汽車電氣系統及檢修

項目二交流發電機檢修

任務1交流發電機構造

一、交流發電機作用

交流發電機與蓄電池協同工作，共同構成汽車電源系。對除起動機以外的所有用電設備供電，并向蓄電池充電。交流發電機主要任務：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。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。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。1、按結構分為：普通式整體式真空泵式二、分類交流發電機可按總體結構、整流器采用的二極管數量和勵磁繞組搭鐵形式進行分類。永磁交流發電機無刷交流發電機沒有電刷和集電環，所以不會因其磨損和接觸不良造成激磁不穩定或發電機不發電等故障;同時工作時無火花，也減小了無線電干擾。轉子磁極為永磁鐵制成的發電機2、按磁場繞組搭鐵方式分內搭鐵型交流發電機外搭鐵型交流發電機11管交流發電機11管交流發電機的整流器共有11只二極管，其中有兩只中性點二極管和3只磁場二極管，如桑塔納轎車上使用的JFZ1813Z型交流發電機。6管交流發電機6管交流發電機的整流器共有6只二極管，如東風EQ1090車用的JF132型及解放CA1091型車用的JF152D型交流發電機。9管交流發電機9管交流發電機的整流器共有9只二極管，其中有3只磁場二極管，如北京BJ1022輕型貨車上使用的JFZ141型交流發電機。8管交流發電機8管交流發電機的整流器共有8只二極管，其中有兩只是中性點二極管，如天津夏利TJ7100轎車上所使用的JFZ1542型發電機。3、按二極管總數分類1）六管交流發電機六管交流發電機2）八管交流發電機八管交流發電機九管交流發電機十一管交流發電機4、按冷卻方式分水冷式在高檔轎車上，出于降低運行噪音和增強冷卻效果的考慮，多采用水冷式風冷式單風扇式：風扇安裝在發電機前端，風扇旋轉產生的軸向空氣流經發電機內部，對定子繞組進行冷卻。雙風扇式：轉子兩端各裝有一個風扇，產生的是軸向和徑向兩個方向的空氣流。三、交流發電機構造1-后端蓋；2-電刷架；3-電刷；4-電刷彈簧壓蓋；5-二極管；6-整流板；7-轉子；8-定子；9-前端蓋；10-風扇；11-帶輪1、轉子：產生旋轉磁場轉子軸上壓裝著兩塊爪極轉子軸端頭有向勵磁線圈供電的滑環。爪極相對裝配，形成的空腔內裝有磁場繞組(轉子線圈)和磁軛。滑環：兩個，銅制，彼此絕緣兩個滑環壓裝在轉子軸上并與軸絕緣，分別與磁場繞組兩端相連。

當兩滑環通過電刷接入直流電后，磁場繞組中就有電流通過，并產生軸向磁通，使一塊爪極被磁化為N極，另一塊被磁化為S極，從而形成六對相互交錯的磁極。隨著轉子的轉動，就形成了旋轉的磁場。轉子軸的爪極形成的磁場也交錯排列。請回答WHY？裝上爪極后，磁力線沿爪極分布，將軸向磁通轉換成徑向磁通；鳥嘴狀爪極，可使磁場呈正弦分布，使電樞繞組產生的感應電動勢也呈正弦波形。交流發電機的磁路為:磁軛→N極→轉子與定子之間的氣隙→定子→定子與轉子間的氣隙→S極→磁軛。2、定子：產生三相交變電動勢定子繞組的導線就嵌放在鐵心的槽中。定子由定子鐵心和定子繞組組成，固定在前后端蓋之間。三相繞組采用星形接法或三角形(大功率)接法，能產生三相交流電。定子繞組有三相，定子鐵心由內圈帶槽的硅鋼片疊成，三相繞組一般采用三角形（△）和星形（Y）兩種接法，定子繞組在轉子產生的旋轉磁場作用下，感應并輸出三相正弦交流電動勢。下圖中定子三相繞組的連接方式是：星形連接。

三相繞組的必須按一定要求繞制,才能使之獲得頻率相同、幅值相等、相位互差120°的三相電動勢。每個線圈的兩個有效邊之間的距離應和一個磁極占據的空間距離相等。每相繞組相鄰線圈始邊之間的距離應和一對磁極占據的距離相等或成倍數。三相繞組的始邊應相互間隔2π+120°電角度(一對磁極占有的空間為360°電角度)作用：把交流發電機產生的三相交流電轉變成直流輸出。6只硅整流二極管組成三相全波橋式整流電路。3、整流器：整流器一般由六個整流二極管和散熱板組成。6只整流管分別壓裝(或焊裝)在兩塊板上。搭鐵電刷的搭鐵方式有兩種：引線用螺釘固定在后端蓋上（標記為“—”）直接搭鐵，即內搭鐵；搭鐵引線與發電機機殼絕緣，接到后端蓋外部的絕緣接線柱上（標記為“F—”，通過調節器搭鐵，即外搭鐵。5、電刷電刷總成由兩只電刷、電刷架和電刷彈簧組成。4、端蓋、風扇和軸承前后端蓋：用來固定發電機，后端上裝有電刷架和整流器。風扇風葉：裝在前端蓋與皮帶輪之間（雙風扇發電機的兩個風葉裝在發電機內部的轉子上），起強制通風散熱作用。軸承：支承作用。

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項目二交流發電機檢修

任務2交流發電機元件檢測

一、交流發電機的拆解交流發電機解體步驟1、拆下電刷組件。2、分解前、后端蓋。3、拆下轉子。4、分解定子和后蓋。5、分解定子和整流器總成。二、檢查零部件每個滑環與轉子軸之間的阻值都應該是無窮大。1．檢查轉子用萬用表測量勵磁繞組的電阻，應符合標準。勵磁繞組絕緣情況的檢測勵磁繞組短路、斷路的檢測1)勵磁繞組的檢查

轉子軸的彎曲會造成轉子與定子之間間隙過小而摩擦或碰撞，如發現發電機運轉時阻力過大或有異響，應檢查轉子軸是否有彎曲。2)轉子軸和滑環的檢修轉子軸徑向擺差的檢測滑環表面應平整光滑，無明顯燒蝕，否則用00號砂布打磨。兩滑環間隙處應無積污。滑環圓度誤差不應超過0.0025mm,厚度不小于1.5mm3)軸承的檢修

若發現發電機運轉時有異響，應仔細檢查是否因軸承的損壞而造成。（1）定子繞組的斷路和搭鐵故障檢測（2）定子繞組的短路故障檢測2．定子的檢修定子斷路及短路的檢測定子絕緣情況的檢測萬用表撥至二極管檢測檔，兩個表筆分別接到二極管的引線與殼體上，測二極管的電壓降。

注意二極管的極性。3、整流二極管的檢測電刷和電刷架應無破損或裂紋，電刷在電刷架中應活動自如，不得出現卡滯現象。電刷露出電刷架部分的長度叫電刷長度，電刷長不應超出磨損極限（原長的1/2），否則應更換。電刷彈簧壓力應符合標準，一般為2～3N，將電刷壓入電刷架使之露出部分約2mm，彈簧壓力過小應更換。4．電刷組件的檢測三、裝配發電機1、將整流器裝到后端蓋上，擰上三顆固定螺釘，整流器即被固定在后端蓋上。2、將定子總成與后端結合3、將前端蓋裝到轉子軸.上4、將后端蓋、定子裝到轉子軸上5、裝配風扇、帶輪6、裝復后端蓋_上的防護罩。7、安裝電刷架總成。8、檢驗裝配質量發電機類型F與E（-）B（+）與F（或-）N與E（或B）中性正反正反有刷5-6Ω40-50Ω>10000Ω10Ω>10000Ω無刷3.5~3.8Ω40-50Ω>10000Ω10Ω>10000Ω交流發電機各接線柱之間的電阻值（Ω）四、交流發電機的整機測試2．用示波器觀察輸出電壓波形當交流發電機有故障時，其輸出電壓的波形將出現異常，因此，可用示波器觀察發電機的輸出電壓波形，根據輸出電壓波形可以判斷交流發電機內部故障是整流器故障還是定子繞組故障。

交流發電機各種故障時的電壓波形

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項目二

交流發電機檢修

任務3-1交流發電機工作原理——發電原理

一、發電原理—電磁感應三相定子繞組按一定規律分布在發電機的定子槽中，內部有一個轉子，轉子上安裝著爪極和勵磁繞組。轉子通電即產生旋轉磁場，轉子軸上的兩個瓜極分別被磁化成N極和S極，形成一個旋轉磁場。

磁力線被定子繞組所切割，從而在三相繞組中產生交流電動勢。三相交流發電機的感應時勢瞬時表達式：式中：Em-每相電動勢的最大值，單位是V。

ω是電角速度。定子繞組是三相繞組，在三相繞組中產生頻率相同、幅值相等、相位差為120o的交流電動勢。定子每相電動勢的有效值表達式：結論：當交流發電機結構一定時（結構常數Ce不變），相電動勢Eφ與發電機轉速、磁通成正比。式中：

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任務3-2交流發電機整流、勵磁原理

二、整流原理

硅整流二極管利用了二極管的單向導電性，將交流電轉變為直流電。1、六管交流發電機整流電路三相橋式整流電路三相交流電動勢波形及直流脈動輸出波形交流發電機的三相定子繞組中感應產生的三相交流電，通過六只二極管組成的橋式電路全波整流為直流電。以0—t1時間段為例：電流走向：uC

uB

結論：在電流巡行過程中，始終由兩相繞組對外輸出，始終只有兩個二極管導通，正、負二極管各一個。橋式整流電路中二極管依次循環導通，使得負載RL兩端得到一個比較平穩的脈動直流電壓。2、八管交流發電機整流電路增加了兩個中性點二極管，利用了中性點輸出電壓。1只正極管接在中性點和正極之間，1只負極管接在中性點和負極之間。6只組成三相全波橋式整流電路8只硅整流二極管發電機輸出功率與額定功率相比，可以提高10%~15%，轉速越高輸出功率增加越明顯。平均值為發電機輸出電壓（平均值）的一半：帶有中性點接線柱的發電機，可用中性點電壓來控制各種用途的繼電器工作。中性點電壓的瞬時值是一個三次諧波電壓，如圖所示。交流發電機中性點電壓波形中性點的作用：當發動機調整運轉時，可有效利用該電壓來增加發電機的輸出功率。實踐證明，在交流發電機上采用中性點二極管后，輸出功率可增加10%——15%。3、九管交流發電機3只小功率正二極管與三只大功率負極管也組成三相全波橋式整流電路專門為發電機磁場供電。所以稱3只小功率管為勵磁二極管。6只大功率整流二極管和3只小功率勵磁二極管6只大功率整流二極管組成三相全波橋式整流電路，對外負載供電；3只小功率正二極管4、十一管交流發電機11管交流發電機的整流器：8只大功率整流二極管(其中2只中性點二極管)和3只磁場二極管組成。其它結構和6管交流發電機相同。三、勵磁方式發電機轉子繞組產生磁場，稱為勵磁，發電機的勵磁有他勵和自勵兩種方式。由蓄電池向磁場繞組供電的方式，稱為他勵；由發電機產生的電壓向磁場繞組供電的方式，稱為自勵。汽車用發電機在剛開始發電時，轉子繞組由蓄電池供電產生磁場，屬于他勵；待發電機旋轉起來，輸出電壓高于蓄電池電壓時，發電機向磁場繞組供電，勵磁方式由他勵變為自勵。

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。此時由磁場電流蓄電池供給，這就是他勵。1、他勵2、自勵

隨著轉速提高（一般在發動機達到怠速時），發電機定子繞組的電動勢逐漸升高并能使整流二極管導通，當發電機輸出電壓UB大于蓄電池電壓時，發電機就能對外供電了。此時，就可以把自身發的電供給勵磁繞組，這種自身供給磁場繞組電流的方式，叫做自勵。交流發電機的勵磁過程是：先他勵后自勵。

當發動機達到正常怠速轉速時，發電機的輸出電壓一般高出蓄電池電壓1~2V以便對蓄電池充電，此時，由發電機自勵發電。請分析充電指示報警燈為什么會亮起，說明電流走向。

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項目二交流發電機檢測

任務4交流發電機就車檢測

一、使用注意事項①經常清潔發電機外表的積垢和塵土，保持清潔和通風良好。②經常檢查與發電機相關的各緊固件的緊固情況，及時緊固各部螺釘。③傳動皮帶的張力要合適。過松，易打滑而造成發電不足;過緊，易損壞皮帶和發電機軸承。④安裝蓄電池時，千萬不要裝錯，通常是先裝正極線，不裝搭鐵線，否則極易燒壞二極管。⑤發電機在高速運轉時，不得拆下蓄電池等主要用電設備，以免產生瞬時過電壓，損壞二極管、調節器或其他用電設備。⑥絕不允許用"刮火"方法試驗是否發電。⑦發電機有了故障不發電時，要及時排除，否則會造成更嚴重的故障。二、交流發電機的就車檢測1、傳動帶檢查檢查皮帶是否有以下情況：基層裂紋（裂紋、中心斷裂、截面斷）層離（表層、加強筋）基層破裂加強筋散開齒面磨損（材料麻蝕、齒面散開、齒面硬化—玻璃狀齒面、表面裂紋）機油和油脂痕跡檢查發電機噪聲時，可逐漸加大發動機節氣門開度，使發電機轉速逐漸升高，同時監聽發電機有無異常噪聲。當有異常噪聲時，應將發電機分解檢修；當傳動帶運轉有異響并伴有異常磨損時，應檢查曲軸皮帶輪、水泵皮帶輪、發電機皮帶輪是否在同一旋轉平面內。2.發電機的噪聲檢查檢查各導線端頭的連接是否正確。發電機B接線柱必須加彈簧墊圈緊固。采用插接器連接的發電機，其插座與線束插頭的連接必須鎖緊，不得有松動現象。3.發電機的導線連接檢查1）在發動機停轉且不使用車上電器設備的情況下測量電壓，并把這個電壓稱為參考電壓或基準電壓。2）起動發動機，使發動機轉速保持在2000r/min，在不使用車上電器設備情況下，測量電壓，這個電壓稱為空載充電電壓，空載充電電壓應比參考電壓高些，但不得高出2V。3）發動機轉速仍為2000r/min，接通電器附件，如暖風機、空調和遠光燈等，當電壓穩定時測量電壓，這個電壓稱為載荷電壓。載荷電壓至少應高出參考電壓0.5V。4.發電機電壓測試起動發動機，并在怠速狀態下運行，用數字萬用表測量蓄電池兩端的電壓。4）輸出直流電壓的測試電壓讀數應在13—15V之間（具體視調節器的設定值而定，如GM公司為14.7±0.5V)。當發電機的轉速升高時，發電機輸出的直流電壓基本保持不變。5、充電系統電壓降的測試①起動發動機，并使其在2000rpm的轉速下運轉；②打開大前燈，給發電機加上一定的負載；電壓降的測試，主要用來判斷發電機與蓄電池之間的連線是否良好。準備工作測量發電機的輸出端與蓄電池的正極端之間的電壓降，正常電壓值為≤0.4V。檢測方法如果超過0.4V，說明導線連接點的電阻大。測量發電機的外殼與蓄電池的負極端之間的電壓降，正常電壓值為≤0.3V。檢測方法如果超過0.