1、目錄摘要IABSTRACTII第1章緒論11.1 汽車發電機簡介1基本構造1發電機的功用3發電機的分類3第2章汽車發電機工作原理及基本故障82.1汽車發電機工作原理8相復勵勵磁原理8三次諧波原理8可控硅直接勵磁原理82.1.4 無刷勵磁原理82.2 發電機基本故障82.2.1 定子繞組的相間短路8定子繞組匝間短路9定子單相接地9失磁9轉子一點、兩點接地故障9第3章汽車發電機維修及保養103.1 發電機維修10發電機故障原因10發電機維修注意事項113.2 發電機保養12結論13致謝14參考文獻14摘要汽車發電機是汽車裝配的必需品，是汽車電系的主要電源，更是汽車不可分割的重要組成部分，它在正常工

2、作時，對除起動機以外的所有的用電設備供電，并向蓄電池充電，以補充蓄電池在使用中所消耗的電能。汽車發電機又集高技術、高難度于一身，是保證汽車迅速可靠起動和正常運行的至關重要的產品，可以滿足現代汽車在多種情況下對發動機的高標準要求，并減少電瓶的充、放電頻率，延長電瓶的使用壽命，在電瓶完全無電或脫離電瓶的特殊情況下，汽車仍可啟動行駛，而且功率大。受到廣大城市用戶的廣泛認可與應用，是體現汽車的重要標志之一。關鍵詞: 發電機；故障；保養；維修AbstractAutomotive generator is a necessity for car assembly is the main vehicle e

3、lectrical power line.It is an integral and important automobile parts.Which in the normal working hours.In addition to starter on the outside of all the electrical equipment supply.And rechargeablebatteriestosupplement the battery in use and the amount of energy. Automotive generator sets and high-t

4、ech.High degree of difficulty in one.Is to ensure fast and reliable car start-up and normal operation of the essential products to meet a wide range of Hyundai Motor in the case of a high standard of engine requirements.And reduce the batterys charge discharge frequency.Extended battery life in batt

5、ery no battery power or from the special circumstances.The car can start moving.And great power. By the majority of city users and application of widely accepted is the embodiment of one of the important symbols of motor vehicles.Key words: Generators；Fault；Maintenance；Maintenance第1章 緒論（整個格式參照標準的自己好

6、好改改。另外沒有文獻的標注）隨著汽車技術的進步，汽車的用電量越來越高。20年前，中級轎車的發電機輸出功率一般只有500瓦左右，現在一般中級轎車發電機都在1000瓦左右。發電機功率的增加是隨著車上用電設備增加而增加的。現在汽車上的發電機都是風冷式發電機，由皮帶輪后的風扇吹風進入機殼進行冷卻。在現有風冷式發電機構造的限制下，功率的增加必然會導致發電機體積的加大。發電機首次在本田Insight和豐田Prius等混合動力車上使用的整體式啟動機一發電機是一種節油無污染裝置，在這個裝置里啟動機和發電機合為一體。當汽車停車燈亮時，發動機關閉，施加的制動力使裝置轉入發電機工作狀態，電流輸入蓄電池；當駕駛員踏下

7、加速踏板時，該裝置在幾秒鐘之內重新啟動發動機。據有關方面預測，美國的所有汽油電力混合動力汽車最終都要裝上這種整體式啟動機一發電機裝置。據估計，通用計劃將于2004年在其全尺寸的皮卡上裝備這種啟動機一發電機整體裝置可使其燃油經濟性提高15。從50年代中期起，電子技術在汽車上的應用量越來越多。這些新技術包括整體式啟動機一發電機裝置，在線技術和現在仍舊使用的12V系統等。然而，這種12V系統到2004年就將完成其歷史使命，42V的蓄電池和交流發電機將代替它為汽車提供動能。因為蓄電池的電壓較高，所以在這種新的系統里發電機的功率要求較高，線路及連接器應該經久耐用。1.1 汽車發電機簡介1.1.1基本構造

8、發電機通常由定子、轉子、端蓋及軸承等部件構成。定子由定子鐵芯、線包繞組、機座以及固定這些部分的其他結構件組成。轉子由轉子鐵芯(或磁極、磁扼)繞組、護環、中心環、滑環、風扇及轉軸等部件組成。由軸承及端蓋將發電機的定子，轉子連接組裝起來，使轉子能在定子中旋轉，做切割磁力線的運動，從而產生感應電勢，通過接線端子引出，接在回路中，便產生了電流。（換圖，第一章的圖標怎么能圖2-5？）1.1.2發電機的功用發電機是汽車的主要電源，其功用是在發動機正常運轉時（怠速以上），向所有用電設備（起動機除外）供電，同時向蓄電池充電。1.1.3發電機的分類汽車發電機實際上是三相同步交流發電機，廣泛與柴油機和汽油機配套，

9、使汽車在行駛中不僅能保證汽車電器用電，同時能不斷給蓄電池充電，保證汽車隨時都能順利起動和行駛。1.第一代單一外風扇的車用發電機目前運用最廣的第一代硅整流汽車用交流發電機， 它主要由定子、轉子及三相全波硅整流橋組成，發電機在原動機帶動后，由轉子磁場對定子繞組作用，在定子繞組中形成三相交流電，經三相整流橋整流后對外提供所需的電壓和電流。發電機前端蓋與皮帶輪之間有一個風扇，叫體外風扇，前端蓋有2個安裝孔， 上方孔通常為M8螺紋孔，以便在配套的油機上能調整傳動皮帶的松緊程度，下方為一個直徑為10.2mm孔，與后端蓋一起把發電機定、轉子等構件組成一體，由于后端蓋安裝孔帶有調節套，可與各種不同的規格油機配

10、套，前后端蓋不僅起保護蓋的作用，同時也是安裝固定的機座，是極為重要的構件，需要足夠的機械強度、剛度、精密的尺寸公差和形位公差。發電機風扇一般有兩種結構，為鑄鋁的徑向風扇，結構簡單，能適用于各種旋轉方向，缺點是通風效果差，所示為后傾式風扇，通常用1mm或1.2mm厚鋼板沖制而成，通風效果較好，缺點是只能以單一種方向旋轉。定子由鐵心沖片和三相對稱的繞組構成，沖片通常用0.35mm或0.5mm硅鋼板按電磁設計要求沖制，沖片內周均勻分布著36槽或24槽，根據電磁設計要求 ，可做成各種規格的定子，從而決定了發電機的容量。如下圖：轉子由磁場繞組、爪極及轉軸組成，當發電機為有刷時，軸端有導電環，爪極分前爪極

11、和后爪極，通常前后爪極均布6個爪組成6對N、S極，也有均布 4個爪組成4對N、S極，用鋼10材料制成，這種爪極可使定子繞組獲得接近正弦波電壓波形，其制作工藝復雜，成本較高。三相全波整流橋式發電機的重要構件，第一代汽車發電機采用單個硅元件依極性不同分別安裝在兩個帶散熱片的元件支架上，而后組裝，這種結構的優點是硅元件損壞后可以單個更換以降低維修成本，但有不少缺點：（1）支架結構復雜，制作難度大、成本高。（2）元件與支架安裝孔的配合松緊程度難于控制，配合過緊裝配困難，易損壞硅元件， 配合過松接觸電阻大，影響輸出功率。造成這種狀況主要是，一方面支架孔加工因鋁質易變形而超差，另一方面硅元件的外形尺公差不

12、統一，往往后者是主要的。發電機體內結構緊湊，制作方便，缺點是，體外風扇通風冷卻效果差，限制了單機容量，運行也不夠安全；電刷和三相整流橋在電機內部，電刷炭粉易污染定子繞組及整流橋和磁場繞組，影響使用壽命，同時維修也不方便；前后端蓋沒有把定子鐵心包住，大部分鐵心露在空氣中，既不利于防塵防水，電磁噪聲也較大；前后端蓋風道結構不合理，不利于通風冷卻，限制了單機容量的發揮；電機冷卻風路設計不合理，通風冷卻效果差。2.第二代車用無刷發電機目前市場上廣泛地與4缸機及6缸機配套使用的無刷汽車用硅整流交流電機JFW型結構示意圖，它是在原有刷的基礎上把勵磁磁場繞組通過磁極線圈固定在后端蓋上，此時轉子實際上有爪極、

13、轉子磁輪組成， 因此這種無刷結構有兩個輔助氣隙，增加了磁壓降，在進行電機電磁設計時，應給了充分地考慮。汽車用硅整流無刷交流發電機的最大特點是變第一代有刷為無刷，從而減少了由于電刷、導電環帶來的諸多缺陷，同時增加了勵磁損耗，影響了發電機的輸出功率，其它方面改進不大。為了提高發電機單機容量，確保運行的安全可靠性，把風扇由機外移入機內，電機導電環、電刷、整流橋也移到機外，安裝在后端蓋外腔，這種單一內風扇結構發電機為第二代汽車用交流發電機。3.第三代車用發電機雙風扇發電機隨著汽車工業迅速發展，特別是高級超豪華轎車的發展，汽車電器用電量迅速增加，要求發電機不僅要功率大體積小，同時對噪聲(包括電磁噪聲)及

14、安全可靠性提出了更高要求，此時就出現了雙內風扇(DIF)型結構的發電機，人們稱它為第三代汽車用交流發電機。其結構和第一代第二代發電機相比有顯著的差別，整體結構緊湊，整性好，除皮帶輪外，整個發電機沒有外露部分，定子鐵心完全被前后端蓋所覆蓋，前端蓋相當于單支點電動機機座，通過端蓋止口與后端蓋配合，把發電機定子、轉子固定在一起成為一個整體，后端蓋不僅起防護、支承作用，外腔還裝有電刷及三相整流橋，以端罩保護。前端蓋有鑄鋁件，其結構不僅充分地考慮了機械強度、剛度，同時也較好地設計了通風通道，前端蓋除了與定子外圓配合段外，開有26條通風風道，筋條采用流線性截面，以減少風阻， 降低風壓損耗，端部也開有類似風

15、道，端蓋與定子采用無間隙配合，兩安裝支承孔分布在同一直徑上但不在同一切面內，在軸向錯開一段距離，這樣使電機受力合理，更平穩，在端蓋外側和端部布有條形風道，端蓋和風道設計采用大圓弧過渡，流線型設計，減少了風阻，降低了風壓損耗，提高了冷卻效果，降低了溫升，提高了電機容量。轉子爪極形狀為等腰梯形截面，用含硅量較高的鋼村08F制成，這樣的爪形和材料有利于充分利用勵磁場能量，提高勵磁效果，同時也簡化了模具，方便加工，勵磁磁場繞組采用無骨架繞制。為了提高通風冷卻效果，后端蓋設計型式也采用了條形風道，流線性設計，用止口與前端蓋配合，結構設計思想和前端蓋基本相同，具體結構分兩半部，前半部通過止口與前端蓋配合把

16、發電機組成一個整體，內腔有后風扇，側面有條形通風道，使冷卻風能從這些風道把電機的熱量帶出機外，端蓋中間以6條幅射狀筋條適當位置有安裝三相硅整流橋和調節器的螺孔，同時還有固定電機引出線支架，電機后端罩通過螺孔固定在后端蓋上。后端蓋保護裝在后端蓋外腔的整流橋和調節器，端部開有許多風道，讓冷卻空氣進入電機內部 ，冷卻相關部位，后端罩可以用鋁合金板材拉伸成形，也可以用注塑件。第三代發電機前后風扇采用了不同結構型式的后傾式風扇，前風扇由于風路短，風阻小，采用小風葉大葉形等參數設計后傾風扇。后風扇要冷卻整流橋、調節器，還要冷卻電機定子繞組，風路長風壓損耗大，因此采用了變參數多風葉后傾式風扇。10片風扇葉片

17、最小寬度為11.2mm，最大的寬度為16mm，依特定的方法排列，傾角等參數也相應改變，這樣的風扇不同結構設計，不僅提高了通風冷卻效果，而且降低了噪聲，這對高檔橋車尤為重要。第三代雙內風扇汽車用硅整流交流電機通風冷卻風路由兩部分組成：第一部分為前端，為了讓冷卻風量能通暢地進入機內，采用了小直徑皮帶輪，由于風路短，風阻小風壓損耗不多，采用大葉片大風量等參數后傾式風扇，冷卻空氣從端部進入，冷卻電機定子繞組端部后，從側面排出。第二部分為后端，冷卻風量從后端罩進入后，首先冷卻三相整流橋、電壓調節器，然后進入電機內部，冷卻定子繞組端部，風路長風阻大風壓損耗大，變參數多風葉后 傾式風扇能產生足夠的風壓風速和

18、風量，達到滿意的冷卻效果，后端罩端部進風，避免了熱風循環，提高了冷卻效果。DIF型汽車用發電機機導電環和電刷采用特殊材料制成，導電環、電刷和刷架二者一體，采用了特殊的膠套半封閉保護，防止了導電環的污染和腐蝕，提高了可靠性，導電環直徑小減少了電刷壓降，提高勵磁效果。我們對幾種不同結構的汽車用硅整流交流發電機單位電流用銅量、用硅鋼片量進行比較，雙內風扇發電機用銅量、硅鋼片量均少于其它機型，各項電氣指標均優于其它結構，經濟指標優于其它機型。4.永磁體轉子車用發電機稀土永磁工業的不斷發展為汽車用發電機采用永磁結構提供了廣泛的天地，具體結構有以下兩大類：(1)全永磁結構：轉子磁極為瓦形永磁體，通常使用燒

19、結型釹鐵硼永磁體，轉子磁輪用鋼10# 或鋼08F制成，磁極之間留有齒，以增加磁場效果，同時也提高了粘接強度，磁極兩端配有不同的后傾風扇即雙內風扇，其它構件的結構和一般電機一樣。(2)永磁體 集中勵磁繞組成轉子：轉子仍有爪極，在爪極與集中勵磁繞組之間有永磁體切向永磁體，這種轉子的勵磁磁場有兩部分組成，第一部分為永磁體固定磁場。第二部分由勵磁電流通過集中勵繞組產生，這種結構可做成有刷或無刷，其它構件的結構和一般電機一樣。對于全永磁結構轉子汽車用硅整流交流發電機調節器調節電壓有兩種途徑：發電機整流部件用晶閘管或采用其它電子開關電路，實現外部調壓；在外電路增加負荷或改變電樞繞組參數來調壓；轉子采用多節

20、永磁結構，通過改變SN之間相對位置來實現調壓。如下圖：第2章 汽車發電機工作原理及基本故障2.1汽車發電機工作原理2.1.1相復勵勵磁原理由線形電抗器DK把電樞繞組抽頭電壓移相約90°、和電流互感器LH提供的電壓幾何疊加，經過橋式整流器ZL整流，供給發電機勵磁繞組。負載時由電流互感器LH供給所需的復勵電流，進行電流補償，由線形電抗器DK移相進行相位補償。2.1.2三次諧波原理對一般發電機來源，我們需要的是工頻正弦波，稱為基波，比基波高的正弦波都稱為諧波、其中三次諧波的含量最大，在諧波發電機定子槽中，安放有主繞組和諧波勵磁繞組（s1、s2），而這個繞組之間沒有電的聯系。諧波繞組將繞組中

21、150HZ諧波感應出來，經過ZL橋式整流器整流，送到主發電機轉子繞組LE中進行勵磁。2.1.3可控硅直接勵磁原理可控硅直接勵磁是采用可控硅整流器直接將發電機輸出的任一相一部分能量，經整流后送入勵磁繞組去的勵磁方式，它是由自動電壓調節器（AVR），控制可控硅的導通角來調節勵磁電流大小而維持發電機端電壓的穩定。2.1.4 無刷勵磁原理無刷勵磁主要用于西門子、斯坦福、利萊等無刷發電機。它是利用交流勵磁機，其定子上的剩磁或永久磁鐵建立電壓，該交流電壓經旋轉整流起整流后，送入主發電機的勵磁繞組，使發電機建壓。自動電壓調節器能根據輸出電壓的微小偏差迅速地減小或增加勵磁電流，維持發電機的所設定電壓近似不變。

22、2.2 發電機基本故障2.2.1 定子繞組的相間短路發電機定子繞組發生相間短路若不及時切除，將燒毀整個發電機組，引起極為嚴重的后果，故此，必須有兩套或兩套以上的快速保護反應此類故障。2.2.2定子繞組匝間短路發電機定子繞組發生匝間短路，將在短路環內產生很大的電流，國內外都有過此類因匝間短路燒傷，甚至燒毀發電機組的報道。因此，發生定子繞組匝間短路時應快速將發電機切除。隨著發電機設計技術的日益成熟，同相同槽的繞組越來越少，發生匝間短路的可能性也就大大減少。2.2.3定子單相接地定子單相接地并不屬于短路性故障，但是，由于以下幾個方面的原因，對單相接地故障卻要求靈敏而又可靠地反應：1很多600MW機組

23、中性點都經高阻接地。2電容電流會灼傷故障點的鐵芯。3絕大部分短路都是首先由于單相接地沒有及時進行處理，而發展成的。 4接地時非接地相電壓升高，影響絕緣。 2.2.4失磁由于勵磁設備故障，勵磁繞組短路等原因，引起失磁（全失磁或部分失磁），使、發電機進入異步運行，對系統和發電機的安全運行都有很大的影響，大機組要求及時準確地監測出失磁故障。2.2.5轉子一點、兩點接地故障轉子一點接地對汽輪發電機組的影響不是很大。一般都允許繼續運行一段時間。注意：水輪發電機組發生一點接地后會引起機組的振動，故此，要求切除發電機組，以保證機組的安全運行。第3章 汽車發電機維修及保養3.1 發電機維修3.1.1發電機故障

24、原因（分析出具體發電機型號發電機電刷及勵磁發電機刷電阻系數較小、性能比較穩定，但因受其通流的大小、電刷的壓力、周圍的環境溫度、濕度、清潔度、電刷與滑環表面的磨損以及本身制造工藝等因素影響，在長期運行運行中，若沒有在第一時間發現隱患并果斷作出判斷處理，發生電刷冒火花、環火甚至因電刷原因被迫停機的事件是在所難免的。 發生電刷冒火花的原因很多，相關資料、規程都對其作了詳細的敘述，但在實際生產中真正造成電刷冒火花的原因有以下幾種： 1.電刷電流密度過大實際運行中，若果一兩個電刷因機械原因卡澀，彈簧壓力不足等原因不出力，為維持正常負荷，通過其他電刷的電流就將增大，在增大通流的電刷中如果有被摩偏的電刷，因

25、跟滑環接觸面積減小，接觸面通流密度增大。發熱量跟電流的平方成正比，積聚的熱量無法散發出去時，溫度急劇升高，電刷與滑環接觸面就會產生火花。另外火花的產生后，使電刷工作環境更加惡劣，從而惡性循環，使電刷冒火花更嚴重，幾個都有這種情況嚴重時就會發生環火。2.電刷壓力不均勻或不符合要求電刷出廠時廠家都有相關：電刷壓力調整到不發生火花的最低壓力，經過科學論證和實踐總結，最低壓力一般為200300/c，即0.020.03MPa,要求各個電刷之間的壓力也要均勻，其差別不超過10。發電機在長期運行中如果某個電刷摩擦過短，或電刷在刷框內滯卡的情況下，壓力將出現不均勻。此外受機械、彈簧本身受熱變軟等因素影響造成壓

26、力達不到電刷不發生火花的最低理論要求。還有我們在壓緊、提拉碳電刷時，有時靠感覺，沒有經驗積累，操作誤差是很大的。 3.電刷表面不潔這一點最讓人忽略的，正常運行的發電機電刷密封在密閉的柜子內，兩極電刷中間有套在軸上齒輪狀軸流風扇，靠轉子轉動把磨下的石墨碳粉、電刷的發熱及時抽走，達到清潔冷卻的作用。如果柜門關不嚴，或巡檢時忘記關門，外面的粉塵伴隨著熱空氣吸進電刷，附著在刷柱上，一方面影響電刷散熱。另一方面電刷發生火花時因刷柱表面不潔，刷柱之間絕緣強度不夠很容易環火。此外滑環上車有螺旋狀一道道溝槽，這是為了增加電刷散熱面積，改善同電刷接觸，使電刷更充分冷卻，同時更容易讓碳粉抽走。柜門若關不嚴，風扇抽

27、力不足外面粉塵也很輕易附著在螺旋狀溝里，后果是可想而知的。勵磁機電刷考慮其電壓等級比較低裸露在外面，在此也建議一下檢修定期清潔。前幾天我廠發生過勵磁電刷冒火花被迫停機事件，原因多方面的，往往小事釀成大禍。我們應該引起足夠重視。 4.軸承振動大一二期大軸都帶勵磁機，由于軸承長、帶的附加設備多了，振動自然就很難控制到最低，。機組長時間運行，疲勞、老化等等復雜因素引起軸承振動加大，電刷隨著震動，將使刷柱摩擦不均、引線及彈簧松動，發生局部冒火花慢慢進一步影響全局。其他如電刷制造工藝差、研磨不良、電刷位置不對、其隙不均勻、接觸電阻過大、負荷高、短路等原因，在實際中可能有，但幾年來的生產實踐看上述4點的原

28、因居多。 3.1.2發電機維修注意事項（具體維修的典型發電機機型，而且維修的保養的內容太少，多加進來一些內容） 勵磁發電機刷冒火花時。勵磁機轉子額定電壓是27V，一般滿負荷都是18-20V左右，遠遠低于人體的安全電壓36V，也就是說人體電阻對于36V以下電壓是絕緣的。這已經是科學實驗、論證得出權威結論，不容置疑的。我幾次因找不到線手套趕時間赤手上陣。盡管是安全的，但有點違背安全規定，領導也不提倡，但我們的絕緣手套又太笨重，大家應有同感，最好找個線手套戴上操作，保護人身安全永遠是對的！另外大家壓電刷時不要太用力，我在前面敘述過電刷壓力有相關規定，壓到不冒火花時的最低壓力，這要靠自己經驗和感覺，當

29、你壓2-3格火花沒有了，稍等下適當松回1-2個格，這樣防止因壓力高第二天電刷會死灰復燃。如果兩到三個電刷同時冒火花已漸成環火，壓不起作用時，就索性松開中間一兩個，弧光電阻增大了，環火的機會減少了，然后把其他壓完后，再把松開的壓回。發電機電刷冒火花時，發電機電刷每組有四個并列刷柱，每個刷柱都有一個刷辮（銅阻絲）連接，我們要戴好絕緣手套，因發電機勵磁電壓額定是365V，正常時也有180-200V，超過人體的安全電壓。反復提拉對應冒火花的刷辮，調整電刷電流分配均勻，讓彈簧壓力最大的釋放，也防止刷柱滯卡、磨偏。另外提拉時不能用力過猛，防止拉斷刷辮。這里順便提一下，發電機電刷冒火花發生的少，有些小同志沒

30、見過也不知道咋處理冒火花的電刷，以為壓電刷的手柄就行了，其實不是這樣，手柄是固定、裝、取電刷用的。你是壓或拉不動的，如果想取下電刷時，手握把柄左轉90度，輕輕一拉整個一組電刷就都下取下了。 發生電刷冒火花嚴重或已經幾個電刷環火，適當降無功達到降勵磁電流的目的，減小局部不良電刷工作壓力。但要防止發電機勵磁調節器手動方式下失磁，自動方式下強勵。這時通知機爐降有功是非常必要的。誠然，發電機電刷冒火花嚴重時我們采取的一系列措施無非為檢修贏取時間3.2 發電機保養汽車發電機是汽車電器中的重要部件，它的功用是兩大部分：供給各用電部分的需要；給蓄電池充電。要想在汽車行駛中保持發電機恒穩發電狀態，應經常性地做好以下養護工作。1、發電機皮帶的緊度，必須調整適當，再固定校準螺絲，發電機的腳架螺絲應保持一定的緊度。2、軸承磨損過甚，應更換新件。如系缺乏潤滑油，可從油杯口處滴上數滴機油，但不宜過多，以防滲入整流器而積垢。3、整流器積垢或者燒黑，可用細砂布磨光，如絕緣體過高，應削低于整流片。4、電刷接觸面不平，可用細砂布打平。彈簧軟弱，電刷短損，均須更換新件。電刷太短而無破損，可用墊片塞入支架，使其與整流器密合。5、電刷支架絕緣