發電機電壓調節器

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汽車上的發電機由發動機通過風扇皮帶驅動。因為發動機轉速變化范圍大，發電機轉速也變化，發電機電壓也會變化范圍大。汽車電器設備的工作電壓和電池的充電電壓是恒定的，一般為12V、24V或6V。因此，在發動機工作時，發電機的輸出電壓應保持恒定，以保證用電設備和電池的正常工作。因此，汽車上使用的發電機必須裝有電壓調節器，以在發電機轉速變化時保持發電機端電壓恒定。發電機工作時，電壓調節器在發電機電壓超過一定值后，通過調節流過勵磁繞組的電流強度來調節磁場通量，并在發電機轉速變化時保持其端電壓在規定值。發電機的調節電壓一般為13.5 ~ 14.5 V(或13.8 ~ 14.8 V)。調壓器包括接觸振蕩調壓器、晶體管調壓器和集成電路調壓器。

1.聯系振蕩電壓調節器

接觸式振蕩調壓器是機械調壓器的一種，包括單級接觸式調壓器、兩級接觸式調壓器和帶充電繼電器的接觸式調壓器。其基本原理是通過改變觸點的開閉時間，根據發電機的轉速改變勵磁電流來保持發電機電壓恒定。由于體積大、觸點易燒蝕、機械慣性大、調節電壓波動范圍大等缺點，接觸式振蕩調節器已逐漸被晶體管和集成電路電子調節器所取代。

2.晶體管電壓調節器

晶體管調壓器是利用晶體管的開關功能來控制發電機勵磁回路的通斷，調節勵磁電流和磁通，在發電機轉速超過一定值后保持發電機電壓恒定。CA1091汽車發電機晶體管調壓器電路原理圖。

晶體管調壓器的工作原理：

當點火開關打開時，蓄電池的電壓作用在發電機的磁場端子“F”上，并通過調節器的“F”端子作用在分壓器R1和R2的兩端，使穩壓器VS1承受反向電壓。由于分壓器兩端的電壓是電池的電壓，其低于發電機的調節電壓，并且電壓調節器VS2兩端的電壓也低于其反向擊穿電壓，因此電壓調節器VS2被關斷，并且晶體管VT1被關斷。“B”點電位接近電源電位，二極管VD2、晶體管VT2、晶體管VT3導通，發電機勵磁繞組電路導通，發電機建立磁場開始發電。隨著發電機轉速的提高，發電機電壓上升，作用在分壓器上的電壓和調壓管兩端的反向電壓上升。當發電機電壓略高于調節電壓時，電壓調節器VS2反向擊穿并導通，晶體管VT1也導通。VT1接通后，“B”點電位降低到零電位附近，于是二極管VD2和晶體管VT2、VT3關斷，切斷發電機勵磁繞組電路，中斷發電機勵磁電流，使磁場迅速消失，發電機電壓降低。當發電機電壓下降到略低于調節電壓時，電壓調節器VS2已被切斷，發電機電壓再次上升，這樣，當發電機轉速反復變化時，發電機電壓保持不變。

可以看出，晶體管調壓器在發動機中工作時，由電阻R1和R2組成的分壓器感知發電機電壓的變化，通過調壓器和晶體管的開關動作控制發電機勵磁電路的通斷，調節發電機的勵磁電流和磁通，在發電機轉速超過一定值時保持發電機電壓恒定。

3.集成電路電壓調節器

集成電路調壓器的組成和工作原理與晶體管調壓器相似，但集成電路調壓器中的所有元件都制作在同一半導體襯底上，形成一個獨立的、不可分割的電子電路。IC調壓器因其體積小、運行可靠、無需維護而廣泛應用于現代汽車中。由于體積小，外部結構簡單，集成電路調節器可以安裝在發電機內部或發電機外殼上，與發電機組成完整的充電系統，簡化了充電系統的結構。安裝在發電機內部的調節器稱為內置調節器。帶有內置調節器的發電機和帶有安裝在發電機外殼上的調節器的發電機稱為整體式交流發電機。桑塔納（查成交價|參配|優惠政策）轎車整體式交流發電機結構圖

示例：

桑塔納汽車

桑塔納采用JFZ1913Z和JFZ1813Z整體外接地十一管交流發電機，額定功率1.2kW，發電機有兩個端子，輸出端直接接正極電池對外供電。磁場端子通過二極管、充電指示燈、保險絲和點火開關與電池正極相連，為發電機提供其他勵磁電流并控制充電指示燈。調節器采用發電機電壓檢測方式，通過三個端子與發電機的勵磁二極管輸出、電刷和外殼連接。電路原理圖。

工作過程如下：

當點火開關打開時，蓄電池通過點火開關、保險絲、充電指示燈和二極管向發電機提供其他勵磁電流，并向調節器檢測控制部分提供電壓。當電池電壓低于調節器調節電壓上限時，調節器開啟勵磁電路，充電指示燈點亮。單獨的勵磁電路和充電指示燈電路如下：

蓄電池正極點火開關保險絲充電指示燈二極管勵磁繞組穩壓器接地蓄電池負極。

隨著發動機轉速的提高，當發電機端電壓超過蓄電池端電壓時，發電機開始自勵，向負載供電，給蓄電池充電，為調節器的檢測和控制部分提供電壓。充電指示燈熄滅是因為兩端電壓幾乎為零，說明發電機工作正常。如果發電機的端電壓沒有上升到調節器的調節電壓的上限，則調節器接通勵磁電路。發電機自勵磁回路為：發電機定子繞組勵磁二極管勵磁繞組調節器接地負極管發電機定子繞組。當發電機端電壓高于調節器調節的電壓上限值時，調節器斷開勵磁回路，削弱發電機磁鏈，降低端電壓；當發電機端電壓低于調節器調節的電壓下限時，調節器接通勵磁電路，發電機電壓上升。這樣，調節器不斷控制勵磁回路的通斷，使發電機端電壓保持在調節器的調節電壓范圍內。

充電指示燈串聯的二極管是用來保證當發電機端電壓高于蓄電池端電壓時，發電機不通過勵磁二極管和充電指示燈對外供電，避免充電指示燈點亮和勵磁二極管過載損壞給駕駛員造成錯覺。