发电机与调节器PPT课件

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1、第二章第二章 发电机与调节器发电机与调节器继电器点火开关点火开关第二章第二章 发电机与调节器发电机与调节器学习目标学习目标q了解交流发电机的功用。了解交流发电机的功用。q掌握交流发电机的结构、工作原理。掌握交流发电机的结构、工作原理。 q了解调节器的工作原理。了解调节器的工作原理。q掌握交流发电机的使用、检测与维修方法。掌握交流发电机的使用、检测与维修方法。交流发电机工作原理交流发电机工作原理发电原理整流原理交流发电机的励磁电压调节器电压调节器电压调节器的功用电压调节器的分类电压调节器的调压原理电子调节器的工作原理发电机发电机将机械能转变成电能的装置，由发动将机械能转变成电能的装置，由发动机驱

2、动。机驱动。作用作用： 发动机在怠速以上运转时给用电设备（发动机在怠速以上运转时给用电设备（起起动机除外动机除外）供电；）供电； 给蓄电池充电。给蓄电池充电。发电机分类：直流发电机和交流发电机。发电机分类：直流发电机和交流发电机。 三相交流发电机内部带有二极管整流电路，三相交流发电机内部带有二极管整流电路，将交流电整流为直流电输出。将交流电整流为直流电输出。 交流发电机必须配装电压调节器，使发电机交流发电机必须配装电压调节器，使发电机的输出电压保持基本恒定。的输出电压保持基本恒定。交流发电机分类：有刷式和无刷式。交流发电机分类：有刷式和无刷式。按磁场绕组按磁场绕组搭铁方式搭铁方式分：分：内内搭

3、铁式和搭铁式和外外搭铁式。搭铁式。第一节第一节 交流发电机的构造与型号交流发电机的构造与型号内搭铁内搭铁：磁场绕组一端通过发电机端：磁场绕组一端通过发电机端外壳直接搭外壳直接搭铁铁，绝缘接调节器，绝缘接调节器F接线柱。接线柱。外搭铁外搭铁：磁场绕组两端：磁场绕组两端都绝缘都绝缘，一端接电源，一端接电源B接接线柱，另一端接调节器线柱，另一端接调节器F接线柱间接搭铁。接线柱间接搭铁。后端盖后端盖带轮带轮风扇风扇前端盖前端盖定子定子转子转子整流器整流器二极管二极管电刷弹簧压盖电刷弹簧压盖电刷电刷电电刷刷架架交流发电机的交流发电机的组成组成： 转子转子 端盖及电刷组件端盖及电刷组件 定子定子 带轮及风

4、扇带轮及风扇 整流器整流器一、转子一、转子作用：作用：产生旋转磁场。产生旋转磁场。组成：磁极、组成：磁极、磁轭、磁轭、磁场绕组、滑环和轴等。磁场绕组、滑环和轴等。 转子轴上压装着两块爪极，爪极空腔内装磁转子轴上压装着两块爪极，爪极空腔内装磁场绕组场绕组 （转子线圈）和磁轭。（转子线圈）和磁轭。集电环由两个彼此绝缘的铜环组成，分别与集电环由两个彼此绝缘的铜环组成，分别与磁场绕组的两端相连，集电环与轴绝缘。磁场绕组的两端相连，集电环与轴绝缘。 当通过电刷给两集电环通入直流电时，电流当通过电刷给两集电环通入直流电时，电流通过磁场绕组，产生轴向磁通，使一块爪极被磁通过磁场绕组，产生轴向磁通，使一块爪极

5、被磁化为化为N极，另一块被磁化为极，另一块被磁化为S极，形成六对相互极，形成六对相互交错的磁极。转子转动，就形成了旋转磁场。交错的磁极。转子转动，就形成了旋转磁场。 盖固定在一起，当盖固定在一起，当转子在其内部转动转子在其内部转动时，时，引起定子绕组引起定子绕组磁通量磁通量变化变化，定子，定子绕组产生交变的感绕组产生交变的感应电动势。应电动势。 定子绕组接法：定子绕组接法： 星形接法星形接法 三角形接法三角形接法（大功（大功率）。率）。二、定子（电枢）二、定子（电枢） 作用：作用：产生交流电动势产生交流电动势。组成：定子铁芯和电枢绕组。组成：定子铁芯和电枢绕组。 定子安装在转子的外面，和发电机

6、的前后端定子安装在转子的外面，和发电机的前后端 三相绕组必须按一定要求绕制，才能获得频率相三相绕组必须按一定要求绕制，才能获得频率相同、幅值相等、相位差同、幅值相等、相位差120的三相电动势。的三相电动势。 定子铁心由内圈带槽的定子铁心由内圈带槽的硅钢片硅钢片（0.51mm）叠叠成，定子绕组的导线嵌放在铁心的槽中。成，定子绕组的导线嵌放在铁心的槽中。 星形接法星形接法：末端：末端x、y、z联在一起，首端联在一起，首端A、B、C引引出，分别与硅二极管相接。出，分别与硅二极管相接。三角形接法三角形接法：每相绕组首尾相连、从三个联接点引出：每相绕组首尾相连、从三个联接点引出三根导线分别与硅二极管相接

7、。三根导线分别与硅二极管相接。定子铁芯槽内嵌入三相对称绕组。三相绕组的接定子铁芯槽内嵌入三相对称绕组。三相绕组的接法有星形、三角形两种方式。法有星形、三角形两种方式。节距：每个线圈两个有效边之间的定子槽数。节距：每个线圈两个有效边之间的定子槽数。极距：相邻两异性磁极中心线之间的定子槽数。极距：相邻两异性磁极中心线之间的定子槽数。 三相绕组的结构应符合如下要求：三相绕组的结构应符合如下要求： 1)每相绕组串联的线圈个数等于磁极对数。每相绕组串联的线圈个数等于磁极对数。 2)每个线圈的节距应与极距相等。每个线圈的节距应与极距相等。 3) 三个首端相隔三个首端相隔120+360n电角度。电角度。 例

8、如：例如：JFl32型交流发电机，磁极对数为型交流发电机，磁极对数为6，所以，所以每相绕组均由每相绕组均由6个节距和匝数完全相等的线圈串个节距和匝数完全相等的线圈串联而成。每个线圈有两个有效边，三相共有联而成。每个线圈有两个有效边，三相共有36个个有效边，所以定子铁芯的总槽数为有效边，所以定子铁芯的总槽数为36。线圈的节距极距定子铁芯总槽数磁极线圈的节距极距定子铁芯总槽数磁极个个数数36123。三相绕组的首端分别相隔。三相绕组的首端分别相隔120电电角度，即两个槽距。每相绕组首端相距角度，即两个槽距。每相绕组首端相距23n即即A、B、C三相绕组的首端分别放置在三相绕组的首端分别放置在1、9、1

9、7槽槽内，而每相对绕组应末端内，而每相对绕组应末端X、Y、Z相应放在相应放在34、6、14槽内。槽内。三、整流器整流器作用：将电枢绕组产生的三相交流电整流后变作用：将电枢绕组产生的三相交流电整流后变为直流向外输出。为直流向外输出。 组成：由六只专用的二极管压装在不同的两个元组成：由六只专用的二极管压装在不同的两个元件板上组成。件板上组成。 正元件板上固定输出接线柱正元件板上固定输出接线柱“B”（“十十”或或“A”或或“电枢电枢” ）。）。 工程机械用硅整流二极管特点工程机械用硅整流二极管特点（1）工作电流大：正向平均电流）工作电流大：正向平均电流50A，浪，浪涌电流涌电流600A；（2）反向电

10、压高：反向重复峰值电压）反向电压高：反向重复峰值电压270V，反向不重复峰值电压，反向不重复峰值电压300V；（3）只有一根引线（板式连接）。引出线）只有一根引线（板式连接）。引出线为正极的管子叫正极管，引出线为负极的管子叫为正极的管子叫正极管，引出线为负极的管子叫负极管。负极管。 二极管类型：二极管类型： 正正极管（极管（引线正极引线正极，电流，电流流入流入正极管正极管，压压装在装在正正元件板上）；元件板上）； 负负极管（极管（引线负极引线负极，电流，电流流出流出负极管，压装负极管，压装在在负负元件板上后后端盖上）。元件板上后后端盖上）。(1)正极正极管：管：引引线为线为正正极，外极，外壳壳

11、为为负负极，管壳底上极，管壳底上有有红红字标记。字标记。 正极管子压装在铝合金制成的正极管子压装在铝合金制成的正元件板正元件板上，上，负元件板固定在后端盖上。负元件板固定在后端盖上。元件板上三个元件板上三个绝缘接线柱固绝缘接线柱固定二极管的引定二极管的引线和电枢绕组线和电枢绕组的引出线。的引出线。(2)负极管：负极管：引线为负极，引线为负极，外壳为正极，外壳为正极，管壳底上有黑管壳底上有黑字标记。字标记。 在正整流板上紧固有输出接线柱在正整流板上紧固有输出接线柱B（发电机（发电机的输出端）。负整流板搭铁，负整流板和壳体直的输出端）。负整流板搭铁，负整流板和壳体直接连接。接连接。四、前、后端盖四

12、、前、后端盖 前、后端盖用来前、后端盖用来固定转子、定子、整流器和固定转子、定子、整流器和电刷组件电刷组件，均用铝合金压铸而成，后端盖上装有，均用铝合金压铸而成，后端盖上装有电刷架。电刷架。 电刷组件由电刷、电刷架和电刷弹簧组成。电刷组件由电刷、电刷架和电刷弹簧组成。 电刷的作用：将磁场电流通过集电环引入磁电刷的作用：将磁场电流通过集电环引入磁场绕组。场绕组。电刷的一根引线连接后端盖上绝缘的电刷的一根引线连接后端盖上绝缘的 “F”或或“磁磁场场”接线柱；另一根直接连接接线柱；另一根直接连接“”或或“搭铁搭铁”接线接线柱。柱。 根据磁场绕组与发电机的连接不同，可分为根据磁场绕组与发电机的连接不同

13、，可分为内搭铁发电机和外搭铁发电机两种。内搭铁发电机和外搭铁发电机两种。内搭铁内搭铁发电机：磁场绕组负电刷直接与发电机壳发电机：磁场绕组负电刷直接与发电机壳体连接；体连接； 磁场标示：磁场标示：F（或（或DF ）；）；E （或（或- -）。）。外搭铁外搭铁发电机：磁场绕组的两只电刷都和发电机发电机：磁场绕组的两只电刷都和发电机 壳体绝缘。壳体绝缘。 磁场接线磁场接线柱标示：柱标示：F1 1（或（或D+D+、L 、B）；）；F2 2（或（或DF、F）。）。内搭铁与外搭铁的内搭铁与外搭铁的区分方法：区分方法： 实物外形上不同实物外形上不同 磁场绕组两个接线桩都磁场绕组两个接线桩都与发电机壳体绝缘是

14、外搭铁；只有一个接线桩绝与发电机壳体绝缘是外搭铁；只有一个接线桩绝缘的是内搭铁；缘的是内搭铁； 原理图上标示不同原理图上标示不同 两个接线柱标示为两个接线柱标示为F1，F2的为外搭铁，两个接线柱的为外搭铁，两个接线柱“”在发电机图在发电机图形点化线外框上的是外搭铁。形点化线外框上的是外搭铁。 激磁电流流经的路径不同激磁电流流经的路径不同 内搭铁：内搭铁：B(或或S、D+、IG)触点触点调节器调节器的的可变电阻或电子调节器的可变电阻或电子调节器的PNP三极管三极管e、c极极调调节器的节器的F(或或DF )接线柱接线柱磁场线圈的磁场线圈的F(或或DF)接线接线柱柱磁场绕组磁场绕组发电机的发电机的E

15、(或或- -)接线柱接线柱三相桥三相桥式式整流整流电路电路发电机发电机B(或或S、D、IG) 外搭铁：外搭铁：B (或或D+、S、+、L) 磁场线圈的磁场线圈的F1 1(或或D+D+、L、B)接线柱接线柱磁场绕组磁场绕组磁场线圈的磁场线圈的F2 2(或或DF、F)接线柱接线柱调节器的调节器的F(或或DF)接线柱接线柱触点调节器的可变电阻或电子调节器的触点调节器的可变电阻或电子调节器的NPP三极三极管管c、e极极调节器的调节器的E(或或-)接线柱接线柱发电机发电机的的E(或或-)接线柱接线柱三相桥式三相桥式整流整流电路电路发电机发电机B(或或L 、D+)注意：注意：内搭铁发电机内搭铁发电机只能只

16、能与内搭铁调节器配合与内搭铁调节器配合使用；使用；外搭铁发电机外搭铁发电机一般与一般与外搭铁配合调节器外搭铁配合调节器使用。使用。 但若将其磁场接线柱但若将其磁场接线柱F1 1（或（或D+D+、L 、B）改为）改为与内搭铁调节器与内搭铁调节器F（或（或DF ）连接，）连接， F2 2（或（或DF、F）与机架或发电机壳体连接后也可与）与机架或发电机壳体连接后也可与内搭铁调内搭铁调节器节器配合使用。配合使用。第二节第二节 交流发电机的工作原理交流发电机的工作原理一、发电原理一、发电原理 转子爪极的磁力线由转子的转子爪极的磁力线由转子的N极出发，穿过极出发，穿过转子与定子之间很小的气隙进入定子铁芯，

17、经过转子与定子之间很小的气隙进入定子铁芯，经过空气隙回到相邻的空气隙回到相邻的S极，通过磁轭构成磁回路，极，通过磁轭构成磁回路，转子在发动机驱动下旋转形成旋转磁场。转子在发动机驱动下旋转形成旋转磁场。 定子上定子上电枢绕组切电枢绕组切割磁力线感割磁力线感应出近似于应出近似于正弦曲线波正弦曲线波形的交流电形的交流电动势。动势。转子磁极呈鸟嘴形，转子磁极呈鸟嘴形， 当转子通电旋转时，当转子通电旋转时， 其磁场其磁场的分布近似正弦规律，又定子的三相绕组对称绕的分布近似正弦规律，又定子的三相绕组对称绕制，则定子三相绕组产生的三相感生电动势也是制，则定子三相绕组产生的三相感生电动势也是对称的。对称的。

18、三相交流发电机的感应电动势瞬时值：三相交流发电机的感应电动势瞬时值：式中式中 Em每相电动势的最大值每相电动势的最大值 E每相电动势的有效值每相电动势的有效值 电角速度电角速度 K- -绕绕组组系系数数( (和和发发电电机机定定子子绕绕组组的的绕绕线线方方式式有关有关 ) ) N- -每相绕组的匝数（单位：匝）每相绕组的匝数（单位：匝） f频率（单位：频率（单位：Hz） - -每极磁通（单位：每极磁通（单位：Wb） Ce- -电机结构常数（电机结构常数（ ） E- -相电动势。相电动势。 n- -发电机转速（单位：发电机转速（单位：r/min) ) 当当交交流流发发电电机机结结构构一一定定时时

19、（结结构构常常数数Ce不不变变），则相电动势，则相电动势E和发电机转速和发电机转速n、磁通磁通成成正比正比。第第二二节节 交交流流发发电电机机的的工工作作原原理理交交流流发发电电机机的的磁磁路路为为： 磁磁轭轭N极极转转子子与与定定子子之之间间的的气气隙隙定定子子定定子子与与转转子子间间的的气气隙隙S极极磁磁轭轭。二、整流原理二、整流原理导导通通原原则则：正正极极管管正正端端电电位位最最高高者者导导通通，负负极极管管负负端端电电位位最低者导通最低者导通；同时导通的二极管总是正、负各一个。同时导通的二极管总是正、负各一个。星型接法：星型接法：每只二极管的平均电流：每只二极管的平均电流：IV=I/

20、3 每只二极管承受的最高反向电压：每只二极管承受的最高反向电压：三角形接法呢？三角形接法呢？ 中性点（中性点（标记为标记为“N”）电压：电压： 中中性性点点电电压压的的瞬瞬时时值值是是一一个个三三次次谐谐波波电电压压, , 平均值为发电机输出电压（平均值）的一半。平均值为发电机输出电压（平均值）的一半。不同转速时中性点电压不同转速时中性点电压9管交流发电机的整流器由管交流发电机的整流器由6只大功率整流二极管只大功率整流二极管和和3只小功率励磁二极管组成。发电机的磁场电只小功率励磁二极管组成。发电机的磁场电流由流由V7、V8、V9和和V2、V4、V6整流后供给。整流后供给。充电指示灯充电指示灯负

21、负载载磁场二极管磁场二极管三、激磁方式三、激磁方式 他激：低速时，发电机电压低于蓄电池充电他激：低速时，发电机电压低于蓄电池充电电压，磁场绕组靠蓄电池励磁；电压，磁场绕组靠蓄电池励磁； 自激：正常运转自激：正常运转（发动机（发动机达到怠速达到怠速）时）时，发，发电机电机输出电压输出电压U达到蓄电池充电电压达到蓄电池充电电压，磁场绕组磁场绕组靠发电机输出电压励磁靠发电机输出电压励磁。图图3.18 11管外搭铁型交流发电机的励磁管外搭铁型交流发电机的励磁四四、电电枢枢反反应应对对电电动动势势的的影影响响电电枢枢反反应应电电枢枢磁磁场场对对磁磁极极磁磁场场的的影影响响。 半个磁极因半个磁极因s与与0

22、方向相反磁极磁通减少，方向相反磁极磁通减少，磁场被削弱；另半个磁极磁场被削弱；另半个磁极s与与0方向相同磁通增方向相同磁通增加，磁场得到加强。而铁磁物质的磁通达到饱和加，磁场得到加强。而铁磁物质的磁通达到饱和时便不再增加，所以磁极上减少的半边磁通大于时便不再增加，所以磁极上减少的半边磁通大于增加的半边磁通，即两磁场的合成磁通比单独的增加的半边磁通，即两磁场的合成磁通比单独的磁极磁通减少了。磁极磁通减少了。 根据根据 ，发电机在转速不变的，发电机在转速不变的情况下，负载电流使感应电动势下降，负载电流情况下，负载电流使感应电动势下降，负载电流越大，电枢反应越强，发电机电动势的下降也越越大，电枢反应

23、越强，发电机电动势的下降也越多。多。第三节第三节 交流发电机的特性交流发电机的特性工作特性工作特性指输出直流电压、电流和转速之间指输出直流电压、电流和转速之间的关系，包括空载特性、输出特性和外特性。的关系，包括空载特性、输出特性和外特性。一、空载特性一、空载特性 发电机空发电机空载时的电压与载时的电压与转速之间的关转速之间的关系，即系，即I0时，时，Uf(n)曲线。曲线。二、输出特性二、输出特性 发电机端电压一定时，输出电流与转速之间发电机端电压一定时，输出电流与转速之间的关系，即的关系，即U常数时，常数时，If(n)的曲线。的曲线。 发电机发电机空载空载（I0）时，端电压达到额定值时）时，端

24、电压达到额定值时的转速称为空载转速（的转速称为空载转速（n1）。）。 发电机达到发电机达到额定额定功率（额定电压下，输出额功率（额定电压下，输出额定电流）时的转速，称为满载转速（定电流）时的转速，称为满载转速（n2）。额定）。额定电流一般为最大电流的电流一般为最大电流的7075。 当转速达到一定值后，发电机输出电流不再当转速达到一定值后，发电机输出电流不再随转速的升高和负载电阻的减小而增大，这时的随转速的升高和负载电阻的减小而增大，这时的电流值称为发电机的电流值称为发电机的最大输出电流最大输出电流或或限流值限流值。交流发电机具有自身限制输出电流的能力。交流发电机具有自身限制输出电流的能力。限流

25、原理限流原理： 高速时，阻抗与转速成正比。高速时，阻抗与转速成正比。 转速升高，使电枢反应的去磁作用增强，转速升高，使电枢反应的去磁作用增强，引起感应引起感应 电动势的下降，电动势的下降，两者共同作用，两者共同作用，使发电机的输使发电机的输出电流不再增出电流不再增加。加。 因此在发电机因此在发电机高速高速运转时，若突然运转时，若突然失去负载失去负载，则端电压急剧升高，可能会则端电压急剧升高，可能会击穿击穿二极管和调节器二极管和调节器中的电子元件。中的电子元件。三、外三、外 特特 性性外特性是指发电机外特性是指发电机转速转速一一定定时，时，端电端电压压与输出与输出电流电流的关的关系。即系。即 n

26、常数时，常数时，Uf(I)曲线。曲线。 输出电流增加（负输出电流增加（负荷增大），发电机荷增大），发电机端电压下降较大。端电压下降较大。第五节第五节 交流发电机的电磁振动式调节器交流发电机的电磁振动式调节器三相绕组相电动势有效值三相绕组相电动势有效值E ： 即交流发电机所产生的感应电动势与转子转即交流发电机所产生的感应电动势与转子转速速n和磁极磁通和磁极磁通成正比。成正比。 发动机和交流发电机的速比为发动机和交流发电机的速比为1.71.73 3，转子，转子转速变化非常大，则发电机的输出电压变化很大，转速变化非常大，则发电机的输出电压变化很大，无法满足用电设备的工作要求。无法满足用电设备的工作要

27、求。 当当n升高时，升高时，E增大，发电机输出电压增大，发电机输出电压UB升升高甚至达到限定值，要想使高甚至达到限定值，要想使UB不再随转速升高而不再随转速升高而上升，只能减小上升，只能减小。而。而与励磁电流与励磁电流If 成正比，成正比，所以减小所以减小If也就减小了过高的输出电压也就减小了过高的输出电压UB 。一、双级电磁振动式调节器一、双级电磁振动式调节器1电压调节原理电压调节原理作用作用自动调节发电机在不同转速时的输出电自动调节发电机在不同转速时的输出电压，并控制在规定范围内，使之满足对蓄电池充压，并控制在规定范围内，使之满足对蓄电池充电的实际需要。电的实际需要。交流发电机电压调节器的

28、交流发电机电压调节器的调压原理调压原理： 当发电机转速升高时，调节器减小发电机励当发电机转速升高时，调节器减小发电机励磁电流磁电流If减小磁通减小磁通，使输出电压，使输出电压UB保持不变；保持不变；当发电机转速降低时，增大励磁电流当发电机转速降低时，增大励磁电流If增加磁通增加磁通，使发电机输出电压，使发电机输出电压UB保持不变。保持不变。特点特点：无逆流截止器和电流限制器，只有一个电：无逆流截止器和电流限制器，只有一个电压调节器。压调节器。 有的调节器带有磁场继电器或充电指示灯继有的调节器带有磁场继电器或充电指示灯继电器。电器。触点式调节器的分类触点式调节器的分类： 单级式、双级式；单联式、

29、双联式。单级式、双级式；单联式、双联式。半导体式调节器的分类：半导体式调节器的分类： 晶体管式、集成电路式。晶体管式、集成电路式。2触点振动式调节器的工作原理触点振动式调节器的工作原理 以电磁线圈为敏感元件，利用发电机不同转速时的以电磁线圈为敏感元件，利用发电机不同转速时的电压变化，使触点断续接触，控制发电机的励磁电流，电压变化，使触点断续接触，控制发电机的励磁电流，从而自动稳定发电机的输出电压。从而自动稳定发电机的输出电压。K1闭合、闭合、K2打开打开K1、 K2打开，打开，Rtj串入串入UU1U1UU2 刚起动或发电机输出电压低于蓄电池电压，刚起动或发电机输出电压低于蓄电池电压，发电机靠蓄

30、电池励磁。发电机靠蓄电池励磁。磁场电路为：磁场电路为： 蓄电池正极蓄电池正极点火开关点火开关SW触点触点Kl衔铁衔铁 磁场绕组磁场绕组搭铁搭铁蓄电池负极。蓄电池负极。 随着转速的升高（高于怠速），输出电压随着转速的升高（高于怠速），输出电压增大到等于或高于蓄电池电动势时，发电机向蓄增大到等于或高于蓄电池电动势时，发电机向蓄电池充电，自供励磁电流，并向调节器磁化线圈电池充电，自供励磁电流，并向调节器磁化线圈供电。转速升高，励磁电流增大，当磁力增大到供电。转速升高，励磁电流增大，当磁力增大到吸动衔铁将吸动衔铁将K1打开时，打开时， Rtj串入磁场电路。串入磁场电路。磁场电路为：磁场电路为： 发电机

31、正极发电机正极点火开关点火开关SWRtj 磁场绕组磁场绕组搭铁搭铁发电机负极。发电机负极。 若转速更高，即使若转速更高，即使K1打开，输出电压仍继打开，输出电压仍继续升高，磁化线圈的磁力更大，进一步吸动衔铁，续升高，磁化线圈的磁力更大，进一步吸动衔铁，高速触点高速触点K2 闭合，磁场绕组两端均搭铁而短路，闭合，磁场绕组两端均搭铁而短路，输出电压急剧下降。输出电压急剧下降。K2闭合闭合UU2从一级调节过渡到二从一级调节过渡到二级调节时，级调节时，电压级差电压级差为为U(12V调节器，调节器， U2=14.5V， U 0.5V，24V调节器调节器U2=28.5V， U 1V)。FT61型调节器型调

32、节器(1212V系统系统EQ1090EQ1090) R1为加速电阻，其作为加速电阻，其作用是加速触点的振动，用是加速触点的振动，提高灵敏度。提高灵敏度。1支架；支架；2衔铁；衔铁；3磁化线圈；磁化线圈；4弹弹簧；簧；当低速时当低速时Kl闭合，磁化线圈的电流闭合，磁化线圈的电流Ix分两路流入，即：分两路流入，即： 由于由于R1值很小，作用在磁化线圈上的电压几乎仍等值很小，作用在磁化线圈上的电压几乎仍等于发电机的端电压。于发电机的端电压。励磁电路（靠蓄电池励磁，他激）：励磁电路（靠蓄电池励磁，他激）： 当发动机正常运转（高于怠速）时，发电机当发动机正常运转（高于怠速）时，发电机输出电压输出电压U高

33、于蓄电池电压高于蓄电池电压UB，发电机开始给蓄，发电机开始给蓄电池充电，但低于一级调整电压电池充电，但低于一级调整电压U1，低速触点，低速触点K1仍仍保持闭合，高速触点保持闭合，高速触点K2断开。断开。当发电机输出电压当发电机输出电压U高于一级调整电压高于一级调整电压U1（1212V）时，时，低速触点低速触点K1打开，高速触点打开，高速触点K2仍断开。仍断开。 流经流经R1的电流是磁化线圈的电流的电流是磁化线圈的电流Ix与磁场电与磁场电流之和，电路为：流之和，电路为： U1UU2 K1、K2均断开励励磁磁电电路路（靠靠发发电电机机励励磁磁，自自激激）： 发发电电机机正正极极B 点点火火开开关关

34、SW 调调节节器器B 加加速速电电阻阻R1 附附加加电电阻阻R2 调调节节器器F 发发电电机机F 磁磁场场绕绕组组 搭搭铁铁 发发电电机机负负极极E UU2； K1断开，断开，K2搭铁搭铁当发动机高速运转时，发电机输出电压当发动机高速运转时，发电机输出电压U大大于或等于第二级调整电压于或等于第二级调整电压U2（14.514.5V），K2闭闭合，使磁场绕组两端直接搭铁，激磁电流迅速合，使磁场绕组两端直接搭铁，激磁电流迅速减小为减小为0。通过加速电阻通过加速电阻R1（磁化电流）的电路为：（磁化电流）的电路为：激磁电路（由于自感电动势）：激磁电路（由于自感电动势）： 搭铁搭铁 K2 衔铁衔铁 磁轭磁

35、轭 磁场绕组磁场绕组 搭铁搭铁温度补偿温度补偿：温度补偿：温度补偿：R3为温度补偿电阻，由康铜丝为温度补偿电阻，由康铜丝(铜铜镍合金镍合金)绕制，电阻温度系数很小。绕制，电阻温度系数很小。 磁分路：磁分路采用铁镍合金或镍铝合金，磁分路：磁分路采用铁镍合金或镍铝合金，磁阻随温度升高而增大；温度磁阻随温度升高而增大；温度，磁化线圈电阻，磁化线圈电阻R0，磁化电流，磁化电流I0，衔铁磁通量，衔铁磁通量0，同时磁分路，同时磁分路磁阻磁阻Rx ，磁分路磁通量，磁分路磁通量x，则衔铁磁通量，则衔铁磁通量0=0-x基本不变。基本不变。调整调整： 在在Rx和和N不变的情况下，调节器的调节电压不变的情况下，调节

36、器的调节电压值只与空气隙值只与空气隙及弹簧拉力及弹簧拉力F1的平方根成正比。的平方根成正比。调节调节空气隙空气隙和和弹簧拉力弹簧拉力，就可获得所需的电压，就可获得所需的电压 （12V调节电压值为调节电压值为14V，24V为为28V）。）。二、具有灭弧系统的单级电磁振动式调节器二、具有灭弧系统的单级电磁振动式调节器 电压达到电压达到Umax，磁化线圈，磁化线圈W1使触点使触点K打开，打开，R1和和R2串入磁场电路，串入磁场电路， 磁场电流磁场电流If减小，磁场绕减小，磁场绕组自感电动势组自感电动势Ef ，感应电流通过二极管，感应电流通过二极管VD、扼、扼流线圈流线圈W2起续流作用，通过起续流作用

37、，通过VD、电容器、电容器C灭弧。灭弧。通过通过VD、 W2去磁，加速去磁，加速K闭合，提高触点的振闭合，提高触点的振动频率。动频率。 UBUUmaxK闭合、自励闭合、自励 UUmaxK断开，断开，If三三、具具有有磁磁场场继继电电器器的的双双联联调调节节器器利利用用电电枢枢中中性性点点的的电电压压控控制制磁磁场场继继电电器器，当当发发动动机机停停机机后后自自动动切切断断磁磁化化电电路路和和励励磁磁电电路路，防防止止蓄蓄电电池池过过度度放放电电。组组成成：磁磁场场继继电电器器和和电电压压调调节节器器。UUmaxK3闭合闭合当接通电源开关当接通电源开关SW，按下起动按钮，按下起动按钮SB，蓄电池

38、，蓄电池的电流流入磁场继电器的起动线圈的电流流入磁场继电器的起动线圈W1，使，使K3闭合，闭合，磁场电路和电压调节器的磁化线圈电路为：磁场电路和电压调节器的磁化线圈电路为：发动机起动后，中性点电压升高，中性点电流流发动机起动后，中性点电压升高，中性点电流流入保持线圈入保持线圈W2，产生与，产生与W1方向一致的电磁吸力，方向一致的电磁吸力， 即使松开起动按钮，切断即使松开起动按钮，切断W1电路，电路，W2的吸力仍保的吸力仍保持持K3闭合，接通磁场电路和磁化线圈电路，调节器闭合，接通磁场电路和磁化线圈电路，调节器正常工作。正常工作。随着发动机转速升高，发电机输出电压高于一级随着发动机转速升高，发电

39、机输出电压高于一级调节电压上限调节电压上限U1，低速触点，低速触点K1开始振动；当输出电开始振动；当输出电压高于二级调节电压上限压高于二级调节电压上限U2，低速触点，低速触点K1断开，高断开，高速触点速触点K2开始振动。开始振动。发动机停机后，中性点电压为零，发动机停机后，中性点电压为零，W2电流中电流中断，触点断，触点K3在弹簧力作用下切断蓄电池与磁场绕在弹簧力作用下切断蓄电池与磁场绕组的电路，防止蓄电池向发电机磁场绕组放电。组的电路，防止蓄电池向发电机磁场绕组放电。四、具有充电指示灯继电器的双联调节器四、具有充电指示灯继电器的双联调节器控制充电指示灯的方法：控制充电指示灯的方法： 利用电枢

40、中性点电压，通过充电指示灯继利用电枢中性点电压，通过充电指示灯继电器控制；电器控制；利用交流发电机端电压，利用交流发电机端电压，通过继通过继电器进行控制；利用电器进行控制；利用9管交流发电机直接控制。管交流发电机直接控制。组成组成：充电指示灯继电器和电压调节器。：充电指示灯继电器和电压调节器。接通点火开关接通点火开关SW，蓄电池电流经，蓄电池电流经SW、充电指、充电指示灯、接线柱示灯、接线柱“6”、触点、触点K2搭铁，充电指示灯亮搭铁，充电指示灯亮红灯。同时，蓄电池电流经接线柱红灯。同时，蓄电池电流经接线柱“IG”、触点、触点K、至磁场绕组，对交流发电机激磁。至磁场绕组，对交流发电机激磁。发动

41、机起动后，发电机电压发动机起动后，发电机电压U接近充电电压接近充电电压UB时，中性点的电压时，中性点的电压UN使充电指示灯继电器的线圈使充电指示灯继电器的线圈W3吸动衔铁将吸动衔铁将K2打开，打开，Kl闭合，指示灯熄灭表闭合，指示灯熄灭表示正常充电。示正常充电。Kl闭合接通电压调节器磁化线圈的闭合接通电压调节器磁化线圈的电路。磁化电路为：电路。磁化电路为：当输出电压当输出电压U升高到调节器调整电压上限升高到调节器调整电压上限Umax时，调节器触点时，调节器触点K开始振动，加速电阻开始振动，加速电阻R1、附加、附加电阻串电阻串R2入励磁电路，控制入励磁电路，控制U在正常范围内。在正常范围内。第六

42、节第六节 晶体管调节器晶体管调节器原理：根据发电机输出电压的高低，利用稳压管原理：根据发电机输出电压的高低，利用稳压管的反向击穿特性和晶体管的开关特性，使晶体管的反向击穿特性和晶体管的开关特性，使晶体管导通和截止，控制励磁电流的大小，使发电机输导通和截止，控制励磁电流的大小，使发电机输出电压保持在规定的范围内。出电压保持在规定的范围内。组成组成：功率开关三极管（：功率开关三极管（VT2）、信号放大管）、信号放大管（VT1）和控制电路（）和控制电路（VS）、）、 电压信号（电压信号（R1）检测电路三部分组成。检测电路三部分组成。 接通点火开接通点火开K，R1两端电压通过两端电压通过VT1的发的发

43、射结加到稳压管射结加到稳压管VS上使其承受反向电压。蓄电上使其承受反向电压。蓄电池电压低于其充电电压，池电压低于其充电电压， VS的反向电压低于其的反向电压低于其击穿电压，击穿电压，VS 截止，截止，VT1截止，截止，VT2在在R3的偏置的偏置作用下导通，励磁电流经作用下导通，励磁电流经VT2的发射极、集电极的发射极、集电极流入磁场绕组。流入磁场绕组。 刚起动或刚起动或UU2 VT1截止，截止，VT2导通；他励导通；他励a 当转速升高，发电机输出电压当转速升高，发电机输出电压U高于规定高于规定值值U1 ( (调节器控制截止电压调节器控制截止电压) )时，偏置电流和控制时，偏置电流和控制电流由发

44、电机供给，电流由发电机供给， UR1达到达到VS的击穿电压，稳的击穿电压，稳压管骤然导通，压管骤然导通，VT1管导通。管导通。VT2发射结被短路发射结被短路而截止，切断磁场电路，发电机输出电压下降。而截止，切断磁场电路，发电机输出电压下降。 磁场绕组两端并联一续流二极管磁场绕组两端并联一续流二极管VD，当，当VT2管由导通变为截止时，使发电机磁场绕组产管由导通变为截止时，使发电机磁场绕组产生自感电动势自成回路，保护生自感电动势自成回路，保护VT2管不受损坏。管不受损坏。内搭铁内搭铁电子调节器励磁电流电子调节器励磁电流特点特点： B PNP功率开关管功率开关管 F 磁场磁场绕组绕组 发电机负极发

45、电机负极E UU2 VT1导通，导通，VT2截止；自励截止；自励a外搭铁外搭铁电子调节器励磁电流电子调节器励磁电流特点特点： B 磁场绕组磁场绕组 F NPN功率开关管功率开关管 发电机负极发电机负极E接通点火开关接通点火开关SW，蓄电池电压经电流表加在，蓄电池电压经电流表加在R1、R2、R3组成的分压器上，因发电机输出电压组成的分压器上，因发电机输出电压UUB，稳压臂，稳压臂VS2截止，截止， VT1截止，截止，VT2、 VT3导通，蓄电池电流流入导通，蓄电池电流流入磁场绕组经磁场绕组经VT3搭铁，发电机激磁。搭铁，发电机激磁。刚起动或刚起动或UU2 VS2 、VT1截止；截止；VT2 、V

46、T3导通；他励导通；他励随着随着n，当，当UU1( (调节器截止电压调节器截止电压) )时，时， Ua大于大于VS2反向击穿电压时，反向击穿电压时， VS2、 VT1导通，导通， Ub0， VD2截止，截止， VT2、 VT3截止，切断激磁电流，截止，切断激磁电流，U 。偏置电路、检测电路、续流（箝位）电路、反馈电路、偏置电路、检测电路、续流（箝位）电路、反馈电路、过电压保护电路、充电指示电路。过电压保护电路、充电指示电路。 UU2 VS2 、VT1导通；导通；VT2 、VT3截止截止第七节第七节 集成电路调节器集成电路调节器集成电路调节器优点：体积更小，调压质量好，集成电路调节器优点：体积更

47、小，调压质量好，工作可靠。工作可靠。九管交流发电机配套的集成电路调节器九管交流发电机配套的集成电路调节器根据电压根据电压检测方法检测方法的不同，可分为的不同，可分为发电机电压检发电机电压检测测法和法和蓄电池电压蓄电池电压 检测检测法两种。法两种。发电机电压检测发电机电压检测法法检测点检测点P的电的电压与发电机输出电压与发电机输出电压成正比。压成正比。线路：通过三个接线端线路：通过三个接线端L、B、E分别与发电机激分别与发电机激磁二极管输出端、电刷、整流管和壳体连接。磁二极管输出端、电刷、整流管和壳体连接。特点特点：若：若“B”到到“BAT”之间的电压降较大，则蓄之间的电压降较大，则蓄电池的充电

48、电压会偏低，使电池充电不足。电池的充电电压会偏低，使电池充电不足。若发电机输出电压若发电机输出电压U小于小于UB，UP较小，较小， U小小 于于UB，UP较小，较小， VS1反向截止，反向截止，VT1截止，截止， VT2导通，靠蓄电池导通，靠蓄电池供给励磁电流，供给励磁电流，指示指示灯亮红灯。灯亮红灯。若发电机输出电压若发电机输出电压UBUU1（调节器（调节器截止电压），截止电压），但但UP不不足以使足以使VS1反向击穿，反向击穿， VS1、VT1截止，截止，VT2导通，由于导通，由于UUB，靠发电，靠发电机激磁晶体管供给励磁电流，机激磁晶体管供给励磁电流，指示灯不亮灯。指示灯不亮灯。UU1（

49、调节器截止电压），（调节器截止电压），UP升高到足以使升高到足以使VS1反向击穿，反向击穿，VS1、VT1导通，导通，VT2截止，靠发截止，靠发电机激磁晶体管供给励磁电流，电机激磁晶体管供给励磁电流，指示灯不亮灯。指示灯不亮灯。蓄电池电压检测法蓄电池电压检测法检测点检测点P加到稳压管加到稳压管VS上的反向电压与蓄电池端电压成正比。上的反向电压与蓄电池端电压成正比。4个接线端与发电机相连：个接线端与发电机相连：F与调节器功放三极管与调节器功放三极管相连，控制激磁电流；相连，控制激磁电流； D+提供自激激磁电流及提供自激激磁电流及为调节器提供工作电压；为调节器提供工作电压；E发电机和调节器搭铁；发

50、电机和调节器搭铁；B给蓄电池充电和发电机电压检测保险。给蓄电池充电和发电机电压检测保险。2 2个接线端与调节器相连：个接线端与调节器相连：S给调节器检测电路提给调节器检测电路提供蓄电池检测电压；供蓄电池检测电压；L接充电指示灯，提供他激接充电指示灯，提供他激电流。电流。特点特点：在分压器与发电机的在分压器与发电机的“B”端之间接入电端之间接入电阻阻R4，当，当 “S”“BAT”之间断线时，由于之间断线时，由于R4的存的存在，仍能检测出发电机的端电压在，仍能检测出发电机的端电压UB，使调节器正，使调节器正常工作，防止发电机电压过高。常工作，防止发电机电压过高。 但当但当“B”“BAT”之间断线时

51、，发电机只能由之间断线时，发电机只能由 但当但当“B” “BAT”之间断线时，发电机只能由之间断线时，发电机只能由激磁二极管通过充电指示灯向用电设备供电，输激磁二极管通过充电指示灯向用电设备供电，输出功率很小，蓄电池不断无法充电，还要向用电出功率很小，蓄电池不断无法充电，还要向用电设备供电。设备供电。工作过程：工作过程：点火开关点火开关SW未接通，蓄电池经未接通，蓄电池经S接线柱给信号接线柱给信号检测电路检测电路R2、R1、VS供电，但由于供电，但由于P点电压点电压UP较较低，低，VS反向截止，反向截止，又由于控制电路又由于控制电路L、R3无电压无电压，VT1、VT2均截止，无激磁电流。均截止

52、，无激磁电流。点火开关点火开关SW接通，主继电器吸合，控制电路接通，主继电器吸合，控制电路L、R3加蓄电池电压加蓄电池电压，由于由于P点电压点电压UP较低，较低，VS仍仍反向截止，反向截止，VT1截止，截止，VT2导通，磁场绕组靠导通，磁场绕组靠蓄电池供电（他激），充电指示灯亮红灯。蓄电池供电（他激），充电指示灯亮红灯。 激磁电路：蓄电池激磁电路：蓄电池B主继电器触点主继电器触点熔断器熔断器充电指示灯充电指示灯LD+磁场绕组磁场绕组FVT2E蓄电池负极蓄电池负极 当发电机输出电压当发电机输出电压U大于蓄电池电压大于蓄电池电压UB，小于调节器，小于调节器截止电压截止电压U1，磁场绕组和控制电路靠

53、激磁二极管供电，磁场绕组和控制电路靠激磁二极管供电（自励），发电机给蓄电池充电，但（自励），发电机给蓄电池充电，但UP仍较低，仍较低，VS反反向截止，向截止，VT1截止，截止，VT2导通，充电指示灯不亮灯。导通，充电指示灯不亮灯。当当UU1（调节器截止电压）（调节器截止电压）时，时，UP升高到足升高到足以使稳压管以使稳压管VS反向击穿，反向击穿，VT1导通，导通，VT2截止，截止，控制发电机输出电压控制发电机输出电压U在正常范围内，充电指示在正常范围内，充电指示灯不亮灯。灯不亮灯。复习思考题：复习思考题：交流发电机使用与维修交流发电机使用与维修交流发电机使用交流发电机维护交流发电机故障分析交流

54、发电机维护交流发电机维护1转子的检修 (1) 励磁绕组的检修 用万用表测量励磁绕组的电阻，应符合标准。 每个滑环与转子轴之间的阻值都应该是无穷大。(2)转子轴和滑环的检修 转子轴的弯曲会造成转子与定子之间间隙过小而摩擦或碰撞，如发现发电机运转时阻力过大或有异响，应检查转子轴是否有弯曲。 滑环应表面光滑，无烧蚀，厚度应大于1.5mm (3)轴承的检修 若发现发电机运转时有异响，应仔细检查是否因轴承的损坏而造成。2定子的检修（1）定子绕组的断路和搭铁故障检测（2）定子绕组的短路故障检测 (1) 普通整流器的检测 将二极管的引线与其他连接分离，用指针万用表的两个表笔分别接到二极管的引线与壳体上，测二

55、极管的正向与反向电阻。二极管的正向电阻应符合标准值，反向电阻应在10k以上。3整流器的检修 电刷和电刷架应无破损或裂纹，电刷在电刷架中应活动自如，不得出现卡滞现象。电刷露出电刷架部分的长度叫电刷长度，电刷长不应超出磨损极限（原长的1/2），否则应更换。 电刷弹簧压力应符合标准，一般为23N，将电刷压入电刷架使之露出部分约2mm，弹簧压力过小应更换。4电刷组件的检测故障分析一）不充电： 发电机故障：励磁绕组、三相绕组、短路、断路、搭铁 调节器故障：断路（二）充电电流过大： 调节器故障 ： 触点式：弹簧张力过大、铁芯与衔铁气隙过大 晶体管式：大功率三极管始终导通三）充电电流过小： （1）皮带松旷 （2）发电机故障：电刷滑环接触不良、励磁绕组局部短路、定系绕组一相断路等 （3）调节器故障： 触点式：弹簧拉力小 晶体管集成电路：四）交流发电机过热： （1）轴承润滑不良 （2）转系与定系摩擦 （3）与发电机不匹配五）充电电流不稳： （1）交流发电机故障：电刷滑环接触不良，连接松动 （2）调节器故障：触点有油污、 烧蚀、接触不稳定、内部连接松动、搭铁不稳 （3）皮带打滑 （4）电流表故障（六）充电、但充电指示灯不熄灭： （1）中性点故障 （2）磁场二极管断路