第二章交流发电机及电压调节器汽车使用的电源有蓄电池和发电机两种*现代汽车采用交流发电机作为主要电源，蓄 电池作为辅助电源在汽车行驶过程中，由发电机向用电设备提供电源，并向蓄电池充 电蓄电池在汽车起动时提供起动电流，当发电机发出电量不足时，可以协同发电机供 电与宜流发电机相比，具有如下几个特点：K体积小，质量轻2、 在发动机低速运转时•仍能进行充电3、 故障少，使用寿命长.保修简便4、 调节器结构简单5、 很少产生干扰波第一节 交流发电机的构造r爪极：鸟嘴形：产生近似与正弦波的交流电动势"转子J励磁绕组：有电流通过，产生磁场I滑环i轴r三相绕组：产生相位相差120度，大小相等的三相交流电动势定刊 连接由三角连接和星形连接两种以星形连接为主\ I铁心：由硅钢片叠压而成整流器：将三相绕组产生的的交流电变为直流主要元件：二极管 主要利用了二级管的单向导电性'前后端盖：由非导磁材料铝合金制成特点：漏磁少，质量轻，散热性能好第二节 交流发电机的工作原理1、 发电原理：在汽车用交流发电机中，由于转子磁极是鸟嘴形，其磁场的分布近似于正弦规律，所以交流电动势也近似于正弦波形，相位差互为120度2、 整流原理：：硅二极管具有单向导电性。
在某一瞬间，正极二极管上那一项的电压最髙，那一项的正极管子就获得正向电 压而导通匚负极管上那一项的电压最低，那一项的负极管子就获得正向电压而导通实际上，在汽车交流发电机中选用的二极管，其允许的反向电压要髙得多，可以承 受电路中各种瞬时过电压对二极管的冲击三、励磁方法汽车用交流发电机最常用的是九管的交流发电机，也就是具有九个硅二极管的发电 机其中六个硅二极管组成整流器，利用二极管的单向导电性将交流发电机产生的交流电 压转变成直流电压，另外三个二极管提供通过发电机中的励磁绕阻的电流.称为励磁二极管九管交流发电机不仅可以控制充电指示灯指示蓄电池的充电情况，指示充电系统是否 发生故障，还可以在停车时，提醒驾驶员断开点火开关点火开关充m捋示灯幣体式交流发电机图10・1 9管交流发电机的原理图故啟故由于二极管有0.6v的门坎电压，所以汽车用交流发电机只有在发电机在较髙转速的时 候才能自己发电，称为自励过程当发电机的转速较低时，由蓄电池供给电流，称为他励 过程因此，交流发电机发电，要先经过他励过程，再经过自励过程工作原理如下：当开关闭合后，首先由蓄电池提供电流电路为：蓄电池正极一充电指示灯一调节器触点一励磁绕阻Ri—搭铁一蓄电池负极。
此时， 充电指示灯由于有电流通过，所以灯会亮但发动机起动后，随着发电机转速提髙，发电机的端电压也不断升高，°当发电机的 输出电压与蓄电池电压相等时，发电机端和“D”端的电位相等，此时，充电指示 灯由于两端电位差为零而熄灭指示发电机已经正常工作，励磁电流由发电机自己供给 发电机中三相绕阻所产生的三相交流电动势经六只二极管整流后，输出直流电，向负载供 电，并向蓄电池充电当发d机髙速运穆、充电系统发生故障而导致发电机不发电时，“D”端无电压输 出，所以充电指示灯由于两端电位差增大而发亮，警告驾驶员及时排除故障九管交流发 电机在停车后，蓄电池向充电指示灯继续提供电流，则充电指示灯会一直亮，提醒驾驶员 断开点火开关第三节 交流发电机的工作特性汽车交流发电机的工作特点是转速变化范用大，因此，必须了解其输岀电流.端电 压与转速变化之间的关系，即交流发电机的工作特性交流发电机的外特性自励/rz(r- min '>交流发电机的空载特性和外特性一、 输出特性：发电机的端电压不变，输出电流于发电机转速之间的关系 发电机转速甚低时，其端电压低于额左电压，此时发电机不向外供电；当发电机空载时，电压达到额泄电压值的转速山，称为空载转速。
弐发电机达到额怎功率时的转速 成为满载转速n2o说明：①只有当发电机转速髙于m时才可能向外供电m是选左发电机传动比的主要依 据② 满载转速是判断发电机技术性能的重要指标③ 当转速达到一泄值时，其输出电流不在随转速升高而升髙，因此具有限流的作 用O二、 空载特性：发电机空载时，其端电压与转速之间的关系 说明：空载特性是判断发电机充电性能是否良好的重要依据三、 外特性：转速一定时,发电机的端电压与输岀电流之间的关系当发电机在高速运转时，如果因外电路开路而突然失去负载，则其端电压将急剧升 高，这对发电机和晶体管调节器内的电子元件都是有害的第四节 交流发电机电子调节器汽车在行驶过程中，由于发动机的转速随时都在变化，交流发电机的转速也之变化， 因此发电机输岀电压必然随转速变化而变化匚交流发电机电压调节器把交流发电机的电压 控制在一泄的规左范【羽内，当发电机转速发生变化时，自动调i'j发电机输出电圧并使电压 保持恒左,防止输岀电压过高而损坏用电设备和避免蓄电池过量充电E交ifi发电机电子调节鑿亠T I丄十«堪池图10-2外搭铁型电子电压调节器的基本电路（一）调节器基本电路外搭铁型电子调右器的基本电路如图1・2所示，有信号监测电路、信号放大与控制电 路、功率放大电路和保护电路四部分组成。
电阻&和心稳压管VS构成信号监测电路，电阻出、心串联在交流发电机输岀端子 和搭铁端子“E”之间,构成分压器，直接监测发电机输出电压U的变化上的分 压：由此可见，发电机电压U升高时，分压电阻Ri上的分压值Uri升髙，反之，当发电机 电压u F降时，分压值Uri下降稳压二极管VS—端连接三极管V「的基极，另一端接在分压电阻R|、心之间，VS 与三极管V「的发射极串联后再与分压电阻R】并联，从而监测发电机电压的变化，并控制 三极管VTi的导通与截止三极管VT】和电阻构成信号放大与控制电路•其作用是将电压监测电路输入的信号进 行放大处理后，控制功率三极管VT?导通与截止电阻既是三极管VTi的负载电阻，又是 功率三极管VT?的偏流电阻三极管VT］为小功率三极管，接在大功率三极管VT?的前一 级，起功率放大作用，也称为前级放大电路•功率三极管V6通常采用达林顿三极管构成功率放大电路，V6为型大功率三极管， 串联在励磁绕组与搭铁端之间，这是外搭铁型调右器的显著特点励磁绕组的电阻是VT? 的负载电阻V1Y导通时，励磁电路接通，有励磁电流；VT』截止时，励磁电流被切断 因此，通过控制三极管的导通与截止，就可以改变励磁电流使发电机输岀电压稳圧。
续流二极管VD构成保护电路，苴功用是防止励磁绕组产生的自感电动势击穿三极管 而造成损坏二）电子电压调节器工作原理电子电压调右器利用三极管的开关特性，将大功率三极管作为一只开关串联在发电机 的励磁电路中，根据发电机输出电压的髙低，控制三极管导通与截止来调右发电机的励磁 电流，使发电机输出电压稳世在一左范用内发电机电子电压调肖器工作过程如下：1. 接通点火开关SW,发电机电压U低于蓄电池电压时，蓄电池电压经过点火开关 SW加在分压电阻Ri.心两端由于发电机电压低于凋廿电压上限值，稳压管VS处于截 止状态，VTi基极无电流流过，也处于截止状态此时，蓄电池经点火开关.电阻向三极 管VT?提供基极电流，VT?导通并接通励磁电流，其电路为：蓄电池正极一电流表一点火开关一熔断器一发电机端子一发电机磁场绕组一发电机磁 场端子一调节器磁场端子一三极管一调节器搭铁端子一发电机搭铁端子一发电机负极 管一蓄电池负极此时，随着发电机转动，其电压也将随之上升2. 当发电机电压上升到髙于蓄电池电压但还低于调廿电压上限5时，发电机处于自 励状态励磁电流由发电机自己提供）当发电机电压高于蓄电池电压但还低于调节电压上限时5时，VS与VTi仍截止， VT2保持导通。
此时励磁电路为：发电机左子绕组一正极管一发电机输出端子"B" 一点火开关SW-熔断器F3- 发电机端子“F/ —发电机励磁绕组R卜一发电机端子“F「一调节器磁场端子“F” -三极管VT2 -凋节器搭铁端子“E” 一发电机搭铁端子“E” 一发电机负极管一 发电机定子绕组3・当发电机电压随转速升髙到调节电压上限时VS, VTi导通，VT?截止，励磁 电流切断，发电机电压降低当发电机电压升高到调节电压上限5时，此时VS导通，它的发射极几乎被短路，流过 电阻R3的电流经VTi集电极和发射极构成回路，VT?因无基极电流而截止，励磁电流被切 断，磁通迅速减小，发电机电压迅速下降4〉当发电机电压降低到调节电压下限5时，VS截止，VT】随之截止，VT|集电极 电位升髙，发电机又经心向VT2提供基极电流，使VT?导通，励磁电流接通，发电机电压 又重新升高当发电机电压再次升髙到调节电压上限5时，调右器重复(3) , (4)工作过程，将发电机电压控制在某一平均值不变当由VT?导通转为截止的瞬间，励磁绕组产生的自感电动势经二极管VD构成放电回 路，防止三极管VT?击穿损坏由于放电电流流经VD,所以VD称为续流二极管。