车用交流发电机介绍分解
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汽车交流发电机汽车交流发电机是汽车电气系统中一项重要的装备。
这种发电机由发电机主体、电刷、电刷座、整流器、电子调节器等部分组成,它的作用是发电、充电和维护汽车电瓶的充电状态。
下面,我们将讨论汽车交流发电机的原理、性能、维护等方面的知识。
一、汽车交流发电机的原理汽车交流发电机是通电线圈放在转子上的一种电机。
当发动机启动后,飞轮带动发电机转动,线圈与磁场交换引起电磁感应,从而形成电势差。
这个电势差在整流器的作用下,被整流成直流电,用来充电或供电。
二、汽车交流发电机的性能1. 电压稳定:汽车交流发电机要求输出电压稳定,以保证汽车电子设备的正常工作,避免由于电压不稳引起的电路问题。
2. 充电能力:汽车交流发电机需要快速地将电瓶充满,并保持充满状态。
3. 效率高:高效的发电机可以大大降低能源消耗和噪音。
4. 光洁度好:如果发电机表面被尘垢覆盖,会降低其散热效果,从而影响发电机的性能。
三、汽车交流发电机的维护1. 检查绕组:交流发电机内部的绕组应该经常检查,确保其正常工作,排除可能存在的性能隐患。
2. 清洗电刷和电刷座:电刷和电刷座会因油脂或尘埃而变得不良,所以应该经常清洗。
3. 调整电压:如果你的车电池充电量太低或过高,你需要调整发电机电压,使其达到适合的充电水平。
四、结语汽车交流发电机是一项重要和复杂的装备,对于保持汽车电子设备的正常工作、充电和维护极其重要。
准确的维护和调整可以大大延长电机的寿命和减少功能障碍。
在汽车电器维修方面,如果是非专业的维修或更换可能会导致汽车出现更严重的性能问题。
因此,建议您在必要时寻求专业汽车电器维护人员的帮助,以确保汽车的安全和可靠性。
汽车交流发电机的作用及组成
汽车交流发电机的主要作用是为汽车电气系统提供电力,包括给予电池充电、供给车灯、点火系统、音响等器件供电。
汽车交流发电机的主要组成包括以下几部分:
1. 转子(Rotor):由绕组和转子铁芯组成,通过与发电机驱
动轴相连而旋转。
2. 定子(Stator):由绕组和定子铁芯组成,固定在发电机壳
体内,与转子之间产生电磁感应。
3. 励磁绕组(Excitation winding):用于提供转子磁场的绕组,通常是直流电源供电。
4. 整流器(Rectifier):将发电机产生的交流电转换为直流电,供给汽车电气系统和充电电路。
5. 轴承和冷却系统:用来支撑转子和定子的轴承,并通过散热器和风扇冷却发电机以防止过热。
6. 电压调节器(Voltage regulator):用于控制发电机输出电
压的稳定性,确保电气系统稳定工作。
以上是汽车交流发电机的主要组成和作用,通过转子与定子之间的电磁感应原理,将机械能转化为电能,并提供给汽车的电气系统使用。
发电机及调节器的构造及识别一、交流发电机(一)功用交流发电机与其调节器配合工作,其功用是对除起动机外的所有用电设备供电,并向蓄电池充电。
发电机是汽车电源的主要组成部分,与蓄电池互为补充,共同完成对汽车用电设备的供电任务。
(二)分类汽车用交流发电机可按总体结构、整流器结构和搭铁型式进行分类。
1.按总体结构不同,交流发电机可分为:(1)普通交流发电机:既无特殊装置,也无特殊功能和特点的汽车交流发电机,称为普通交流发电机。
如东风EQ1090型载货汽车用JF132N型交流发电机。
(2)整体式交流发电机:即内装电子调节器的交流电机。
如东风EQ2102型越野汽车用JFW2621型28V45A发电机;解放CA1121J载货汽车用JFZ24031型28V45A发电机;南京依维柯汽车用JFZ1912Z型14V85A或JFZ1714Z型14V45A型14V90A发电机;一汽捷达、上海桑塔纳轿车用JFZ1913型14V90A发电机等。
(3)无刷交流发电机:即没有电刷和集电环(滑环)结构的交流发电机。
如东风EQ2102型越野汽车用JFW2621型28V45A整体式发电机;福建仙游电机总厂生产的JFW1913型14V90A发电机等。
(4)带泵交流发电机:即带真空制动助力泵的交流发电机。
如仙游电机厂生产FB1712型交流发电机。
(5)永磁交流发电机:即转子磁极采水磁材料制成的交流发电机。
2.按整流器结构不同,交流发电机可分为:(1)六管交流发电机:即整流器由六只整流二极管组成三相桥式全波整流电路的交流发电机。
如解放CA1092型载货汽车JF1522A、JF1518、JF1526型14V55A交流发电机。
(2)八管交流发电机:即整流总成由九只二级管组成的交流发电机。
如天津夏利TJ7100、TJ7130型微型轿车用JFZ1542型14V45A型交流发电机。
(3)九管交流发电机:即整流器总由九只二级管组成的交流发电机。
如斯太尔(STEYR)汽车用JFZ2518A型28V27A交流发电机;长风集团猎豹(PAJERO)4G64型发动机用14V75A交流发电机。
汽车交流发电机是汽车发动机工作的一个重要部件,它通过旋转产生电能,为汽车的电气系统提供所需的电力。
在日常使用过程中,有时会出现汽车交流发电机出现故障的情况,需要进行维修或更换。
在进行维修或更换之前,需要对汽车交流发电机进行详细的分解。
下面将详细介绍汽车交流发电机的分解步骤。
1. 准备工作在开始分解汽车交流发电机之前,首先需要进行准备工作。
需要准备好必要的工具和器材,例如扳手、螺丝刀、橡皮榔头等。
还需要确保工作环境干净整洁,以免在操作过程中遗失零部件或者受到外界环境的影响。
2. 拆卸外壳首先需要将汽车交流发电机的外壳拆卸下来。
通常情况下,汽车交流发电机的外壳是由数个螺丝固定在发电机本体上的,因此需要使用相应的螺丝刀将外壳上的螺丝逐一拆下来,然后将外壳轻轻取下。
3. 拆卸定子拆卸外壳之后,就可以看到汽车交流发电机的定子部分。
定子通常由铁芯和绕组组成,需要先将定子的固定螺丝拆卸下来,然后小心地将定子取出并放置在干净的工作台上。
4. 拆卸转子接下来需要将汽车交流发电机的转子部分拆卸下来。
转子是通过皮带与发动机连接的部件,需要先将皮带卸下,然后将转子的固定螺丝拧下,小心地取出转子并放置在工作台上。
5. 拆卸绕组在拆卸转子后,可以看到汽车交流发电机的绕组部分。
绕组是发电机中非常重要的部件,需要小心地将其拆卸下来,注意不要损坏绕组中的绝缘层和线圈。
6. 清洁和检查在拆卸汽车交流发电机的各个部件后,需要对其进行清洁和检查。
清洁可以使用专门的清洁剂或者汽油进行,将各个部件清洗干净,并进行检查是否有损坏或者磨损的部分,需要将损坏的部件及时更换。
7. 组装在清洁和检查完成后,需要进行汽车交流发电机的组装工作。
按照相反的顺序,将各个部件重新安装到原来的位置上,并且确保每个部件的固定牢靠、连接正确。
在组装完成后,还需要对发电机进行测试,确保其正常工作。
8. 完成经过以上步骤,汽车交流发电机的分解工作就完成了。
在进行组装后,需要再次对发电机进行检测和调试,确保其正常工作。
汽车用交流发电机的分类方法
沟通发电机形状如下图所示:
发电机是汽车电器的主要电源,由汽车发动机驱动,在发动机正常工作时,发电机对除起动机以外的全部用电设备供电,并向蓄电池充电以补充蓄电池在使用中所消耗的电能。
可由下图简要说明:
汽车用沟通发电机有不同的分类方法:
一、按结构分类
1.一般沟通发电机(外装电压调整器式):在载货汽车和大型客车上应用较普遍。
2.整体式沟通发电机(内装电压调整器式):多用于轿车。
3.带泵沟通发电机:多用于柴油车,在发电机后端带有真空制动助力泵。
4.无刷沟通发电机:即无电刷、滑环结构的沟通发电机。
5.永磁沟通发电机:即转子磁极采纳永磁材料的沟通发电机。
二、按磁场绕组搭铁方式分类
1.内搭铁式沟通发电机:即磁场绕组的一端引出来形成磁场接柱,而另一端与发电机壳相连接。
2.外搭铁式沟通发电机:即磁场绕组的两个端子都和发电机外壳绝缘,引出来形成两个磁场接柱,磁场绕组是通过调整器搭铁的。
三、按装用的二极管数量分类
1、6管沟通发电机:其整流器由6只硅二极管组成(这种型式应
用最为广泛)。
2、8管沟通发电机:其整流器总成共有8只二极管,具有两个中性点二极管。
3、9管沟通发电机:其整流器总成共有9只二极管,具有三个磁场二极管。
4、11管沟通发电机:其整流器总成共有11只二极管,具有中性点二极管和磁场二极管。
汽车交流发电机的结构认识及拆装图示
理论内容
交流发电机是靠磁场将发动机机械能转化成电能的装置,首先由蓄电池给励磁绕组提供电压,励磁绕组产生轴向磁场,磁化两块爪形磁极,形成了六对相间排列的磁极。
磁极的磁力线经过转子与定子之间的气隙,定子铁心中形成闭合磁路。
转子旋转时,励磁绕组所产生的磁场也随之转动,形成旋转磁场。
固定不动的三相定子绕组在旋转磁场的作用下,产生三相频率相同、幅值相等、相位互差120度的正弦电动势,再利用硅二极管的单向导电功能进行整流,输出直流电压,使用电压调节器使输出电压稳定。
在交流发电机中,各个部件都扮演着重要的角色,共同构成了这一重要设备。
以下是对交流发电机组成及各个部件作用的深入探讨:一、定子部分1. 电磁铁心定子部分的主要组成为电磁铁心,它是由硅钢片叠压而成的,其作用是传导电磁感应和减小能量损耗。
2. 定子线圈定子线圈是交流发电机中的重要组成部分,它由导线绕制而成,主要作用是产生电磁感应,使得定子部分能够产生电动势。
3. 定子绕组接线柱定子绕组接线柱将定子线圈连接起来,使得其可以形成闭合回路,从而实现电能转换。
二、转子部分1. 转子线圈转子部分的主要组成是转子线圈,它同样由导线绕制而成,主要作用是在磁场的作用下感应出电动势,并引起电流的流动。
2. 转子轴转子轴是转子部分的支撑结构,其作用是支撑转子线圈的同时传递其产生的电能。
3. 转子滑环及碳刷转子滑环和碳刷是用来供电给转子线圈的重要部件,它们能够确保转子线圈能够获得稳定的电能供应。
三、其他部分1. 机壳机壳是交流发电机的外壳,其作用是保护内部的各个部件,并且起到隔离和散热的作用。
2. 轴承和润滑系统轴承和润滑系统是用来减小发电机内部部件的磨损和摩擦力,并且保证其正常运转的重要装置。
通过以上对交流发电机组成及各个部件作用的讨论,我们可以看到交流发电机是一个由多个部件组成的复杂系统,每个部件都发挥着重要的作用。
而了解这些部件的作用可以帮助我们更深入地理解交流发电机的工作原理和机理。
在我看来,交流发电机的每个部件都是不可或缺的,只有各个部件协同工作,才能确保交流发电机的正常运转。
深入了解交流发电机的组成及各个部件的作用,也有助于我们更好地维护和保养这一重要设备,确保其长时间稳定运行。
通过深入探讨交流发电机的组成及各个部件的作用,可以帮助我们更全面、深刻和灵活地理解其工作原理,同时也能够更好地维护和保养交流发电机,确保其正常运转。
交流发电机是利用电磁感应原理将机械能转换为电能的重要设备。
它的各个部件都起着至关重要的作用,共同构成了这一复杂的系统。
说明汽车交流发电机的整流原理
汽车交流发电机的整流原理是将交流电转化为直流电。
具体步骤如下:
1. 交流电产生:汽车发电机通过燃烧室内的燃油燃烧,通过气缸和曲轴的运动,将机械能转化为电能。
在转子上的励磁线圈中,通过转子的旋转产生一个强磁场。
2. 切割磁力线:在发电机的定子上,安装一个带有若干个线圈的编制子,称为绕组。
当转子旋转时,磁力线会切割过绕组中的线圈,从而产生交流电。
3. 交流电输出:绕组中产生的交流电经过导线传递到发电机的输出端。
4. 整流装置:将交流电转化为直流电,需要使用整流装置。
通常情况下,汽车发电机使用的是电刷与整流子结构的整流装置。
5. 电刷与整流子:电刷由碳刷和导电材料组成,直接接触整流子。
整流子是由多个分磁极组成的圆盘状结构,其分磁极与绕组的线圈对应。
当整流子旋转时,电刷与整流子接触的部分,就能接收到产生的交流电。
6. 整流:当交流电从整流子输出时,经过电刷的碳刷接触,将交流电转化为直流电。
整流子的不同磁极会根据电机旋转的角度改变接触电刷的位置,从而实现整流的功能。
7. 直流电输出:经过整流之后,直流电会从整流子的输出端传输出来,供汽车电路系统使用。
汽车用三相异步交流发电机的工作原理随着汽车的普及和发展,汽车的动力系统也得到了不断的改进和升级,其中发电机作为汽车电力系统中的重要部件,一直备受关注。
三相异步交流发电机作为汽车发电系统中最常见的一种类型,其工作原理对于理解汽车发电系统的运行机理具有重要意义。
本文将从三相异步交流发电机的结构、工作原理和特点等方面进行详细介绍。
一、三相异步交流发电机的结构1. 定子:三相异步交流发电机的定子是由三个互相120度相位差的线圈组成,每个线圈上分布着等间距的若干个槽,槽内绕有绕组。
2. 转子:三相异步交流发电机的转子是由一个铁芯和绕组组成,铁芯上有深槽,槽中绕有绕组,绕组外置导线圈。
车用三相异步交流发动机的转子异常等于铝短路转子。
铝短路转子是一种常见的异步交流发电机转子结构,其构造简单,制造成本低,能使发电机的容量、效率、功率因数都有很大的提高。
3. 空气隔离器:用于将外部空气与转子内部空气隔开,防止潮湿空气和污染物对转子绕组造成影响。
4. 定子绕组和转子绕组的数量和分布均匀,可以根据实际需要进行设计。
二、三相异步交流发电机的工作原理1. 三相异步交流发电机工作原理基于法拉第电磁感应定律和洛伦兹力定律。
当三相交流励磁电流通过定子绕组时,产生旋转磁场,这个磁场旋转的速度与励磁电流的频率成正比。
转子绕组中的导体在这个旋转磁场中感应出电动势,使导体内部产生感应电流,从而形成转子上的感应电流。
2. 由于转子上的感应电流产生了自己的磁场,这个磁场与定子旋转磁场互相作用,产生了转矩,从而驱动转子转动。
转子上的感应电流的大小和方向会随着转子的转动速度和励磁电流的频率而发生变化,这种相对运动产生了感应电动势,使发电机产生了交流电。
3. 三相异步交流发电机的输出电压大小和频率与转子的转速和励磁电流的频率有关,当转速和励磁电流的频率固定时,发电机输出的电压大小和频率也将保持稳定。
三、三相异步交流发电机的特点1. 结构简单:三相异步交流发电机的结构相对简单,制造成本低,易于维护和维修。
交流发电机的结构一、6管交流发电机的结构交流发电机一般由转子、定子、整流器、端盖四部分组成。
JF132型交流发电机组件图见图2-5aJF132型交流发电机结构图见图2-5bJF132型交流发电机结构图见图2-5c(一)转子转子的功用是产生旋转磁场。
转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成,见图2-6转子轴上压装着两块爪极,两块爪极各有六个鸟嘴形磁极,爪极空腔内装有磁场绕组(转子线圈)和磁轭。
集电环由两个彼此绝缘的铜环组成,集电环压装在转子轴上并与轴绝缘,两个集电环分别与磁场绕组的两端相连。
当两集电环通入直流电时(通过电刷),磁场绕组中就有电流通过,并产生轴向磁通,使爪极一块被磁化为N极,另一块被磁化为S 极,从而形成六对相互交错的磁极。
当转子转动时,就形成了旋转的磁场。
交流发电机的磁路为:磁轭→N极→转子与定子之间的气隙→定子→定子与转子间的气隙→S极→磁轭。
见图2-7。
(二)定子定子的功用是产生交流电。
定子由定子铁心和定子绕组成。
见图2-8A定子铁心由内圈带槽的硅钢片叠成,定子绕组的导线就嵌放在铁心的槽中。
定子绕组有三相,三相绕组采用星形接法或三角形(大功率)接法,都能产生三相交流电。
三相绕组的必须按一定要求绕制,才能使之获得频率相同、幅值相等、相位互差120°的三相电动势。
1.每个线圈的两个有效边之间的距离应和一个磁极占据的空间距离相等。
2.每相绕组相邻线圈始边之间的距离应和一对磁极占据的距离相等或成倍数。
3.三相绕组的始边应相互间隔2π+120o电角度(一对磁极占有的空间为360o电角度)例:国产JF13系列交流发电机三相绕组绕制见图2-8B结构参数如下:磁极对数p6对定子槽数z36槽定子绕组相数m3相每个线圈匝数N13匝绕组联结方法Y型联结在国产JF13系列交流发电机中,一对磁极占6个槽的空间位置(每槽60o电角度),一个磁极占3个槽的空间位置,所以每个线圈两条有效边的位置间隔是3个槽,每相绕组相邻线圈始边之间的距离6个槽,三相绕组的始边的相互间隔可以是2个槽,8个槽,14个槽等。
汽车交流发电机结构汽车交流发电机是汽车电气系统中重要的组成部分,其结构复杂精密,能够为汽车提供稳定的电力供应。
本文将从整体结构和各个部件的功能和作用两个方面,介绍汽车交流发电机的结构。
一、整体结构汽车交流发电机的整体结构通常由转子、定子、整流器和调压器等四个主要部分组成。
1. 转子:转子是汽车交流发电机的核心部件,其结构通常为圆柱形,由磁极、线圈和轴承组成。
磁极上包覆有线圈,当转子转动时,通过与定子产生电磁感应,从而产生交流电。
2. 定子:定子是汽车交流发电机中的静止部分,其结构为圆筒形,由电枢线圈和电枢铁芯组成。
电枢线圈包覆在电枢铁芯上,其内部的导线与转子的磁场相互作用,产生电磁感应,从而产生交流电。
3. 整流器:整流器是将交流电转换为直流电的部件,通常由多个整流二极管组成。
当交流电通过整流二极管时,只允许电流在一个方向上通过,从而将交流电转换为直流电。
4. 调压器:调压器是用于控制发电机输出电压的部件,通常由电压调节器和电流稳定器组成。
电压调节器通过调节电压调节器的电压输出,控制发电机的输出电压稳定在一定范围内;电流稳定器则通过调节发电机的励磁电流,使发电机的输出电流保持稳定。
二、各个部件的功能和作用1. 转子:转子是发电机的动部件,通过转动产生磁场,与定子的线圈相互作用,从而产生电磁感应,产生交流电。
2. 定子:定子是发电机的静部件,内部的电枢线圈与转子的磁场相互作用,产生电磁感应,产生交流电。
3. 整流器:整流器的作用是将交流电转换为直流电,通过多个整流二极管的作用,只允许电流在一个方向上通过,从而将交流电转换为直流电。
4. 调压器:调压器的作用是控制发电机的输出电压稳定在一定范围内。
电压调节器通过调节电压调节器的电压输出,控制发电机的输出电压稳定;电流稳定器通过调节发电机的励磁电流,使发电机的输出电流保持稳定。
总结:汽车交流发电机的结构复杂精密,由转子、定子、整流器和调压器等部件组成。
简述汽车交流发电机的原理,各组成部分及作用。
汽车交流发电机是汽车电力系统的重要组成部分,它通过转换机械能为电能,并向汽车的电气设备供电。
下面将对汽车交流发电机的原理、各组成部分以及作用进行简述。
汽车交流发电机的原理是基于电磁感应现象。
当发电机的转子旋转时,它通过转子上的电刷与定子上的绕组形成一个旋转磁场。
由于电刷与旋转磁场的相对运动,导致定子绕组中的导线产生感应电动势。
通过连接外部电路,这个感应电动势可以转化为交流电能供给汽车的电气设备。
汽车交流发电机由转子、定子、整流器和调压器等组成。
转子是发电机的旋转部分,通常由绕组和永磁体构成。
定子是发电机的静止部分,它包含着绕组和铁芯。
整流器的作用是将交流电转化为直流电,它通常由一系列二极管组成。
调压器则用于控制发电机输出的电压,保持恒定的电压供给给汽车的电气设备。
汽车交流发电机的作用主要有两个方面。
首先,它为汽车的电气设备供电。
这些设备包括车灯、音响、空调、电动窗户等,它们都需要电能才能正常运行。
发电机通过向这些设备提供稳定的电压和电流,确保它们能够正常工作。
其次,发电机还充电汽车的蓄电池。
蓄电池是汽车电气系统的能量储存装置,通过发电机的充电,它能够为汽车启动提供足够的电能,并在发动机熄火的状态下维持电气设备的正常运行。
总而言之,汽车交流发电机是汽车电气系统中至关重要的组成部分。
它通过电磁感应原理将机械能转换为电能,并为汽车的电气设备供电,同时充电汽车的蓄电池。
这些功能的实现离不开发电机的转子、定子、整流器和调压器等各个组成部分的协同工作。
第一讲车用交流发电机根底知识介绍车用交流发电机〔以下简称发电机〕是我公司的主导产品之一,今天我有幸在这里同大家交流一下有关该产品的一些相关知识,希望有助于大家更加了解发电机,从而更好地开展发电机。
一、发电机的作用与特点1、发电机是汽车电气系统的两个主要电源之一,与蓄电池并联工作。
在发电机发出的电能多于汽车电器所消耗的电能时,它将多余的电能通过充电的方式储存在蓄电池中;当汽车电器用电超过发电机所输出电能时,由蓄电池补充不足的电能〔发动机启动时起动机消耗的电能也由蓄电池提供〕。
充电和放电的过程由发电机与蓄电池两端的电势自动调节。
图一发电机接线示意图2、发电机的特点与汽车电系特点密切相关。
它采用单线制,负极搭铁〔少数用于某些特定场合的发电机采用双线制〕;输出三相直流电,因此需要整流;因汽车电器的需要,输出稳定的电压,因此需与调节器搭配使用;输出电动势与转速成正比,在调节器作用下,输出实际电流取决于车上实际使用的负载大小〔包括蓄电池状况〕,同时自身有限流功能,每个发电机都有一个最大输出电流。
二、发电机的种类汽车上最早使用的发电机是直流发电机,它采用换向器换向,输出直流电。
从1960年开始,汽车上逐步开始采用交流发电机,它采用硅二极管整流,输出直流电,故也称硅整流发电机。
由于交流发电机与直流发电机相比,具有体积小、重量轻、结构简单、维修方便、使用寿命长、配用的调节器简单、产生的无线电干扰信号弱等诸多优点,因此汽车上采用交流发电机后,直流发电机被迅速淘汰,现在所讲的汽车用发电机均指交流发电机。
汽车用交流发电机可按总体结构、整流器结构、搭铁型式、散热型式等多方面进展分类。
按总体结构可分为:1)普通交流发电机:无特殊装置和特殊功能的发电机,如JF1521;2)整体式交流发电机:装电子调节器的交流发电机,如JFZ1521;3)无刷交流发电机:无电刷和集电环结构的交流发电机,如康明斯发电机JFW2621;4)带泵交流发电机:带真空制动助力泵的交流发电机,如供朝柴的JFB2729;5)永磁交流发电机:转子磁极采用永磁材料的交流发电机,如金卓公司生产的JFY系列发电机。
汽车发电机结构与工作原理解析发电机是汽车用电设备的主要电源。
在汽车正常运行期间,发电机向除起动机之外的其它用电设备供电,并向蓄电池充电。
今天来给大家解析一下汽车发电机的结构和工作原理。
汽车上所用的发电机大多为三相交流发电机。
汽车用交流发电机的分类交流发电机的构造交流发电机由转子、定子、电刷与滑环机构、三相桥式整流器、轴承、风扇和前后端盖等组成。
一、转子二、定子定子是由定子铁心和三相定子绕组组成,固定在前后端盖之间。
三相绕组一般采用三角形(△)和星形(Y)两种接法,定子绕组在转子产生的旋转磁场作用下,感应并输出三相正弦交流电动势。
三、整流器整流器是将交流电转换成直流电的一种装置,在车用发电机中,一般采用三相桥式整流电路作整流器。
整流器一般有以下四种形式:交流发电机的工作原理一、发电原理当发电机的转子绕组中通入直流电时,产生磁场,转子在发动机的带动下旋转,定子绕组切割转子磁场感应三相交流电动势。
二、外特性当发电机转速一定时,输出电压U随输出电流I的变化规律。
三、输出特性(负载特性)在发电机输出电压U一定时(通常12V发电机保持在14V),发电机负载电流I与转速n之间的关系称为输出特性或负载特性。
交流发电机的调节器发电机的输出电压与发电机转子的转速有关:一、电压调节器的工作原理当发电机的转速升高时,减小磁场电流,以减弱磁通φ,使φn基本保持不变,从而维持端电压的不变。
二、电压调节器的分类三、电压调节器工作原理1、触点式电压调节器触点式电压调节器是一种机械振动式电压调节器,它利用触点的开闭作用,改变磁场电路的电阻,保持端电压的恒定。
2、晶体管电压调节器晶体管电压调节器是利用晶体三极管的开关作用,控制发电机磁场电路的通、断,来调节磁场的强弱,使端电压保持不变。
3、集成电路式电压调节器集成电路电压调节器具有体积小、功能强、可靠性高、结构简单、成本低等特点,目前已广泛应用于国内外的汽车上。
集成电路电压调节器由于体积小,目前都装于发电机内,成为整体式交流发电机。
第一讲车用交流发电机基础知识介绍车用交流发电机(以下简称发电机)是我公司的主导产品之一,今天我有幸在这里同大家交流一下有关该产品的一些相关知识,希望有助于大家更加了解发电机,从而更好地发展发电机。
一、发电机的作用及特点1、发电机是汽车电气系统的两个主要电源之一,与蓄电池并联工作。
在发电机发出的电能多于汽车电器所消耗的电能时,它将多余的电能通过充电的方式储存在蓄电池中;当汽车电器用电超过发电机所输出电能时,由蓄电池补充不足的电能(发动机启动时起动机消耗的电能也由蓄电池提供)。
充电和放电的过程由发电机与蓄电池两端的电势自动调节。
图一发电机接线示意图2、发电机的特点与汽车电系特点密切相关。
它采用单线制,负极搭铁(少数用于某些特定场合的发电机采用双线制);输出三相直流电,因此需要整流;因汽车电器的需要,输出稳定的电压,因此需与调节器搭配使用;输出电动势与转速成正比,在调节器作用下,输出实际电流取决于车上实际使用的负载大小(包括蓄电池状况),同时自身有限流功能,每个发电机都有一个最大输出电流。
二、发电机的种类汽车上最早使用的发电机是直流发电机,它采用换向器换向,输出直流电。
从1960年开始,汽车上逐步开始采用交流发电机,它采用硅二极管整流,输出直流电,故也称硅整流发电机。
由于交流发电机与直流发电机相比,具有体积小、重量轻、结构简单、维修方便、使用寿命长、配用的调节器简单、产生的无线电干扰信号弱等诸多优点,因此汽车上采用交流发电机后,直流发电机被迅速淘汰,现在所讲的汽车用发电机均指交流发电机。
汽车用交流发电机可按总体结构、整流器结构、搭铁型式、散热型式等多方面进行分类。
按总体结构可分为:1)普通交流发电机:无特殊装置和特殊功能的发电机,如JF1521;2)整体式交流发电机:内装电子调节器的交流发电机,如JFZ1521;3)无刷交流发电机:无电刷和集电环结构的交流发电机,如康明斯发电机JFW2621;4)带泵交流发电机:带真空制动助力泵的交流发电机,如供朝柴的JFB2729;5)永磁交流发电机:转子磁极采用永磁材料的交流发电机,如广西梧州金卓公司生产的JFY系列发电机。
上述分类并不相互排斥,一种发电机可以有上述的几种特征。
随着新技术的应用,混合励磁式等结构的发电机也开始出现。
按整流器结构不同,发电机可分为:1)六管交流发电机:其整流器由六只硅整流二极管组成三相桥式全波整流电路;有的采用单个的硅二极管压装,也有的采用在极板上烧结硅管组成整流组件。
2)八管交流发电机:其整流器有八只二极管,除了六只组成三相桥式全波整流外,在定子绕组中性线输出端也接有二只二极管,用以对三相电路不均衡产生的中性点波形进行整流。
3)九管交流发电机:在六管交流发电机的基础上又增加了三只励磁二极管,组成两套三相桥式全波整流电路,提供电压检测点和励磁电流。
4)十一管交流发电机:在八管交流发电机的基础上,其整流器增加了三只励磁二极管。
图二发电机整流电路按励磁绕组搭铁型式不同,发电机可分为:1)内搭铁型发电机:励磁绕组的一端与发电机端盖相连接的发电机。
2)外搭铁型发电机:励磁绕组的一端经调节器后搭铁的交流发电机。
由于整体式发电机调节器装在发电机内部,不论是内搭铁还是外搭铁对汽车电路均无影响,因此内、外搭铁型式的区别只针对非整体式发电机;在使用时,它必须与同样搭铁型式的调节器配用。
交流发电机按散热型式可分为:1)交流发电机:其两端端盖密封,端盖上制有很多散热肋,通过风扇带动空气流通使端盖散热。
这种型式散热效果较差,只适用于小功率、有特殊使用环境要求的场所。
2)普通单外风扇发电机:在两端盖上制有通风孔,通过风扇抽风,使冷空气流经电机内部带走热量,散热效果一般。
3)内外风扇发电机:在端盖外面和内部各装有一个风扇,通过抽风实现散热,散热效果较好。
4)双内风扇发电机:在两端盖内装有两风扇,分别装在两磁极背面。
这种散热效果好,但成本较高,结构较复杂,一般用在乘用车等功率要求较高的场合。
5)液冷发电机:它是随着现代汽车电器的不断增多,对发电机功率要求不断增大的情况下由欧美发达国家新近研制出的一种新型结构发电机。
与传统风冷式发电机不同,它采用水、油等液体作为传热介质,目前在豪华大客车上已开始使用。
三、发电机的发电原理发电机的发电过程是一个利用电磁转换原理将机械能转化为电能的过程,它可以分为以下几个步骤:1)产生磁场发电机在未发电前由蓄电池供给其初始励磁电流(发电机发电后由自身提供)。
接通点火开关,蓄电池电势加在发电机激磁线圈两端,产生励磁电流,从而在线圈的铁芯中产生磁场。
2)磁场形成回路,切割定子线圈产生的磁场在发电机中的传递回路如下:磁轭和轴→爪极一端→定子铁芯→另一端爪极→磁轭和轴。
其间需要通过两次转子外圆与定子铁芯内圆之间的主间隙,并切割嵌在定子铁芯槽中的定子线圈。
同时,当发动机启动后,通过皮带传动将机械能输入到发电机,带动发电机转子旋转。
由于每个爪极在圆周方向上布置有多个爪,在爪与爪之间是空位,因此在转子旋转过程中,切割每一组定子线圈的磁场强度是循环变化的。
对汽车发电机而言,这种变化被设计为三相正弦波形。
3)产生交流电定子线圈受变化的磁场切割后将产生对应波形的三相交流电动势,这种电动势加在负载两端时便会产生三相交流电流。
4)整流和调压产生的三相交流电流通过三相桥式整流电路整流为直流电。
同时调节器通过控制激磁电流的通断将发电机输出电压维持在相对恒定的范围内,满足汽车电器的需要。
四、发电机的结构交流发电机虽然有很多种类,但基本结构大致相同,都包括转子、定子、整流器、端盖、风扇、皮带轮等几大部分。
下面以我公司JFZ2721发电机的结构来作一下简介。
1)定子由定子铁芯和定子绕组组成。
定子铁芯由内圆带槽的环状硅刚片叠压而成;定子绕组则采用漆包圆铜绕组线绕制而成,安放在定子铁芯的槽内。
定子绕组间与定子铁芯间采用聚酯薄膜带绝缘,同时用槽楔将绕组固定,防止绕组窜动、脱落。
为提高定子绕组的绝缘、散热和机械性能,绕组嵌入铁芯后应进行浸漆处理。
定子绕组为三相对称绕组,三相绕组的联接方法有星形(Y形)和三角形(△形)两种。
三相绕组的绕制方法是使三相绕组能产生频率相同、幅值相等、相位互差120 (电角度)的三相对称电动势,为此在绕制和嵌放时应按照一定的绕组规范进行,并确定合理的安放位置。
2)转子转子的作用是产生磁场,它主要由磁轭、磁场绕组、爪极和集电环等组成。
爪极有两块,每块上都有多个鸟嘴形磁极,两块爪极之间装有磁轭和磁场绕组;磁场绕组装在磁轭外部,中间用绝缘架隔开,通过磁轭一起压装在转子轴上。
集电环由两个彼此绝缘的铜环组成,压装在轴上,铜环与轴绝缘。
磁场绕组的两端分别与两个铜环焊接在一起。
两个铜环在发电机工作时分别与发电机的两个电刷相接触,使磁场绕组中保持电流通过。
3)整流器交流发电机的整流器由多只硅整流二极管组成,其基础是由六只二极管构成三相桥式整流电路,将三相绕组感应出的交流电变为直流电。
汽车用交流发电机用硅整流二极管的内部结构和工作原理与一般工业用硅整流二极管基本相同,但其外形结构有要求有所不同。
现在主要应用的型式有两种:一是将二极管的PN结直接烧结在金属散热板上;二是将二极管压装在金属散热板的孔中使用。
整流二极管的引出电极有正极和负极之分,引出电极为二极管正极的称为正极管;引出电极为负极的称为负极管,六管发电机有三只正极管和三只负极管。
散热板一般用铝板或铜板制成,又称整流板,安装三只负极管的整流板称为负整流板;安装三只正极管的整流板称为正整流板。
负整流板与端盖碰在一起为发电机负极;正整流板用螺栓或引线引出,为发电机的正极,标记为“B”。
4)端盖发电机有前后两个端盖,主要作用是支撑发电机其它部件,传导散热,并把发电机与发动机支架联接起来。
发电机用端盖通常用铝合金压铸而成,这种铝合金不导磁,并且具有重量轻、散热性能好的特点,适合发电机防漏磁的需要。
前端盖紧挨皮带轮,承载驱动的主要分力,因而选用的轴承要大于后端,故也称为驱盖。
整流器等电子元器件装在发电机后部,靠后端盖提供安装位,因此也把后盖称为电盖。
在两端盖上制有挂角,挂角上的安装孔用来与发动机支架配合,将发电机固定在发动机上。
5)电刷组件由电刷、电刷架和电刷弹簧组成,如下图所示。
电刷安装在电刷架的孔内,借弹簧张力使电刷与集电环保持良好接触。
电刷用铜粉和石墨粉模压而成,电刷架则用酚醛玻璃纤维塑料模压而成。
每台发电机有两只电刷,每只电刷上都有一根引线接到发电机后端盖的接线柱上或直接搭铁。
6)调节器它的作用是控制发电机的输出电压在一定范围内。
从发电机或蓄电池上采集电压信号,通过控制激磁回路的通和断来调节发电机输出电压。
当电压低于设定值时,维持激磁回路导通;当电压高于设定值时将激磁回路关断,通常汽车调节器设定电压为14.2±0.2/28±0.3。
7)其它零件发电机上还装有皮带轮、风扇等其它零部件,其中皮带轮与转子部件联接在一起,依靠皮带输入机械能;风扇也装在转子部件的轴上,通过旋转来实现发电机的通风散热。
五、发电机的性能参数发电机除外形尺寸要求外,其性能参数更为重要,其中主要有三项:空载性能、负载性能和调节电压值,下面列有一个发电机的输出曲线供参考。
1)空载性能用空载转速指标衡量(又称零电流转速、起始发电转速),它是指发电机在输出电动势达到规定值要求,但尚未输出电流时的转速,用n0表示。
对于带充电指示灯的发电机,由于指示灯本身有一定功率,其首次熄灭时的转速往往高于零电流转速。
因此,在现场出于大批量生产的需要我们一般规定一个另外的熄灯转速指标用于验收。
2)负载性能发电机在调节器完全导通,电压恒定的情况下输出电流与转速之间的关系,实际中一般检测两个指标:最小工作电流和额定电流。
最小工作电流指发电机在1500r/min时输出的电流,此时发动机往往处于怠速状态;额定电流指发电机在额定转速5000r/min(有的规定为6000r/min)时输出的电流,此时发动机往往处于稳定工作转速状态。
额定电流一般标示在发电机铭牌上。
需要说明的是,由于发电机在工作时发热比较严重,而在发热后随着效率的降低,其输出会有明显的下降,因此发电机刚开始工作时的性能(我们称为冷态性能)和稳定工作一定时间后的性能(我们称为热态性能)有较大差异。
在设计中比较关注的是热态性能,而实际生产线进行出厂试验时出于节拍的考虑,我们检测的是接近于冷态的性能,因此需要在额定要求基础上增加一定的余量。
第二讲发电机的电磁设计计算发电机的电磁设计主要是定子部件和转子部件的设计,由于它是一种同步三相交流发电机,故我们在普通的同步三相交流发电机计算程序基础上,结合了一些实际设计过程中积累的经验,作出了如下所述的车用交流发电机电磁计算方法。