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电压调节器

2017-09-21 12页 doc 123KB 128阅读

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电压调节器电压调节器 电压调节器的分类 电压调节器的调压原理 电子调节器结构与工作原理 电子调节器应用实例 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1.7~3,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。为了满足用电设备恒定电压的要求, 交流发电机必须配用电压调节器,使其输出电压在发动机所有工况下基本保持恒定。 1.交流发电机电压调节器按工作原理可分为: (1)触点式电压调节器 触点式电压调节器应用较早,这种调节器触...
电压调节器
电压调节器 电压调节器的分类 电压调节器的调压原理 电子调节器结构与工作原理 电子调节器应用实例 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1.7~3,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。为了满足用电设备恒定电压的要求, 交流发电机必须配用电压调节器,使其输出电压在发动机所有工况下基本保持恒定。 1.交流发电机电压调节器按工作原理可分为: (1)触点式电压调节器 触点式电压调节器应用较早,这种调节器触点振动频率慢,存在机械惯性和电磁惯 性,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。 (2)晶体管调节器 随着半导体技术的发展,采用了晶体管调节器。其优点是:三极管的开关频率高, 且不产生火花,调节精度高,还具有重量轻、体积小、寿命长、可靠性高、电波干扰小 等优点,现广泛应用于东风、解放及多种中低档车型。 (3) 集成电路调节器 集成电路调节器除具有晶体管调节器的优点外,还具有超小型,安装于发电机的内部(又称内装式调节器),减少了外接线,并且冷却效果得到了改善,现广泛应用于桑 塔纳。奥迪等多种轿车车型上。 (4) 电脑控制调节器 电脑控制调节器是现在轿车采用的一种新型调节器,由电负载检测仪测量系统总负 载后,向发电机电脑发送信号,然后由发动机电脑控制发电机电压调节器,适时地接通 和断开磁场电路,即能可靠地保证电器系统正常工作,使蓄电池充电充足,又能减轻发 动机负荷,提高燃料经济性。如上海别克、广州本田等轿车发电机上使用了这种调节器。 2.电子调节器按所匹配的交流发电机搭铁型式可分为: (1)内搭铁型调节器:适合于与内搭铁型交流发电机所匹配的电子调节器称为内搭 铁型调节器; (2)外搭铁型调节器:适合于与外搭铁型交流发电机所匹配的电子调节器称为外搭 铁型调节器。 在使用过程中,对于晶体管调节器,最好使用汽车说明书中指定的调节器,如果采 用其他型号替代,除标称电压等规定参数与原调节器相同外,代用调节器必须与原调节 器的搭铁形式相同,否则,发电机可能由于励磁电路不通而不能正常工作。对于集成电 路调节器,必须是专用的,是不能替代的。 由交流发电机的工作原理我们知道,交流发电机的三相绕组产生的相电动势的有效值 Eφ==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。 当转速升高时,Eφ增大,输出端电压UB升高,当转速升高到一定值时(空载转速 以上),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。 所以,交流发电机调节器的工作原理是:当交流发电机的转速升高时,调节器通过减 小发电机的励磁电流If来减小磁通Ф,使发电机的输出电压UB保持不变。 触点式电压调节器通过触点开闭,接通和断开磁场电路,来改变磁场电流If大小;晶体管调节器、集成电路调节器等利用大功率三极管的导通和截止,接通和断开磁场电路, 来改变磁场电流If大小。 电子调节器有多种型式,其电路个不相同,但一般采用整体封装型式,不可拆卸, 不能维修,只能整体更换。 这里向大家介绍电子调节器的基本电路,实际电路要复杂的多,但工作原理可用基 本电路工作原理去理解。 1.外搭铁型电子调节器的基本电路 晶体管调节器又称为电子调节器,图2-29所示为外搭铁型电子调节器的基本电路: 基本电路是由三只电阻R1、R2 、R3,两只三极管VT1、VT2,一只稳压二极管VS和一只二极管VD组成。 电阻R3既是VT1的分压电阻,又是VT2的负载电阻 电阻R1和R2组成一个分压器,分压器R1、R2两端的电压为发电机电压UB,R1上得分压为: VT2是大功率三极管(NPN型),和发电机的磁场绕组串联,起开关作用,用来接通 与切断发电机的励磁电路; VT1是小功率三极管(NPN型),用来放大控制信号; VD是续流二极管;磁场绕组由接通转为断开状态时(F端为+,B端为-),经二极管 VD构成放电回路,防止三极管VT2被击穿损坏 稳压管VS是感受元件,串联在VT1的基极电路中,并通过VT1的发射结并联于分压电阻R1的两端,以感受发电机的输出电压; UR1电压加在稳压管VS上,R1的阻值是这样确定的,当发电机输出电压UB达到规定的调整值时(如桑塔纳为13.5—14.SV),UR1电压正好等于稳压管VS的反向击穿电压。 2.外搭铁式电子节器的工作原理 (1)点火开关SW接通,发电机电压UB<蓄电池电动势时,VT1截止,VT2导通,蓄电池直接供电到磁场绕组。 磁场绕组电路为: 蓄电池正极?磁场绕组?调节器F接柱?三极管VT2?调节器E接柱?搭铁?蓄电池负极。 发电机电压随转速升高而升高。发电机他励 (2) 发电机电压虽然升高,但如果蓄电池电动势<发电机输出电压UB<调节上限时,VT1继续截止,VT2继续导通,发电机自励且开始对外供电。 磁场绕组电路为: 发电机正极?磁场绕组?调节器F接柱?三极管VT2?调节器E?搭铁?发电机负极。 发电机电压随转速升高而继续升高。 (3)当发电机电压升高到等于调节上限U2时,调节器开始工作。 电阻R1、R2分压,UR1=UVS+Ube1,VS导通,VT1导通,VT2截止,磁场电路被切断,发电机输出电压迅速下降。 当发电机电压下降到等于调节下限U1时 电阻R1、R2分压减小,当UR1<UW+Ube1,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。 发电机电压升到调节上限时,VT2就截止,磁场电路被切断,输出电压下降;降到 等于调节下限U1时,磁场电路被接通,发电机电压上升,周而复始,发电机输出电压被 控制在一定范围内。 配装电子调节器的发电机的输出电压上限U2和下限U1的差值很小,所以发电机的 输出电压波动非常小,再加上电容的滤波,所以发电机的输出电压很稳定。 内搭铁式电子调节器基本电路见图3-30。原理与外搭铁式类似。 1. JFT106型晶体管调节器 (1)应用 JFT106型调节器属于外搭铁式晶体管调节器,调节电压为13.8~14.6V,可与 14V。750W的外搭铁式九管式交流发电机配套,也可与14V、功率小于1000W的外搭铁式六管交流发电机配套。 (2)外形 图2-31aJFT106型晶体管调节器外形图 图2-31a为解放CA1092型汽车用JFT106型晶体管调节器外形图,该调节器有 “+”、“F”和“一”三个接线柱,其中“+”接线柱与发电机的“Fl”接线柱相接,“F”接线柱与发电机的“F2”接线柱相接,“一”接线柱搭铁。 (3)组成与原理 2-31b为 JFT106型晶体管调节器工作原理图, 和图2-33电子调节器的基本电路比较,组成JFT106型晶体管调节器电路的元件要多一些,但工作原理是相同的。 JFT106型晶体管调节器元件功用说明: VT2、VT3接成复合管,目的是提高放大倍数,其作用与前述基本电路中的VT2 相同; VT1、VD3、R5的作用与前述基本电路相同; R6、R7、R8是偏流电阻; R4是正反馈电阻,起提高三极管开关速度,提高三极管寿命的作用; R1、R2、R3组成分压器,R3是调整电阻。 C1、C1是降频电容,起降低三极管开关频率,提高三极管寿命的作用; VD1是VS1的温度补偿管; VD2是分压二极管,防止VT2、VT3的误导通; VS2起过压保护作用,限定发电机的输出电压不超出某定值,保护汽车上的用电 设备不因瞬时过电压二损坏。 2.集成电路调节器 集成电路调节器也叫IC调节器,是根据使用要求,将电路中的若干元件集成在 同一基片上,制成一个独立的电子芯片。集成电路调节器装于发电机内部,构成整体式交流发电机。发电机外部有2个或3个接线柱。 集成电路调节器的工作原理与晶体管调节器的工作原理完全一样,都通过稳压管 感应发电机的输出电压信号,利用三极管的开关特性控制发电机的励磁电流,使发电 机的输出电压保持恒定。 (1)集成电路调节器的检测电路 集成电路调节器,根据分压器R1、R2检测点位置不同可分为“发电机电压检测电路”和“蓄电池电压检测电路”两种型式。 ?发电机电压检测电路见图3-32a。 分压器R1、R2从发电机输出端(D+ 端)得到电压,稳压管VS上的电压与发电机的输出电压成正比,所以该电路称为发电机电压检测电路(检测点在发电机上)。 发电机电压检测电路的优点:发电机到检测电路距离近,可不用导线连接,直接 接在发电机输出端,连接可靠,不致使检测电路检测不到信号。 发电机电压检测电路的缺点:当发电机到蓄电池之间连接电阻大时,蓄电池充电 电压会偏低,使蓄电池充电不足。 ? 蓄电池电压检测电路图3-32b。 分压器R1、R2从蓄电池输出端得到电压,稳压管VS上的电压和蓄电池端电压成正比,所以该电路称为蓄电池电压检测电路(检测点在蓄电池上)。 蓄电池电压检测电路优点:直接检测蓄电池端电压来控制发电机的输出,可使蓄 电池的充电电压有保证。 蓄电池电压检测电路的缺点:当蓄电池和发电机之间的连接不可靠时,会使发电 机失控。 (2)集成电路调节器应用举例 图2-33a所示为天津夏利轿车发电机使用的集成电路调节器外形图,该发电机 为整体式交流发电机,调节器为内装式外搭铁型。 该调节器有6个接线端子F、P、E三个端子用螺钉直接和发电机连接,B端用螺母固定在发电机的输出端子“B”上,IG、L两个端子佣金属线引到调节器的外部接 线插座上。 图2-33b为夏利轿车调节器电路连接图 ?磁场电流控制:VT2是大功率三极管,和磁场串联,由集成片IC控制VT2的 导通和截止,从而控制磁场电路通断,使发电机电压得到控制。 ?充电指示灯:充电指示灯串接在VT1集电极上,VT1导通充电指示灯亮,VT1截止充电指示灯熄灭。在集成片IC中有控制VT1导通和截止的电路,控制信号由p点提供,p点提供的是发电机单相电压的交流信号,其信号幅值大小可反映发电机输 出电压高低。 当发电机输出电压低于蓄电池电压时,IC中控制电路使VT1导通,充电指示灯亮,当发电机输出电压高于蓄电池电压时,IC中控制电路使VT1截止,充电指示熄 灭。 3.发动机电脑控制的调节器 图2-34为广州本田雅阁轿车直列4缸发动机配用的发电机调节器电路图,发电 机整流器为八管。调节器为内装式外搭铁型,由发电机电脑控制。 在汽车电路中有一个负载检测仪,检测电路中总电流负载大小,送信号导电脑, 调节器C接线端子送发电机电压信号到电脑,电脑根据这两个信号判断磁场电路应该 接通还是断开,输出控制信号到FR端子,驱动调节器的控制电路,适时地接通和断 开磁场绕组电路,以此控制发电机的输出电压。 发动机电脑控制的调节器 B C IG L FR C是输入信号,改变调节点电压的;FR是输出信号,反应负载大小的。 可能是!请大家确认! P=PHASE L=LIGHT F=FEEDBACK S=SENSE F即在正电刷与F之间连个电阻,反应负载大小的频率信号 电压调节器FR为输出信号
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