汽車發(fā)電機(jī)工作原理是什么你真的清楚了嗎？汽車發(fā)電機(jī)是汽車的主要電源，其功用是在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（怠速以上），向所有用電設(shè)備（起動(dòng)機(jī)除外）供電，同時(shí)向蓄電池充電。 在普通交流發(fā)電機(jī)三相定子繞組基礎(chǔ)上，增加繞組匝數(shù)并引出接線頭，增加一套三相橋式整流器。低速時(shí)由原繞組和增繞組串聯(lián)輸出，而在較高轉(zhuǎn)速時(shí)，僅由原三相繞組輸出。

汽車發(fā)電機(jī)工作原理

整體交流發(fā)電機(jī)的工作原理：當(dāng)外電路通過(guò)電刷使勵(lì)磁繞組通電時(shí)，便產(chǎn)生磁場(chǎng)，使爪極被磁化為N極和S極。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁通交替地在定子繞組中變化，根據(jù)電磁感應(yīng)原理可知，定子的三相繞組中便產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這就是交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理。 由原動(dòng)機(jī)（即發(fā)動(dòng)機(jī)）拖動(dòng)直流勵(lì)磁的同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，以轉(zhuǎn)速n（rpm）旋轉(zhuǎn)，三相定子繞阻便感應(yīng)交流電勢(shì)。定子繞阻若接入用電負(fù)載，電機(jī)就有交流電能輸出，經(jīng)過(guò)發(fā)電機(jī)內(nèi)部的整流橋將交流電轉(zhuǎn)換成直流電從輸出端子輸出。 交流發(fā)電機(jī)分為定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組兩部分，三相定子繞組按照彼此相差120度電角度分布在殼體上，轉(zhuǎn)子繞組由兩塊極爪組成。當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組接通直流電時(shí)即被勵(lì)磁，兩塊極爪形成N極和S極。磁力線由N極出發(fā)，透過(guò)空氣間隙進(jìn)入定子鐵心再回到相鄰的S極。轉(zhuǎn)子一旦旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子繞組就會(huì)切割磁力線，在定子繞組中產(chǎn)生互差120度電度角的正弦電動(dòng)勢(shì)，即三相交流電，再經(jīng)由二極管組成的整流元件變?yōu)橹绷麟娸敵觥?當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，首先由蓄電池提供電流。電路為： 蓄電池正極→充電指示燈→調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)→勵(lì)磁繞阻→搭鐵→蓄電池負(fù)極。此時(shí)，充電指示燈由于有電流通過(guò)，所以燈會(huì)亮。 但發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速提高，發(fā)電機(jī)的端電壓也不斷升高。當(dāng)發(fā)電機(jī)的輸出電壓與蓄電池電壓相等時(shí)，發(fā)電機(jī)“B”端和“D”端的電位相等，此時(shí)，充電指示燈由于兩端電位差為零而熄滅。指示發(fā)電機(jī)已經(jīng)正常工作，勵(lì)磁電流由發(fā)電機(jī)自己供給。發(fā)電機(jī)中三相繞阻所產(chǎn)生的三相交流電動(dòng)勢(shì)經(jīng)二極管整流后，輸出直流電，向負(fù)載供電，并向蓄電池充電。

汽車發(fā)電機(jī)原理圖解專業(yè)教程

一、發(fā)電機(jī)的功用

發(fā)電機(jī)是汽車的主要電源，其功用是在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（怠速以上），向所有用電設(shè)備（起動(dòng)機(jī)除外）供電，同時(shí)向蓄電池充電。

二、發(fā)電機(jī)的分類

汽車用發(fā)電機(jī)可分為直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)，由于交流發(fā)電機(jī)在許多方面優(yōu)于直流發(fā)電機(jī)，直流發(fā)電機(jī)已被淘汰，目前所有汽車均采用交流發(fā)電機(jī)，交流發(fā)電機(jī)按照不同的分類方法分為以下幾類：

1.按結(jié)總體結(jié)構(gòu)分五類

（1）普通交流發(fā)電機(jī)（使用時(shí)需要配裝電壓調(diào)節(jié)器的發(fā)電機(jī)） 例JF132 （EQ140用）

插圖

（2）整體式交流發(fā)電機(jī)（發(fā)電機(jī)和調(diào)節(jié)器制成一個(gè)整體的發(fā)電機(jī)） 例別克轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)上裝配的是CS型發(fā)電機(jī)（包括CS—121、CS—130和CS—144三種不同的型號(hào)）如圖：

（3）帶泵交流發(fā)電機(jī)（和汽車制動(dòng)系統(tǒng)用真空助力泵安裝在一起的發(fā)電機(jī)） 例JFZB292發(fā)電機(jī)。

（4）無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)（不需要電刷的發(fā)電機(jī)） 例JFW1913

（5）永磁交流發(fā)電機(jī)（磁極為永磁鐵制成的發(fā)電機(jī)）

2.按整流器結(jié)構(gòu)分四類

（1）六管交流發(fā)電機(jī) 例JF1522（東風(fēng)汽車用）

（2）八管交流發(fā)電機(jī) 例JFZ1542（天津夏利汽車用）

（3）九管交流發(fā)電機(jī) 例（日本日立、三凌、馬自達(dá)汽車用）

（4）十一管交流發(fā)電機(jī) 例JFZ1913Z（奧迪、桑塔納汽車用）

3.按磁場(chǎng)繞組搭鐵形式兩分類

（1）內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī) 磁場(chǎng)繞組的一端（負(fù)極）直接搭鐵（和殼體相聯(lián)）

（2）外搭鐵型交流發(fā)電機(jī) 磁場(chǎng)繞組的一端（負(fù)極）接入調(diào)節(jié)器，通過(guò)調(diào)節(jié)器后再搭鐵。

三、交流發(fā)電機(jī)的型號(hào)

根據(jù)中華人民共和國(guó)汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T73-93《汽車電器設(shè)備產(chǎn)品型號(hào)編制方法》的規(guī)定，汽車交流發(fā)電機(jī)型號(hào)組成如下：

（插圖無(wú)命名）

1. 產(chǎn)品代號(hào)

產(chǎn)品代號(hào)用中文字母表示，例：JF——普通交流發(fā)電機(jī) JFZ——整體式（調(diào)節(jié)器內(nèi)置）交流發(fā)電機(jī) JFB——帶泵的交流發(fā)電機(jī) JFW——無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)

2. 電壓等級(jí)代號(hào)

電壓等級(jí)代號(hào)用一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，例：1表示12V系統(tǒng)，2表示24V系統(tǒng)，6表示6V系統(tǒng)

3. 電流等級(jí)代號(hào)

電流等級(jí)代號(hào)也用一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，其含義如下表所示：

表2-1 電流等級(jí)代號(hào)

4. 設(shè)計(jì)序號(hào)

設(shè)計(jì)序號(hào)用1～2位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，表示產(chǎn)品設(shè)計(jì)的先后順序。

5. 變形代號(hào)

交流發(fā)電機(jī)以調(diào)整臂位置作為變形代號(hào)，從驅(qū)動(dòng)端看，調(diào)整臂在左邊用Ｚ表示，調(diào)整臂在右端用Ｙ表示，調(diào)整臂在中間不加標(biāo)記。

注：進(jìn)口發(fā)電機(jī)不符合上述標(biāo)準(zhǔn)。

汽車發(fā)電機(jī)原理專業(yè)教程（二）

一、交流發(fā)電原理

交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理如圖2-2所示。

圖2-2交流發(fā)電機(jī)發(fā)電原理

1.在發(fā)電機(jī)內(nèi)部有一個(gè)由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)）

2.磁場(chǎng)外有一個(gè)定子繞組， 繞組有3組線圈（3相繞組），3相繞組彼此相隔120度

3.當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)使固定的電樞繞組切割磁力線（或者說(shuō)使電樞繞組中通過(guò)的磁通量發(fā)生變化）而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。

（1）定子3相繞組感生電動(dòng)勢(shì)的大小為：

其中：E m -每相電動(dòng)勢(shì)的最大值

ω-電角速度

f-交流電動(dòng)勢(shì)的頻率（為轉(zhuǎn)速的函數(shù)）

p-磁極對(duì)數(shù)

n-發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）

Eφ-每相電動(dòng)勢(shì)的有效值

（2）定子每相電動(dòng)勢(shì)的有效值

K-繞組系數(shù)（和發(fā)電機(jī)定子繞組的繞線方法有關(guān) ）

N-每項(xiàng)匝數(shù)（匝）

φ-每極磁通（Wb）

Ce-電機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù)

（3） 交流電動(dòng)勢(shì)波形

由此可見(jiàn)，交流電動(dòng)勢(shì)的幅值是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)速n變化時(shí)，三相電動(dòng)勢(shì)的波形為變頻率、變幅值的交流波形。

4.定子三相繞組的接法

定子三相繞組的接法有兩種

（1）星形接法

IL=IΦ I L-線電流 IΦ-相電流

（2）三角形接法中

0UL=UΦ

二、 整流原理

交流發(fā)電機(jī)定子的三相繞組中，感應(yīng)產(chǎn)生的是交流電，是靠六只二極管組成的三相橋式整流電路變?yōu)橹绷麟姷摹６O管具有單項(xiàng)導(dǎo)電性，當(dāng)給二極管加上正向電壓時(shí)，二極管導(dǎo)通， 當(dāng)給二極管加上反向電壓時(shí)，二極管截止，二極管的導(dǎo)通原則如下：

1.二極管的導(dǎo)通原則

當(dāng)三只二極管負(fù)極端相連時(shí)，正極端電位最高者導(dǎo)通；

當(dāng)三只二極管正極端相連時(shí)，負(fù)極端電位最低者導(dǎo)通。

2.整流過(guò)程分析

橋式整流電路及電壓波形見(jiàn)

橋式整流電路及電壓波形

（1）整流時(shí)二極管導(dǎo)通條件：

①對(duì)于三個(gè)正極管子（D1、D3、D5正極和定子繞組始端相聯(lián)），在某瞬時(shí)，電壓最高一相的正極管導(dǎo)通。

②對(duì)于三個(gè)負(fù)極管子（D2、D4、D6負(fù)極和定子繞組始端相聯(lián)），在某瞬時(shí)，電壓最低一相的負(fù)極管導(dǎo)通。

但同時(shí)導(dǎo)通的管子總是兩個(gè)，正、負(fù)管子各一個(gè)。

（2）整流過(guò)程

看一下下面的動(dòng)畫(huà)（動(dòng)畫(huà)1）

三相橋式整流電路中二極管的依次循環(huán)導(dǎo)通，使得負(fù)載RL兩端得到一個(gè)比較平穩(wěn)的脈動(dòng)直流電壓。如圖2-2所示

（3）發(fā)電機(jī)輸出的直流電壓平均值為：

U=1.35UL=2.34UΦ

流經(jīng)每只二極管的電流

ID=IL/3

3．中性點(diǎn)電壓

有的發(fā)電機(jī)具有中性點(diǎn)接線柱，如圖2-4，是從三相繞組的中性點(diǎn)引出來(lái)的，標(biāo)記為“N”。輸出電壓為UN，稱為中性點(diǎn)電壓

圖2-4帶中心抽頭的交流發(fā)電機(jī)

中性點(diǎn)電壓的瞬時(shí)值是一個(gè)三次諧波電壓，中性點(diǎn)電壓的平均值為發(fā)電機(jī)輸出電壓（平均值）的一半，即：

UN=UB/2

帶有中性點(diǎn)接線柱的發(fā)電機(jī)可用中性點(diǎn)電壓來(lái)控制各種用途的繼電器。

有的發(fā)電機(jī)沒(méi)有中性點(diǎn)接線柱，但是也把中性點(diǎn)電壓充分的利用了（如夏利、桑塔納發(fā)電機(jī)），這些發(fā)電機(jī)在中性點(diǎn)處接上兩只整流二極管，和三相繞組的六只整流二極管一道輸出，可提高發(fā)電機(jī)功率。其工作原理見(jiàn)本章第三節(jié)。

汽車發(fā)電機(jī)原理專業(yè)教程（三）

一、6管交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)

交流發(fā)電機(jī)一般由轉(zhuǎn)子、定子、整流器、端蓋四部分組成。

JF132型交流發(fā)電機(jī)組件圖見(jiàn)圖2-5a

JF132型交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖2-5b

JF132型交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖2-5c

（一）轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)子的功用是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

轉(zhuǎn)子由爪極、磁軛、磁場(chǎng)繞組、集電環(huán)、轉(zhuǎn)子軸組成，見(jiàn)圖2-6。

轉(zhuǎn)子軸上壓裝著兩塊爪極，兩塊爪極各有六個(gè)鳥(niǎo)嘴形磁極，爪極空腔內(nèi)裝有磁場(chǎng)繞組 （轉(zhuǎn)子線圈）和磁軛。

集電環(huán)由兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)組成，集電環(huán)壓裝在轉(zhuǎn)子軸上并與軸絕緣，兩個(gè)集電環(huán)分別與磁場(chǎng)繞組的兩端相連。

當(dāng)兩集電環(huán)通入直流電時(shí)（通過(guò)電刷），磁場(chǎng)繞組中就有電流通過(guò)，并產(chǎn)生軸向磁通，使爪極一塊被磁化為N極，另一塊被磁化為S極，從而形成六對(duì)相互交錯(cuò)的磁極。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就形成了旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。

交流發(fā)電機(jī)的磁路為：磁軛→N極→轉(zhuǎn)子與定子之間的氣隙→定子→定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙→S極→磁軛。見(jiàn)圖2-7。

（二）定子

定子的功用是產(chǎn)生交流電。

定子由定子鐵心和定子繞組成。見(jiàn)圖2-8A

定子鐵心由內(nèi)圈帶槽的硅鋼片疊成，定子繞組的導(dǎo)線就嵌放在鐵心的槽中。

定子繞組有三相，三相繞組采用星形接法或三角形（大功率）接法，都能產(chǎn)生三相交流電。

三相繞組的必須按一定要求繞制，才能使之獲得頻率相同、幅值相等、相位互差120°的三相電動(dòng)勢(shì)。

1． 每個(gè)線圈的兩個(gè)有效邊之間的距離應(yīng)和一個(gè)磁極占據(jù)的空間距離相等。

2． 每相繞組相鄰線圈始邊之間的距離應(yīng)和一對(duì)磁極占據(jù)的距離相等或成倍數(shù)。

3． 三相繞組的始邊應(yīng)相互間隔2π+120o電角度（一對(duì)磁極占有的空間為360o電角度）

例：國(guó)產(chǎn)JF13系列交流發(fā)電機(jī)三相繞組繞制見(jiàn)圖2-8B

結(jié)構(gòu)參數(shù)如下： 磁極對(duì)數(shù)p 6對(duì)

定子槽數(shù)z 36槽

定子繞組相數(shù)m 3相

每個(gè)線圈匝數(shù)N 13匝

繞組聯(lián)結(jié)方法 Y型聯(lián)結(jié)

在國(guó)產(chǎn)JF13系列交流發(fā)電機(jī)中，一對(duì)磁極占6個(gè)槽的空間位置（每槽60o電角度），一個(gè)磁極占3個(gè)槽的空間位置，所以每個(gè)線圈兩條有效邊的位置間隔是3個(gè)槽，每相繞組相鄰線圈始邊之間的距離6個(gè)槽，三相繞組的始邊的相互間隔可以是2個(gè)槽，8個(gè)槽， 14個(gè)槽等。

（三）整流器

交流發(fā)電機(jī)整流器的作用是將定子繞組的三相交流電變?yōu)橹绷麟姡?/p>

6管交流發(fā)電機(jī)的整流器是由6只硅整流二極管組成三相全波橋式整流電路，6只整流管分別壓裝（或焊裝）在兩塊板上。

1．汽車用硅整流二極管特點(diǎn)

（1）工作電流大，正向平均電流50A，浪涌電流600A；

（2）反向電壓高，反向重復(fù)峰值電壓270V，反向不重復(fù)峰值電壓300V；

（3）只有一根引線見(jiàn)圖2-9。并且有的二極管引線是正極，有的二極管引線是負(fù)極，引出線為正極的管子叫正極管，引出線為負(fù)極的管子叫負(fù)極管，所以說(shuō)整流二極管有正二極管和負(fù)二極管之分。

2．整流管的安裝

將正極管安裝在一塊鋁制散熱板上，稱為正整流板；將負(fù)極管安裝另一塊鋁制散熱板上，稱為負(fù)整流板，也可用發(fā)電機(jī)后蓋代替負(fù)整流板。見(jiàn)圖2-10。

在正整流板上有一個(gè)輸出接線柱B（發(fā)電機(jī)的輸出端）。

負(fù)整流板上直接搭鐵。負(fù)整流板上一定和殼體相聯(lián)接。

整流板的形狀各異，有馬蹄形、長(zhǎng)方形、半圓形等見(jiàn)圖2-11

（四）端蓋

端蓋一般分兩部分（前端蓋和后端蓋），起固定轉(zhuǎn)子、定子、整流器和電刷組件的作用。端蓋一般用鋁合金鑄造，一是可有效的防止漏磁，二是鋁合金散熱性能好。

后端蓋上裝有電刷組件，有電刷、電刷架和電刷彈簧組成。電刷的作用是將電源通過(guò)集電環(huán)引入磁場(chǎng)繞組。見(jiàn)圖2-12

磁場(chǎng)繞組（兩只電刷）和發(fā)電機(jī)的聯(lián)接不同，使發(fā)電機(jī)分為內(nèi)搭鐵型和外搭鐵型兩種

1．內(nèi)搭鐵型發(fā)電機(jī)：磁場(chǎng)繞組負(fù)電刷直接搭鐵的發(fā)電機(jī)（和殼體直接相連）。見(jiàn)圖2-13a

2．外搭鐵型發(fā)電機(jī)：磁場(chǎng)繞組的兩只電刷都和殼體絕緣的發(fā)電機(jī)。見(jiàn)圖2-13b

外搭鐵型發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)繞組負(fù)極（負(fù)電刷）接調(diào)節(jié)器，通過(guò)后再搭鐵。

二、8管交流發(fā)電機(jī)

8管交流發(fā)電機(jī)（如夏利車用）和6管交流發(fā)電機(jī)的基本機(jī)構(gòu)是相同的，所不同的是整流器有8只硅整流二極管，其中6只組成三相全波橋式整流電路，還有2只是中性點(diǎn)二極管，1只正極管接在中性點(diǎn)和正極之間，1只負(fù)極管接在中性點(diǎn)和負(fù)極之間。對(duì)中性點(diǎn)電壓進(jìn)行全波整流。（見(jiàn)圖2-14）

試驗(yàn)表明：加裝中性點(diǎn)二極管的交流發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu)不變的情況下可以提高發(fā)電機(jī)的功率10%～15%。

中性點(diǎn)二極管提高發(fā)電機(jī)功率的原理：

交流發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電壓為三次諧波，，隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的提高，中性點(diǎn)三次諧波電壓也升高。見(jiàn)圖2-15

當(dāng)中性點(diǎn)電壓瞬時(shí)值高于三相繞組的最高值時(shí)，中性點(diǎn)正極管導(dǎo)通對(duì)外輸出電流；電流回路為：中性點(diǎn)→中性點(diǎn)正極管→負(fù)載→某一負(fù)極管→定子繞組→中性點(diǎn)。見(jiàn)動(dòng)畫(huà)2。

當(dāng)中性點(diǎn)電壓瞬時(shí)值低于三相繞組的最低值時(shí)，中性點(diǎn)負(fù)極管導(dǎo)通對(duì)外輸出電流；電流回路：中性點(diǎn)→定子繞組→某一正極管→負(fù)載→中性點(diǎn)負(fù)極管→中性點(diǎn)。見(jiàn)動(dòng)畫(huà)2

由于中性點(diǎn)參與了對(duì)外輸出，所以能提高輸出功率。

三、9管交流發(fā)電機(jī)（日車應(yīng)用較多）

9管交流發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和6管交流發(fā)電機(jī)相同，所不同的是整流器。9管交流發(fā)電機(jī)的整流器是由6只大功率整流二極管和3只小功率勵(lì)磁二極管組成的交流發(fā)電機(jī)。

其中6只大功率整流二極管組成三相全波橋式整流電路，對(duì)外負(fù)載供電

3只小功率管二極管與三只大功率負(fù)極管也組成三相全波橋式整流電路專門為發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)供電。所以稱3只小功率管為勵(lì)磁二極管。

9管交流發(fā)電機(jī)電路見(jiàn)圖2-16

充電指示燈的作用在下一節(jié)有專門介紹

四、11管交流發(fā)電機(jī)（例如桑塔納車用發(fā)電機(jī)）如圖2-17

11管交流發(fā)電機(jī)的整流器由8只大功率整流二極管（其中2只中性點(diǎn)二極管）和3只磁場(chǎng)二極管組成。其它結(jié)構(gòu)和6管交流發(fā)電機(jī)相同。

五、無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)

由于沒(méi)有電刷和集電環(huán)，所以不會(huì)因?yàn)殡娝⒑图姯h(huán)的磨損和接觸不良造成激磁不穩(wěn)定或發(fā)電機(jī)不發(fā)電等故障；同時(shí)工作時(shí)無(wú)火花，也減小了無(wú)線電干擾。

無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)分為爪極式、激磁機(jī)式和永磁式三種。

（一）爪極式無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)見(jiàn)圖2-18

1．爪極式無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

爪極式無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組是靜止的，它通過(guò)一個(gè)磁軛托架固定在后端蓋上，所以，不再需要電刷。

兩個(gè)爪極中只有一個(gè)爪極直接固定在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上，另一爪極則用非導(dǎo)磁聯(lián)接環(huán)固定在前一爪極上。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，一個(gè)爪極就帶動(dòng)另一爪極一起在定子內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)， 當(dāng)磁場(chǎng)繞組中有直流電通過(guò)時(shí)，爪極被磁化， ，就形成了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。磁路如圖2-18所示

2.優(yōu)點(diǎn)

（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、工作可靠

（2）不存在電刷與集電環(huán)接觸不良導(dǎo)致的發(fā)電不穩(wěn)或不發(fā)電故障。

3.缺點(diǎn)

（1）爪極間連接工藝?yán)щy

（2）由于磁路中間隙加大，發(fā)電機(jī)相同輸出功率下需加大勵(lì)磁電流。

（二）激磁機(jī)式無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)見(jiàn)圖2-19

圖2-19為德國(guó)波許公司生產(chǎn)的帶有激磁機(jī)的無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)。它實(shí)際上是在一臺(tái)爪極式三相交流發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)上增加了一部專為其激磁的小型硅整流交流發(fā)電機(jī)，稱為激磁機(jī)（圖中4、5、6），激磁機(jī)的磁場(chǎng)繞組固定，而三相繞組是轉(zhuǎn)動(dòng)的。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在激磁機(jī)轉(zhuǎn)子4的三相繞組中感應(yīng)出三相交流電，在發(fā)電機(jī)內(nèi)部經(jīng)二極管整流后變?yōu)橹绷麟姡苯庸┙o爪極式三相交流發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)繞組15激磁發(fā)電。

這種無(wú)刷發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是磁路中無(wú)附加氣隙，因而漏磁少，輸出功率大，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

（三）永磁式無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)

該種發(fā)電機(jī)與普通發(fā)電機(jī)不同的是轉(zhuǎn)子部分——以永久磁鐵作為轉(zhuǎn)子磁極而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，不僅去掉了電刷和滑環(huán)，而且不需要磁場(chǎng)繞組和爪極。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、使用壽命長(zhǎng)。

轉(zhuǎn)子常用的永磁材料有鐵氧體、鉻鎳鈷、稀土鈷、釹鐵硼等。

由于轉(zhuǎn)子為永磁結(jié)構(gòu)，所以產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)度是不變的、不可調(diào)的，因此，不能采用普通交流發(fā)電機(jī)通過(guò)調(diào)節(jié)器控制磁場(chǎng)電流的辦法來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸出電壓。為解決調(diào)壓?jiǎn)栴}可采用電壓調(diào)節(jié)器與三相半控橋式整流相配合的辦法，使發(fā)電機(jī)輸出電壓不隨轉(zhuǎn)速大幅度變化而變化。

圖2-20是永磁發(fā)電機(jī)電壓控制原理圖。3只共陽(yáng)極硅二極管VD1、VD2、VD3與3只共陰極晶閘管VT1、VT2、VT3組成三相半控橋式整流電路。另外由硅整流二極管VD1～VD6組成三相全波整流電路，為晶閘管控制極提供觸發(fā)電壓，與電壓調(diào)節(jié)器的一個(gè)觸點(diǎn)相接，另一個(gè)觸點(diǎn)則與晶閘管的控制極相連，電壓調(diào)節(jié)器的線圈并接在三相半控橋的輸出端，電壓控制原理如下：

低速時(shí)觸點(diǎn)K閉合，晶閘管控制極獲得正向觸發(fā)電壓而導(dǎo)通，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，整流橋可向蓄電池和負(fù)載提供全波整流電壓。當(dāng)整流輸出電壓隨轉(zhuǎn)速升高而升高到超過(guò)額定電壓時(shí)，觸點(diǎn)K斷開(kāi)（因線圈吸力增大），晶閘管因失去正向觸發(fā)電壓而截止，因而整流輸出電壓下降。當(dāng)整流電壓降到一定值時(shí)，電壓調(diào)節(jié)器線圈中電流減小吸力減小而使K閉合，3只晶閘管重新被觸發(fā)導(dǎo)通，又使整流輸出電壓回升。如此反復(fù)，便可使輸出電壓控制在規(guī)定范圍內(nèi)。（觸點(diǎn)式調(diào)節(jié)器目前已經(jīng)由電子式或電腦控制的調(diào)節(jié)器所代替）

永磁式交流發(fā)電機(jī)優(yōu)點(diǎn)如下：

1．體積小、輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，使用壽命長(zhǎng)。如 750W的鈦鐵硼永磁發(fā)電機(jī)與350W普通交流發(fā)電機(jī)重量相當(dāng)。轉(zhuǎn)子上除軸承外無(wú)其他磨損件并開(kāi)有通風(fēng)孔，冷卻散熱好，因而壽命可提高兩倍以上。

2．由于傳動(dòng)比大，即發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低而發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速高，所以發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)發(fā)電機(jī)充電性能好。

3．比功率大，可節(jié)約金屬材料。

4．無(wú)激磁損耗，效率可提高10％以上。

5．在電壓控制器中，由于只有控制極約10mA的電流通過(guò)觸點(diǎn)，故可降低觸點(diǎn)磨損，電壓調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單。

6．由于永磁體的磁導(dǎo)率接近空氣的磁導(dǎo)率，使電樞反應(yīng)磁阻增大，因而感應(yīng)電勢(shì)的非正弦畸變減小，輸出功率增大。

六、帶泵交流發(fā)電機(jī)

帶泵交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)與普通交流發(fā)電機(jī)完全一樣，不同的是轉(zhuǎn)子軸很長(zhǎng)并伸出后端蓋，利用外花鍵與真空泵的轉(zhuǎn)于內(nèi)花鍵相連接，驅(qū)動(dòng)真空泵與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，給汽車制動(dòng)系中的真空筒抽真空，為制動(dòng)系的真空增壓器提供真空源，主要用于沒(méi)有真空源的柴油機(jī)（汽油機(jī)可直接從進(jìn)氣歧管處取得真空。制動(dòng)時(shí)因節(jié)氣門幾乎關(guān)閉而在進(jìn)氣歧管中形成高真空，而柴油機(jī)無(wú)節(jié)氣門）。國(guó)產(chǎn)JFB2525型帶泵交流發(fā)電機(jī)外形如圖2-21所示。

七、汽車雙整流發(fā)電機(jī)

雙整流發(fā)電機(jī)是一種最新型交流發(fā)電機(jī)，它大大改善了普通交流發(fā)電機(jī)低速充電性能和高速最大功率輸出，又不增設(shè)比較復(fù)雜的控制電路，因此也沒(méi)有增加充電系的故障率。

1． 結(jié)構(gòu)原理

如圖2-22所示。在普通交流發(fā)電機(jī)三相定于繞組基礎(chǔ)上，增加繞組匝數(shù)并引出接線頭，增加一套三相橋式整流器。低速時(shí)由原繞組和增繞組串聯(lián)輸出，而在較高轉(zhuǎn)速時(shí)，僅由原三相繞組輸出。工作中高低速供電電路的變換是自動(dòng)的，沒(méi)有增設(shè)任何機(jī)電控制裝置，其工作原理分析如下：

在低速范圍內(nèi)，由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速低，三相繞組的串聯(lián)輸出，提高了發(fā)電機(jī)的輸出電壓，使發(fā)電機(jī)低速充電性能大大提高。在高速范圍內(nèi)，隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的增大，串接的三相繞組的感抗增大，內(nèi)壓降增大，再加上電樞反應(yīng)加強(qiáng)，使輸出電壓下降。這時(shí)原三相繞組A、B、C因內(nèi)壓降較小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流相對(duì)較大，確保高速下的功率輸出。

2．雙整流發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有；

（1）既降低了發(fā)電機(jī)的充電轉(zhuǎn)速，又保證了高速大電流輸出，提高了發(fā)電機(jī)的有效功率。雙整流發(fā)電機(jī)比普通發(fā)電機(jī)最低充電轉(zhuǎn)速降低了200－300r／min，在低速下發(fā)電機(jī)即可輸出電流達(dá)10A；而額定電壓及額定電流下的轉(zhuǎn)速不大于2500r／min。

（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，只在定子槽中增加繞組匝數(shù)，增加一套三相橋式整流。

八 感應(yīng)子式交流發(fā)電機(jī)

感應(yīng)子式交流發(fā)電機(jī)也是一種無(wú)電刷交流發(fā)電機(jī)，由定子、轉(zhuǎn)子、整流器和機(jī)殼組成。它的轉(zhuǎn)子是由齒輪狀鋼片鉚成，其上有若于個(gè)沿圓周均勻分布的齒形凸極，而沒(méi)有磁場(chǎng)繞組。磁場(chǎng)繞組和電樞繞組均安放在定子槽中，如圖2-23所示。

當(dāng)磁場(chǎng)繞組3通人直流電后，在定子鐵心1中產(chǎn)生固定磁場(chǎng)（右上部、左下部為S極；左上部、右下部為N極）。由于轉(zhuǎn)子4凸齒部分磁通容易通過(guò)，磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，從而形成磁極。但轉(zhuǎn)子的每個(gè)凸齒是沒(méi)有固定極性的，當(dāng)它對(duì)著定子N極就是S極，對(duì)著S就是N極。

轉(zhuǎn)子凸齒在不運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)凸齒對(duì)著定子凸齒時(shí)，磁通量最大，當(dāng)轉(zhuǎn)子槽對(duì)著走子凸齒時(shí)則磁通量最小。因此，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子凸齒內(nèi)產(chǎn)生脈動(dòng)磁通，在定子繞組中感應(yīng)出交變電動(dòng)勢(shì)。將電樞繞組以一定的方式連接起來(lái)，并經(jīng)整流，便可得直流電。

感應(yīng)子式交流發(fā)電機(jī)中電樞繞組交流電動(dòng)勢(shì)的頻率恒等于Zn/60（Z為轉(zhuǎn)子齒數(shù)，n為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速），與磁場(chǎng)繞組形成的磁極對(duì)數(shù)無(wú)關(guān)，這與同步交流機(jī)的本質(zhì)不同。

感應(yīng)子式無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)機(jī)質(zhì)量比功率較低。

汽車發(fā)電機(jī)原理專業(yè)教程（四）

一、交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁

除了永磁式交流發(fā)電機(jī)不需要?jiǎng)?lì)磁以外，其他形式的交流發(fā)電機(jī)都需要?jiǎng)?lì)磁，因?yàn)樗鼈兊拇艌?chǎng)都是電磁場(chǎng)，也就是說(shuō)必須給磁場(chǎng)繞組通電才會(huì)有磁場(chǎng)產(chǎn)生。

將電源引入到磁場(chǎng)繞組使之產(chǎn)生磁場(chǎng)稱為勵(lì)磁，交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式有自勵(lì)和他勵(lì)兩種。

1．他勵(lì)

在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間，需要蓄電池供給發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電流生磁使發(fā)電機(jī)發(fā)電。這種供給磁場(chǎng)電流的方式稱為他勵(lì)發(fā)電。

2．自勵(lì)

隨著轉(zhuǎn)速的提高，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)逐漸升高并能對(duì)外輸出，一般在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)發(fā)電機(jī)就能對(duì)外供電了，當(dāng)發(fā)電機(jī)能對(duì)外供電時(shí)，就可以把自身發(fā)的電供給磁場(chǎng)繞組生磁發(fā)電，這種供給磁場(chǎng)電流的方式稱為自勵(lì)。

由于在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)交流發(fā)電機(jī)不能自勵(lì)發(fā)電，所以低速時(shí)采取他勵(lì)發(fā)電，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到正常怠速轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出電壓一般高出蓄電池電壓1～2V以便對(duì)蓄電池充電，此時(shí)，由發(fā)電機(jī)自勵(lì)發(fā)電。

交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電路如圖2-24。

3．利用充電指示燈監(jiān)視發(fā)電機(jī)的工作情況

（1） 充電指示燈的作用

如圖2-25所示，在某些充電系電路中，接有充電指示燈，其作用是：

①指示發(fā)電機(jī)是否有故障；

②警告駕駛員停車后關(guān)斷點(diǎn)火開(kāi)關(guān)。

（2）充電指示燈的工作情況如下：

在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間，發(fā)電機(jī)電壓UD+＜蓄電池電壓時(shí)，整流二極管截止，發(fā)電機(jī)不能對(duì)外輸出，由蓄電池供給磁場(chǎng)電流。路徑為：蓄電池+→點(diǎn)火開(kāi)關(guān)→充電指示燈→調(diào)節(jié)器→磁場(chǎng)繞組→搭鐵→蓄電池-。充電指示燈亮

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高到怠速及其以上時(shí)，發(fā)電機(jī)應(yīng)能正常發(fā)電并對(duì)外輸出，此時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓＞蓄電池電壓，發(fā)電機(jī)自勵(lì)。UB=UD+，充電指示燈兩端壓降為零，燈熄滅，若沒(méi)有熄滅，說(shuō)明發(fā)電機(jī)有故障或充電指示燈電路有搭鐵

充電指示燈不僅可指示發(fā)電機(jī)的工作情況，而且可在發(fā)動(dòng)機(jī)停車后發(fā)亮（因發(fā)電機(jī)不再發(fā)電，蓄電池電壓》 UD+），提醒司機(jī)及時(shí)關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)；

二、交流發(fā)電機(jī)的工作特性

交流發(fā)電機(jī)的工作特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速變化范圍大，對(duì)于一般汽油發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，其轉(zhuǎn)速變化約為1：8，柴油機(jī)約為1：5，因此分析汽車用交流發(fā)電機(jī)的特性必須以轉(zhuǎn)速的變化為基礎(chǔ)。交流發(fā)電機(jī)的特性有輸出特性。空載特性和外特性，其中以輸出特性最為重要。

1．輸出特性

輸出特性是指在發(fā)電機(jī)端電壓U不變（對(duì)12V系列的交流發(fā)電機(jī)規(guī)定為14V，對(duì)24V

系列的交流發(fā)電機(jī)規(guī)定為28V），其輸出電流與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，即U=常數(shù)時(shí)，I＝f（n） 的函數(shù)關(guān)系。圖2－26所示為交流發(fā)電機(jī)的輸出特性曲線。

由特性曲線I=f（n）可以看出：

（1）空載轉(zhuǎn)速n1

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速小于一定值n1時(shí)，對(duì)外輸出電流為零。當(dāng)發(fā)電機(jī)達(dá)到額定電壓并能對(duì)外輸出電流時(shí)的最小轉(zhuǎn)速為n1，稱n1為空載轉(zhuǎn)速。空載轉(zhuǎn)速常用來(lái)作為測(cè)試發(fā)電機(jī)性能的參數(shù)之一。

（2）最大電流Imax

發(fā)電機(jī)輸出電流能力隨轉(zhuǎn)速的升高而增大，但曲越來(lái)越平坦，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，無(wú)論轉(zhuǎn)速增加多少電流都不再增加，即一定結(jié)構(gòu)的發(fā)電機(jī)輸出最大電流Imax有一定限制。由此可見(jiàn)，交流發(fā)電機(jī)自身具有限制輸出電流防止過(guò)載的能力，又稱為自我保護(hù)能力。

交流發(fā)電機(jī)自我限流的原理如下：

交流發(fā)電機(jī)定子繞組具有一定的阻抗Z，它由繞組的電阻r及感抗XL兩部分組成，即

式中 R——一相繞組的電阻；

XL——一相繞組的感抗;

XL＝2лfL

式中 L——一相定子繞組的電感；

f——感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率；

P——磁極對(duì)數(shù)。

由于XL 與n成正比，故發(fā)電機(jī)定子繞組的阻抗Z隨發(fā)電機(jī)的車速升高而增加。高速時(shí)，由于R與XL相比可忽略不計(jì)，故阻抗Z約等于XL，定子阻抗Z與轉(zhuǎn)速n成正比，其值較大，產(chǎn)生較大的內(nèi)壓降。另外，定子電流增加時(shí)，由于電樞反應(yīng)的增強(qiáng)，也會(huì)使感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)下降。兩者共同作用的結(jié)果，當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高且負(fù)載電流達(dá)到最大值時(shí)，輸出電流幾乎不隨負(fù)載電阻的減小或轉(zhuǎn)速的增加而增大。

（3） 額定轉(zhuǎn)速n2 額定電流IA

發(fā)電機(jī)出廠時(shí)，通過(guò)試驗(yàn)，規(guī)定了空載轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速，并列人產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)。在使用過(guò)程中，可通過(guò)檢測(cè)這兩個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)判斷發(fā)電機(jī)性能的好壞。

發(fā)電機(jī)達(dá)到額定電流IA時(shí)的轉(zhuǎn)速定為額定轉(zhuǎn)速，圖中用n2表示，額定電流一般定為最大輸出電流的2／3。

空載轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速是測(cè)試交流發(fā)電機(jī)性能的重要依據(jù)，表2－3為國(guó)產(chǎn)交流發(fā)電機(jī)的主要性能指標(biāo)。

表2-2幾種交流發(fā)電機(jī)的主要性能指標(biāo)

交流發(fā)電機(jī)型號(hào)

額定電壓（V）

額定電流（A）

空載轉(zhuǎn)速（r/min）

額定轉(zhuǎn)速（r/min）

使用車型

JFZ1913

JFZ1512

JFZ1918

JF1314ZD

14

14

28

14

90

55

27

25

1050

1050

1150

1000

6000

6000

5000

3500

桑塔納

廣州標(biāo)致

切諾基CA1090

2．空載特性

空載特性是研究發(fā)電機(jī)在空載運(yùn)行時(shí)，其端電壓隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系，即I＝0時(shí)， U=f（n）的曲線，如圖2-27所示。

3．外特性

外特性是研究當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，其端電壓與輸出電流的關(guān)系，即n-=常數(shù)時(shí)，U=

f（I）的曲線，如圖2－28所示。

從外特性曲線可以看出發(fā)電機(jī)電壓受負(fù)載影響的程度：如果發(fā)電機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，突然失去負(fù)載，發(fā)電機(jī)電壓會(huì)突然升高，致使發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器等內(nèi)部電子元件有被擊穿的危險(xiǎn)。

汽車發(fā)電機(jī)原理專業(yè)教程（五）

交流發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)器

由于交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是由發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的，且發(fā)動(dòng)機(jī)和交流發(fā)電機(jī)的速比為1．7～3，因此交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速變化范圍非常大，這樣將引起發(fā)電機(jī)的輸出電壓發(fā)生較大變化，無(wú)法滿足汽車用電設(shè)備的工作要求。為了滿足用電設(shè)備恒定電壓的要求，交流發(fā)電機(jī)必須配用電壓調(diào)節(jié)器，使其輸出電壓在發(fā)動(dòng)機(jī)所有工況下基本保持恒定。

一、電壓調(diào)節(jié)器的分類

1．交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器按工作原理可分為：

（1）觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器

觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器應(yīng)用較早，這種調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)振動(dòng)頻率慢，存在機(jī)械慣性和電磁慣性，電壓調(diào)節(jié)精度低，觸點(diǎn)易產(chǎn)生火花，對(duì)無(wú)線電干擾大，可靠性差，壽命短，現(xiàn)已被淘汰。

（2）晶體管調(diào)節(jié)器

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，采用了晶體管調(diào)節(jié)器。其優(yōu)點(diǎn)是：三極管的開(kāi)關(guān)頻率高，且不產(chǎn)生火花，調(diào)節(jié)精度高，還具有重量輕、體積小、壽命長(zhǎng)、可靠性高、電波干擾小等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于東風(fēng)、解放及多種中低檔車型。

（3） 集成電路調(diào)節(jié)器

集成電路調(diào)節(jié)器除具有晶體管調(diào)節(jié)器的優(yōu)點(diǎn)外，還具有超小型，安裝于發(fā)電機(jī)的內(nèi)部（又稱內(nèi)裝式調(diào)節(jié)器），減少了外接線，并且冷卻效果得到了改善，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于桑塔納。奧迪等多種轎車車型上。

（4） 電腦控制調(diào)節(jié)器

電腦控制調(diào)節(jié)器是現(xiàn)在轎車采用的一種新型調(diào)節(jié)器，由電負(fù)載檢測(cè)儀測(cè)量系統(tǒng)總負(fù)載后，向發(fā)電機(jī)電腦發(fā)送信號(hào)，然后由發(fā)動(dòng)機(jī)電腦控制發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器，適時(shí)地接通和斷開(kāi)磁場(chǎng)電路，即能可靠地保證電器系統(tǒng)正常工作，使蓄電池充電充足，又能減輕發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，提高燃料經(jīng)濟(jì)性。如上海別克、廣州本田等轎車發(fā)電機(jī)上使用了這種調(diào)節(jié)器。

2．電子調(diào)節(jié)器按所匹配的交流發(fā)電機(jī)搭鐵型式可分為：

（1）內(nèi)搭鐵型調(diào)節(jié)器：適合于與內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī)所匹配的電子調(diào)節(jié)器稱為內(nèi)搭鐵型調(diào)節(jié)器；

（2）外搭鐵型調(diào)節(jié)器：適合于與外搭鐵型交流發(fā)電機(jī)所匹配的電子調(diào)節(jié)器稱為外搭鐵型調(diào)節(jié)器。

在使用過(guò)程中，對(duì)于晶體管調(diào)節(jié)器，最好使用汽車說(shuō)明書(shū)中指定的調(diào)節(jié)器，如果采用其他型號(hào)替代，除標(biāo)稱電壓等規(guī)定參數(shù)與原調(diào)節(jié)器相同外，代用調(diào)節(jié)器必須與原調(diào)節(jié)器的搭鐵形式相同，否則，發(fā)電機(jī)可能由于勵(lì)磁電路不通而不能正常工作。對(duì)于集成電路調(diào)節(jié)器，必須是專用的，是不能替代的。

二、電壓調(diào)節(jié)器的調(diào)壓原理

由交流發(fā)電機(jī)的工作原理我們知道，交流發(fā)電機(jī)的三相繞組產(chǎn)生的相電動(dòng)勢(shì)的有效值

Eφ==CeФn（V）

這里Ce為發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)常數(shù)，n為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，Ф為轉(zhuǎn)子的磁極磁通，也就是說(shuō)交流發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和磁極磁通成正比。

當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，Eφ增大，輸出端電壓UB升高，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到一定值時(shí)（空載轉(zhuǎn)速以上），輸出端電壓達(dá)到極限，要想使發(fā)電機(jī)的輸出電壓UB不再隨轉(zhuǎn)速的升高而上升，只能通過(guò)減小磁通Ф來(lái)實(shí)現(xiàn)。又磁極磁通Ф與勵(lì)磁電流If成正比，減小磁通Ф也就是減小勵(lì)磁電流If。

所以，交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的工作原理是：當(dāng)交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高時(shí)，調(diào)節(jié)器通過(guò)減小發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流If來(lái)減小磁通Ф，使發(fā)電機(jī)的輸出電壓UB保持不變。

觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器通過(guò)觸點(diǎn)開(kāi)閉，接通和斷開(kāi)磁場(chǎng)電路，來(lái)改變磁場(chǎng)電流If大小；晶體管調(diào)節(jié)器、集成電路調(diào)節(jié)器等利用大功率三極管的導(dǎo)通和截止，接通和斷開(kāi)磁場(chǎng)電路，來(lái)改變磁場(chǎng)電流If大小。

三、電子調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)與工作原理

電子調(diào)節(jié)器有多種型式，其電路個(gè)不相同，但一般采用整體封裝型式，不可拆卸，不能維修，只能整體更換。

這里向大家介紹電子調(diào)節(jié)器的基本電路，實(shí)際電路要復(fù)雜的多，但工作原理可用基本電路工作原理去理解。

1．外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器的基本電路

晶體管調(diào)節(jié)器又稱為電子調(diào)節(jié)器，圖2－29所示為外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器的基本電路：基本電路是由三只電阻R1、R2 、R3，兩只三極管VT1、VT2，一只穩(wěn)壓二極管VS和一只二極管VD組成。

電阻R3既是VT1的分壓電阻，又是VT2的負(fù)載電阻

電阻R1和R2組成一個(gè)分壓器，分壓器R1、R2兩端的電壓為發(fā)電機(jī)電壓UB，R1上得分壓為：

VT2是大功率三極管（NPN型），和發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)繞組串聯(lián)，起開(kāi)關(guān)作用，用來(lái)接通與切斷發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電路；

VT1是小功率三極管（NPN型），用來(lái)放大控制信號(hào)；

VD是續(xù)流二極管；磁場(chǎng)繞組由接通轉(zhuǎn)為斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)（F端為+，B端為－），經(jīng)二極管 VD構(gòu)成放電回路，防止三極管VT2被擊穿損壞

穩(wěn)壓管VS是感受元件，串聯(lián)在VT1的基極電路中，并通過(guò)VT1的發(fā)射結(jié)并聯(lián)于分壓電阻R1的兩端，以感受發(fā)電機(jī)的輸出電壓；

UR1電壓加在穩(wěn)壓管VS上，R1的阻值是這樣確定的，當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓UB達(dá)到規(guī)定的調(diào)整值時(shí)（如桑塔納為13．5—14．SV），UR1電壓正好等于穩(wěn)壓管VS的反向擊穿電壓。

2．外搭鐵式電子節(jié)器的工作原理

（1）點(diǎn)火開(kāi)關(guān)SW接通，發(fā)電機(jī)電壓UB＜蓄電池電動(dòng)勢(shì)時(shí)，VT1截止，VT2導(dǎo)通，蓄電池直接供電到磁場(chǎng)繞組。

磁場(chǎng)繞組電路為：

蓄電池正極→磁場(chǎng)繞組→調(diào)節(jié)器Ｆ接柱→三極管VT2→調(diào)節(jié)器Ｅ接柱→搭鐵→蓄電池負(fù)極。

發(fā)電機(jī)電壓隨轉(zhuǎn)速升高而升高。發(fā)電機(jī)他勵(lì)

（2） 發(fā)電機(jī)電壓雖然升高，但如果蓄電池電動(dòng)勢(shì)＜發(fā)電機(jī)輸出電壓UB《調(diào)節(jié)上限時(shí)，VT1繼續(xù)截止，VT2繼續(xù)導(dǎo)通，發(fā)電機(jī)自勵(lì)且開(kāi)始對(duì)外供電。

磁場(chǎng)繞組電路為：

發(fā)電機(jī)正極→磁場(chǎng)繞組→調(diào)節(jié)器Ｆ接柱→三極管VT2→調(diào)節(jié)器Ｅ→搭鐵→發(fā)電機(jī)負(fù)極。

發(fā)電機(jī)電壓隨轉(zhuǎn)速升高而繼續(xù)升高。

（3）當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓升高到等于調(diào)節(jié)上限U2時(shí)，調(diào)節(jié)器開(kāi)始工作。

電阻R1、R2分壓，UR1=UVS+Ube1，VS導(dǎo)通，VT1導(dǎo)通，VT2截止，磁場(chǎng)電路被切斷，發(fā)電機(jī)輸出電壓迅速下降。

當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓下降到等于調(diào)節(jié)下限U1時(shí)

電阻R1、R2分壓減小，當(dāng)UR1＜UW+Ube1，VS截止，VT1截止，VT2重新導(dǎo)通，磁場(chǎng)電路重新被接通，發(fā)電機(jī)電壓上升。

發(fā)電機(jī)電壓升到調(diào)節(jié)上限時(shí)，VT2就截止，磁場(chǎng)電路被切斷，輸出電壓下降；降到等于調(diào)節(jié)下限U1時(shí)，磁場(chǎng)電路被接通，發(fā)電機(jī)電壓上升，周而復(fù)始，發(fā)電機(jī)輸出電壓被控制在一定范圍內(nèi)。

配裝電子調(diào)節(jié)器的發(fā)電機(jī)的輸出電壓上限U2和下限U1的差值很小，所以發(fā)電機(jī)的輸出電壓波動(dòng)非常小，再加上電容的濾波，所以發(fā)電機(jī)的輸出電壓很穩(wěn)定。

內(nèi)搭鐵式電子調(diào)節(jié)器基本電路見(jiàn)圖3-30。原理與外搭鐵式類似。

四、電子調(diào)節(jié)器應(yīng)用實(shí)例

1． JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器

（1）應(yīng)用

JFT106型調(diào)節(jié)器屬于外搭鐵式晶體管調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)電壓為13．8～14．6V，可與 14V。750W的外搭鐵式九管式交流發(fā)電機(jī)配套，也可與14V、功率小于1000W的外搭鐵式六管交流發(fā)電機(jī)配套。

（2）外形

圖2－31aJFT106型晶體管調(diào)節(jié)器外形圖

圖2－31a為解放CA1092型汽車用JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器外形圖，該調(diào)節(jié)器有“＋”、“F”和“一”三個(gè)接線柱，其中“＋”接線柱與發(fā)電機(jī)的“Fl”接線柱相接，“F”接線柱與發(fā)電機(jī)的“F2”接線柱相接，“一”接線柱搭鐵。

（3）組成與原理

2－31b為 JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器工作原理圖，

和圖2-33電子調(diào)節(jié)器的基本電路比較，組成JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器電路的元件要多一些，但工作原理是相同的。

JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器元件功用說(shuō)明：

VT2、VT3接成復(fù)合管，目的是提高放大倍數(shù)，其作用與前述基本電路中的VT2相同；

VT1、VD3、R5的作用與前述基本電路相同；

R6、R7、R8是偏流電阻；

R4是正反饋電阻，起提高三極管開(kāi)關(guān)速度，提高三極管壽命的作用；

R1、R2、R3組成分壓器，R3是調(diào)整電阻。

C1、C1是降頻電容，起降低三極管開(kāi)關(guān)頻率，提高三極管壽命的作用；

VD1是VS1的溫度補(bǔ)償管;

VD2是分壓二極管，防止VT2、VT3的誤導(dǎo)通；

VS2起過(guò)壓保護(hù)作用，限定發(fā)電機(jī)的輸出電壓不超出某定值，保護(hù)汽車上的用電設(shè)備不因瞬時(shí)過(guò)電壓二損壞。

2．集成電路調(diào)節(jié)器

集成電路調(diào)節(jié)器也叫IC調(diào)節(jié)器，是根據(jù)使用要求，將電路中的若干元件集成在同一基片上，制成一個(gè)獨(dú)立的電子芯片。集成電路調(diào)節(jié)器裝于發(fā)電機(jī)內(nèi)部，構(gòu)成整體式交流發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)外部有2個(gè)或3個(gè)接線柱。

集成電路調(diào)節(jié)器的工作原理與晶體管調(diào)節(jié)器的工作原理完全一樣，都通過(guò)穩(wěn)壓管感應(yīng)發(fā)電機(jī)的輸出電壓信號(hào)，利用三極管的開(kāi)關(guān)特性控制發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)的輸出電壓保持恒定。

（1）集成電路調(diào)節(jié)器的檢測(cè)電路

集成電路調(diào)節(jié)器，根據(jù)分壓器R1、R2檢測(cè)點(diǎn)位置不同可分為“發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)電路”和“蓄電池電壓檢測(cè)電路”兩種型式。

①發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)電路見(jiàn)圖3-32a。

分壓器R1、R2從發(fā)電機(jī)輸出端（D+ 端）得到電壓，穩(wěn)壓管VS上的電壓與發(fā)電機(jī)的輸出電壓成正比，所以該電路稱為發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)電路（檢測(cè)點(diǎn)在發(fā)電機(jī)上）。

發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)電路的優(yōu)點(diǎn)：發(fā)電機(jī)到檢測(cè)電路距離近，可不用導(dǎo)線連接，直接接在發(fā)電機(jī)輸出端，連接可靠，不致使檢測(cè)電路檢測(cè)不到信號(hào)。

發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)電路的缺點(diǎn)：當(dāng)發(fā)電機(jī)到蓄電池之間連接電阻大時(shí)，蓄電池充電電壓會(huì)偏低，使蓄電池充電不足。

②蓄電池電壓檢測(cè)電路圖3-32b。

分壓器R1、R2從蓄電池輸出端得到電壓，穩(wěn)壓管VS上的電壓和蓄電池端電壓成正比，所以該電路稱為蓄電池電壓檢測(cè)電路（檢測(cè)點(diǎn)在蓄電池上）。

蓄電池電壓檢測(cè)電路優(yōu)點(diǎn)：直接檢測(cè)蓄電池端電壓來(lái)控制發(fā)電機(jī)的輸出，可使蓄電池的充電電壓有保證。

蓄電池電壓檢測(cè)電路的缺點(diǎn)：當(dāng)蓄電池和發(fā)電機(jī)之間的連接不可靠時(shí)，會(huì)使發(fā)電機(jī)失控。

（2）集成電路調(diào)節(jié)器應(yīng)用舉例

圖2－33a所示為天津夏利轎車發(fā)電機(jī)使用的集成電路調(diào)節(jié)器外形圖，該發(fā)電機(jī)為整體式交流發(fā)電機(jī)，調(diào)節(jié)器為內(nèi)裝式外搭鐵型。

該調(diào)節(jié)器有6個(gè)接線端子F、P、E三個(gè)端子用螺釘直接和發(fā)電機(jī)連接，B端用螺母固定在發(fā)電機(jī)的輸出端子“B”上，IG、L兩個(gè)端子傭金屬線引到調(diào)節(jié)器的外部接線插座上。

圖2－33b為夏利轎車調(diào)節(jié)器電路連接圖

①磁場(chǎng)電流控制：VT2是大功率三極管，和磁場(chǎng)串聯(lián)，由集成片IC控制VT2的導(dǎo)通和截止，從而控制磁場(chǎng)電路通斷，使發(fā)電機(jī)電壓得到控制。

②充電指示燈：充電指示燈串接在VT1集電極上，VT1導(dǎo)通充電指示燈亮，VT1截止充電指示燈熄滅。在集成片IC中有控制VT1導(dǎo)通和截止的電路，控制信號(hào)由p點(diǎn)提供，p點(diǎn)提供的是發(fā)電機(jī)單相電壓的交流信號(hào)，其信號(hào)幅值大小可反映發(fā)電機(jī)輸出電壓高低。

當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓低于蓄電池電壓時(shí)，IC中控制電路使VT1導(dǎo)通，充電指示燈亮，當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓高于蓄電池電壓時(shí)，IC中控制電路使VT1截止，充電指示熄滅。

3．發(fā)動(dòng)機(jī)電腦控制的調(diào)節(jié)器

圖2-34為廣州本田雅閣轎車直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)配用的發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器電路圖，發(fā)電機(jī)整流器為八管。調(diào)節(jié)器為內(nèi)裝式外搭鐵型，由發(fā)電機(jī)電腦控制。

在汽車電路中有一個(gè)負(fù)載檢測(cè)儀，檢測(cè)電路中總電流負(fù)載大小，送信號(hào)導(dǎo)電腦，調(diào)節(jié)器C接線端子送發(fā)電機(jī)電壓信號(hào)到電腦，電腦根據(jù)這兩個(gè)信號(hào)判斷磁場(chǎng)電路應(yīng)該接通還是斷開(kāi)，輸出控制信號(hào)到FR端子，驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)器的控制電路，適時(shí)地接通和斷開(kāi)磁場(chǎng)繞組電路，以此控制發(fā)電機(jī)的輸出電壓。

汽車發(fā)電機(jī)原理專業(yè)教程（六）

交流發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器的使用和維護(hù)

一、交流發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器的使用注意事項(xiàng)

交流發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，若正確使用，不僅故障少而且壽命長(zhǎng)；若使用不當(dāng)，則會(huì)很快損壞。因此在使用和維護(hù)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1． 蓄電池的極性必須是負(fù)極搭鐵，不能接反。否則，會(huì)燒壞發(fā)電機(jī)或調(diào)節(jié)器的電子元件；

2． 發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不能用試火的方法檢查發(fā)電機(jī)是否發(fā)電，否則會(huì)燒壞二極管；

3． 整流器和定子繞組連接時(shí)，禁止用兆歐表或220V交流電源檢查發(fā)電機(jī)的絕緣情況；

4． 發(fā)電機(jī)與蓄電池之間的連接要牢靠，如突然斷開(kāi)，會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓損壞發(fā)電機(jī)或調(diào)節(jié)器的電子元件；

5． 一旦發(fā)現(xiàn)交流發(fā)電機(jī)或調(diào)節(jié)器有故障應(yīng)立即檢修，及時(shí)排除故障，不應(yīng)再連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；

6． 為交流發(fā)電機(jī)配用調(diào)節(jié)器時(shí)，交流發(fā)電機(jī)的電壓等級(jí)必須與調(diào)節(jié)器電壓等級(jí)相同，交流發(fā)電機(jī)的搭鐵類型必須與調(diào)節(jié)器搭鐵類型相同，調(diào)節(jié)器的功率不得小于發(fā)電機(jī)的功率，否則系統(tǒng)不能正常工作；

7． 線路連接必須正確，目前各種車型調(diào)節(jié)器的安裝位置及接線方式各不相同，故接線時(shí)要特別注意；

8． 調(diào)節(jié)器必須受點(diǎn)火開(kāi)關(guān)控制，發(fā)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，否則會(huì)使發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)電路一直處于接通狀態(tài)，不但會(huì)燒壞磁場(chǎng)線圈，而且會(huì)引起蓄電池虧電；

二、交流發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器的維護(hù)

交流發(fā)電機(jī)在使用中，應(yīng)定期進(jìn)行以下檢查：

1． 查發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)帶

（1）檢查驅(qū)動(dòng)帶的外觀：用肉眼觀看應(yīng)無(wú)裂紋或磨損現(xiàn)象，如有則應(yīng)更換。

（2）檢查驅(qū)動(dòng)帶的撓度：用100N的力壓在帶的兩個(gè)傳動(dòng)輪之間，新帶撓度約為5～10mm，舊帶約為7～14mm。

2．檢查導(dǎo)線的聯(lián)接

（1）接線是否正確；

（2）接線是否牢靠；

（3）發(fā)電機(jī)輸出端接線螺絲必須加彈簧墊。

3．檢查運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有無(wú)噪聲

4．檢查是否發(fā)電

（1）觀察充電指示燈的熄滅情況：若充電指示燈一直亮著，說(shuō)明發(fā)電機(jī)或調(diào)節(jié)器有故障，也可能是充電指示燈線路有故障，應(yīng)及時(shí)維修。

（2）用萬(wàn)用表直流電壓檔測(cè)量電壓：在發(fā)電機(jī)未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)測(cè)量蓄電池端電壓，并記錄下來(lái)，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并將轉(zhuǎn)速提高到怠速以上轉(zhuǎn)速，測(cè)量蓄電池端電壓，若能高于原記錄，說(shuō)明發(fā)電機(jī)能發(fā)電，若測(cè)量電壓一直不上升，說(shuō)明發(fā)電機(jī)或調(diào)節(jié)器有故障，應(yīng)及時(shí)維修。

5．當(dāng)發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)或調(diào)節(jié)器有故障需要從車上拆下檢修時(shí)，首先關(guān)斷點(diǎn)火開(kāi)關(guān)及一切用電設(shè)備，拆下蓄電池負(fù)極電纜線，再拆卸發(fā)電機(jī)上的導(dǎo)線接頭。