汽车电气教案(6)

2018-11-28 20:14

制方法》的规定,国产汽车交流发电机型号组成如下:

JF 产品代号 □ 电压等级 □ 电流等级 □□ 设计序号 □ 变型代号 其中产品代号用字母表示,例:JF——普通交流发电机、JFZ——整体式(调节器内置)交流发电机、JFB——带泵的交流发电机、JFW——无刷交流发电机;电压等级代号用一位阿拉伯数字表示;设计序号用1~2位阿拉伯数字表示,表示产品设计的先后顺序;交流发电机以调整臂位置作为变型代号,从驱动端看,

调整臂在左边用Z表示,调整臂在右端用Y表示,调整臂在中间不加标记。

(2)工作原理

硅整流发电机的工作原理:发电机三相定子绕组按一定规律分布在发电机的定子槽中,彼此相差120°电角度。当激磁绕组接通直流电时即被激磁,一块爪极形成N极,另一块爪极形成S极,两块爪极相互交错形成6对磁极。转子旋转时,激磁绕组所产生的磁场也随之旋转,形成旋转磁场,它与固定不动的定子绕组之间产生三个频率相同、幅值相等、相位互差120°电角度的正弦电动势eA、eB和eC,其瞬时值分别为:

eA=Emsinwt=2Esinwt (2-1)

eB=Emsin(wt-120o)=2Esin(wt-120o) (2-2)

eC=Emsin(wt+120o)=2Esin(wt+120o) (2-3)

式中:Em- 每相电动势的最大值(V); E- 每相电动势的有效值(V); w-角频率(r/s)。

发电机每相绕组中产生电动势的有效值:

E=2?KPN?n/60

式中:K- 绕组系数;P- 磁极对数;N- 每相绕组的匝数;n- 发电机转速(r/min);?- 每极磁通(Wb)。

对于某一个发电机来说, 2?KPN/60是一个常量。由此可知,硅整流发电机每相绕组中产生的电动势的有效值与发电机转速和磁场的磁通量成正比。三相交流电动势是对称的,当外壳对称负载时,三相交流电压UA、UB和UC也是对称的。

硅整流器是利用二极管的单向导电性,将交流电转换为直流电,过程如Flash2所示。在硅整流发电机中,六只硅二极管连接成三相桥式全波整流电器,

工作原理如Flash3所示。三个正管子D1、D3和D5的负极连接在一起,正极分别接在发电机的三相绕组的首端。另外,三个负极管子D2、D4和D6的正极连接在一起,负极分别接在三相绕组的首端。根据导通原则,连接在一起的几个二极管子中,正极电位最高的二极管总是优先导通,即在某一时间内,只有正极电位最高或负极电位最低的管子才能导通。在t=0时UA=0,UC为正值,UB为负值,D1、D3和D5负极电位相同,而A、B、C三点中C电位最高,D5优先导通,使三个正极管子负极的电位等于C点电位,这时D1、D3因承受反向电压而截止。而D2、D4和D6的正极电位相同,A、B、C三点中B点电位最低,D4优先导通,使三个负极管子的正极电位等于B点电位,这时D2和D6承受反向电压而截止。这样,C、B两点之间的线电压的瞬时值加在负载RL上。

在t1~t2时间内,A相电位最高,B相电位最低,D1和D4导通,其余4只二极管截止,A、B两点之间线电压加在负载RL上。

在t2~t3时间内,D1和D6导通,其余4管截止??

依此类推,循环反复,六只二极管轮流导通,在负载RL两端得到一个较平稳的脉动直流电压。经整流后负载RL两端的直流电压即是硅整流发电机的直流输出电压,数值为三相交流电线电压的1.35倍,即

U=1.35U线=2.34U相 (星形连接)

每个硅二极管在一个周期内只导通1∕3的时间,流过每个管子的平均电流亦为负载电流的1∕3。每只硅二极管承受的最高反向电压等于线电压的最大值,即

Udmax=2U线=1.05U 相关知识 三相定子绕组的接法有哪两种类型? 三相定子绕组的接法有以下两种:

一种是三角形接法。采用三角形接法时,三组线圈首尾相接。这种接法使高速时发电量大,低速时发电量小。由于汽车发电机必须在低速下也能保证发出足够的电,所以三角形接法很少使用。

一种是星形(Y)接法。采用这种接法时,只是将三组线圈尾部相接。由于星形接法即使在低速下也能发出足够的电来,所以广泛地用在汽车交流发电机上。

中性点:当三相定子绕组采用星形连接时,三相绕组末端的公共接点称为中

性点,标注为“N”,中性点对发电机外壳(即搭铁)之间的电压叫做中性点电压,它是通过三个负极管子整流后得到的直流电压,等于发电机直流输出电压的一半,即: UN=U/2 (

中性点电压一般用来控制各种用途的继电器。

硅整流发电机刚开始发电时采取他励方式,即由蓄电池供给激磁电流,如Flash4所示;当发电机电压达到蓄电池电压时转为自励,即由发电机自身供给激磁电流。

在硅整流发电机中,转子的爪极有一定的剩磁,当转子以一定的转速旋转时, 在三相绕组中产生感应电动势,经整流器整流后通过电刷和滑环加到激磁绕组上,激磁绕组有电流通过,使磁场加强,三相绕组中的感应电动势进一不提高,促使磁场进一步增强,如此反复,使硅整流发电机电动势逐渐升高。上述过程存在的问题是,当加在硅二极管上的正向电压小于其死区电压时(约0.6V左右),二极管处于截止状态不导通,由于发电机剩磁较弱,所以发电机在低速运转时,不能建立电压,而只有在较高转速时(n>1200/min),发电机的电压才能很快上升,完成自励过程。

为了克服硅整流发电机在低速时,不能建立电压的缺点,在发电机转速较低、发电机的端电压低于蓄电池端电压时,由蓄电池向发电机供给激磁电流(即他励),使发电机在较强的磁场下很快地建立起电压。这就使硅整流发电机的低速充电性能较好,

当发电机的端电压大于蓄电池电压时,由于发电机是与蓄电池并联供电的,因此,就自动地转为由发电机输出的电压向用电设备供电,同时还向自身的激磁绕组供给激磁电流。

(3)硅整流发电机的工作特性

硅整流发电机的工作特性主要是指硅整流发电机经整流后输出的直流电压、电流和转速之间的关系,一般包括输出特性、空载特性和外特性。

1)输出特性

输出特性是指发电机输出电压一定时(对12V的发电机规定为14V,对24V的发电机规定为28V,对内装电子调节器的12V及24V的整体式硅整流发电机,分别规定为13.5V和27V),发电机的输出电流与转速之间的关系,即输出电压U为常数时,I-n曲线。

其中,n1为发电机空载时,输出电压达到额定电压的转速,称为空载转速,n2为发电机达到额定功率时的转速,称为满载转速,n1和n2是汽车硅整流发电机的主要指标。从输出特性曲线可知:a.硅整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,具有低速充电性能的优点。b.当转速达到一定值后,发动机的输出电流几乎不再继续增加,具有自身限制输出电流的能力,这是由于硅整流发电机的定子绕阻具有一定的阻抗,当转速升高时,尽管定子绕组中的感应电动势增加,但此定子绕组的阻抗也随转速的升高而增加,同时,定子绕组电流增加时,由于电枢反应的增强会使感应电动势下降,所以当发电机转速达到一定值时,发电机的输出电流几乎不变。使用这样的使用这样的发电机除特殊情况外,一般不需限流器。

2)空载特性

空载特性是指硅整流发电机空载时,输出电压与转速之间的关系。从曲线可以看出,随着转速的升高端电压上升较快,在较低转速下发电机就能从他励转入自励发电,即能向铅蓄电池进行补充充电。因此,从空载特性可以判定发电机充电性能是否良好。

3)外特性

外特性是指转速一定时,发电机的转速的端电压与输出电流的关系,即n=常数时,U-I曲线。

从外特性曲线可看出,发电机的转速越高,输出电压也越高,转速对输出电压的影响较大,在汽车上,发电机是由发动机通过风扇皮带驱动旋转的,由于发动机工作时转速有很宽的范围内变化,而使发电机的转速也随之在较大范围内变化,而汽车用设备工作电压是恒定的(一般为6V或12V),因此,要求发电机工作时,输出电压应保持恒定。以使用电设备正常工作。所以,汽车上使用的硅整流发电机必须配用电压调节器,在发电机转速变化时,能保持发电机输出电压恒定。

从外特性曲线还可以看出,随着输出电流的增加,发电机的端电压下降,因此,当发电机在高速运转时,如果突然失去负载,端电压会急剧升高,这时,发电机中的二极管以及调节器中的电子元件将有被击穿的危险。

第10讲

2.2.2 八管交流发电机

八管交流发电机与六管交流发电机结构基本相同,不同的是整流器有8只硅整流二极管,其中6只组成三相全波桥式整流电路,还有2只是中性点二极管,对中性点电压进行全波整流,过程如Flash5所示。

试验表明:加装中性点二极管的交流发电机在结构不变的情况下可以提高发电机的功率10%~15%。夏利轿车用的交流发电机就采用这种结构。

2.2.3 九管交流发电机

九管交流发电机的基本结构和六管交流发电机相同,所不同的是整流器是由 6只大功率整流二极管和3只小功率激磁二极管组成的交流发电机。其中6只大功率整流二极管组成三相全波桥式整流电路,对外负载供电。3只小功率管二极管与三只大功率负极管也组成三相全波桥式整流电路专门为发电机磁场供电,所以称3只小功率管为激磁二极管。 2.2.4 十一管交流发电机

11管交流发电机的整流器由8只大功率整流二极管(其中2只中性点二极管)和3只磁场二极管组成,其它结构和6管交流发电机相同。它结合了8管和9管交流发电机的优点。 2.2.5 无刷交流发电机

普通硅整流发电机因具有滑环和电刷,长期使用时,由于滑环与电刷的磨损、接触不良、烧蚀等,会造成激磁不稳定或不发电等故障。而采用无刷交流发电机,由于转子上没有激磁绕组,省去了滑环和电刷,使得结构简单,可减少在运行中由于电刷与滑环而引起的故障,提高了工作可靠性。

(1)爪极式无刷交流发电机

这种发电机的结构与普通交流发电机大致相同,其磁场绕组是静止不动的,因此,磁场绕组的两端引出线可以直接引出,省去了电刷和集电环,爪极在磁场绕组的外围旋转。


汽车电气教案(6).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:java 实验指导

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: