新聞主題	硅整流發(fā)電機(jī)和調(diào)節(jié)器接線方法

 

摘要：硅整流發(fā)電機(jī)由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，其轉(zhuǎn)速隨柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速在一個(gè)很大的范圍內(nèi)變動(dòng)。發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速高，其發(fā)出的電壓高；轉(zhuǎn)速低，其發(fā)出的電壓也低，為了保持發(fā)電機(jī)的端電壓的基本穩(wěn)定，必須設(shè)置電壓調(diào)節(jié)器。硅整流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器可分為電磁振動(dòng)觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器、晶體管電壓調(diào)節(jié)器和集成電路電壓調(diào)節(jié)器三種。其中，電磁振動(dòng)觸點(diǎn)式調(diào)節(jié)器按觸點(diǎn)對(duì)數(shù)分，有一對(duì)觸點(diǎn)振動(dòng)工作的單級(jí)式和兩對(duì)觸點(diǎn)交替振動(dòng)工作的雙級(jí)式兩種。目前，雙級(jí)電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器和晶體管電壓調(diào)節(jié)器應(yīng)用最為廣泛。

 

一、雙級(jí)電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器

 

      如圖1所示為雙級(jí)電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器。它具有兩對(duì)觸點(diǎn)，中間觸點(diǎn)是固定的，下動(dòng)觸點(diǎn)K₁常閉，稱為低速觸點(diǎn)，上動(dòng)觸點(diǎn)K₂常開，稱為高速觸點(diǎn)。調(diào)節(jié)器設(shè)有三個(gè)電阻：附加電阻R₁、助振電阻R₂和溫度補(bǔ)償電阻R₃。電壓調(diào)節(jié)器的固定觸點(diǎn)通過支架1和磁場(chǎng)接線柱與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子中的勵(lì)磁線圈相連。下動(dòng)觸點(diǎn)臂3則通過支架1和電樞接線柱及發(fā)電機(jī)正極接線柱相通。繞在鐵芯上的線圈一端搭鐵，另一端則通過電阻與電樞接線柱相連?，F(xiàn)按照發(fā)電機(jī)不同情況說明其工作原理。

1、電壓調(diào)節(jié)器線圈的電路

      閉合電源開關(guān)，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低，發(fā)電機(jī)電壓低于蓄電池電壓時(shí)，蓄電池的電流同時(shí)流經(jīng)電壓調(diào)節(jié)器線圈和勵(lì)磁線圈。

      流經(jīng)電壓調(diào)節(jié)器線圈的電路為：蓄電池正極→電流表→電源開關(guān)→電壓調(diào)節(jié)器電樞接線柱→R2→電壓調(diào)節(jié)器線圈→R₃→搭鐵→蓄電池負(fù)極。

2、勵(lì)磁線圈電流的電路

      電流流入電壓調(diào)節(jié)器線圈產(chǎn)生一定的電磁吸力，但不能克服彈簧張力，故低速觸點(diǎn)K₁仍閉合。

      流經(jīng)勵(lì)磁線圈電流的電路為：蓄電池正極→電流表→電源開關(guān)→調(diào)節(jié)器電樞接線柱→框架→下動(dòng)觸點(diǎn)K1→固定觸點(diǎn)支架1→電壓調(diào)節(jié)器磁場(chǎng)接線柱→發(fā)電機(jī)F接線柱→電刷和滑環(huán)→勵(lì)磁線圈→滑環(huán)和電刷→發(fā)電機(jī)負(fù)極→搭鐵→蓄電池負(fù)極。

3、發(fā)電機(jī)供電電路

      當(dāng)硅整流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高，發(fā)電機(jī)電壓高于蓄電池電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)向用電設(shè)備和蓄電池供電。同時(shí)向勵(lì)磁線圈和調(diào)節(jié)器線圈供電，其電路有三條。

① 發(fā)電機(jī)定子線圈→硅二極管及元件板→電源開關(guān)→電壓調(diào)節(jié)器電樞接線柱→下動(dòng)觸點(diǎn)K₂及支架1→電壓調(diào)節(jié)器磁場(chǎng)接線柱→發(fā)電機(jī)F接線柱→電刷和滑環(huán)→勵(lì)磁線圈→滑環(huán)和電刷→整流端蓋和硅二極管→定子線圈。

② 發(fā)電機(jī)定子線圈→硅二極管及元件板→電源開關(guān)→電壓調(diào)節(jié)器電樞接線柱→電阻R₂→電壓調(diào)節(jié)器線圈和電阻R₃→搭鐵→整流端蓋和硅二極管→定子線圈。

③ 充電電路和用電設(shè)備電路：定子線圈→硅二極管與元件板→“＋”接線柱→用電設(shè)備或電流表與蓄電池（充電）→搭鐵→整流端蓋和硅二極管→定子線圈。

4、勵(lì)磁線路

      當(dāng)硅整流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到額定值時(shí)，調(diào)節(jié)器線圈的電壓增高，電流增大，電磁吸力加強(qiáng)，鐵芯的磁力將下動(dòng)觸點(diǎn)吸下，使觸點(diǎn)K₁打開，磁場(chǎng)線圈電路不經(jīng)框架，而經(jīng)電阻R₂與R₁，由于電路中串入R₂和R₁，勵(lì)磁電流減小，磁場(chǎng)減弱，發(fā)電機(jī)輸出電壓隨之下降。

      勵(lì)磁線路為：發(fā)電機(jī)正極→電源開關(guān)→電樞接線柱→電阻R₂→電阻R₃→磁場(chǎng)接線柱→勵(lì)磁線圈→發(fā)電機(jī)負(fù)極。

5、電壓調(diào)節(jié)

（1）發(fā)電機(jī)電壓降低后，通過調(diào)壓器線圈的電流減小，鐵芯吸力減弱，觸點(diǎn)K1在彈簧6作用下重新閉合。勵(lì)磁電流增加，電壓又升高，使觸點(diǎn)K₁再次打開。如此反復(fù)開閉，從而使發(fā)電機(jī)的電壓維持在規(guī)定范圍內(nèi)。

（2）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速再增高使電壓超過允許值時(shí)，由于鐵芯吸力繼續(xù)增大，將下動(dòng)觸點(diǎn)臂吸得更低，并帶動(dòng)上動(dòng)觸點(diǎn)臂4下移與固定觸點(diǎn)相碰，觸點(diǎn)K₂閉合，這時(shí)勵(lì)磁電路被短路，勵(lì)磁電流直接通過觸點(diǎn)K₂和上動(dòng)觸點(diǎn)臂而搭鐵，勵(lì)磁線圈中電流劇降，發(fā)電機(jī)靠剩磁發(fā)電。因此電壓也迅速下降。同時(shí)由于電壓下降，鐵芯吸力隨之減小，觸點(diǎn)K₂又分開，電壓又回升，如此不斷反復(fù)，高速觸點(diǎn)K₂振動(dòng)，使發(fā)電機(jī)電壓保持穩(wěn)定。

      由于觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器在觸點(diǎn)分開時(shí)觸點(diǎn)之間會(huì)產(chǎn)生電火花，以及其機(jī)械裝置的固有缺點(diǎn)，目前已逐漸被帶附加磁場(chǎng)繼電器的電壓調(diào)節(jié)器所代替，電路如圖2所示。

 

圖1  發(fā)電機(jī)電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器.

圖2  FT61A型雙級(jí)電壓調(diào)節(jié)器電路

 

二、晶體管電壓調(diào)節(jié)器

 

      晶體管電壓調(diào)節(jié)壓器的工作原理主要是利用晶體管的開關(guān)特性，并用穩(wěn)壓管使三極管導(dǎo)通和截止，即利用晶體管的開關(guān)電路來控制充電發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，以達(dá)到穩(wěn)定充電發(fā)電機(jī)的輸出電壓。圖3是JFT207A型柴油機(jī)上使用的與交流發(fā)電機(jī)相匹配的晶體管調(diào)節(jié)器的電路原理圖，圖4 是JFT106型原理圖。其工作過程如下所述。

      當(dāng)發(fā)電機(jī)因轉(zhuǎn)速升高其輸出電壓超過規(guī)定值時(shí)，電壓敏感電路中的穩(wěn)壓管VZ擊穿，開關(guān)電路前級(jí)晶體管VT1導(dǎo)通而將后級(jí)以復(fù)合形成的晶體管VT2、VT3截止，隔斷了作為VT3負(fù)載的發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電流，使發(fā)電機(jī)輸出電壓隨之下降。輸出電壓下降又使已處于擊穿狀態(tài)的VZ截止，同時(shí)VT1也會(huì)因失去基極電流而截止，VT2、VT3重新導(dǎo)通，接通發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)電流，使發(fā)電機(jī)的輸出電壓再次上升。如此反復(fù)使調(diào)節(jié)器起到控制和穩(wěn)定發(fā)電機(jī)輸出電壓的作用。線路中的其他元件分別起穩(wěn)定、補(bǔ)償和保護(hù)的作用，以提高調(diào)節(jié)器性能與可靠性。

      電壓調(diào)節(jié)器一般作為柴油機(jī)的隨機(jī)附件由用戶自行安裝，安裝時(shí)必須垂直，其接線柱向下，以達(dá)到防滴作用。使用時(shí)應(yīng)注意，要與相應(yīng)型號(hào)的充電發(fā)電機(jī)配合使用。接線應(yīng)正確可拿，絕緣應(yīng)完好，否則將導(dǎo)致電壓調(diào)節(jié)器燒壞。一般情況下，不要隨便打開調(diào)節(jié)器蓋，如有故障應(yīng)由專業(yè)人員檢查和修理。

 

圖3  JFT207A型晶體管調(diào)節(jié)器的電路原理圖

圖4  JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器原理圖

 

三、集成電路式電壓調(diào)節(jié)器

 

      集成電路式電壓調(diào)節(jié)器（IC voltage regulator）也稱IC電壓調(diào)節(jié)器，它具有體積小、質(zhì)量輕、調(diào)壓精度高（為±0.3V，而電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器為±0.5Ⅴ）、耐振動(dòng)、耐高溫、壽命長(zhǎng)，可以直接裝在交流發(fā)電機(jī)內(nèi)，接線簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛用于現(xiàn)代柴發(fā)機(jī)組交流發(fā)電機(jī)上。

1、類型

      集成電路調(diào)節(jié)器有兩種類型，即全集成電路電壓調(diào)節(jié)器和混合集成電路電壓調(diào)節(jié)器，全集成電路是把晶體管、二極管、電阻、電容等同時(shí)印制在一塊硅基片上?；旌霞呻娐肥侵赣珊衲せ虮∧る娮枧c集成的單片芯片或分立元件組裝而成，目前使用最廣泛的是厚膜混合集成電路電壓調(diào)節(jié)器。

2、工作原理

      集成電路電壓調(diào)節(jié)器的基本工作原理與晶體管電壓調(diào)節(jié)器完全一樣，都是根據(jù)發(fā)電機(jī)的電壓信號(hào)（輸入信號(hào)），利用晶體管的開關(guān)特性控制發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)電機(jī)輸出電壓的目的。集成電路電壓調(diào)節(jié)器也有內(nèi)、外搭鐵之分，而且以外搭鐵形式居多。

3、輸入電壓信號(hào)的檢測(cè)

      集成電路電壓調(diào)節(jié)器輸入電壓信號(hào)的檢測(cè)方法根據(jù)檢測(cè)點(diǎn)不同可分為發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)法和蓄電池電壓檢測(cè)法兩種，如圖5所示。

4、安裝實(shí)例

      JFT152型混合集成電路電壓調(diào)節(jié)器體積很小，通過安裝板可直接安裝在交流發(fā)電機(jī)的電刷架上。它由外殼、安裝板和電路板三部分組成，電路如圖6所示。

 

圖5  發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器輸入電壓信號(hào)檢測(cè)

圖6  JFT152型混合集成電路電壓調(diào)節(jié)器電路圖

 

四、硅整流發(fā)電機(jī)的接線方法

 

      主要包括輸出端的接線和輸入電源的接線。

1、輸出端接線方法

       硅整流發(fā)電機(jī)的輸出端一般有兩種接線方法：

（1）單相接線方法：將發(fā)電機(jī)的輸出端分別接到單相負(fù)載的兩個(gè)端子上。其中一個(gè)端子連接到發(fā)電機(jī)的一個(gè)輸出線圈，另一個(gè)端子連接到另一個(gè)輸出線圈。這種接線方法適用于單相負(fù)載較小的情況。

（2）三相接線方法：將發(fā)電機(jī)的輸出端分別接到三相負(fù)載的三個(gè)端子上。其中一個(gè)端子連接到發(fā)電機(jī)的一個(gè)輸出線圈，另外兩個(gè)端子分別連接到另外兩個(gè)輸出線圈。這種接線方法適用于三相負(fù)載的情況。

2、輸入電源的接線方法

      硅整流發(fā)電機(jī)的輸入電源一般為交流電源，接線方法主要分為兩種：

（1）單相接線方法：將輸入電源的一個(gè)相線連接到發(fā)電機(jī)的一個(gè)端子上，另外一個(gè)相線連接到發(fā)電機(jī)的另一個(gè)端子上，接地線連接到發(fā)電機(jī)的接地端子上。

（2）三相接線方法：將輸入電源的三個(gè)相線分別連接到發(fā)電機(jī)的三個(gè)端子上，接地線連接到發(fā)電機(jī)的接地端子上。

      需要注意的是，在接線時(shí)要確保接線牢固，接觸良好，避免因接線不良造成電流過大導(dǎo)致安全事故。

 

總結(jié)：

      綜上所述，我們了解了硅整流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的類型與構(gòu)造，學(xué)習(xí)了它們的工作原理，知道了使用和接線的注意事項(xiàng)幾個(gè)方面的問題。在柴油發(fā)電機(jī)組日常工作中中，大家應(yīng)注意對(duì)硅整流發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器做到正確使用、及時(shí)保養(yǎng)，以延長(zhǎng)其使用壽命。

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