1、上海电子工业学校汽车动力系统电气设备检修项目一 汽车电源系维修1任务1.4 交流发电机的性能测试上海电子工业学校学习目标任务要求1.知识要求1）了解交流发电机工作原理；2）了解整流原理；3）掌握汽车交流发电机的搭铁形式；4）知道交流发电机的工作特性；5) 熟悉汽车交流发电机性能测试作业的安全动保护知识。22.能力要求1）会正确作用汽车电器万能试验台；2）会检测汽车交流发电机的性能；3) 会绘出发电机特性曲线图。3. 素质要求1）遵守现场操作的职业规范，具备安全、整洁、规范实施工作任务的能力；2）具有团队合作精神；3）具有强烈的安全、环保及文明生产意识。上海电子工业学校任务1.4 交流发电机的性
2、能测试31交流发电机空载试验 1）写出用汽车电器万能试验台对发电机空载试验的操作步骤及注意事项： 工作页上海电子工业学校任务1.4 交流发电机的性能测试42）将试验数据填入表11，并绘制出交流发电机的空载特性，图129。 填入下表： 工作页序号转速n（转/分） 电压V（伏） 123456表11 发电机空载试验数据表 图129 交流发电机空载特性曲线 上海电子工业学校任务1.4 交流发电机的性能测试52.交流发电机负载试验 1）写出用汽车电器万能试验台对发电机负载试验的操作步骤及注意事项： 工作页上海电子工业学校任务1.4 交流发电机的性能测试63）将试验数据填入表12，并绘制出交流发电机的负载
3、特性，图130。 工作页序号电流I（安） 电压V（伏） 123456表12 发电机负载试验数据表 图130 交流发电机负载特性曲线 上海电子工业学校任务1.4 交流发电机的性能测试7上海电子工业学校汽车动力系统电气设备检修过程考核交流发电机的性能测试评价表评价表上海电子工业学校任务1.4 交流发电机的性能测试8汽车交流发电机的工作特点是转变化范围大，一般汽油发动机其转速变化约为1:9,柴油机达11:5，因此分析汽车用交流发电机的特性必须以转速的变化为为基础。交流发发电机的特性有输出特性、空载特性和外特性，其中以输出特性最为重要。1.交流发电机的工作原理交流发电机的工作原理如图131所示，当电流
4、通过电刷通过励磁绕组时产生磁场，使爪极被磁化为N极和S极。当转子经发动机带动旋转时，磁通交替地在定子绕组中变化，根据电磁感应原理，定子的三相绕组中便产生交变的感应电动势。信息页1-电刷 2集电环 3定子 4转子 5整流电路 图131交流发电机工作原理上海电子工业学校任务1.4 交流发电机的性能测试92.整流原理整流原理交流发电机定子绕组产生的交流电，通过硅整流二极管组成的整流电路转变为直流电。如图132所示，交流发电机定子绕组产生的交流电，通过六只二极管组成的三相桥式整流电路将电枢绕组产生的三相交流电动势转变为直流电流输出，其工作原理如下：二极管VD1、VD3、VD5为正极管子，其正极分别接在
5、发电机三相绕组的首端，负极连接在一起，在某一瞬间，正极电位最高者导通；二极管VD2、VD4、VD6为负极管子，其负极分别接在发电机三相绕组的首端，正极连接在一起，某一瞬间负极电位最低者导通，最后将交流整流成直流输出。信息页(a)整流电路 （b)三相交流电动势 （c）整流后的电压输出波形 图132 三相桥式整流电路的电压、电流波形 上海电子工业学校任务1.4 交流发电机的性能测试10验证明，加装中性点二极管VD7、VD8后，如图1-33所示，在发电机转速超过2000rmin时，其输出功率可提高1015，较大的提高发电机的功率密度。信息页图1-33 加装中性点的发电机整流电路上海电子工业学校任务1
6、.4 交流发电机的性能测试113.交流发电机的励磁方式交流发电机产生感应电流必须要有旋转的磁场，产生磁场的途径有永磁铁和将电流引入到励磁绕组使之产生磁场。由于励磁电机的电压与电流便于控制，其外特性较好，现在所有的汽车发电机都为励磁电机。根据提供励磁电流的不同，励磁方式有自励和他励两种。在发动机起动或怠速时，发电机转速较低，其电压低于蓄电池电压，此时由蓄电池向发电机磁场绕组供电输出，其励磁方式为他励，当发电机转速升高、其电压高于蓄电池电压时，发电机向自身的磁场绕组供电，其励磁方式转为自励方式，由此或知，交流发电机的励磁方式是先他励、后自励。自励电流由VD2、VD4、VD6VD9整流提供，如图1-
7、34所示。信息页图1-34十一管交流发电机上海电子工业学校任务1.4 交流发电机的性能测试124.交流发电机的搭铁形式交流发电机的搭铁形式交流发电机有内、外搭铁之分,如图135所示。信息页图135交流发电机的搭铁形式上海电子工业学校任务1.4 交流发电机的性能测试135.交流发电机的工作交流发电机的工作特性特性交流发电机工作特性是反应交流发电机性能的重要指标，其包括输出特性、空载特性和外特性。1）空载特性）空载特性空载特性是指无负荷，即I=0时发电机端电压与转速的变化关系。交流发电机的空载特性如图136所示：信息页图136交流发电机的空载特性上海电子工业学校任务1.4 交流发电机的性能测试14
8、2）输出特性）输出特性输出特性也称负载特性或输出电流特性，它是在发电机保持输出电压一定时，发电机的输出电流与转速之间的关系：If(n) 交流发电机的输出特性如图137所示：信息页图137交流发电机的输出特性上海电子工业学校任务1.4 交流发电机的性能测试15图1-37中，n1为发电机空载时，输出电压达到额定值时的转速，称这空载转速；n2为发电机达到额定功率时的转速，称为负载转速。由输出特性表明：（1）发电机只需在较低的空载转速n1时，就能达到额定输出电压值，因此其具有低速充电性能好的优点。n1常用来作为选择发电机传动比的主要依据。（2）发电机转速升至额定转速n2时，即可输出额定功率的电能，因此
9、其具有发电性能优良的特点。（3）当转速升到某一定值以后，输出电流就不再随转速的升高和负荷的增多而继续增大，因此其具有自身控制输出电流的功能，不再需要限流器就可避免用电设备过多，用电电流过大时损坏发电机。交流发电机的最大输出电流约为额定电流的1.5倍。信息页上海电子工业学校任务1.4 交流发电机的性能测试163）外特性）外特性外特性是指转速保持一定时，发电机的端电压与输出电流的关系。交流发电机的外特性如图138所示：信息页图138交流发电机的外特性上海电子工业学校任务1.4 交流发电机的性能测试17从图1-38可以看出，发电机转速一定时，端电压均随输出电流的增大而相应下降。因此在发电机高速运转时
10、，如果突然失去大的负载，端电压会急剧升高，从而使发电机中二极管及调节器等其它设备中电子元件有被击穿的危险，故在检测发电机是否发电时不能采用“试火”的方法，特别要注意发电机与蓄电池的连接线要可靠。信息页上海电子工业学校任务1.4 交流发电机的性能测试185.交流发电机的性能交流发电机的性能测试测试交流发电机的性能测试是在电器万能试验台上进行的。1）发电机的空载试验试验时，先将发电机安装到夹具上，选好套筒及橡胶传动接头，调整升降龙门夹具，使发电机转子轴与调速电机主轴同心；然后用附件F5连接40、41插孔，如图19所示。使试验台龙门升降夹具成负极搭铁，用附件F4将插孔39与发电机“电枢”、“磁场”接
11、柱相连通（注意：这种接法是指内搭铁式硅整流发电机；外搭铁式则是39与发电机“电枢”接柱相连，“磁场”与“搭铁”相连），转动转速调整开关27到“低速”，将转速表量程开关65向下扳（测01000 rmin）；根据发电机旋转方向转动试验台调速手轮，视转速上升，用F5将37与相应电压等级插孔连通（35为14V发电机用、36为28 V发电机用），对发电机激磁，待发电机电压超过蓄电池电压实现自激，拔出F5，观察电压表12指示值随转速的变化规律，便得到发电机空载特性。信息页上海电子工业学校任务1.4 交流发电机的性能测试19信息页图139 内搭铁发电机空载试验a) 操作图b)原理图上海电子工业学校任务1.4
12、 交流发电机的性能测试202)发电机负载试验空载试验合格后，用附件F8将被试电机与标准调节器各接线柱连通，(如图140所示)仪表板上插孔连线及转换开关位置保持空载试验状态，根据发电机转向转动调速手轮使转速上升，用F5将37与35或36（视发电机电压而定：35为14 V发电机用、36为28 V发电机用）连通，对发电机激磁，待电压建立后，拔出F5；将转速开关27换入“高速”，相应将量程开关65向上扳（05000 rmin）、用附件F5连接37、38，转转动调速手轮，可从转速表13中读出转速值，调节可变电阻手轮(试验前将电阻调到最大值) ，可从电流表11中读出电流值，从而获得被测发电机的负载特性。信息页图140 发电机负载试验a) 操作图b)原理图
