在電啟動的發(fā)動機上通常都有充電設(shè)備,以供蓄電池放電后能及時補充充電,同時還可供給汽油機點火和照明設(shè)備用電。充電設(shè)備包括充電機和調(diào)節(jié)器,充電機可用直流發(fā)電機或硅整流交流發(fā)電機。但是,根據(jù)充電機的容量和用電負載的要求,充電機所發(fā)的電壓不宜太高或太低;工作電流不能超過額定值。然而充電機發(fā)出電壓的高低是隨發(fā)動機的轉(zhuǎn)速而變化,當轉(zhuǎn)速高時,所發(fā)出的電壓太高,可能燒壞用電設(shè)備;當轉(zhuǎn)速低時,所發(fā)出的電壓太低,造成蓄電池對充電機放電,也可能將充電機燒壞;當用電負荷增加時,可能造成負荷電流超過充電機的額定電流,使充電機過熱,甚至燒壞。因此,充電機必須加裝調(diào)節(jié)器,以解決上述存在的問題。
(1)直流發(fā)電機調(diào)節(jié)器充電發(fā)電機調(diào)節(jié)器是和直流發(fā)電機式充電配套使用的,其總體結(jié)構(gòu)。
這種調(diào)節(jié)器由斷流器、節(jié)壓器和節(jié)流器三部分構(gòu)成。
①斷流器:斷流器的結(jié)構(gòu)由鐵心、繞在鐵心上的串聯(lián)線圈、并聯(lián)線圈、活動觸點、固定觸點、觸點臂及觸點彈簧等組成,其電路原理。
當發(fā)電機轉(zhuǎn)速很低,電壓低于蓄電池電壓時,串聯(lián)線圈及并聯(lián)線圈內(nèi)流過的電流很小,鐵心磁化強度微弱,其吸力不足以克服彈簧的張力,故觸點張開。發(fā)電機與蓄電池的電路不通發(fā)動機和所有電器用電均由蓄電池供給。
當發(fā)電機轉(zhuǎn)速增高時,其電壓高于蓄電池,此時主要由并聯(lián)線圈產(chǎn)生磁性吸力增強(并聯(lián)線圈線徑細,圈數(shù)多),超過彈簧拉力,將觸點臂吸下,使觸點閉合,接通發(fā)電機與蓄電池的電路,于是發(fā)電機便向蓄電池充電,并向用電設(shè)備供電。串聯(lián)線圈內(nèi)所產(chǎn)生的吸力與并聯(lián)線圈所產(chǎn)生的吸力方向一致,使觸點接觸更為牢靠。
當發(fā)電機轉(zhuǎn)速降低或停止工作時,電壓又低于蓄電池,電流即從蓄電池按相反流入串聯(lián)線圈,它產(chǎn)生的吸力與并聯(lián)線圈相反,互相抵消,觸點臂被彈簧向上拉開,發(fā)電機與蓄電池電路被切斷,從而有效地防止蓄電池向發(fā)電機放電。
②節(jié)壓器:節(jié)壓器是用來控制發(fā)電機的電壓在(11.8~14.8)V限額范圍以內(nèi)。它由鐵心、線圈(此線圈用細導線繞制與發(fā)電機電樞繞組并聯(lián))、觸點、觸點臂彈簧及限流電阻等組成,其電路原理圖。
由于節(jié)壓器線圈與發(fā)電機電樞繞組并聯(lián),兩者電壓相等,因此,當發(fā)電機轉(zhuǎn)速升高時,電壓上升,流過線圈中的電流增大,鐵心的電磁吸力增強,克服觸點臂彈簧的張力將觸點臂吸下,觸點斷開,此時,電阻被自動串人發(fā)電機激磁回路中,減小發(fā)電機的激磁電流,降低磁感應(yīng)強度,使發(fā)電機電壓下降。當發(fā)電機電壓降低后,節(jié)壓器線圈吸力減小,觸點靠彈簧拉力重新閉合,發(fā)電機電壓又上升。如此往復(fù),觸點臂不斷上下振動,其振動頻率可達40次/s以上,因而使發(fā)電機的電壓保持在一定的平均值。
③節(jié)流器:節(jié)流器是用來控制發(fā)電機電樞電流不超過其額定值。它由鐵心、節(jié)流線圈、觸點、觸點臂、彈簧及電阻等組成。節(jié)流線圈是與發(fā)電機的電樞繞組串聯(lián)的,其電路原理圖。
當發(fā)電機輸出電流增大時,電樞電流和節(jié)流線圈的電流也增大,鐵心的電磁吸力增強,將觸點吸開,此時電阻自動串人發(fā)電機的激磁回路,使發(fā)電機的磁場減弱,電壓下降,因而發(fā)電機輸出電流減小。然而,由于電流的減小,電磁吸力減弱,靠彈簧的拉力又使觸點又閉合,如此往復(fù),觸點不斷振動,使電流保持在一定的平均值,從而防止發(fā)電機過載而燒壞。
④直流發(fā)電機調(diào)節(jié)器的聯(lián)合工作:為JT—81型調(diào)節(jié)器的內(nèi)部和外部接線圖。
當發(fā)電機電壓達到一定值時,斷流器觸點4閉合,發(fā)電機開始向用電設(shè)備供電,同時向蓄電池充電。此時發(fā)電機電樞回路和磁場回路都有電流,其電流的流向分別為:
電樞電流流向是:
從發(fā)電機電樞正極→節(jié)流器線圈6→斷流器串聯(lián)線圈23→斷流器閉合觸點4→鐵架→電流表→蓄電池負極→地。
激磁電流流向是:
從發(fā)電機電樞正極→節(jié)流器線圈6→斷流器串聯(lián)線圈23→電阻R4→節(jié)流器鐵心及鐵架→節(jié)流器閉合觸點5一節(jié)壓器閉合觸點10→節(jié)壓器鐵架→發(fā)電機磁場接線柱12→激磁線圈→地。
1)發(fā)電機電壓過高時的控制。當發(fā)電機電壓過高時,節(jié)壓器觸點張開,此時磁場線圈中的電流回路是:
從發(fā)電機電樞正極→節(jié)流器線圈→斷流器串聯(lián)線圈→R4→節(jié)流器鐵心及鐵架→R2→R1→發(fā)電機磁場接線柱→激磁線圈→接地。由于激磁回路接入R1、R2和R4電阻共計9?,故使檄磁電流減小,磁場減弱,電壓便下降到規(guī)定值。
2)發(fā)電機輸出電流過大時的控制。當發(fā)電機輸出電流過大時,節(jié)流器觸點張開,此時由于發(fā)電機端電壓降低,節(jié)壓器觸點10再次閉合,磁場中的電流回路是:
此時接入激磁回路的電阻共22.7?。激磁電流減小,磁場減弱,電壓下降,發(fā)電機輸出電流減小,恢復(fù)到正常值。
3)防止蓄電池向發(fā)電機反充電的控制。當發(fā)電機轉(zhuǎn)速降低時,發(fā)電機電壓降低,蓄電池向發(fā)電機反充電(放電),其反向電流回路為:
從蓄電池正極→斷流器觸點4→斷流器串聯(lián)線圈→節(jié)流線圈發(fā)電機電樞接線柱。
當反向電流達到一定值時,由于串聯(lián)線圈中產(chǎn)生的電磁力方向與并聯(lián)線圈產(chǎn)生的電磁力的方向相反,鐵心吸力減弱到一定程度時,斷流器觸點分開,電路被切斷。