电源系统(发电机).ppt

1.7 交流发电机的结构及工作原理 1.7.1 交流发电机的种类 1．按外形和通风方式分 2．按定子绕组间的连接方式分 3．按磁极对数分 4．按安装二极管数目分 5．按励磁绕组的接地点位置分 6．按有无电刷分 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。 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a所示。 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a、b，都能产生三相交流电。 汽车用硅整流二极管是专用的，有如下特点： （1）允许的工作电流大，如ZQ50型二极管的正向平均电流为50A，浪涌电流为600A。 （2）承受反向电压的能力高，可承受的反向重复峰值电压在270V左右，反向不重复峰值电压在300V左右。 （3）只有一根引线（引出电极） （4）根据引出电极的不同分为正二极管和负二极管。 整流器总成的形状各异，有马蹄形、半圆形和圆形等。如下左图。整流器和定子绕组的连接如下右图。 励磁绕组通过两只电刷(F和E)和外电路相连，根据电刷和外电路的连接型式不同，发电机分为内搭铁型和外搭铁型两种，如图2.10所示 （1）内搭铁型交流发电机：励磁绕组的一端经负电刷（E）引出后和后端盖直接相连（直接搭铁）的发电机称为内搭铁型交流发电机，如图a所示 （2）外搭铁型交流发电机：励磁绕组的两端 (F和E)均和端盖绝缘的发电机称为外搭铁型交流发电机，如图b所示。 二、无刷交流发电机的构造 1．感应子式无刷交流发电机 2. 爪极式无刷交流发电机 根据中华人民共和国汽车行业标准QC/T73-1993《汽车 电器设备产品型号 编制方法》的规定， 汽车交流发电机型 号组成如下： 汽车交流发电机型号由产品代号、电压等级代号、电流等级代号、设计序号、变型代号五部分组成，如下图所示。 1.产品代号 产品代号用中文字母表示，例： JF——普通交流发电机 JFZ——整体式（调节器内置）交流发电机 JFB——带泵的交流发电机 JFW——无刷交流发电机 2.电压等级代号 电压等级代号用一位阿拉伯数字表示， 1表示12V系统 2表示24V系统 6表示6V系统 3.电流等级代号 电流等级代号用一位阿拉伯数字表示， 1表示电流≤19A　　　6表示≥60—69A 2表示电流≥20—29A　7表示≥70—79A 3表示电流≥30—39A　8表示≥80—89A 4表示电流≥40—49A　9表示≥90A 5表示电流≥50—59A 4.设计序号 按产品的先后顺序，用阿拉伯数字表示。 5.变形代号 交流发电机以调整臂的位置作为变形代号。从驱动端看，Y表示调整臂位于右边；Z表示调整臂位于左边；调整臂在中间时不加标记。 6.举例：桑塔纳、奥迪100型轿车所用的交流发电机代号为JFZ1913Z型，其含义为： 　电压等级为12V，输出电流大于90A，第十三代设计，调整臂位于左边的整体式交流发电机。 1.7.5 交流发电机的工作特性 交流发电机的工作特点：转速变化范围大，对于一般汽油发动机来说，其转速变化比约为1：8，柴油机约为1：5，因此分析汽车用交流发电机的特性必须以转速的变化为基础。 交流发电机的特性有： A.输出特性 B.空载特性 C.外特性 其中以输出特性最为重要。 1.7.5 交流发电机的工作特性(输出特性) 1.概念：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系列的定为28V）时，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。 1.7.5 交流发电机的工作特性(输出特性) 2.空载转速n1 （1）发电机转速小于一定值n1时，对外输出电流为零。 （2）当发电机达到额定电压并能对外输出电流时的最小转速n1，称为空载转速。 （3）空载转速常用来作为测试发电机性能的参数之一。 1.7.5 交流发电机的工作特性(输出特性) 3.最大电流Imax 发电机输出电流能力随转速的升高而增大，但曲线越来越平坦，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