2.3交流發電機2.3.1

交流發電機的功用2.3.2

交流發電機的結構2.3.3

交流發電機工作原理2.3.4

常見交流發電機的分類及型號2.3交流發電機2.3.1交流發電機的功用2.3.1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，向所有用電設備（起動機除外）供電，同時給蓄電池充電。2.3.1發電機的功用發電機是汽車的主要電源，其功用是在發轉子定子端蓋整流器電刷組件帶輪風扇

普通交流發電機一般由轉子、定子、整流器、前后端蓋、風扇、帶輪等組成。下圖為JFB2型6管普通交流發電機解體圖

JFB2型交流發電機解體圖2.3.2交流發電機的結構轉子定子端蓋整流器電刷組件帶輪風扇普通交流發電機一般2.3.2交流發電機的結構(1)轉子轉子是磁極部分，功用是產生磁場。轉子由爪極、勵磁繞組、鐵心和滑環等組成，如圖所示。兩塊爪極鳥嘴形狀，壓裝轉子軸上，爪極空腔內裝有鐵心和磁場繞組。滑環由兩個彼此絕緣的銅環組成，磁場繞組的兩端焊接在兩個滑環上，滑環分別與發電機后端蓋上的兩個電刷相接觸。當轉子轉動時，就形成了旋轉的磁場。交流發電機的轉子總成交流發電機轉子分解圖1－滑環2－轉子軸3－爪極4－鐵心5－磁場繞組2.3.2交流發電機的結構(1)轉子交流發電機的轉子總成(2)定子定子是電樞部分，功用是產生交流電。定子由定子鐵心和對稱的三相定子繞組組成，如圖所示。定子鐵心由內圈帶槽、互相絕緣的硅鋼片疊成。三相繞組按一定規則對稱嵌放在槽內。三相繞組的連接方法有星形接法和三角形接法兩種，如圖a、b所示，都能產生三相交流電。

2.3.2交流發電機的結構交流發電機定子總成及連接方式a）星形連接b)三角形連接a）b）(2)定子2.3.2交流發電機的結構交流發電機定子總成及2.3.2交流發電機的結構(3)整流器功用是將定子繞組的三相交流電變換為直流電。整流器由6個整流二極管和散熱板組成。6只整流二極管分別壓裝或焊接在相互絕緣的兩塊板上組成的，其中一塊為正極板，另一塊為負極板。整流二極管分為正極管和負極管兩種。引出電極為正極的稱為正極管，3只正極管安裝在正極板上；引出電極為負極的稱為負極管，3只負極管安裝在負極板上。交流發電機整流二極管安裝示意圖a）焊接式b）電路圖c)壓裝式1－正整流板2－負整流板2.3.2交流發電機的結構(3)整流器交流發電機整流二極2.3.2交流發電機的結構

汽車用硅整流二極管有如下特點：(1)允許的工作電流大，(2)承受反向電壓的能力高，可承受的反向重復峰值電壓在270V左右，反向不重復峰值電壓在300V左右(3)只有一根引線（引出電極）(4)根據引出電極的不同分為正二極管和負二極管。整流器和定子繞組的連接如圖所示。JF1522A型交流發電機整流器總成a)整流板b)整流器總成1-負整流板2-正整流板3-散熱片4-螺栓孔5-正極管6-負極管7-安裝孔8-絕緣墊9電樞接柱安裝孔a)b)交流發電機整流器和定子的連接電路圖a）星形連接b）三角形連接2.3.2交流發電機的結構汽車用硅整流二極管有如下特點2.3.2交流發電機的結構(4)端蓋及電刷組件端蓋分兩部分（前端蓋和后端蓋），起支撐轉子、定子、整流器和電刷組件的作用。端蓋一般用鋁合金鑄造，一是可有效的防止漏磁，二是鋁合金散熱性能好。后端蓋上裝有電刷件。電刷組件由電刷、電刷架和電刷彈簧組成。電刷架有兩種形式。電刷組件a)外裝式b)內裝式電刷的作用是將電源通過滑環引入磁場繞組。兩個電刷分別裝在電刷架的孔內，借助彈簧壓力與滑環保持接觸。注意事項：電刷和滑環的接觸應良好，否則會因為磁場電流過小，導致發電機發電不足。2.3.2交流發電機的結構(4)端蓋及電刷組件電刷組件電2.3.2交流發電機的結構交流發電機有內搭鐵型和外搭鐵型兩種，如圖所示。a)內搭鐵型發電機有一只電刷和殼體直接搭鐵的發電機

b)外搭鐵型發電機兩只電刷和端蓋絕緣相連的發電機

磁場繞組的一端經滑環和電刷，通過與發電機端蓋絕緣的磁場接線柱相連，另一端通過引線與發電機外殼相連；磁場繞組的兩端經滑環和電刷，通過引線均與絕緣接線柱相連。2.3.2交流發電機的結構交流發電機有內搭鐵型和外搭鐵型兩2.3.2交流發電機的結構

(5)帶輪及風扇交流發電機的前端裝有帶輪和風扇，由發動機通過傳動帶驅動發電機的轉子軸和風扇一起旋轉。發電機工作時，定子繞組和磁場繞組中都會有熱量產生，溫度過高會燒壞導線的絕緣導致發電機不能正常工作，所以為發電機散熱是必需的。為了提高散熱能力，有的發電機裝有兩個風扇（前后各一個）。如豐田轎車的發電機。(1)轉子的轉動使發電機發電；(2)風扇的轉動為發電機散熱。

2.3.2交流發電機的結構(5)帶輪及風扇(1)轉子的轉2.3.3交流發電機工作原理2.3.3.1發電原理2.3.3.2整流原理2.3.3.3交流發電機的勵磁2.3.3交流發電機工作原理2.3.3.1發電原理2.3.3.1發電機發電原理發電機發電原理示意圖由發動機帶動發電機轉子旋轉由電刷給轉子通電產生磁場(有刷交流發電機，無刷直接通電)由定子產生交變感應電動勢由整流器整流為直流電輸出2.3.3.1發電機發電原理發電機發電原理示意圖由發動機帶2.3.3.1發電機發電原理交流電動勢的波形也近似正弦規律，（因轉子磁極呈鳥嘴形，其磁場的分布近似正弦規律）三相電動勢對稱(因發電機定子的三相繞組是對稱繞制的）感應電動勢輸出波形2.3.3.1發電機發電原理交流電動勢的波形也近似正弦規律三相交流發電機的感應電動勢瞬時值表達式：

式中,－每相電動勢的最大值－每相電動勢的有效值－電角速度2.3.3.1發電機發電原理三相交流發電機的感應電動勢瞬時值表達式：2.3.3.1發電定子每相電動勢的有效值的表示

式中,-繞組系數(和發電機定子繞組的繞線方式有關)-每相繞組的匝數（單位：匝）-頻率（單位：Hz）-每極磁通（單位：Wb）-電機結構常數（）-稱為相電動勢。

由此可見，當交流發電機結構一定時（結構常數不變），相電動勢和發電機轉速、磁通成正比。2.3.3.1發電機發電原理定子每相電動勢的有效值的表示2.3.3.1發電機發電原理1)整流原理:(1)二極管的導通原則當3只正二極管負極端連接在一起時，正極端電位最高者導通；當3只負二極管正極端連接在一起時，負極端電位最低者導通。整流二極管導通分析2.3.3.2發電機整流原理1)整流原理:整流二極管導通分析2.3.3.2發電機整流2.3.3.2發電機整流原理

交流發電機定子的三相繞組中，感應產生的是交流電，要通過6只二極管組成的三相橋式整流電路整流為直流電的，整流電路如圖a所示。二極管具有單向導通性,當給二極管加上正向電壓時二極管導通,當給二極管加上反向電壓時二極管截止。將定子的三相繞組和6只整流二極管按圖a的電路連接，發電機的輸出端B、E上就輸出一個脈動直流電壓，如圖所示c，這就是發電機的整流原理。發電機整流原理

a)整流電路b)三相交流電壓c)整流電壓波形2.3.3.2發電機整流原理交流發電機定子的三相繞組中0～t1瞬時2.3.3.2發電機整流原理0～t1瞬時2.3.3.2發電機整流原理t1～t2瞬時2.3.3.2發電機整流原理t1～t2瞬時2.3.3.2發電機整流原理t2～t3瞬時2.3.3.2發電機整流原理(2)整流過程的分析同時導通的二極管管子總是兩個，正、負管子各一個。三相橋式整流電路中二極管的依次循環導通,使得負載RL兩端得到一個比較平穩的脈動直流電壓。t2～t3瞬時2.3.3.2發電機整流原理(2)整流過程的2)中性點電壓在定子繞組為星形連接時，三相繞組的公共結點稱為中性點。從三相繞組的中性點引一根導線到發電機外，標記為“N”。“N”點電壓稱為中性點電壓。中性點電壓的瞬時值是一個三次諧波電壓,平均值為發電機輸出電壓（平均值）的一半，即：

2.3.3.2發電機整流原理2)中性點電壓2.3.3.2發電機整流原理2.3.3.3發電機的勵磁將電流引入到勵磁繞組使之產生磁場稱為勵磁。交流發電機勵磁方式有自勵和他勵兩種。1)他勵在發電機轉速較低時（發動機未達到怠速轉速），自身不能發電，需要蓄電池供給發電機勵磁繞組電流，使勵磁繞組產生磁場來發電。這種由蓄電池供給磁場電流發電的方式稱為他勵發電。2.3.3.3發電機的勵磁將電流引入到勵磁繞組使之產2)自勵

隨著轉速的提高,當發電機的輸出電壓UB大于蓄電池電壓時，發電機就能對外供電了。當發電機能對外供電時，就可以把自身發的電供給勵磁繞組，這種自身供給磁場電流發電的方式稱為自勵發電。

交流發電機勵磁過程是先他勵后自勵。2.3.3.3發電機的勵磁2)自勵2.3.3.3發電機的勵磁2.3.4發電機的分類及型號2.3.4.1交流發電機的分類2.3.4.2交流發電機的型號2.3.4.3交流發電機的工作特性

2.3.4發電機的分類及型號2.3.4.1交流發電機的分類2.3.4.1交流發電機的分類1.按總體結構分（1）普通交流發電機。這種發電機即無特殊裝置，也無特殊功能特點，使用時需要配裝電壓調節器。（2）整體式交流發電機，發電機和調節器制成一個整體的發電機。（3）帶泵的交流發電機。發電機和汽車制動系統用真空助力泵安裝在一起的發電機。（4）無刷交流發電機，不需要電刷的發電機。（5）永磁交流發電機，轉子磁極為永磁鐵制成的發電機。2.3.4.1交流發電機的分類1.按總體結構分交流發電機結構外型a)JF1522A型交流發電機b)JFZ1813型交流發電機c)JFB1712型交流發電機2.3.4.1交流發電機的分類交流發電機結構外型2.3.4.1交流發電機的分類2.按整流器結構分（1）6管交流發電機（2）8管交流發電機（3）9管交流發電機（4）11管交流發電機3.按勵磁繞組搭鐵型式分（1）內搭鐵型交流發電機（2）外搭鐵型交流發電機2.3.4.1交流發電機的分類2.按整流器結構分2.3.4.1交流發電機的分類2.3.4.2交流發電機的型號

根據中華人民共和國汽車行業標準QC/T73-1993《汽車電器設備產品型號編制方法》的規定，汽車交流發電機型號由五部分組成：

1、產品代號JF——表示普通交流發電機；JFZ——表示整體式（調節器內置）交流發電機；JFB——表示帶泵的交流發電機；JFW——表示無刷交流發電機。2.3.4.2交流發電機的型號根據中華人民共和國汽車2、電壓等級代號電壓等級代號用一位阿拉伯數字表示1—表示12V系統；2—表示24V系統；6—表示6V系統

3、電流等級代號電流等級代號也用一位阿拉伯數字表示。見表2－1

4、設計序號5、變型代號設計序號用1～2位阿拉伯數字表示，表示產品設計的先后順序。交流發電機以調整臂位置作為變形代號Z—左調整臂；Y—右調整臂2.3.4.2交流發電機的型號2、電壓等級代號電壓等級代號用一位阿拉伯數字表示3、電流等級

桑塔哪、奧迪100型轎車用JFZ1913Z型交流發電機表示電壓等級為12V，電流等級為大于或等于90、第13次設計，調整臂在左邊的整體式交流發電機。2.3.4.2交流發電機的型號桑塔納奧迪100

JFZ1913Z發電機桑塔哪、奧迪100型轎車用JFZ1913Z型交流發電2.3.4.3交流發電機的工作特性工作特點：傳動比大，工作轉速變化范圍大。交流發電機的特性包括：輸出特性、空載特性和外特性。輸出特性：是指保持發電機的端電壓不變，其輸出電流與轉速之間的關系，即U=常數時，I＝f（n）的函數關系。空載轉速n1是指I=0,U=Ue時的發電機轉速；滿載轉速n2是指U=Ue，I=Ie時的發電機轉速。當發動機轉速達到一定值時，輸出電流就不再隨轉速的增加而上升。具有自動限制電流的自我保護能力。由特性曲線可以看出：

2.3.4.3交流發電機的工作特性工作特點：傳動比大，工作轉2.3.4.3交流發電機的工作特性空載特性是研究發電機空載時，發電機的端電壓U與轉速n之間的關系。即I=0時，U=f(n)曲線，如圖所示。

從曲線可以看出，n↑→U↑，由他勵轉入自勵發電時，即能向蓄電池補充充電。2.3.4.3交流發電機的工作特性空載特性從曲線可以看出，n2.3.4.3交流發電機的工作特性外特性是指發電機轉速一定時，其端電壓與輸出電流之間的關系，即n=常數時，U=f（I）的曲線，如圖所示。從外特性曲線可以看出發電機電壓受負載影響的程度：如果發電機在高速運轉時，突然失去負載，發電機電壓會突然升高，致使發電機及調節器等內部電子元件有被擊穿的危險。2.3.4.3交流發電機的工作特性外特性從外特性曲線可以看出2.4電壓調節器2.4.1電壓調節器的功用2.4.2電壓調節器的分類2.4.3電壓調節器的調壓原理2.4.4電子調節器的工作原理2.4電壓調節器2.4.1電壓調節器的功用2.4.1電壓調節器的功用為了滿足用電設備恒定電壓的要求，交流發電機必須配用電壓調節器才能工作。電壓調節器是將發電機輸出電壓控制在規定范圍內的裝置，其功用是在發電機轉速變化時，自動控制發電機電壓保持恒定。從電動勢與發動機的轉速和磁極的磁通的關系。汽車用交流發電機工作時其轉速很不穩定且變化范圍很大，如果對發電機不加以調節，其端電壓將隨轉速的變化而變化，這與汽車用設備要求電壓恒定不相適應。2.4.1電壓調節器的功用為了滿足用電設備恒定電壓的要求，交2.4.2電壓調節器的分類交流發電機電壓調節器1、按工作原理可分為：（1）觸點式電壓調節器（2）晶體管調節器（3）集成電路調節器

電子調節器2.4.2電壓調節器的分類交流發電機電壓調節器電子調節器（1）觸點式（電磁振動式）電壓調節器2.4.2電壓調節器的分類觸點式調節器通過電磁線圈控制觸點開閉的方式來磁場繞組的勵磁電流，實現對發電機電壓的調節。（1）觸點式（電磁振動式）電壓調節器2.4.2電壓調節器的分（2）晶體管調節器2.4.2電壓調節器的分類（2）晶體管調節器2.4.2電壓調節器的分類（3）集成電路調節器

2.4.2電壓調節器的分類（3）集成電路調節器2.4.2電壓調節器的分類2、按所匹配的交流發電機搭鐵類型可分兩種(1)內搭鐵型調節器適用于內搭鐵型交流發電機的電子調節器稱為內搭鐵型電子調節器；(2)外搭鐵型調節器適合用于外搭鐵型交流發電機的電子調節器稱為外搭鐵型電子調節器。對于晶體管調節器，在使用過程中，最好使用汽車說明書中指定的調節器，如果采用其他型號替代，除標稱電壓、功率等規定參數與原調節器相同外，代用調節器必須與原調節器的搭鐵形式相同，否則，發電機可能由于勵磁電路不通而不能正常工作。2.4.2電壓調節器的分類2、按所匹配的交流發電機搭鐵類型可分兩種2.4.2電壓調節器

交流發電機的三相繞組產生的相電動勢有效值為交流發電機電壓調節器的調壓原理是：當發電機轉速升高時，調節器通過減小發電機勵磁電流If來減小磁通Ф，使發電機的輸出電壓UB保持不變；當發電機的轉速降低時，調節器通過增大發電機的勵磁電流If來增加磁通Ф，使發電機的輸出電壓UB保持不變。2.4.3電壓調節器的調壓原理調節器基本原理交流發電機的三相繞組產生的相電動勢有效值為2.4.3電2.4.4調節器的工作原理2.4.4調節器的工作原理2.4.4調節器的原理2.4.4調節器的原理2.4.4觸電調節器的原理2.4.4觸電調節器的原理2.4.4觸電調節器的原理2.4.4觸電調節器的原理2.4.4觸電調節器的原理2.4.4觸電調節器的原理2.4.4電子調節器的工作原理三只電阻R1、R2、R3；兩只三極管VT1、VT2；一只穩壓二極管VS；一只二極管VD組成1.外搭鐵型電子調節器的基本電路2.4.4電子調節器的工作原理三只電阻R1、R2、R3；2.4.4電子調節器的調壓原理

1.外搭鐵型電子調節器的基本電路電阻R1和R2組成一個分壓器，R1上得分壓為：2.4.4電子調節器的調壓原理1.外搭鐵型電子調節器的基2.4.4電子調節器的調壓原理穩壓管VS是感受元件，串聯在VT1的基極電路中，并通過VT1的發射結并聯于分壓電阻R1的兩端，以感受發電機的輸出電壓；1.外搭鐵型電子調節器的基本電路2.4.4電子調節器的調壓原理穩壓管VS是感受元件，串聯在V2.4.4電子調節器的調壓原理VT2是大功率三極管(NPN型)，和發電機的磁場繞組串聯，起開關作用，用來接通與切斷發電機的勵磁電路；VT1是小功率三極管(NPN型)，用來放大控制信號；

1.外搭鐵型電子調節器的基本電路2.4.4電子調節器的調壓原理VT2是大功率三極管(NPN型2.4.4電子調節器的調壓原理VD是續流二極管；磁場繞組由接通轉為斷開狀態時(F端為+，B端為－)，經二極管VD構成放電回路，防止三極管VT2被擊穿損壞1.外搭鐵型電子調節器的基本電路2.4.4電子調節器的調壓原理VD是續流二極管；磁場繞組由接2.4.4電子調節器的調壓原理(1)點火開關SW接通，發電機電壓UB＜蓄電池端電壓時,VT1截止，VT2導通，蓄電池直接供電到磁場繞組。

他勵發電，發電機電壓隨轉速升高而升高2.外搭鐵型電子調節器的工作原理2.4.4電子調節器的調壓原理(1)點火開關SW接通，發電機2.4.4電壓調節器的調壓原理(2)發電機電壓雖然升高,但如果蓄電池端電壓＜發電機輸出電壓UB<調節上限時,VT1繼續截止，VT2繼續導通。發電機自勵且開始對外供電。2.外搭鐵型電子調節器的工作原理2.4.4電壓調節器的調壓原理(2)發電機電壓雖然升高,但2.4.4電子調節器的調壓原理(3)當發電機電壓升高到等于調節上限U2時，調節器開始工作。電阻R1、R2分壓，UR1=UVS+Ube1，VS導通，VT1導通，VT2截止，磁場電路被切斷，發電機輸出電壓迅速下降。2.外搭鐵型電子調節器的工作原理2.4.4電子調節器的調壓原理(3)當發電機電壓升高到等于調2.4.4電子調節器的調壓原理當發電機電壓下降到等于調節下限U1時電阻R1、R2分壓減小，當UR1＜UW+Ube1，VS截止，VT1截止，VT2重新導通，磁場電路重新被接通，發電機電壓上升。2.外搭鐵型電子調節器的工作原理2.4.4電子調節器的調壓原理當發電機電壓下降到等于調節下限2.4.4電子調節器的調壓原理發電機電壓升到調節上限時，VT2就截止，磁場電路被切斷，輸出電壓下降；降到等于調節下限U1時，磁場電路被接通，發電機電壓上升，周而復始，發電機輸出電壓被控制在一定范圍內。3.外搭鐵型電子調節器的工作原理2.4.4電子調節器的調壓原理發電機電壓升到調節上限時，VT4、內搭鐵型電子調節器的基本電路內搭鐵型電子調節器基本電路的特點是晶體管VT1、VT2采用PNP型，發電機的勵磁繞組連接在VT2的集電極和搭鐵端之間，與外搭鐵型電路顯著不同，電路工作原理和結構與外搭鐵型電子調節器類似。2.4.4電子調節器的工作原理4、內搭鐵型電子調節器的基本電路2.4.4電子調節器的工作原電子調節器的工作特性曲線

2.4.4電子調節器的工作原理發電機的輸出電壓UB、磁場電流If（平均值）隨轉速n的變化關系稱為電子調節器的工作特性。5、電子調節器的工作特性調節器通過三級管VT2的通斷控制磁場電流，隨著轉速的提高，大功率三級管VT2的導通時間減小，截止時間增加，這樣可使得磁場電流平均值減小，磁通減小，保持輸出電壓UB不變。電子調節器的工作特性曲線2.4.4電子調節器的工作原理發電從電子調節器的工作特性曲線可以看出，n1為調節器開始工作轉速，稱為工作下限，隨著發電機轉速的升高，磁場電流減小。當發電機轉速很高時，由于大功率三極管可不導通，磁場電流被切斷，發電機僅靠剩磁發電，所以，電子調節器的工作轉速上限很高，調節范圍很大。2.4.4電子調節器的工作原理從電子調節器的工作特性曲線可以看出，n1為調節器2.5

充電系的使用和維護充電系使用注意事項交流發電機與調節器的結構簡單，維護方便，若正確使用，不僅故障少而且壽命長。若使用不當，則會很快損壞。因此在使用和維護中應注意以下幾點：1.蓄電池的極性必須是負極搭鐵，不能接反。否則，會燒壞發電機或調節器的電子元件；2.發電機與蓄電池之間的連接要牢靠，如突然斷開，會產生過電壓損壞發電機或調節器的電子元件；3.發電機運轉時，不能用試火的方法檢查發電機是否發電，否則會燒壞整流二極管；4.一旦發現交流發電機或調節器有故障，應立即檢修，及時排除故障，否則會引起更大故障或蓄電池虧電，致使汽車不能行駛；2.5充電系的使用和維護充電系使用注意事項

5.為交流發電機配用調節器時，交流發電機的電壓等級必須與調節器電壓等級相同，交流發電機的搭鐵類型必須與調節器搭鐵類型相同，調節器的功率不得小于發電機的功率，否則系統不能正常工作；6.線路連接必須正確，目前各種車型調節器的安裝位置及接線方式各不相同，故接線時要特別注意；7.調節器必須受點火開關控制，發電機停止轉動時，應將點火開關斷開，否則會使發電機的磁場電路一直處于接通狀態，不但會燒壞磁場線圈，而且會引起蓄電池虧電；8.當發現發電機或調節器有故障需要從車上拆下來檢修時，首先關斷點火開關及一切用電設備，拆下蓄電池負極電纜線，再拆卸發電機上的導線接頭。2.5

充電系的使用和維護5.為交流發電機配用調節器時，交流發電機的電壓等級必須與調習題1、普通交流發電機的功用及其結構分哪幾部分？2、轉子的功用是什么？磁場如何產生？3、整流器的功用是什么？整流器和定子如何連接？電刷的作用是什么？4、發電機的內搭鐵、外搭鐵如何區分？5、交流發電機的調節器的作用及其如何調節電壓？習題1、普通交流發電機的功用及其結構分哪幾部分？相關的資料相關的資料汽車供電系統之交流發電機課件汽車供電系統之交流發電機課件2.3交流發電機2.3.1

交流發電機的功用2.3.2

交流發電機的結構2.3.3

交流發電機工作原理2.3.4

常見交流發電機的分類及型號2.3交流發電機2.3.1交流發電機的功用2.3.1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，向所有用電設備（起動機除外）供電，同時給蓄電池充電。2.3.1發電機的功用發電機是汽車的主要電源，其功用是在發轉子定子端蓋整流器電刷組件帶輪風扇

普通交流發電機一般由轉子、定子、整流器、前后端蓋、風扇、帶輪等組成。下圖為JFB2型6管普通交流發電機解體圖

JFB2型交流發電機解體圖2.3.2交流發電機的結構轉子定子端蓋整流器電刷組件帶輪風扇普通交流發電機一般2.3.2交流發電機的結構(1)轉子轉子是磁極部分，功用是產生磁場。轉子由爪極、勵磁繞組、鐵心和滑環等組成，如圖所示。兩塊爪極鳥嘴形狀，壓裝轉子軸上，爪極空腔內裝有鐵心和磁場繞組。滑環由兩個彼此絕緣的銅環組成，磁場繞組的兩端焊接在兩個滑環上，滑環分別與發電機后端蓋上的兩個電刷相接觸。當轉子轉動時，就形成了旋轉的磁場。交流發電機的轉子總成交流發電機轉子分解圖1－滑環2－轉子軸3－爪極4－鐵心5－磁場繞組2.3.2交流發電機的結構(1)轉子交流發電機的轉子總成(2)定子定子是電樞部分，功用是產生交流電。定子由定子鐵心和對稱的三相定子繞組組成，如圖所示。定子鐵心由內圈帶槽、互相絕緣的硅鋼片疊成。三相繞組按一定規則對稱嵌放在槽內。三相繞組的連接方法有星形接法和三角形接法兩種，如圖a、b所示，都能產生三相交流電。

2.3.2交流發電機的結構交流發電機定子總成及連接方式a）星形連接b)三角形連接a）b）(2)定子2.3.2交流發電機的結構交流發電機定子總成及2.3.2交流發電機的結構(3)整流器功用是將定子繞組的三相交流電變換為直流電。整流器由6個整流二極管和散熱板組成。6只整流二極管分別壓裝或焊接在相互絕緣的兩塊板上組成的，其中一塊為正極板，另一塊為負極板。整流二極管分為正極管和負極管兩種。引出電極為正極的稱為正極管，3只正極管安裝在正極板上；引出電極為負極的稱為負極管，3只負極管安裝在負極板上。交流發電機整流二極管安裝示意圖a）焊接式b）電路圖c)壓裝式1－正整流板2－負整流板2.3.2交流發電機的結構(3)整流器交流發電機整流二極2.3.2交流發電機的結構

汽車用硅整流二極管有如下特點：(1)允許的工作電流大，(2)承受反向電壓的能力高，可承受的反向重復峰值電壓在270V左右，反向不重復峰值電壓在300V左右(3)只有一根引線（引出電極）(4)根據引出電極的不同分為正二極管和負二極管。整流器和定子繞組的連接如圖所示。JF1522A型交流發電機整流器總成a)整流板b)整流器總成1-負整流板2-正整流板3-散熱片4-螺栓孔5-正極管6-負極管7-安裝孔8-絕緣墊9電樞接柱安裝孔a)b)交流發電機整流器和定子的連接電路圖a）星形連接b）三角形連接2.3.2交流發電機的結構汽車用硅整流二極管有如下特點2.3.2交流發電機的結構(4)端蓋及電刷組件端蓋分兩部分（前端蓋和后端蓋），起支撐轉子、定子、整流器和電刷組件的作用。端蓋一般用鋁合金鑄造，一是可有效的防止漏磁，二是鋁合金散熱性能好。后端蓋上裝有電刷件。電刷組件由電刷、電刷架和電刷彈簧組成。電刷架有兩種形式。電刷組件a)外裝式b)內裝式電刷的作用是將電源通過滑環引入磁場繞組。兩個電刷分別裝在電刷架的孔內，借助彈簧壓力與滑環保持接觸。注意事項：電刷和滑環的接觸應良好，否則會因為磁場電流過小，導致發電機發電不足。2.3.2交流發電機的結構(4)端蓋及電刷組件電刷組件電2.3.2交流發電機的結構交流發電機有內搭鐵型和外搭鐵型兩種，如圖所示。a)內搭鐵型發電機有一只電刷和殼體直接搭鐵的發電機

b)外搭鐵型發電機兩只電刷和端蓋絕緣相連的發電機

磁場繞組的一端經滑環和電刷，通過與發電機端蓋絕緣的磁場接線柱相連，另一端通過引線與發電機外殼相連；磁場繞組的兩端經滑環和電刷，通過引線均與絕緣接線柱相連。2.3.2交流發電機的結構交流發電機有內搭鐵型和外搭鐵型兩2.3.2交流發電機的結構

(5)帶輪及風扇交流發電機的前端裝有帶輪和風扇，由發動機通過傳動帶驅動發電機的轉子軸和風扇一起旋轉。發電機工作時，定子繞組和磁場繞組中都會有熱量產生，溫度過高會燒壞導線的絕緣導致發電機不能正常工作，所以為發電機散熱是必需的。為了提高散熱能力，有的發電機裝有兩個風扇（前后各一個）。如豐田轎車的發電機。(1)轉子的轉動使發電機發電；(2)風扇的轉動為發電機散熱。

2.3.2交流發電機的結構(5)帶輪及風扇(1)轉子的轉2.3.3交流發電機工作原理2.3.3.1發電原理2.3.3.2整流原理2.3.3.3交流發電機的勵磁2.3.3交流發電機工作原理2.3.3.1發電原理2.3.3.1發電機發電原理發電機發電原理示意圖由發動機帶動發電機轉子旋轉由電刷給轉子通電產生磁場(有刷交流發電機，無刷直接通電)由定子產生交變感應電動勢由整流器整流為直流電輸出2.3.3.1發電機發電原理發電機發電原理示意圖由發動機帶2.3.3.1發電機發電原理交流電動勢的波形也近似正弦規律，（因轉子磁極呈鳥嘴形，其磁場的分布近似正弦規律）三相電動勢對稱(因發電機定子的三相繞組是對稱繞制的）感應電動勢輸出波形2.3.3.1發電機發電原理交流電動勢的波形也近似正弦規律三相交流發電機的感應電動勢瞬時值表達式：

式中,－每相電動勢的最大值－每相電動勢的有效值－電角速度2.3.3.1發電機發電原理三相交流發電機的感應電動勢瞬時值表達式：2.3.3.1發電定子每相電動勢的有效值的表示

式中,-繞組系數(和發電機定子繞組的繞線方式有關)-每相繞組的匝數（單位：匝）-頻率（單位：Hz）-每極磁通（單位：Wb）-電機結構常數（）-稱為相電動勢。

由此可見，當交流發電機結構一定時（結構常數不變），相電動勢和發電機轉速、磁通成正比。2.3.3.1發電機發電原理定子每相電動勢的有效值的表示2.3.3.1發電機發電原理1)整流原理:(1)二極管的導通原則當3只正二極管負極端連接在一起時，正極端電位最高者導通；當3只負二極管正極端連接在一起時，負極端電位最低者導通。整流二極管導通分析2.3.3.2發電機整流原理1)整流原理:整流二極管導通分析2.3.3.2發電機整流2.3.3.2發電機整流原理

交流發電機定子的三相繞組中，感應產生的是交流電，要通過6只二極管組成的三相橋式整流電路整流為直流電的，整流電路如圖a所示。二極管具有單向導通性,當給二極管加上正向電壓時二極管導通,當給二極管加上反向電壓時二極管截止。將定子的三相繞組和6只整流二極管按圖a的電路連接，發電機的輸出端B、E上就輸出一個脈動直流電壓，如圖所示c，這就是發電機的整流原理。發電機整流原理

a)整流電路b)三相交流電壓c)整流電壓波形2.3.3.2發電機整流原理交流發電機定子的三相繞組中0～t1瞬時2.3.3.2發電機整流原理0～t1瞬時2.3.3.2發電機整流原理t1～t2瞬時2.3.3.2發電機整流原理t1～t2瞬時2.3.3.2發電機整流原理t2～t3瞬時2.3.3.2發電機整流原理(2)整流過程的分析同時導通的二極管管子總是兩個，正、負管子各一個。三相橋式整流電路中二極管的依次循環導通,使得負載RL兩端得到一個比較平穩的脈動直流電壓。t2～t3瞬時2.3.3.2發電機整流原理(2)整流過程的2)中性點電壓在定子繞組為星形連接時，三相繞組的公共結點稱為中性點。從三相繞組的中性點引一根導線到發電機外，標記為“N”。“N”點電壓稱為中性點電壓。中性點電壓的瞬時值是一個三次諧波電壓,平均值為發電機輸出電壓（平均值）的一半，即：

2.3.3.2發電機整流原理2)中性點電壓2.3.3.2發電機整流原理2.3.3.3發電機的勵磁將電流引入到勵磁繞組使之產生磁場稱為勵磁。交流發電機勵磁方式有自勵和他勵兩種。1)他勵在發電機轉速較低時（發動機未達到怠速轉速），自身不能發電，需要蓄電池供給發電機勵磁繞組電流，使勵磁繞組產生磁場來發電。這種由蓄電池供給磁場電流發電的方式稱為他勵發電。2.3.3.3發電機的勵磁將電流引入到勵磁繞組使之產2)自勵

隨著轉速的提高,當發電機的輸出電壓UB大于蓄電池電壓時，發電機就能對外供電了。當發電機能對外供電時，就可以把自身發的電供給勵磁繞組，這種自身供給磁場電流發電的方式稱為自勵發電。

交流發電機勵磁過程是先他勵后自勵。2.3.3.3發電機的勵磁2)自勵2.3.3.3發電機的勵磁2.3.4發電機的分類及型號2.3.4.1交流發電機的分類2.3.4.2交流發電機的型號2.3.4.3交流發電機的工作特性

2.3.4發電機的分類及型號2.3.4.1交流發電機的分類2.3.4.1交流發電機的分類1.按總體結構分（1）普通交流發電機。這種發電機即無特殊裝置，也無特殊功能特點，使用時需要配裝電壓調節器。（2）整體式交流發電機，發電機和調節器制成一個整體的發電機。（3）帶泵的交流發電機。發電機和汽車制動系統用真空助力泵安裝在一起的發電機。（4）無刷交流發電機，不需要電刷的發電機。（5）永磁交流發電機，轉子磁極為永磁鐵制成的發電機。2.3.4.1交流發電機的分類1.按總體結構分交流發電機結構外型a)JF1522A型交流發電機b)JFZ1813型交流發電機c)JFB1712型交流發電機2.3.4.1交流發電機的分類交流發電機結構外型2.3.4.1交流發電機的分類2.按整流器結構分（1）6管交流發電機（2）8管交流發電機（3）9管交流發電機（4）11管交流發電機3.按勵磁繞組搭鐵型式分（1）內搭鐵型交流發電機（2）外搭鐵型交流發電機2.3.4.1交流發電機的分類2.按整流器結構分2.3.4.1交流發電機的分類2.3.4.2交流發電機的型號

根據中華人民共和國汽車行業標準QC/T73-1993《汽車電器設備產品型號編制方法》的規定，汽車交流發電機型號由五部分組成：

1、產品代號JF——表示普通交流發電機；JFZ——表示整體式（調節器內置）交流發電機；JFB——表示帶泵的交流發電機；JFW——表示無刷交流發電機。2.3.4.2交流發電機的型號根據中華人民共和國汽車2、電壓等級代號電壓等級代號用一位阿拉伯數字表示1—表示12V系統；2—表示24V系統；6—表示6V系統

3、電流等級代號電流等級代號也用一位阿拉伯數字表示。見表2－1

4、設計序號5、變型代號設計序號用1～2位阿拉伯數字表示，表示產品設計的先后順序。交流發電機以調整臂位置作為變形代號Z—左調整臂；Y—右調整臂2.3.4.2交流發電機的型號2、電壓等級代號電壓等級代號用一位阿拉伯數字表示3、電流等級

桑塔哪、奧迪100型轎車用JFZ1913Z型交流發電機表示電壓等級為12V，電流等級為大于或等于90、第13次設計，調整臂在左邊的整體式交流發電機。2.3.4.2交流發電機的型號桑塔納奧迪100

JFZ1913Z發電機桑塔哪、奧迪100型轎車用JFZ1913Z型交流發電2.3.4.3交流發電機的工作特性工作特點：傳動比大，工作轉速變化范圍大。交流發電機的特性包括：輸出特性、空載特性和外特性。輸出特性：是指保持發電機的端電壓不變，其輸出電流與轉速之間的關系，即U=常數時，I＝f（n）的函數關系。空載轉速n1是指I=0,U=Ue時的發電機轉速；滿載轉速n2是指U=Ue，I=Ie時的發電機轉速。當發動機轉速達到一定值時，輸出電流就不再隨轉速的增加而上升。具有自動限制電流的自我保護能力。由特性曲線可以看出：

2.3.4.3交流發電機的工作特性工作特點：傳動比大，工作轉2.3.4.3交流發電機的工作特性空載特性是研究發電機空載時，發電機的端電壓U與轉速n之間的關系。即I=0時，U=f(n)曲線，如圖所示。

從曲線可以看出，n↑→U↑，由他勵轉入自勵發電時，即能向蓄電池補充充電。2.3.4.3交流發電機的工作特性空載特性從曲線可以看出，n2.3.4.3交流發電機的工作特性外特性是指發電機轉速一定時，其端電壓與輸出電流之間的關系，即n=常數時，U=f（I）的曲線，如圖所示。從外特性曲線可以看出發電機電壓受負載影響的程度：如果發電機在高速運轉時，突然失去負載，發電機電壓會突然升高，致使發電機及調節器等內部電子元件有被擊穿的危險。2.3.4.3交流發電機的工作特性外特性從外特性曲線可以看出2.4電壓調節器2.4.1電壓調節器的功用2.4.2電壓調節器的分類2.4.3電壓調節器的調壓原理2.4.4電子調節器的工作原理2.4電壓調節器2.4.1電壓調節器的功用2.4.1電壓調節器的功用為了滿足用電設備恒定電壓的要求，交流發電機必須配用電壓調節器才能工作。電壓調節器是將發電機輸出電壓控制在規定范圍內的裝置，其功用是在發電機轉速變化時，自動控制發電機電壓保持恒定。從電動勢與發動機的轉速和磁極的磁通的關系。汽車用交流發電機工作時其轉速很不穩定且變化范圍很大，如果對發電機不加以調節，其端電壓將隨轉速的變化而變化，這與汽車用設備要求電壓恒定不相適應。2.4.1電壓調節器的功用為了滿足用電設備恒定電壓的要求，交2.4.2電壓調節器的分類交流發電機電壓調節器1、按工作原理可分為：（1）觸點式電壓調節器（2）晶體管調節器（3）集成電路調節器

電子調節器2.4.2電壓調節器的分類交流發電機電壓調節器電子調節器（1）觸點式（電磁振動式）電壓調節器2.4.2電壓調節器的分類觸點式調節器通過電磁線圈控制觸點開閉的方式來磁場繞組的勵磁電流，實現對發電機電壓的調節。（1）觸點式（電磁振動式）電壓調節器2.4.2電壓調節器的分（2）晶體管調節器2.4.2電壓調節器的分類（2）晶體管調節器2.4.2電壓調節器的分類（3）集成電路調節器

2.4.2電壓調節器的分類（3）集成電路調節器2.4.2電壓調節器的分類2、按所匹配的交流發電機搭鐵類型可分兩種(1)內搭鐵型調節器適用于內搭鐵型交流發電機的電子調節器稱為內搭鐵型電子調節器；(2)外搭鐵型調節器適合用于外搭鐵型交流發電機的電子調節器稱為外搭鐵型電子調節器。對于晶體管調節器，在使用過程中，最好使用汽車說明書中指定的調節器，如果采用其他型號替代，除標稱電壓、功率等規定參數與原調節器相同外，代用調節器必須與原調節器的搭鐵形式相同，否則，發電機可能由于勵磁電路不通而不能正常工作。2.4.2電壓調節器的分類2、按所匹配的交流發電機搭鐵類型可分兩種2.4.2電壓調節器

交流發電機的三相繞組產生的相電動勢有效值為交流發電機電壓調節器的調壓原理是：當發電機轉速升高時，調節器通過減小發電機勵磁電流If來減小磁通Ф，使發電機的輸出電壓UB保持不變；當發電機的轉速降低時，調節器通過增大發電機的勵磁電流If來增加磁通Ф，使發電機的輸出電壓UB保持不變。2.4.3電壓調節器的調壓原理調節器基本原理交流發電機的三相繞組產生的相電動勢有效值為2.4.3電2.4.4調節器的工作原理2.4.4調節器的工作原理2.4.4調節器的原理2.4.4調節器的原理2.4.4觸電調節器的原理2.4.4觸電調節器的原理2.4.4觸電調節器的原理2.4.4觸電調節器的原理2.4.4觸電調節器的原理2.4.4觸電調節器的原理2.4.4電子調節器的工作原理三只電阻R1、R2、R3；兩只三極管VT1、VT2；一只穩壓二極管VS；一只二極管VD組成1.外搭鐵型電子調節器的基本電路2.4.4電子調節器的工作原理三只電阻R1、R2、R3；2.4.4電子調節器的調壓原理

1.外搭鐵型電子調節器的基本電路電阻R1和R2組成一個分壓器，R1上得分壓為：2.4.4電子調節器的調壓原理1.外搭鐵型電子調節器的基2.4.4電子調節器的調壓原理穩壓管VS是感受元件，串聯在VT1的基極電路中，并通過VT1的發射結并聯于分壓電阻R1的兩端，以感受發電機的輸出電壓；1.外搭鐵型電子調節器的基本電路2.4.4電子調節器的調壓原理穩壓管VS是感受元件，串聯在V2.4.4電子調節器的調壓原理VT2是大功率三極管(NPN型)，和發電機的磁場繞組串聯，起開關作用，用來接通與切斷發電機的勵磁電路；VT1是小功率三極管(NPN型)，用來放大控制信號；

1.外搭鐵型電子調節器的基本電路2.4.4電子調節器的調壓原理VT2是大功率三極管(NPN型2.4.4電子調節器的調壓原理VD是續流二極管；磁場繞組由接通轉為斷開狀態時(F端為+，B端為－)，經二極管VD構成放電回路，防止三極管VT2被擊穿損壞1.外搭鐵型電子調節器的基本電路2.4.4電子調節器的調壓原理VD是續流二極管；磁場繞組由接2.4.4電子調節器的調壓原理(1)點火開關SW接通，發電機電壓UB＜蓄電池端電壓時,VT1截止，VT2導通，蓄電池直接供電到磁場繞組。

他勵發電，發電機電壓隨轉速升高而升高2.外搭鐵型電子調節器的工作原理2.4.4電子調節器的調壓原理(1)點火開關SW接通，發電機2.4.4電壓調節器的調壓原理(2)發電機電壓雖然升高,