汽车电器设备与维修单元课件3.pptx

1、课题1交流发电机的构造和型号3.1.1交流发电机的构造目前国内外生产的汽车用交流发电机的结构基本相同,都是由一台三相同步交流发电机和一套硅二极管桥式整流器所组成的。图3-1所示为国产JF1512型交流发电机结构图。图3-1国产JF1512型交流发电机结构图1后端盖2刷架3电刷4电刷弹簧压盖5硅二极管6散热板7转子8定子总成9前端盖10风扇11带轮1.三相同步交流发电机三相同步交流发电机主要由转子总成、定子总成、前后端盖、电刷、风扇与带轮等组成。(1)转子总成图3-2交流发电机转子结构1集电环2转子3爪形磁极4转子铁心5励磁绕组图3-3交流发电机定子总成1定子铁心2、3、4、5定子绕组引线端(2

2、)定子总成三相绕组用高强度漆包线绕制成形,嵌放在定子铁心槽内,三相绕组多为星形联结(也有三角形联结),一般接有中性线。(3)端盖端盖有前后之分,前端盖铸有安装臂、调节臂与出风口,后端盖铸有安装臂与进风口。图3-4电刷与电刷架a)外装式b)内装式(4)电刷与电刷架目前,国内生产的交流发电机的电刷总成有两种结构,一种是内装式,即电刷的拆装与更换在发电机内部进行,如图3-4b所示;另一种是外装式,即电刷的拆装与更换在发电机外部进行,如图3-4a所示。(5)风扇(6)带轮2.整流器整流器的作用是将定子绕组产生的三相交流电变为直流电输出。(1)正极管(2)负极管散热板的外形及硅二极管的安装如图3-5、图

3、3-6所示。图3-5散热板的外形1散热板2二极管图3-6硅二极管的安装示意图3.1.2交流发电机的型号和规格根据中华人民共和国汽车行业标准QC/T 731993汽车电气设备产品型号编制方法的规定,汽车交流发电机的型号组成如下:(1)产品代号(2)电压等级代号表3-1电压等级代号(3)电流等级代号表3-2电流等级代号(4)设计序号(5)变型代号(1)目的及能力要求(2)准备(3)步骤(4)注意事项(5)讨论能力训练 硅整流发电机的拆装课题2交流发电机的工作原理与工作特性3.2.1交流发电机的工作原理交流发电机的基本原理是电磁感应原理,如图3-7所示,当励磁绕组通以直流电时,磁极被磁化,磁力线从转

4、子的N极出发,穿过转子与图3-7三相同步交流发电机工作原理图3.2.2整流器的工作原理图图3-8三相桥式整流电路及电压波形a)三相桥式整流电路b)三相交流电的波形c)整流后负载上的电压波形3.2.3发电机的励磁方式交流发电机属自励并励式发电机,但由于二极管在正向电压很低时呈现较大的电阻,这个很小的电压称为死区电压,约0.6V,基本上不导通,加之爪极的剩磁较弱,所以交流发电机只能在较高转速下才能自励发电。3.2.4交流发电机的工作特性交流发电机的工作特性主要是指发电机发出的交流电经整流后输出的直流电压、直流电流和发电机转速之间的相互关系,包括空载特性、输出特性和外特性。图3-9交流发电机空载特性

5、1.空载特性输出特性是指发电机端电压一定时(对12V的发电机规定为14V,24V的发电机规定为28V,对于内装电子调节器的12V与24V整体式发电机,分别规定为13.5V与27V),发电机的输出电流随转速的变化关系,即图3-10交流发电机输出特性2.输出特性3.外特性 外特性是指发电机的转速n一定时,其端电压U与输出电流I的变化关系,即图3-11交流发电机的外特性曲线(1)目的及能力要求(2)准备(3)步骤(4)注意事项(5)讨论能力训练 硅整流发电机的试验电压调节器是把发电机输出电压控制在规定范围内的调节装置,其功用是在发电机转速变化时,自动控制发电机电压,使其保持恒定,防止因发电机电压过高

6、而烧坏用电设备或导致蓄电池过量充电。3.3.2电压调节原理课题3交流发电机的电压调节器3.3.1电压调节器的功用交流发电机电压调节器可分为触点式调节器、晶体管式调节器和集成电路式调节器。1.触点式调节器触点式调节器应用较早,这种调节器触点振动频率低,存在机械惯性,电压调节精度低,触点易产生火花,对无线电干扰大,可靠性差,使用寿命短,现已被淘汰。3.3.3电压调节器的分类2.晶体管式调节器随着半导体技术的发展,采用了晶体管式调节器。3.集成电路式调节器集成电路式调节器除具有晶体管式调节器的优点外,还具有超小型的特点。图3-15晶体管调节器的基本电路3.3.4晶体管调节器图3-15所示为晶体管调节

7、器的基本电路。JFT106型调节器属于外搭铁式晶体管式调节器,调节电压为13.814.6V,可与14V、750W的外搭铁式9管交流发电机配套使用,也可与14V、功率小于1000W的外搭铁式6管交流发电机配套使用。图3-16所示为解放CA1092型汽车用JFT106型晶体管调节器工作原理图。该调节器有“+”、“F”和“-”3个接线柱,其中“+”接线柱接点火开关S来的相线,“F”接线柱与发电机的“F2”接线柱相接,“-”接线柱搭铁。3.3.5JFT106型调节器图3-16解放CA1092型汽车用JFT106型晶体管调节器工作原理图 集成电路调节器也称IC调节器,是根据使用要求将电路中的若干元器件集

8、成在同一基片上,制成一个独立的电子芯片。集成电路调节器装于发电机内部,构成整体式交流发电机,发电机外部有两个或三个接线柱。3.3.6集成电路调节器图3-17集成电路调节器基本的电路a)发电机电压检测法b)蓄电池电压检测法1、6发电机2、5集成电路调节器3、4充电指示灯1.发电机电压检测法电路如图3-17a所示,分压器R2和R3的端电压ULE等于发电机的端电压UBE。2.蓄电池电压检测法电路如图3-17b所示,蓄电池电压检测法电路原理与发电机电压检测法电路基本相同。(3)步骤(4)注意事项(5)讨论(1)目的及能力要求(2)准备能力训练 晶体管调节器和集成电路调节器的检查课题4汽车交流发电机实例

9、3.4.1奥迪、红旗轿车所用的交流发电机电路如图3-19所示,该发电机是整体式交流发电机,采用了11个硅二极管,其中有6个整流二极管,图3-19奥迪、红旗轿车所用的交流发电机电路图1励磁绕组2电压调节器3励磁二极管4充电指示灯5防干扰电容器3.4.2夏利轿车所用的整体式交流发电机的电路图3-20夏利轿车所用的整体式交流发电机的电路图课题5充电系的故障诊断目前,汽车充电系基本上有两大类:一类是交流发电机与调节器各自独立安装,采用的是普通交流发电机;另一类是将集成电路调节器安装在发电机内部,采用的是整体式交流发电机。这样,在进行充电系故障诊断时,首先要明确发电机是哪种类型的,要明确发电机、调节器、

10、充电指示器及充电系统线路连接的特点,然后查明故障发生的部位。如果确属交流发电机故障,就将发电机从车上拆下,作进一步检查与修理。对于大多数汽车来说,充电系的电路故障现象都是根据充电指示灯来判断的。正常情况是:当打开点火开关时,充电指示灯亮;起动发动机后,充电指示灯应熄灭。一般充电系的故障现象有以 下几种情况：1)发动机起动后,充电指示灯仍亮。2)发动机起动后,充电指示灯亮,发动机高速运转时,充电指示灯熄灭。3)汽车运行时,经常烧灯泡、熔丝及开关等电器设备。4)打开点火开关后,充电指示灯不亮。5)汽车运行时,发电机或传动带有异响。3.5.1发动机起动后充电指示灯仍亮这种情况说明发电机没有发电,但是

11、故障不一定在发电机本身。检查时应先分清调节器是否单独安装。1.调节器单独安装的情况2.整体式交流发电机以奥迪、红旗轿车为例(参见图3-19),首先检查发电机传动带有无松滑现象,发电机的外观接线是否脱落。3.5.2发动机起动后充电指示灯亮,发动机高速运行时充电指示灯熄灭这种情况说明发电机发电量低。检查时,应先检查发电机传动带有无松滑现象,发电机的固定是否牢固。3.5.3汽车运行时经常烧灯泡、熔丝及各种开关等电器设备这种情况说明发电机电量高。在诊断时,用电压表测量蓄电池的两个极桩,测量时将发动机的转速控制在约2000r/min,观察电压表读数。如果读数大于14.5V,说明电压调节器有故障,可直接更

12、换调节器。3.5.4打开点火开关后充电指示灯不亮这种情况说明充电指示灯电路有故障,可能是:充电指示灯线路有断路的地方,对于奥迪、红旗轿车来说,这类发电机可能是发电机的电刷损坏;对于东风、解放汽车来说,这类发电机可能是组合继电器有故障。3.5.5汽车运行时发电机或传动带有异响交流发电机的异响有可能是发电机轴承或传动带引起的。诊断时先检查传动带状况和张紧力,必要时可更换。检查轴承异响时,利用一段软管,或一把长一字形螺钉旋具,也可以用听诊器,将一端放在靠近轴承的地方,然后将耳朵贴在另一端倾听。在倾听过程中,可提高发动机的转速,随着转速的提高,噪声越来越大,说明异响是轴承引起的。在倾听的过程中,应留心

13、发电机周围的风扇、传动带和其他运动件。(1)目的及能力要求(2)准备(3)步骤(4)讨论能力训练2充电指示灯不灭故障诊断(1)目的及能力要求能力训练1 充电指示灯不亮故障诊断(2)准备(3)步骤(4)讨论课题6交流发电机的故障测试与修理当充电系出现故障后,经检查确属交流发电机故障,就应将交流发电机从车上拆下来,作进一步检查与修理。3.6.1整机测试交流发电机解体前,应先在万能试验台上进行空载电压和负载电流的测试,进一步检查交流发电机的故障程度。1.测量各接线柱之间的电阻利用万用表的R1挡测量“F”与“-”之间的电阻值,测量“+”与“-”之间和“+”与“F”之间的正、反向电阻值,也可以判断交流发

14、电机内部的技术状况,其标准值见表3-4。表3-4交流发电机各接线柱之间的电阻值(单位:)图3-23交流发电机空载和满载测试2.空载转速的测试 在没有电流输出的情况下,有些故障是表现不出来的,所以在对发电机进行空载测试后,应再作满载转速测试。4.用示波器观察输出电压波形当交流发电机有故障时,其输出电压的波形将出现异常。图3-24交流发电机出现各种故障时输出电压的波形3.满载转速的测试3.6.2交流发电机零部件的检修1.转子的检修用万用表可检测励磁绕组是否短路、断路及搭铁。图3-25用万用表检测励磁绕组是否短路和断路图3-26用万用表检测励磁绕组是否搭铁用万用表可以检测定子绕组是否断路和搭铁。图3

15、-27用万用表检测定子绕组是否断路2.定子的检修图3-28用万用表检测定子绕组是否搭铁首先将二极管与定子绕组之间的连线断开,用万用表的两个表笔分别接到二极管的引线与壳体上,测量二极管的正向电阻和反向电阻。4.电刷的检测电刷的标准高度应是14mm。磨损至7mm时,应进行更换。3.二极管的检修(1)目的及能力要求(2)准备(3)步骤(4)注意事项能力训练 硅整流发电机的一般测试(5)讨论 课题7调节器的测试晶体管调节器与集成电路调节器在使用时一般不需要调整,可以就车测试,也可以在车下用实验的方法测试。用实验的方法测试时,对于晶体管调节器应分清楚是内搭铁式还是外搭铁式。按图3-29所示的方法,可对内

16、搭铁式晶体管调节器进行测试。测试时先将可调直流电源与调节器用导线接好,然后逐渐提高电源电压,当电压大于6V时,灯泡开始发亮,继续提高电压,当电压达到13.516.5V时,灯泡应熄灭,这种情况说明调节器完好。如果灯泡从开始一直不亮,或亮了以后一直不熄灭,说明调节器有故障。3.7.1内搭铁式晶体管调节器的测试测试时先将可调直流电源与调节器用导线连接好,测试方法与内搭铁式晶体管调节器完全相同,这里不再赘述。3.7.3集成电路调节器的测试整体式交流发电机的励磁绕组一般是通过调节器搭铁的。根据这一原理,按如图3-31所示的方法,先将可调直流电流与集成电路调节器用导线连接好,测试方法与上述两种相同。3.7

17、.2外搭铁式晶体管调节器的测试 按图3-30所示的方法,可对外搭铁式晶体管调节器进行测试。图3-29内搭铁式晶体管调节器的测试图3-30外搭铁式晶体管调节器的测试图3-31集成电路调节器的测试课题8交流发电机与调节器的使用及维护3.8.1交流发电机与调节器的使用注意事项3.8.2交流发电机与调节器的维护注意事项图3-32奥迪轿车发电机传动带松紧度的检测1.检测前的初步检验2.解体后零部件的简单检验图3-33发电机轴承的检测3.发电机的拆卸注意事项4.就车维修检测时注意事项 1.交流发电机的构造、型号和规格。2.发电机和整流器的工作原理、发电机的励磁方式与工作特性。3.电压调节器的功用和调节原理与分类。4.晶体管调节器、JFT106型调节器、集成电路调节器。5.奥迪、红旗、夏利等轿车所用交流发电机的电路图。6.充电系的故障诊断。7.交流发电机的故障测试与修理。单 元 小 结