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养车干货

汽车交流发电机详解

2019-07-16 17:39:37 养车干货
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汽车交流发电机详解

交流发电机在汽车上的安装位置 :

汽车上装用两个电源:

蓄电池--辅助电源;

发电机--主要电源;

一、发电机功用

发动机只要怠速转速以上运转,发电机就必须向所有用电设备供电,并向蓄电池充电。

因为汽车上的用电设备越来越多,发电机的输出功率也就越来越大;

初始交流发电机:输出功率350W;

现代交流发电机输出功率:500W、750W、1000W、1250W、1500W;

汽车用发电机可分为直流发电机和交流发电机,由于交流发电机在许多方面优于直流发电机,直流发电机已被淘汰,目前所有汽车均采用交流发电机。

二、发电机型式

交流发电机---三相同步

三相:三相绕组产生三相对称交流电动势;

幅值相等、频率相同、相位差1200 ;

同步:旋转磁场频率与电动势变化频率相同;

变交流为直流- - -硅二极管整流;

三、发电机发电原理(电磁感应原理)

三相绕组产生三相对称交流电动势

交流发电机构造

转子、定子、整流元件组、电刷及架、端盖

一、转子磁场

爪极、 铁芯及磁场绕组、集电环及电刷

1、爪极

两块爪极

低碳钢冲压

每块六爪,充磁后形成相同的极性N或S;

两块爪极异错嵌合,形成6对磁极;

2、铁芯与磁场绕组

磁场绕组集中绕在铁芯上,两端从爪极孔穿出,分别焊在两个铜制集电环上。绕组匝数约540,阻值约2~6。

3、集电环及电刷

两只铜制集电环,与轴绝缘,相互绝缘,安装在轴一端。

两只石墨电刷,靠弹簧压装在集电环上。

4、转子电路

二、定子电枢

作用:

被磁力线所切割,产生三相对称正弦交流电。

组成:

1、铁芯

硅钢片冲压内缘36个缺口,叠成圆柱状形成36槽;

2、绕组

三相电枢绕组:

三相绕组独立绕制,按一定规律嵌放在定子铁心槽内。

绕组绕制原则:

(1)每相绕组串联的线圈组数= 转子磁极对数;

(2)每组线圈两条有效边位置应位于相邻的异性磁极下;(1--4)

(3)每相相邻绕组间的边间位置(1--4)

(4)三相绕组对应边间关系(电角度1200)[]

三相绕组的连接:

提示:只有星行连接才有中性点N

提示:三角形连接无中性点N

三、整流器

1、整流二极管

结构型式1:

引线为+极,管壳为-极,称为正极管;

结构型式2:

引线为-极,管壳为+极,称为负极管。

2、整流二极管安装型式

焊装型、 压装型、组合型

说明2点:

a.正负整流板

安装正极管的散热板正整流板

安装负极管的散热板负整流板

b.共正极、共负极连接

3只二极管负极连接在一起,称为共负极连接;

3只二极管正极连接在一起,称为共正极连接;

四、前、后端盖

前、后端盖铝合金(散热)

后端盖安装:电刷架、电刷及弹簧

后端盖上接线柱:

磁场接线柱:F1、 F2;

电枢接线柱:B、或A、 B+;

中性点接线柱:N;

提示:

搭铁接线柱:E;

内搭铁发电机3或4个接线柱;

外搭铁发电机5个接线柱;

五、散热及通风

a.小功率发电机、单风扇

b.大功率发电机、 双风扇

交流发电机工作原理

一、励磁方式

发电机电压低于蓄电池电压时,由蓄电池供给励磁电流他励磁;(为什么?)

发电机电压高于蓄电池电压时,由发电机供给励磁电流自励磁;

强调:

发电机励磁电路必须受点火开关控制。(为什么?)

二、发电机建立电压过程

打开点火开关,开始他励磁,励磁电流大,磁场增强。转子旋转,磁场切割定子绕组,产生感应电压且随转速升高而增大,当其电压高于蓄电池电压时,开始自励磁,磁场进一步增强,电压又升高,周而复始,三相绕组中便产生:

幅值相等、频率相同、相位差互为1200的三相对称电动势。

对于结构一定的发电机:U = E = C..n

三、整流原理

1、整流二极管导通原则

共负极连接组:正极电位最高的管子导通;

共正极连接组:负极电位最低的管子导通;

2.整流过程

将交流电变化的一个周期,分割成7个区间:

0~t1 、t1~t2、、、、、t6~t7

0~t1:C相电位最高D4导通,B相电位最低D3导通;

整流电路:C相D4R搭铁D3B相

(其他时刻的整流过程,请自己分析)

3、整流二极管工作状况

在交流电变化的一个周期内同时导通的整流二极管有几只?

两只:

一只正极管;

一只负极管;

每只管子导通多长时间?

1/3周期

每只管子通过的电流为负载电流的1/3;

4、输出直流电压极性

共负极连接组输出为电源+极;

共正极连接组输入为电源-极;

该发电机为什么极搭铁?

交流发电机的工作特性

一、电枢反应

什么叫电枢反应?

电枢电流产生的磁场对磁极磁场的影响电枢反应。

反应结果:

削弱磁极磁场;

使磁场扭曲,导致感应电动势波形畸变;

二、输出特性

1、定义

U=常数(12V电系为14V,24V电系为28V)并维持不变;

研究输出电流I与转速n之间关系。即:I =f(n)

2、特性曲线及分析

(1)U=Ue=14V,

对应转速n=n1;

n1-确定传动比依据

(n1与蓄电池电压、磁极剩磁有关)

(2)当I=(2/3)Imax =Ie时,对应转速为n2;

Ie-额定电流

n2-满载转速

(3)n=nmax时, I=Imax , I不再随n和R而 ,具有自限流能力。

理由:

①定子绕组阻抗随转速的升高而增大;

②电枢反应的去磁作用,削弱了磁极磁场,电动势降低,电压降低。

其他不同型式交流发电机

一、内、外搭铁交流发电机 (依据磁场绕组搭铁端部位不同)

1、内搭铁磁场绕组一端直接与外壳连接;

2.外搭铁磁场绕组一端经调节器后搭铁;

二、6管交流发电机

6只主整流二极管,组成三相桥式整流电路;

三、8管交流发电机

6只主整流二极管,组成三相桥式整流电路;

2只辅助整流二极管(中性点二极管),组成单相全波整流电路;

中性点二极管作用:

对于星行连接的定子绕组发电机,当其输出电流较大时,由于电枢反应的影响,将使其产生的电压波形畸变。

畸变波形可分解为:基本波和高次谐波

高次谐波中尤以三次谐波为最多。

因为三相绕组产生的三次谐波相位相同,相互抵消,在三相绕组中表现不出来。

但在中性点却以交流成分表现出来,其幅值将随转速的升高而增大(正向幅值高于14V,反向幅值低于0V)。

中性点二极管便可根据中性点交流成分的变化,实现补充整流,以提高高转速下的发电机输出功率(5%~10%)。

四、9管交流发电机

6只主整流二极管,组成三相桥式整流电路;

3只共负极连接整流二极管(励磁二极管);

励磁二极管作用:供给励磁电流;控制充电指示灯;

五、11管交流发电机

兼有8管、9管交流发电机的结构和特点,不再赘述。

提问:励磁二极管与主整流中的哪三只二极管组成三相桥式整流电路?

六、无刷交流发电机

取消电刷和滑环,磁场绕组固定在转子空腔内不再旋转。异性磁极非导磁性材料焊接。

七、发电机型号

1、名称代号

JF -普通

JFZ-整体

JFW-无刷

JFB-带泵

2、电压等级

V 、 V

3、功率等级

(1)180W以下(19A)

(2)180W~250W(20A ~ 29A)

(3) 250W ~350W(30A ~ 39A)

(4) 350W ~500W(50A ~ 59A)

(5) 500W ~750W(70A ~ 79A)

(6) 750W ~1000W(80A ~ 89A)

(7) 1000W以上(90A以上)

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