第四章發(fā)電機和起動機

1、學(xué)習(xí)目標(biāo)1了解發(fā)電機的基本工作原理2掌握汽車交流發(fā)電機的構(gòu)造和工作原理3掌握汽車交流發(fā)電機的型號命名方法4了解汽車交流發(fā)電機的工作特性學(xué)習(xí)要求應(yīng)知：汽車交流發(fā)電機的基本工作原理，工作特性應(yīng)會：汽車交流發(fā)電機的拆解，各結(jié)構(gòu)部件的辨識。掌握汽車交流發(fā)電機 型號含義。一、發(fā)電機的基本工作原理 1電磁感應(yīng)定律 如果在導(dǎo)線和磁場之間存在相對運動，導(dǎo)線中就會產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)。產(chǎn)生的電流數(shù)值受以下因素影響： (1)導(dǎo)線和磁場運動的相對速度。 (2)磁場的強度。 (3)穿過磁場的導(dǎo)線數(shù)量。 操作：如圖4-1所示，將多股導(dǎo)線穿過U形磁鐵中心(磁場最強的地方)，手持磁鐵在導(dǎo)線附近快速移動，觀察微安表

2、的指針擺動情況。當(dāng)指針擺動不明顯時，可增加導(dǎo)線股數(shù)或加快磁鐵移動速度。 提示：當(dāng)導(dǎo)線垂直切割磁感線運動時，產(chǎn)生的電流最大；當(dāng)導(dǎo)線平行于磁感線運動時，不產(chǎn)生電流。 2發(fā)電機基本工作原理 利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象，就可以制成發(fā)電機。圖42說明了發(fā)電機的基本工作原理。 如圖4-2所示，發(fā)電機一般由提供磁場的轉(zhuǎn)子和由導(dǎo)線組成的定子組成。轉(zhuǎn)子(磁場)在定子(導(dǎo)線)中的不斷轉(zhuǎn)動，使得磁場與導(dǎo)線相對運動，產(chǎn)生電流。由于磁場與導(dǎo)線的位置不斷變化，所以產(chǎn)生的電流也是不斷變化的。工作原理如下： 當(dāng)磁場與導(dǎo)線平行時，導(dǎo)線沒有切割磁感線，如圖42(a)，導(dǎo)線內(nèi)不產(chǎn)生電流。 磁場順時針旋轉(zhuǎn)90。，磁場與導(dǎo)線呈直角，如圖42(b

3、)，磁場轉(zhuǎn)到這一點，在N、S極處導(dǎo)線切割的磁感線最多，導(dǎo)線產(chǎn)生的電流為正的最大值。電流方向是從上部導(dǎo)線流出，下部導(dǎo)線流入。 磁場再繼續(xù)旋轉(zhuǎn)90。，磁場反方向再次與導(dǎo)線平行，如圖42(c)，導(dǎo)線不切割磁感線，導(dǎo)線內(nèi)不產(chǎn)生電流。 磁場再繼續(xù)旋轉(zhuǎn)90。，磁場方向上下顛倒，如圖42(d)，在N、S極處導(dǎo)線切割的磁感線最多，導(dǎo)線產(chǎn)生的電流為負(fù)的最大值。電流方向是從上部導(dǎo)線流入，下部導(dǎo)線流出。 磁場轉(zhuǎn)完一圈，返回到與導(dǎo)線平行的位置，導(dǎo)線內(nèi)電流為零。 上述討論的是幾個極限位置，在這幾個位置之間過渡時，導(dǎo)線中的電流數(shù)值是隨著導(dǎo)線與磁場的相對角度連續(xù)變化的。這樣磁場旋轉(zhuǎn)一圈，導(dǎo)線內(nèi)就產(chǎn)生了一個連續(xù)變化、具有幾個

4、特征值的正弦波形(如圖4-3所示)。 磁場旋轉(zhuǎn)一圈，單匝導(dǎo)線上產(chǎn)生的正弦波為單相電流。如果在轉(zhuǎn)子周圍每相隔120。就布置一匝導(dǎo)線，磁場每旋轉(zhuǎn)一圈，在三匝導(dǎo)線中就會產(chǎn)生三相電流。這樣的發(fā)電機就稱為三相交流發(fā)電機，汽車上的發(fā)電機都是三相交流發(fā)電機。二、汽車交流發(fā)電機的基本構(gòu)造 目前國內(nèi)外生產(chǎn)的汽車交流發(fā)電機，其結(jié)構(gòu)基本相同，多是由三相同步交流發(fā)電機和六只硅二極管構(gòu)成的三相橋式全波整流器所組成。 現(xiàn)在汽車上的交流發(fā)電機多以有刷交流發(fā)電機為主。如圖4-4所示為桑塔納轎車裝用的JFZl813Z型交流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)圖。JFZl813Z型交流發(fā)電機為帶電壓調(diào)節(jié)器的整體式交流發(fā)電機。它主要由轉(zhuǎn)子、定子、前后端蓋

5、、風(fēng)扇、整流器、元件板等組成。 1JFZl813Z型交流發(fā)電機各部件結(jié)構(gòu) (1)轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子的作用是產(chǎn)生磁場，轉(zhuǎn)子由鐵心、勵磁繞組(又稱磁場繞組)、爪極和滑環(huán)組成。 爪極有兩塊，每塊上有六個鳥嘴形磁極，兩塊爪極安裝在轉(zhuǎn)子軸上，爪極間的空腔內(nèi)裝有轉(zhuǎn)子鐵心和勵磁繞組。勵磁繞組繞在鐵心上，鐵心壓裝在兩塊之間的轉(zhuǎn)子軸上。 滑環(huán)由互相絕緣的兩個銅環(huán)組成，壓裝在轉(zhuǎn)子軸的一端并與轉(zhuǎn)子軸絕緣。勵磁繞組的兩端分別從內(nèi)側(cè)爪極上的兩個小孔中引出，其中一端焊接在滑環(huán)的內(nèi)側(cè)銅環(huán)上，另一端則穿過內(nèi)側(cè)銅環(huán)上的小孔并焊接在外側(cè)銅環(huán)上，兩個銅環(huán)分別與發(fā)電機的兩個電刷接觸。當(dāng)兩個電刷與直流電源接通時，勵磁繞組中便有電流通過，并產(chǎn)生

6、軸向磁通，使一塊爪極磁化為N極，另一塊爪極磁化為S極，從而形成六對相互交錯的磁極。 (2)定子 定子的作用是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，它由定子鐵心和定子繞組組成，結(jié)構(gòu)如圖45所示。定子鐵心一般由相互絕緣且內(nèi)圓帶槽的環(huán)狀硅鋼片疊成，定子繞組為三相對稱繞組，安裝在定子鐵心的槽內(nèi)。三相繞組的連接方法采用星形聯(lián)結(jié)，繞組引線端子共有4個。三相繞組各引一個，中性點引出一個。 為了保證三相定子繞組能夠產(chǎn)生頻率和幅值相同、相位相差120。的三相交流電，定子繞組線圈的繞制和定子鐵心槽中的嵌入應(yīng)符合一定規(guī)律。 交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子的磁極對數(shù)決定了三相定子繞組線圈的個數(shù)和定子鐵心的槽數(shù)。轉(zhuǎn)子上每對磁極必須對應(yīng)均布于定子鐵心槽中三相

7、繞組的三個線圈以產(chǎn)生三相交流電。每個線圈有兩個有效邊(即嵌入定子槽中用以切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的邊)，分別嵌入定子鐵心的兩個槽中。由于車用發(fā)電機定子繞組均采用單層繞法，即一個定子槽中只放一個有效邊，所以，三個線圈6個有效邊共需6個槽。設(shè)轉(zhuǎn)子磁極對數(shù)為P，則每相繞組共有P個線圈，2P個有效邊，三相繞組有3P個線圈，32P個有效邊，定子鐵心的槽數(shù)為 Z=32P式中， Z定子鐵心槽數(shù) P磁極對數(shù) 為使三相電動勢大小相等，每相繞組的線圈個數(shù)和每個線圈的節(jié)距與匝數(shù)都應(yīng)完全相等。 每個線圈的兩個有效邊之間所間隔的距離稱為線圈節(jié)距y1，通常用定子槽數(shù)表示。而相鄰異性磁極中心線之間的距離稱為極距y。，一般也

8、用定子槽數(shù)表示，為 yp=Z/2P式中，Z定子總槽數(shù) P磁極對數(shù) 為了獲得最大感應(yīng)電動勢，每個線圈的兩條有效邊應(yīng)置于相鄰的異性磁極之下，以使其感應(yīng)電動勢能相互疊加，當(dāng)線圈的節(jié)距等于極距時，便可滿足上述要求，則 y1=yp=Z/2P 此外，每組繞組的6個線圈在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的每一瞬時，其電氣條件應(yīng)完全相同，則在任何時刻，該相總電動勢都等于串聯(lián)的6個線圈電動勢之和，只有這樣才能獲得最大電動勢。由于6對磁極沿圓周對稱均勻布置，所以，每相繞組的6個線圈只要沿定子圓周均勻?qū)ΨQ布置即可。 (3)整流器 交流發(fā)電機整流器的作用是將 發(fā)電機定子繞組產(chǎn)生的三相交流電 變換為直流電，一般由6只硅整流 二極管及其散熱板所

9、組成，如圖 46所示。整流二極管的工作電 流大、反向電壓高。交流發(fā)電機整 流二極管有正極管和負(fù)極管之分， 引出線為二極管正極的稱為正極 管，引出線為二極管負(fù)極的稱為負(fù) 極管。(4)蓋和電刷總成交流發(fā)電機的前后端蓋均由鋁合金壓鑄或用砂模鑄造而成，這是因為鋁合金為非導(dǎo)磁性材料，可減少漏磁并具有輕便、散熱性能良好的優(yōu)點。為提高軸承孔的機械強度，增加其耐磨性，在發(fā)電機端蓋的軸承孔內(nèi)鑲有鋼套。 電刷總成由兩只電刷、電刷彈簧和電刷架組成，如圖4-8所示。兩只電刷裝在電刷架的孔內(nèi)，借電刷彈簧的壓力與滑環(huán)保持接觸，用于給發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組提供磁場電流。電刷架由酚醛玻璃纖維塑料模壓而成或用玻璃纖維增強尼龍制成，安裝

10、在發(fā)電機的后端蓋上。目前國產(chǎn)交流發(fā)電機的電刷架有兩種結(jié)構(gòu)，一種電刷架可直接從發(fā)電機的外部拆裝，因此，拆裝維修方便；另一種則不能直接從發(fā)電機外部進(jìn)行拆裝，如需更換電刷，還需將發(fā)電機拆開，故這種結(jié)構(gòu)將逐漸被淘汰。交流發(fā)電機有內(nèi)搭鐵和外搭鐵之分，兩只電刷引線的接法也不同。為了保證交流發(fā)電機在工作時不致因溫升過高而損壞，在交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子軸上裝有風(fēng)扇；(用鋼板沖制而成或鋁合金壓鑄而成)，后端蓋上有進(jìn)風(fēng)口，前端蓋上有出風(fēng)口，當(dāng)轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)時，風(fēng)扇也一起旋轉(zhuǎn)使空氣高速流經(jīng)發(fā)電機內(nèi)部對發(fā)電機進(jìn)行強制冷卻。 操作：拆解JFZl813z型交流發(fā)電機，辨別各個組成部件，測量轉(zhuǎn)子繞組和定子繞組。進(jìn)一步認(rèn)清汽車交流發(fā)電機

11、的結(jié)構(gòu)。2交流發(fā)電機的型號 根據(jù)JBl546-83汽車電氣產(chǎn)品型號編制方法規(guī)定，國產(chǎn)汽車交流發(fā)電機型號主要由下列五大部分絹成，即 第一部分為產(chǎn)品名稱代號。交流發(fā)電機產(chǎn)品名稱代號為JF；整體式交流發(fā)電機產(chǎn)品名稱代號為JFZ；帶泵交流發(fā)電機產(chǎn)品名稱代號為JFB；無刷交流發(fā)電機產(chǎn)品名稱代號為JFW。J表示“交”，F(xiàn)表示“發(fā)”，Z表示“整”，B表示“泵”，W表示“無”。 第二部分為分類代號，即電壓等級代號，用1位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，見表4-1。 第三部分為分組代號，即功率等級代號，用1位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，見表4-2。 第四部分為設(shè)計序號，按產(chǎn)品設(shè)計先后順序，以12位阿拉伯?dāng)?shù)字表示。 第五部分為變型代號，以漢

12、語拼音大寫字母A、B、C表示。 例如JFl52型發(fā)電機，表示標(biāo)稱電壓為12V，額定功率為500W的交流發(fā)電機，第2次設(shè)計；JFWl82型發(fā)電機，表示標(biāo)稱電壓為12V，額定功率為l000W的無刷交流發(fā)電機，第2次設(shè)計；JF27C型發(fā)電機，表示稱電壓為24V，額定功率為750W的交流發(fā)電機，第4次變型。三、汽車交流發(fā)電機的基本工作原理 1交流發(fā)電機的發(fā)電原理 如圖4-9所示是交流發(fā)電機的工作原理圖。發(fā)電機的三相定子繞組按一定規(guī)律分布在發(fā)電機的定子槽中，互相差120。電角度。交流發(fā)電機的磁路是由轉(zhuǎn)子的N極出發(fā)，穿過轉(zhuǎn)子與定子之間很小的氣隙進(jìn)入定子鐵心，最后又經(jīng)過空氣隙回到相鄰的S極，并通過磁軛構(gòu)成了

13、磁回路。轉(zhuǎn)子磁極的形狀，可使定子繞組感應(yīng)的交流電動勢近似于正弦曲線的波形。 當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，由于定子繞組與磁感線有相對的切割運動，所以在三相繞組中產(chǎn)生頻率相同，幅值相等，相位互差120。電角度的正弦電動勢eA、eB和eC。三相繞組中電動勢的瞬時值方程式為式中， Em每相電動勢的最大值 E每相電動勢的有效值 電角速度(=2f) 發(fā)電機每相繞組中所產(chǎn)生的電動勢的有效值為 E=4.44KFN式中，K繞組系數(shù)(交流發(fā)電機采用整距集中繞組時K=1) F感應(yīng)電動勢的頻率(Hz)，F(xiàn)=Pn60(P為磁極對數(shù)， n為轉(zhuǎn)速以r/min為單位) N每相繞組的匝數(shù) 每極磁通(Wb) 由公式可知，交流發(fā)電機定子繞組內(nèi)感

14、應(yīng)電動勢的大小與每相繞組串聯(lián)的匝數(shù)以及感應(yīng)電動勢的頻率成正比。即定子繞組的匝數(shù)越多，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速越高，則繞組內(nèi)感應(yīng)電動勢也越高。 根據(jù)電工學(xué)原理，交流發(fā)電機在星形聯(lián)結(jié)時，任意兩個輸出端的輸出電壓(稱線電壓U)、輸出電流(稱為線電流IL)與每相繞組的相電壓UP、相電流IP，的關(guān)系為 UL= up式中，UL定子繞組輸出的線電壓 UP每相繞組的相電壓 IL=IP式中，IL定子繞組輸出的線電流 IP每相繞組的相電流 在交流發(fā)電機中，一般通過整流器將交流電整流為直流電，供給汽車電氣系統(tǒng)使用。關(guān)于整流原理將在本書第五章講解，本節(jié)不做介紹。2交流發(fā)電機的勵磁方式勵磁方式就是產(chǎn)生磁場的方式。當(dāng)轉(zhuǎn)子通過電流時，轉(zhuǎn)子

15、就會產(chǎn)生磁場，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場的大小與流過的電流有關(guān)，流過轉(zhuǎn)子的電流被稱為勵磁電流。交流發(fā)電機開始發(fā)電時，需由蓄電池供給勵磁電流，此時為他勵。當(dāng)發(fā)電機達(dá)到蓄電池電壓時，即由發(fā)電機自己供給勵磁電流，也就是由他勵轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣睢?交流發(fā)電機的特性 汽車用硅整流交流發(fā)電機的工作特點是傳動比大，轉(zhuǎn)速變化范圍大。對于一般汽油發(fā)動機來說，其轉(zhuǎn)速變化為1：8，柴油機為1：5。因此汽車用硅整流交流發(fā)電機的特性必須以轉(zhuǎn)速的變化為基礎(chǔ)進(jìn)而分析各有關(guān)量的變化。交流發(fā)電機的特性有輸出特性、空載特性和外特性，其中以輸出特性最為重要。(1)輸出特性 交流發(fā)電機的輸出特性，又叫負(fù)載特性或輸出電流特性。它是指發(fā)電機向負(fù)載供電時，保

16、持發(fā)電機輸出電壓恒定(對12V的發(fā)電機規(guī)定為14V，對24V的發(fā)電機規(guī)定為28V)，即=常數(shù)的情況下，發(fā)電機的輸出電流與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，即，I=f(n)的函數(shù)關(guān)系。 圖4-10所示的實驗電路可用來測量交流發(fā)電機的輸出特性。 當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合時，電動機拖動發(fā)電機運轉(zhuǎn)，隨著轉(zhuǎn)速的升高，發(fā)電機達(dá)到充電電壓。這時，斷開他勵電源開關(guān)S2，發(fā)電機開始自勵。調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機電壓達(dá)到額定值，并記錄該轉(zhuǎn)速n1，n1即為空載轉(zhuǎn)速。閉合開關(guān)S3，接通負(fù)載電路。逐漸調(diào)小負(fù)載R，使電流增大，直到達(dá)到最大值。同時不斷提高轉(zhuǎn)速，保持發(fā)電機的額定電壓不變。以適當(dāng)?shù)碾娏鏖g隔作測點，記錄對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，一般不小于7點。據(jù)

17、此繪制出交流發(fā)電機的輸出特性曲線，如圖4-11所示。 從交流發(fā)電機的輸出特性曲線I=f(n)可以看出： 發(fā)電機的轉(zhuǎn)速甚低時，其端電壓低于額定電壓，此時發(fā)電機不能向外供電；當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到空載轉(zhuǎn)速n1時，電壓達(dá)到額定值；當(dāng)轉(zhuǎn)速高于空載轉(zhuǎn)速n1時，發(fā)電機才有能力在額定電壓下向外供電。所以空載轉(zhuǎn)速n1常被用作選擇發(fā)電機與發(fā)動機轉(zhuǎn)速比的主要依據(jù)。 當(dāng)轉(zhuǎn)速超過n1時，發(fā)電機輸出電流I將隨著轉(zhuǎn)速n的升高和電阻R的減小而增大；當(dāng)轉(zhuǎn)速等于n2時，發(fā)電機輸出額定功率(即額定電流與額定電壓之積)，故將轉(zhuǎn)速n2稱為滿載轉(zhuǎn)速。 空載轉(zhuǎn)速和滿載轉(zhuǎn)速是交流發(fā)電機的主要性能指標(biāo)，在產(chǎn)品說明書中均有規(guī)定。在使用中，應(yīng)定期測量這兩個

18、數(shù)據(jù)，與規(guī)定值相比較，就可判斷發(fā)電機性能是否良好。 當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時，發(fā)電機的輸出電流就不再隨轉(zhuǎn)速的升高和負(fù)載電阻R的減小而增大。這時的電流值稱為發(fā)電機的最大輸出電流或限流值。這個性能表明，交流發(fā)電機具有自動限制電流的自我保護(hù)能力。交流發(fā)電機的最大輸出電流約為額定電流的1.5倍。(2)空載特性 發(fā)電機空載時，發(fā)電機端電壓與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，稱為空載特性。即I=0時，U=f(n)的函數(shù)關(guān)系，如圖4-12所示。 從曲線可以看出，隨著轉(zhuǎn)速的升高，端電壓上升較快，由他勵轉(zhuǎn)入自勵時，即能向蓄電池進(jìn)行補充充電，進(jìn)一步證實了低速充電性能好的優(yōu)點?？蛰d特性是判斷硅整流發(fā)電機性能是否良好的重要依據(jù)。(3)外特

19、性 外特性是指轉(zhuǎn)速一定時，發(fā)電機的端電壓與輸出電流的關(guān)系。即n=常數(shù)時，U=?(I)的曲線，如圖4-13所示。 從外特性曲線可看出，隨著負(fù)載即輸出電流的增加，發(fā)電機的端電壓會很快下降，且轉(zhuǎn)速越高，下降的斜率越大。學(xué)習(xí)目標(biāo)1了解直流電動機的基本工作原理2掌握汽車起動機用直流電動機的結(jié)構(gòu)3了解汽車常用直流電動機學(xué)習(xí)要求應(yīng)知：直流電動機的基本工作原理；起動機用直流電動機的結(jié)構(gòu)； 汽車常用直流永磁電動機應(yīng)用場合。應(yīng)會：起動機用直流電動機的結(jié)構(gòu)拆解一、直流電動機的基本工作原理 直流電動機利用磁場的相互作用將電能轉(zhuǎn)化成機械能，在磁場內(nèi)通電導(dǎo)線受到磁場力的作用而產(chǎn)生移動的傾向。如圖4-14所示為直流電動機工

20、作原理示意圖。 直流電動機的原理如圖4-14所示，在磁場中放置一個線圈，線圈的兩點分別與兩片換向片連接，兩只電刷分別與兩片換向片接觸，并與蓄電池的正極或負(fù)極接通。電流方向為：蓄電池正極勵磁繞組正電刷換向片電樞繞組負(fù)電刷蓄電池負(fù)極。按照電樞繞組中的電流方向，由左手定則可以確定電樞左邊受向上的作用力，右邊受向下的作用力，整個電樞線圈受到順時針方向的轉(zhuǎn)矩作用而轉(zhuǎn)動。當(dāng)電樞轉(zhuǎn)過半周后，換向片與正負(fù)電刷接觸位置正好換位，電樞繞組因受轉(zhuǎn)矩作用仍按順時針方向轉(zhuǎn)動。這樣在電源連續(xù)對電動機供電時，其線圈就不停地按同一方向轉(zhuǎn)動。 實際電動機的電樞采用多匝線圈，換向片的數(shù)量也隨繞組匝數(shù)的增多而增多。 電動機的電磁轉(zhuǎn)

21、矩M取決于磁通，電樞電流Ia。的乘積，可用下式表示： M=CmIa 式中，Cm是電機結(jié)構(gòu)常數(shù)。二、直流電動機轉(zhuǎn)矩自動調(diào)節(jié)過程 當(dāng)電動機接入直流電源時，載流導(dǎo)體產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩使電樞旋轉(zhuǎn)。而電樞旋轉(zhuǎn)時，線圈又會切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其方向可用右手定則來判斷。因其電動勢的方向恰與電樞線圈電流方向相反，故稱反電動勢ER。其大小與電機結(jié)構(gòu)常數(shù)Cm，電樞轉(zhuǎn)速n及磁極磁通成正比，即 ER=Cmn 因為反電動勢方向與電源電壓方向相反，因而在電動機工作時，其電壓平衡方程式是 U= ERIaRa 式中，U為電源電壓，Ra是電樞電路的電阻，由此可得電樞電流為 Ia =U-ER/Ra 可見，當(dāng)電源電壓U和電樞電阻R

22、a一定時，電樞電流將隨反電動勢的變化而做相反的變化，促使電磁轉(zhuǎn)矩也發(fā)生變化。三、汽車起動機用直流電動機的基本構(gòu)造 汽車起動機用直流電動機由磁極、電樞、換向器等組成，如圖4-15所示，電樞繞組與勵磁繞組串聯(lián)的直流電動機又稱為串勵式直流電動機。1機殼 起動機機殼的一端有4個檢查窗口，中部只有一個電流輸入接線柱，并在內(nèi)部與勵磁繞組的一端相連。端蓋分前、后兩個，前端蓋由鋼板壓制而成，后端蓋由灰鑄鐵澆制而成，呈缺口杯狀。它們的中心均壓裝著青銅石墨軸承套或鐵基含油軸承套，外圍有2個或4個組裝螺孔。電刷裝在前端蓋內(nèi)，后端蓋上有撥又座，蓋口有凸緣和安裝螺孔，還有擰緊中間軸承板的螺釘孔。2勵磁繞組 勵磁繞組是由

23、繞在極靴上的線圈構(gòu)成的電磁鐵(圖4-16)。勵磁繞組固定到起動機外殼里面(圖4-17)。用鑄鋼制造的極靴和起動機外殼連接在一起，可增加勵磁繞組的磁場強度(圖4-18)。 當(dāng)電流流過勵磁繞組時，便建立強大的、靜止的電磁場，磁場根據(jù)繞組圍繞在極靴的方向，分為S極和N極。勵磁繞組的極性對調(diào)，便產(chǎn)生相反的磁場。 勵磁繞組與電樞繞組的接法有兩種：串聯(lián)和既有串聯(lián)也有并聯(lián)的復(fù)式接法(如圖4-19所示)，復(fù)式接法可以在繞組銅條截面尺寸相同的情況下增大起動電流，從而增大轉(zhuǎn)矩。 大多數(shù)起動機采用4個勵磁繞組。功率大于7.35 kw的起動機有采用6個勵磁繞組的。3電樞 電樞由若干薄的、外圓帶槽的硅鋼片疊成的鐵心和電

24、樞繞組組成。鐵心的疊片結(jié)構(gòu)可以減小渦流電流。電樞繞組安裝在疊片外徑邊緣的槽內(nèi)，繞組線匝分別接到換向器銅片，電樞安裝在電樞軸上。圖4-20所示為電樞總成。 電樞繞組有兩種繞法：疊繞法和波繞法。疊繞法，繞組的兩端線頭分別接相鄰的兩個換向器銅片(如圖4-21所示)。此種繞法，在一對正負(fù)電刷之間的導(dǎo)線電流方向一致。波繞法，繞組一端線頭接的換向器銅片與另一端線頭接的換向器銅片相隔900或1800（如圖4-22所示）。此種繞法，電樞轉(zhuǎn)到某一位置時，因為某些繞組兩端線頭接到同極性電刷上，會造成一些繞組沒有電流。由于波繞法的繞組電阻較低，所以常用。4換向器及電刷 換向器由許多換向片組成，換向片的內(nèi)側(cè)制成燕尾形

25、，嵌裝在軸套上，其外圓車成圓形。換向片與換向片之間均用云母絕緣。電刷架一般為框式結(jié)構(gòu)，其中正極刷架與端蓋絕緣安裝，負(fù)極刷架直接搭鐵。刷架上裝有彈性較好的盤形彈簧。電刷由銅粉與石墨粉壓制而成，呈棕紅色，裝在端蓋上的電刷架中，通過電刷彈簧保持與換向片之間具有適當(dāng)?shù)膲毫?。電刷與刷架的組合如圖4-23所示。四、汽車電器中幾種典型直流電動機 直流電動機除了轉(zhuǎn)子、定子雙線圈結(jié)構(gòu)外，還有由永磁鐵構(gòu)成定子的永磁直流電動機，簡稱為永磁電動機。如圖4-24所示為刮水器永磁電動機的結(jié)構(gòu)示意簡圖。永磁電動機在汽車上得到了廣泛的應(yīng)用。1刮水電動機 刮水器可以清除擋風(fēng)玻璃上的雨水、雪或灰塵。目前汽車上廣泛采用電動刮水器，

26、電動刮水器的主要動力部件就是刮水電動機，刮水電動機大多是永磁式電動機。圖4-25所示為美國福特公司采用的永磁式刮水電動機。 刮水電動機為了滿足刮水器的要求，要實現(xiàn)高、低速擋位工作。采用三刷式電動機。其工作原理如圖4-26所示。 直流電動機工作時，在電樞內(nèi)的所有線圈中同時產(chǎn)生反向電動勢，每個小線圈都產(chǎn)生相等的反向電動勢ER=cn，電動勢的方向如圖中所示。 當(dāng)開關(guān)S撥到低速擋L時，在兩個電刷B1、B3之間有兩條并聯(lián)支路，各有3個線圈，電動勢方向如圖所示，根據(jù)電動機的電壓平衡式 U=ISR+ER=ISR+3cn n=(U-ISR)/3c 當(dāng)開關(guān)S撥到高速擋H時，在兩個電刷B2、B3之間也有兩條并聯(lián)支

27、路，一個支路有2個線圈串聯(lián)，另一支路有4個線圈串聯(lián)，但其中一個線圈的電動勢與另外3個線圈的電動勢方向相反，故在電動機電樞繞組上的得到總的反向電動勢為2cn，根據(jù)電動機的電壓平衡式 U=ISR+ER=ISR+3cn n=(U-ISR)/2c 由上式可知，由于反向電動勢的減小，使電樞的轉(zhuǎn)速上升，重新達(dá)到電壓平衡。這樣永磁刮水電動機就得到了高、低不同的轉(zhuǎn)速，使得刮水器具有高、低兩種工作擋位。 操作：按照圖4-26所示，將開關(guān)S分別與H、L連接，觀察刮水電動機的轉(zhuǎn)速變化，并分析工作過程。2汽車空調(diào)用鼓風(fēng)電動機 鼓風(fēng)電動機用于促使車內(nèi)冷氣、暖氣、除霜和通風(fēng)的氣流流動。采用的電動機通常為永磁式單速電動機，

28、大多數(shù)均安裝在暖風(fēng)機總成內(nèi)，如圖4-27所示。鼓風(fēng)機開關(guān)位于儀表板上，開關(guān)通過控制調(diào)速電阻來控制電動機轉(zhuǎn)速，其電路如圖4-28所示。 鼓風(fēng)電動機的工作原理：當(dāng)鼓風(fēng)電動機開關(guān)置于低速(Low)、中速1(Medl)、中速2(Med2)或高速擋(High)時，電路中所串聯(lián)的電阻值越來越小。電阻值的變化，改變了鼓風(fēng)電動機的工作電壓。由于鼓風(fēng)電動機是單速電動機，工作電壓越高，轉(zhuǎn)速越高。所以隨著串聯(lián)的電阻越小，鼓風(fēng)電動機的工作電壓越高，轉(zhuǎn)速越高。3電動車窗電動機 現(xiàn)在轎車的車窗基本上都采用了電動車窗。電動車窗升降系統(tǒng)的電動機，廣泛采用的是永磁電動機。永磁電動機是通過改變電樞電流的方向來改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向

29、使車窗玻璃上升或下降，電動機本身不搭鐵，而是通過控制開關(guān)搭鐵。圖4-29所示為美國福特公司采用的永磁式電動機的電動升降門窗電路圖。 現(xiàn)以左后門窗為例說明其工作原理。 當(dāng)主控開關(guān)中的左后門窗開關(guān)撥到Up時，電流方向為：蓄電池正極點火開關(guān)電路斷電器主控開關(guān)中左后門窗Up觸點左后門窗分控開關(guān)Up觸點電動機左后門窗分控開關(guān)Down觸點主控開關(guān)中左后門窗Down觸點搭鐵。電動機旋轉(zhuǎn)，帶動左后門窗玻璃上升。 當(dāng)主控開關(guān)中的左后門窗開關(guān)撥到Down時，電流方向為：蓄電池正極點火開關(guān)電路斷電器主控開關(guān)中左后門窗Down觸點左后門窗分控開關(guān)Down觸點電動機左后門窗分控開關(guān)Up觸點主控開關(guān)中左后門窗Up觸點搭鐵

30、。電動機旋轉(zhuǎn)，帶動左后門窗玻璃下降。上述過程中，流過電動機電樞的電流方向相反，所以電動機旋轉(zhuǎn)方向相反，帶動玻璃上升或下降。 與此類似的雙向永磁電動機也被利用到電動后視鏡、電動座椅、電動天窗等系統(tǒng)的觸動電路中，在開關(guān)控制下，帶動部件實現(xiàn)兩個方向的運動。 操作：分析圖4-29所示電動升降門窗電路，用左后門窗開關(guān)控制左后門窗玻璃升降的工作原理。4電動門鎖電動機 中央控制門鎖系統(tǒng)具有鑰匙聯(lián)動鎖門和開門功能，通過右前或左前門上的鑰匙可以同時關(guān)閉或打開所有車鎖。電動車鎖一般采用永磁電動機(圖4-30)，由門鎖開關(guān)控制組合繼電器，通過組合繼電器改變電動機的電流方向，使電動機的連接桿上下運動，控制鎖塊的關(guān)閉或

31、打開。圖4-31為美國福特公司采用的繼電器控制門鎖的電路。 以鎖車為例，說明其工作過程：當(dāng)門鎖主開關(guān)轉(zhuǎn)到鎖止位置時，觸點l閉合，門鎖繼電器中的鎖止線圈有電流通過，觸點5閉合。這時，全車門鎖電動機的電流方向為：蓄電池正極門鎖繼電器觸點5全車門鎖電動機門鎖繼電器觸點7搭鐵，電動機旋轉(zhuǎn)拉動連接桿，將車門鎖上。 操作：分析圖4-31所示繼電器控制門鎖的電路和開鎖的工作原理。一、主要內(nèi)容及目的 1掌握對汽車交流發(fā)電機進(jìn)行測量的方法。 2學(xué)習(xí)拆解及裝配發(fā)電機的基本方法。 二、實訓(xùn)器材 汽車交流發(fā)電機，萬用表，維修工具。三、操作步驟及工作要點 1發(fā)電機拆解前的檢測 使用萬用表對發(fā)電機外接線柱進(jìn)行測量，可以初

32、步判定發(fā)電機的狀態(tài)。對于普通發(fā)電機拆解前的測量，建議使用指針式萬用表，其測量結(jié)果依使用萬用表型號不同，略有差異。常用發(fā)電機各接線柱間電阻值見表4-3所示。 將測量發(fā)電機結(jié)果填入表4-4中，并據(jù)此判斷發(fā)電機狀態(tài)。2發(fā)電機拆解作業(yè) 發(fā)電機的拆解按照以下操作步驟進(jìn)行： (1)拆下電刷及電刷架(外裝式)緊固螺釘，取下電刷架總成，見圖4-32。 (2)在前、后端蓋上做記號，拆下連接前、后端蓋的緊固螺栓，見圖4-33，將其分解為與轉(zhuǎn)子結(jié)合的前端蓋和與定子連接的后端蓋兩大部分。 注意：不能單獨將后端蓋分離下來，否則會扯斷定子繞組與整流器的連接線(即三相定子繞絹端頭)。 (3)將轉(zhuǎn)子夾緊在臺虎鉗上，拆下帶輪緊

33、固螺母，見圖4-34，再依次取下帶輪、風(fēng)扇、半圓鍵、定位套。 (4)將前端蓋與轉(zhuǎn)子分離，若該部裝配過緊，可用拉器拉開(見圖4-35)或用木錘輕敲，使之分離。 注意：鋁合金端蓋容易變形，因此拆卸時應(yīng)均勻用力。 (5)拆掉防護(hù)罩，拆掉圖4-36所示的后端蓋上的3個螺釘(其中，3兼作“-”接線柱)，即可將防護(hù)罩取下。 對于整體式發(fā)電機，先擰下“B”端子上的固定螺母并取下絕緣套管；再擰下后防塵蓋上的3個帶墊片的固定螺母，取下后防塵蓋；然后拆下電刷組件的兩個固定螺釘和調(diào)節(jié)器的3個固定螺釘，取下電刷組件和IC調(diào)節(jié)器總成；最后擰下整流器二極管與定子繞組的引線端子的連接螺釘取下整體式整流器總成。 (6)拆下定

34、子上4個接線端(三相繞組首端及中性點)在散熱板上的連接螺母，如圖4-37所示，使定子與后端蓋分離。 (7)拆下后端蓋上緊固整流器總成的螺釘，取下整流器總成(見圖4-38)。 注：若經(jīng)檢驗所有二極管均良好，該步驟可不進(jìn)行。(8)零部件的清洗。對機械部分可用煤油或清洗液清洗，對電氣部分如繞組、散熱板及全封閉軸承等宜用干凈的棉紗擦拭去表面塵土、臟污。 發(fā)電機的拆解要按照工藝要求進(jìn)行，禁止生敲硬卸而損壞機件。拆解的零件要按照規(guī)范清洗并順序擺放。對有問題的零件和拆解復(fù)雜部位的順序和連接方法，必要時要有詳細(xì)記錄。3發(fā)電機的裝配 (1)將整流器裝到后端蓋上。參見圖4-38。 應(yīng)注意各絕緣墊片不能漏裝。裝復(fù)后

35、用萬用表電阻擋測量“B”接線柱與端蓋問電阻應(yīng)為無窮大。測量兩散熱板之間及絕緣散熱板與端蓋之間電阻，均應(yīng)為無窮大。若上述電阻較小或者為零，表明漏裝了絕緣墊片或套管，應(yīng)拆開重裝。 (2)將定子總成與后端結(jié)合。裝定子繞組上的4個接線端子從后端蓋孔中穿出，將接線端分別連接在整流器的接線螺釘上，參見圖4-37。 (3)將前端蓋裝到轉(zhuǎn)子軸上。先將前端蓋上的軸承、軸承蓋安裝并緊固好，再將該部分套到轉(zhuǎn)子軸上，若過盈量較大，可用木錘輕輕敲入。 (4)將后端蓋、定子裝到轉(zhuǎn)子軸上。應(yīng)注意使前后端蓋上發(fā)電機安裝掛腳位置恰當(dāng)(符合拆解標(biāo)記)。上述兩大部分結(jié)合后，穿上前、后端蓋緊固螺栓并分幾次擰緊。注意各螺栓的擰緊切不可

36、一次完成，而應(yīng)輪流進(jìn)行，并且不斷轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，若轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)受阻或者內(nèi)部有摩擦，應(yīng)調(diào)整擰緊力矩。 (5)裝配風(fēng)扇、帶輪。在轉(zhuǎn)子軸上套上定位套、安裝半圓鍵、風(fēng)扇葉片、帶輪、彈簧墊圈，擰緊帶輪緊固螺母，參見圖4-34。 (6)裝復(fù)后端蓋上的防護(hù)罩，參見圖4-36。 (7)安裝電刷架總成，參見圖4-32。 (8)檢驗裝配質(zhì)量 使用萬用表檢測各接線柱和與外殼間的電阻值，應(yīng)該符合參數(shù)要求，否則應(yīng)該拆解重裝。 一、主要內(nèi)容及目的 1掌握起動機的拆裝順序。 2了解起動機用直流電動機各零件名稱和作用。 3掌握對起動機用直流電動機進(jìn)行簡單測量的方法。二、實訓(xùn)器材 汽車用起動機，萬用表，維修工具。三、操作步驟及工作要點

37、1起動機拆解 (1)拆下連接片與電磁開關(guān)，取下電磁鐵心。 (2)拆下防塵箍，用鋼絲鉤子提起電刷彈簧取出電刷(共4只)。 (3)拆下起動機貫穿螺栓，使后端蓋、起動機外殼、電樞分離。 (4)取下?lián)懿嬷С袖N，取下驅(qū)動端蓋、撥叉與轉(zhuǎn)子總成。 (5)用專用工具拆下止推座圈，取下驅(qū)動齒輪、單向離合器。2直流電動機的檢測 (1)勵磁繞組(定子)的檢查，如圖4-39所示。 勵磁繞組斷路的檢查：首先通過外部驗視，看其是否有燒焦或斷路處，若外部驗視未發(fā)現(xiàn)問題，可用萬用表電阻R1擋檢測，兩表筆分別接觸起動機外殼引線(即電流輸入接線柱)與勵磁繞組絕緣電刷接頭是否導(dǎo)通，如果測得的電阻為無窮大，說明勵磁繞組斷路，應(yīng)予以檢修或更換。