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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。
第一章电源系统教学目的：使学生了解和掌握铅蓄电池、交流发电机及其调节器的作用、结构、工作原理与特性、使用与维护、常见故障的排除等内容，对汽车电源系统有初步的认识。
教学重点：普通铅蓄电池、交流发电机及其调节器的结构、原理、特性。
教学难点：电源系统常见故障的诊断与排除方法。
§1-1 概述一、电源系统的作用：提供低压直流电能。
二、组成：P5 图1-1交流发电机、调节器、蓄电池、电流表（或其它充电指示装置）、钥匙开关等。
三、充电状态指示装置：电流表或指示灯§1-2 蓄电池一、蓄电池的作用、要求与分类：1.蓄电池的作用：P6图1-2 蓄电池与发电机并联P5 （1）～（4）2.对蓄电池的要求：容量大、内阻小3.分类：铅酸蓄电池：普通型、荷电型（干式、湿式）、免维护型、胶体型碱性蓄电池★汽车上广泛采用铅酸蓄电池。
二、蓄电池的构造与型号：1．普通型蓄电池的构造：P7图1-3 包括：外壳、极板组、隔板、电解液、联条、加液孔盖、接线柱等。
极板上有活性物质：正极板：二氧化铅PbO2负极板：铅Pb（1）单格电池中，正极板比负极板少一片（如EQ1090汽车，7正8负）（2）利用极板组增大蓄电池容量2．干荷电式蓄电池：P10 图1-123．免维护蓄电池：P11图1-134．胶体型免维护蓄电池：P12图1-145．铅蓄电池的型号：（JB2599-85）铅蓄电池的型号由三部分组成：单格电池数、蓄电池类型和特征、额定容量额定容量（A·h）特征代号类型（用途）单格电池数例：EQ1090E汽车使用6—Q—105D表示：6个单格（12V）、起动用、额定容量为105 A·h、低温起动性能好CA1091汽车使用6—QA—100S表示：6个单格（12V）、起动用、干荷电式、额定容量为1050A·h、塑料整体式外壳三、蓄电池的工作原理与特性：1．基本工作原理：铅蓄电池：化学能（1）电势的建立：正极板上的活性物质少量溶解产生Pb+4，具有约2.0V正电位负极板上的活性物质少量溶解产生Pb+2，具有约0.1V负电位即单格蓄电池电压（静止电动势）约为：E=2.0V－（-0.1V）=2.1V（2）铅蓄电池充、放电过程的总反应化学方程式为：PbO2 + Pb + 2H2 SO4 2 PbSO4 + 2H2 O2．工作特性：（1）静止电动势E：蓄电池在静止状态（不充电也不放电）时，正、负极板间的电位差（即开路电压）（2）内阻：（3）蓄电池的放电特性：蓄电池的端电压与电解液相对密度的关系。
汽车发电机常识知识点总结汽车发电机常识知识点总结第一章：汽车发电机的基本概念与结构1.1 汽车发电机的作用汽车发电机是汽车电气系统的重要组成部分，主要负责为汽车供电，为电池充电，并满足汽车的各项电气设备的供电需求。
1.2 汽车发电机的结构与工作原理汽车发电机由转子、定子、整流器、调压器等部分组成。
其工作原理是利用磁感应定律和电磁感应定律，通过转子和定子之间的相对运动，产生交变电动势，经整流器转换为直流电并通过调压器稳定输出。
第二章：汽车发电机的性能参数与检测2.1 发电机的额定功率与转速发电机的额定功率是指在额定转速下，发电机能够持续输出的功率。
额定转速是发电机在设计工况下的转速。
2.2 发电机的空载电压与负载特性发电机的空载电压是指发电机在无负载情况下的输出电压。
负载特性是指发电机在不同负载下，输出电压与负载电流之间的关系。
2.3 发电机的电气效率与热平衡发电机的电气效率是指其输出电功率与输入电能之间的比值。
热平衡是指发电机在工作过程中，通过冷却系统将产生的热量有效散发，保持发电机温度正常。
2.4 发电机的故障检测与诊断发电机常见的故障包括励磁系统故障、整流器故障、定子绕组故障等。
通过检测发电机的输出电压、电流、温度等参数，并结合故障现象进行分析，可以进行故障诊断。
第三章：汽车发电机的维修与故障排除3.1 发电机的常见故障与排除方法发电机常见的故障包括转子短路、定子绕组断线、整流器失效等。
通过检查与测试故障电路、部件和绘制故障电压、电流波形图等方法，可以找出故障原因，并采取相应的维修措施。
3.2 发电机的维修与保养发电机的维修与保养包括清洗发电机外壳与散热器、检查电气系统接线是否松动、更换磨损严重的零部件等。
定期进行发电机的维护保养，可以延长其使用寿命。
3.3 发电机的拆装与调试发电机的拆装与调试需要注意遵循相应的操作规程，并注意保护发电机的零部件和表面涂层，以防止损坏。
第四章：汽车发电机的应用与发展趋势4.1 汽车发电机的应用广泛性汽车发电机被广泛应用于汽车、船舶、工程机械等领域，为各种类型的车辆和设备提供电力支持。
汽车交流发电机，发电机是汽车的主要电源，由发动机驱动，它在正常工作时，对除起动机以外的所有用电设备供电，若还有过余能量，再向蓄电池充电。
汽车交流发电机交流发电机的结构、工作原理及工作特性一、交流发电机的结构转子（1）功能：产生正弦磁场。
（2）组成：铁芯、励磁绕组、转子轴、爪极、滑环（也称为集电环）。
（3）爪极的形状（鸟嘴形）：使磁场按正弦规律分布。
（4）滑环：滑环相互之间、滑环与轴之间都保持绝缘。
定子定子（1）功能：产生三相对称电动势。
（2）组成：铁芯、三相对称绕组（大多采用星形接法）。
3、皮带轮4、风扇5、前后端盖6、电刷与电刷架（1）绝缘电刷：其引线为发电机的磁场接线柱，标以“F”（内搭铁）；或“F1”（外搭铁）。
（2）搭铁电刷：其引线为发电机的搭铁接线柱，标以“－”或“E”（内搭铁）；或“F2”（外搭铁）。
（3）搭铁形式a、内搭铁：励磁绕组直接搭铁。
b、外搭铁：励磁绕组经过调节器后再搭铁。
整流桥整流器（1）功能：将定子绕组产生的三相交流电变换为直流电。
（2）组成：六只硅二极管、两个元件板。
（3）特点a、三只正二极管（红色）安装在元件板上，其元件板构成发电机的输出极（正极），即发电机的火线接线柱，标以“B”、“＋”或“A”。
b、三只负二极管（黑色）安装在元件板上，其元件板构成发电机的负极，即发电机的搭铁接线柱，标以“－”或“E”。
（4）八管整流器：所加两管在发电机高速时，可提高发电机的输出功率15％左右。
（5）九管整流器：加装的三个二极管专门用来在自励时供给励磁绕组电流，这三个二极管还可以控制充电指示灯（省去充电指示灯继电器）。
[1]充电指示灯a、作用：既指示发电机及调节器的工作情况，又可以在停车后提醒驾驶员及时关闭点火开关，避免浪费蓄电池电能。
b、状态：励磁绕组他励，充电指示灯亮；励磁绕组自励，充电指示灯灭。
（6）十一管整流器1、发电原理E=Cnφ（E正比于n和φ）2、整流原理（1）任一瞬间，只有一只正二极管和一只负二极管导通，且正、负二极管不会是同一桥中的两只。
第一章汽车电源系统交流发电机简介
1.1 汽车发电机的功用
发电机是汽车的主要电源，其功用是在发动机正常运转时，向所有用电设备（启动机除外）供电，同时给蓄电池充电。
汽车用发电机可分为直流发电机和交流发电机，由于交流发电机的性能在许多方面优于直流发电机，直流发电机已被淘汰。
目前汽车采用三相交流发电机，内部带有二极管整流电路，将交流电整流为直流电，所以，汽车交流发电机输出的是直流电。
交流发电机必须配装电压调节器，电压调节器对发电机的输出电压进行控制，使其保持基本恒定，以满足汽车用电器的需求。
1.2 汽车发电机的主要组成
普通交流发电机一般由转子、定子、整流器、前后端盖、风扇、带轮等组成。
1.2.1 发电机转子
转子的功用是产生磁场。
转子由爪极、磁轭、励磁绕组、滑环、转子轴等组成，如图1、2所示。
图1交流发电机的转子总成
图2交流发电机转子分解图
1-滑环 2-转子轴 3-爪极 4-磁轭 5-励磁绕组
转子轴上压装着两块爪极，爪极被加工成鸟嘴形状，爪极空腔内装有励磁绕组和磁轭。
滑环由两个彼此绝缘的铜环组成，压装在转子轴上并与轴绝缘，两个滑环分别与励磁绕组的两端相连。
当给两滑环通入直流电时，励磁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（或八对）相互交错的磁极。
如图2所示，转子转动时，就形成了旋转的磁场。
1.2.2 发电机定子
定子的功用是产生交流电。
定子安装在转子的外面，和发电机的前后端盖固定在一起，当转子在其内部转动时，引起定子绕组中磁通的变化，定子绕组中就产生交变的感应电动势。
定子由定子铁心和定子绕组（线圈）组成，如图3所示。
图3 交流发电机定子总成及连接方式
a)定子绕组星形连接 b)定子绕组三角形连接
定子铁心由内圈带槽、互相绝缘的硅钢片叠成。
定子绕组有三组线圈，对称的嵌放在定子铁心的槽中。
三相绕组的连接有星形接法和三角形接法两种，如图3a、b所示，都能产生三相交流电。
1.2.3 发电机整流器
整流器的功用是将定子绕组的三相交流电变为直流电。
整流器由整流板和整流二极管组成，6管交流发电机的整流器是由6只硅整
流二极管分别压装（或焊装）在相互绝缘的两块板上组成的，其中一块为正极板（带有输出端螺栓），另一块为负极板，负极板和发电机外壳直接相连（搭铁），也可以将发电机的后盖直接作为负极板。
6只整流二极管分为正极管和负极管两种。
引出电极为正极的称为正极管，3只正极管装在同一块板上，称为正极板；引出电极为负极的称为负极管，3只负极管安装在负极板上，也可直接安装在后盖上。
如图4所示。
图4交流发电机整流二极管安装示意图
a)焊接式 b)电路图 c)压装式
1-正整流板， 2-负整流板
2.2 发电机电压调节器
2.2.1 电压调节器作用
由于交流发电机的转子是由发动机通过皮带驱动旋转的，且发动机和交流发电机的速比为 1.7～3，因此交流发电机转子的转速变化范围非常大，这样将引起发电机的输出电压发生较大变化，无法满足汽车用电设备的工作要求。
为了满足用电设备恒定电压的要求，交流发电机必须配用电压调节器才能工作。
电压调节器是把发电机输出电压控制在规定范围内的装置，其功用是在发电机转速变化时，自动控制发电机电压保持恒定，使其不因发电机转速高时电压过高烧坏用电器和导致蓄电池过充电；也不会因发电机转速低而电压不足导致用电器工作失常。
2.2.2 电子电压调节器工作原理
随着电子技术的发展，目前交流发电机几乎全部采用电子调节器。
其优点是：电压调节精度高，且不产生火花，还具有重量轻、体积小、寿命长、可靠性高、电波干扰小等优点。
电子调节器有晶体管调节器和集成电路调节器两种。
外搭铁型电子调节器的工作原理:
(1)基本电路如图5
图5电子电压调节器基本电路
(2)工作原理：
①点火开关SW刚接通时，发动机不转，发电机不发电，蓄电池电压加在分压器R1、R2上，此时因UR1 较低不能使稳压管VS的反向击穿，VT1截止，VT1截止使得VT2导通，发电机磁场电路接通，此时由蓄电池供给磁场电流。
随着发动机的启动，发电机转速升高，发电机他励发电，电压上升。
②当发电机电压升高到大于蓄电池电压时，发电机自励发电并开始对外蓄电池充电，如果此时发电机输出电压UB<调节器调节上限UB2，VT1继续截止，VT2继续导通，但此时的磁场电流由发电机供给，发电机电压随转速升高迅速升高。
③当发电机电压升高到等于调节上限UB2时，调节器对电压的调节开始。
此时VS导通，VT1导通，VT2截止，发电机磁场电路被切断，由于磁场被断路，磁通下降，发电机输出电压下降。
④当发电机电压下降到等于调节下限UB1时，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。
周而复始，发电机输出电压UB被控制在一定范围内，这就是外搭铁型电子调节器的工作原理。
2.2.3 电子调节器的工作特性
调节器通过三级管VT2的通断控制磁场电流，随着转速的提高，大功率三级管VT2的导通时间减小，截止时间增加，这样可使得磁场电流平均值减小，磁通减小，保持输出电压UB不变。
发电机的输出电压UB、磁场电流If（平均值）随转速n的变化关系称为电子调节器的工作特性。
从电子调节器的工作特性曲线可以看出，n1为调节器开始工作转速，称为工作下限，随着发电机转速的升高，磁场电流减小。
当发电机转速很高时，由于大功率三极管可不导通，磁场电流被
切断，发电机仅靠剩磁发电，所以，电子调节器的工作转速上限很高，调节范围很大。
2.3发电机的工作原理
如图6所示，发电机定子的三相绕组按一定规律分布在发电机的定子槽中，内部有一个转子，转子上安装着爪极和励磁绕组。
当外电路通过电刷使励磁绕组通电时，便产生磁场，使爪极被磁化为N极和S极。
当转子旋转时，磁通交替地在定子绕组中变化，根据电磁感应原理可知，定子的三相绕组中便产生交变的感应电动势。
这就是交流发电机的发电原理。
图6 交流发电机发电原理示意图
1－定子铁心 2－定子绕组 3－转子
4－励磁绕组 5－整流二极管 6－电刷
2.4流发电机的特性
交流发电机的特性有输出特性、空载特性和外特性，其中以输出特性最为重要。
2.4.1 输出特性
输出特性是指在发电机端电压U不变（对12V系列的交流发电机规定为14V，对24V系列的交流发电机规定为28V），其输出电流与转速之间的关系，即U=常
数时，
I＝f（n）的函数关系。
图7所示为交流发电机的输出特性曲线。
图7 交流发电机的输出特性曲线
由特性曲线I=f（n）可以看出：
（1）空载转速n1 发电机转速小于一定值n1时，对外输出电流为零。
当发电机达到额定电压并能对外输出电流时的最小转速为n1，称n1为空载转速。
空载转速常用来作为测试发电机性能的参数之一。
（2）最大电流Imax
发电机输出电流能力随转速的升高而增大，但曲越来越平坦，当转速达到一定值时，无论转速增加多少电流都不再增加，即一定结构的发电机输出最大电流Imax有一定限制。
由此可见，交流发电机自身具有限制输出电流防止过载的能力，又称为自我保护能力。
交流发电机自我限流的原理如下：
交流发电机定子绕组具有一定的阻抗Z，它由绕组的电阻r及感抗XL两部分组成，即：
式中
R——一相绕组的电阻；
XL——一相绕组的感抗;
XL＝2лfL
式中
L——一相定子绕组的电感；
f——感应电动势的频率；
P——磁极对数。
由于XL 与n成正比，故发电机定子绕组的阻抗Z随发电机的车速升高而增加。
高速时，由于R与XL相比可忽略不计，故阻抗Z约等于XL，定子阻抗Z与
转速n成正比，其值较大，产生较大的内压降。
另外，定子电流增加时，由于电枢反应的增强，也会使感应电动势下降。
两者共同作用的结果，当发电机的转速升高且负载电流达到最大值时，输出电流几乎不随负载电阻的减小或转速的增加而增大。
(3) 额定转速n2 额定电流IA
发电机出厂时，通过试验，规定了空载转速与额定转速，并列人产品说明书。
在使用过程中，可通过检测这两个数据来判断发电机性能的好坏。
发电机达到额定电流IA时的转速定为额定转速，图中用n2表示，额定电流一般定为最大输出电流的2／3。
2.4.2空载特性
空载特性是研究发电机在空载运行时，其端电压随转速变化的关系，即I＝0时， U=f（n）的曲线，如图2.8 所示。
图2.8 交流发电机的空载特性曲线
2.4.3外特性
外特性是研究当发电机转速一定时，其端电压与输出电流的关系，即n=常数时，U=f（I）的曲线，如图2.9所示。
图2.9 交流发电机的外特性曲线
从外特性曲线可以看出发电机电压受负载影响的程度：如果发电机在高速运转时，突然失去负载，发电机电压会突然升高，致使发电机及调节器等内部电子元件有被击穿的危险。
由于交流发电机的转子是由发动机通过皮带驱动旋转的，且发动机和交流发电机的速比为1．7～3，因此交流发电机转子的转速变化范围非常大，这样将引起发电机的输出电压发生较大变化，无法满足汽车用电设备的工作要求。
为了满足用电设备恒定电压的要求，交流发电机必须配用电压调节器，使其输出电压在发动机所有工况下基本保持恒定。
