電路所組成。VT2是功率開關(guān)三極管，用來接通和切斷磁場(chǎng)電路；三極管VT1構(gòu)成信號(hào)的放大和控制電路，它將電壓檢測(cè)電路送來的信號(hào)進(jìn)行放大處理后來控制功率三極管的導(dǎo)通和截止；檢測(cè)電路由電阻R1、R2和穩(wěn)壓管VS組成。28.3

發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)方法集成電路電壓調(diào)節(jié)器分壓電路檢測(cè)電壓，可以檢測(cè)發(fā)電機(jī)電壓或者蓄電池電壓。(a)發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)法(b)蓄電池電壓檢測(cè)法29.2.5

汽車電源系統(tǒng)的過電壓保護(hù)1、過電壓的產(chǎn)生

1）非瞬變性過電壓

非瞬變性過電壓是由于調(diào)節(jié)器失控造成的。在12v電系中接有蓄電池，也會(huì)使電源電壓上升到17V，當(dāng)蓄電池的電解液沸騰到一定程度時(shí)，過電壓會(huì)高達(dá)75-130v，使車上的電器很快燒壞。

30.2）瞬變性過電壓拋負(fù)載瞬變由于蓄電池連接松動(dòng)或斷開，當(dāng)切斷負(fù)載時(shí)，在發(fā)電機(jī)兩端就會(huì)產(chǎn)生不同程度的正向瞬變過電壓，在極限情況下，峰值可達(dá)120v，升壓時(shí)間為100ms。磁場(chǎng)衰減瞬變交流發(fā)電機(jī)激磁繞組電流發(fā)生突變時(shí)產(chǎn)生的瞬變過電壓峰值可達(dá)50-100v，衰減時(shí)間可達(dá)200ms。點(diǎn)火系瞬變點(diǎn)火系統(tǒng)工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生高達(dá)28v以上的瞬變過電壓。切換電感性負(fù)載瞬變當(dāng)開關(guān)或觸點(diǎn)斷開時(shí)，在感性元件中會(huì)產(chǎn)生瞬變過電壓。

31.2.過電壓的保護(hù)電路1）穩(wěn)壓管保護(hù)電