發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器的工作原理

交流發(fā)電機(jī)三相繞組產(chǎn)生的相電動(dòng)勢(shì)的有效值為E=Ce n (v)，即交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和磁通成正比。

當(dāng)轉(zhuǎn)速n增加時(shí)，e增加，發(fā)電機(jī)的輸出電壓UB增加。當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到一定值時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出電壓UB達(dá)到極限值。要使發(fā)電機(jī)的輸出電壓UB不再隨轉(zhuǎn)速增加，只能通過(guò)降低磁通來(lái)實(shí)現(xiàn)。因?yàn)榇艠O的磁通量與勵(lì)磁電流If成正比，所以減小磁通量意味著減小勵(lì)磁電流If。

所以交流發(fā)電機(jī)調(diào)壓器的調(diào)壓原理是：當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速上升時(shí)，調(diào)壓器通過(guò)降低發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流If來(lái)降低磁通，使發(fā)電機(jī)輸出電壓UB保持不變；當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，調(diào)節(jié)器通過(guò)增加發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流If來(lái)增加磁通，使發(fā)電機(jī)的輸出電壓UB保持不變。

外部接地調(diào)節(jié)器的工作原理

(1)基本電路

穩(wěn)壓器有很多種，內(nèi)部電路也不一樣，但是工作原理可以通過(guò)基本電路的工作原理來(lái)理解。如圖3-34所示。

(2)工作原理

當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)SW打開時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)將不轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)發(fā)電機(jī)不發(fā)電時(shí)，電池電壓被施加到分壓器R1和R2上。此時(shí)，因?yàn)閁R1為低，所以不能執(zhí)行電壓調(diào)節(jié)器VS的反向擊穿，并且VT1被關(guān)斷，從而VT2被接通，并且發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電路被接通。此時(shí)，電池提供磁場(chǎng)電流。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高，發(fā)電機(jī)單獨(dú)發(fā)電，電壓升高。

當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓高于蓄電池電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)自激發(fā)電，開始對(duì)外接蓄電池充電。如果發(fā)電機(jī)輸出電壓上限UB調(diào)節(jié)器UB2和VT1調(diào)節(jié)電壓，VT2會(huì)繼續(xù)關(guān)斷，但此時(shí)磁場(chǎng)電流由發(fā)電機(jī)提供，發(fā)電機(jī)電壓會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的增加而迅速上升。

當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓上升到等于調(diào)節(jié)電壓UB2的上限時(shí)，調(diào)節(jié)器開始調(diào)節(jié)電壓。此時(shí)，VS開啟，VT1開啟，VT2關(guān)閉，發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)回路被切斷。當(dāng)磁場(chǎng)被切斷時(shí)，磁通量減少，發(fā)電機(jī)的輸出電壓降低。

當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓下降到等于調(diào)節(jié)下限UB1時(shí)，VS關(guān)斷，VT1關(guān)斷，VT2再次接通，磁場(chǎng)電路再次接通，發(fā)電機(jī)電壓上升。

一遍又一遍，把發(fā)電機(jī)的輸出電壓UB控制在一定范圍內(nèi)。

內(nèi)部接地調(diào)節(jié)器的工作原理

(1)基本電路

如圖3-35所示，內(nèi)部接地電子調(diào)節(jié)器的基本電路特征是晶體管VT1和VT2為PNP型，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組接在VT2的集電極和接地端之間，與外部接地電路有顯著區(qū)別。該電路的工作原理和結(jié)構(gòu)與外置接地電子調(diào)節(jié)器相似。

(2)工作特點(diǎn)

調(diào)節(jié)器通過(guò)晶體管VT2的通斷來(lái)控制磁場(chǎng)電流。隨著轉(zhuǎn)速的增加，大功率晶體管VT2的導(dǎo)通時(shí)間減少，關(guān)斷時(shí)間增加，使得磁場(chǎng)電流的平均值減小，磁通量減小，輸出電壓UB保持不變。發(fā)電機(jī)輸出電壓UB與磁場(chǎng)電流If(平均值)和轉(zhuǎn)速N的關(guān)系稱為電子調(diào)節(jié)器的工作特性。如圖3-36所示。

從電子調(diào)節(jié)器的工作特性曲線可以看出，n1是調(diào)節(jié)器的啟動(dòng)工作速度，稱為工作下限。隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，磁場(chǎng)電流減小。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速很高時(shí)，由于大功率晶體管不能導(dǎo)通，磁場(chǎng)電流被切斷，發(fā)電機(jī)只靠剩磁發(fā)電，所以電子調(diào)節(jié)器的工作轉(zhuǎn)速上限很高并且

發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)電路如圖3-37b所示。分壓器R1和R2從發(fā)電機(jī)的輸出端(D端)獲得電壓。調(diào)壓器VS上的電壓與發(fā)電機(jī)的輸出電壓成正比，所以這個(gè)電路稱為發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)電路(檢測(cè)點(diǎn)在發(fā)電機(jī)上)。

發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)電路的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)電機(jī)與檢測(cè)電路之間的距離短，可以不用電線直接連接到發(fā)電機(jī)的輸出端，連接可靠，使檢測(cè)電路檢測(cè)不到信號(hào)。發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)電路的缺點(diǎn)：當(dāng)發(fā)電機(jī)與蓄電池的連接電阻較大時(shí)，蓄電池的充電電壓會(huì)較低，導(dǎo)致蓄電池充電不足。

2)電池電壓檢測(cè)方法

電池電壓檢測(cè)電路如圖3-37a所示。分壓器R1和R2從電池的輸出端得到電壓，調(diào)壓器VS上的電壓與電池的電壓成正比，所以這個(gè)電路叫做電池電壓檢測(cè)電路(檢測(cè)點(diǎn)在電池上)。電池電壓檢測(cè)電路的優(yōu)點(diǎn)：直接檢測(cè)電池的端電壓來(lái)控制發(fā)電機(jī)的輸出，可以保證電池的充電電壓。電池電壓檢測(cè)電路的缺點(diǎn)：當(dāng)電池與發(fā)電機(jī)連接不可靠時(shí)，發(fā)電機(jī)會(huì)失控。

(2)集成電路調(diào)節(jié)器的應(yīng)用實(shí)例。

夏汽車發(fā)電機(jī)集成電路調(diào)節(jié)器的外形如圖3-38所示。發(fā)電機(jī)為整體式交流發(fā)電機(jī)，調(diào)節(jié)器為內(nèi)置外部接地型。調(diào)節(jié)器有F、P、E六個(gè)端子，其中三個(gè)端子通過(guò)螺釘直接與發(fā)電機(jī)連接，B端子通過(guò)螺母固定在發(fā)電機(jī)的輸出端子“B”上，IG和L端子的委托通向調(diào)節(jié)器的外部接線插座。

李霞汽車調(diào)節(jié)器電路連接圖如圖3-39所示。

磁場(chǎng)電流控制：VT2是與磁場(chǎng)串聯(lián)的大功率三極管。集成IC控制VT2的通斷，從而控制磁場(chǎng)電路的通斷，控制發(fā)電機(jī)電壓。

充電指示燈：充電指示燈與VT1的集電極串聯(lián)，充電指示燈VT1開，充電指示燈VT1關(guān)。在集成電路中，有一個(gè)控制VT1開啟和關(guān)閉的電路。控制信號(hào)由P點(diǎn)提供，P點(diǎn)提供發(fā)電機(jī)單相電壓的交流信號(hào)，其信號(hào)幅值可以反映發(fā)電機(jī)的輸出電壓。

當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓低于電池電壓時(shí)，IC中的控制電路打開VT1，充電指示燈點(diǎn)亮。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓高于蓄電池電壓時(shí)，IC中的控制電路關(guān)閉VT1，充電指示燈熄滅。