1.5 交流发电机调节器（课件）《汽车电气设备构造与维修》（高教版·第3版）同步精品课堂

1.5 交流发电机调节器 《汽车电气设备构造与维修》（高教版·第3版） 同步精品课堂—中职专业课 1 学习目标 学习 目标 1.准确阐述交流发电机调节器的作用 2.熟知型号中各数字所代表的含义 3.理解计算机控制的交流发电机工作原理 4.熟练掌握电磁振动式调节器、晶体管调节器和集成电路调节器的检查方法 新知学习 情景导入 汽车的发动机转速会随着行驶状态不断变化，时而加速，时而减速。而汽车上的各种用电设备，像手机充电器、车载冰箱等，都需要稳定的电压才能正常工作。交流发电机在发电过程中，其输出电压会因发动机转速等因素大幅波动。这时候，交流发电机调节器就登场了，它就如同汽车电气系统的 “电压卫士”，默默守护着电压的稳定。那它到底是如何做到的呢？又有哪些类型？接下来，就让我们一起深入探索交流发电机调节器的奥秘，解开汽车电气系统中这一关键部分的神秘面纱。 新知学习 一、交流发电机调节器的作用与分类 1.交流发电机调节器的作用 由发电机特性可知,随着发电机转速升高或用电设备减少,电压将上升。因此,交流发电机必须配备用来调节电压的装置,称为交流发电机调节器,以保证交流发电机输出电压在转速和用电设备变化时不超过设定值,防止输出电压过高而损坏用电设备或者输出电压过低影响用电设备正常使用。 新知学习 一、交流发电机调节器的作用与分类 2.交流发电机调节器的分类 交流发电机调节器按照控制原理分为电磁振动式调节器和电子调节器两类。电子调节器又包括晶体管调节器和集成电路调节器两种。 新知学习 随着集成电路技术的发展,集成电路调节器体积越来越小,可直接装于发电机内部,省去了与发电机的外部连线,因而增强了工作的可靠性,并具有防潮、防尘等优点,已经成为主流。 一、交流发电机调节器的作用与分类 交流发电机调节器按照适用的交流发电机搭铁类型分为内搭铁发电机用调节器和外搭铁发电机用调节器两类。 内搭铁发电机用调节器通过控制发电机磁场绕组电源(火线)工作; 外搭铁发电机用调节器通过控制发电机磁场绕组搭铁工作。 新知学习 二、交流发电机调节器原理 由公式E=CnФ可知,在交流发电机结构型式固定的情况下,决定电动势大小的只有发电机的转速n和磁通 Φ,而发电机的转速是频繁变化的,所以只有用改变磁通的方法来改变电动势的大小,从而控制发电机输出电压(平均值)不超过设定值。 新知学习 二、交流发电机调节器原理 1.电磁振动式调节器 电磁振动式调节器是通过电磁力和弹力的平衡改变触点闭合和断开的时间,改变励磁电流大小,从而改变磁通,调节电压的。 新知学习 电磁振动式调节器有单级式和双级式两种。单级电磁振动式调节器有一对触点,双级电磁振动式调节器有两对触点。 二、交流发电机调节器原理 (1)双级电磁振动式调节器 图1-59是双级电磁振动式调节器的基本电路,其中K1为低速触点,动断。K2为高速触点,动合。高速触点的固定触点直接搭铁,X是磁化线圈,绕在铁心上,承受发电机的电压。 新知学习 二、交流发电机调节器原理 工作原理如下: ①起动。发动机起动,低速触点K1是闭合的,励磁电流由蓄电池提供,发电机他励发电。 ②自励。随转速的升高,发电机的电压上升,当发电机电压高于蓄电池电动势时,发电机自励发电。 ③低速调压区。当发电机输出电压稍高于第一级调整值时,流过X线圈电流产生的电磁吸力矩大于弹簧拉力矩,吸下触点臂,使K1断开(K2不闭合),调节电阻RT串人励磁电路,励磁电流减小,磁场变弱,发电机电压下降。 新知学习 二、交流发电机调节器原理 ④ 失控区。当发电机转速继续升高到一定值时,K1一直断开(K2不闭合),RT一直串人励磁回路。发电机输出电压将随转速的升高而升高,调节器失去调压作用,即失控。 ⑤高速调压区。当发电机端电压超过第二级调压值时,磁化线圈的电磁吸力使K2闭合将励磁绕组短路,励磁电流急剧减小到零,电压迅速下降。 新知学习 二、交流发电机调节器原理 (2)具有灭弧系统的单级电磁振动式调节器 图1-60、图1-61所示为具有灭弧系统的FT111型单级电磁振动式调节器的结构图及电路原理图。 新知学习 二、交流发电机调节器原理 具有灭弧系统的单级电磁振动式调节器的优点: ① 只有一对触点,调试方便。 ②采用灭弧系统减小了触点火花,延长了触点的使用寿命,减小了对无线电的干扰。 ③ 提高了触点的振动频率,使调节器调压特性得到改善。 新知学习 二、交流发电机调节器原理 (3)附加磁场继电器的调节器 汽油发动机中,通常利用点火开关对交流发电机的励磁电路进行控制。在停车时,只要断开点火开关即可切断上述电路,防止蓄电池向其放电。因为柴油机没有点火开关,所以在调节器与交流发电机之间加装了一个电源开关,由电源开关控制磁场回路的接通或断开;如果电源开关不能及时断开,就会造成蓄电池向发电机励磁绕组和电压调节器电磁线圈放电，浪费蓄电池电能。 新知学习 二、交流发电机调节器原理 新知学习 二、交流发电机调节器原理 2.晶体管调节器 电磁振动式调节器由于有铁心、磁轭、衔铁、弹簧、触点、线圈等机械部件,不仅存在结构复杂、质量大等不足,而且在触点断开、闭合过程中存在着机械惯性和电磁滞性,使振动频率低。当发电机在高速状态下突然失去负载时,由于触点不能迅速动作,会导致发电机产生瞬时过电压,容易对电子元件造成危害。 新知学习 二、交流发电机调节器原理 晶体管调节器与电磁振动式调节器相比具有以下优点: 新知学习 ① 故障少,工作可靠。 ② 调压质量高。 ③无触点火花,对无线电设备的干扰小。 ④寿命长,晶体管调节器的寿命一般是电磁振动式调节器寿命的2~3倍。 二、交流发电机调节器原理 晶体管调节器的工作原理 ① 接通点火开关 SW,当发电机未转动或转速较低、无输出电压时,蓄电池电压经 SW 加在分压电阻 R1、R2两端。 ②当发电机电压上升到高于蓄电池电动势但低于调节电压上限时,VZ、VT1仍截止,VT2仍导通,励磁电流由发电机自己供给。 新知学习 二、交流发电机调节器原理 ③ 当发电机电压随转速升高到调节电压上限值时,稳压二极管 VZ导通,其工作电流从晶体管 VT1的基极流人、发射极流出。 ④当发电机电压降到调节电压下限值时,稳压二极管 VZ 截止,VT1 随之截止,VT1的集电极电位升高,发电机又经R3向 VT2提供基极电流,VT2导通,接通励磁电路,磁极磁通增多,发电机电压重又升高。 新知学习 二、交流发电机调节器原理 3.集成电路调节器 集成电路调节器也称IC电路调节器,它具有体积小、质量轻、调压精度高(为±0.3V,而电磁振动式调节器为+0.5 V)、耐振动、寿命长、可以直接装在交流发电机内、接线简单等优点,所以被广泛用于现代汽车交流发电机上。 新知学习 二、交流发电机调节器原理 集成电路调节器输人电压信号的检测 集成电路调节器输人电压信号的检测方法根据检测点不同可分为发电机电压检测法和蓄电池电压检测法两种,其基本电路如图1-66所示。 新知学习 三、交流发电机调节器的型号 根据中华人民共和国汽车行业标准《汽车电气设备产品型号编制方法》(QC/T73-1993)的规定,汽车交流发电机调节器的型号由以下五部分组成: 新知学习 三、交流发电机调节器的型号 1产品代号用2或3个汉语大写拼音字母表示,有FT、FDT两种,分别表示发电机调节器和电子式发电机调节器(F、T、D分别为发、调、电的汉语拼音第一个字母)。 新知学习 2电压等级代号用1位阿拉伯数字表示,1表示12V,2表示 24 V。 3结构型式代号 用1位阿拉伯数字表示,1表示单联,2表示双联,3表示三联,4表示晶体管,5表示集成电路。 三、交流发电机调节器的型号 4设计序号 按产品的先后顺序,用1、2位阿拉伯数字表示。 5 变型代号，用汉语拼音大写字母A、B、C……顺序表示(不能用0和I)。 新知学习 例如:FT126C 表示12V的双联机械电磁振动式调节器,第六次设计,第三次变型。 FDT152表示12V集成电路调节器,第二次设计。 四、调节器的检查与调整 1.电磁振动式调节器的检查与调整 (1)外部检修。检查触点是否被氧化、烧蚀,如有轻微烧蚀,可用白金砂条或 00号砂布磨平并予以清洁,不易修复时应更换。 (2)调节器的测试。 新知学习 四、调节器的检查与调整 (3)各间隙的调整。在电磁振动式调节器中,活动触点与磁化线圈铁心之间空气间隙(衔铁间隙)对电压调节值的影响较大,可做粗调;弹簧拉力对电压调节值影响较小,可做微调。如果通过改变弹簧拉力无法将电压调到规定值,则应对各部间隙做必要的调整。 新知学习 四、调节器的检查与调整 2.晶体管调节器的检测与修理 品体管调节器因为有内搭铁式和外搭铁式之分,所以应先判别其搭铁形式,然后检测调节器的好坏。 (1)判断晶体管调节器是内搭铁式还是外搭铁式。 (2)判断晶体管调节器的好坏。 新知学习 四、调节器的检查与调整 3.集成电路调节器的检查 (1)集成电路调节器技术状态的检测方法与品体管调节器的检测方法相同。(2)集成电路调节器管压降的检测。调节器管压降大小说明其质量高低,如管压降过大(大于1.5 V),磁场电流就会减小,功率管的耗散功率就会增大,不仅会使发电机输出功率降低,而且会使调节器的使用寿命大为缩短。 新知学习 四、调节器的检查与调整 4.调节器的代用原则 如果备件不足或在缺少配件需选用其他型号的调节器代用时,应注意以下几点: (1)调节器的标称电压必须相同。 (2)调节器的限流值应等于或略大于被代替的调节器。 (3)调节器必须与原调节器的搭铁形式相同,否则发电机会由于磁场电路不能构成回路而无法工作。 (4)调节器与原调节器的功能完善程度尽量相近,这样可使线路变动较小。 新知学习 五、计算机控制的交流发电机 目前有些汽车,发电机输出电压也可通过计算机(发动机ECU)进行控制,而取消了单独的调节器,其工作原理如图 1-73所示,它与内装式集成电路调节器工作原理基本相同。 新知学习 随堂练习 (1)简述交流发电机调节器的作用。 (2)请列举交流发电机调节器的三种常见类型，并简述其工作原理上的主要区别。 课堂练习 1.电磁振动式调节器是通过（ ）来调节电压的。 A. 改变电阻大小 B. 改变电容大小 C. 触点的开闭 D. 晶体管的导通与截止 答案：C 解析：电磁振动式调节器利用电磁力与弹簧力的平衡来控制触点的开闭，从而改变励磁电路的电阻，实现对发电机输出电压的调节。所以选 C。 课堂练习 2.晶体管调节器是利用（ ）来控制励磁电流的。 A. 晶体管的放大作用 B. 晶体管的开关作用 C. 晶体管的稳压作用 D. 晶体管的整流作用 答案：B 解析：晶体管调节器利用晶体管的开关特性，通过控制励磁电路的通断来调节励磁电流，进而调节发电机输出电压。所以选 B。 课堂练习 3.交流发电机调节器型号中，第一位数字表示（ ） A. 调节器的类型 B. 电压等级 C. 产品序号 D. 设计序号 答案：B 解析：交流发电机调节器型号中，第一位数字表示电压等级，如 1 表示 12V 系统，2 表示 24V 系统等。所以选 B。 课堂练习 4.晶体管调节器检测时，若发现晶体管短路，应（ ） A. 修复晶体管 B. 更换晶体管 C. 更换调节器总成 D. 检查其他元件 答案：C 解析：晶体管调节器中的晶体管短路后，一般难以单独修复晶体管，且可能其他元件也受到影响，所以通常需要更换调节器总成。所以选 C。 课堂练习 5.计算机控制的交流发电机工作原理中，计算机主要根据（ ）来控制发电机。 A. 发动机转速 B. 蓄电池电压 C. 用电设备需求 D. 以上都是 答案：D 解析：计算机控制的交流发电机中，计算机综合发动机转速、蓄电池电压以及用电设备需求等信息，精确控制发电机的输出，以实现高效、节能和稳定供电。所以选 D。 课堂练习 6.晶体管调节器中，稳压管的作用是（ ） A. 放大信号 B. 稳定电压 C. 控制晶体管开关 D. 整流 答案：C 解析：晶体管调节器中，稳压管根据发电机输出电压的变化导通或截止，进而控制晶体管的开关，实现对励磁电流的调节。所以选 C。 课堂练习 7.交流发电机调节器型号中，第三位数字表示（ ） A. 调节器的类型 B. 电压等级 C. 产品序号 D. 设计序号 答案：C 解析：交流发电机调节器型号中，第三位数字表示产品序号，用于区分同类型、同电压等级的不同产品。所以选 C。 课堂练习 8.集成电路调节器的控制精度比晶体管调节器（ ） A. 高 B. 低 C. 一样 D. 不确定 答案：A 解析：集成电路调节器由于采用了更先进的集成技术和更精密的控制电路，其对电压的控制精度比晶体管调节器更高。所以选 A。 课堂小结 感谢观看 $$