磁汽车电工电子技术路.pptx

1、汽车电工电子技术PPT模板下载： 认 识 磁 路1.磁场任何磁体都有两个磁性最强的区域磁极，磁体无论怎样分割都有两个磁极，在无外力阻碍下，其中指向地球南极的磁极称为南极，用S表示；指向地球北极的磁极称为北极，用N表示。一、认知磁场的基本物理量任务一 认 识 磁 路1.磁场磁体的磁极间具有相互作用力磁力，它们表现为同性磁极相互排斥，异性磁极相互吸引。磁体周围存在磁力作用的空间称为磁场，磁场可看成一种传递磁力作用的特殊物质，一、认知磁场的基本物理量任务一 认 识 磁 路1.磁场磁场是有强弱和方向的，磁场中某点的磁场方向常用在该点处放一个能自由转动的小磁针的方法判断，小磁针静止时N 所指的方向规定为

2、该点的磁场方向。为了形象地描述磁场而引出磁感线这一概念，一、认知磁场的基本物理量任务一 认 识 磁 路1.磁场规定在磁感线上每一点的切线方向为该点的磁场方向。磁场的强弱用磁感线的疏密程度来表示。磁铁的磁场如图4-2所示。一、认知磁场的基本物理量任务一 认 识 磁 路1.磁场一、认知磁场的基本物理量任务一 认 识 磁 路1.磁场2.电磁学的基本物理量（1）磁感应强度(B)。磁感应强度B是表示磁场空间某点的磁场强弱和方向的物理量。B的大小等于通过垂直于磁场方向单位面积的磁感线数目，其方向即该点磁场的方向，一、认知磁场的基本物理量任务一 认 识 磁 路1.磁场与产生磁场的电流之间的方向关系符合右手螺

3、旋法则。它的单位是特斯拉(T)。(2)磁通量（）。磁感应强度B在面积S上的通量积分称为磁通量，也简称为磁通，单位是韦伯（Wb），即一、认知磁场的基本物理量任务一 认 识 磁 路1.磁场如果是均匀磁场，即磁场内各点磁感应强度的大小和方向均相同，且与面积S垂直，则该面积上的磁通为=BS或B=/S一、认知磁场的基本物理量任务一 认 识 磁 路1.磁场故又可称磁感应强度的数值为磁通密度。(3)磁导率（）。磁导率表示物质的导磁性能，单位是H/m。真空的磁导率0=410-7H/m，为一个常数。磁介质的磁导率和真空的磁导率0的比值称为该物质的相对磁导率r，即一、认知磁场的基本物理量任务一 认 识 磁 路1.

4、磁场r=/0根据相对磁导率的不同，往往把材料分成两大类，第一类为铁磁性材料，如钢、铁、钴、镍及其合金，它们的磁导率很高，相对磁导率r远远大于1，能使磁场大大增强。一、认知磁场的基本物理量任务一 认 识 磁 路1.磁场例如，电动机、变压器和电磁铁线圈中的铁心是用铁磁物质制成的，以增强磁场；第二类为非铁磁性材料，相对磁导率r约等于1，其中有些材料的r略小于1，如铜和银等，有些材料的r略大于1，如各类气体、非金属材料、铝等。一、认知磁场的基本物理量任务一 认 识 磁 路1.磁场(4)磁场强度（H）。磁场中某一点磁感应强度B与磁导率的比值称为该点的磁场强度H，其单位为A/m，即H=B/一、认知磁场的基

5、本物理量任务一 认 识 磁 路1.磁场磁场强度H与磁感应强度B的名称很相似，H是为计算的方便引入的物理量，通过H可以确定磁场与电流之间的关系。二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路（一）电流的磁场安培定则1.直流电流产生的磁场当电流流过导体时，在导体周围会产生磁场，通常将载流导体产生磁场的现象称为电流的磁效应。磁场的方向由右手螺旋定则确定。通电直导体产生的磁场方向判定方法是：使右手拇指所指的方向与电流的方向一致，二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路则弯曲四指的指向即为磁场方向。通电直导体产生的磁场如图4-3所示。通电直导体产生的磁场强弱与流过导体的电流大小成正比。2.环形电流产生

6、的磁场当电流流过线圈时，在线圈周围也会产生磁场，磁场方向的判定方法是：以右手弯曲的四指所指方向与电流的方向一致，则大拇指所指的方向就是磁场方向，二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路即大拇指指向通电线圈的N极。通电线圈产生的磁场如图4-4所示。通电线圈产生磁场的强弱与流过线圈的电流大小和线圈的匝数成正比，还与线圈中有无铁心有关。若要使线圈的磁场更强，则可在线圈中央插入用软铁制成的铁心，如图4-5所示。软铁是一种具有高磁导率的材料，它为穿过线圈中央的磁场提供优良的导磁体。二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路二、认知磁路的基本定律任务一 认

7、 识 磁 路二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路磁场的强弱通常是以流过线圈的电流乘以线圈的匝数（IN）来度量的。利用通电线圈所产生的电磁吸力可制成电磁铁，电磁铁广泛应用在汽车上。（二）磁场对电流的作用左手定则1.磁场对通电直导线的作用在磁铁的两极中悬挂一根直导体与磁力线方向垂直，当导体中没有电流流过时，导体静止不动；二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路当导体中有电流流过时，导体就会在磁铁中移动；若改变电流的流向，导体移动的方向也相应改变。由此可见，通电导体在磁场中受到磁场力的作用。通常把通电导体在磁场中所受到的作用力称为电磁力。电动机就是根据这一原理工作的。二、认知磁路的基本定

8、律任务一 认 识 磁 路如图4-6所示，电磁力的方向可用左手定则进行判断，即平伸左手，使拇指与其余四指垂直，并在一个平面内，手心正对磁场的N极，四指指向电流的方向，则拇指的指向就是通电导体的受力方向。二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路通电导体在磁场中受到的电磁力F的大小，与导体在磁场中的有效长度L（垂直磁力线的导体长度）、通电电流I的大小成正比，还与磁场的强弱有关。磁场越强，电磁力越大。电磁力可表示为F=BILsin 二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路2.磁场对通电线圈的作用研究磁场对通电线圈的作用更有实际意义，因为在汽车电器中许

9、多直流电动机，如刮水器的电动机、空调鼓风机和起动机的直流电动机等都是利用这一原理制成的。通电线圈在磁场中的受力分析如图4-7所示，在均匀磁场中放置一个可绕轴OO转动的通电矩形线圈abcd。已知ad=bc=L1，ab=cd=L2。二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路当线圈与磁感线平行时，因ab边和cd边与磁感线平行，故所受电磁力为零，而ad边和bc边与磁感线垂直，故所受电磁力最大，且F1=F2=BIL1。在均匀磁场中放置一个可绕中心轴旋转的线圈，给线圈通电后，当磁感线与线圈边框平行时，所受到的电磁力为零，此边称为无效边；而与磁感线垂直的边受到的

10、电磁力最大，此边称为有效边。二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路根据左手定则可知，两条有效边的受力方向正好相反且不在同一条直线上，因而形成一对力偶，使线圈绕中心轴转动。通电线圈在磁场中的转矩等于力偶中的任意一个力与力偶臂的乘积，即二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路式中，M为线圈中受到的电磁转矩，Nm；B为均匀磁场的磁感应强度，T；I为线圈中的电流，A；S为线圈的面积，m2。如图4-7所示，若线圈转角为，则线圈的转矩为M=BIScos 二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路3.磁场对通电半导体元件的作用如图4-8所示，当电流I通

11、过放在磁场中的半导体基片（霍尔元件）且电流方向和磁场方向垂直时，在垂直于电流和磁通的半导体基片的横向侧面上产生一个电压，这个电压称为霍尔电压UH。UH的大小与通过的电流I和磁感应强度B成正比，可表示为二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路式中，RH为霍尔系数；d为半导体厚度，mm；I为电流，A；B为磁感应强度，T。当通过的电流I为定值时，产生的霍尔电压与磁感应强度B成正比，即霍尔电压随磁感应强度的大小而变化。利用霍尔效应可制成霍尔式传感器，如汽车上的霍尔式位置和转速传感器、霍尔式电子点火器等。二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路（三）电

12、磁感应1.导体中产生的感应电动势右手定则当磁场中的导体做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电动势，若磁场中的导体构成闭合回路，则导体中产生感应电流。感应电动势或感应电流的方向可用右手定则(见图4-9)判断。二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路右手定则：平伸右手，使大拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在一个平面内，让掌心正对磁场N极，大拇指指向导体的运动方向，则四指所指的方向就是感应电动势（感应电流）的方向。导体中感应电动势的大小与磁感应强度B、导体的有效长度L及导体切割磁感线运动的速度v成正比，即e=BvLsin 二、认知磁路的基本定律任务一

13、认 识 磁 路汽车上的发电机就是根据电磁感应原理工作的，右手定则又称为发电机定则。2.楞次定律通电导体周围存在磁场，即电能生磁；反之，磁也能生电。当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就有电流产生，这种现象称为电磁感应现象。二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路如图4-10所示，线圈中感应电动势的方向可用楞次定律判断。线圈中感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通（原磁通）的变化，这就是楞次定律。此定律用于导体不做运动但磁通变化，从而引起闭合电路产生感应电动势（感应电流）的方向判定。二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路用楞次定律判

14、断感应电动势方向的步骤如下：(1)确定原来磁场的方向及变化趋势（增加还是减少）。(2)根据楞次定律确定感应电流产生的磁场方向（当原磁场增加时，感应电流产生磁场的方向与原磁场方向相反，反之相同）。(3)根据感应电流产生磁场的方向，用右手螺旋定则判断感应电动势的方向。二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路3.法拉第电磁感应定律楞次定律只是说明了感应电动势的方向，但没有探讨感应电动势的大小。线圈中感应电动势的大小与穿过线圈的磁通的变化率及线圈的匝数成正比，这就是著名的法拉第电磁感应定律。电动机、变压器、汽车点火系统和起动电动机等的工作原理都是基于电磁感应定律的。二、认知磁路的基本定律任务一 认

15、 识 磁 路导体中产生感应电动势和感应电流的条件是：当导体与磁场做切割磁感线的相对运动或线圈中的磁通发生变化时，导体或线圈中就会产生感应电动势；当导体或线圈构成闭合回路时回路中就会产生感应电流。电感线圈又称为电感，用字母L表示。当电感线圈中有电流i通过时，将在其周围产生磁场。当通过线圈的磁通发生变化时，在线圈中将产生感应电动势。二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路感应电动势e的大小与磁通的变化率成正比，其方向取决于于磁通的变化情况，习惯上规定感应电动势e的参考方向与磁通的参考方向之间符合右手螺旋定则，如图4-11所示。感应电动势e的表达式为若电感线圈的匝数是N，通过每匝线圈的磁通为，二

16、、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路则线圈的匝数N与穿过线圈的磁通的乘积N称为线圈的磁链。通常线圈中的磁通或磁链是由通过线圈的电流i产生的，当线圈中没有铁磁材料时，电感元件中的磁通或磁链与电流i成正比（线性电感），即N=Li或L=N/i式中，L称为电感元件的电感，又称为自感，是一个常数。二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路线圈的电感与线圈的尺寸、匝数及介质的导磁性能等有关。电感元件是一个储能（磁场能量）元件。如图4-11所示，当在电感元件两端加上一个交变电压u时，通过电感元件的电流i也随时间变化，从而引起磁通变化，在电感线圈中产生自感电

17、动势eL。电感元件的u、i、eL的参考方向选定如图4-11所示，其中电压与电流的参考方向一致；二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路电流产生的磁通方向由右手螺旋定则确定；感应电动势的方向与磁通的方向符合右手螺旋定则，则即电感元件的端电压u与电流i对时间的变化率成正比。对于恒定电流（直流），电感元件的自感电动势e和端电压u等于零，故电感元件对于直流电路相当于短路。二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路4.自感和互感将两个线圈N1、N2绕在同一铁心上，如图4-12所示。线圈N1的电流发生变化，会引起磁场变化，在N1中产生感应电动势，称为自感电动势，其大小与电流的变化率和线圈匝数成正比。

18、这种由线圈本身电流变化引起磁场变化而在线圈本身产生感应电动势的现象称为自感现象。线圈N1变化的磁场也穿过线圈N2，二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路会使线圈N2中产生感应电动势，这种由一个线圈的电流发生变化而在另一个线圈中产生感应电动势的现象称为互感现象。N2中的电动势称为互感电动势。互感电动势的大小与穿过线圈N2的磁通变化率成正比，与线圈N2的匝数成正比。互感和自感电动势的方向由楞次定律判定。变压器及汽车上的点火线圈利用自感和互感原理工作。二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路互感现象在生产实际中应用非常广泛，变压器和交流电动机等都是利用互感原理制成的。在图4-13中，一次绕

19、组匝数少，仅300匝左右，而二次绕组匝数多，通常在20 000匝以上，是一次绕组的60多倍。这样做的目的是当一次绕组电流变化时能在二次绕组中产生很高的互感电压。二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路汽车发动机点火的过程如下：在触点断开瞬间，一次绕组的电流发生变化，在二次绕组中产生高达10 kV以上的互感电压。高电压加在火花塞电极两端，引起火花塞极间跳火，从而点燃气缸中的可燃混合气，发动机工作。二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路互感现象也会带来危害。例如，在电子设备中，若线圈之间的位置安排不当，则线圈之间会因为互感耦合而产生不必要的干扰

20、，影响各自的工作，所以常把线圈的距离加大或垂直安放，以避免相互影响。二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路对电磁干扰比较敏感的电子设备，常常制作屏蔽罩，以屏蔽外磁场的影响。屏蔽原理如下：由铁磁材料制作的屏蔽罩其磁阻很小，因而外磁场的绝大部分磁通沿罩壁通过，进入罩内的磁通极少，起到了屏蔽作用。二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路（四）磁路的形成及欧姆定律1.磁路的形成在变压器、电动机和电磁铁中常用铁磁材料作为铁心。这是因为铁磁材料具有很高的磁导率，铁心线圈中只要通过很小的电流，便能得到较强的磁场或较大的磁通。由于存在高磁导率铁心，电流产生的磁通或磁感线基本都被约束在铁心的闭合路径中

21、，因而周围弱磁性物质中的磁场很弱。二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路磁感线通过的闭合路径称为磁路。图4-14所示为常见设备的几种磁路。磁路经过铁心（磁路的主要部分）、空气隙（有时磁路没有空气隙）而闭合。由于铁心的导磁性能比空气要好得多，因而绝大部分磁通将在铁心内通过，这部分磁通称为主磁通，而通过铁心外的磁通称为漏磁通。一般漏磁通远小于主磁通，故常忽略不计。二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路2.磁路的欧姆定律如图4-15所示，磁路中的磁通量与磁通势NI（线圈的匝数和电流的乘积）成正比，与磁阻Rm成反比，这一关系与电路中的欧姆定律在形

22、式上相近，通常称为磁路的欧姆定律。因为H=B/所以二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路磁阻Rm的大小与磁路的材料和几何尺寸有关，其计算公式为Rm=LS式中，L为磁路的平均长度，m；S为磁路的横截面面积，m2；为该种磁路材料的磁导率，H/m；F为磁动势，A。根据安培环路定律得二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路上式左侧为磁场强度矢量沿闭合回线的线积分，右侧是穿过由闭合回线所围面积的电流的代数和。在单一电流励磁的闭合单磁路中，=NI/Rm是磁路欧姆定律的另一种表达形式，可方便地用于磁路的定性分析。和电路相比，磁路具有某些相似之处。例如，在

23、电路中，电动势是形成电流的原因，而在磁路中磁通势是产生磁通的原因；二、认知磁路的基本定律任务一 认 识 磁 路通电线圈产生的磁通与线圈匝数N和通过电流I的乘积成正比，电路中有电阻，而在磁路中亦有磁阻；磁通经过磁路时受到磁阻的阻碍作用，磁阻Rm的大小与磁路的长度L成正比，与磁路的横截面面积S成反比，并与组成磁路材料的磁导率有关。在磁路长度和横截面面积相同的情况下，铁磁性材料的磁阻比空气的磁阻要小得多。一、变压器的基本结构、工作原理及作用任务二 变压器的基本工作原理1.变压器的基本结构如图4-16所示，变压器主要由铁心和绕组两大部分构成。普通的双绕组变压器有铁心式和铁壳式两种结构形式。铁心式变压器

24、的特点是绕组包围铁心。铁壳式变压器的特点是部分绕组被铁心包围，可以不要专门的变压器外壳，适用于容量较小的变压器。一、变压器的基本结构、工作原理及作用任务二 变压器的基本工作原理1.变压器的基本结构一、变压器的基本结构、工作原理及作用任务二 变压器的基本工作原理1.变压器的基本结构变压器的绕组有一次绕组和二次绕组，一次绕组与电源相连，二次绕组与负载相连。一、变压器的基本结构、工作原理及作用任务二 变压器的基本工作原理2.变压器的工作原理变压器铁心上的一次绕组和二次绕组之间有磁耦合关系，变压器是依靠磁耦合把能量从一次绕组传输到二次绕组的，如图4-17所示。一、变压器的基本结构、工作原理及作用任务二

25、 变压器的基本工作原理2.变压器的工作原理一、变压器的基本结构、工作原理及作用任务二 变压器的基本工作原理2.变压器的工作原理当匝数为N1的一次绕组接上交流电压u1时，一次绕组中将产生交流电流i1，磁通势i1/N1产生的交变磁通大部分通过铁心而闭合。因此，根据电磁感应定律将同时在一次、二次绕组中产生感应电动势e1和e2。一、变压器的基本结构、工作原理及作用任务二 变压器的基本工作原理2.变压器的工作原理对于负载，二次绕组中的感应电动势就相当于电源的电动势，该电动势加在负载回路上产生二次电流i2，磁通势i2N2产生的磁通也大部分通过铁心闭合。这样，铁心中的主磁通是一个由一次、二次绕组的磁通势共同

26、产生的合磁通，此时e1和e2也是由合磁通产生的。一、变压器的基本结构、工作原理及作用任务二 变压器的基本工作原理2.变压器的工作原理另外，磁通势i1N1和i2N2还要产生漏磁通01和02，它们在各自的绕组中分别产生漏磁电动势e01和e02。一、变压器的基本结构、工作原理及作用任务二 变压器的基本工作原理3.变压器的作用变压器的作用主要有电压变换、电流变换和阻抗变换。(1)变压器的电压变换作用。变压器一次绕组施加额定电压，二次绕组开路（不接负载）的情况，称为空载运行。一、变压器的基本结构、工作原理及作用任务二 变压器的基本工作原理3.变压器的作用设变压器一次绕组通过的为正弦变化的交流电，则产生的

27、磁通也为正弦变化，根据电磁感应定律 ，经推导得出两个绕组的电压分别为一、变压器的基本结构、工作原理及作用任务二 变压器的基本工作原理3.变压器的作用式中，f为电源的频率，Hz；M为铁心中主磁通的最大值；U1为电源电压；U20为空载时二次侧的电压。由上式可得一次、二次绕组的电压之比为一、变压器的基本结构、工作原理及作用任务二 变压器的基本工作原理3.变压器的作用即变压器一次、二次绕组的电压与其绕组的匝数成正比。上式中的K称为变压器的电压比。若K0。一、汽车继电器电路分析技能训练三检测磁感应式传感器一、汽车继电器电路分析技能训练三检测磁感应式传感器（2)如图4-35（b）所示，当信号转子凸齿与铁心

28、中心线正好对正时，凸齿与铁心之间的空气隙最小，主磁路的总磁阻Rm最小，通过传感线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率d/dt=0。（3)如图4-35（c）所示，信号转子凸齿逐渐离开铁心，凸齿与铁心之间的空气隙逐渐增大，主磁路的总磁阻Rm逐渐增大，通过传感线圈的磁通量逐渐减小，磁通变化率d/dt 0。一、汽车继电器电路分析技能训练三检测磁感应式传感器根据电磁感应定律，即磁通交变会在传感线圈中产生一个感应电动势，其方向是阻碍磁通量变化的方向，传感线圈中磁通和感应电动势的波形如图4-36所示。通过分析可知，对于6缸发动机，转子每转过一圈就会产生6次周期交变的电动势信号，其幅值与转速成正比。一、汽车继电器

29、电路分析技能训练三检测磁感应式传感器一、交流发电机的结构任务三 拆装交流发电机交流发电机的种类有很多种，图4-39所示为不同种类交流发电机的结构外形。不管哪种交流发电机，其结构基本是由三相同步交流发电机和硅二极管整流器两部分组成的，图4-40所示为交流发电机的外观及其组件。一、交流发电机的结构任务三 拆装交流发电机一、交流发电机的结构任务三 拆装交流发电机一、交流发电机的结构任务三 拆装交流发电机1.定子总成图4-41所示为JF132型发电机定子的工作原理。定子总成的作用是产生交流电，它安装在转子的外面，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

30、产生交变的感应电动势。一、交流发电机的结构任务三 拆装交流发电机一、交流发电机的结构任务三 拆装交流发电机定子由定子铁心和定子绕组组成。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，对称地嵌在定子铁心的槽中。三相绕组的连接有星形接法和三角形接法两种，都能产生三相交流电。图4-42所示为交流发电机定子总成及联结方法。一、交流发电机的结构任务三 拆装交流发电机一、交流发电机的结构任务三 拆装交流发电机2.转子总成图4-43所示为交流发电机转子总成及分解图。转子的作用是产生旋转的磁场，它由爪极、磁轭、励磁绕组、滑环和转子轴等组成。转子轴上压装着两块爪极，两块爪极各有6个鸟嘴形磁极，爪

31、极空腔内装有励磁绕组和磁轭。一、交流发电机的结构任务三 拆装交流发电机一、交流发电机的结构任务三 拆装交流发电机滑环由两个彼此绝缘的铜环组成，压装在转子轴上并与轴绝缘，两个滑环分别与励磁绕组的两端相连。当给两滑环通入直流电时，励磁绕组中就有电流通过，并产生轴向磁通，使一块爪极被磁化成N极，一、交流发电机的结构任务三 拆装交流发电机另一块爪极被磁化成S极，从而形成6对或8对相互交错的磁极，当转子转动时，就形成了旋转的磁场。交流发电机的磁路为磁轭N极转子与定子之间的气隙定子定子与转子之间的气隙S极磁轭。二、交流发电机的工作原理任务三 拆装交流发电机1.发电原理如图4-50所示，发电机定子的三相绕组

32、按一定规律分布在发电机的定子槽中，内部有一个转子，转子上安装着爪极和励磁绕组。当外电路通过电刷使励磁绕组得电时，便产生磁场，使爪极被磁化为N极和S极。二、交流发电机的工作原理任务三 拆装交流发电机二、交流发电机的工作原理任务三 拆装交流发电机当转子旋转时，磁通交替地在定子绕组中变化，根据电磁感应定律可知，定子的三相绕组中会产生交变的感应电动势，这就是交流发电机的工作原理。在交流发电机中，由于转子磁极呈鸟嘴形，其磁场的分布近似正弦规律，因而交流电动势的波形也近似正弦规律，同时，发电机定子的三相绕组彼此相隔120，所以产生的三相电动势也是对称的。二、交流发电机的工作原理任务三 拆装交流发电机产生的

33、感应电动势与以下三个因素有关：(1)磁场强度。(2)导体切割磁场的速度。(3)通过磁场的导体数量。二、交流发电机的工作原理任务三 拆装交流发电机2.整流原理在交流发电机定子的三相绕组中，感应产生的是三相交流电，要通过6只二极管组成的三相桥式整流电路来将其整流为直流电。二极管具有单向导电性。当给二极管加上正向电压时，二极管导通；当给二极管加上反向电压时，二极管截止。在三相桥式整流电路中，二、交流发电机的工作原理任务三 拆装交流发电机二极管的导通原则（其电路见图4-51）如下：(1)当3只负二极管正极端连接在一起时，负极端电位最低者导通。(2)当3只正二极管负极端连接在一起时，正极端电位最高者导通

34、。(3)同时导通的二极管有且只有两个，正二极管一个，负二极管一个。二、交流发电机的工作原理任务三 拆装交流发电机二、交流发电机的工作原理任务三 拆装交流发电机根据此原则，三相桥式整流电路中的6个二极管依次循环导通，最终使得负载两端得到一个比较平稳的脉动直流电压。三相桥式整流电路波形图如图4-52所示。二、交流发电机的工作原理任务三 拆装交流发电机二、交流发电机的工作原理任务三 拆装交流发电机3.中性点电压有的发电机具有中性点接线柱，采用三相桥式整流电路，如图4-53所示。中性点接线柱是从三相绕组的中性点引出来的，标为N，输出电压为UN，称为中性点电压，其平均值为发电机输出电压平均值的一半。二、

35、交流发电机的工作原理任务三 拆装交流发电机二、交流发电机的工作原理任务三 拆装交流发电机在交流发电机上，中性点电压经常用于控制各种用途的继电器，有的交流发电机在中性点处接上两只整流二极管，和三相整流电路的6只整流二极管一起输出，以提高发电机的功率，如图4-54所示。二、交流发电机的工作原理任务三 拆装交流发电机二、交流发电机的工作原理任务三 拆装交流发电机4.励磁方式除了永磁式交流发电机不需要励磁外，其他形式的交流发电机都需要励磁，因为它们的磁场都是电磁场，必须给励磁绕组通电才会有磁场产生。将电源引入磁场绕组使之产生磁场的过程称为励磁，交流发电机的励磁方式有他励和自励两种。二、交流发电机的工作

36、原理任务三 拆装交流发电机(1)他励。在发电机转速较低时，自身不能发电，需要蓄电池向发电机励磁线圈供电，使励磁线圈产生磁场来发电，这种供给励磁电流的方式称为他励。(2)自励。随着转速的提高，发电机能够对外供电，同时给励磁线圈供电，这种供给励磁电流的方式称为自励。交流发电机的励磁过程是先他励后自励。三、汽车交流发电机的型号任务三 拆装交流发电机汽车发电机种类繁多，结构各异。不同型号的发电机，其结构、发电电压、功率、设计序号和调整臂位置也不相同。例如，JF173表明了该产品为交流发电机，标称电压为12 V，额定功率为750 W，设计序号为3，调整臂在中间位置；三、汽车交流发电机的型号任务三 拆装交

37、流发电机JF2511Y表明了该产品为交流发电机，标称电压为24 V，额定功率为500 W，设计序号为11，调整臂在右侧。根据相关规定，汽车发电机的型号由以下几个部分组成：1.产品代号2.分类代号三、汽车交流发电机的型号任务三 拆装交流发电机3.分组代号4.设计序号5.变型代号一、拆装工具技能训练一拆装交流发电机以丰田系列5A-FE/8A-FE型为例，对汽车发电机进行拆解与清洗。交流发电机零件分解图如图4-55所示。（1)拆装平台一个，大小一字、十字螺钉旋具各一把，开口、梅花扳手各一套。（2)拉器、V形铁一对。（3)油盆、毛刷，适量清洗剂、润滑脂、00号纱布及棉纱。一、拆装工具技能训练一拆装交流

38、发电机二、拆装注意事项（1)拆卸轴承端盖时，不要硬敲乱撬，而应使用拉器。（2)拆卸时，所有螺钉与部件按顺序摆放，不可丢失零件。一、拆装工具技能训练一拆装交流发电机三、拆卸操作步骤（1)拆下带轮。（2)拧下B端子上的固定螺母并取下绝缘套管。（3)拆下后端盖罩。（4)拧下电刷架和IC调节器的固定螺钉，取下电刷架和IC调节器。注意：电刷要轻取。一、拆装工具技能训练一拆装交流发电机（5)将与整流器相连接的三相绕组引线及中性点引线的连接螺钉用十字螺钉旋具拧下，取下整流器。（6)拆卸整流器端座。（7)从驱动端盖里取出转子。用棉纱蘸适量清洗剂擦洗转子绕组、定子绕组、电刷及其他机件。一、拆装工具技能训练一拆装

39、交流发电机四、安装步骤按拆解的反顺序装复。装复后，转动发电机带轮，转子转动应平顺，无摩擦及碰击声。一、交流发电机就车检查技能训练二交流发电机检测从上面的学习中，已经详细地了解了三相交流电的产生与汽车交流发电机的构造及基本工作原理。针对交流发电机的故障，只要熟悉其结构，理解其工作原理，就不难对其进行检测与检修。在检测交流发电机之前，首先要了解发电机的型号。因为不同的发电机，其检测参考数据也有所差别。下面以整体式汽车交流发电机为例进行介绍：一、交流发电机就车检查技能训练二交流发电机检测1.充电指示灯检查打开点火开关，不起动发动机，查看仪表充电指示灯是否点亮，如图4-56所示。若充电指示灯不亮，则检

40、查相应电路或充电指示灯的熔丝是否熔断，指示灯灯泡是否损坏，若有，应更换。若充电指示灯亮，则起动发动机，当发动机正常运转时，充电指示灯应熄灭，否则应检查发电机。一、交流发电机就车检查技能训练二交流发电机检测一、交流发电机就车检查技能训练二交流发电机检测2.发电机检查在发动机运转状态下用一个金属物体（梅花启）检查发电机的转子轴有无磁性。若有磁性，则会明显感觉到金属物体受到吸引，说明发电机励磁电路良好，如图4-57所示；若没有磁性，则应进一步检查发电机励磁电路有无输入电压。一、交流发电机就车检查技能训练二交流发电机检测若无电压，则检查蓄电池到发电机励磁电路之间的连接是否松脱；若有电压，则说明从电刷、

41、集电环到励磁绕组之间的电路有故障。检查发电机输出电压（在发动机转速为2 500 r/min时为12 V或24 V），发电机输出电压应大于12 V，小于14.8 V或大于24 V，小于27 V；否则，应检查整流器及定子绕组有无损坏。二、发电机的整体检测技能训练二交流发电机检测在经过上两步的检查后，就要将交流发电机从汽车上拆下来。首先对交流发电机进行不解体检测，对故障部位进行初步判断。对于电压调节器在外的交流发电机，通过整体检测，可以对励磁线路（电刷、集电环和励磁绕组等）及整流器进行初步判断。对交流发电机的不解体检测的方法通常有万用表检测、实验法检测和示波器检测等。二、发电机的整体检测技能训练二交

42、流发电机检测用万用表检测简单、直接、经济、安全。下面以万用表检测为例进行介绍：检测前需要知道，汽车交流发电机的引线端分别为B、F、E，其中，E为搭铁端子，B为整流后电压输出端，F为励磁电压端，如图4-58所示。二、发电机的整体检测技能训练二交流发电机检测二、发电机的整体检测技能训练二交流发电机检测根据电路及发电机结构分析，F与E端内为励磁绕组，中间经过了电刷与集电环。电路正常时，只有励磁绕组的直流电阻，其值相当小。B端子是发电机三相电动势经整流二极管整流后的输出端，当任意一个二极管出现开路故障时，用万用表的二极管挡进行检测，与正常时的数据无差别。因此，不解体检测时，对B与E端子的检测结果是不确

43、定的。三、交流发电机的解体检测与维修技能训练二交流发电机检测硅整流发电机每运转750 h(相当于30 000 km)，应拆开检修一次。图4-59所示为硅整流发电机的解体图。硅整流发电机的解体检测主要检查电刷和轴承的状况。新电刷的高度是14 mm，磨损至78 mm时应更换。轴承如有明显松动，应更换。若硅整流发电机不发电，则其主要原因多是硅二极管损坏，励磁绕组或定子绕组有断路、短路和搭铁（绝缘不良）等。三、交流发电机的解体检测与维修技能训练二交流发电机检测三、交流发电机的解体检测与维修技能训练二交流发电机检测1.励磁绕组的检测与维修励磁绕组的两个引线端分别接到集电环的两个相互绝缘的铜环上，测量两个

44、铜环之间的电阻值，即可测量出励磁绕组的通断情况。选择数字式万用表的200 挡，检查磁场绕组的阻值及绕组与转子铁心的绝缘性，如图4-60所示。三、交流发电机的解体检测与维修技能训练二交流发电机检测三、交流发电机的解体检测与维修技能训练二交流发电机检测2.定子绕组的检测与维修定子绕组的故障一般有断路、短路和搭铁等。有断路故障时，用万用表的电阻挡可以判断，但如果定子绕组短路，由于本身电阻很小，很难用万用表的电阻挡测量出，所以要借助其他方法进行判断，如用示波器测量电压波形可判断绕组的短路情况，如图4-61所示。三、交流发电机的解体检测与维修技能训练二交流发电机检测三、交流发电机的解体检测与维修技能训练

45、二交流发电机检测一般情况下，由于定子绕组的铜线较粗，很少出现中间断路的情况，而短路的情况也少见，因而发电机故障少，易维修。三、交流发电机的解体检测与维修技能训练二交流发电机检测3.集电环的检测与维修用游标卡尺测量集电环直径，如图4-62所示。当直径小于标准直径时，可更换转子。当集电环表面有轻微烧蚀时，可用砂布打磨，使其表面光滑。打磨后用万用表检测两铜环间的绝缘性，必须保证两者间是绝缘的。若烧蚀严重，则更换转子总成。三、交流发电机的解体检测与维修技能训练二交流发电机检测三、交流发电机的解体检测与维修技能训练二交流发电机检测4.电刷及电刷弹簧的检测与维修新的电刷高度为14 mm，在发电机工作过程中

46、，电刷在电刷弹簧的压紧下与集电环接触并高速旋转，时间长了会有磨蚀。如果其高度为7 8 mm，那么需要更换电刷。电刷弹簧弹性不足，将会导致接触不良，所以当弹簧不紧时要及时调整或更换。用游标卡尺测量发电机的电刷高度如图4-63所示。三、交流发电机的解体检测与维修技能训练二交流发电机检测一、直流串励式电动机的构造任务四 拆装直流电动机直流串励式电动机主要由电枢、磁极、机壳、端盖、电刷与刷架等部件组成，如图4-64所示。1.电枢电枢（转子总成）的作用是产生电磁转矩，由铁心、绕组、换向器与电枢轴组成，如图4-65所示。一、直流串励式电动机的构造任务四 拆装直流电动机一、直流串励式电动机的构造任务四 拆装

47、直流电动机一、直流串励式电动机的构造任务四 拆装直流电动机2.磁极磁极（定子总成）由磁极铁心和励磁绕组组成，作用是建立磁场。为了增大起动转矩，磁极一般有4个，如图4-66所示。功率大于7.35 kW的电动机有用6个磁极的。一、直流串励式电动机的构造任务四 拆装直流电动机一、直流串励式电动机的构造任务四 拆装直流电动机3.机壳电动机的外壳构成电动机的导磁回路。在机壳的一端留有检视孔，以便对电刷和换向器进行检修。通常，检视孔装有防尘箍，以防灰尘和其他污物进入内部。机壳上有一个绝缘接线柱，是电动机的电流引入线，另外，起动机的电磁开关也安装在机壳上。一、直流串励式电动机的构造任务四 拆装直流电动机4.

48、端盖端盖有前端盖和后端盖。前端盖由铸铁浇注而成，因起动机的传动机构装在内部，故又称为驱动端盖。在前端盖上设有拨叉座及驱动齿轮的行程调整螺钉，并有小轴销支承拨叉，为了适应较长的电枢轴，还装有中间轴承板，以免电枢轴弯曲变形。后端盖一般由钢板压制而成。一、直流串励式电动机的构造任务四 拆装直流电动机前、后端盖及中间轴承板的中心装有青铜石墨轴承或铁基含油轴承，以适应起动机的冲击性载荷，也可避免经常加注润滑油。从后端盖的两个螺孔内穿入两个长的组装螺钉，拧入前端盖的螺母孔内就将电动机组装成一个整体。一、直流串励式电动机的构造任务四 拆装直流电动机5.电刷与刷架电刷与换向器配合将电流引入电动机的励磁绕组和电

49、枢绕组。电刷由铜粉（80%90%)与石墨粉压制而成，以减少电阻，并增加耐磨性，其顶部有软铜引线。一、直流串励式电动机的构造任务四 拆装直流电动机刷架多制成框式，固定在后端盖内，正极刷架与端盖绝缘，负极刷架本身搭铁。刷架上装有弹力较强的盘形弹簧，工作中压在电刷后部，以保证电刷与换向器接触良好。二、直流电动机的工作原理任务四 拆装直流电动机根据电磁学原理，通电导体在磁场中将受到电磁力的作用而运动，其运动的方向随通过电流的方向和所处磁场中磁极的位置不同而不同，具体方向按左手定则判定。将置于永久磁场中并具有转轴的单匝线圈的两个端头接在与转轴同转的两个彼此绝缘或分开的半圆形换向片上，半圆形换向片再与固定

50、的上、下两块铜片（相当于电刷）滑动接触，将铜片引出两个接线柱，二、直流电动机的工作原理任务四 拆装直流电动机就构成了一个最简单的电动机模型，如图4-67所示。将直流电源的正、负接线柱用导线经开关分别接在两铜片接线柱上，当闭合开关时，电流由正电刷A流入，由负电刷B流出，绕组中的电流方向是由a至d，如图4-67（a）所示。载流导体在磁场中受到电磁力的作用，产生了电磁转矩，力的方向按左手定则判定。因此，转矩方向为逆时针方向，电枢也将按逆时针方向旋转。二、直流电动机的工作原理任务四 拆装直流电动机二、直流电动机的工作原理任务四 拆装直流电动机当电枢转过半周时，与正电刷A接触的换向片与线端d连接，而负电