交流發(fā)電機(jī)及電壓調(diào)節(jié)器

1、交流發(fā)電機(jī)及電壓調(diào)節(jié)器作者:日期:交流發(fā)電機(jī)及電壓調(diào)節(jié)器來(lái)源：中國(guó)汽車(chē)電機(jī)網(wǎng)作者：管理員發(fā)布時(shí)間：2007-07-10汽車(chē)使用的電源有蓄電池和發(fā)電機(jī)兩種?，F(xiàn)代汽車(chē)采用交流發(fā)電機(jī)作為主要電源，蓄電池作為輔助電源。在汽車(chē)行駛過(guò)程中，由發(fā)電機(jī)向用電設(shè)備提供電源，并向蓄電池充電。蓄電池在汽車(chē)起動(dòng)時(shí)提供起動(dòng)電流，當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電量不足時(shí)，可以協(xié)同發(fā)電機(jī)供電。與直流發(fā)電機(jī)相比，具有如下幾個(gè)特點(diǎn)：«體積小，質(zhì)量輕4在發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，仍能進(jìn)行充電«故障少，使用壽命長(zhǎng)，保修簡(jiǎn)便調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單«很少產(chǎn)生干擾波«交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造r爪極I鳥(niǎo)嘴形；產(chǎn)主近愎與正弦波的交盍電朗勢(shì)+轉(zhuǎn)

2、子丿勵(lì)磁繞組;有電流通過(guò)，產(chǎn)生磁場(chǎng)屮滑環(huán)屮i軸"Pr三相繞組：產(chǎn)生相位相差120度，犬小相等的三相交流電動(dòng)勢(shì)心定子J連接由三第連援和星電連接兩種.以墾形連接為主.亠鐵心：由硅鋼片奩壓而成和整流器；將三相繞組產(chǎn)主的敢交流電變?yōu)橹绷?主要元件：二極管主要利用了二級(jí)管的單向?qū)щ娦?#187;4前話(huà)端蓋：由非導(dǎo)磁材矜鋁合金制成.卩特總漏磁少，質(zhì)量輕，散熱注能好存交流發(fā)電機(jī)的工作原理1. 發(fā)電原理：在汽車(chē)用交流發(fā)電機(jī)中，由于轉(zhuǎn)子磁極是鳥(niǎo)嘴形，其磁場(chǎng)的分布近似于正弦規(guī)律，所以交流電動(dòng)勢(shì)也近似于正弦波形，相位差互為120度。2. 整流原理：硅二極管具有單向?qū)щ娦浴Ｔ谀骋凰查g，正極二極管上那一項(xiàng)的電

3、壓最高，那一項(xiàng)的正極管子就獲得正向電壓而導(dǎo)通。負(fù)極管上那一項(xiàng)的電壓最低，那一項(xiàng)的負(fù)極管子就獲得正向電壓而導(dǎo)通。實(shí)際上，在汽車(chē)交流發(fā)電機(jī)中選用的二極管，其允許的反向電壓要高得多，可以承受電路中各種瞬時(shí)過(guò)電壓對(duì)二極管的沖擊。3. 勵(lì)磁方法汽車(chē)用交流發(fā)電機(jī)最常用的是九管的交流發(fā)電機(jī)，也就是具有九個(gè)硅二極管的發(fā)電機(jī)。其中六個(gè)硅二極管組成整流器，利用二極管的單向?qū)щ娦詫⒔涣靼l(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電壓轉(zhuǎn)變成直流電壓，另外三個(gè)二極管提供通過(guò)發(fā)電機(jī)中的勵(lì)磁繞阻的電流，稱(chēng)為勵(lì)磁二極管。九管交流發(fā)電機(jī)不僅可以控制充電指示燈指示蓄電池的充電情況，指示充電系統(tǒng)是否發(fā)生故障,還可以在停車(chē)時(shí)，提醒駕駛員斷開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)。hTr=M

4、VVW"Fp-I蔡沖咒交我堆世況S10-19管交流發(fā)電機(jī)的原理圖心由于二極管有0.6v的門(mén)坎電壓，所以汽車(chē)用交流發(fā)電機(jī)只有在發(fā)電機(jī)在較高轉(zhuǎn)速的時(shí)候才能自己發(fā)電，稱(chēng)為自勵(lì)過(guò)程。當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速較低時(shí)，由蓄電池供給電流，稱(chēng)為他勵(lì)過(guò)程。因此，交流發(fā)電機(jī)發(fā)電，要先經(jīng)過(guò)他勵(lì)過(guò)程，再經(jīng)過(guò)自勵(lì)過(guò)程。工作原理如下：當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，首先由蓄電池提供電流。電路為：蓄電池正極t充電指示燈t調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)t勵(lì)磁繞阻Rft搭鐵t蓄電池負(fù)極。此時(shí)，充電指示燈由于有電流通過(guò)，所以燈會(huì)亮。但發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速提高，發(fā)電機(jī)的端電壓也不斷升高，。當(dāng)發(fā)電機(jī)的輸出電壓與蓄電池電壓相等時(shí)，發(fā)電機(jī)“喘和b”端的電位相等，此時(shí)

5、，充電指示燈由于兩端電位差為零而熄滅。指示發(fā)電機(jī)已經(jīng)正常工作，勵(lì)磁電流由發(fā)電機(jī)自己供給。發(fā)電機(jī)中三相繞阻所產(chǎn)生的三相交流電動(dòng)勢(shì)經(jīng)六只二極管整流后，輸出直流電，向負(fù)載供電，并向蓄電池充電。當(dāng)發(fā)電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)、充電系統(tǒng)發(fā)生故障而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)不發(fā)電時(shí)，b”端無(wú)電壓輸出，所以充電指示燈由于兩端電位差增大而發(fā)亮，警告駕駛員及時(shí)排除故障。九管交流發(fā)電機(jī)在停車(chē)后，蓄電池向充電指示燈繼續(xù)提供電流，則充電指示燈會(huì)一直亮，提醒駕駛員斷開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)。交流發(fā)電機(jī)的工作特性汽車(chē)交流發(fā)電機(jī)的工作特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速變化范圍大，因此，必須了解其輸出電流、端電壓與轉(zhuǎn)速變化之間的關(guān)系，即交流發(fā)電機(jī)的工作特性。交流發(fā)電機(jī)的外特性交流發(fā)電機(jī)的空載

6、特性和外特性，1. 輸出特性：發(fā)電機(jī)的端電壓不變，輸出電流于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速甚低時(shí)，其端電壓低于額定電壓，此時(shí)發(fā)電機(jī)不向外供電；當(dāng)發(fā)電機(jī)空載時(shí)，電壓達(dá)到額定電壓值的轉(zhuǎn)速n1，稱(chēng)為空載轉(zhuǎn)速。當(dāng)發(fā)電機(jī)達(dá)到額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速成為滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速n2。說(shuō)明：只有當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速高于n1時(shí)才可能向外供電。n1是選定發(fā)電機(jī)傳動(dòng)比的主要依據(jù)。 滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速是判斷發(fā)電機(jī)技術(shù)性能的重要指標(biāo)。 當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，其輸出電流不在隨轉(zhuǎn)速升高而升高，因此具有限流的作用。2. 空載特性：發(fā)電機(jī)空載時(shí)，其端電壓與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系說(shuō)明：空載特性是判斷發(fā)電機(jī)充電性能是否良好的重要依據(jù)外特性：轉(zhuǎn)速一定時(shí)，發(fā)電機(jī)的端電壓與輸出電流之

7、間的關(guān)系。當(dāng)發(fā)電機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果因外電路開(kāi)路而突然失去負(fù)載，則其端電壓將急劇升高，這對(duì)發(fā)電機(jī)和晶體管調(diào)節(jié)器內(nèi)的電子元件都是有害的。交流發(fā)電機(jī)電子調(diào)節(jié)器汽車(chē)在行駛過(guò)程中，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨時(shí)都在變化，交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速也之變化，因此發(fā)電機(jī)輸出電壓必然隨轉(zhuǎn)速變化而變化。交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器把交流發(fā)電機(jī)的電壓控制在一定的規(guī)定范圍內(nèi)，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓并使電壓保持恒定,防止輸出電壓過(guò)高而損壞用電設(shè)備和避免蓄電池過(guò)量充電。-丁f丄*-丁f丄*（一）調(diào)節(jié)器基本電路外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器的基本電路如圖1-2所示，有信號(hào)監(jiān)測(cè)電路、信號(hào)放大與控制電路、功率放大電路和保護(hù)電路四部分組成。

8、B”電阻R1和R2穩(wěn)壓管VS構(gòu)成信號(hào)監(jiān)測(cè)電路，電阻R1、R2串聯(lián)在交流發(fā)電機(jī)輸出端子和搭鐵端子“E”間，構(gòu)成分壓器，直接監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)輸出電壓U的變化。R1上的分壓：由此可見(jiàn)，發(fā)電機(jī)電壓U升高時(shí)，分壓電阻R1上的分壓值UR1升高，反之，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓U下降時(shí)，分壓值UR1下降。穩(wěn)壓二極管VS端連接三極管VT1的基極，另一端接在分壓電阻R1、R2之間，VS與三極管VT1的發(fā)射極串聯(lián)后再與分壓電阻R1并聯(lián)，從而監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)電壓的變化，并控制三極管VT1的導(dǎo)通與截止。三極管VT1和電阻構(gòu)成信號(hào)放大與控制電路，其作用是將電壓監(jiān)測(cè)電路輸入的信號(hào)進(jìn)行放大處理后，控制功率三極管VT2導(dǎo)通與截止。電阻既是三極管VT1

9、的負(fù)載電阻，又是功率三極管VT2的偏流電阻。三極管VT1為小功率三極管，接在大功率三極管VT2的前一級(jí)，起功率放大作用，也稱(chēng)為前級(jí)放大電路。功率三極管VT2通常采用達(dá)林頓三極管構(gòu)成功率放大電路，VT2為型大功率三極管，串聯(lián)在勵(lì)磁繞組與搭鐵端之間，這是外搭鐵型調(diào)節(jié)器的顯著特點(diǎn)。勵(lì)磁繞組的電阻是VT2的負(fù)載電阻。VT2導(dǎo)通時(shí)，勵(lì)磁電路接通，有勵(lì)磁電流；VT2截止時(shí)，勵(lì)磁電流被切斷。因此，通過(guò)控制三極管的導(dǎo)通與截止，就可以改變勵(lì)磁電流使發(fā)電機(jī)輸出電壓穩(wěn)定。續(xù)流二極管VD構(gòu)成保護(hù)電路，其功用是防止勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)擊穿三極管而造成損壞。（二）電子電壓調(diào)節(jié)器工作原理電子電壓調(diào)節(jié)器利用三極管的開(kāi)關(guān)特

10、性，將大功率三極管作為一只開(kāi)關(guān)串聯(lián)在發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電路中，根據(jù)發(fā)電機(jī)輸出電壓的高低，控制三極管導(dǎo)通與截止來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)輸出電壓穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。發(fā)電機(jī)電子電壓調(diào)節(jié)器工作過(guò)程如下：1接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)SW，發(fā)電機(jī)電壓U低于蓄電池電壓時(shí)，蓄電池電壓經(jīng)過(guò)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)SW加在分壓電阻R1、R2兩端。由于發(fā)電機(jī)電壓低于調(diào)節(jié)電壓上限值，穩(wěn)壓管VS處于截止?fàn)顟B(tài)，VT1基極無(wú)電流流過(guò)，也處于截止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)，蓄電池經(jīng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、電阻向三極管VT2提供基極電流，VT2導(dǎo)通并接通勵(lì)磁電流，其電路為：蓄電池正極t電流表t點(diǎn)火開(kāi)關(guān)t熔斷器t發(fā)電機(jī)端子t發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組t發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)端子T調(diào)節(jié)器磁場(chǎng)端子T三極管T調(diào)節(jié)器搭鐵端子T發(fā)電機(jī)搭鐵端子T發(fā)電機(jī)負(fù)極管T蓄電池負(fù)極此時(shí)，隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，其電壓也將隨之上升。2當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓上升到高于蓄電池電壓但還低于調(diào)節(jié)電壓上限U2時(shí)，發(fā)電機(jī)處于自勵(lì)狀態(tài)。（勵(lì)磁電流由發(fā)電機(jī)自己提供）當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓高于蓄電池電壓但還低于調(diào)節(jié)電壓上限時(shí)U2時(shí)，VS與VT1仍截止，VT2保持導(dǎo)通。此時(shí)勵(lì)磁電路為：發(fā)電機(jī)定子繞組t正極管t發(fā)電機(jī)輸出端子“B”點(diǎn)火開(kāi)關(guān)SWt熔斷器F3t發(fā)電機(jī)端子“F1”發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組RFt發(fā)電機(jī)端子“F2”調(diào)節(jié)器磁場(chǎng)端子“F”三極管VTM調(diào)節(jié)器搭鐵端子“E”T電機(jī)搭鐵端