交流發(fā)電機及電壓調(diào)節(jié)器

1、交流發(fā)電機及電壓調(diào)節(jié)器作者:日期:交流發(fā)電機及電壓調(diào)節(jié)器來源：中國汽車電機網(wǎng)作者：管理員發(fā)布時間：2007-07-10汽車使用的電源有蓄電池和發(fā)電機兩種?，F(xiàn)代汽車采用交流發(fā)電機作為主要電源，蓄電池作為輔助電源。在汽車行駛過程中，由發(fā)電機向用電設(shè)備提供電源，并向蓄電池充電。蓄電池在汽車起動時提供起動電流，當發(fā)電機發(fā)出電量不足時，可以協(xié)同發(fā)電機供電。與直流發(fā)電機相比，具有如下幾個特點：«體積小，質(zhì)量輕4在發(fā)動機低速運轉(zhuǎn)時，仍能進行充電«故障少，使用壽命長，保修簡便調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)簡單«很少產(chǎn)生干擾波«交流發(fā)電機的構(gòu)造r爪極I鳥嘴形；產(chǎn)主近愎與正弦波的交盍電朗勢+轉(zhuǎn)

2、子丿勵磁繞組;有電流通過，產(chǎn)生磁場屮滑環(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勢心定子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管的單向?qū)щ娦?#187;4前話端蓋：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)電機的工作原理1. 發(fā)電原理：在汽車用交流發(fā)電機中，由于轉(zhuǎn)子磁極是鳥嘴形，其磁場的分布近似于正弦規(guī)律，所以交流電動勢也近似于正弦波形，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的電

3、壓最高，那一項的正極管子就獲得正向電壓而導(dǎo)通。負極管上那一項的電壓最低，那一項的負極管子就獲得正向電壓而導(dǎo)通。實際上，在汽車交流發(fā)電機中選用的二極管，其允許的反向電壓要高得多，可以承受電路中各種瞬時過電壓對二極管的沖擊。3. 勵磁方法汽車用交流發(fā)電機最常用的是九管的交流發(fā)電機，也就是具有九個硅二極管的發(fā)電機。其中六個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)電機產(chǎn)生的交流電壓轉(zhuǎn)變成直流電壓，另外三個二極管提供通過發(fā)電機中的勵磁繞阻的電流，稱為勵磁二極管。九管交流發(fā)電機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,還可以在停車時，提醒駕駛員斷開點火開關(guān)。hTr=M

4、VVW"Fp-I蔡沖咒交我堆世況S10-19管交流發(fā)電機的原理圖心由于二極管有0.6v的門坎電壓，所以汽車用交流發(fā)電機只有在發(fā)電機在較高轉(zhuǎn)速的時候才能自己發(fā)電，稱為自勵過程。當發(fā)電機的轉(zhuǎn)速較低時，由蓄電池供給電流，稱為他勵過程。因此，交流發(fā)電機發(fā)電，要先經(jīng)過他勵過程，再經(jīng)過自勵過程。工作原理如下：當開關(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t勵磁繞阻Rft搭鐵t蓄電池負極。此時，充電指示燈由于有電流通過，所以燈會亮。但發(fā)動機起動后，隨著發(fā)電機轉(zhuǎn)速提高，發(fā)電機的端電壓也不斷升高，。當發(fā)電機的輸出電壓與蓄電池電壓相等時，發(fā)電機“喘和b”端的電位相等，此時

5、，充電指示燈由于兩端電位差為零而熄滅。指示發(fā)電機已經(jīng)正常工作，勵磁電流由發(fā)電機自己供給。發(fā)電機中三相繞阻所產(chǎn)生的三相交流電動勢經(jīng)六只二極管整流后，輸出直流電，向負載供電，并向蓄電池充電。當發(fā)電機高速運轉(zhuǎn)、充電系統(tǒng)發(fā)生故障而導(dǎo)致發(fā)電機不發(fā)電時，b”端無電壓輸出，所以充電指示燈由于兩端電位差增大而發(fā)亮，警告駕駛員及時排除故障。九管交流發(fā)電機在停車后，蓄電池向充電指示燈繼續(xù)提供電流，則充電指示燈會一直亮，提醒駕駛員斷開點火開關(guān)。交流發(fā)電機的工作特性汽車交流發(fā)電機的工作特點是轉(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)電機的工作特性。交流發(fā)電機的外特性交流發(fā)電機的空載

6、特性和外特性，1. 輸出特性：發(fā)電機的端電壓不變，輸出電流于發(fā)電機轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。發(fā)電機轉(zhuǎn)速甚低時，其端電壓低于額定電壓，此時發(fā)電機不向外供電；當發(fā)電機空載時，電壓達到額定電壓值的轉(zhuǎn)速n1，稱為空載轉(zhuǎn)速。當發(fā)電機達到額定功率時的轉(zhuǎn)速成為滿載轉(zhuǎn)速n2。說明：只有當發(fā)電機轉(zhuǎn)速高于n1時才可能向外供電。n1是選定發(fā)電機傳動比的主要依據(jù)。 滿載轉(zhuǎn)速是判斷發(fā)電機技術(shù)性能的重要指標。 當轉(zhuǎn)速達到一定值時，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)電機空載時，其端電壓與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系說明：空載特性是判斷發(fā)電機充電性能是否良好的重要依據(jù)外特性：轉(zhuǎn)速一定時，發(fā)電機的端電壓與輸出電流之

7、間的關(guān)系。當發(fā)電機在高速運轉(zhuǎn)時，如果因外電路開路而突然失去負載，則其端電壓將急劇升高，這對發(fā)電機和晶體管調(diào)節(jié)器內(nèi)的電子元件都是有害的。交流發(fā)電機電子調(diào)節(jié)器汽車在行駛過程中，由于發(fā)動機的轉(zhuǎn)速隨時都在變化，交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)速也之變化，因此發(fā)電機輸出電壓必然隨轉(zhuǎn)速變化而變化。交流發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器把交流發(fā)電機的電壓控制在一定的規(guī)定范圍內(nèi)，當發(fā)電機轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時，自動調(diào)節(jié)發(fā)電機輸出電壓并使電壓保持恒定,防止輸出電壓過高而損壞用電設(shè)備和避免蓄電池過量充電。-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，有信號監(jiān)測電路、信號放大與控制電路、功率放大電路和保護電路四部分組成。

8、B”電阻R1和R2穩(wěn)壓管VS構(gòu)成信號監(jiān)測電路，電阻R1、R2串聯(lián)在交流發(fā)電機輸出端子和搭鐵端子“E”間，構(gòu)成分壓器，直接監(jiān)測發(fā)電機輸出電壓U的變化。R1上的分壓：由此可見，發(fā)電機電壓U升高時，分壓電阻R1上的分壓值UR1升高，反之，當發(fā)電機電壓U下降時，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)測發(fā)電機電壓的變化，并控制三極管VT1的導(dǎo)通與截止。三極管VT1和電阻構(gòu)成信號放大與控制電路，其作用是將電壓監(jiān)測電路輸入的信號進行放大處理后，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，起功率放大作用，也稱為前級放大電路。功率三極管VT2通常采用達林頓三極管構(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。勵磁繞組的電阻是VT2的負載電阻。VT2導(dǎo)通時，勵磁電路接通，有勵磁電流；VT2截止時，勵磁電流被切斷。因此，通過控制三極管的導(dǎo)通與截止，就可以改變勵磁電流使發(fā)電機輸出電壓穩(wěn)定。續(xù)流二極管VD構(gòu)成保護電路，其功用是防止勵磁繞組產(chǎn)生的自感電動勢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)器利用三極管的開關(guān)特

10、性，將大功率三極管作為一只開關(guān)串聯(lián)在發(fā)電機的勵磁電路中，根據(jù)發(fā)電機輸出電壓的高低，控制三極管導(dǎo)通與截止來調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁電流，使發(fā)電機輸出電壓穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。發(fā)電機電子電壓調(diào)節(jié)器工作過程如下：1接通點火開關(guān)SW，發(fā)電機電壓U低于蓄電池電壓時，蓄電池電壓經(jīng)過點火開關(guān)SW加在分壓電阻R1、R2兩端。由于發(fā)電機電壓低于調(diào)節(jié)電壓上限值，穩(wěn)壓管VS處于截止狀態(tài)，VT1基極無電流流過，也處于截止狀態(tài)。此時，蓄電池經(jīng)點火開關(guān)、電阻向三極管VT2提供基極電流，VT2導(dǎo)通并接通勵磁電流，其電路為：蓄電池正極t電流表t點火開關(guān)t熔斷器t發(fā)電機端子t發(fā)電機磁場繞組t發(fā)電機磁場端子T調(diào)節(jié)器磁場端子T三極管T調(diào)節(jié)器搭鐵端子T發(fā)電機搭鐵端子T發(fā)電機負極管T蓄電池負極此時，隨著發(fā)電機轉(zhuǎn)動，其電壓也將隨之上升。2當發(fā)電機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，發(fā)電機處于自勵狀態(tài)。（勵磁電流由發(fā)電機自己提供）當發(fā)電機電壓高于蓄電池電壓但還低于調(diào)節(jié)電壓上限時U2時，VS與VT1仍截止，VT2保持導(dǎo)通。此時勵磁電路為：發(fā)電機定子繞組t正極管t發(fā)電機輸出端子“B”點火開關(guān)SWt熔斷器F3t發(fā)電機端子“F1”發(fā)電機勵磁繞組RFt發(fā)電機端子“F2”調(diào)節(jié)器磁場端子“F”三極管VTM調(diào)節(jié)器搭鐵端子“E”T電機搭鐵端