项目二交流发电机不发电故障的检测与维修课件.ppt
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1、 工程机械使用的电源有蓄电池和发电机两种。工程机械采用交流发电机工程机械使用的电源有蓄电池和发电机两种。工程机械采用交流发电机作为主要电源,蓄电池作为辅助电源。在行驶过程中,由发电机向用电设备作为主要电源,蓄电池作为辅助电源。在行驶过程中,由发电机向用电设备提供电源,并向蓄电池充电。蓄电池在工程机械起动时提供起动电流,当发提供电源,并向蓄电池充电。蓄电池在工程机械起动时提供起动电流,当发电机发出电量不足时,可以协同发电机供电。电机发出电量不足时,可以协同发电机供电。项目二交流发电机不发电故障的检测与维修项目二交流发电机不发电故障的检测与维修 交流发电机与直流发电机交流发电机与直流发电机相比,具
2、有如下几个特点:相比,具有如下几个特点:1.体积小,质量轻体积小,质量轻,功率大功率大;2.在发动机低速运转时,仍能进行充电在发动机低速运转时,仍能进行充电;3.故障少,使用寿命长,保修简便故障少,使用寿命长,保修简便;4.所配调节器结构简单所配调节器结构简单;5.无线电干扰小无线电干扰小(很少产生干扰波很少产生干扰波)。任务任务1 交流发电机的构造认识交流发电机的构造认识 交流发电机主要由转子、定子、整流器及端盖组交流发电机主要由转子、定子、整流器及端盖组成。成。交流发电机的构造交流发电机的构造:1)转子转子 两块极爪:鸟嘴形两块极爪:鸟嘴形,产生近似与产生近似与正弦波的交流电动势正弦波的交
3、流电动势.励磁绕组或转子绕组:有电流励磁绕组或转子绕组:有电流通过,产生磁场;引出线分通过,产生磁场;引出线分别焊在两个滑环上,滑环与别焊在两个滑环上,滑环与轴绝缘。产生的磁通将爪极轴绝缘。产生的磁通将爪极分别磁化成分别磁化成N极、极、S 极。极。动画演示动画演示滑环、滑环、轴。轴。2)定子定子 定子又称为电枢定子又称为电枢,它的功用是产生三相交流电它的功用是产生三相交流电动势动势,由定子铁芯和定子绕组组成。由定子铁芯和定子绕组组成。连接有三角连连接有三角连接和星形连接两种。以星形连接为主,少数大功接和星形连接两种。以星形连接为主,少数大功率发电机采用三角形连接。率发电机采用三角形连接。定子组
4、成定子组成:定子铁心:由硅钢片叠压而成定子铁心:由硅钢片叠压而成定子绕组定子绕组:首端分别与整流器的二极管相连首端分别与整流器的二极管相连,尾端接尾端接在一起在一起,形成中性点形成中性点(N)。三角形连接与星形连接对比:3)整流器整流器整流原理动画演示整流原理动画演示整流器:将三相绕组产生的的交流电变为直流。整流器:将三相绕组产生的的交流电变为直流。主要元件:二极管主要元件:二极管主要利用了二极管的单向导电性。主要利用了二极管的单向导电性。交流发电机类型交流发电机类型:1.六管交流发电机六管交流发电机 2.八管交流发电机八管交流发电机 3.九管交流发电机九管交流发电机 4.十一管交流发电机十一
5、管交流发电机n思考与讨论思考与讨论:n1.八管交流发电机中二只二极管的目的是什么八管交流发电机中二只二极管的目的是什么?n(1)提高输出功率提高输出功率;n(2)以适应用电设备增多以适应用电设备增多,用电量增大的要求用电量增大的要求.n2.九管九管交流发电机中三只二极管的交流发电机中三只二极管的目的目的是什么是什么?n专门用来供给磁场电流专门用来供给磁场电流,控制充电指示灯控制充电指示灯.n3.十一管交流发电机中五只二极管的目十一管交流发电机中五只二极管的目的是什么的是什么?n不仅能满足输出功率的要求不仅能满足输出功率的要求,而且还可以而且还可以使用充电指示灯来指示工作状况使用充电指示灯来指示
6、工作状况,达到完达到完美水平美水平.4)前后端盖)前后端盖由非导磁材料由非导磁材料铝合金铝合金制成。后端盖内装有电刷和电刷架。制成。后端盖内装有电刷和电刷架。电刷:用铜粉和石墨粉制成,它安装在电刷架内孔内。电刷:用铜粉和石墨粉制成,它安装在电刷架内孔内。电刷架:由酚醛玻璃纤维塑料制成。电刷架:由酚醛玻璃纤维塑料制成。特点:漏磁少,质量轻,散热性能好。特点:漏磁少,质量轻,散热性能好。其它交流发电机其它交流发电机:5.无刷交流发电机无刷交流发电机(1)转子上无励磁线圈转子上无励磁线圈;(2)结构简单结构简单,减少故障减少故障,提高了工作可靠性提高了工作可靠性.类型类型:感应式无刷交流发电机感应式
7、无刷交流发电机/爪极式爪极式/具有励磁机的无具有励磁机的无刷交流发电机刷交流发电机6.永磁转子式交流发电机永磁转子式交流发电机7.带真空泵的交流发电机带真空泵的交流发电机二、交流发电机的型号二、交流发电机的型号1.交流发电机的型号交流发电机的型号 (1)产品代号产品代号(JFJFZJFBJFW);(2)电压等级代号;电压等级代号;(3)电流等级代号)电流等级代号(4)设计序号)设计序号(5)变型代号)变型代号2.交流发电机规格交流发电机规格(JF152;JFZ1913Z)任务任务2 交流发电机的工作原理分析交流发电机的工作原理分析一、发电机原理与发电过程一、发电机原理与发电过程 1.发电原理发
8、电原理:在交流发电机中,由于转子磁极是鸟嘴形,其磁场的分布近似于正弦规律,所以交流电动势也近似于正弦波形,相位差互为120度。)240sin(2)120sin(2sin200tEmetEmetEmeCBA在三相绕组中产生的交流电动势在三相绕组中产生的交流电动势,电角速度:电角速度:频率频率f:f=P.n/60(HZ)P-磁极对数磁极对数6022Pnf 2.发电过程发电过程 动画演示动画演示 当柴油机起动时,一方面铅蓄电池通过起动开当柴油机起动时,一方面铅蓄电池通过起动开关向起动机供给强大电流,柴油机运转后就利用曲关向起动机供给强大电流,柴油机运转后就利用曲轴皮带轮的皮带拖动发电机旋转;轴皮带轮
9、的皮带拖动发电机旋转;另一方面由于电源开关闭合,铅蓄电池向用电另一方面由于电源开关闭合,铅蓄电池向用电设备供电,同时还通过调节器向交流发电机的励磁设备供电,同时还通过调节器向交流发电机的励磁绕组供给磁电流,实现他励发电。绕组供给磁电流,实现他励发电。二二.交流发电机的整流原理与整流过程交流发电机的整流原理与整流过程 交流发电机产生交流电是通过一个由六只具交流发电机产生交流电是通过一个由六只具有单向导电性硅整流二极管组成的三相桥式整流电有单向导电性硅整流二极管组成的三相桥式整流电路变为直流电的。硅整流二极管具用单向导电特性路变为直流电的。硅整流二极管具用单向导电特性,即当二极管的外加电压为正向电
10、压时即当二极管的外加电压为正向电压时,管子呈低电管子呈低电阻阻,处于导通状态处于导通状态;当外加电压为反向电压时当外加电压为反向电压时,管子呈管子呈高电阻高电阻,处于截止状态。处于截止状态。在某一瞬间,总存在一对正极电压最高和负极电位在某一瞬间,总存在一对正极电压最高和负极电位最低的管子导通。实际上,在汽车交流发电机中选用的最低的管子导通。实际上,在汽车交流发电机中选用的二极管,其允许的反向电压要高得多,可以承受电路中二极管,其允许的反向电压要高得多,可以承受电路中各种瞬时过电压对二极管的冲击。各种瞬时过电压对二极管的冲击。图图5-10三相桥式三相桥式整流电路及电压整流电路及电压波形图波形图
11、在在t=0时时,UA=0,UB为负值,为负值,Uc为正值,故为正值,故二极管二极管D5,D4处于正向电压导通。处于正向电压导通。交流发电机输出电压的平均值:交流发电机输出电压的平均值:U=1.35 UAB 交流发电机激励方式交流发电机激励方式 交流发电机最常用的是九管的交流发电机交流发电机最常用的是九管的交流发电机(还还有八管、十一管交流发电机有八管、十一管交流发电机),也就是具有九个硅,也就是具有九个硅二极管的发电机。其中六个硅二极管组成整流器,二极管的发电机。其中六个硅二极管组成整流器,利用二极管的单向导电性将交流发电机产生的利用二极管的单向导电性将交流发电机产生的交交流电压流电压转变成转
12、变成直流电压直流电压,另外,另外三个二极管三个二极管提供通提供通过发电机中的励磁绕阻的电流,称为过发电机中的励磁绕阻的电流,称为励磁二极管励磁二极管。九管交流发电机不仅可以控制充电指示灯指示蓄九管交流发电机不仅可以控制充电指示灯指示蓄电池的充电情况,指示充电系统是否发生故障,电池的充电情况,指示充电系统是否发生故障,还可以在停车时,提醒驾驶员断开点火开关。还可以在停车时,提醒驾驶员断开点火开关。交流发电机的原理图 自激自激(自励)(自励)他激他激(他励)(他励)几个概念:几个概念:1.输出特性:指端电压保持不变,(输出特性:指端电压保持不变,(12V14V;24V-28V),输出电流),输出电
13、流I随随n的变化关系。的变化关系。2.空载特性:指发电机在没有负载时(空载特性:指发电机在没有负载时(I=0)电)电压随转速的变化关系。压随转速的变化关系。3.外特性外特性指交流发电机在一定转速时端电压与输出电流的指交流发电机在一定转速时端电压与输出电流的关系。关系。交流发电机电子调节器交流发电机电子调节器 工程机械在行驶过程中,由于发动机的转速工程机械在行驶过程中,由于发动机的转速随时都在变化,交流发电机的转速也随之变化,随时都在变化,交流发电机的转速也随之变化,因此发电机输出电压必然随转速变化而变化。交因此发电机输出电压必然随转速变化而变化。交流发电机电压调节器把交流发电机的电压控制在流发
14、电机电压调节器把交流发电机的电压控制在一定的规定范围内,当发电机转速发生变化时,一定的规定范围内,当发电机转速发生变化时,自动调节发电机输出电压并使电压保持恒定自动调节发电机输出电压并使电压保持恒定,防止防止输出电压过高而损坏用电设备和避免蓄电池过量输出电压过高而损坏用电设备和避免蓄电池过量充电。充电。实例实例:外搭铁型电子电压调节器的基本电路外搭铁型电子电压调节器的基本电路 外搭铁型电子调节器的基本电路,有信号监测电路、外搭铁型电子调节器的基本电路,有信号监测电路、信号放大与控制电路、功率放大电路和保护电路四信号放大与控制电路、功率放大电路和保护电路四部分组成。部分组成。电子电压调节器工作原
15、理电子电压调节器工作原理:电子电压调节器利用三极管的开关特性,将大功率电子电压调节器利用三极管的开关特性,将大功率三极管作为一只开关串联在发电机的励磁电路中,三极管作为一只开关串联在发电机的励磁电路中,根据发电机输出电压的高低,控制三极管导通与截根据发电机输出电压的高低,控制三极管导通与截止来调节发电机的励磁电流,使发电机输出电压稳止来调节发电机的励磁电流,使发电机输出电压稳定在一定范围内。定在一定范围内。发电机电子电压调节器工作过程如下:发电机电子电压调节器工作过程如下:1接通点火开关接通点火开关SW,发电机电压,发电机电压U低于蓄电池电压时,蓄电池低于蓄电池电压时,蓄电池电压经过点火开关电
16、压经过点火开关SW加在分压电阻加在分压电阻R1、R2两端。由于发电机电两端。由于发电机电压低于调节电压上限值,稳压管压低于调节电压上限值,稳压管VS处于截止状态,处于截止状态,VT1基极无电流基极无电流流过,也处于截止状态。此时,蓄电池经点火开关、电阻向三极管流过,也处于截止状态。此时,蓄电池经点火开关、电阻向三极管VT2提供基极电流,提供基极电流,VT2导通并接通励磁电流,其电路为:导通并接通励磁电流,其电路为:蓄电池正极蓄电池正极电流表电流表点火开关点火开关熔断器熔断器发电机端子发电机端子发电机磁发电机磁场绕组场绕组发电机磁场端子发电机磁场端子调节器磁场端子调节器磁场端子三极管三极管调节器
17、搭铁调节器搭铁端子端子发电机搭铁端子发电机搭铁端子发电机负极管发电机负极管蓄电池负极蓄电池负极此时,随着发电机转动,其电压也将随之上升。此时,随着发电机转动,其电压也将随之上升。2当发电机电压上升到高于蓄电池电压但还低于调当发电机电压上升到高于蓄电池电压但还低于调节电压上限节电压上限U2时,发电机处于自励状态。(励磁电流时,发电机处于自励状态。(励磁电流由发电机自己提供)由发电机自己提供)当发电机电压高于蓄电池电压但还低于调节电压上限当发电机电压高于蓄电池电压但还低于调节电压上限时时U2时,时,VS与与VT1仍截止,仍截止,VT2保持导通。此时励保持导通。此时励磁电路为:磁电路为:发电机定子绕
18、组发电机定子绕组正极管正极管发电机输出端子发电机输出端子“B”点点火开关火开关SW 熔断器熔断器 F3 发电机端子发电机端子“F1”发电发电机励磁绕组机励磁绕组 RF发电机端子发电机端子“F2”调节器磁场端调节器磁场端子子“F”三极管三极管VT2 调节器搭铁端子调节器搭铁端子“E”发电发电机搭铁端子机搭铁端子“E”发电机负极管发电机负极管 发电机定子绕组发电机定子绕组 3当发电机电压随转速升高到调节电压上限时当发电机电压随转速升高到调节电压上限时U2,VS,VT1导通,导通,VT2截止,励磁电流切断,发电机电截止,励磁电流切断,发电机电压降低。压降低。当发电机电压升高到调节电压上限当发电机电压
19、升高到调节电压上限U2时,此时时,此时VS导通,它的发射极几乎被短路,流过电阻导通,它的发射极几乎被短路,流过电阻R3 的电流经的电流经VT1集电极和发射极构成回路,集电极和发射极构成回路,VT2因无基极电流而因无基极电流而截止,励磁电流被切断,磁通迅速减小,发电机电压截止,励磁电流被切断,磁通迅速减小,发电机电压迅速下降。迅速下降。4.当发电机电压降低到调节电压下限当发电机电压降低到调节电压下限U1时,时,VS截止,截止,VT1随之截止,随之截止,VT1集电极电位升高,发电机又经集电极电位升高,发电机又经R3向向VT2提供基极电流,使提供基极电流,使VT2导通,励磁电流接通,发电导通,励磁电
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