1、交流發(fā)電機的電壓調節(jié)器 學習內容電壓調節(jié)器的分類 電壓調節(jié)器的調壓原理 電子調節(jié)器結構與工作原理 電子調節(jié)器應用實例由于交流發(fā)電機的轉子是由發(fā)動機通過皮帶驅動旋轉的，且發(fā)動機和交流發(fā)電機的速比為173，因此交流發(fā)電機轉子的轉速變化范圍非常大，這樣將引起發(fā)電機的輸出電壓發(fā)生較大變化，無法滿足汽車用電設備的工作要求。為了滿足用電設備恒定電壓的要求，交流發(fā)電機必須配用電壓調節(jié)器，使其輸出電壓在發(fā)動機所有工況下基本保持恒定。. q( # s3 d. 6 電子調節(jié)器的工作原理4 w! P- A6 T+ _ u; m J# r(1)電子調節(jié)器有多種型式，其內部電路各不相同，但工作原理可用基本電路工作原理去

2、理解. O$ t. 7 N% z) M& B( i7 % e6 r3 w! b6 u（2）工作原理 % # 2 g2 9 A 點火開關SW剛接通時，發(fā)動機不轉，發(fā)電機不發(fā)電，蓄電池電壓加在分壓器R1、R2上，此時因UR1 較低不能使穩(wěn)壓管VS的反向擊穿，VT1截止，VT1截止使得VT2導通，發(fā)電機磁場電路接通，此時由蓄電池供給磁場電流。隨著發(fā)動機的啟動，發(fā)電機轉速升高，發(fā)電機他勵發(fā)電，電壓上升。 , T, M. v+ R+ w 當發(fā)電機電壓升高到大于蓄電池電壓時，發(fā)電機自勵發(fā)電并開始對外蓄電池充電，如果此時發(fā)電機輸出電壓UB調節(jié)器調節(jié)上限UB2，VT1繼續(xù)截止，VT2繼續(xù)導通，但此時的磁場電流

3、由發(fā)電機供給，發(fā)電機電壓隨轉速升高迅速升高。 8 # c# s$ M) 0 Y, Z% Y1 b 當發(fā)電機電壓升高到等于調節(jié)上限UB2時，調節(jié)器對電壓的調節(jié)開始。此時VS導通，VT1導通，VT2截止，發(fā)電機磁場電路被切斷，由于磁場被斷路，磁通下降，發(fā)電機輸出電壓下降。 # i; 9 M, m8 P 當發(fā)電機電壓下降到等于調節(jié)下限UB1時，VS截止，VT1截止，VT2重新導通，磁場電路重新被接通，發(fā)電機電壓上升。周而復始，發(fā)電機輸出電壓UB被控制在一定范圍內，這就是外搭鐵型電子調節(jié)器的工作原理。( F1 . m6 X0 S% T& Z(3)內搭鐵型電子調節(jié)器的基本電路- o; h6 n! w$

4、|9 U內搭鐵型電子調節(jié)器基本電路的特點是晶體管VT1、VT2采用PNP型，發(fā)電機的勵磁繞組連接在VT2的集電極和搭鐵端之間，與外搭鐵型電路顯著不同，電路工作原理和結構與外搭鐵型電子調節(jié)器類似。9 A4 - x- P( b6 F0 D5 _ # q, K1 3 K1 & D, m4)電子調節(jié)器的工作特性* X7 c0 c2 X( 4 P調節(jié)器通過三級管VT2的通斷控制磁場電流，隨著轉速的提高，大功率三級管VT2的導通時間減小，截止時間增加，這樣可使得磁場電流平均值減小，磁通減小，保持輸出電壓UB不變。發(fā)電機的輸出電壓UB、磁場電流If（平均值）隨轉速n的變化關系稱為電子調節(jié)器的工作特性。 #

5、K. O0 n6 / s) . T從電子調節(jié)器的工作特性曲線可以看出，n1為調節(jié)器開始工作轉速，稱為工作下限，隨著發(fā)電機轉速的升高，磁場電流減小。當發(fā)電機轉速很高時，由于大功率三極管可不導通，磁場電流被切斷，發(fā)電機僅靠剩磁發(fā)電，所以，電子調節(jié)器的工作轉速上限很高，調節(jié)范圍很大。一、電壓調節(jié)器的分類 1交流發(fā)電機電壓調節(jié)器按工作原理可分為：（1）觸點式電壓調節(jié)器觸點式電壓調節(jié)器應用較早，這種調節(jié)器觸點振動頻率慢，存在機械慣性和電磁慣性，電壓調節(jié)精度低，觸點易產生火花，對無線電干擾大，可靠性差，壽命短，現(xiàn)已被淘汰。（2）晶體管調節(jié)器隨著半導體技術的發(fā)展，采用了晶體管調節(jié)器。其優(yōu)點是：三極管的開關頻

6、率高，且不產生火花，調節(jié)精度高，還具有重量輕、體積小、壽命長、可靠性高、電波干擾小等優(yōu)點，現(xiàn)廣泛應用于東風、解放及多種中低檔車型。 （3） 集成電路調節(jié)器集成電路調節(jié)器除具有晶體管調節(jié)器的優(yōu)點外，還具有超小型，安裝于發(fā)電機的內部（又稱內裝式調節(jié)器），減少了外接線，并且冷卻效果得到了改善，現(xiàn)廣泛應用于桑塔納。奧迪等多種轎車車型上。（4） 電腦控制調節(jié)器電腦控制調節(jié)器是現(xiàn)在轎車采用的一種新型調節(jié)器，由電負載檢測儀測量系統(tǒng)總負載后，向發(fā)電機電腦發(fā)送信號，然后由發(fā)動機電腦控制發(fā)電機電壓調節(jié)器，適時地接通和斷開磁場電路，即能可靠地保證電器系統(tǒng)正常工作，使蓄電池充電充足，又能減輕發(fā)動機負荷，提高燃料經濟性

7、。如上海別克、廣州本田等轎車發(fā)電機上使用了這種調節(jié)器。2電子調節(jié)器按所匹配的交流發(fā)電機搭鐵型式可分為：（1）內搭鐵型調節(jié)器：適合于與內搭鐵型交流發(fā)電機所匹配的電子調節(jié)器稱為內搭鐵型調節(jié)器；（2）外搭鐵型調節(jié)器：適合于與外搭鐵型交流發(fā)電機所匹配的電子調節(jié)器稱為外搭鐵型調節(jié)器。在使用過程中，對于晶體管調節(jié)器，最好使用汽車說明書中指定的調節(jié)器，如果采用其他型號替代，除標稱電壓等規(guī)定參數(shù)與原調節(jié)器相同外，代用調節(jié)器必須與原調節(jié)器的搭鐵形式相同，否則，發(fā)電機可能由于勵磁電路不通而不能正常工作。對于集成電路調節(jié)器，必須是專用的，是不能替代的。二、電壓調節(jié)器的調壓原理由交流發(fā)電機的工作原理我們知道，交流發(fā)電

8、機的三相繞組產生的相電動勢的有效值E=Cen（V）這里Ce為發(fā)電機的結構常數(shù)，n為轉子轉速，為轉子的磁極磁通，也就是說交流發(fā)電機所產生的感應電動勢與轉子轉速和磁極磁通成正比。當轉速升高時，E增大，輸出端電壓UB升高，當轉速升高到一定值時（空載轉速以上），輸出端電壓達到極限，要想使發(fā)電機的輸出電壓UB不再隨轉速的升高而上升，只能通過減小磁通來實現(xiàn)。又磁極磁通與勵磁電流If成正比，減小磁通也就是減小勵磁電流If。所以，交流發(fā)電機調節(jié)器的工作原理是：當交流發(fā)電機的轉速升高時，調節(jié)器通過減小發(fā)電機的勵磁電流If來減小磁通，使發(fā)電機的輸出電壓UB保持不變。觸點式電壓調節(jié)器通過觸點開閉，接通和斷開磁場電路

9、，來改變磁場電流If大小；晶體管調節(jié)器、集成電路調節(jié)器等利用大功率三極管的導通和截止，接通和斷開磁場電路，來改變磁場電流If大小。三、電子調節(jié)器結構與工作原理電子調節(jié)器有多種型式，其電路個不相同，但一般采用整體封裝型式，不可拆卸，不能維修，只能整體更換。這里向大家介紹電子調節(jié)器的基本電路，實際電路要復雜的多，但工作原理可用基本電路工作原理去理解。1外搭鐵型電子調節(jié)器的基本電路晶體管調節(jié)器又稱為電子調節(jié)器，圖229所示為外搭鐵型電子調節(jié)器的基本電路：基本電路是由三只電阻R1、R2 、R3，兩只三極管VT1、VT2，一只穩(wěn)壓二極管VS和一只二極管VD組成。電阻R3既是VT1的分壓電阻，又是VT2的

10、負載電阻電阻R1和R2組成一個分壓器，分壓器R1、R2兩端的電壓為發(fā)電機電壓UB，R1上得分壓為：VT2是大功率三極管（NPN型），和發(fā)電機的磁場繞組串聯(lián)，起開關作用，用來接通與切斷發(fā)電機的勵磁電路；VT1是小功率三極管（NPN型），用來放大控制信號；VD是續(xù)流二極管；磁場繞組由接通轉為斷開狀態(tài)時（F端為+，B端為），經二極管 VD構成放電回路，防止三極管VT2被擊穿損壞穩(wěn)壓管VS是感受元件，串聯(lián)在VT1的基極電路中，并通過VT1的發(fā)射結并聯(lián)于分壓電阻R1的兩端，以感受發(fā)電機的輸出電壓；UR1電壓加在穩(wěn)壓管VS上，R1的阻值是這樣確定的,當發(fā)電機輸出電壓UB達到規(guī)定的調整值時（如桑塔納為135

11、14SV），UR1電壓正好等于穩(wěn)壓管VS的反向擊穿電壓。2外搭鐵式電子節(jié)器的工作原理（1）點火開關SW接通，發(fā)電機電壓UB蓄電池電動勢時,VT1截止，VT2導通，蓄電池直接供電到磁場繞組。磁場繞組電路為：蓄電池正極磁場繞組調節(jié)器接柱三極管VT2調節(jié)器接柱搭鐵蓄電池負極。發(fā)電機電壓隨轉速升高而升高。發(fā)電機他勵(2) 發(fā)電機電壓雖然升高,但如果蓄電池電動勢發(fā)電機輸出電壓UB調節(jié)上限時,VT1繼續(xù)截止，VT2繼續(xù)導通，發(fā)電機自勵且開始對外供電。磁場繞組電路為：發(fā)電機正極磁場繞組調節(jié)器接柱三極管VT2調節(jié)器搭鐵發(fā)電機負極。發(fā)電機電壓隨轉速升高而繼續(xù)升高。(3)當發(fā)電機電壓升高到等于調節(jié)上限U2時，調節(jié)

12、器開始工作。電阻R1、R2分壓，UR1=UVS+Ube1，VS導通，VT1導通，VT2截止，磁場電路被切斷，發(fā)電機輸出電壓迅速下降。當發(fā)電機電壓下降到等于調節(jié)下限U1時電阻R1、R2分壓減小，當UR1UW+Ube1，VS截止，VT1截止，VT2重新導通，磁場電路重新被接通，發(fā)電機電壓上升。發(fā)電機電壓升到調節(jié)上限時，VT2就截止，磁場電路被切斷，輸出電壓下降；降到等于調節(jié)下限U1時，磁場電路被接通，發(fā)電機電壓上升，周而復始，發(fā)電機輸出電壓被控制在一定范圍內。配裝電子調節(jié)器的發(fā)電機的輸出電壓上限U2和下限U1的差值很小，所以發(fā)電機的輸出電壓波動非常小，再加上電容的濾波，所以發(fā)電機的輸出電壓很穩(wěn)定。

13、內搭鐵式電子調節(jié)器基本電路見圖3-30。原理與外搭鐵式類似。四、電子調節(jié)器應用實例1 JFT106型晶體管調節(jié)器應用JFT106型調節(jié)器屬于外搭鐵式晶體管調節(jié)器，調節(jié)電壓為138146V，可與14V。750W的外搭鐵式九管式交流發(fā)電機配套，也可與14V、功率小于1000W的外搭鐵式六管交流發(fā)電機配套。解放CA1092型汽車用JFT106型晶體管調節(jié)器有“”、“F”和“一”三個接線柱，其中“”接線柱與發(fā)電機的“Fl”接線柱相接，“F”接線柱與發(fā)電機的“F2”接線柱相接，“一”接線柱搭鐵。（3）組成與原理231b為 JFT106型晶體管調節(jié)器工作原理圖， 和圖2-33電子調節(jié)器的基本電路比較，組成

14、JFT106型晶體管調節(jié)器電路的元件要多一些，但工作原理是相同的。JFT106型晶體管調節(jié)器元件功用說明：VT2、VT3接成復合管，目的是提高放大倍數(shù)，其作用與前述基本電路中的VT2相同；VT1、VD3、R5的作用與前述基本電路相同；R6、R7、R8是偏流電阻；R4是正反饋電阻，起提高三極管開關速度，提高三極管壽命的作用；R1、R2、R3組成分壓器，R3是調整電阻。C1、C1是降頻電容，起降低三極管開關頻率，提高三極管壽命的作用；VD1是VS1的溫度補償管;VD2是分壓二極管，防止VT2、VT3的誤導通；VS2起過壓保護作用，限定發(fā)電機的輸出電壓不超出某定值，保護汽車上的用電設備不因瞬時過電壓

15、二損壞。 2集成電路調節(jié)器集成電路調節(jié)器也叫IC調節(jié)器，是根據(jù)使用要求，將電路中的若干元件集成在同一基片上，制成一個獨立的電子芯片。集成電路調節(jié)器裝于發(fā)電機內部，構成整體式交流發(fā)電機。發(fā)電機外部有2個或3個接線柱。集成電路調節(jié)器的工作原理與晶體管調節(jié)器的工作原理完全一樣，都通過穩(wěn)壓管感應發(fā)電機的輸出電壓信號，利用三極管的開關特性控制發(fā)電機的勵磁電流，使發(fā)電機的輸出電壓保持恒定。（1）集成電路調節(jié)器的檢測電路集成電路調節(jié)器，根據(jù)分壓器R1、R2檢測點位置不同可分為“發(fā)電機電壓檢測電路”和“蓄電池電壓檢測電路”兩種型式。發(fā)電機電壓檢測電路見圖3-32a。分壓器R1、R2從發(fā)電機輸出端（D+ 端）得

16、到電壓，穩(wěn)壓管VS上的電壓與發(fā)電機的輸出電壓成正比，所以該電路稱為發(fā)電機電壓檢測電路（檢測點在發(fā)電機上）。發(fā)電機電壓檢測電路的優(yōu)點：發(fā)電機到檢測電路距離近，可不用導線連接，直接接在發(fā)電機輸出端，連接可靠，不致使檢測電路檢測不到信號。發(fā)電機電壓檢測電路的缺點：當發(fā)電機到蓄電池之間連接電阻大時，蓄電池充電電壓會偏低，使蓄電池充電不足。 蓄電池電壓檢測電路圖3-32b。分壓器R1、R2從蓄電池輸出端得到電壓，穩(wěn)壓管VS上的電壓和蓄電池端電壓成正比，所以該電路稱為蓄電池電壓檢測電路（檢測點在蓄電池上）。蓄電池電壓檢測電路優(yōu)點：直接檢測蓄電池端電壓來控制發(fā)電機的輸出，可使蓄電池的充電電壓有保證。蓄電池電

17、壓檢測電路的缺點：當蓄電池和發(fā)電機之間的連接不可靠時，會使發(fā)電機失控。（2）集成電路調節(jié)器應用舉例圖233a所示為天津夏利轎車發(fā)電機使用的集成電路調節(jié)器外形圖，該發(fā)電機為整體式交流發(fā)電機，調節(jié)器為內裝式外搭鐵型。該調節(jié)器有6個接線端子F、P、E三個端子用螺釘直接和發(fā)電機連接，B端用螺母固定在發(fā)電機的輸出端子“B”上，IG、L兩個端子傭金屬線引到調節(jié)器的外部接線插座上。圖233b為夏利轎車調節(jié)器電路連接圖磁場電流控制：VT2是大功率三極管，和磁場串聯(lián)，由集成片IC控制VT2的導通和截止，從而控制磁場電路通斷，使發(fā)電機電壓得到控制。充電指示燈：充電指示燈串接在VT1集電極上，VT1導通充電指示燈亮

18、，VT1截止充電指示燈熄滅。在集成片IC中有控制VT1導通和截止的電路，控制信號由p點提供，p點提供的是發(fā)電機單相電壓的交流信號，其信號幅值大小可反映發(fā)電機輸出電壓高低。當發(fā)電機輸出電壓低于蓄電池電壓時，IC中控制電路使VT1導通，充電指示燈亮，當發(fā)電機輸出電壓高于蓄電池電壓時，IC中控制電路使VT1截止，充電指示熄滅。3發(fā)動機電腦控制的調節(jié)器圖2-34為廣州本田雅閣轎車直列4缸發(fā)動機配用的發(fā)電機調節(jié)器電路圖，發(fā)電機整流器為八管。調節(jié)器為內裝式外搭鐵型，由發(fā)電機電腦控制。在汽車電路中有一個負載檢測儀，檢測電路中總電流負載大小，送信號導電腦，調節(jié)器C接線端子送發(fā)電機電壓信號到電腦，電腦根據(jù)這兩個信號判斷磁場電路應該接通還是斷開，輸出控制信號到FR端子，驅動調節(jié)器的控制電路，適時地接通和斷開磁場繞組電路，以此控制發(fā)電機的輸出電壓。 穩(wěn)壓二極管(又叫齊納二極管)它的電路符號是:此二極管是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具