2.3 发电机电压调节器（课件） 《汽车常规电气设备构造与维修》同步教学（高教版）

2.3 发电机电压调节器 一、电压调节器的功用与种类 1. 交流发电机的电压调节器的功用 由于交流发电机的转子是由发动机通过皮带驱动旋转的，且发动机和交流发电机的速比为5～7，因此交流发电机转子的转速变化范围非常大，这样将引起发电机的输出电压发生较大变化，无法满足汽车用电设备的工作要求。基于上述原因，为了保证用电设备正常工作，防止蓄电池过充电，交流发电机必须配用电压调节器，使其输出电压保持稳定。 　　电压调节器的功用是当发电机转速变化时，自动调节发电机输出电压，使之保持恒定。 2. 电压调节器的调压原理 由交流发电机的工作原理我们知道，发电机的三相绕组产生的相电动势的有效值为： E= CeФn（V） 这里Ce为发电机的结构常数，n为转子转速，Ф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，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Ф来实现。又磁极磁通Ф与励磁电流If成正比，减小磁通Ф也就是减小励磁电流If。故当交流发电机的转速变化时，调节器通过调节发电机的励磁电流If来调节磁通Ф，使发电机的输出电压UB保持不变。 　　交流发电机电压调节器按工作原理可分为触点式电压调节器和电子式电压调节器(简称电子调节器)两大类。 　　电子调节器按所匹配的交流发电机搭铁类型可分内搭铁型调节器和外搭铁型调节器两种。适用于内搭铁型交流发电机的电子调节器称为内搭铁型电子调节器，适用于外搭铁型交流发电机的电子调节器称为外搭铁型电子调节器。 图2-47 FT61型双级触点式电压调节器 1-静触点支架 2-衔铁 3-磁化线圈 4-弹簧 5-磁轭 6-电刷 7-滑环 8-三相定子绕组 9-磁场绕组 10-点火开关 二、触点式电压调节器 　　触点式电压调节器又称振动式电压调节器。触点式电压调节器有双级式和单级式之分，其基本原理都是通过改变触点闭合或断开的时间长短来改变励磁电流的大小。触点式电压调节器的缺点是，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，现已被淘汰。但为了使读者更加直观地了解电压调节器的工作过程，下面以FT61型双级触点式电压调节器为例来介绍触点式电压调节器的构造与工作原理。如图2-47所示。 1. 结构：如图2-39所示为EQ1090型汽车装用的FT61型电压调节结构图。 K1---低速触点（常闭触点） K2---高速触点（常开触点） R1---调节电阻（当K1断开时减小励磁电流） R2---加速电阻（当K1打开时，加速铁芯退磁使K1迅速闭合） R3---温度补偿电阻（使调节电压不受温度升高而升高） 2. 工作原理 现根据调节器接线原理图，按发电机的转速快慢分以下几种情况来分析其工作原理。 ① 当发电机转速很低（约1000r/min）时，其转子励磁绕组由蓄电池供电，产生磁场，其电流走向为：蓄电池（+）→点火开关（SW）→调节器线柱（S）→触电K1→调节器F接柱→发电机磁场接柱F→转子绕组→搭铁→蓄电池（—）。与此同时，还有一条电路其电流流向为：蓄电池（+）→点火开关（SW）→调节器接柱（S）→R1→调节器铁芯绕组→R3→搭铁→蓄电池负极（—）。有使绕组磁化使触点K1分开的趋势，但此时发电机转速低，铁芯上虽然有磁力但尚小，不至于使K1触点分开，此时发电机处于他励阶段。 ② 当发电机转速升高，其输出电压高于蓄电池电压时，励磁电流自给，此时发电机进入自励阶段，其两条电路走向同上。 ③ 当发电机的转速升高到n1而使发电机端电压超过其限额电压（14V左右）时，调节器铁芯绕组上产生的吸力，克服了活动触点避臂的弹簧拉力，使低速触点K1断开，使发电机转子绕组中自动接入电阻R1、R2从而使励磁电流变小，发电机输出的电压很快下降。由于输出的电压下降，调节器绕组电流小，铁芯吸力也相应减弱，触点K1在弹簧作用下又闭合。当触点K1又断开，在n1——n2的转速范围内，K1触点处于反复的时分时闭的振动过程中，使发动机输出电压保持稳定。 ④当发电机转速在升高且在n1——n2的范围内时，触点K1一直被打开，电流虽经过R1、R2刘翔励磁绕组，但由于转速高，发电机励磁电流没被衰减到最小。这就造成励磁电流和发电机电压都随发电机转速的升高而升高，从而进入低速触点失去调节作用的失控区。在该区内，活动触点臂处于中间位置，K1和K2都处于断开状态。 ⑤当发电机转速再升高并超过n2时，电压上升更高，铁芯吸力更大，活动触点与K2闭合。于是原来流向励磁绕组的电流被K2短路。即