汽车电工电子 发电机与起动机

图2-5 三相桥式整流电路工作原理示意图

（a）三相桥式整流电路连接图 （b）三相交流发电机所发三相电的波形

（c）整流后所得脉动直流电压波形

3. 发电机的励磁方式

将电流引入到励磁绕组使之产生磁场称为励磁。交流发电机励磁方式有自励和他励两种。在发电机转速较低时，自身不能发电，由蓄电池供给磁场电流发电的方式称为他励发电。当发电机的输出电压大于蓄电池电压时，发电机就能把自身发的电供给励磁绕组，这种自身供给磁场电流发电的方式称为自励发电。

三、交流发电机的工作特性

交流发动机的工作特性是指发电机经整流后输出的直流电压、电流和转速之间的关系。交流发动机的工作特性包括有输出特性、空载特性、外特性。

1．空载特性

空载特性是指硅整流发电机空载时，发电机端电压和转速之间的关系。从空载特性可以判定发电机充电性能是否良好。从曲线可以看出，发电机的输出电压随着发电机转速升高端电压上升较快（转速升，电压升），在较低转速下发电机就能从他励发电进入自励发电。

图2-6 发电机的空载特性曲线

2．输出特性

当发电机输出电压一定时，发电机的输出电流与转速之间的关系变化的规律称为发电机的输出特性。即输出电压U为常数时的I-n曲线：

图2-7 硅整流发电机的输出特性

（1）发电机输出电压值与系列标示值不同，对于12V系列的发电机，规定输出电压为14V；对于24V系列的发电机，规定输出电压为28V。对内装电子调节器的12V及24V的整体式硅整流发电机，分别规定输出电压为13.5V和27V。

（2）当转速达到一定值后，发电机的输出电流几乎不再增加，具有限制输出电流的能力。这是由于硅整流发电机的定子绕阻具有一定的阻抗，当转速升高时，尽管定子绕组中的感应电动势增加，但此定子绕组的阻抗也随转速的升高而增加，同时，定子绕组电流增加时，由于电枢反应的增强会使感应电动势下降，所以当发电机转速达到一定值时，发电机的输出电流几乎不变。

（3）硅整流发电机只需在较低的空载转速n1时，就能达到额定电压值，具有低速充电性能的优点。

3．外特性

外特性是指发电机转速一定时，发电机端电压与输出电流之间的关系。

（1）转速变化时，发电机端电压有较大的变化。发电机的转速越高，输出电压也越高，转速对输出电压的影响较大。在汽车上，由于汽车发动机工作时转速有很宽的变化范围，而使发电机的转速也随之在较大范围内变化，而汽车用电设备工作电压是恒定的（一般为6V或12V），因此，要求发电机工作时，输出电压应保持恒定，汽车上配用电压调节器。

（2）转速恒定时，由于输出电流的变化对端电压有很大影响（必须配电压调节器使输出电流稳定）。

（3）发电机高速运转，发电机突然失去负载，端电压会急剧升高，可能导致二极管以及调节器中的电子元器件被击穿。 四、汽车用交流发电机的型号种类

汽车交流发电机型号构成：

例：JF——普通交流发电机、JFZ——整体式交流发电机、JFW——无刷交流发电机；电压等级代号用一位阿拉伯数字表示，例：1表示12V系统，2表示24V系统，6表示6V系统；电流等级代号也用一位阿拉伯数字表示，其含义如表2-1所示；

表2-1 电流等级代号 代号 （A） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ≥90 电流等级≤19 20～29 30～39 40～49 50～59 60～69 70～79 80～89 注：进口发电机不符合上述标准。 1.按总体结构不同可分为:

普通交流发电机，如东风车用JF132；

整体式交流发电机，发电机和调节器制成一个整体，如一汽奥迪、高尔夫、上海的桑塔纳等用JFZ1913A；

无刷交流发电机，发电机中没有电刷，如JFW1913 永磁交流发电机,转子采用永磁材料制成的交流发电机。 2.按整流器安装二极管的数目分为： 六管 JF1522（东风汽车用）； 八管 JFZ1542（天津夏利汽车用）； 十一管 JFZ1913Z（奥迪、桑塔纳汽车用）。

【知识储备】

一、三相交流电路

由三个幅值相等、频率相同、相位互差120的单相交流电源所构成的电源称为三相电源。由三相电源构成的电路称为三相交流电路。目前，发电厂均以三相交流电方式向用户供电。遇到有单相负载时，可以使用三相中的任意一相。

1.三相交流电源及连接

三相交流电是由三相交流电源产生，常见的三相交流电源为三相交流发电机。三相交流发电机主要由定子和转子组成，转子铁心上绕有励磁绕组，通过直流励磁。定子铁心内侧的槽中嵌有三个完全相同的独立绕组，每个绕组都有两个引出端，分别用U、V和W来表示，三相绕组在空间位置为首端(或尾端)彼此相隔120。

当转子由原动机带动，三相绕组就相当于三个频率相同、幅值相同、相位依次相差120的三个正弦交流电压源，图2-8(a)和图2-8(b)分别为三相电源的电压波形图和相量图。

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（a）电压波形 （b）相量图

图2-8 三相电源的电压波形和相量图

三相电源向负载供电时，并不是每相电源引出两根线和负载相联接，而是按一定方式联接，通常有两种联接方式即星形联接（Y形）和三角形联接（△形）。三相电源向负载供电时，如果只引出三根端线向负载供电，这种供电方式称为三相三线制；如果引出三根端线和一根中线向负载供电，这种供电方式称为三相四线制。通常三相电源采用星形接法，即将三个发电机绕组末端联在一起，这一连接点称为中点或零点，用N表示，从中点引出的导线称为中线，从三个发电机绕组始端U、V、W引出的三根导线L1、L2、L3称为相线或端线，俗称火线。相电压指火线与中线间的电压，线电压指火线与火线间的电压。

在民用低压配电系统中，通常采用三相四线制供电，它可以提供两组电压，即线电压：有效值为380V，相电压：有效值为220V。

2.三相负载及连接

日常使用的各种电器根据其特点可分为单相负载和三相负载两大类。如照明灯、电扇、单相电动机等都属于单相负载。三相交流电动机、三相电炉等三相用电器属于三相负载。另外分别接在各相电路上的三组单相用电器也可以组成三相负载。三相负载的阻抗相同(数值相等，性质一样)则称为三相对称负载，反之称为不对称负载。三相负载也有两种联接方式，即星形联接和三角形联接。星形联接时，三个复阻抗的联接点称为负载的中性点，用N来表示。

（a）星形联接 （b）三角形联接

图2-9 三相负载的联接方式

注意：相电流指负载中的电流，线电流指火线中的电流。 （1）三相负载的星形连接

三相负载星形连接（如图2-9a）的三相电路, 可分为三相三线制(没有中性线的)和三相四线制(有中性线的)。三相负载星接时相电流等于相应的线电流,即Ip=Il，线电压是相电压的3倍,即UL?3UP。三相负载对称时中性线电流IN=0，即三相对称负载时可节省中线。