魏先涛毕业设计方案

摘要随着当今社会科技发展，人们汽车发电机各项指标，如质量、造价、性能、耐久，成本，以及制造原理等越来越关注。当前对发电机装配质量及技术性能综合评价重要环节就有发电机性能测试、以及对其发电及调压器研究发展，它已经成为了发电机制造和生产重要工序。随着电机电磁设计和电力电子技术不断发展，专家学者们开始广泛研究电机发电技术，并将其应用于航空、汽车、电力等各个领域。发电机发电原理是基于电磁感应原理，“电生磁，磁生电”；发动机起动时发电机工作在启动模式；发动机切换为原动机后，电机作为负载工作在发电。随着人们对汽车使用性能规定日益提高，车载电子控制装置和用电设备不断增长，提高发电机输出功率和输出性能成为汽车发电机一种重要发展方向。汽车发电机是汽车供电系统重要构成某些。汽车发电机过高建压转速值，不但使发电机使用范畴减小，并且在汽车怠速时不能充分运用发动机能量，不利于节能减排趋势。要提高用电系统工作范畴，规定汽车发电机既能满足高速时电压输出，又能在较低转速下给整个系统供电。发电机构成以及当前行业所用发电机种类，在本文中会得到一定体现，此外发电机工作原理，构造原理，检测与诊断以及自激磁式车用交流发电机电压调节器设计。汽车用发电机随着时间发展已经发展了诸多代，让发电机性能更加优越，构造更简朴，使用效率将大大提高。为汽车行业发展带来了更大便捷。核心词：交流发电机；转子；定子；整流器；电压调节器；自励AbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnologyinmodernsociety，peoplecar-thegenerator'svariousindicators，suchasquality，cost，performance，durability，cost，andmanufacturingprinciples，etc..Nowanimportantpartofthegeneratorassemblyqualityandtechnicalperformanceevaluationastheresearchdevelopmentofgeneratorperformancetest，andthepowerandthepressureregulator，ithasbecomeanimportantmanufacturingprocessandproductionofthegenerator.Withthecontinuousdevelopmentofelectromagneticdesignandpowerelectronictechnology，expertsandscholarsbegantostudythepowergenerationtechnology，andapplyittovariousfields，suchasaviation，automobile，electricpowerandsoon.Thegenerationprincipleofthegeneratorisbasedonelectromagneticinductionprinciple，electromagnetic，enginestartinggeneratoroperatesinstartupmode；switchingengineastheprimemover，motorasloadinpowergeneration.Withtheincreasingofvehicleperformancerequirements，vehicleelectroniccontroldeviceandincreasingtheelectricalequipment，Automobilegeneratoristhemaincomponentofautomobilepowersupplysystem.Thehighspeedvalueofthemotorgeneratorcannotonlyreducetheuserangeofthegenerator，butalsocannotmakefulluseoftheenergyoftheenginewhenthevehicleisidle，whichisnotconducivetothetrendofenergysavingandemissionreduction.Inordertoimprovetheworkingrangeofthepowersystem，theautomobilegeneratorcannotonlymeetthehighspeedoutputvoltage，butalsosupplythewholesystematalowerspeed.Generatorandnowindustrygeneratortypesthatareused，inthispaperwillbereflected，inadditionthegeneratorworkingprinciple，structureprinciple，designofvoltageadjusterofACgeneratorfordetectionanddiagnosisaswellastheselfexcitationtypevehicle.Automotivegeneratorwiththedevelopmentoftimehasbeendevelopedformanygenerations，sothattheperformanceofthegeneratorismoresuperior，thestructureismoresimple，theuseefficiencywillbegreatlyimproved.Forthedevelopmentoftheautomotiveindustryhasbroughtgreaterconvenience.Keywords：alternator；rotor；stator；rectifier；voltageregulator；selfexcitation目录摘要Ⅰ1.汽车发电机简介41.1型号代码41.2分类52.工作原理62.1各交流发电机工作原理62.2常用交流发电机72.3构造83.交流发电机工作特性113.1空载特性113.2外特性113.3输出特性（负载特性）123.4电压调节器作用124.自激磁式车用交流发电机电压调节器设计134.1自激磁交流发电机简介134.2自激磁式电压调节器技术指标134.3自激磁式电压调节器基本工作原理134.4自激磁控制电路设计144.5采样比较电路144.6过载保护电路154.7过热保护电路155.故障测试及检测165.1输出直流电压测试165.2输出电压交流成分测试165.3充电系统电压降测试165.4充电系统常用故障17参照文献18总结191汽车发电机简介汽车发电机是汽车重要供电装置，是汽车上用电设备重要电源。发电机在汽车工作中（怠速以上），负责为用电设备供电（除起动机外）和向蓄电池充电。发电机构造：转子、定子、整流器、端盖构成。重要合用于：工农业生产，汽车，国防，科技，寻常生活。1.1型号代码依照中华人民共和国汽车行业原则QC/T73-93《汽车电器设备产品型号编制办法》【1】规定，汽车交流发电机型号构成如下：1.1.1产品代号产品代号用英文字母表达，例：JF——普通交流发电机JFZ——整体式（调电流级别代号12电流（A）≤1920～29节器内置）交流发电机JFB——带泵交流发电机JFW——无刷交流发电机1.1.2电压级别代号电压级别代号用一位阿拉伯数字表达，例：1表达12V系统，2表达24V系统，6表达6V系统1.1.3电流级别代号表1.1345678930～3940～4950～5960～6970～7980～89≥901.1.4设计序号设计序号按产品先后顺序，用阿拉伯数字表达。1.1.5变形代号交流发电机以调节臂位置作为变形代号，从驱动端看，调节臂在左边用Z表达，调节臂在右端用Y表达，调节臂在中间不加标记。注：进口发电机不符合上述原则。1.2分类固定磁场（无刷式）按工作原理分惯用磁场（惯用式）按构造分为：普通式整体式真空泵式a）b）c）图1.1汽车用发电机可分为直流发电机和交流发电机，由于交流发电机在许多方面优于直流发电机，直流发电机已逐渐被裁减，交流发电机按照不同分类办法分为如下几类：1.2.1按总体构造分五类（1）普通交流发电机又称为“硅整流发电机”(使用时需要配装电压调节器发电机)。例：JF132（EQ140用）（2）整体式交流发电机(发电机和调节器制成一种整体发电机)例：别克轿车发动机上装配是CS型发电机（涉及CS—121、CS—130和CS—144三种不同型号）。（3）带泵交流发电机。(带泵交流发电机安泵是真空泵不是真空助力泵，真空助力泵是汽车制动系统上）。（4）无刷交流发电机(不需要电刷发电机)例JFW1913。（5）永磁交流发电机，磁极为永磁铁制成发电机。1.2.2按整流器构造分四类（1）六管交流发电机例JF1522（东风汽车用）。（2）八管交流发电机例JFZ1542（天津夏利汽车用）。（3）九管交流发电机例LR160-708（日本日立、三凌、马自达汽车用）。（4）十一管交流发电机例JFZ1913Z（奥迪、桑塔纳汽车用）。1.2.3按磁场绕组搭铁形式分两类（1）内搭铁型交流发电机磁场绕组一端（负极）直接搭铁（和壳体相联）。（2）外搭铁型交流发电机磁场绕组一端（负极）接入调节器，通过调节器后再搭铁。2工作原理及构造在普通交流发电机三相定于绕组基本上，增长绕组匝数并引出接线头，增长一套三相桥式整流器。低速时由原绕组和增绕组串联输出，而在较高转速时，仅由原三相绕组输出。工作中高低速供电电路变换是自动，没有增设任何机电控制装置，其工作原理分析如下：在低速范畴内，由于发电机转速低，三相绕组串联输出，提高了发电机输出电压，使发电机低速充电性能大大提高。在高速范畴内，随着发电机转速增大，串接三相绕组感抗增大，内压降增大，再加上电枢反映加强，使输出电压下降。这时原三相绕组A、B、C因内压降较小，产生感应电流相对较大，保证高速下功率输出2.1各交流发电机工作原理当外电路通过电刷使励磁绕组通电时，便产生磁场，使爪极被磁化为N极和S极。当转子旋转时，磁通量交替地在定子绕组中变化，依照电磁感应原理可知，定子三相绕组中便产生交变感应电动势。这就是交流发电机发电原理。由原动机（即发动机）拖动直流励磁同步发电机转子，以转速n(rpm)旋转，三相定子绕阻便产生感应交流电势。定子绕阻若接入用电负载，电机就有交流电能输出，通过发电机内部整流桥将交流电转换成直流电从输出端输出。12345678图2.11-皮带轮；2-前盖总成；3-定子总成；4-转子总成；5-整流桥调节总成；6-密封圈；7-后盖；8-端盖紧固螺丝交流发电机分为定子绕组和转子绕组两某些，三相定子绕组按照彼此相差120度电角度分布在壳体上，转子绕组由两块极爪构成。转子绕组接通直流电时即被励磁，两块极爪形成N极和S极。磁力线由N极出发，透过空气介质进入定子铁心再回到相邻S极。转子一旦旋转，转子绕组就会切割磁力线，在定子绕组中产生互差120度电度角正弦电动势，即三相交流电，经由二极管构成整流元件变为直流电输出。当开关闭合后，一方面由蓄电池提供电流。电路为：蓄电池正极→充电批示灯→调节器触点→励磁绕阻→搭铁→蓄电池负极。此时，充电批示灯由于有电流通过，因此亮灯。但发动机起动后，随着发电机转速提高，发电机端电压也不断升高。当发电机输出电压与蓄电池电压相等时，此时，充电批示灯由于两端电位差为零而熄灭。批示发电机已经正常工作，励磁电流由发电机自己供应。发电机中三相绕阻所产生三相交流电动势经二极管整流后，输出直流电，向负载供电，并向蓄电池充电。定子3相绕组感生电动势大小见公式2.1Em-每相电动势最大值-电角速度f-交流电动势频率（为转速函数）p-磁极对数n-发电机转速（r/min）Eφ-每相电动势有效值公式2