交流发电机及调节器下.pptx
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1、1汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备一、一、电压调节器的工作原理器的工作原理1.1.电压调节器的功用器的功用在在发电机机转速速变化化时,自,自动控制控制发电机机电压,使其保持恒,使其保持恒定,防止定,防止发电机机电压过高而高而烧坏用坏用电设备和和导致蓄致蓄电池池过量充量充电,同,同时也防止也防止发电机机电压过低而低而导致用致用电设备工作失常和蓄工作失常和蓄电池充池充电不足。不足。2.2.电压调节器的工作原理器的工作原理由交流由交流发电机的工作原理可知:交流机的工作原理可知:交流发电机的三相机的三相绕组产生的相生的相电动势的有效的有效值为E E=C=Ce enn(V V)E E感感
2、应电动势(V V););C Ce e电机机结构常数;构常数;每极磁每极磁通(通(WbWb););n n转速(速(r/minr/min)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汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备这里里C Ce e为发电机的机的结构常数,构常数,n n为转子子转速,速,为转子的磁极磁通,子的磁极磁通,也就是也就是说发电机所机所产生的感生的感应电动势与与转子子转速和磁极磁通成正速和磁极磁通成正比。比。当当转速升高速升高时,E E增大,增大,输出端出端电压U UB B升高,当升高,当转速升高到一定速升高到一定值时(空(空载转速以上),速以上),输出端出端电压
3、达到极限,要想使达到极限,要想使发电机的机的输出出电压U UB B不再随不再随转速的升高而上升,只能通速的升高而上升,只能通过减小磁通减小磁通来来实现。又磁极磁通又磁极磁通与励磁与励磁电流流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流I If f。交流交流发电机机调节器的工作原理是:当交流器的工作原理是:当交流发电机的机的转速升高速升高时,调节器通器通过减小减小发电机的励磁机的励磁电流流I If f来减小磁通来减小磁通,使使发电机的机的输出出电压U UB B保持不保持不变。第四节第四节 交流发电机的调节器交流发电机的调节器 3汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备汽
4、车电器设备二、二、电压调节器的分器的分类分分类:A.按工作原理可分按工作原理可分为:触点式触点式电压调节器器晶体管晶体管调节器器集成集成电路路调节器器电脑控制控制调节器器B.按搭按搭铁极性可分极性可分为:内搭:内搭铁、外搭、外搭铁,分,分别配内搭配内搭铁发电机和外搭机和外搭铁发电机。机。原理:以原理:以转速速为基基础,通,通过改改变励磁励磁电流,来流,来维持持发电机的机的输出出电压保持恒定。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 4汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备1.触点式触点式电压调节器器(1)特点:触点振)特点:触点振动频率慢,存在机械率慢,存在机械惯
5、性和性和电磁磁惯性,性,电压调节精度低,触点易精度低,触点易产生火花,生火花,对无无线电干干扰大,大,可靠性差,寿命短。可靠性差,寿命短。(2)分)分类:触点式:触点式电压调节器按触点数器按触点数(按按级)和功能分和功能分类:1)按)按级分:分:单级触点式、双触点式、双级触点式触点式2)按功能分:)按功能分:单联触点式、双触点式、双联触点式触点式(3)调节电压方法:通方法:通过触点开触点开闭,使磁,使磁场电路的路的电阻阻值改改变从而从而调节磁磁场电流大小改流大小改变发电机机输出出电压。第四节第四节 交流发电机的调节器交流发电机的调节器 5汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备2.晶体
6、管晶体管调节器器(1)优点:三极管的开关点:三极管的开关频率高,且不率高,且不产生火生火花,花,调节精度高,精度高,还具有重量具有重量轻、体、体积小、寿小、寿命命长、可靠性高、可靠性高、电波干波干扰小等小等优点,点,现广泛广泛应用于用于东风、解放及多种中低档、解放及多种中低档车型。型。(2)调节电压方法:利用功率管的开关特性,方法:利用功率管的开关特性,使磁使磁场电流接通与切断来流接通与切断来调节磁磁场电流大小流大小进而改而改变发电机机输出出电压。第四节第四节 交流发电机的调节器交流发电机的调节器 6汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备3.集成集成电路路调节器器特点:除具有晶体管特
7、点:除具有晶体管调节器的器的优点外,点外,还具有超小型,具有超小型,安装于安装于发电机的内部(又称内装式机的内部(又称内装式调节器),减少了器),减少了外接外接线,并且冷却效果得到了改善,并且冷却效果得到了改善,现广泛广泛应用于桑用于桑塔塔纳、奥迪等中高档、奥迪等中高档轿车车型上。型上。三、三、选用用1.晶体管晶体管调节器:最好使用汽器:最好使用汽车说明明书中指定的中指定的调节器,器,若采用其他型号的若采用其他型号的调节器代替,除器代替,除标称称电压等等规定参定参数与原数与原调节器相同外,搭器相同外,搭铁形式也形式也应相同,否相同,否则发电机可能由于励磁机可能由于励磁电路不同而不能正常工作。路
8、不同而不能正常工作。2.集成集成电路路调节器:必器:必须是是专用的,不能被替代。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 7汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备4.电脑控制控制调节器器现在在轿车采用的一种新型采用的一种新型调节器,由器,由电负载检测仪测量系量系统总负载后,向后,向发电机机电脑发送信号,送信号,然后由然后由发动机机电脑控制控制发电机机电压调节器,适器,适时地接通和断开磁地接通和断开磁场电路,即能可靠地保路,即能可靠地保证电器系器系统正常工作,使蓄正常工作,使蓄电池充池充电充足,又能减充足,又能减轻发动机机负荷,提高燃料荷,提高燃料经济性。如
9、上海性。如上海别克、克、广州本田等广州本田等轿车发电机上使用了机上使用了这种种调节器。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 8汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备电子式子式电压调节器包括晶体管器包括晶体管(分立元件分立元件)电压调节器、集器、集成成电路路电压调节器等两种。器等两种。晶体管晶体管调节器有多种型式,其器有多种型式,其电路各不相同,但一般采路各不相同,但一般采用整体封装型式,不可拆卸,不能用整体封装型式,不可拆卸,不能维修,只能整体更修,只能整体更换。这里向大家介里向大家介绍电子子调节器的基本器的基本电路,路,实际电路要复路要复杂的多,但工作原理可用基本
10、的多,但工作原理可用基本电路工作原理去理解。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了更好地学习晶体管晶体管调节器原理,我器原理,我们首先复首先复习一下一下晶体管知晶体管知识。第五节第五节 晶体管调节器晶体管调节器 9汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备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 10汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备一、晶体管一、晶体管调节器器内搭内搭铁式式电子子调节器基本器基本电路路1.1.组成: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;管;R1
11、R1、R2R2分分压器;器;R3R3为VT1VT1的的负载电阻。阻。第五节第五节 晶体管调节器晶体管调节器 11汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备一、晶体管一、晶体管调节器器2.2.工作工作过程:程:(1 1)他励:点火开关)他励:点火开关S S闭合后,蓄合后,蓄电池的池的电压就加到分就加到分压器的器的A A、C C两端,其两端,其电压小于小于发电机机输出出电压调整整值,故,故U UABAB小于小于VSVS的反向的反向击穿穿电压,VSVS截截止,止,VTVT1 1的基极的基极电流流I Ib1b1等于零,等于零,VTVT1 1截止,而截止,而VTVT2 2导通通饱和,和,产生励磁生
12、励磁电流流(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)。12汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备一、晶体管一、晶体管调节器器(2 2)自励:)自励:发动机起机起动后,后,发电机的机的输出出电压将高于蓄将高于蓄电池的池的电压,发电机的励磁机的励磁电流由他励流由他励转变为自励。自励。励磁励磁电路路为:发电机正极机正极+点火开关点火开关S+S+调节器器“+
13、”接接线柱柱+VTVT:+调节器器“F F”接接线柱柱+发电机机“F F”接接线柱柱+励磁励磁绕组+蓄蓄电池池负极极(搭搭铁)。第五节第五节 晶体管调节器晶体管调节器 13汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备一、晶体管一、晶体管调节器器(3 3)节压:随着:随着转速速变化,当化,当发电机机输出出电压高于高于调整整值时,UABUAB升至升至VSVS反向反向击穿穿电压,VSVS导通,通,VT1VT1导通,通,VT2VT2截止,切断励磁截止,切断励磁电路,路,发电机机输出出电压下降;当下降;当输出出电压低于低于调整整值时,UABUAB低于低于VSVS反向反向击穿穿电压,VSVS截止,截止
14、,VT1VT1截止,截止,VT2VT2导通,通,接通励磁接通励磁电路,路,发电机机输出出电压上升。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 14汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备内搭内搭铁式式电子子调节器基本器基本电路。路。第五节第五节 晶体管调节器晶体管调节器 15汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备二、二、JFT106JFT106型型调节器(外搭器(外搭铁型晶体管型晶体管调节器)器)1.1.性能:性能:调节电压为13.813.8V V14.6V14.6V,可与可与1414V V、750W750W的外搭的外搭铁式九管式九管交流交流发电机或机或
15、1414V V、功率功率10001000W W的外搭的外搭铁式六管交流式六管交流发电机配套使机配套使用。用。第五节第五节 晶体管调节器晶体管调节器 16汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备二、二、JFT106JFT106型型调节器(外搭器(外搭铁型晶体管型晶体管调节器)器)2.2.电路路连接:接:“+”接点火开关接点火开关S S来的火来的火线;“F F”接接发电机的机的“F2F2”接接线柱;柱;“-”搭搭铁。第五节第五节 晶体管调节器晶体管调节器 17汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备二、二、JFT106JFT106型型调节器(外搭器(外搭铁型晶体管型晶体管调节器)器
16、)3.3.工作工作过程:程:1)1)接通接通电源开关源开关S S,蓄蓄电池池经点火开关点火开关S S给晶体管晶体管调节器提供器提供电流。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
17、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)。18汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备二、二、JFT106JFT106型型调节器(外搭器(外搭铁型晶体管型晶体管调节器)器)3.3.工作工作过程:程:4)4)当当发电机机输出出电压达达调整整值时,R1R1端端电压反向反向击穿穿稳压管管VS1VS1使使VT1VT1导通,通,VT2VT2和和VT3VT3截止,励磁截止,励磁电流迅速下降,流迅速下降,发电机机输出出电压亦随之下降。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)
18、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。
19、19汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备二、二、JFT106JFT106型型调节器(外搭器(外搭铁型晶体管型晶体管调节器)器)4.4.其他元件的作用:其他元件的作用:R3R31.31.31313kk,为调节电阻。阻。选择合理,可提高合理,可提高调节器的器的稳定性定性。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
20、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。20汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备
21、三、集成三、集成电路路调节器(器(ICIC调节器)器)是根据使用要求,将是根据使用要求,将电路中的若干元件集成在同一基片路中的若干元件集成在同一基片上,制成一个独立的上,制成一个独立的电子芯片。集成子芯片。集成电路路调节器装于器装于发电机内部,构成整体式交流机内部,构成整体式交流发电机。机。发电机外部有机外部有2 2个或个或3 3个接个接线柱。柱。集成集成电路路调节器的工作原理与晶体管器的工作原理与晶体管调节器的工作原理器的工作原理完全一完全一样,都通,都通过稳压管感管感应发电机的机的输出出电压信号,信号,利用三极管的开关特性控制利用三极管的开关特性控制发电机的励磁机的励磁电流,使流,使发电机
22、的机的输出出电压保持恒定。保持恒定。集成集成电路路调节器通常与整体式器通常与整体式发电机相配。机相配。第五节第五节 晶体管调节器晶体管调节器 21汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备汽车电器设备集成集成电路路调节器,根据分器,根据分压器器R R1 1、R R2 2检测点位置不同可分点位置不同可分为“发电机机电压检测电路路”和和“蓄蓄电池池电压检测电路路”两种型式。两种型式。1.1.发电机机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 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
23、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。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
24、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,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
25、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
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