汽车交流发电机中性点的应用与拓展

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1、20汽车维修2010.4汽 车 交 流 发 电 机中 性 点 的 应 用 与 拓 展山 东/刘 春 晖王云图1交流发电机三相绕组的连接方法图2带有中性点接线柱的交流发电机高手点拨AUTOMOBILE MAINTENANCE在现代车用交流发电机中， 根据三相定子绕组的连接方式不同， 可以分为星形 （Y 形） 接法和三角形（形 ） 接法两种。 把三相绕组的尾端连接在一起引出， 同时把首端分别引出，这种连接方式称为星形接法， 如图 1 a ） 所示； 把三相绕组的首尾依次相连， 然后把交点分别引出， 这种连接方式称为三角形接法， 如图 1 b ） 所示。在交流发电机相电压相同的情况下 （相同转速时

2、） ， 星形接法比三角形接法具有较高的输出电压； 而当输出线电压相同时， 三角形接法的输出电流较大。因此， 采用星形接法的交流发电机在发动机转速较低（如怠速） 时便可向蓄电池充电； 而采用三角形接法的交流发电机则需较高的发动机转速才能向蓄电池充电 （指在与星形接法具有相同的传动比时） 。所以， 大多数车用交流发电机 （中小功率） 都采用星形接法， 只在少数大功率交流发电机上才采用三角形接法。当交流发电机三相定子绕组采用星形接法时， 三相绕组 3 个末端的公共接点就称为三相绕组的中性点（记作 N1或 Pn ） 。中性点对发电机的搭铁端是有电压的，称为中性点电压， 它是 3 个负极二极管整流后得到

3、的直流电压， 如图 2 所示 （注： 中性点的直流电压为 3 个负极二极管对三相定子绕组半波整流后得到的直流电压的平均值， 它等于三相定子绕组通过 6 个整流管全波整流后的电压的一半 ） ，该点的平均电压等于交流发电机直流输出电压的一半， 即： UN1/2UB（UN为中性点电压， UB为发电机直流输出电压 ） 。因此， 有的发电机用导线将其引出 （其在发电机上的接线柱标为 P 或N ） ，通常用来控制各种用途的继电器， 如磁场继电器、 充电指示灯继电器、 起动继电器等。一、直流成分的应用1中性点控制的充电指示灯继电器电路图 3 所示为拉达轿车的充电指示灯电路，它是用充电指示灯继电器控制充电指示

4、灯的典型电路。充电指示灯继电器磁化线圈的一端接交流发电机的中性点，另 一 端 搭铁，其常闭触点与充电指 示 灯 串联。接通点火开关后，若不起动发动机，发电机不运转， 中性点电压为 0， 充电指示灯继电器不动作， 其常闭触点保持闭合状态， 电流分为两路：蓄电池正极点火开关充电指示灯充电指示灯继电器常闭a）星形接法b）三角形接法1-电压调节器2-点火开关3-充电指示灯4-充电指示灯继电器图3中性点控制的充电指示灯继电器电路UAULUBULUCUL=3姨UUL=UAC BxByzIL=3姨IAC磁场F中性点NUN电枢+UL-BN234LENE1+ FFEA21汽车维修2010.4图7夏利轿车充电系统

5、电路图4交流发电机P点的位置图5天津大发汽车充电系统电路图6天津大发汽车充电系统电路改装高手点拨AUTOMOBILE MAINTENANCE触点搭铁蓄电池负极， 电流形成回路， 充电指示灯点亮， 表示发电机没有运转发电， 指示灯线路正常。蓄电池正极点火开关调节器（ “” F ） 电刷励磁绕组电刷搭铁蓄电池负极， 给励磁绕组提供激磁，为发电机发电做好准备。起动发动机后，发电机开始运转，随着发电机输出电压的升高， 当发电机输出电压超过蓄电池电压时，中性点输出电压使充电指示灯继电器动作， 充电指示灯继电器的常闭触点被吸开，切断充电指示灯回路， 充电指示灯熄灭，表示发电机正常发电， 并向蓄电池充电。若

6、发电机不发电或其输出电压低于蓄电池电压，发电机中性点输出电压为 0或低于充电指示灯继电器的动作电压，继电器的常闭触点仍闭合， 充电指示灯点亮，指示蓄电 池 未 充电。注 意 ：一般充电指示灯继电器的设计动作电 压 为 6 7V， 释放电压在 6V 以下，该继电器 不 能 用12V 或 24V普通车用继电器代替。在实际使用中， 为了减少发电机与充电指示灯继电器、 调节器等部件的连接导线， 减少由于接线错误等造成的故障， 通常都将充电指示灯继电器与电磁振动式调节器组合为一体，封装在一个壳体内， 即形成具有电压调节和充电指示灯控制双重功能的组合继电器或双联调节器，如国产JFT126 型双联调节器，

7、丰田、 日产车型早期使用的双联振动式调节器等。随着电子技术的发展， 此类组合继电器已完全实现电子模块化控制，如新型微型汽车五菱之光、 长安之星等。 解放 CA1092 型、 东风 EQ1092 型载货车采用的 JD136 型起动复合继电器中的保护继电器即可起充电指示灯继电器的作用， 在此不再赘述。值得说明的是， 上述复合继电器中的充电指示灯继电器都可以单独使用，只要继电器的标称电压合适，可在找不到匹配件的情况下选用。2中性点的应用拓展从三相绕组 （包括星形连接和三角形连接 ） 中任意一端引出一点均可以称作 P 点， 各端引出点可以分别称作 P1、 P2、 P3。从星形接法的中性点引出的一点也是

8、三相绕组的一端， 也可以叫做 P 点， 记作 Pn。如图 4 所示，它们都是通过 3 个负极二极管整流后得到的直流电压， 其直流平均电压值与发电机输出电压同步变化， 且为发电机输出电压的一半。 据此可作如下应用：1）天津大发汽车交流发电机充电指示灯控制电路a）星形接法b）三角形接法图8夏利轿车用集成电路调节器PnB+P1 P2P3EB+P1 P2P3FFCD4 R5R1BLSWD5BD2D1C1R2 A+R3R4C2V1 R6V2R7e V3 cbFFCD4 R5R1BLSWD5+D2D1C1 R2 A+R3R4C2V1 R6V2R7e V3 cb+EEPV2CFDV1LLIG蓄 电 池BB蓄

9、 电 池 指 示 灯负 载IGSWE单片 集成 电路IC调节器PFBIGLD3D322汽车维修2010.4高手点拨AUTOMOBILE MAINTENANCE图 5 为天津大发汽车充电指示灯控制电路， 这种充电指示灯的工作情况与常规相比有所区别， 即在点火开关闭合后充电指示灯不亮， 在发动机正常工作时充电指示灯点亮。 充电指示灯的电压为 67V，指示灯的颜色为绿色， 当发电机不发电、 灯泡烧坏或指示灯线路有故障时， 指示灯一直不亮， 表示充电系统有故障， 应予以维修。如果将接线改为如图 6 所示， 情况是一样的， 不过此时充电指示灯的电流是经过 3 个正极二极管整流后得到的， 读者可自行分析。

10、2）天津夏利系列轿车的充电系统天津一汽引进日本丰田技术生产的夏利 TJ7100、 TJ7100U 微型轿车， 采用 JFT1542 型整体式外搭铁 8管交流发电机，其额定电压为 14V，额定电流为 45A。 配用的调节器采用发电机电压检测法， 如图 7 所示。调节器有一个单片集成电路。调节器有6 个接线端子 （如图 8所示） ，其中 F、 P、 E 端子用螺钉直接与发电机连接， F 端子控制激磁绕组搭铁； P 端子接发电机定子绕组的某一相，该点电压为交流发电机直流输出电压的一半，用于检测交流发电机定子绕组的电压，作为充电指示灯的控制信号； E 端子与发电机壳体连接，保证调节器可靠搭铁； B 端

11、子用螺母固定在发电机的 B 接线柱 （输出） 上， 为调节器提供检测电压； IG 和 L 端子是发电机接线柱， IG 端子经点火开关接蓄电池， 用于检测蓄电池和发电机电压，从而控制三极管 V2的导通与截止，L 端子接充电指示灯，用于控制充电指示灯。该调节器的工作过程如下：接通点火开关， 发电机未转动时， 蓄电池电压经点火开关加到整体式交流发电机的 IG 端子和调节器的IG 端子， 集成电路检测出这个电压，使 V2导通， 于是磁场电路接通， 磁场电流路径为： 蓄电池正极发电机 B接线柱电刷磁场绕组电刷调节器 F 端子V2（ce 极 ） 调节器 E 端子搭铁蓄电池负极。此时，交流发电机因未运转不发

12、电， 故P 端的电压为 0，集成电路检测出该电压， 使 V1导通， 于是充电指示灯点亮， 指示蓄电池放电。充电指示灯电路为： 蓄电池正极点火开关充电指示灯L 端子V1（ce 极） E端子搭铁蓄电池负极。当发电机转速升高， 电压超过蓄电池电压时， P 端的电压信号（电枢 B 输出电压的一半 ） 使集成电路控制调节器三极管 V1截止，充电指示灯熄灭， 指示发电机开始向蓄电池充电， 并向用电设备供电。当发电机电压升高， 超过调节电压值上限 （调压范围为 13.514.5V时， 上限为 14.5V， 下限为 13.5V ） 时，B 端子的电压信号使集成电路控制V2截止， 切断磁场电流， 发电机的输出电

13、压下降。 当发电机电压下降到低于调节电压下限值时， 集成电路控制V2导通， 磁场电流又接通， 发电机输出电压又升高。该过程反复进行， 使B 端子的电压稳定于调节电压值。当磁场电路断路使发电机不发电时， P 端的电压为 0， 集成电路检测出该电压信号后， 控制 V1导通， 使充电指示灯点亮， 告知驾驶员充电系统出现故障。在发电机运行中， 当发电机输出端子 B 与蓄电池正极的连线断开时， 集成电路仍能检测出发电机 B 端的电压， 使调节器正常工作， 以防止发电机电压过高的现象发生。目前， 多数丰田系列汽车和夏利系列轿车的充电系统均采用蓄电池电压检测法， 即在现有集成电路调节器的基础上， 增加 1 根从蓄电池到发电机集成电路调节器间的电压检测线 S （R ） ， 此线为线径较粗的常火线，用以更精确地检测蓄电池的充电电压。在图 7 中， 充电指示灯的控制是由 P 点通过集成电路来实现的， 类似的还有北京切诺基吉普车，它采用Delco 公司的整体式交流发电机， 在此不再赘述。（未完待续）“忒仁义” 北京/张志刚忒