《充电系结构》PPT课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,充电系结构,第一节、充电系的组成及其功用,1 发电机：汽车的主要电源。向起动系以外,的所有系供电并向蓄电池充电。2 电压调节器：发电机由发动机经皮带驱动,旋转。发动机转速变化时，发电机输出电压即,变化，,电压调节器保持发电机在转速和负荷变化时输,出电压稳定。3 充电状态指示装置：充电指示灯或电流表,电压表，指示蓄电池处于充电还是放电。,第二节交流电压的工作原理,一 发电机原理,发电机转子的磁场绕组中有电流通过，产生磁场；,发电机的三相定子绕组按一定规律分布在发电机的,定子槽中，彼此相差120的交流电动势的电位角，,发电机转子由发动机通过传动带旋转时，定子绕组,就会切割转子磁力线进而产生频率相同、幅值相等、,相位互差120o的交流电动势,二整流原理：,在三相桥式全被整流电路中，三个正二极管（引线为,正）的负极通过元件板连在一起，它们的正极分别与,三相绕组的首端相连。这三只正极管的导通条件是：,在某一瞬间，哪一相绕组的电压最高，则与该相绕组,相连的正二极管导通。三个负二极管（引线为负）的,负极与三相绕组的首端的相连，其负极通过元件板或,端盖连在一起。这三只负管的导通条件是：在某一瞬,间，哪一相绕组的电压最低，则与该相绕组相连的负,二极管导通。,在硅整流发电机运转过程的每一个时间区间，总是一,相绕组电压最高，一相绕组电压最低，整流器的六只,整流二极管中，始终保持有两个管子（一正一负）导,通，负载两端得到的是两相绕组间的线电压。,第三节硅整流发电机的构造,交流发电机的基本构造,转子,定子,整流器,端盖,一 转子：,功用：产生磁场 组成：磁扼，磁场绕组。爪级（共两块，每块上,都有6个鸟嘴形磁级，一块爪极磁化为N极，另一块,爪极磁化为S极。两爪极压装在转子轴上，两爪极间,的空腔内装有磁扼和磁场绕组）。集电环（由两个彼,此绝缘的铜环组成），磁场绕组的两端分别与集电环,相连。发电机的电刷与两集电环相接触，引入励磁电,流给转子绕组。与集电环接触的两电刷分别接在发电,机外部的两接柱上，成为发电机的“磁场或F”接线柱和,“搭铁或一”接线柱。,励磁方式：a,他励,：硅整流发电机磁极尺寸小，存留的剩,磁很弱，在发电机低速时仅靠剩磁产生的电动势,（0.6v,并不能使二极管导通,不能及时向蓄电池充,电。因此在发电机低速，发电机电压低于蓄电池电压,时，采用他励供电，（即励磁电流由蓄电池供给），,使发电机很快建立磁场，电压迅速升高。b,自励,：当发电机电压略高于蓄电池电压时，,发电机向蓄电池充电，同时向自身励磁绕组提供励磁,电流。,无刷式发电机转子：励磁绕组装在电机中部的磁扼托架上，固定于,发电机后端盖上，工作中，尽管磁极转动，励磁绕组,并不转动，因此励磁绕组的两端可直接引到发电机端,盖的接线端子上，从而省去集电环和电刷。两个爪极,中，只有一个爪极固定在转子上，另一爪极用非导磁,材料将其与轴上爪极固定在一起。固定两爪极的常用,方法有：用非导磁连接环固定，用铜焊接。,二定子：（又称电枢）,功用：产生交流电即相当于电源。组成：定子铁心和定子绕组组成。定子铁心由,内圆带槽的环状硅钢片叠成，定子绕组为三相对称,绕组，安放在定子铁心的槽内。三相绕组的接法有星,形联结（即每相绕组的首端分别与整流器相连，每相,绕组的尾端接在一起，如：车用发电机定子）和三角,形联结。（即每相绕组首尾相连成“”形，如：神龙,富康轿车用发电机定子）,三整流器：,功用：把定子绕组产生的三相交流电变为直流,电输出 组成：整流器一般由六个硅二极管和负二极管,组成；分正二极管和负二极管两种。正二极管的中心引线为二极管正极，外壳为负极,，管底多标红色标记。正二极管的外壳压装或焊装在,元件板上，共同组成发电机的正极，由一个与后端盖,绝缘的元件板固定螺栓通至机壳外，成为发电机的“电,枢”柱（也叫“B”或“+”）。,负二极管的中心引线为负极，外壳为正极，管底有,黑色标记。三个负二极管的外壳压装或焊接在另一,元件板上或后端盖上，和发电机外壳一起成为发电,机的负极。,整流器实物,四端盖：前、后端盖均用铝合金铸造而成（防漏磁）。在后端,盖上装有电刷组件（由电刷、电刷架、电刷弹簧组成）。交流发电机的搭铁型式有内搭铁和外搭铁之分，磁场,绕组的一端经电刷在发电机端盖上搭铁称为内搭铁。磁场,绕组的两端均与端盖绝缘，其中一端经调节器后搭铁称为,外搭铁。发电机前端盖之间装有传动带轮，有发动机通过传动,带驱动带轮和转子转动。发电机的通风散热是靠风扇来完成，（由铝合金或钢,板冲压而成）发电机有12个风扇，对于只有一个风扇的,发电机，风扇均装于前端盖与带轮之间；对于有两个风扇,的发电机，有的是在转子爪极两侧各焊装一个，有的是一,个风扇装于前端盖与皮带轮之间，另一个风扇装在后端盖,与转子爪极之间。,交流发电机的电压调节器,由于交流发电机的转子是由发动机通过皮带驱,动旋转的，且发动机和交流发电机的速比为,173，因此交流发电机转子的转速变化范,围非常大，这样将引起发电机的输出电压发生,较大变化，无法满足汽车用电设备的工作要求。,为了满足用电设备恒定电压的要求，交流发电,机必须配用电压调节器，使其输出电压在发动,机所有工况下基本保持恒定。,一、电压调节器的分类,1交流发电机电压调节器按工作原理可,分为：,（1）触点式电压调节器触点式电压调节器应用较早，这种调节器,触点振动频率慢，存在机械惯性和电磁惯性，,电压调节精度低，触点易产生火花，对无线电,干扰大，可靠性差，寿命短，现已被淘汰。,（2）晶体管调节器随着半导体技术的发展，采用了晶体管调,节器。其优点是：三极管的开关频率高，且不,产生火花，调节精度高，还具有重量轻、体积,小、寿命长、可靠性高、电波干扰小等优点，,现广泛应用于东风、解放及多种中低档车型。,（3）集成电路调节器集成电路调节器除具有晶体管调节器的优,点外，还具有超小型，安装于发电机的内部,（又称内装式调节器），减少了外接线，并,且冷却效果得到了改善，现广泛应用于桑塔纳。,奥迪等多种轿车车型上。,（4）电脑控制调节器电脑控制调节器是现在轿车采用的一种新型调,节器，由电负载检测仪测量系统总负载后，向发电,机电脑发送信号，然后由发动机电脑控制发电机电,压调节器，适时地接通和断开磁场电路，即能可靠,地保证电器系统正常工作，使蓄电池充电充足，又,能减轻发动机负荷，提高燃料经济性。如上海别克,、广州本田等轿车发电机上使用了这种调节器。,2电子调节器按所匹配的交流发电机搭铁型式,可分为：,（1）内搭铁型调节器：适合于与内搭铁型交流,发电机所匹配的电子调节器称为内搭铁型调节器；（2）外搭铁型调节器：适合于与外搭铁型交,流发电机所匹配的电子调节器称为外搭铁型调节器。,二、电压调节器的调压原理,由交流发电机的工作原理我们知道，交流发电机,的三相绕组产生的相电动势的有效值E=Cen（V）,这里Ce为发电机的结构常数，n为转子转速，,为转子的磁极磁通，也就是说交流发电机所产,生的感应电动势与转子转速和磁极磁通成正比。,根据表达式可知：,当转速升高时，E增大，输出端电压UB升高，,当转速升高到一定值时（空载转速以上），输出,端电压达到极限，要想使发电机的输出电压UB不,再随转速的升高而上升，只能通过减小磁通来,实现。又磁极磁通与励磁电流If成正比，减小,磁通也就是减小励磁电流If。,流发电机调节器的工作原理是：,当交流发电机的,转速升高时，调节器通过减小发电机的励磁电流,If来减小磁通，使发电机的输出电压UB保持不变。,三、电子调节器结构与工作原理,电子调节器有多种型式，其电路个不相同，但,一般采用整体封装型式，不可拆卸，不能维修，,只能整体更换。,电路分析,1外搭铁型电子调节器的基本电路,晶体管调节器又称为电子调节器，图229所示为,外搭铁型电子调节器的基本电路：基本电路是由三,只电阻R1、R2、R3，两只三极管VT1、VT2，一只,稳压二极管VS和一只二极管VD组成。,电阻R3既是VT1的分压电阻，又是VT2的负载电阻电阻R1和R2组成一个分压器，分压器R1、R2两端,的电压为发电机电压UB，R1上得分压为：VT2是大功率三极管（NPN型），和发电机的磁场,绕组串联，起开关作用，用来接通与切断发电机的励磁,电路；VT1是小功率三极管（NPN型），用来放大控制信号；VD是续流二极管；磁场绕组由接通转为断开状态时,（F端为+，B端为），经二极管 VD构成放电回路，防,止三极管VT2被击穿损坏稳压管VS是感受元件，串联在VT1的基极电路中，并,通过VT1的发射结并联于分压电阻R1的两端，以感受发电,机的输出电压；,UR1电压加在稳压管VS上，R1的阻值是这样确定的,当,发电机输出电压UB达到规定的调整值时（如桑塔纳为,13514SV），UR1电压正好等于稳压管VS的反,向击穿电压。,2外搭铁式电子节器的工作原理,磁场绕组电路为：蓄电池正极磁场绕组调节器接柱三极管,VT2调节器接柱搭铁蓄电池负极。发电机电压随转速升高而升高。发电机他励,(2)发电机电压虽然升高,但如果蓄电池,电动势发电机输出电压UB调节上限时,VT1继续截止，VT2继续导通，发电机自励且开,始对外供电。磁场绕组电路为：发电机正极磁场绕组调节器接柱三极,管VT2调节器搭铁发电机负极。发电机电压随转速升高而继续升高。,(3)当发电机电压升高到等于调节上限U2时，调,节器开始工作。电阻R1、R2分压，UR1=UVS+Ube1，VS导,通，VT1导通，VT2截止，磁场电路被切断，发电,机输出电压迅速下降。当发电机电压下降到等于调节下限U1时电阻R1、R2分压减小，当UR1UW+Ube1，,VS截止，VT1截止，VT2重新导通，磁场电路重新,被接通，发电机电压上升。,发电机电压升到调节上限时，VT2就截止，磁场,电路被切断，输出电压下降；降到等于调节下限,U1时，磁场电路被接通，发电机电压上升，周而,复始，发电机输出电压被控制在一定范围内。配装电子调节器的发电机的输出电压上限U2,和下限U1的差值很小，所以发电机的输出电压波,动非常小，再加上电容的滤波，所以发电机的输,出电压很稳定。,2集成电路调节器,集成电路调节器也叫IC调节器，是根据使用要求，,将电路中的若干元件集成在同一基片上，制成一,个独立的电子芯片。集成电路调节器装于发电机,内部，构成整体式交流发电机。发电机外部有2,个或3个接线柱。,集成电路调节器的工作原理与晶体管调节器的,工作原理完全一样，都通过稳压管感应发电机,的输出电压信号，利用三极管的开关特性控制,发电机的励磁电流，使发电机的输出电压保持,恒定。,工作特点：,分压器R1、R2从发电机输出端（D+端）得到,电压，稳压管VS上的电压与发电机的输出电压,成正比，所以该电路称为发电机电压检测电路,（检测点在发电机上）。,发电机电压检测电路的,优点,：发电机到检测电路距离近,，可不用导线连接，直接接在发电机输出端，连接可靠,，不致使检测电路检测不到信号。发电机电压检测电路的,缺点,：当发电机到蓄电池之,间连接电阻大时，蓄电池充电电压会偏低，使蓄电池充,电不足。,蓄电池电压检测电路,检测方法：,分压器R1、R2从蓄电池输出端得到电压，稳压管VS,上的电压和蓄电池端电压成正比，所以该电路称为蓄,电池电压检测电路（检测点在蓄电池上）。,蓄电池电压检测电路,优点,：直接检测蓄电池端电,压来控制发电机的输出，可使蓄电池的充电电压,有保证。蓄电池电压检测电路的,缺点,：当蓄电池和发,电机之间的连接不可靠时，会使发电机失控。,2）集成电路调节器应用举例图233a所示为天津夏利轿车发电机使用,的集成电路调节器外形图，该发电机为整体式,交流发电机，调节器为内装式外搭铁型。,该调节器有6个接线端子F、P、E三个端子用螺钉直接,和发电机连接，B端用螺母固定在发电机的输出端子“B”,上，IG、L两个端子佣金属线引到调节器的外部接线插,座上。,磁场电流控制：VT2是大功率三极管，和磁场串联，,由集成片IC控制V