汽车电器设备与维修发电机

汽车电器设备与维修第二节发电机电源系统——发电机了解交流发电机的功用、分类；掌握发电机的结构、工作原理及检测维修方法；掌握汽车充电系的组成、电路及检测维修方法；了解调节器的工作原理；掌握调节器的检测方法学习目标电源系统——发电机发电机是在发动机的驱动下，将机械能转变为电能的装置。一、发电机的作用电源系统——发电机1.发动机怠速运转时，发电机输出电压应不低于蓄电池的端电压并具有一定的带载能力；2.在发动机中高速运转时，发电机应能满足大多数用电设备同时用电的要求；3.在发电机的负载和发动机的转速在正常范围内变化时，保持发电机输出电压既不低于蓄电池电压，又不高于用电设备的允许电压；4.在发电机电枢电压低于蓄电池电压时，防止蓄电池通过发电机电枢放电。二、对发电机基本要求电源系统——发电机汽车用发电机可分为直流发电机和交流发电机，由于交流发电机在许多方面优于直流发电机，直流发电机已被淘汰，目前所有汽车均采用交流发电机，交流发电机按照不同的分类方法分为以下几类：三、发电机的分类普通交流发电机永磁交流发电机无刷交流发电机带泵交流发电机整体式交流发电机电源系统——发电机按总体结构分电源系统——发电机电源系统——发电机整流器结构分•六管交流发电机•八管交流发电机•九管交流发电机•十一管交流发电机电源系统——发电机内搭铁型交流发电机外搭铁型交流发电机整流器结构分电源系统——发电机四、交流发电机的型号根据中华人民共和国汽车行业标准QC/T73-93《汽车电器设备产品型号编制方法》的规定，汽车交流发电机型号组成如下：15432电源系统——发电机1.产品代号产品代号用中文字母表示，例：JF——普通交流发电机JFZ——整体式（调节器内置）交流发电机JFB——带泵的交流发电机JFW——无刷交流发电机电源系统——发电机2.电压等级代号电压等级代号用一位阿拉伯数字表示，1表示12V系统2表示24V系统6表示6V系统电源系统——发电机3.电流等级代号电流等级代号用一位阿拉伯数字表示123456789电流/A≤19≥20~29≥30~39≥40~49≥50~59≥60~69≥70~79≥80~89≥90电源系统——发电机4.设计序号按产品的先后顺序，用1、2位阿拉伯数字表示5.变型代号交流发电机是以调整臂的位置作为变形代号。从驱动端看，Y——调整臂在右边；Z——调整臂在左边；调整臂在中间时不加标记。电源系统——发电机五、交流发电机的构造交流发电机一般由转子、定子、整流器、前后端盖、电刷和电刷架，以及带轮、风扇等部分组成。电源系统——发电机转子的功用是产生旋转磁场。转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成，见图。1、转子电源系统——发电机与电刷相连，作为导出导入电流的滑动接触体形成磁极磁路中只起磁力线传输产生磁场的电源系统——发电机2、定子作用：产生三相交变电动势组成：定子铁心和定子绕组三相绕组的必须按一定要求绕制,才能使之获得频率相同、幅值相等、相位互差120°的三相电动势。电源系统——发电机1.每个线圈的两个有效边之间的距离应和一个磁极占据的空间距离相等。2.每相绕组相邻线圈始边之间的距离应和一对磁极占据的距离相等或成倍数。3.三相绕组的始边应相互间隔2π+120o电角度（一对磁极占有的空间为360o电角度）绕组要求电源系统——发电机星形连接三角形连接电源系统——发电机整流器交流发电机整流器的作用是将定子绕组的三相交流电变为直流电6管交流发电机的整流器是由6只硅整流二极管组成三相全波桥式整流电路6只整流管分别压装（或焊装）在两块板上。1.普通二极管基础知识二极管分类划分方法及种类解说按功能划分普通二极管常见的二极管整流二极管专门用于整流的二极管发光二极管专用于指示信号的二极管,能发出可见光稳压二极管专门用于稳压的二极管光敏二极管对光有敏感作用的二极管二极管外形特征：1）二极管共有两个引脚,两个引脚轴向伸出；2）二极管的体积不大,比一般电阻要小些；3）部分二极管的外壳上标有二极管电路符号.正极，电流从正极流向负极此三角形表示电流方向电流方向负极•二极管外形特征和电路符号二极管电路符号识图信息二极管只有两个引脚:电路符号中已表示出了这两个引脚；电路符号中表示出二极管的正负极性:三角形底边这端为正极，另一端为负极。二极管电路符号功能不同，电路符号也不同。下表是几种常用二极管的电路符号它的电路符号与普通二极管电路符号不同之处在于负极表示方式不同。稳压二极管符号在普通二极管符号的基础上，用箭头形象的表示了这种二极管能够发光。发光二极管符号比较新旧两种符号的不同之处是，三角形老符号要涂黑，新符号不涂黑.旧电路符号电路符号中表示出两根引脚，通过三角形表示正极、负极引脚.新电路符号解说名称电路符号二极管结构二极管采用两种不同特性的半导体材料制成，一块是P型半导体，另一块是N型半导体，通过特殊工艺使两块半导体连接在一起，在它们的界面处形成了一个PN结，所以二极管的基本结构是PN结，特性也就是PN结特性。二极管的两根引脚分别引出于两个半导体材料，从P型材料上引出正极性引脚，从N型材料上引出负极性引脚。二极管工作原理P型半导体N型半导体＋＋＋＋＋－－－－－N型材料端是负极性引脚P型材料端是正极性引脚耗尽区PN结二极管有导通和截止两种工作状态。而且导通和截止有一定的工作条件。如果给二极管的正极加上高于负极的电压，称为二极管的正向偏置电压，当该电压达到一定数值时二极管导通，导通后二极管相当于一个导体，电阻很小，相当于接通，如图所示。电流从VD1正极流过负极IR1VD1+-二极管正极为正电压，处于正向偏置状态E1二极管导通后，在回路中的电流流向是从正极流向负极，不能从负极流向正极，否则二极管已经损坏。二极管正向导通工作原理IR1VD1二极管导通通路E1二极管导通的条件：正向偏置电压;正向偏置电压大到一定程度，对于硅管而言0.7V二极管导通和截止工作状态判断方法分析二极管工作状态时，应判断二极管是导通还是截止。下表是二极管工作状态识别方法，表中，“＋”表示正极性电压，“－”表示负极性电压。电压极性及状态工作状态正向偏置电压足够大二极管正向导通，两引脚间电阻很小.正向偏置电压不够大二极管不足以正向导通，两引脚间内阻还比较大.反向偏置电压不太大二极管截止，两个引脚之间的内阻很大.反向偏置电压很大二极管反向击穿，两引脚之间内阻很小，二极管无单向导电性，二极管损坏.+-+-如果给二极管正极加的电压低于负极加的电压，称为二极管的反向偏置电压。给二极管加反向偏置电压后，二极管截止，二极管两引脚间电阻很大，相当于开路。如图所示，只要是反向电压二极管就没有电流流动，如果反向电压过大，二极管会击穿，电流从负极流向正极，说明二极管已经损坏。综上所述，给二极管加上一定正向电压二极管处于导通状态，给二极管加上反向电压时，二极管处于截止状态。二极管截止状态工作原理R1VD1+-二极管正极为负电压，反向偏置状态二极管截止，为开路，回路中没有电流R1VD1E1E1•二极管主要参数参数名称符号解说最大整流电流Im是指二极管长时间正常工作下，允许通过二极管的最大正向电流值。反向电流Ico是指二极管加上规定的反向偏置电压情况下，同过二极管的反向电流值。最大反向工作电压Urm二极管工作时承受最大的反向电压值，它约等于反向击穿电压的一半。最高工作频率Fm二极管保持良好的工作特性的最高频率。常见二极管外形常见二极管外形普通二极管检波二极管桥整二极管开关二极管快速整流二极管常见二极管外形发光二极管金封二极管金封可控硅稳压二极管•二极管正负引脚表示方法电路符号极性标注正极负极外壳上标出电路符号色点标注正极负极常见的标注形式负极引脚正极引脚银色环表示负极引脚外形特征识别二极管极性方法正极负极2.二极管故障处理方法•二极管故障种类和特征故障名称故障特征开路二极管正、负极之间已经断开，正向和反向电阻均为无穷大。二极管开路后，它的负极没有电压输出。击穿二极管正负极间已经通路，正反向电阻一样大。二极管击穿后，不一定表现为正负极间电阻为零，会有一些电阻值。负极没有正常信号电压输出，会出现电路过流故障。正向电阻变大二极管正向电阻太大，信号在二极管上压降增大，造成负极输出信号电压下降，二极管会因为发热而损坏。性能变劣二极管没有开路和击穿等明显故障，但性能变劣不能很好的地起作用，使电路稳定性变差，或造成输出信号电压下降。•二极管的四种检测方法1.脱开电路正向检测法：用万用表的R×10Ω档，黑表笔接二极管的正极，红表笔接二极管的负极，此时表针应向右偏转一个很大的角度，所指示阻值较小。此时阻值越小越好。Ω∞0R×10Ω挡测量正向电阻解说几十到几KΩ说明二极管正向电阻正常。正向电阻为零或远小于几欧姆说明二极管已经击穿。几百KΩ正向电阻很大，说明二极管已经开路。几十KΩ二极管正向电阻较大，正向特性不好。测量时表针不稳定测量时表针不能稳定在某一阻值上，二极管稳定性能差。2.脱开电路反向检测法：用万用表的R×10K档，黑表笔接二极管的极负，红表笔接二极管的正极，此时表针应向右偏转一个很小的角度，所指示阻值较大。此时阻值越大越好。Ω∞0R×10K挡测量反向电阻解说数百KΩ说明二极管反向电阻正常。反向电阻为零说明二极管已经击穿。远小于几百KΩ二极管反向电阻小，反向特性不好。表针不动稳压管已开路；开关和整流管正常。测量时表针不稳定二极管稳定性能变差。3.断电在路检测法：该方法与测量阻值判断方法、二极管脱开电路检测方法基本相似。（1）测量正向电阻受外电路的影响低于测量反向电阻受外电路的影响。（2）当测量结果受到怀疑时，应脱开电路后测量。4.通电在路检测法：通电情况下测量二极管的导通管压降。电路通电后，万用表直流电压2.5V挡，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极。测试结果解说如表：类型、管压降解说硅二极管0.6V说明二极管工作正常，处于正向导通状态远大于0.6V二极管没有导通，如果导通则二极管有故障接近0V二极管处于击穿状态，无单向导电性，所在回路的电流会剧增。锗二极管0.2V二极管工作正常，并且处于正向导通状态远大于0.2V说明二极管处于截止或二极管有故障。接近0V二极管处于击穿状态，无单向导电性，所在回路的电流会剧增。•二极管测试过程中注意事项：1）不同材料的二极管的正向电阻大小和反向电阻大小不同，目前常用硅二极管的正向和反向电阻均大于锗管。2）同一个二极管用同一个万用表的不同量程测量正、反向电阻值不同，同一个二极管用不同型号的万用表测量的正反向电阻值也是不同的。3）测量二极管正向电阻时，如果表针不能稳定停在某一个阻值上，而是不断的摆动，说明二极管热稳定性不好。4）使用数字式万用表时，表中有专用的PN结测量挡，此时可以用这一功能挡去测量，但二极管必须脱离电路。5）测量二极管的方法可以在具体情况下灵活选用。修理过程中，先用在路检测法，或通路检测法，对已经拆下的或新替换的用脱开检测法。•二极管的选配和更换方法二极管选配方法：二极管损坏后要尽量下选用相同型号的二极管进行代换。若无同型号可先查晶体管手册，或根据二极管在电路中的作用以及参数要求，选用参数相近或大于原型号的二极管代用。用途不同的二极管不宜相互代用，硅二极管和锗二极管之间也不能相互代用。整流管主要考虑最大电流、最高反向工作电压和频率等参数。当代用的二极管接入电路再度损坏或工作性能不好时，除考虑代用型号是否正确外，还要考虑二极管所在电路是否存在其他故障。二极管更换方法：拆下原二极管时，应认清二极管极性，焊上新二极管时要认清引脚极性，正、负引脚不能反接。原二极管为开路故障时，可以直接用一个新二极管并联上去。怀疑原二极管击穿或性能不良时，一定要先将原二极管拆下再将新二极管接上去。3.二极管重要特性解说•单向导电性单向导电性的定义：流过二极管的电流只能从正极流向负极，不能从负极流向正极，称为二极管的正向导电性。单向导电性对识图的意义：二极管电路符号中的三角形形象的表示了电流的流动方向。利用这一电路符号的提示作用，在电路分析时可以方便的知道电流在电路中的流动方向。分析直流电路中二极管工作原理