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汽车电气设备课程名称 构造与维修 任课教师 编写日期 题目 目 的 要 求 重点、难点 电压调节器的基本工作原理 §2.7电压调节器的基本工作原理和种类 大约用时 鲍忠梅 授课日期 授课班级 教研组长意见 签名 日期 §2.7电压调节器的基本工作原理和种类 掌握电压调节器的基本工作原理和种类； 组 织 教 学 ?电压调节器的功用??电压调节原理??结构特点? ??电磁振动式电压调节器工作过程????晶体管调节器?集成电路电压调节器???电压调节器的型号课堂讲解，学生提问 2课时 教具及电化教材，教案 教学手段等 作业布置 教 学 后 记 37 一、复习、回顾 上次课讲了交流发电机的基本结构及主要部件的功能，了解了交流发电机的工作特性和型号。 二、导入新课 交流发电机在汽车上是按固定的传动比由发动机驱动旋转的，其转速n 随发动机转速变化而在很大范围内变化。根据电磁感应原理，交流发电机发出的电压，随发电机转速和负载（输出电流）而变化。交流发电机具有自我限制输出电流的能力，故不需要电流限制器。但交流发电机的输出电压会随着发电机转数的变化而变化，所以需要配套电压调节器。 三、明确本次授课的目的与要求 掌握电压调节器的基本工作原理和种类。 第七节 电压调节器的基本工作原理和种类 2.7.1 电压调节器的功用 交流发电机在汽车上是按固定的传动比由发动机驱动旋转的，其转速n 随发动机转速变化而在很大范围内变化。根据电磁感应原理，交流发电机发出的电压，随发电机转速和负载（输出电流）而变化。交流发电机具有自我限制输出电流的能力，故不需要电流限制器。但交流发电机的输出电压会随着发电机转数的变化而变化，所以需要配套电压调节器。电压调节器的作用是自动调节发电机在不同转速时的输出电压，并控制在规定的范围内。 2.7.2 电压调节原理 根据电磁感应原理，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，发电机转速n 随发动机转速变化而在很大范围内变化。如果要在转速 n 变化时维持发电机电压恒定，就必须相应的改变磁极磁通Φ。因为磁极磁通Φ取决于磁场电流的大小，所以在发电机转速变化时，只要自动调节磁场电流，就能使发电机电压保持恒定。电压调节器就是通过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。电磁振动式电压调节器调节磁场电流的方法是通过触点开闭，使磁场电路的电阻改变来调节磁场电流；电子式电压调节器调节磁场电流的方法是利用功率管的开关特性，使磁场电流接通与切断来调节磁场电流。 2.7.3 电磁振动式电压调节器 电磁振动式调节器是以电磁线圈为敏感元件，利用发电机不同转速时的电压变化，使触点间歇接通，来控制流过发电机激磁绕组的激磁电流，从而达到自动稳定发38 电机电压的目的。 电磁振动式电压调节器的工作原理，如图2-34所示，当发电机电压低时，线圈电流小，铁心吸力小，克服不了拉簧拉力，触点闭合，激磁电流通过触点，电流较大，使电压上升。 当发电机电压升高到一定值时，线圈电流增大，铁心吸力增大，克服了拉簧拉力，使触点打开，激磁电流通过电阻，电流减小，磁场减弱，电压降低。发电机电压下降后，电磁铁吸力减弱，触点又在拉簧的作用下闭合，激磁电流又增大，使电压上升。这样，通过不断的接通、断开触点使发电机的电压维持在一个稳定值。 电磁振动式调节器由于有触点、弹簧等机械装置，触点开闭过程中存在着机械惯性和电磁惯性，触点振动频率低，当发电机在高速满载突然失去负载时，有可能由于触点不能迅速动作，导致发电机产生过电压，损坏晶体管电器设备。触点式调节器工作时，触点不断振动产生电火花，触点易烧蚀，使用寿命缩短，还会造成对无线电的干扰。同时，由于汽车行驶时，有时会发生剧烈震动，震动的频率中可能有与触点固有振动频率重合的成份，从而引起共振，使调节器失控。 图2-34 电磁振动式电压调节器的工作原理 综上所述，传统的触点式调节器已不能满足现代汽车发展的需要，它已基本被电子调节器取代。 图2-35 FT61型调节器电路 FT61型调节器的电路如图2-35。 2.7.4 晶体管调节器 （1）触点式电压调节器的缺点 触点式调节器在触点开闭过程中存在着机械惯性和电磁惯性,触点振动频率较低,当发电机高速满载突然失去负载时,有可能因触点动作迟缓而导致发电机产生过电压,损坏晶体管元件。此外,触点分开时, 磁场电流的迅速下降使触点间产生火花,使触点氧化、烧蚀, 使用寿命缩短, 还会造成无线电干扰。这种调节器结构复杂,体积和质量大,维修、保养、调整不便。 （2）电子式电压调节器的优点 晶体管调节器以稳压管作为电压感受元件,控制晶体三极管的通断来调节励磁电流,使发电机电压保持稳定。这种调节器没有触点, 使用过程中无须保养和维护, 结构简单、体积小、质量轻,目前已经逐步取代触点式调节器。 （3）电子电压调节器的作用及实质 控制发电机磁场电流的大小（电路通或断），从而使发电机输出电压稳定。 （4）调压原理 39 发电机电压低时，O点电压低，稳压管断，放大器给三极管高信号，三极管通，向发电机磁场充电，发电机输出电压升高； 发电机电压高时，O点电压高，稳压管通，放大器给三极管低信号，三极管断，不向发电机磁场充电，发电机输出电压下降；如此反复，使发电机输出电压稳定。 （5）电压调节器的对外关系 电子电压调节器的对外接线：+柱、-柱、F柱（磁场柱），但连接方法不同 ①内搭铁式发电机： “+柱”接点火开关；“-柱”搭铁；“F柱”（磁场柱）接发电机“F” ②外搭铁式发电机 “+柱”接点火开关及发电机“F”；“-柱”搭铁；“F柱”（磁场柱）接发电机“F” 2.7.5 集成电路调节器 随着电路调节器实例的发展和集成电路的出现，现代汽车上已在使用以混合集成电路技术为基础的集成电路调节器，这种调节器和晶体管调节器一样，都是利用晶体管的开并特性组成开关电路，接通或断开硅整流发电机的激磁电路，以达到自动调节发电机输出电压的目的。 集成电路（IC）调节器的结构和工作原理与晶体管电压调节器基本相同，不同之处是电路中所有的元件都同时制作在同一块半导体基片上，形成一个独立的、相互不可分割的电子电路即集成电路。用集成电路做成的电压调节器由于体积小，可以组装在发电机内部和发电机组成一个整体，简化了充电系统的电路。 1、集成电路电压调节器的特点 集成电路调节器除具有晶体管调节器的优点外 , 还有以下特点： (1)体积小、质量轻, 因此可以直接装在发电机内部或壳体上成为整体式交流发电机的一个零件,这样可以省去调节器和发电机之间的导线,减小了线路损失,减少了线路故障,使调节器的精度可达±0.3V,工作更为可靠。 (2)耐高温性能好,可在130℃高温下正常工作。 (3)更加耐振,使用寿命长。 目前轿车上已大量采用集成电路调节器。 2、集成电路电压调节器的结构与类型 电压调节器有两种类型：蓄电池感应型和发电机感应型。 （1）蓄电池感应型 这一类型的IC 调节器通过端子S( 蓄电池检测端子)来检测蓄电池的电压,并把40