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【汽車發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器】汽車發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器工作原理 汽車電壓調(diào)節(jié)器原理詳解

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導(dǎo)語 INTRODUCTION

因?yàn)槠囌P旭倳r(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化范圍很大,對(duì)發(fā)電機(jī)輸出電壓的大小肯定會(huì)有很大影響,而電機(jī)調(diào)節(jié)器作為調(diào)節(jié)電壓使電壓保持一定范圍有著非常重要的作用。汽車發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器工作原理是什么?汽車發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器原理圖是怎么樣的呢?汽車發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器故障判斷方法又是什么?下面一起來了解一下。

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汽車發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的作用
  • 電壓調(diào)節(jié)器是協(xié)助發(fā)電機(jī)工作的重要部件。因?yàn)槠囌P旭倳r(shí),由于交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是由發(fā)動(dòng)機(jī)通過皮帶驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的,發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速從最低約800轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)到最高約6000轉(zhuǎn)/分鐘,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化范圍很大,對(duì)發(fā)電機(jī)輸出電壓的大小肯定會(huì)有很大影響,引起發(fā)電機(jī)的輸出電壓發(fā)生較大變化,無法滿足汽車用電設(shè)備的工作要求。為使發(fā)電機(jī)電壓在不同的轉(zhuǎn)速下均能保持一定,且能隨發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié),使電壓值保持在某一特定范圍,就必須裝置電壓調(diào)節(jié)器,使其輸出電壓在發(fā)動(dòng)機(jī)所有工況下基本保持恒定。

    而電壓調(diào)節(jié)器的正常工作,對(duì)保證整個(gè)汽車電氣系統(tǒng)的正常工作和對(duì)延長(zhǎng)汽車電氣設(shè)備的使用壽命關(guān)系極大。汽車發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器輸出電壓(或充電電壓)對(duì)蓄電池的使用壽命有著很大的影響,其作用是保護(hù)蓄電池,是蓄電池的充電保護(hù)裝置,以免過度充電而影響壽命。

    對(duì)于12V的汽車電器系統(tǒng),調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸出電壓范圍在13.8-14.4伏之間。

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電壓調(diào)節(jié)器的基本原理
  • 發(fā)電機(jī)的輸出電壓取決于發(fā)電機(jī)定子線圈的匝數(shù)、發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)的強(qiáng)度,而我們只能調(diào)節(jié)的是轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)的強(qiáng)度。電壓調(diào)節(jié)器通過控制轉(zhuǎn)子線圈的通電電流來控制磁場(chǎng)的強(qiáng)度。

汽車發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器原理圖

汽車發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器原理圖

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發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的種類和原理
  • 從發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器發(fā)展來看,經(jīng)歷了觸點(diǎn)式、電子式的微機(jī)控制式三種。觸點(diǎn)式利用機(jī)械觸點(diǎn)控制轉(zhuǎn)子線圈的接通和切斷;電子式電壓調(diào)節(jié)器利用三極管或集成電路控制轉(zhuǎn)子線圈的接通和切斷;而微機(jī)控制式由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元或單獨(dú)的電源管理系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)子線圈的接通和切斷。

    提到電壓調(diào)節(jié)器,必提外搭鐵型電壓調(diào)節(jié)器和內(nèi)搭鐵型電壓調(diào)節(jié)器。內(nèi)搭鐵型電壓調(diào)節(jié)器控制轉(zhuǎn)子線圈的搭鐵點(diǎn)在發(fā)電機(jī)內(nèi)部;外搭鐵型電壓調(diào)節(jié)器控制轉(zhuǎn)子線圈的搭鐵點(diǎn)在發(fā)電機(jī)外部。在這一定義時(shí)期,發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器采用外置式設(shè)計(jì),如此一來的實(shí)質(zhì)是:內(nèi)搭鐵型電壓調(diào)節(jié)器控制轉(zhuǎn)子線圈供電;而外搭鐵型電壓調(diào)節(jié)器控制轉(zhuǎn)子線圈搭鐵。

汽車發(fā)電機(jī)外搭鐵電壓調(diào)節(jié)器的原理圖

汽車發(fā)電機(jī)外搭鐵電壓調(diào)節(jié)器的原理圖

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電子式電壓調(diào)節(jié)器的調(diào)壓原理

  • 外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器的基本電路:基本電路是由三只電阻R1、R2R3,兩只三極管VT1、VT3,一只穩(wěn)壓二極管VS組成。

    電阻R1R2組成一個(gè)分壓器,分壓器R1、R2兩端的電壓為發(fā)電機(jī)電壓。

    VT3是大功率三極管(NPN型),和發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)繞組串聯(lián),起開關(guān)作用,用來接通與切斷發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電路;

    VT1是小功率三極管(NPN型),用來放大控制信號(hào);

    穩(wěn)壓管VS是感受元件,串聯(lián)在VT1的基極電路中,電阻R1R2選擇與VS匹配:當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓UB達(dá)到規(guī)定的調(diào)整值時(shí)(如桑塔納為14V時(shí)),R2上電壓正好等于穩(wěn)壓管VS的反向擊穿電壓。

    1)當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓低于設(shè)定值時(shí),VS不能被反向擊穿,三極管VT1沒有基極電流,所以VT1截止;電阻R3為三極管VT3提供基極電流,三極管VT3導(dǎo)通,控制轉(zhuǎn)子線圈的搭鐵端接通,接通轉(zhuǎn)子線圈電流。

    2)當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到設(shè)定值時(shí),VS能被反向擊穿,為三極管VT1提供基極電流,所以VT1導(dǎo)通;VT1導(dǎo)通導(dǎo)致電阻R3直接搭鐵,因?yàn)槿龢O管VT3沒有了基極電流,三極管VT3截止,控制轉(zhuǎn)子線圈的搭鐵端切斷,切斷轉(zhuǎn)子線圈電流。使發(fā)電機(jī)輸出電壓下降。


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典型應(yīng)用的內(nèi)置式電壓調(diào)節(jié)器

  • 現(xiàn)在說電壓調(diào)節(jié)器,很多地方提夏利汽車的電壓調(diào)節(jié)器,并且很多時(shí)候?qū)⒋穗妷赫{(diào)節(jié)器稱為IC調(diào)節(jié)器,相對(duì)于傳統(tǒng)的分散部件,此電壓調(diào)節(jié)器內(nèi)部應(yīng)有一個(gè)集成控制芯片,即實(shí)現(xiàn)了對(duì)轉(zhuǎn)子線圈接通和切斷的控制,還實(shí)現(xiàn)對(duì)儀表的充電指示燈的控制。夏利來自由日本,這一控制思路為很多汽車的設(shè)計(jì)思路。

電壓調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)原理圖

夏利電壓調(diào)節(jié)器電路圖

  • 發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)電路的優(yōu)點(diǎn):發(fā)電機(jī)到檢測(cè)電路距離近,可不用導(dǎo)線連接,直接接在發(fā)電機(jī)輸出端,連接可靠,不致使檢測(cè)電路檢測(cè)不到信號(hào)。

    發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)電路的缺點(diǎn):當(dāng)發(fā)電機(jī)到蓄電池之間連接電阻大時(shí),蓄電池充電電壓會(huì)偏低,使蓄電池充電不足。

    該調(diào)節(jié)器有6個(gè)接線端子F、P、E三個(gè)端子用螺釘直接和發(fā)電機(jī)連接,B端用螺母固定在發(fā)電機(jī)的輸出端子“B”上,IG、L兩個(gè)端子傭金屬線引到調(diào)節(jié)器的外部接線插座上。

    磁場(chǎng)電流控制:VT2是大功率三極管,和磁場(chǎng)串聯(lián),由集成片IC控制VT2的導(dǎo)通和截止,從而控制磁場(chǎng)電路通斷,使發(fā)電機(jī)電壓得到控制。

夏利充電指示燈電路圖

  • 充電指示燈:充電指示燈串接在VT1集電極上,VT1導(dǎo)通充電指示燈亮,VT1截止充電指示燈熄滅。在集成片IC中有控制VT1導(dǎo)通和截止的電路,控制信號(hào)由p點(diǎn)提供,p點(diǎn)提供的是發(fā)電機(jī)單相電壓的交流信號(hào),其信號(hào)幅值大小可反映發(fā)電機(jī)輸出電壓高低。


夏利充電指示燈電路圖


  • 當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓低于蓄電池電壓時(shí),IC中控制電路使VT1導(dǎo)通,充電指示燈亮,當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓高于蓄電池電壓時(shí),IC中控制電路使VT1截止,充電指示熄滅。

    帶有勵(lì)磁二極管的電壓調(diào)節(jié)器控制電路:

桑塔納充電指示燈電路圖

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電壓調(diào)節(jié)器使用維護(hù)
  • 調(diào)節(jié)器在使用過程中一般不允許拆卸護(hù)蓋,正常情況是每工作200h左右進(jìn)行一次全面檢查和維護(hù),其內(nèi)容如下:

    1、拆下護(hù)殼,檢查觸點(diǎn)表面有無污物和燒損。若有污物,可用較干凈的紙擦拭觸點(diǎn)表面。若觸點(diǎn)出現(xiàn)燒蝕或平面不平而導(dǎo)致接觸不良,一般用“00”號(hào)砂紙或砂條將其磨平,最后再用干凈的紙擦凈。

    2、檢查各個(gè)接頭的牢固程度,測(cè)量電阻和各個(gè)線圈的電阻值。若有損壞,應(yīng)及時(shí)修復(fù)或更換新件。

    3、檢驗(yàn)斷流器的閉合電壓和逆電流、節(jié)壓器的限額電壓、節(jié)流器的限額電流以及各種觸點(diǎn)的間隙和氣隙。若不符合要求,應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。

    4、檢查調(diào)整后的調(diào)節(jié)器,在起動(dòng)柴油機(jī)時(shí)要注意觀察充電電流表指針的指示。若柴油機(jī)以中等以上轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電流表的指針仍指向“-”一邊,這說明斷流器的觸點(diǎn)未斷開,應(yīng)迅速斷開接地開關(guān);否則,會(huì)損壞蓄電池、調(diào)節(jié)器和充電發(fā)電機(jī)等。若柴油機(jī)起動(dòng)至額定轉(zhuǎn)速后電流表的指針仍指向“0”處,說明的調(diào)整時(shí)未按技術(shù)要求進(jìn)行調(diào)整,應(yīng)重新進(jìn)行檢查和調(diào)整。

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汽車發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器故障判斷
  • 調(diào)節(jié)器有三個(gè)柱,一個(gè)是正極柱,一個(gè)是搭鐵柱,還有一個(gè)是磁場(chǎng)柱,試法正極接到調(diào)節(jié)器正極柱,搭鐵接到調(diào)節(jié)器搭鐵柱,另個(gè)用條電線把調(diào)節(jié)器磁場(chǎng)柱接到碳刷一個(gè),另一個(gè)碳刷搭鐵,用試燈試碳刷有沒有電,燈泡亮是好,不亮就是調(diào)節(jié)器壞了。

    判斷調(diào)節(jié)器的好壞的另外的方法:

    1、發(fā)電機(jī)不發(fā)電,用試燈量磁場(chǎng)端沒電,調(diào)節(jié)器F也沒電,但B有電,E搭鐵正常,那就是調(diào)節(jié)器壞了,更換。

    2、發(fā)電機(jī)發(fā)電量太大超過15.0v甚至更高那一般也是調(diào)節(jié)器壞了,更換。

    3、用表測(cè)量發(fā)電機(jī)發(fā)電量,正常14.8左右,高啦就是調(diào)節(jié)器損壞。如果燈泡經(jīng)常燒還找不出其他問題,除了電池溫度高,消耗快等,就是調(diào)壓器壞了。

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汽車發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器故障維修
  • 1、發(fā)電機(jī)不充電:發(fā)動(dòng)機(jī)中速以上運(yùn)轉(zhuǎn),電流表指示放電,充電指示燈不熄滅。測(cè)量發(fā)電機(jī)端電壓為≯蓄電池電壓。

    原因:發(fā)電機(jī)皮帶斷或打滑嚴(yán)重;發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線路或充電線路斷路;發(fā)電機(jī)故障;調(diào)節(jié)器故障

    故障診斷和維修

    (1)依次檢查皮帶松緊、導(dǎo)線連接(松脫或接錯(cuò))情況。

    (2)若正常,對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行電磁吸力試驗(yàn),若不正常,檢查勵(lì)磁電路。應(yīng)首先區(qū)分是發(fā)電機(jī)的故障還是調(diào)節(jié)器的故障(給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組通電,通過試驗(yàn)其是否有電磁吸力,來證明)。若正常,進(jìn)行下一步。

    (3)檢查電樞回路。用試燈檢查發(fā)電機(jī)“B”接線端是否有電的方法來確定故障是在外線路還是在發(fā)電機(jī)內(nèi)部。

    (4)診斷電路故障時(shí),可用試燈或萬用表的電阻檔或電壓檔。【詳細(xì)>>】

    2、發(fā)電機(jī)充電電流過小:在蓄電池虧電的情況下,發(fā)動(dòng)機(jī)中高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)充電電流很小,或蓄電池經(jīng)常虧電。

    原因:充電線路接觸不良;傳動(dòng)帶打滑;發(fā)電機(jī)有故障;調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電壓過低或有故障。

    故障診斷維修:

    (1)檢查發(fā)電機(jī)傳動(dòng)帶的松緊或油污、檢查導(dǎo)線的連接;

    (2)拆下發(fā)電機(jī)“F”導(dǎo)線,用試燈兩端接發(fā)電機(jī)“B”和“F”接線柱,起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并逐漸提高轉(zhuǎn)速,若試燈發(fā)紅證明發(fā)電機(jī)有故障;若兩度增加較大說明發(fā)電機(jī)正常,故障在調(diào)節(jié)器。有電流表可在此情況下觀察其充電電流大小,區(qū)分是發(fā)電機(jī)還是調(diào)節(jié)器的故障。

    3、發(fā)電機(jī)充電電流過大:在蓄電池不虧電的情況下,電流表指示充電仍在10A以上,或電解液消耗過快。

    原因:調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電壓值過高;晶體管調(diào)節(jié)器大功率三極管不能有效截止或短路;電磁震動(dòng)式調(diào)節(jié)器的磁化線圈或調(diào)解電阻斷路、高速觸點(diǎn)臟污等;發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁線路與“B+”短接。

    故障診斷維修:拆下調(diào)節(jié)器磁場(chǎng)接線,逐步提高發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速并觀察電流表。若仍指示充電,即為發(fā)電機(jī)的故障;否則,為調(diào)節(jié)器的故障,對(duì)于電磁震動(dòng)調(diào)節(jié)器可進(jìn)行調(diào)整與檢修;若是晶體管調(diào)節(jié)器,則應(yīng)進(jìn)行更換。

    4、發(fā)電機(jī)充電不穩(wěn):發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速以上運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),電流表指示不穩(wěn)或開燈后又閃亮現(xiàn)象。

    原因:轉(zhuǎn)動(dòng)帶松動(dòng)有時(shí)打滑;充電系導(dǎo)線接觸不良;發(fā)電機(jī)故障;調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)觸點(diǎn)燒蝕或臟污,觸點(diǎn)臂彈簧過軟等。

    故障診斷維修:

    1)首先排除傳動(dòng)帶打滑和導(dǎo)線基礎(chǔ)不良等外在故障。

    2)應(yīng)先檢查調(diào)節(jié)器的故障再檢查發(fā)電機(jī)的故障。

    3)發(fā)電機(jī)故障:①軸承故障;②轉(zhuǎn)子與定子相碰;③電刷磨損過大或與滑環(huán)接觸不良;④轉(zhuǎn)子軸彎曲等。

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