汽车发电机工作原理分解

通用公司（GM）用集成电路调节器
集成电路电压调节器利用改变磁场电流的占空比，来改变发电机的输出电压。 发动机转速低
发动机转速高
四、调节器实例分析
桑 塔 纳 轿 车 发 电 机 原 理 图
§2-5、交流发电机的使用与维护
交流发电机在使用和维护过程中，要注意以下几个问题： １、蓄电池的搭铁必须与交流发电机的极性一致，都是负极搭铁，否则蓄电池将通过发电机 的硅整流二极管大量放电，从而烧毁二极管。 ２、不得用发电机输出端瞬时接地（搭铁）的方法（试火法）来判断发电机是否发电。
U≈E＝Cφｎ
C—为发电机的结构常数 φ—为磁极磁通 ｎ—为发电机转速
由此可知：发电机的输出电压U与转 速ｎ和磁通φ成正比。
一、电压调节器的工作原理 （教材P33） 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 触点式电压调节器 晶体管电压调节器 集成电路电压调节器
三、电压调节器工作原理 （教材P33） 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。
触点的开闭存在延时现象，故 不能控制大功率的发电机电压， 且存在电磁干扰，目前已基本不 采用。
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。
一、转子 （教材P23） 转子由爪极（每个爪极有６个鸟嘴形磁极）、转子绕组、滑环和转轴等组成。
在转子绕组中通 入一个直流电流时， 产生一个磁场。
在发动机的带 动下转子旋转，在 定子绕组中产生一 个旋转磁场。
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。
定子铁心
三相定子绕组
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 （教材P25）
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：
普 通 型
中 性 点 二 极 管 型
磁 场 二 极 管 型
中 性 点 与 磁 场 二 极 管 型
磁场二极管
可以提高电压调 节的精度。
桑塔纳汽车用的整流器电路
汽车发电机工作原理分解
主要内容
交流发电机的构造 交流发电机的工作原理 交流发电机的工作特性 交流发电机的调节器 交流发电机的使用与维护 发电机与充电系统的测试 充电系统的常见故障
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。
汽车上所用的发电机大多为三相交流发电机。
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。
输出电流Ｉ将随转速ｎ升高而增 大，当转速超过一定值时，电流增加 的速率减慢，并趋于稳定，此时的电 流为最大输出电流。 Ie
§2-4、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：
割转子磁场感应三相交流电动势。
二、整流原理
整流电路将三相电动势转变成直流脉动电压；由于蓄电池具有电容的功能，故输出的直流电压波 形较平坦。
在发电机空载运行时，忽略三相绕组和整流器的电阻压降，直流电动势约为：U＝2.34Eφ（Eφ为 相电动势）。
三、励磁方法
发电机转子绕组产生磁场，称为励磁，发电机的励磁有他励和自励两种方式。 由蓄电池向磁场绕组供电的方式，称为他励；由发电机产生的电压向磁场绕组供电的方
汽车上采用硅整流交流发电机，它以硅 二极管为整流器，将交流电转变成直流电。 具有结构简单、体积小、重量轻、功率高、 工作可靠、寿命长、维修方便等特点。
汽车用交流发电机的分类
按结构分为：
普通式
整体式
按工作原理分
固定磁场式（无刷式） 旋转磁场式（常用）
真空泵式
§2-1、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。
空载特性是指发电机空载（即 Ｉ＝0）时，发电机端电压U与转速 ｎ之间的关系。
U与n成线性关系
他励
自励
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。
当发电机在高速旋转时，如果突 然失去负载，端电压将瞬时增大，整 流器及调节器中的电子元件造成损坏。
在转速一定时，端电压随输出电 流的增加而下降，当输出电流超过一 定值后，电压和电流同时下降（拐点 处）。
３、发电机在高速运转时，不得拆下蓄电池等主要用电设备，以免产生瞬时过电压，损坏二极 管、调节器或其他用电设备。
４、经常检查发电机与蓄电池之间的连线，保证连接牢固可靠。 ５、经常检查发电机皮带的张紧程度，应符合出厂时的规定。皮带过松，会造成蓄电池充电不 足；皮带过紧，容易造成皮带和发电机轴承的损坏。
中性点二极
管的整流器，可 以提高发电机的 输出功率。
四、端盖、风扇和轴承
前端盖用来固定发电机，后端上装有电刷架和整流器。 Байду номын сангаас扇风叶装在前端盖与皮带轮之间（双风扇发电机的两个风叶装在发电机内部的转子上），在发电 机工作时，起强制通风散热作用。
前、后端盖
风叶
轴承
§2-2、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
式，称为自励。 汽车用发电机在刚开始发电时，转子绕组由蓄电池供电产生磁场，属于他励；待发电机
旋转起来，输出电压高于蓄电池电压时，发电机向磁场绕组供电，励磁方式由他励变为自励。
§2-3、交流发电机的工作特性 交流发电机的工作特性，是指发电机工作时，端电压U、输出电流Ｉ与转速ｎ之间的关系。
一、空载特性
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。
P—半波整流接 线柱
L—充电指示灯 接线柱
F—磁场绕组电 压监视接线 柱
S—蓄电池电压 监视接线柱