交流发电机及调节器下.ppt
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1、第四节第四节 交流发电机的调节器交流发电机的调节器 这里这里C Ce e为发电机的结构常数,为发电机的结构常数,n n为转子转速,为转子转速,为转子的磁极磁通,为转子的磁极磁通,也就是说发电机所产生的感应电动势与转子转速和磁极磁通成正也就是说发电机所产生的感应电动势与转子转速和磁极磁通成正比。比。当转速升高时,当转速升高时,E E增大,输出端电压增大,输出端电压U UB B升高,当转速升高到一定值升高,当转速升高到一定值时(空载转速以上),输出端电压达到极限,要想使发电机的输时(空载转速以上),输出端电压达到极限,要想使发电机的输出电压出电压U UB B不再随转速的升高而上升,只能通过减小磁通
2、不再随转速的升高而上升,只能通过减小磁通来实现。来实现。又磁极磁通又磁极磁通与励磁电流与励磁电流IfIf成正比,减小磁通成正比,减小磁通也就是减小励磁也就是减小励磁电流电流I If f。交流发电机调节器的工作原理是:当交流发电机的转速升高时,调交流发电机调节器的工作原理是:当交流发电机的转速升高时,调节器通过减小发电机的励磁电流节器通过减小发电机的励磁电流I If f来减小磁通来减小磁通,使发电机的输,使发电机的输出电压出电压U UB B保持不变。保持不变。第四节第四节 交流发电机的调节器交流发电机的调节器 二、电压调节器的分类二、电压调节器的分类分类:分类:A.按工作原理可分为:按工作原理可
3、分为:触点式电压调节器触点式电压调节器晶体管调节器晶体管调节器集成电路调节器集成电路调节器电脑控制调节器电脑控制调节器B.按搭铁极性可分为:内搭铁、外搭铁,分别配内搭铁按搭铁极性可分为:内搭铁、外搭铁,分别配内搭铁发电机和外搭铁发电机。发电机和外搭铁发电机。原理:以转速为基础,通过改变励磁电流,来维持发电原理:以转速为基础,通过改变励磁电流,来维持发电机的输出电压保持恒定。机的输出电压保持恒定。第四节第四节 交流发电机的调节器交流发电机的调节器 1.触点式电压调节器触点式电压调节器(1)特点:触点振动频率慢,存在机械惯性和电磁惯性,)特点:触点振动频率慢,存在机械惯性和电磁惯性,电压调节精度低
4、,触点易产生火花,对无线电干扰大,电压调节精度低,触点易产生火花,对无线电干扰大,可靠性差,寿命短。可靠性差,寿命短。(2)分类:触点式电压调节器按触点数)分类:触点式电压调节器按触点数(按级按级)和功能分和功能分类:类:1)按级分:单级触点式、双级触点式)按级分:单级触点式、双级触点式2)按功能分:单联触点式、双联触点式)按功能分:单联触点式、双联触点式(3)调节电压方法:通过触点开闭,使磁场电路的电阻)调节电压方法:通过触点开闭,使磁场电路的电阻值改变从而调节磁场电流大小改变发电机输出电压值改变从而调节磁场电流大小改变发电机输出电压。第四节第四节 交流发电机的调节器交流发电机的调节器 2.
5、晶体管调节器晶体管调节器(1)优点:三极管的开关频率高,且不产生火)优点:三极管的开关频率高,且不产生火花,调节精度高,还具有重量轻、体积小、寿花,调节精度高,还具有重量轻、体积小、寿命长、可靠性高、电波干扰小等优点,现广泛命长、可靠性高、电波干扰小等优点,现广泛应用于东风、解放及多种中低档车型。应用于东风、解放及多种中低档车型。(2)调节电压方法:利用功率管的开关特性,)调节电压方法:利用功率管的开关特性,使磁场电流接通与切断来调节磁场电流大小进使磁场电流接通与切断来调节磁场电流大小进而改变发电机输出电压。而改变发电机输出电压。第四节第四节 交流发电机的调节器交流发电机的调节器 3.集成电路
6、调节器集成电路调节器特点:除具有晶体管调节器的优点外,还具有超小型,特点:除具有晶体管调节器的优点外,还具有超小型,安装于发电机的内部(又称内装式调节器),减少了安装于发电机的内部(又称内装式调节器),减少了外接线,并且冷却效果得到了改善,现广泛应用于桑外接线,并且冷却效果得到了改善,现广泛应用于桑塔纳、奥迪等中高档轿车车型上。塔纳、奥迪等中高档轿车车型上。三、选用三、选用1.晶体管调节器:最好使用汽车说明书中指定的调节器,晶体管调节器:最好使用汽车说明书中指定的调节器,若采用其他型号的调节器代替,除标称电压等规定参若采用其他型号的调节器代替,除标称电压等规定参数与原调节器相同外,搭铁形式也应
7、相同,否则发电数与原调节器相同外,搭铁形式也应相同,否则发电机可能由于励磁电路不同而不能正常工作。机可能由于励磁电路不同而不能正常工作。2.集成电路调节器:必须是专用的,不能被替代。集成电路调节器:必须是专用的,不能被替代。第四节第四节 交流发电机的调节器交流发电机的调节器 4.电脑控制调节器电脑控制调节器现在轿车采用的一种新型调节器,由电负载检测现在轿车采用的一种新型调节器,由电负载检测仪测量系统总负载后,向发电机电脑发送信号,仪测量系统总负载后,向发电机电脑发送信号,然后由发动机电脑控制发电机电压调节器,适然后由发动机电脑控制发电机电压调节器,适时地接通和断开磁场电路,即能可靠地保证电时地
8、接通和断开磁场电路,即能可靠地保证电器系统正常工作,使蓄电池充电充足,又能减器系统正常工作,使蓄电池充电充足,又能减轻发动机负荷,提高燃料经济性。如上海别克、轻发动机负荷,提高燃料经济性。如上海别克、广州本田等轿车发电机上使用了这种调节器。广州本田等轿车发电机上使用了这种调节器。第四节第四节 交流发电机的调节器交流发电机的调节器 电子式电压调节器包括晶体管电子式电压调节器包括晶体管(分立元件分立元件)电压调节器、集电压调节器、集成电路电压调节器等两种。成电路电压调节器等两种。晶体管调节器有多种型式,其电路各不相同,但一般采晶体管调节器有多种型式,其电路各不相同,但一般采用整体封装型式,不可拆卸
9、,不能维修,只能整体更用整体封装型式,不可拆卸,不能维修,只能整体更换。换。这里向大家介绍电子调节器的基本电路,实际电路要复这里向大家介绍电子调节器的基本电路,实际电路要复杂的多,但工作原理可用基本电路工作原理去理解。杂的多,但工作原理可用基本电路工作原理去理解。一、晶体管调节器一、晶体管调节器为了更好地学习晶体管调节器原理,我们首先复习一下为了更好地学习晶体管调节器原理,我们首先复习一下晶体管知识。晶体管知识。第五节第五节 晶体管调节器晶体管调节器 晶晶体体三三极极管管原原理理第五节第五节 晶体管调节器晶体管调节器 一、晶体管调节器一、晶体管调节器内搭铁式电子调节器基本电路内搭铁式电子调节器
10、基本电路1.1.组成:组成:VT2VT2大功率晶体管;大功率晶体管;VT1VT1小功率晶体管;小功率晶体管;VSVS稳压管;稳压管;R1R1、R2R2分压器;分压器;R3R3为为VT1VT1的负载电阻。的负载电阻。第五节第五节 晶体管调节器晶体管调节器 一、晶体管调节器一、晶体管调节器2.2.工作过程:工作过程:(1 1)他励:点火开关)他励:点火开关S S闭合后,蓄电池的电压就加到分压闭合后,蓄电池的电压就加到分压器的器的A A、C C两端,其电压小于发电机输出电压调整值,故两端,其电压小于发电机输出电压调整值,故U UABAB小于小于VSVS的反向的反向击穿电压,击穿电压,VSVS截截止,
11、止,VTVT1 1的基极电的基极电流流I Ib1b1等于零,等于零,VTVT1 1截止,而截止,而VTVT2 2导通导通饱和,产生励磁饱和,产生励磁电流电流(他励他励)。第五节第五节 晶体管调节器晶体管调节器 n 励磁电路为:蓄电池励磁电路为:蓄电池正极正极点火开关点火开关SS调节调节器器“+”“+”接线柱接线柱VT2VT2调节器调节器“F”F”接线柱接线柱发发电机电机“F”F”接线柱接线柱励磁励磁绕组绕组蓄电池负极蓄电池负极(搭铁搭铁)。一、晶体管调节器一、晶体管调节器(2 2)自励:发动机起动后,发电机的输出电压将高于蓄电池的电压,)自励:发动机起动后,发电机的输出电压将高于蓄电池的电压,
12、发电机的励磁电流由他励转变为自励。发电机的励磁电流由他励转变为自励。励磁电路为:发电机正极励磁电路为:发电机正极+点火开关点火开关S+S+调节器调节器“+”“+”接线柱接线柱+VT+VT:+调调节器节器“F”“F”接线柱接线柱+发电机发电机“F”“F”接线柱接线柱+励磁励磁绕组绕组+蓄电池负极蓄电池负极(搭铁搭铁)。第五节第五节 晶体管调节器晶体管调节器 一、晶体管调节器一、晶体管调节器(3 3)节压:随着转速变化,当发电机输出电压高于调整)节压:随着转速变化,当发电机输出电压高于调整值时,值时,UABUAB升至升至VSVS反向击穿电压,反向击穿电压,VSVS导通,导通,VT1VT1导通,导通
13、,VT2VT2截止,切断励磁电路,发电机输出电压下降;当输出电压截止,切断励磁电路,发电机输出电压下降;当输出电压低于调整值时,低于调整值时,UABUAB低于低于VSVS反向击反向击穿电压,穿电压,VSVS截止,截止,VT1VT1截止,截止,VT2VT2导通,导通,接通励磁电路,发接通励磁电路,发电机输出电压上升。电机输出电压上升。如此反复。如此反复。第五节第五节 晶体管调节器晶体管调节器 内搭铁式电子调节器基本电路。内搭铁式电子调节器基本电路。第五节第五节 晶体管调节器晶体管调节器 二、二、JFT106JFT106型调节器(外搭铁型晶体管调节器)型调节器(外搭铁型晶体管调节器)1.1.性能:
14、调节电压为性能:调节电压为13.8V14.6V13.8V14.6V,可与,可与14V14V、750W750W的外搭铁式九管的外搭铁式九管交流发电机或交流发电机或14V14V、功率、功率1000W1000W的外搭铁式六管交流发电机配套使的外搭铁式六管交流发电机配套使用。用。第五节第五节 晶体管调节器晶体管调节器 二、二、JFT106JFT106型调节器(外搭铁型晶体管调节器)型调节器(外搭铁型晶体管调节器)2.2.电路连接:电路连接:“+”“+”接点火开关接点火开关S S来的火线;来的火线;“F”“F”接发电机的接发电机的“F2”“F2”接线柱;接线柱;“-”“-”搭铁。搭铁。第五节第五节 晶体
15、管调节器晶体管调节器 二、二、JFT106JFT106型调节器(外搭铁型晶体管调节器)型调节器(外搭铁型晶体管调节器)3.3.工作过程:工作过程:1)1)接通电源开关接通电源开关S S,蓄电池经点火开关,蓄电池经点火开关S S给晶体管调节器提供电流。给晶体管调节器提供电流。第五节第五节 晶体管调节器晶体管调节器 n 2)2)首先经首先经R R5 5、二极管二极管VDVD2 2和和R R7 7向晶体管向晶体管VTVT2 2、晶体管晶体管VTVT3 3提供提供偏流,使偏流,使VTVT3 3导通。励磁电路为导通。励磁电路为(他励他励):蓄电池正极:蓄电池正极点火点火开关开关SS发电机励磁绕组发电机励
16、磁绕组VTVT3 3蓄电池负极蓄电池负极(搭铁搭铁)。n 3)3)发动机起动后,励磁方法由他励变为自励,励磁电路发动机起动后,励磁方法由他励变为自励,励磁电路为:发电机正极为:发电机正极点火开关点火开关SS发电机励磁绕组发电机励磁绕组VTVT3 3蓄电蓄电池负极池负极(搭铁搭铁)。二、二、JFT106JFT106型调节器(外搭铁型晶体管调节器)型调节器(外搭铁型晶体管调节器)3.3.工作过程:工作过程:4)4)当发电机输出电压达调整值时,当发电机输出电压达调整值时,R1R1端电压反向击穿端电压反向击穿稳压管稳压管VS1VS1使使VT1VT1导通,导通,VT2VT2和和VT3VT3截止,励磁电流
17、迅速下降,发电机截止,励磁电流迅速下降,发电机输出电压亦随之下降。输出电压亦随之下降。第五节第五节 晶体管调节器晶体管调节器 n5)5)当发电机的输出电压下降,当发电机的输出电压下降,R R1 1的端电压小于的端电压小于VSVS1 1的反向击的反向击穿电压时,穿电压时,VSVS1 1截止,截止,VTVT1 1截止,截止,VTVT2 2和和VTVT3 3导通,发电机的输导通,发电机的输出电压又上升。当发电机的输出电压达到调整值时,出电压又上升。当发电机的输出电压达到调整值时,VSVS1 1又又被反向击穿,被反向击穿,VTVT1 1导通,导通,VTVT2 2、VTVT3 3截止,发电机的输出电压又
18、截止,发电机的输出电压又下降。如此反复,控制发电机的输出电压保持在规定调整值下降。如此反复,控制发电机的输出电压保持在规定调整值上。上。二、二、JFT106JFT106型调节器(外搭铁型晶体管调节器)型调节器(外搭铁型晶体管调节器)4.4.其他元件的作用:其他元件的作用:R3R31.31.313k13k,为调节电阻。选择合理,可提高调节,为调节电阻。选择合理,可提高调节器的稳定性。器的稳定性。第五节第五节 晶体管调节器晶体管调节器 nC C1 1、C C2 2为滤波电容器,可使为滤波电容器,可使VSVS1 1两端的电压平滑过渡,减小两端的电压平滑过渡,减小发电机输出电压脉动影响,降低晶体管的工
19、作频率和减小损发电机输出电压脉动影响,降低晶体管的工作频率和减小损耗。耗。nVDVD1 1、VDVD2 2为温度补偿二极管,可减少温度对晶体管工作特为温度补偿二极管,可减少温度对晶体管工作特性的影响。性的影响。nVDVD3 3为续流二极管,可将为续流二极管,可将VTVT3 3由导通进入截止时,在励磁绕由导通进入截止时,在励磁绕组中产生的瞬时过电压短路,以保护组中产生的瞬时过电压短路,以保护VTVT3 3。nR R6 6为限制为限制VSVS1 1的击穿电流,保护的击穿电流,保护VSVS1 1,同时又是同时又是VTVT1 1的偏压电的偏压电阻。阻。nR R4 4为正反馈电阻,用以提高晶体管的转换速
20、度,减少损耗。为正反馈电阻,用以提高晶体管的转换速度,减少损耗。三、集成电路调节器(三、集成电路调节器(ICIC调节器)调节器)是根据使用要求,将电路中的若干元件集成在同一基片是根据使用要求,将电路中的若干元件集成在同一基片上,制成一个独立的电子芯片。集成电路调节器装于上,制成一个独立的电子芯片。集成电路调节器装于发电机内部,构成整体式交流发电机。发电机外部有发电机内部,构成整体式交流发电机。发电机外部有2 2个或个或3 3个接线柱。个接线柱。集成电路调节器的工作原理与晶体管调节器的工作原理集成电路调节器的工作原理与晶体管调节器的工作原理完全一样,都通过稳压管感应发电机的输出电压信号,完全一样
21、,都通过稳压管感应发电机的输出电压信号,利用三极管的开关特性控制发电机的励磁电流,使发利用三极管的开关特性控制发电机的励磁电流,使发电机的输出电压保持恒定。电机的输出电压保持恒定。集成电路调节器通常与整体式发电机相配。集成电路调节器通常与整体式发电机相配。第五节第五节 晶体管调节器晶体管调节器 集成电路调节器,根据分压器集成电路调节器,根据分压器R R1 1、R R2 2检测点位置不同可分为检测点位置不同可分为“发电机发电机电压检测电路电压检测电路”和和“蓄电池电压检测电路蓄电池电压检测电路”两种型式。两种型式。1.1.发电机发电机电压检测电电压检测电路路第五节第五节 晶体管调节器晶体管调节器
22、 n(1 1)概念:分压器)概念:分压器R R2 2和和R R3 3的端电压的端电压U ULELE等于发电机的端等于发电机的端电压电压U UBEBE。由检测点由检测点P P加到稳压管加到稳压管VSVS1 1两端的反向电压两端的反向电压U UPEPE(经经VTVT2 2的发射结)正比于发电机的输出电压的发射结)正比于发电机的输出电压U UBEBE,故这种故这种基本电路称为发电机电压检测法。基本电路称为发电机电压检测法。n(2 2)原理)原理n1 1)他励:接通点火开关后,蓄电池电压加到充电指)他励:接通点火开关后,蓄电池电压加到充电指示灯和分压器示灯和分压器R R2 2、R R3 3上。此时因上
23、。此时因U UPEPE小于小于VSVS1 1的击穿电压,的击穿电压,VTVT2 2截止,而截止,而VTVT1 1则因发射结(经则因发射结(经R R1 1)承受正向电压而导通,承受正向电压而导通,励磁电路为(他励):蓄电池正极励磁电路为(他励):蓄电池正极点火开关点火开关充电指充电指示灯示灯励磁绕组励磁绕组VTVT1 1蓄电池负极(搭铁)。充电指示蓄电池负极(搭铁)。充电指示灯亮,说明发电机没发电。灯亮,说明发电机没发电。n(2 2)原理)原理n2 2)自励:发电机起动后,当发电机电压超过蓄电池)自励:发电机起动后,当发电机电压超过蓄电池电动势时,发电机开始向蓄电池充电,同时,励磁方法电动势时,
24、发电机开始向蓄电池充电,同时,励磁方法由他励变为自励。励磁电路为:发电机励磁二极管由他励变为自励。励磁电路为:发电机励磁二极管励励磁绕组磁绕组VTVT1 1蓄电池负极(搭铁)。此时,充电指示灯蓄电池负极(搭铁)。此时,充电指示灯因两端电位相等而熄灭,表示发电机正常发电。因两端电位相等而熄灭,表示发电机正常发电。n(2 2)原理)原理n3 3)调节:当发电机输出电压达到调节值时,)调节:当发电机输出电压达到调节值时,U UPEPE大于大于VSVS1 1的击穿电压,的击穿电压,VSVS1 1导通,导通,VTVT2 2导通,将导通,将VTVT1 1发射结短路,发射结短路,则则VTVT1 1截止,励磁
25、电流迅速减小,发电机输出电压也随之截止,励磁电流迅速减小,发电机输出电压也随之下降,接着,下降,接着,VSVS1 1和和VTVT2 2又重新截止,又重新截止,VTVT1 1又导通,产生励又导通,产生励磁电流。如此循环,磁电流。如此循环,VTVT1 1管反复导通与截止,控制励磁电管反复导通与截止,控制励磁电流,使发电机输出电压保持稳定。流,使发电机输出电压保持稳定。n(2 2)原理)原理n3 3)VDVD为续流二极管,在为续流二极管,在VTVT1 1截止期间,励磁绕组中产截止期间,励磁绕组中产生的自感电动势,经续流二极管生的自感电动势,经续流二极管VDVD自成回路,迅速消失,自成回路,迅速消失,
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