汽车电路与电气系统故障诊断与修复;;问题:汽车上已经有蓄电池了,为什么还要装发电机?;3.1交流发电机的结构与选型;发电机在发动机上的安装位置;交流发电机主要任务是在发动机正常运转时向所有的用电设备(起动机除外)供电,同时向蓄电池充电。
交流发电机必须配装电压调节器一起工作,以保证在发动机转速变化时,发电机的输出电压保持恒定,以满足汽车电器的需求。;J;电流等级代号;(1)按总体结构分;(3)按整流器结构划分;目前汽车上装备的交流发电机,结构基本相同。主要由转子、定子、整流器、电刷组件、电压调节器、端盖、风扇和带轮等组成。;交流发电机的转子主要由两块爪极、磁轭及磁场绕组、滑环及轴等组成。
两块爪极被压装在转轴上且内腔装有绕有磁场绕组的磁轭,磁场绕组两端的引线分别焊在与轴绝缘的两个滑环上,两个电刷通过弹簧力使其与滑环保持接触。;转子的作用是用来建立旋转的磁场。当发电机工作时,两电刷与直流电源连通,向磁场绕组提供定向电流并产生磁通,使两块爪极分别被磁化为N极和S极,从而形成犬牙交错的磁极对。由于爪极凸缘的外形极像鸟嘴,故当发电机工作时,可在定子铁芯内部形成近似正弦变化的交变磁场。;定子由定子铁芯和三相定子绕组组成,用来产生交流电。定子铁芯一般由一组相互绝缘且内圆带槽的环状硅钢片叠成,铁芯槽内嵌有三相对称、且彼此间隔120°电角度的绕组。工作时,在三相绕组中将产生同幅、同频、且相位相差120°的对称的正弦交流电压。;定子绕组连接方式;作用:将定子内产生的交流电转变成直流电对外输出。
组成:由2块相互绝缘的铝合金散热板和压装(或焊装)在散热板上的6~11只整流二极管构成。;整流二极管的连接方式:;作用:将电源通过滑环引入磁场绕组给磁场绕组供电。
组成:电刷组件由电刷、电刷架和电刷弹簧组成。
类型:目前国产交流发电机的电刷架有外装式和内装式两种结构。;发电机的搭铁类型:;电刷与滑环工作时会由于相对运动产生磨损,为解决这个问题,产生了无刷交流发电机,其结构如图所示。;与普通发电机相比,无刷交流发电???磁路中增加了2个气隙,因此相同发电机输出功率的条件下需增大励磁电流。;当发电机转速变化时,电压调节器通过控制发电机的激磁电流来调节磁场的强弱,从而使发电机的输出电压U保持恒定不变,以满足用电设备的需要。;前、后端盖起着支撑转子、定子、整流器和电刷组件的作用,一般由铝合金铸造,即可防止漏磁,又有良好的散热性。;发电机的前端装有皮带轮,其后面装有叶片式风扇,前后端盖上分别有出风口和进风口。当发动机的曲轴驱动皮带轮旋转时,可使空气高速流经发电机内部进行冷却。;(b)双向轴向进风、径向排风
(桑塔纳2000轿车的交流发电机);右手定则;当给旋转的磁场绕组通电时,则形成一个旋转的运动的磁场,如图所示,其磁路为:N极磁极→定子铁芯→S极磁极→磁轭→N极磁极。;交流发电机的磁路;车用交流发电机定子铁芯上绕有彼此间隔120°电角度的三只绕组,当磁场旋转时,三相绕组内就产生同频、同幅、相位互差120°的正弦交流电,波形如图所示。;三相交流电动势表达式;整流器;1.二极管的导通原则:;2.整流过程分析:0~t1时段;t1~t2时段内,U相电压最高,V相电压最低,此时VD1、VD4导通,其余二极管截止。U、V相绕组电压叠加后向负载供电,如右下图所示。;由于交流发电机的转子是由发动机通过皮带驱动旋转的,因此发电机的转速变化范围非常大,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。;由上式可知,交流发电机所产生的感应电动势与转子转速和磁极磁通成正比。因此,基本的调压方法是:当发电机转速变化时,电压调节器通过改变励磁电流的大小来控制发电机的输出电压UB保持不变。;由于交流发电机有内搭铁、外搭铁之分,调节器也有内搭铁、外搭铁之分,如图所示。使用过程中,发电机和调节器的搭铁类型必须相同,否则发电机将由于励磁电路不通而不能正常工作。;外搭铁型电压调节器基本电路;外搭铁型电压调节器基本电路;外搭铁型电压调节器基本电路;当发电机转速发生变化时,VT2交替截止、导通,周而复始。由于三极管VT2的开关频率很高,所以发电机的输出电压UB波动非常小,再加上电容的滤波,从而使发电机输出稳定的电压。
;3.2充电系统的维护与检测;1.检查发电机驱动皮带
(1)外观检查。;检查皮带挠度