汽车用交流发电机转子总成的修理

 摘要： 转子总成是整个汽车用交流发电机中最难修的部件， 本文详细阐述转子总成的组成、 常见故障、 故障排除方法、 检测方法、 修理详细步骤， 并结合实际工作中积累的操作经验， 列举相关数据。       

       近几年， 随着汽车使用时间的增多， 车用电器功率的不断增大， 市场上可调式电子调节器的出现， 市场价格竞争影响着汽车用交流发电机的制造品质， 汽车用交流发电机转子总成出现的故障不断增多 （主要是励磁绕组烧坏）， 业余条件下很难修复 （主要是无法拆开和装配爪极）。 进口车型、 淘汰车型、稀有车型因励磁绕组烧坏， 一时买不到发电机总成或买到了但价格不菲， 都会给车主带来巨大的经济损失。 

       

1 转子总成的组成

       有电刷型汽车用交流发电机的转子总成由转子轴、 滑环 （集电环）、 爪极、 励磁绕组 （也叫磁场绕组、 磁场线圈、 励磁线圈） 和轴承等组成， 有的在爪极的侧面还焊带有内风扇。 2 块带有 6 个极爪的爪极凸凹相对压装在转子轴上， 靠滑环侧的一块通常能压出。 2 块爪极的空腔内装有磁轭， 骨架与励磁绕组套在上面， 励磁绕组的 2 根引线分别焊在 2 个滑环上。 磁轭分 3 种形式： 一种是由等分的两部分组成， 每部分又与爪极形成一体； 一种是一个独自的磁轭， 和 2 个爪极是分开的； 还有一种， 是磁轭与其中一个爪极形成一体。

2 转子总成的工作原理

        电刷与滑环接触， 接通电源， 励磁绕组有大小变化的电流通过并产生轴向磁通， 一块爪极被磁化为 N 极， 另一块爪极被磁化为 S 极， 形成 6 对相互交

错的磁极。

3 转子总成的常见故障、 产生原因及处理方法

       转子总成常见故障、 产生原因、 处理方法见表 1 。

4 励磁绕组的检测

       当励磁绕组有短路、 断路、 搭铁故障， 将会造成不充电、 充电电流小或充电电流不稳定的故障，用万用表检测法如下。

       用万用表电阻 R×1 Ω 档， 测 2 片滑环的电阻值。如果电阻值小于规定值 （参见表 2 汽车、 拖拉机、内燃机用发电机转子总成的技术数据或按经验值，

12 V 发电机的励磁绕组电阻值一般在 4～8 Ω ， 24 V发电机的励磁绕组电阻值一般在 14～18 Ω ）， 表明励磁绕组短路； 如果电阻值为无穷大， 表明励磁绕组断路 （一定要检查励磁绕组引线与滑环的焊点， 看是否脱焊）。

       用万用表电阻 R×1 kΩ 或 R×10 kΩ 档， 测 2 个滑环与转子轴的电阻值，阻值应为 ∞ 。 如阻值为 0 ，则表明为搭铁故障。励磁绕组有短路、 断路、 搭铁故障， 应更换励磁绕组。

5 转子总成的修理方法、 步骤及经验

更换励磁绕组的具体方法及步骤如下。

       步骤 1 ， 测量相关尺寸 用卡尺量出转子的外径、 铁心长度 （ 2 个爪极之间的厚度）、 滑环到铁心的距离， 并观察滑环上电刷滑过的滑道， 看是否在装配时能适当移动位置， 避开该滑道。

       步骤 2 ， 取下辅件 用拉马 （俗称： 小抓子）取下轴承、 滑环备用。

       步骤 3 ， 做平衡记号 在相临的爪极上作上记号， 装配时按原样复原装配， 保证转子总成的动平衡良好。

       步骤 4 ， 自制拆、 装模具 ① 根据转子总成外径大小， 找一圆钢管 （转子总成能放入就行）， 圆钢管可以用废旧起动机的定子外壳 （拆出线圈、 磁极）， 在圆钢管的内壁上等分焊上 6 根 2 cm 长的钢筋或铁板条， 将转子总成放入能卡住 6 个爪极的尖部就行。 笔者称之为凹模， 如图 1a 所示。 如果没有合适尺寸的圆钢管， 也可以找外径比转子总成小一点或一样大的圆钢管， 在边缘等分焊上 6 根约 6 cm 长的钢筋， 转子总成放入能卡住 6 个爪极的尖部就行，称之为凸模， 如图 1b 所示。 凹模和凸模都能完成拆、 装工作， 下文统称压模。 ② 用 10 号槽钢焊成图 1c 所示的长方形框架 （下文称框架）， 参考尺寸：宽 20 cm ， 高 60 cm 。

        步骤 5 ， 拆开转子总成 将待修的转子总成皮带轮端插入压模内， 要求爪极的 6 个尖部被卡住，且爪极尖部与压模的 6 个挡块 （挡柱） 接触好， 然后用 10 t以上的千斤顶配合框架将 2 个爪极压开。

        注： 近几年生产的转子总成大多很难拆开爪极， 原因是厂家用电焊将可拆开的爪极内径与转子轴点焊了一圈， 拆前先用铁锤振动这个爪极， 然后再按上面所提方法拆开转子总成。 老型号的或爪极内径与转子轴没有点焊的转子总成， 也可用三抓拉马拉住爪极的 3 个尖部来拆开转子总成。

       步骤 6 ， 拆出线圈， 记录数据 用一字形螺丝刀撬出励磁绕组， 放在绕线机上， 逐圈拆线， 测好匝数和线径。 有的因线圈烧得无法测出匝数， 可以测出骨架的剩余空间， 也可根据平时所知的电阻值算出线圈的长度 （相关数据见表 3 ）， 重绕线圈时估算绕制， 一般情况不会影响充电。

        步骤 7 ， 制作或修复骨架 如原骨架轻微损坏，可以用塑料焊枪修补， 也可用万能胶粘补。 无法修复时， 应根据磁轭的尺寸自制， 选 1 mm 厚的钢纸，所做骨架的内径要比磁轭的外径大 1 mm ， 长度要比磁轭的长度短 1 mm 。 先作 2 个挡圆， 扣出内圆， 再作一长条形钢纸， 组合粘补便是骨架。

        步骤 8 ， 制作骨架的模具 （模心） 和挡板 所做骨架的模具 （模心） 内径要比骨架小 1 mm ， 长度要比骨架短 1 mm 。 可用铁或硬木头车制， 中间钻一个10 mm 或 10．5 mm 粗的孔。 2 个挡板的尺寸要求不高，圆的、 方的、 长条形的都行。

        步骤 9 ， 重绕线圈 绕制线圈时， 先在骨架的模心上绕上几圈报纸或绝缘纸， 以便脱模。 先在线圈的首端套上绝缘管， 并留出 10 cm 长的引出线，绕线时要匝间紧密、 拉力适中， 当绕制规定匝数前5～10 圈时， 垫入一白布带套扣， 绕到规定匝数时，将线头套扣中穿过， 然后抽紧套扣， 以防松脱。 用白布带在线圈外包扎一层， 使线圈牢固。 用万用表的电阻档检查合格后， 转入下一步。在绕制线圈时尽量保持参数不变 （主要是匝数、线径）， 为方便读者， 表 2 列出了一些参数供参考。

        步骤 10 ， 装配线圈和爪极 先在磁轭和滚花轴上涂上 103 万能胶， 用手推入线圈， 利用上面所提到的千斤顶等工具将爪极压入。 应注意保证 2 块爪极的各极爪间隙要均匀， 步骤 3 所提的记号要和拆前一样。 步骤 1 所测量的铁心长度 （ 2 个爪极的厚度） 要与拆前一致。

       很多文献资料说， 转子轴只能经受一次爪极压出和压入， 再次修理时需将轴重新滚花， 使其比原来压出时的尺寸大 0．03～0．05 mm 。 笔者用涂 103 万能胶的方法可以压出、 压入多次。

       很多文献资料说， 应注意保证 2 块爪极的各极爪间隙要均匀。 但笔者在刚探索修理时， 有一次压入时使极爪尖相临， 爪尖分布十分不均匀， 装机上车试验， 充电未见异常。

        步骤 11 ， 浸漆与烘干 将励磁绕组接到自耦变压器的输出端， 缓缓调高电压， 同时看电流表在3～6 A ， 先预烘 4～8 h （也可用浴霸专用灯泡加热），断电后待温度降到 70～80 ℃ 时， 再浸入 1032 绝缘漆中 15 min ， 经滴漆

 0．5 h 后， 再通电 8 h 以上， 直到漆干燥为止， 再刮干净转子总成外径的漆皮。

        在用户着急时， 也可不浸漆与烘干， 在实际中有的用了 2 年也未损坏。

        步骤 12 ， 接线、 装配修理滑环 按步骤 1 中所测量的滑环到铁心距离装配好滑环， 并观察电刷滑道， 看装配时是否可以移动位置避开滑道。 再用100 W 电烙铁焊好接头。

        滑环表面如有滑道， 轻的可以用砂纸打磨平，严重的在装配时可以错开位置， 让电刷在另一位置接触滑环， 这样滑环就和新的一样。

        步骤 13 ， 验、 修转子表面 在拆卸爪极时， 有的转子很难拆， 能导致爪极变形， 会导致转子装不进定子腔内， 或造成定、 转子扫膛， 发电机无法工

作， 最好用车床车平。

        步骤 14 ， 更换轴承 原则上最好更换新的轴承， 国产的发电机要选哈、 瓦、 洛厂家生产的， 最好用笔者发明的轴承冲筒配合压床来安装轴承。 小厂生产或劣质轴承的使用寿命仅在 3～6 个月。 表 4 列出了国产汽车用交流发电机转子总成常用轴承参数表。 进口的发电机最好还是选用进口轴承， 才能保证修理品质。

6 安全注意事项

        在上面所提到的用自制的工具 （千斤顶） 压拆、 装转子总成爪极时， 在千斤顶到极限时， 要小心操作， 防止部件从侧面蹦出， 伤害自己、 他人，同时也可能损坏千斤顶。特此忠告。