汽車交流發電機及電壓調節器的檢測

摘 要：在汽車電氣系統中，電壓調節器在其中發揮著巨大的作用，它的正常工作能夠對汽車電氣設備的正常使用和壽命延長起到保障。汽車的用電設備主要依靠的是發電機的供電，當蓄電池存電量不足時，發電機就成為了蓄電池的充電電源。因此，汽車發電機在汽車用電設備中是十分重要的部件。

關鍵詞：汽車交流發電機；電壓調節器；檢測

1 引言

交流發電機作為汽車的重要電源，與電壓調節器相互配合，在發電機正常工作時，向除了起動機的所有用電設備供電，并給蓄電池充電 [1]。在汽車電器化時代下，交流發電機和電壓調節器的檢測也受到了很高的重視。現本文就此展開論述。

2 汽車交流發電機的構成

2.1 轉子

發電機轉子的任務是產生磁場，它由滑環、轉子軸、爪極、磁軛、磁場繞組組成。轉子軸上裝著爪極，滑環由兩個彼此絕緣的銅環構成。當直流電通過兩個滑環時，電流就能通過勵磁繞組，產生軸向磁通，兩個爪極就分別磁化為 N級和 S級，最終形成 6對或者 8對互相交錯的磁極 [2]。在轉子轉動的過程中，就形成旋轉的磁場。

2.2 定子

定子是發電機的電樞，其工作是產生交流電。定子安裝于轉子外，在轉子在定子內部轉動時，定子繞組中磁通就會發生變化，從而產生交變的感應電動勢 [3]。定子繞組采用星形接法來產生三相交流電，以獲得三相電動勢。

2.3 整流器

發電機整流器的任務是將定子繞組的三相交流電轉變為直流電。在鋁制散熱板上安裝正極管，和后端蓋上的電樞接線柱連接，作為發電機的正極端子；在另一塊鋁制散熱板上安裝負極管，和后端蓋上搭鐵線柱連接，作為負極端子。

2.4 端蓋、皮帶輪、風扇

端蓋是將轉子、定子和整流器與電刷組件固定起來的零件，一般采用鋁合金制造，能夠避免漏磁，而且散熱性能良好。端蓋分為前后兩個部分，在后端蓋上面安裝有電刷組件。在發電機前端安裝有皮帶輪，通過風扇皮帶驅動發電機旋轉。皮帶輪后安裝有葉片式風扇，主要工作是強制通風散熱。

3 交流發電機的電壓調節器

因為發電機的轉子是發動機通過皮帶驅動來旋轉的，而且發動機與交流發電機的速比為

1.7～ 3，交流發電機轉子的轉速經常發生比較大的變化，這樣就會導致發電機的輸出電壓發生較大幅度的變化，而滿足不了汽車用電設備的工作要求。電壓調節器的作用在于控制發電機的輸出電壓，讓其輸出的電壓保持恒定的狀態，來滿足汽車用電器的要求。發電機電壓調節器的工作原理是：在交流發電機轉速提高時，通過降低發電機的勵磁電流 If來減小磁通，來使發電機輸出電壓 UB保持恒定。

4 交流發電機的故障檢測

發電機不發電的主要原因包括：整流二極管及竄短路或者斷路；激磁繞組短路或者斷路；三相定子繞組相間短路或者搭鐵；轉子滑環出現較為嚴重的氧化現象或者有污漬，碳刷架損壞或者碳刷卡在刷架中。若發電機出現故障，可以先在車上進行初步的檢測，再將發電機的不解體拆下進行進一步的檢測。可以用萬用表、直流電流表和直流電壓表以及示波器等工具進行檢測。

用萬用表檢測電壓檔，將萬用表調到 30V，用紅表筆與發電機電樞接柱相接，外殼接上黑表筆，發動機保持中等速度以上， 12V的電氣系統電壓標準值應該保持 14V左右，而 24V的電氣系統則保持在 28V左右。如果測到的電壓為蓄電池電壓，那么就說明發電機不發電。

如果汽車儀表板上沒有電流表，那么可以采用外接直流電流表來進行檢測。拆下發電機的電樞接柱導線，在電樞上接上量程為 20A左右的直流電流表正極，負極導線則與拆下的接頭相接。當發動機保持中等速度以上的運轉而沒有其他的電氣設備工作時，電流表中會有 3A～5A充電指示，這時可以說明發電機處于正常工作狀態下。

如果沒有萬用表和直流電流表的情況下，可以采用汽車燈泡來進行檢測。用合適長度的導線與試燈兩端進行焊接，并用鍔魚夾接上兩端。拆下發電機的電樞接柱導線，用試燈的一段夾住發電機電樞的接柱，另外一端則搭鐵，在發動機保持中等速度的運轉時，如果試燈不亮則說明發電機不發電。

還有一種方法是，在發電機啟動之后，將大燈打開，增加發動機的轉速，隨著轉速的增加大燈的亮度也會增強，這就說明發電機處于正常工作狀態下。

5 汽車電壓調節器的檢測

5.1 三個接線柱的電壓調節器

對于三個接線柱的電壓調節器可以采用下面的方式來進行測試。如圖 1。

當交流發電機的勵磁繞組作為其中一端直接搭鐵時，試燈應該接在 A和 B之間；而當發電機的勵磁繞組不直接搭鐵，試燈則接在 B和 C之間。可調直流穩壓電源為 0～ 50V/5A，對 12V的用電系統采用 12V、2W的燈泡作為試燈； 24V的用電系統則用 24V、 3W的燈泡。測試的方法是：第一，以 14V的電系調節器為例，將開關 K關閉，將可調直流穩壓電源輸出電壓調節到 4～ 5V，這時試燈應該發亮。并隨著電壓的增加亮度增大，當輸出電壓增加到與調節器的電壓值相接近時，試燈應該熄滅。如果此時再增加電壓，試燈仍未亮，則說明調節器無故障。

第二步，將開關 K關閉，在增加輸出電壓時，如果電源電壓增加到 4～ 5V試燈仍沒有發亮，繼續增加到調節器調節電壓值也沒有發亮，則表明調節器內部出現斷路；如果在增加電壓的過程中試燈的亮度也隨之增加，電壓達到或者已經高于調節器調節電壓值時，試燈仍然發亮，那么就說明調節器內部短路。

5.2 北京切諾基吉普車集成電路電壓調節器

以北京切諾基吉普車發電機電壓調節器為例，該調節器為集成電路調節器，采用下面的方法來進行檢測，如圖 2。

其中 1代表調節器， 2代表插座， 3代表搭鐵電刷， 4代表電刷彈簧， 5代表電刷， 6代表燈泡， 7代表蓄電池， 8代表 P接柱， 9代表調節器“+”接線柱，10代表正電刷。

當電壓為 12V時，試燈應該發亮，當增加到 16～ 18V時，此時試燈應該熄滅。如果試燈在電壓變化前后均處于發亮或者不亮狀態，那么就表明調節器有故障。

5.3 CA141型汽車所配備的 JFT106型電子調節器

對于 CA141型汽車所配備的 JFT106型電子調節器的檢測方法如圖 3所示。

其中 E1為 12V蓄電池， E2為兩節 1.5V1號干電池串聯，L為 12V、2W的試燈。

將開關 K撥向 A，這時試燈應該發亮，而撥向 B時，試燈則應該熄滅，如果未符合上述情況，就證明調節器出現故障，應及時更換。

5.4 五十鈴汽車集成電路調節器

對于五十鈴汽車集成電路調節器的檢測，按照圖 4的接線方法進行檢測。圖中的可調直流電源為 0～ 30V、10A。

將開關 K撥向 1，將可調直流穩壓電源的電壓逐漸加大，正常情況下，在電壓逐漸升高的過程中，試燈的亮度會隨之增加。當電壓增加到 14.7±0.3V時，試燈應該熄滅；將開關 K撥向 2，在電源電壓增加至 14.7±0.3V時，試燈也應該熄滅；將開關 K撥向 3，將電源電壓增加到 17V左右，試燈熄滅。如果試燈在電壓變化過程中未符合上述三種情況，那么就說明該調節器存在故障，應進行檢修。

6 交流發電機及電壓調節器的維護要點

第一，蓄電池的極性應該是負極搭鐵，如果接反的話，就會對發電機或者調節器的電子元件造成損壞；第二，在整流器與定子繞組相連接時，不能用 220V交流電源或者兆歐表來對發電機的絕緣情況進行檢查；第三，在發電機運轉過程中，禁止采用試火的方法對發電機進行檢查，不然會燒壞二極管；第四，當發現交流發電機或者調節器出現故障要盡快檢修，禁止繼續運轉；第五，蓄電池和發電機的連接要牢固，如果突然斷開，就會對發電機或者調節器的電子元件產生過電壓損壞 [4]。

7 結語

汽車交流發電機是汽車最主要的電源，它與電壓調節器是互相配合的關系，發電機的正常運行對汽車的供電起到了重要的作用，因此要及時排除汽車交流發電機和電壓調節器的故障，以保證發電機正常工作。

參考文獻：

[1]畢翠英 .汽車用爪級式無刷交流發電機的檢測方法 [J].中國高新技術企業（中旬刊），2016（04）：64-65.

[2]閆士新 .汽車交流發電機零部件的檢修 [J].科技創業家，2013（23）：47.

[3]趙華瑞 .汽車交流發電機工作特性檢測 [J].魅力中國，2013（11）：299.

[4]王霄宇 .論汽車發電機的故障與檢測 [J].今日湖北（中旬刊），2015（03）：72.

作者簡介

楊琦：（1988.09—）男，本科，廣西平南人，助理工程師，現工作于上汽通用五菱汽車股份有限公司，從事供應商質量管理工作。