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发电机电压调节器的工作原理

09-03 18:06:53

交流发电机三相绕组产生的相电动势有效值为Eφ==CeФn（V）即交流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。

当转速n升高时，Eφ增大，发电机输出端电压UB升高，当转速升高到一定值时，输出端电压达到限定值，要想使发电机的输出电压UB不再随转速的升高而上升，只能通过减小磁通Ф来实现。又因磁极磁通Ф与励磁电流If成正比，所以减小磁通Ф也就是减小励磁电流If。

所以，交流发电机电压调节器的调压原理是：当发电机转速升高时，调节器通过减小发电机励磁电流If来减小磁通Ф，使发电机的输出电压UB保持不变；当发电机的转速降低时，调节器通过增大发电机的励磁电流If来增加磁通Ф，使发电机的输出电压UB保持不变。

外搭铁型电压调节器工作原理

（1）基本电路

电压调节器有多种型式，其内部电路各不相同，但工作原理可用基本电路工作原理理解。如图3-34所示。

（2）工作原理

① 点火开关SW刚接通时，发动机不转。发电机不发电，蓄电池电压加在分压器R1、R2上，此时因UR1较低不能使稳压管VS的反向击穿，VT1截止，VT1截止使得VT2导通，发电机磁场电路接通，此时由蓄电池供给磁场电流。随着发动机的起动，发电机转速升高，发电机他励发电，电压上升。

② 当发电机电压升高到大于蓄电池电压时，发电机自励发电并开始对外蓄电池充电，如果此时发电机输出电压UB调节器调节电压的上限UB2，VT1继续截止，VT2继续导通，但此时的磁场电流由发电机供给，发电机电压随转速升高迅速升高。

③ 当发电机电压升高到等于调节电压上限UB2时，调节器对电压的调节开始。此时VS导通，VT1导通，VT2截止，发电机磁场电路被切断，由于磁场被断路，磁通下降，发电机输出电压下降。

④ 当发电机电压下降到等于调节下限UB1时，VS截止，VT1截止，VT2重新导通，磁场电路重新被接通，发电机电压上升。

周而复始，发电机输出电压UB被控制在一定范围内。

内搭铁型电压调节器工作原理

（1）基本电路

如图3-35所示，内搭铁型电子调节器基本电路的特点是晶体管VT1、VT2采用PNP型，发电机的励磁绕组连接在VT2的集电极和搭铁端之间，与外搭铁型电路显著不同。电路工作原理和结构与外搭铁型电子调节器类似。

（2）工作特性

调节器通过三级管VT2的通断控制磁场电流，随着转速的提高，大功率三级管VT2的导通时间减小，截止时间增加，这样可使得磁场电流平均值减小，磁通减小，保持输出电压UB不变。发电机的输出电压UB、磁场电流If（平均值）随转速n的变化关系称为电子调节器的工作特性。如图3-36所示。

从电子调节器的工作特性曲线可以看出，n1为调节器开始工作转速，称为工作下限，随着发电机转速的升高，磁场电流减小。当发电机转速很高时，由于大功率三极管可不导通，磁场电流被切断，发电机仅靠剩磁发电，所以，电子调节器的工作转速上限很高，调节范围很大。

集成电路电压调节器

集成电路也叫IC电路。是将二极管、三极管、电阻电容等电子元件集成在一块硅基片上，制成一个独立的电子芯片。集成电路调节器，在很多方面优于晶体管式调节器。比如体积更小，可将其安装在发电机内部，减少了外部线路，缩小了整个充电系统的体积。同时更加泼辣耐用。所以目前已被广泛的应用。

IC电压调节器在工作原理与晶体管调节器工作原理完全相同。都是根据发电机得电压信号，利用三极管的开关特性控制磁场电流来调节发电机的输出电压。集成电路调节器同样也有内、外搭铁之分，而且以外搭铁形式居多。

(1)电压检测方法

根据IC调节器分压电路检测的电压归属的不同，可分为发电机端电压检测法和蓄电池端电压检测法。

1）发电机电压检测法

发电机电压检测电路见图3-37b所示，分压器R1、R2从发电机输出端（D+端）得到电压，稳压管VS上的电压与发电机的输出电压成正比，所以该电路称为发电机电压检测电路（检测点在发电机上）。

发电机电压检测电路的优点：发电机到检测电路距离近，可不用导线连接，直接接在发电机输出端，连接可靠，不致使检测电路检测不到信号。发电机电压检测电路的缺点：当发电机到蓄电池之间连接电阻大时，蓄电池充电电压会偏低，使蓄电池充电不足。

2）蓄电池电压检测法

蓄电池电压检测电路如图3-37a所示，分压器R1、R2从蓄电池输出端得到电压，稳压管VS上的电压和蓄电池端电压成正比，所以该电路称为蓄电池电压检测电路（检测点在蓄电池上）。蓄电池电压检测电路优点：直接检测蓄电池端电压来控制发电机的输出，可使蓄电池的充电电压有保证。蓄电池电压检测电路的缺点：当蓄电池和发电机之间的连接不可靠时，会使发电机失控。

（2）集成电路调节器应用举例