交流发电机及调节器下.ppt
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1、第四节 交流发电机的调节器,这里Ce为发电机的结构常数,n为转子转速,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比。当转速升高时,E增大,输出端电压UB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,要想使发电机的输出电压UB不再随转速的升高而上升,只能通过减小磁通来实现。又磁极磁通与励磁电流If成正比,减小磁通也就是减小励磁电流If。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If来减小磁通,使发电机的输出电压UB保持不变。,第四节 交流发电机的调节器,二、电压调节器的分类分类:A.按工作原理可分为:触
2、点式电压调节器晶体管调节器集成电路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,来维持发电机的输出电压保持恒定。,第四节 交流发电机的调节器,1.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,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。(2)分类:触点式电压调节器按触点数(按级)和功能分类:1)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(3)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。,第四节 交流
3、发电机的调节器,2.晶体管调节器(1)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。(2)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而改变发电机输出电压。,第四节 交流发电机的调节器,3.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,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,现广泛应用于桑塔纳、奥迪等中高档轿车车型上。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,若采用其他型号的调节器代替,除
4、标称电压等规定参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。2.集成电路调节器:必须是专用的,不能被替代。,第四节 交流发电机的调节器,4.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,适时地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。,第四节 交流发电机的调节器,电子式电压调节器包括晶体管(分立元件)电压调节器、集成电路电压调节器等两种。晶体管调节器有
5、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,不能维修,只能整体更换。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。一、晶体管调节器为了更好地学习晶体管调节器原理,我们首先复习一下晶体管知识。,第五节 晶体管调节器,晶体三极管原理,第五节 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1.组成:VT2大功率晶体管;VT1小功率晶体管;VS稳压管;R1、R2分压器;R3为VT1的负载电阻。,第五节 晶体管调节器,一、晶体管调节器2.工作过程:(1)他励:点火开关S闭合后,蓄电池的电压就加到分压器的A、C两端,其电压小于发电机
6、输出电压调整值,故UAB小于VS的反向击穿电压,VS截止,VT1的基极电流Ib1等于零,VT1截止,而VT2导通饱和,产生励磁电流(他励)。,第五节 晶体管调节器,励磁电路为:蓄电池正极点火开关S调节器“+”接线柱VT2调节器“F”接线柱发电机“F”接线柱励磁绕组蓄电池负极(搭铁)。,一、晶体管调节器(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,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+点火开关S+调节器“+”接线柱+VT:+调节器“F”接线柱+发电机“F”接线柱+励磁绕组+蓄电池负极(搭铁)。,第五节 晶体管调节器,一、晶体管调节器(3)节压:随着转速变化,当
7、发电机输出电压高于调整值时,UAB升至VS反向击穿电压,VS导通,VT1导通,VT2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,UAB低于VS反向击穿电压,VS截止,VT1截止,VT2导通,接通励磁电路,发电机输出电压上升。如此反复。,第五节 晶体管调节器,内搭铁式电子调节器基本电路。,第五节 晶体管调节器,二、JFT106型调节器(外搭铁型晶体管调节器)1.性能:调节电压为13.8V14.6V,可与14V、750W的外搭铁式九管交流发电机或14V、功率1000W的外搭铁式六管交流发电机配套使用。,第五节 晶体管调节器,二、JFT106型调节器(外搭铁型晶体管调节器)2.电
8、路连接:“+”接点火开关S来的火线;“F”接发电机的“F2”接线柱;“-”搭铁。,第五节 晶体管调节器,二、JFT106型调节器(外搭铁型晶体管调节器)3.工作过程:1)接通电源开关S,蓄电池经点火开关S给晶体管调节器提供电流。,第五节 晶体管调节器,2)首先经R5、二极管VD2和R7向晶体管VT2、晶体管VT3提供偏流,使VT3导通。励磁电路为(他励):蓄电池正极点火开关S发电机励磁绕组VT3蓄电池负极(搭铁)。3)发动机起动后,励磁方法由他励变为自励,励磁电路为:发电机正极点火开关S发电机励磁绕组VT3蓄电池负极(搭铁)。,二、JFT106型调节器(外搭铁型晶体管调节器)3.工作过程:4)
9、当发电机输出电压达调整值时,R1端电压反向击穿稳压管VS1使VT1导通,VT2和VT3截止,励磁电流迅速下降,发电机输出电压亦随之下降。,第五节 晶体管调节器,5)当发电机的输出电压下降,R1的端电压小于VS1的反向击穿电压时,VS1截止,VT1截止,VT2和VT3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,VS1又被反向击穿,VT1导通,VT2、VT3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上。,二、JFT106型调节器(外搭铁型晶体管调节器)4.其他元件的作用:R31.313k,为调节电阻。选择合理,可提高调节器的稳定性。,第五节 晶体
10、管调节器,C1、C2为滤波电容器,可使VS1两端的电压平滑过渡,减小发电机输出电压脉动影响,降低晶体管的工作频率和减小损耗。VD1、VD2为温度补偿二极管,可减少温度对晶体管工作特性的影响。VD3为续流二极管,可将VT3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VT3。R6为限制VS1的击穿电流,保护VS1,同时又是VT1的偏压电阻。R4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(IC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2个或3个接线柱。集
11、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,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。集成电路调节器通常与整体式发电机相配。,第五节 晶体管调节器,集成电路调节器,根据分压器R1、R2检测点位置不同可分为“发电机电压检测电路”和“蓄电池电压检测电路”两种型式。1.发电机电压检测电路,第五节 晶体管调节器,(1)概念:分压器R2和R3的端电压ULE等于发电机的端电压UBE。由检测点P加到稳压管VS1两端的反向电压UPE(经VT2的发射结)正比于发电机的输出电压UBE,故这种基本电路称为发电机电压检测法。,(2)原理1)
12、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R2、R3上。此时因UPE小于VS1的击穿电压,VT2截止,而VT1则因发射结(经R1)承受正向电压而导通,励磁电路为(他励):蓄电池正极点火开关充电指示灯励磁绕组VT1蓄电池负极(搭铁)。充电指示灯亮,说明发电机没发电。,(2)原理2)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,励磁方法由他励变为自励。励磁电路为:发电机励磁二极管励磁绕组VT1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。,(2)原理3)调节:当发电机输出电压达到调节值时,UPE大于VS1的击穿电压,V
13、S1导通,VT2导通,将VT1发射结短路,则VT1截止,励磁电流迅速减小,发电机输出电压也随之下降,接着,VS1和VT2又重新截止,VT1又导通,产生励磁电流。如此循环,VT1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。,(2)原理3)VD为续流二极管,在VT1截止期间,励磁绕组中产生的自感电动势,经续流二极管VD自成回路,迅速消失,从而保护了VT1,防止被反向击穿。,1)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。,第五节 晶体管调节器,(3)发电机电压检测电路,2)缺点:当发电机到蓄电池之间连接电阻大时,蓄电池充电
14、电压会偏低,使蓄电池充电不足。,2.蓄电池电压检测法(1)原理:分压器R2、R3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)。,第五节 晶体管调节器,(2)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(一般大功率发电机采用)。当发电机电压输出线或信号线断路时,因无法检测发电机状况而造成发电机失控,需改进。,四、集成电路调节器实例,第五节 晶体管调节器,工作过程:1)闭合点火开关S,蓄电池电压加到充电指示灯和分压器R2、R3上,因UPE电压小于稳压管VS的扫射击穿电压,VT3截止,而VT2、VT1
15、导通,励磁电路为(他励):蓄电池正极点火开关S充电指示灯发电机励磁绕组VT1蓄电池负极。此时充电指示灯亮。,2)当发动机起动后,发电机输出电压大于蓄电池电压,发电机开始向蓄电池充电,由他励转为自励。励磁电路为:发电机二极管VDL发电机励磁绕组VT1蓄电池负极。同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。,3)当发电机的输出电压达到调整值时,UPE电压大于VS的反向击穿电压,VS导通,VT3导通,VT2、VT1截止。这时,励磁电流迅速下降,发电机的输出电压迅速下降。4)接着VS和VT3又重新截止,VT2、VT1又重新导通,产生励磁电流。如此循环,VT1反复导通与截止,控制励磁电流,使
16、发电机的输出电压保持恒定。,其他元件的作用:在电路中,增加了一个与分压器R2、R3串联的二极管VDS,同时在VDS的负极和发电机B端之间接t入电阻R5。可防止当蓄电池正极与发电机的接线有断路现象时,发电机失控。RT为热敏电阻,温度升高阻值减小,与R2并联。这样可降低蓄电池在高温(环境温度)时的充电电压,有利于蓄电池的充电。为了减小发电机流经“S”接线柱的电流,增大了R2、R3的电阻,这样在电路中增加了VT3,V3起放大作用。,目前国内外大多数汽车上,均装有充电指示灯(属于报警装置),用来监测充电系统的工作情况。一般情况下,当接通点火开关时,充电指示灯亮,而当发动机起动后,交流发电机正常工作时,
17、充电指示灯熄灭(只有极个别的车型例外,如天津大发)。因此,当发动机正常工作时,充电指示灯突然发亮,则表示充电系统有故障。提醒驾驶员注意及时维修。,第六节 充电指示灯的控制电路,一、利用中性点电压,通过起动复合继电器控制充电指示灯(东风EQ1092、解放CA1092均采用此方式)1.当点火开关接通时,充电指示灯亮,其电路为:蓄电池正极点火开关S充电指示灯起动复合继电器的接线柱L保护继电器的常闭触点S2磁轭起动复合继电器的接线柱E搭铁。,第六节 充电指示灯的控制电路,2.当发动机起动后,发电机开始正常发电,因发电机中性点接线柱N有电压输出,这时,起动组合继电器上的磁化线圈X2有电流通过,其电路为:
18、发电机的中性点接线柱N起动组合继电器的接线柱N磁化线圈X2搭铁接线柱E。,第六节 充电指示灯的控制电路,二、利用三极管控制充电指示灯(如法国沃尔沃)1.当点火开关S闭合时,励磁电路如下(他励):蓄电池正极点火开关S充电指示灯调节器发电机励磁绕组搭铁。这时,充电指示灯亮。,第六节 充电指示灯的控制电路,2.当发动机起动后,发电机的输出电压高于蓄电池的电动势,二极管VD导通,同时,VD将充电指示灯短路,充电指示灯熄灭,表示发电机正常工作。蓄电池的充电电路为:发电机的火线接线柱BVD蓄电池正极。励磁电路为(自励):发电机的火线接线柱B调节器发电机励磁绕组搭铁。,第六节 充电指示灯的控制电路,一、奥迪
19、、红旗轿车所用交流发电机电路图1.组成:整体式交流发电机,用11个硅二极管,集成电路调节器与电刷架制成一体,发电机外部一个火线接线柱B+向全车供电、一个磁场接线柱D+向励磁绕组提供励磁电流,为调节器提供工作电压及控制充电指示灯。,第七节 汽车交流发电机实例,2.工作原理 1)接通点火开关S,蓄电池向发电机提供励磁电流(他励),励磁电路:蓄电池正极点火开关S充电指示灯二极管VD发电机磁场接线柱D+励磁绕组调节器搭铁。此时,充电指示灯亮。,第七节 汽车交流发电机实例,2)发动机起动后,发电机的输出电压高于蓄电池的电动势,由于D+与B+电位相等,充电指示灯熄灭,励磁电流由他激变为自励,励磁电路如下:
20、励磁二极管励磁绕组调节器搭铁。,第七节 汽车交流发电机实例,3)当发电机的输出电压达到调整值时,调节器中起开关作用的晶体管截止,励磁电流迅速下降,发电机的输出电压也迅速下降。当发电机的输出电压小于调整值时,起开关作用的晶体管立刻导通,发电机的输出电压随之升高,就这样,循环反复,使发电机的输出电压稳定在调整值范围内。,第七节 汽车交流发电机实例,二、夏利轿车所用的整体式交流发电机的电路图 该发电机属于小型高速发电机,采用二个风扇,风扇在发电机内部并直接焊在转子轴上,分别位于转子爪极的两侧;采用了两个中性点二极管。发电机的外部有三个接线柱:分别为相线接线柱B、点火接线柱IC、充电指示灯接线柱L。,
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