交流发电机三相绕组产生的相电动势有效值为eφ==ceФn(v) 即交流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n升高时,eφ增大,发电机输出端电压ub升高,当转速升高到一定值时,输出端电压达到限定值,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 。又因磁极磁通Ф与励磁电流if成正比,所以减小磁通Ф也就是减小励磁电流if 。
所以,交流发电机电压调节器的调压原理是:当发电机转速升高时,调节器通过减小发电机励磁电流if来减小磁通Ф,使发电机的输出电压ub保持不变;当发电机的转速降低时,调节器通过增大发电机的励磁电流if来增加磁通Ф,使发电机的输出电压ub保持不变。
外搭铁型电压调节器工作原理
(1)基本电路
电压调节器有多种型式,其内部电路各不相同,但工作原理可用基本电路工作原理理解 。如图3-34所示 。
(2)工作原理
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的反向击穿,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,发电机他励发电,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对外蓄电池充电,如果此时发电机输出电压ub调节器调节电压的上限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迅速升高 。
③ 当发电机电压升高到等于调节电压上限ub2时,调节器对电压的调节开始 。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 。
内搭铁型电压调节器工作原理
(1)基本电路
如图3-35所示,内搭铁型电子调节器基本电路的特点是晶体管vt1、vt2采用pnp型,发电机的励磁绕组连接在vt2的集电极和搭铁端之间,与外搭铁型电路显著不同 。电路工作原理和结构与外搭铁型电子调节器类似 。
(2)工作特性
调节器通过三级管vt2的通断控制磁场电流,随着转速的提高,大功率三级管vt2的导通时间减小,截止时间增加,这样可使得磁场电流平均值减小,磁通减小,保持输出电压ub不变 。发电机的输出电压ub、磁场电流if(平均值)随转速n的变化关系称为电子调节器的工作特性 。如图3-36所示 。
从电子调节器的工作特性曲线可以看出,n1为调节器开始工作转速,称为工作下限,随着发电机转速的升高,磁场电流减小 。当发电机转速很高时,由于大功率三极管可不导通,磁场电流被切断,发电机仅靠剩磁发电,所以,电子调节器的工作转速上限很高,调节范围很大 。
集成电路电压调节器
集成电路也叫ic电路 。是将二极管、三极管、电阻电容等电子元件集成在一块硅基片上,制成一个独立的电子芯片 。集成电路调节器,在很多方面优于晶体管式调节器 。比如体积更小,可将其安装在发电机内部,减少了外部线路,缩小了整个充电系统的体积 。同时更加泼辣耐用 。所以目前已被广泛的应用 。
ic电压调节器在工作原理与晶体管调节器工作原理完全相同 。都是根据发电机得电压信号,利用三极管的开关特性控制磁场电流来调节发电机的输出电压 。集成电路调节器同样也有内、外搭铁之分,而且以外搭铁形式居多 。
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