汽車發(fā)電機原理專業(yè)教程

由于交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子是由發(fā)動機通過皮帶驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的，且發(fā)動機和交流發(fā)電機的速比為1.7?3,因此交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)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(shè)備的工作要求。為了滿足用電設(shè)備恒定電壓的要求，交流發(fā)電機必須配用電壓調(diào)節(jié)器，使其輸出電壓在發(fā)動機所有工況下基本保持怛定。、電壓調(diào)節(jié)器的分類交流發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器按工作原理可分為：觸點式電壓調(diào)節(jié)器觸點式電壓調(diào)節(jié)器應(yīng)用較早，這種調(diào)節(jié)器觸點振動頻率慢，存在機械慣性和電磁慣性，電壓調(diào)節(jié)精度低，觸點易產(chǎn)生火花，對無線電干擾大，可靠性差，壽命短，現(xiàn)已被淘汰。晶體管調(diào)節(jié)器隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，采用了晶體管調(diào)節(jié)器。其優(yōu)點是：三極管的開關(guān)頻率高，且不產(chǎn)生火花，調(diào)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(yīng)用于東風(fēng)、解放及多種中低檔車型。集成電路調(diào)節(jié)器集成電路調(diào)節(jié)器除具有晶體管調(diào)節(jié)器的優(yōu)點外，還具有超小型，安裝于發(fā)電機的內(nèi)部(又稱內(nèi)裝式調(diào)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(yīng)用于桑塔納。奧迪等多種轎車車型上。電腦控制調(diào)節(jié)器電腦控制調(diào)節(jié)器是現(xiàn)在轎車采用的一種新型調(diào)節(jié)器，由電負(fù)載檢測儀測量系統(tǒng)總負(fù)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(diào)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，乂能匕減輕發(fā)動機負(fù)荷，提高燃料經(jīng)濟性。如上海力I」克、廣州本田等轎車發(fā)電機上使用了這種調(diào)節(jié)器。電子調(diào)節(jié)器按所匹配的交流發(fā)電機搭鐵型式可分為：內(nèi)搭鐵型調(diào)節(jié)器：適合于與內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機所匹配的電子調(diào)節(jié)器稱為內(nèi)搭鐵型調(diào)節(jié)器；外搭鐵型調(diào)節(jié)器：適合于與外搭鐵型交流發(fā)電機所匹配的電子調(diào)節(jié)器稱為外搭鐵型調(diào)節(jié)器。在使用過程中，對于晶體管調(diào)節(jié)器，最好使用汽車說明書中指定的調(diào)節(jié)器，如果采用其他型號替代，除標(biāo)稱電壓等規(guī)定參數(shù)與原調(diào)節(jié)器相同外，代用調(diào)節(jié)器必須與原調(diào)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(diào)節(jié)器，必須是專用的，是不能替代的。二、電壓調(diào)節(jié)器的調(diào)壓原理由交流發(fā)電機的工作原理我們知道，交流發(fā)電機的三相繞組產(chǎn)生的相電動勢的有效值E^==Ce0n(V)這里Ce為發(fā)電機的結(jié)構(gòu)常數(shù)，n為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，0為轉(zhuǎn)子的磁極磁通，也就是說交流發(fā)電機所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和磁極磁通成正比。當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時，E?增大，輸出端電壓UB升高，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到一定值時(空載轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速的升高而上升，只能通過減小磁通0來實現(xiàn)。又磁極磁通0與勵磁電流If成正比，減小磁通0也就是減小勵磁電流If。所以，交流發(fā)電機調(diào)節(jié)器的工作原理是：當(dāng)交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)速升高時，調(diào)節(jié)器通過減小發(fā)電機的勵磁電流If來減小磁通0，使發(fā)電機的輸出電壓UB保持不變。觸點式電壓調(diào)節(jié)器通過觸點開閉，接通和斷開磁場電路，來改變磁場電流;、^*接通和斷開磁場電路，來改變磁場電流If大小。三、電子調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)與工作原理電子調(diào)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(diào)節(jié)器的基本電路，實際電路要復(fù)雜的多，但工作原理可用基本電路工作原理去理解。外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器的基本電路品體管調(diào)節(jié)器又稱為電子調(diào)節(jié)器，圖2-29所示為外搭鐵型電子調(diào)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。交潭發(fā)電機蕓&ww本\+篷蕓&ww本\+篷L.::電!池■■電阻R3既是VT1的分壓電阻，又是VT2的負(fù)載電阻阻R1和R乙成分壓器，分壓器R1、R乙兩壓為壓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(guān)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(zhuǎn)為斷開狀態(tài)時（F端為+，B端為一），經(jīng)二極管VD構(gòu)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(jié)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(dāng)發(fā)電機輸出電壓UB達到規(guī)定的調(diào)整值時（如桑塔納為13.5—14.SV），UR1電壓正好等于穩(wěn)壓管VS的反向擊穿電壓。外搭鐵式電子節(jié)器的工作原理（1）點火開關(guān)SW接通，發(fā)電機電壓UBV蓄電池電動勢時,VT1截止，VT2導(dǎo)通，蓄電池直接供電到磁場繞組。磁場繞組電路為：蓄電池正極一磁場繞組一調(diào)節(jié)器F接柱一三極管VT2一調(diào)節(jié)器E接柱一搭鐵一蓄電池負(fù)極。發(fā)電機電壓隨轉(zhuǎn)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V發(fā)電機輸出電壓UB〈調(diào)節(jié)上限時,VT1繼續(xù)截止，VT2繼續(xù)導(dǎo)通，發(fā)電機自勵且開始對外供電。磁場繞組電路為：發(fā)電機正極一磁場繞組一調(diào)節(jié)器F接柱一三極管VT2一調(diào)節(jié)器E—搭鐵一發(fā)電機負(fù)極。發(fā)電機電壓隨轉(zhuǎn)速升高而繼續(xù)升高。（3）當(dāng)發(fā)電機電壓升高到等于調(diào)節(jié)上限U2時，調(diào)節(jié)器開始工作。電阻R1、R2分壓，UR1=UVS+Ube1，VS導(dǎo)通，VT1導(dǎo)通，VT2截止，磁場電路被切斷，發(fā)電機輸出電壓迅速下降。壓I、H中土H寸J調(diào)|J|'P限U1叫電阻R1、R2分壓減小，當(dāng)UR1VUW+Ube1,VS截止，VT1截止，VT2重新導(dǎo)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(diào)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(diào)節(jié)下限U1時，磁場電路被接通，發(fā)電機電壓上升，周而復(fù)始，發(fā)電機輸出電壓被控制在一定范圍內(nèi)。配裝電子調(diào)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。內(nèi)搭鐵式電子調(diào)節(jié)器基本電路見圖3-30。原理與外搭鐵式類似。LR圖牡30內(nèi)措鐵型電子調(diào)節(jié)器基本取路負(fù)四、電子調(diào)節(jié)器應(yīng)用實例JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器(1)應(yīng)用JFT106型調(diào)節(jié)器屬于外搭鐵式晶體管調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)電壓為13.8?14.6V，可與14V。750W的外搭鐵LR圖牡30內(nèi)措鐵型電子調(diào)節(jié)器基本取路負(fù)A兒呂A乂加久七4兒如甘,UiHJ『14V、小J1000YY叫外佰切》七八呂乂加久七4兒如甘。外形圖2—31aJFT106型品體管調(diào)節(jié)器外形圖圖2—31a為解放CA1092型汽車用JFT106型品體管調(diào)節(jié)器外形圖，該調(diào)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。組成與原理2—31b為JFT106型品體管調(diào)節(jié)器工作原理圖，和圖2-33電子調(diào)節(jié)器的基本電路比較，組成JFT106型品體管調(diào)節(jié)器電路的元件要多一些，但工作原理是相同的。JFT106型品體管調(diào)節(jié)器元件功用說明：VT2、VT3接成復(fù)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(guān)速度，提高三極管壽命的作用；R1、R2、R3組成分壓器，R3是調(diào)整電阻。C1、C1是降頻電容，起降低三極管開關(guān)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(dǎo)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(shè)備不因瞬時過電壓二損壞。集成電路調(diào)節(jié)器集成電路調(diào)節(jié)器也叫IC調(diào)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(diào)節(jié)器裝于發(fā)電機內(nèi)部，構(gòu)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(diào)節(jié)器的工作原理與晶體管調(diào)節(jié)器的工作原理完全一樣，都通過穩(wěn)壓管感應(yīng)發(fā)電機的輸出電壓信號，利用三極管的開關(guān)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(diào)節(jié)器的檢測電路集成電路調(diào)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。①發(fā)電機電壓檢測電路見圖3-32aRE±<a）發(fā)申肌電壓桂測陶4恐屯子調(diào)節(jié)臘檢潮點的位:咨分壓器R1、R2從發(fā)電機輸出端（D+端）得到電壓，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(dǎo)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(dāng)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。②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。蓄電池電壓檢測電路的缺點：當(dāng)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(diào)節(jié)器應(yīng)用舉例圖2—33a所示為天津夏利轎車發(fā)電機使用的集成電路調(diào)節(jié)器外形圖，該發(fā)電機為整體式交流發(fā)電機，調(diào)節(jié)器為內(nèi)裝式外搭鐵型。圖3-40夏利轎車單片IC調(diào)節(jié)器外形圖該調(diào)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D,IG、L約’|細(xì)J用業(yè)他次引到啊命叫外可）攻次插。圖2—33b為夏利轎車調(diào)節(jié)器電路連接圖①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(dǎo)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。②充電指示燈：充電指示燈串接在VT1集電極上，VT1導(dǎo)通充電指示燈亮，VT1截止充電指示燈熄滅。在集成片IC中有控制VT1導(dǎo)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(dāng)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(dǎo)通，充電指示燈亮，當(dāng)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。圖2-33b夏利轎車調(diào)節(jié)器電■連接圖發(fā)動機電腦控制的調(diào)節(jié)器圖2-34為廣州本田雅閣轎車直列4缸發(fā)