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汽车电压调节器:电子式调节器及其作用

【摘要】:随着微机在汽车上应用范围的扩大,目前已有利用微机控制的电压调节器,其能更好地将发电机输出的电压稳定在规定范围内。目前,交流发电机均采用电子式电压调节器。如果此时发电机输出电压UB小于调节器调节上限UB2,VT1继续截止,VT2继续导通,但此时的磁场电流由发电机供给,发电机电压随转速升高而迅速升高。

1-15 交流发电机的工作特性

发电机汽车上是按固定的传动比由发动机经传动带驱动旋转的,其转速会在很大范围内发生变化。交流发电机产生的电压有效值为E =C1nΦ,由此可知,发电机输出电压与转速成正比。因此,当发动机转速变化时,发电机的输出电压也会随之变化。由于发动机的转速不断变化,故交流发电机转速很难保持不变,而在汽车用电设备用电和向蓄电池充电时需要恒定电压,为了使发电机能提供固定不变的电压,必须采用调节器来进行控制。

1.电压调节器的功用

电压调节器的功用是在发电机转速及发电机上的负载发生变化时自动控制发电机电压,使其保持恒定,防止发电机电压过高而烧坏用电设备和导致蓄电池过量充电,同时也可防止发电机电压过低而导致用电设备工作失常和蓄电池充电不足。

2.电压调节器的基本原理

交流发电机的感应电动势为EΦ =C1nΦ,即感应电动势EΦ与发电机转速n 和磁通Φ 成正比。发电机的空载电压U=EΦ =C1nΦ。发电机在汽车上是按固定的传动比驱动旋转的,其转速n 随发动机转速变化而在很大范围内发生变化。如果要在转速n 变化时维持发电机电压恒定,就必须相应地改变磁极磁通Φ。磁极磁通Φ 取决于磁场电流的大小,因此,在发电机转速发生变化时,只要自动调节磁场电流,就能使发电机电压保持恒定。电压调节器就是利用自动调节磁场电流使磁极磁通改变这一原理来调节发电机电压的。

3.调节器的类型

调节器按结构不同,可分为电磁(触点)振动式电压调节器和电子式电压调节器。电磁振动式电压调节器是通过一对或两对触点的反复开闭改变磁场电路的电阻来调节励磁电流的;电子式电压调节器是利用晶体三极管的开关特性,使磁场电路接通和断开来调节励磁线圈的平均电流的。

电子式电压调节器按结构形式又可分为晶体管式调节器(利用分立电子元件组成的调节器,如解放CA1091 型载货汽车采用的JFT106 型调节器)和集成电路式调节器(利用集成电路组成的调节器,如北京切诺基BJ2021、奥迪100 和桑塔纳LX 轿车采用的调节器)。

调节器按安装方式不同,可分为外装式(与发电机分开安装的调节器,如JFT106 型调节器)和内装式(安装在发电机内的调节器,一般为集成电路式调节器,如北京切诺基、桑塔纳LX 轿车采用的调节器)。

调节器按搭铁形式不同,可分为内搭铁式(与内搭铁式交流发电机配套工作的电子调节器,如JFT126A 型调节器)和外搭铁式(与外搭铁式交流发电机配套工作的电子调节器,如JFT106 型调节器)。

随着微机在汽车上应用范围的扩大,目前已有利用微机控制的电压调节器,其能更好地将发电机输出的电压稳定在规定范围内。

4.电子式电压调节器

电子式电压调节器具有调节电压精度高、无电火花产生、质量轻、体积小、寿命长、可靠性高、电波干扰小等优点。目前,交流发电机均采用电子式电压调节器。

图1-25所示为晶体管电压调节器的基本原理。由图可知:

1-16 电磁振动式电压调节器

图1-25 晶体管电压调节器的基本原理

①点火开关SW 刚接通时,发动机不转,发电机不发电,蓄电池电压加在分压器R1、R2上,此时因UR1较低不能使稳压管VS 反向击穿,VT1截止,VT1截止使得VT2 导通,发电机磁场电路接通。此时由蓄电池供给磁场电流。随着发动机的起动,发电机转速升高,电压上升。

②当发电机电压升高到大于蓄电池电压时,发电机自励发电并开始向蓄电池充电。如果此时发电机输出电压UB小于调节器调节上限UB2,VT1继续截止,VT2继续导通,但此时的磁场电流由发电机供给,发电机电压随转速升高而迅速升高。

③当发电机电压升高到等于调节上限UB2时,调节器开始对电压进行调节。此时VS 导通,VT1导通,VT2截止,发电机磁场电路被切断,由于磁场被断路,磁通下降,发电机输出电压下降。

④当发电机电压下降到等于调节下限UB1时,VS 截止,VT1截止,VT2重新导通,磁场电路重新被接通,发电机电压上升。

周而复始,发电机输出电压UB 被控制在一定范围内。

从调节器的结构和工作情况看,电子式电压调节器有三个接线柱,即“B”“F”和“E”,在接线时不能接错。值得注意的是,电子式电压调节器的接线方式根据发电机和调节器的形式有所不同,图1-26所示为发电机和调节器的两种接线方式。

图1-26 发电机和调节器的两种接线方式

(a)内搭铁式;(b)外搭铁式

a.内搭铁式,调节器装在发电机与点火开关之间,发电机励磁绕组有一端搭铁。

b.外搭铁式,调节器装在发电机励磁绕组与搭铁之间,发电机励磁绕组无搭铁端,调节器控制励磁绕组搭铁。

1-17 调节器的检测