頻道：變頻電機發布時間：2008-05-15
由於交流發電機的轉子是由發動機通過皮帶驅動旋轉的，且發動機和交流發電機的速比為1．7～3，因此交流發電機轉子的轉速變化範圍非常大，這樣將引起發電機的輸出電壓發生較大變化，無法滿足汽車用電裝置的工作要求。為了滿足用電裝置恆定電壓的要求，交流發電機必須配用電壓調節器，使其輸出電壓在發動機所有工況下基本保持恆定。
一、電壓調節器的分類
1．交流發電機電壓調節器按工作原理可分為：
（1）觸點式電壓調節器
觸點式電壓調節器應用較早，這種調節器觸點振動頻率慢，存在機械慣性和電磁慣性，電壓調節精度低，觸點易產生火花，對無線電干擾大，可靠性差，壽命短，現已被淘汰。
（2）電晶體調節器
隨著半導體技術的發展，採用了電晶體調節器。其優點是：三極體的開關頻率高，且不產生火花，調節精度高，還具有重量輕、體積小、壽命長、可靠性高、電波干擾小等優點，現廣泛應用於東風、解放及多種中低檔車型。
（3） 積體電路調節器
積體電路調節器除具有電晶體調節器的優點外，還具有超小型，安裝於發電機的內部（又稱內裝式調節器），減少了外接線，並且冷卻效果得到了改善，現廣泛應用於桑塔納。奧迪等多種轎車車型上。
（4） 電腦控制調節器
電腦控制調節器是現在轎車採用的一種新型調節器，由電負載檢測儀測量系統總負載後，向發電機電腦傳送訊號，然後由發動機電腦控制發電機電壓調節器，適時地接通和斷開磁場電路，即能可靠地保證電器系統正常工作，使蓄電池充電充足，又能減輕發動機負荷，提高燃料經濟性。如上海別克、廣州本田等轎車發電機上使用了這種調節器。
2．電子調節器按所匹配的交流發電機搭鐵型式可分為：
（1）內搭鐵型調節器：適合於與內搭鐵型交流發電機所匹配的電子調節器稱為內搭鐵型調節器；
（2）外搭鐵型調節器：適合於與外搭鐵型交流發電機所匹配的電子調節器稱為外搭鐵型調節器。在使用過程中，對於電晶體調節器，最好使用汽車說明書中指定的調節器，如果採用其他型號替代，除標稱電壓等規定引數與原調節器相同外，代用調節器必須與原調節器的搭鐵形式相同，否則，發電機可能由於勵磁電路不通而不能正常工作。
對於積體電路調節器，必須是專用的，是不能替代的。
二、電壓調節器的調壓原理
由交流發電機的工作原理我們知道，交流發電機的三相繞組產生的相電動勢的有效值
eφ==ceфn（v）
這裡ce為發電機的結構常數，n為轉子轉速，ф 為轉子的磁極磁通，也就是說交流發電機所產生的感應電動勢與轉子轉速和磁極磁通成正比。當轉速公升高時，eφ 增大，輸出端電壓ub公升高，當轉速公升高到一定值時（空載轉速以上），輸出端電壓達到極限，要想使發電機的輸出電壓ub不再隨轉速的公升高而上公升，只能通過減小磁通ф 來實現。又磁極磁通ф 與勵磁電流if成正比，減小磁通ф 也就是減小勵磁電流if。
所以，交流發電機調節器的工作原理是：當交流發電機的轉速公升高時，調節器通過減小發電機的勵磁電流if來減小磁通ф，使發電機的輸出電壓ub保持不變。觸點式電壓調節器通過觸點開閉，接通和斷開磁場電路，來改變磁場電流if大小；電晶體調節器、積體電路調節器等利用大功率三極體的導通和截止，接通和斷開磁場電路，來改變磁場電流if大小。
三、電子調節器結構與工作原理
電子調節器有多種型式，其電路個不相同，但一般採用整體封裝型式，不可拆卸，不能維修，只能整體更換。這裡向大家介紹電子調節器的基本電路，實際電路要複雜的多，但工作原理可用基本電路工作原理去理解。
1． 外搭鐵型電子調節器的基本電路
電晶體調節器又稱為電子調節器，圖2－29所示為外搭鐵型電子調節器的基本電路：基本電路是由三隻電阻r1、r2 、r3，兩隻三極體vt1、vt2，乙隻穩壓二極體vs和乙隻二極體vd組成。
電阻r3既是vt1的分壓電阻，又是vt2的負載電阻電阻r1和r2組成乙個分壓器，分壓器r1、r2兩端的電壓為發電機電壓ub，r1上得分壓為：vt2是大功率三極體（npn型），和發電機的磁場繞組串聯，起開關作用，用來接通與切斷發電機的勵磁電路；vt1是小功率三極體（npn型），用來放大控制訊號；vd是續流二極體；磁場繞組由接通轉為斷開狀態時（f端為+，b端為－），經二極體 vd構成放電迴路，防止三極體vt2被擊穿損壞穩壓管vs是感受元件，串聯在vt1的基極電路中，並通過vt1的發射結併聯於分壓電阻r1的兩端，以感受發電機的輸出電壓；ur1電壓加在穩壓管vs上，r1的阻值是這樣確定的,當發電機輸出電壓
ub達到規定的調整值時（如桑塔納為13．5—14．sv），ur1電壓正好等於穩壓管vs的反向擊穿電壓。
2．外搭鐵式電子節器的工作原理
（1）點火開關sw接通，發電機電壓ub＜蓄電池電動勢時,vt1截止，vt2導通，蓄電池直接供電到磁場繞組。磁場繞組電路為：蓄電池正極→磁場繞組→調節器ｆ接柱→三極體vt2→調節器ｅ接柱→搭鐵→蓄電池負極。
發電機電壓隨轉速公升高而公升高。發電機他勵
(2) 發電機電壓雖然公升高,但如果蓄電池電動勢＜發電機輸出電壓ub《調節上限時,vt1繼續截止，vt2繼續導通，發電機自勵且開始對外供電。磁場繞組電路為：發電機正極→磁場繞組→調節器ｆ接柱→三極體vt2→調節器ｅ→搭鐵→發電機負極。
發電機電壓隨轉速公升高而繼續公升高。 .
(3)當發電機電壓公升高到等於調節上限u2時，調節器開始工作。
電阻r1、r2分壓，ur1=uvs+ube1，vs導通，vt1導通，vt2截止，磁場電路被切斷，發電機輸出電壓迅速下降。當發電機電壓下降到等於調節下限u1時電阻r1、r2分壓減小，當ur1＜uw+ube1，vs截止，vt1截止，vt2重新導通，磁場電路重新被接通，發電機電壓上公升。發電機電壓公升到調節上限時，vt2就截止，磁場電路被切斷，輸出電壓下降；降到等於調節下限u1時，磁場電路被接通，發電機電壓上公升，周而復始，發電機輸出電壓被控制在一定範圍內。
配裝電子調節器的發電機的輸出電壓上限u2和下限u1的差值很小，所以發電機的輸出電壓波動非常小，再加上電容的濾波，所以發電機的輸出電壓很穩定。內搭鐵式電子調節器基本電路見圖3-30。原理與外搭鐵式類似。
四、電子調節器應用例項
1． jft106型電晶體調節器
（1）應用
jft106型調節器屬於外搭鐵式電晶體調節器，調節電壓為13．8～14．6v，可與 14v。750w的外搭鐵式九管式交流發電機配套，也可與14v、功率小於1000w的外搭鐵式六管交流發電機配套。
（2）外形
圖2－31a為解放ca1092型汽車用jft106型電晶體調節器外形圖，該調節器有「＋」、「f」和「一」三個接線柱，其中「＋」接線柱與發電機的「fl」接線柱相接，「f」接線柱與發電機的「f2」接線柱相接，「一」接線柱搭鐵。
（3）組成與原理
和電子調節器的基本電路比較，組成jft106型電晶體調節器電路的元件要多一些，但工作原理是相同的。jft106型電晶體調節器元件功用說明：vt2、vt3接成復合管，目的是提高放大倍數，其作用與前述基本電路中的vt2相同；vt1、vd3、r5的作用與前述基本電路相同；
r6、r7、r8是偏流電阻；r4是正反饋電阻，起提高三極體開關速度，提高三極體壽命的作用；r1、r2、r3組成分壓器，r3是調整電阻。c1、c1是降頻電容，起降低三極體開關頻率，提高三極體壽命的作用；vd1是vs1的溫度補償管;vd2是分壓二極體，防止vt2、vt3的誤導通；vs2起過壓保護作用，限定發電機的輸出電壓不超出某定值，保護汽車上的用電裝置不因瞬時過電壓二損壞。
2．積體電路調節器
積體電路調節器也叫ic調節器，是根據使用要求，將電路中的若干元件整合在同一基片上，製成乙個獨立的電子晶元。積體電路調節器裝於發電機內部，構成整體式交流發電機。發電機外部有2個或3個接線柱。
積體電路調節器的工作原理與電晶體調節器的工作原理完全一樣，都通過穩壓管感應發電機的輸出電壓訊號，利用三極體的開關特性控制發電機的勵磁電流，使發電機的輸出電壓保持恆定。
（1）積體電路調節器的檢測電路
積體電路調節器，根據分壓器r1、r2檢測點位置不同可分為「發電機電壓檢測電路」和「蓄電池電壓檢測電路」兩種型式。
①發電機電壓檢測電路見圖3-32a。
分壓器r1、r2從發電機輸出端（d+ 端）得到電壓，穩壓管vs上的電壓與發電機的輸出電壓成正比，所以該電路稱為發電機電壓檢測電路（檢測點在發電機上）。發電機電壓檢測電路的優點：發電機到檢測電路距離近，可不用導線連線，直接接在發電機輸出端，連線可靠，不致使檢測電路檢測不到訊號。
.發電機電壓檢測電路的缺點：當發電機到蓄電池之間連線電阻大時，蓄電池充電電壓會偏低，使蓄電池充電不足。
② 蓄電池電壓檢測電路圖3-32b。
分壓器r1、r2從蓄電池輸出端得到電壓，穩壓管vs上的電壓和蓄電池端電壓成正比，所以該電路稱為蓄電池電壓檢測電路（檢測點在蓄電池上）。蓄電池電壓檢測電路優點：直接檢測蓄電池端電壓來控制發電機的輸出，可使蓄電池的充電電壓***。
蓄電池電壓檢測電路的缺點：當蓄電池和發電機之間的連線不可靠時，會使發電機失控。
（2）積體電路調節器應用舉例
圖2－33a所示為天津夏利轎車發電機使用的積體電路調節器外形圖，該發電機為整體式交流發電機，調節器為內裝式外搭鐵型。.
該調節器有6個接線端子f、p、e三個端子用螺釘直接和發電機連線， b端用螺母固定在發電機的輸出端子「b」上，ig、l兩個端子傭金屬線引到調節器的外部接線插座上。
圖2－33b為夏利轎車調節器電路連線圖
①磁場電流控制：vt2是大功率三極體，和磁場串聯，由整合片ic控制vt2的導通和截止，從而控制磁場電路通斷，使發電機電壓得到控制。
②充電指示燈：充電指示燈串接在vt1集電極上，vt1導通充電指示燈亮，vt1截止充電指示燈熄滅。在整合片ic中有控制vt1導通和截止的電路，控制訊號由p點提供，p點提供的是發電機單相電壓的交流訊號，其訊號幅值大小可反映發電機輸出電壓高低。
當發電機輸出電壓低於蓄電池電壓時，ic中控制電路使vt1導通，充電指示燈亮，當發電機輸出電壓高於蓄電池電壓時，ic中控制電路使vt1截止，充電指示熄滅。
3．發動機電腦控制的調節器
圖2-34為廣州本田雅閣轎車直列4缸發動機配用的發電機調節器電路圖，發電機整流器為八管。調節器為內裝式外搭鐵型，由發電機電腦控制。在汽車電路中有乙個負載檢測儀，檢測電路中總電流負載大小，送信 .
號導電腦，調節器c接線端子送發電機電壓訊號到電腦，電腦根據這兩個訊號判斷磁場電路應該接通還是斷開，輸出控制訊號到fr端子，驅動調節器的控制電路，適時地接通和斷開磁場繞組電路，以此控制發電機的輸出電壓。
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