汽车电气教案(7)

2018-11-28 20:14

其特点是磁场绕组通过一个磁轭托架固定在后端盖上。两个爪极中只有一个爪极直接固定在发电机转子轴上,另一个爪极则用非导磁连接环固定在前述爪极上。当转子轴旋转时,一个爪极就带动另一个爪极一起在定子内转动。

当磁场绕组内有直流电通过时,其磁路是:左边爪极的磁极→主气隙→定子铁心→主气隙→右边爪极的磁极→转子磁轭→附加气隙→托架→附加气隙。

转子旋转时,爪极形成的N极和S极的磁力线在定子绕组内交替通过,定子糟中的三相绕组就感应出交变电动势,在回路中形成三相交流电,经整流后变为直流电。

(2)永磁式无刷交流发电机

该种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。结构简单可靠、使用 寿命长。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桥式整流相配合的办法,使发电机输出电压不随转速大幅度变化而变化。

第11讲

2.2.6 交流发电机的使用与维护 (1)交流发电机的使用

交流发电机结构简单,维护方便,在使用和维护中应特别注意以下几点: 1)JF系列的交流发电机为负极搭铁,蓄电池搭铁极性必须与此相同。否则,蓄电池将通过硅二极管放电,使硅二极管立即烧坏。

2)发电机运转时,不要用试火花的方法检查发电机是否发电,否则容易损坏二极管。

3)发电机不发电或充电电流很小时,应及时找出故障加以排除,不应再长期继续运转。因为如果有一个二极管短路,发电机就不能发电,继续运转就会引起其他二极管或定子绕组被烧坏。

4)整流器的六只硅二极管与定子绕组相连接时,绝对禁止用兆欧表或220V交流电源检查发电机的绝缘情况,否则将使二极管击穿而损坏。

5)发动机停熄时,应将点火开关断开。否则,蓄电池电流将长期流经磁场绕组。

6)发电机与蓄电池之间的导线要连接可靠,如突然断开,将会产生过电压,易损坏二极管。

7)六管交流发电机在没有中性点抽头的情况下,它的引出线接线柱有3个:输出端用B表示,也有用A表示的,国外的交流发电机大都用B或D+表示;磁场端用F表示;搭铁端用E表示。

六管交流发电机有中性点抽头时,它有4个引出线接线柱,其中除B、F、E之外,发电机中性点引出线为N。

九管发电机在没有中性点抽头的情况下,它有4个引出线接线柱,除B、F、E之外,还有磁场二极管的输出端为L。 (2)交流发电机的维护 1)检查发电机驱动皮带

a、检查驱动带的外观:用肉眼观看应无裂纹或磨损现象,如有则应更换; b、检查驱动带的挠度:用100N的力压在带的两个传动轮之间,新带挠度约为5 mm~10mm,旧带约为7 mm~14mm。 2)检查导线的连接

接线是否正确,接线是否牢靠。发电机输出端接线螺丝必须加弹簧垫。 3)检查发电机运转时有无噪声。 4)检查发电机是否发电

a、观察充电指示灯的熄灭情况:若充电指示灯一直亮着,说明发电机或调节器有故障,也可能是充电指示灯线路有故障,应及时维修。

b、用万用表直流电压档测量电压:在发电机未转动时测量蓄电池端电压,并记录下来,起动发动机并将转速提高到怠速以上转速,测量蓄电池端电压,若能高于原记录,说明发电机能发电,若测量电压一直不上升,说明发电机或调节器有故障,应及时维修。

5)当发现发电机或调节器有故障需要从车上拆下检修时,必须先关断点火开关及一切用电设备,拆下蓄电池负极电缆线,再拆卸发电机上的导线接头。

(3)交流发电机的性能检测

1)用万用表测量各接线柱之间的电阻值

2)试验台试验

空载试验:检测发电机输出电压14V、输出电流0A时的转速。 负载试验:检测发电机输出电压14V、输出电流为额定电流时的转速。

第12讲 见实训项目3 第13讲

2.3 调节器

交流发电机电压调节器按其结构特点和工作原理可分为电磁振动式调节器和电子式调节器两大类。电磁振动式电压调节器可分为单级式(一对触点)和双级式(两对触点);电子式调节器分为晶体管式和集成电路式两类。

电子式调节器按所匹配的交流发电机搭铁型式不同可分为内搭铁型调节器和外搭铁型调节器,分别配套使用内搭铁和外搭铁型发电机。

根据电磁感应原理,发电机的感应电动势为EΦ=C1nΦ,即感应电动势EΦ与发电机转速n 和磁通Φ成正比,发电机转速n 随发动机转速变化而在很大范围内变化。如果要在转速 n 变化时维持发电机电压恒定,就必须相应的改变磁极磁通Φ。因为磁极磁通Φ取决于磁场电流的大小,所以在发电机转速变化时,只要自动调节磁场电流,就能使发电机电压保持恒定。电压调节器就是通过自动调节磁场电流使磁极磁通改变这一原理来调节发电机电压的。

电磁振动式电压调节器调节磁场电流的方法是通过触点开闭,使磁场电路的电阻改变来调节磁场电流;电子式电压调节器调节磁场电流的方法是利用功率管的开关特性,使磁场电流接通与切断来调节磁场电流。 2.3.1 电磁振动式电压调节器

电磁振动式调节器是以电磁线圈为敏感元件,利用发电机不同转速时的电压变化,使触点间歇接通,来控制流过发电机激磁绕组的激磁电流,从而达到自动稳定发电机电压的目的。

电磁振动式电压调节器的工作原理,当发电机电压低时,线圈电流小,铁心吸力小,克服不了拉簧拉力,触点闭合,激磁电流通过触点,电流较大,使电压上升。当发电机电压升高到一定值时,线圈电流增大,铁心吸力增大,克服了拉簧拉力,使触点打开,激磁电流通过电阻,电流减小,磁场减弱,电压降低。发电机电压下降后,电磁铁吸力减弱,触点又在拉簧的作用下闭合,激磁电流又增大,使电压上升。这样,通过不断的接通、断开触点使发电机的电压维持在一个稳定值。

电磁振动式调节器由于有触点、弹簧等机械装置,触点开闭过程中存在着机械惯性和电磁惯性,触点振动频率低,当发电机在高速满载突然失去负载时,有可能由于触点不能迅速动作,导致发电机产生过电压,损坏晶体管电器设备。触点式调节器工作时,触点不断振动产生电火花,触点易烧蚀,使用寿命缩短,还会造成对无线电的干扰。同时,由于汽车行驶时,有时会发生剧烈震动,震动的频率中可能有与触点固有振动频率重合的成份,从而引起共振,使调节器失控。 2.3.2 电子式电压调节器

晶体管电压调节器是以稳定管为感应元件,利用发电机输出电压的变化控制晶体管的导通与截止,从而接通或断开发电机的激磁电路,达到自动调节输出电压的目的。

集成电路(IC)调节器的结构和工作原理与晶体管电压调节器基本相同,不同之处是电路中所有的元件都同时制作在同一块半导体基片上,形成一个独立的、相互不可分割的电子电路即集成电路。

(1)外搭铁型电子调节器

电子调节器由三只电阻R1、R2 、R3,两只三极管VT1、VT2,一只稳压二极管VS和一只二极管VD组成。 工作过程如Flash6所示:

1)点火开关SW接通,发电机电压UB<蓄电池电动势时,VT1截止,VT2导通,蓄电池直接供电到磁场绕组,发电机电压随转速升高而升高,发电机他励发电。 磁场绕组电路为:蓄电池正极→磁场绕组→调节器F接柱→三极管VT2→调节器E接柱→搭铁→蓄电池负极。

2)发电机电压虽然升高,但如果蓄电池电动势<发电机输出电压UB<调节上限时,VT1继续截止,VT2继续导通,发电机自励且开始对外供电。发电机电压随

转速升高而继续升高。

磁场绕组电路为:发电机正极→磁场绕组→调节器F接柱→三极管VT2→调节器E→搭铁→发电机负极。

3)当发电机电压升高到等于调节上限U2时,调节器开始工作。电阻R1、R2分压升高,UR1=UVS+Ube1,VS导通,VT1导通,VT2截止,磁场电路被切断,发电机输出电压迅速下降。

当发电机电压下降到等于调节下限U1时,电阻R1、R2分压减小,当UR1<UVS+Ube1,VS截止,VT1截止,VT2重新导通,磁场电路重新被接通,发电机电压上升。 发电机电压升到调节上限时,VT2就截止,磁场电路被切断,输出电压下降;降到等于调节下限U1时,磁场电路被接通,发电机电压上升,周而复始,发电机输出电压被控制在一定范围内。

配装电子调节器的发电机的输出电压上限U2和下限U1的差值很小,所以发电机的输出电压很稳定。 (2)内搭铁型电子调节器

其工作原理与外搭铁型电子调节器相似。

注意 汽车交流发电机调节器型号的编制 汽车交流发电机调节器型号组成如下: QD 产品代号 □ 电压等级 □ 结构型式 □□ 设计序号 □ 变型代号 其中产品代号用字母表示;电压等级代号用一位阿拉伯数字表示;结构型式代号也用一位阿拉伯数字表示。4表示晶体管式,5表示集成电路式;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;变型代号以汉语拼音大写字母A、B、C?等顺序表示,但不能用O和I。 2.3.3 电压调节器的使用与维护 (1)电压调节器的正确使用

调节器在使用过程中,必须注意以下问题:

1)对于晶体管调节器,最好使用说明书中指定的调节器,代用调节器必须与原调节器的搭铁形式相同。对于集成电路调节器,必须是专用的,是不能替代的。

2)为交流发电机配用调节器时,交流发电机的电压等级必须与调节器电压


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