發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器起什么作用
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新聞主題
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發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器起什么作用
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摘要：在電啟動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)上通常都有充電設(shè)備，以供蓄電池放電后能及時(shí)補(bǔ)充發(fā)電，同時(shí)還可供給汽油機(jī)點(diǎn)火和照明設(shè)備用電。充電設(shè)備包括充電機(jī)和調(diào)節(jié)器，充電機(jī)可用直流發(fā)電機(jī)或硅整流交流發(fā)電機(jī)。但是，根據(jù)充電機(jī)的容量和用電負(fù)載的要求，充電機(jī)所發(fā)的電壓不宜太高或太低；工作的電流不能超過額定值。然而充電機(jī)發(fā)出電壓的高低是隨發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速而變化，當(dāng)轉(zhuǎn)速高時(shí)，所發(fā)出的電壓太高，可能燒壞用電設(shè)備；當(dāng)轉(zhuǎn)速低時(shí)，所發(fā)出的電壓太低，造成蓄電池對(duì)充電機(jī)放電，也可能將充電機(jī)燒壞；當(dāng)用電負(fù)荷增加時(shí)，可能造成負(fù)荷電流超過充電機(jī)的額定電流，使充電機(jī)過熱，甚至燒壞。因此，充電機(jī)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(jī)調(diào)節(jié)器
充電發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器是和直流發(fā)電機(jī)式充電配套使用的，其總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
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圖1 充電發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器 |
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(dòng)觸點(diǎn)、固定觸點(diǎn)、觸點(diǎn)臂及觸點(diǎn)臂彈簧等組成，其電路原理如圖2所示。
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圖2 斷流器電路原理 |
當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速很低，電壓低于蓄電池電壓時(shí)，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(qiáng)度微弱，其吸力不足以克服彈簧的張力，故觸點(diǎn)張開。發(fā)電機(jī)與蓄電池的電路不通，發(fā)動(dòng)機(jī)和所有電器用電均由蓄電池供給。
當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增高時(shí)，其電壓高于蓄電池，此時(shí)主要由并聯(lián)線圈產(chǎn)生磁性吸力增強(qiáng)（并聯(lián)線圈徑細(xì)，圈數(shù)多），超過彈簧拉力，將觸點(diǎn)臂吸下，使觸點(diǎn)閉合，接通發(fā)電機(jī)與蓄電池的電路，于是發(fā)電機(jī)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(diǎn)接觸更為牢靠。
當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速降低或停止工作時(shí)，電壓又低于蓄電池電壓，電流即從蓄電池按相反方向流入串聯(lián)線圈，它產(chǎn)生的吸力與并聯(lián)線圈相反，互相抵消，觸點(diǎn)臂被彈簧向上拉開，發(fā)電機(jī)與蓄電池電路被切斷，從而有效地防止蓄電池向發(fā)電機(jī)放電。
②節(jié)壓器 節(jié)壓器是用來控制發(fā)電機(jī)的電壓在11.8～14.8V限額范圍以內(nèi)。它由鐵心、線圈（此線圈是用細(xì)導(dǎo)線繞制與發(fā)電機(jī)電樞繞組并聯(lián)）、觸點(diǎn)、觸點(diǎn)臂、彈簧及限流電阻等組成，其電路原理如圖3所示。
由于節(jié)壓器線圈與發(fā)電機(jī)的電樞繞組并聯(lián)，兩者電壓相等，因此，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，電壓上升，流過線圈中的電流增大，鐵心的電磁吸力增強(qiáng)，克服觸點(diǎn)臂彈簧的張力將觸點(diǎn)臂吸下，觸點(diǎn)斷開，此時(shí)，電阻被自動(dòng)串入發(fā)電機(jī)激磁回路中，減小發(fā)電機(jī)的激磁電磁，降低磁感應(yīng)強(qiáng)度，使發(fā)電機(jī)電壓下降。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓降低后，節(jié)壓器線圈吸力減小，觸點(diǎn)靠彈簧拉力重新閉合，發(fā)電機(jī)電壓又上升。如此往復(fù)，觸點(diǎn)臂不斷上下振動(dòng)，其振動(dòng)頻率可達(dá)40次/s以下，因而使發(fā)電機(jī)的電壓保持在一定的平均值。
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圖3 節(jié)壓器電路原理 圖4 節(jié)流器電路原理 |
③節(jié)流器 節(jié)流器是用來控制發(fā)電機(jī)電樞電流不超過其額定值的。它由鐵心、節(jié)流線圈、觸點(diǎn)、觸點(diǎn)臂、彈簧及電阻等組成。節(jié)流線圈是與發(fā)電機(jī)的電樞繞組串聯(lián)的，其電路原理如圖4所示。
當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電流增大時(shí)，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(qiáng)，將觸點(diǎn)吸開，此時(shí)電阻自動(dòng)串入發(fā)電機(jī)的激磁回路，使發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)減弱，電壓下降，因而發(fā)電機(jī)輸出電流減小。然而，由于電流的減小，電磁吸力減弱，靠彈簧的拉力使觸點(diǎn)又閉合，如此往復(fù)，觸點(diǎn)不斷振動(dòng)，使電流保持在一定的平均值，從而防止發(fā)電機(jī)過載而燒壞。
④直流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的聯(lián)合工作 圖5所示為JT81型調(diào)節(jié)器的內(nèi)部和外部接線圖。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到一定值時(shí)，斷流器觸點(diǎn)閉合，發(fā)電機(jī)開始向用電設(shè)備供電，同時(shí)向蓄電池充電。此時(shí)發(fā)電機(jī)電樞回路和磁場(chǎng)回路都有電流，其電流的流向分別如下。
電樞電流流向是：發(fā)電機(jī)電樞正極→節(jié)流器線圈→斷流器串聯(lián)線圈→斷流器閉合觸點(diǎn)→鐵架→電流表→蓄電池負(fù)極→地。
激磁電流流向是：發(fā)電機(jī)電樞正極→節(jié)流器線圈→斷流器串聯(lián)線圈→電阻R4→節(jié)流器鐵心及鐵架→節(jié)流器閉合觸點(diǎn)→節(jié)壓器閉合觸點(diǎn)→節(jié)壓器鐵架→發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)接線柱→激磁線圈→地。
i．發(fā)電機(jī)電壓過高時(shí)的控制。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓過高時(shí)，節(jié)壓器觸點(diǎn)張開，此時(shí)磁場(chǎng)線圈中的電流回路是：從發(fā)電機(jī)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(jī)磁場(chǎng)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(jì)94Ω，故使激磁電流減小，磁場(chǎng)減弱，電壓便下降到規(guī)定值。
ii.發(fā)電機(jī)輸出電流過大時(shí)的控制。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電流過大時(shí)，節(jié)流器觸點(diǎn)張開，此時(shí)由于發(fā)電機(jī)端電壓降低，節(jié)壓器觸點(diǎn)再次閉合，磁場(chǎng)中的電流回路是：
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圖5 JT81型調(diào)節(jié)器接線圖 |
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從電樞正極 |
→節(jié)流器線圈→斷流器串聯(lián)線圈→R4→R2→R1 |
→磁場(chǎng)接線柱 |
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→電阻R3→節(jié)壓器閉合觸點(diǎn) |
此時(shí)接入激磁回路的電阻共22.7Ω。激磁電流減小，磁場(chǎng)減弱，電壓下降，發(fā)電機(jī)輸出電流減小，恢復(fù)到正常值。
iii.防止蓄電池向發(fā)電機(jī)反充電的控制。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓降低，蓄電池向發(fā)電機(jī)反充電（放電），其反向電流回路為：蓄電池正極→斷流器觸點(diǎn)→斷流器串聯(lián)線圈→節(jié)流線圈→發(fā)電機(jī)電樞接線柱。當(dāng)反向電流達(dá)到一定值時(shí)，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)生的電磁力方向相反，鐵心吸力減弱到一定程度時(shí)，斷流器觸點(diǎn)分開，電路被切斷。
2．硅整流發(fā)電機(jī)用調(diào)節(jié)器
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圖6 硅整流發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)器電路 |
圖6為硅整流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器的電路圖。采用硅整流發(fā)電機(jī)其相應(yīng)的調(diào)節(jié)可大為簡(jiǎn)化，可省去直流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器中的斷流器和節(jié)流器，只需要電壓調(diào)節(jié)器。因?yàn)楣枵鞫O管具有單方向?qū)щ娞匦?，故不?huì)出現(xiàn)蓄電池倒流，不需要斷流器；另外，爪極式JF型硅整流發(fā)電機(jī)本身具有限制最大輸出電流的性能，故不需要節(jié)流器。
電壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)控制過程：當(dāng)發(fā)電機(jī)開始旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于剩磁將產(chǎn)生剩磁電壓，此時(shí)即有電流通過調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)，向發(fā)電機(jī)激磁繞組L提供激磁電流IB，方向如圖6中黑箭頭所示，此電流產(chǎn)生的磁通與剩磁方向相同，磁場(chǎng)加強(qiáng)，電壓逐漸增高；同時(shí)發(fā)電機(jī)也向調(diào)節(jié)器圈Q供電，隨著發(fā)電機(jī)電壓不斷增加，流經(jīng)調(diào)節(jié)器線圈Q的電流也不斷增大，其產(chǎn)生的電磁吸力也隨之增大。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到一定值時(shí)，線圈Q產(chǎn)生的電磁吸力大于彈簧的張緊力，銜鐵即吸向鐵心使觸點(diǎn)分開，此時(shí)激磁電流IB便流經(jīng)電阻R，電流方向如圖6中白箭頭所示。激磁回路由于串入電阻R，電流減小，發(fā)電機(jī)電壓也就降低，流入線圈Q的電流也相應(yīng)減小，電磁吸力減小，在彈簧張力的作用下，觸點(diǎn)又重新閉合，電阻R重新被短路，激磁電流又重新增大，發(fā)電機(jī)電壓又重新上升，重復(fù)上述過程，這樣觸點(diǎn)周期地分開和閉合，便控制硅整流充電發(fā)電機(jī)電壓在規(guī)定范圍內(nèi)。
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