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1、 工程二：工程二： 汽车电源系统汽车电源系统连云港工贸高等职业技术学校汽车系 授课日期 2021 年10月30日授课时数4授课章节称号义务四发电机电压调理器的认知及检修义务四发电机电压调理器的认知及检修 教学目的1、掌握电压调理器检修方法、掌握电压调理器检修方法2 2、熟习发电机电压调理器的维护方法、熟习发电机电压调理器的维护方法 教学重难点重点掌握正确运用工具检修发电机的电压调理器 运用教具投影仪教学方法讲授、图示 课外作业补充 课后领会有实际、实际。多媒体、实物很直观。学生都乐于动手。实施很胜利授课阐明授课阐明授课目的：授课目的： 课时：课时：41、了解发电机的检修方法、了解发电机的检修方
2、法重点：检修发电机电压调理器重点：检修发电机电压调理器难点：检修发电机电压调理器的正确方法难点：检修发电机电压调理器的正确方法授课方式：讲练结合，演示授课方式：讲练结合，演示课后领会：经过学习学生根本掌握发电机电压调理器的检修课后领会：经过学习学生根本掌握发电机电压调理器的检修方法方法一、一、电压调理器的任理器的任务原理原理1.1.电压调理器的功用理器的功用在在发电机机转速速变化化时，自，自动控制控制发电机机电压，使其使其坚持恒定，防止持恒定，防止发电机机电压过高而高而烧坏坏用用电设备和和导致蓄致蓄电池池过量充量充电，同，同时也防也防止止发电机机电压过低而低而导致用致用电设备任任务失常失常和蓄
3、和蓄电池充池充电缺乏。缺乏。2.2.电压调理器的任理器的任务原理原理由交流由交流发电机的任机的任务原理可知：交流原理可知：交流发电机的机的三相三相绕组产生的相生的相电动势的有效的有效值为E=CenE=CenV VEE感感应电动势V V；CeCe电机构造常数；机构造常数；每极磁通每极磁通WbWb；nn转速速r/minr/min一、交流发电机的调理器一、交流发电机的调理器 这里里CeCe为发电机的构造常数，机的构造常数，n n为转子子转速，速，为转子子的磁极磁通，也就是的磁极磁通，也就是说发电机所机所产生的感生的感应电动势与与转子子转速和磁极磁通成正比。速和磁极磁通成正比。当当转速升高速升高时，E
4、E增大，增大，输出端出端电压UBUB升高，当升高，当转速速升高到一定升高到一定值时空空载转速以上，速以上，输出端出端电压到到达极限，要想使达极限，要想使发电机的机的输出出电压UBUB不再随不再随转速的速的升高而上升，只能升高而上升，只能经过减小磁通减小磁通来来实现。又磁极。又磁极磁通磁通与励磁与励磁电流流IfIf成正比，减小磁通成正比，减小磁通也就是减也就是减小励磁小励磁电流流IfIf。交流交流发电机机调理器的任理器的任务原理是：当交流原理是：当交流发电机的机的转速升高速升高时，调理器理器经过减小减小发电机的励磁机的励磁电流流IfIf来来减小磁通减小磁通，使，使发电机的机的输出出电压UBUB坚
5、持不持不变。一、交流发电机的调理器一、交流发电机的调理器 二、二、电压调理器的分理器的分类分分类：A.按任按任务原理可分原理可分为：触点式触点式电压调理器理器晶体管晶体管调理器理器集成集成电路路调理器理器电脑控制控制调理器理器B.按搭按搭铁极性可分极性可分为：内搭：内搭铁、外搭、外搭铁，分分别配内搭配内搭铁发电机和外搭机和外搭铁发电机。机。原理：以原理：以转速速为根底，根底，经过改改动励磁励磁电流，流，来来维持持发电机的机的输出出电压坚持恒定。持恒定。一、交流发电机的调理器一、交流发电机的调理器 1.触点式电压调理器触点式电压调理器1特点：触点振动频率慢，存在机特点：触点振动频率慢，存在机械惯
6、性和电磁惯性，电压调理精度低，械惯性和电磁惯性，电压调理精度低，触点易产生火花，对无线电干扰大，触点易产生火花，对无线电干扰大，可靠性差，寿命短。可靠性差，寿命短。2分类：触点式电压调理器按触点分类：触点式电压调理器按触点数数(按级按级)和功能分类：和功能分类：1按级分：单级触点式、双级触点按级分：单级触点式、双级触点式式2按功能分：单联触点式、双联触按功能分：单联触点式、双联触点式点式3调理电压方法：经过触点开闭，调理电压方法：经过触点开闭，使磁场电路的电阻值改动从而调理磁使磁场电路的电阻值改动从而调理磁场电流大小改动发电机输出电压。场电流大小改动发电机输出电压。一、交流发电机的调理器一、交
7、流发电机的调理器 2.晶体管晶体管调理器理器1优点：三极管的开关点：三极管的开关频率高，且率高，且不不产生火花，生火花，调理精度高，理精度高，还具有分具有分量量轻、体、体积小、寿命小、寿命长、可靠性高、可靠性高、电波干波干扰小等小等优点，点，现广泛运用于广泛运用于东风、解放及多种中低档、解放及多种中低档车型。型。 2调理理电压方法：利用功率管的开方法：利用功率管的开关特性，使磁关特性，使磁场电流接通与切断来流接通与切断来调理磁理磁场电流大小流大小进而改而改动发电机机输出出电压。一、交流发电机的调理器一、交流发电机的调理器 3.集成集成电路路调理器理器特点：除具有晶体管特点：除具有晶体管调理器的
8、理器的优点外，点外，还具具有超小型，安装于有超小型，安装于发电机的内部又称内机的内部又称内装式装式调理器，减少了外接理器，减少了外接线，并且冷却，并且冷却效果得到了改善，效果得到了改善，现广泛运用于桑塔广泛运用于桑塔纳、奥迪等中高档奥迪等中高档轿车车型上。型上。三、三、选用用1.晶体管晶体管调理器：最好运用汽理器：最好运用汽车阐明明书中指中指定的定的调理器，假理器，假设采用其他型号的采用其他型号的调理器理器替代，除替代，除标称称电压等等规定参数与原定参数与原调理器理器一一样外，搭外，搭铁方式也方式也应一一样，否那么，否那么发电机能机能够由于励磁由于励磁电路不同而不能正常任路不同而不能正常任务。
9、2.集成集成电路路调理器：必需是公用的，不能被理器：必需是公用的，不能被替代。替代。一、交流发电机的调理器一、交流发电机的调理器 4.电脑控制控制调理器理器如今如今轿车采用的一种新型采用的一种新型调理器，由理器，由电负载检测仪丈量系丈量系统总负载后，向后，向发电机机电脑发送信号，然后由送信号，然后由发动机机电脑控制控制发电机机电压调理器，适理器，适时地接地接通和断开磁通和断开磁场电路，即能可靠地保路，即能可靠地保证电器系器系统正常任正常任务，使蓄，使蓄电池充池充电充充足，又能减足，又能减轻发动机机负荷，提高燃料荷，提高燃料经济性。如上海性。如上海别克、广州本田等克、广州本田等轿车发电机上运用了
10、机上运用了这种种调理器。理器。一、交流发电机的调理器一、交流发电机的调理器 电子式子式电压调理器包括晶体管理器包括晶体管(分立元件分立元件)电压调理器、集成理器、集成电路路电压调理器等两种。理器等两种。晶体管晶体管调理器有多种型式，其理器有多种型式，其电路各不一路各不一样，但普通采用整体封装型式，不可装配，不但普通采用整体封装型式，不可装配，不能能维修，只能整体改修，只能整体改换。这里向大家引里向大家引见电子子调理器的根本理器的根本电路，路，实践践电路要复路要复杂的多，但任的多，但任务原理可用根本原理可用根本电路任路任务原理去了解。原理去了解。一、晶体管一、晶体管调理器理器为了更好地学了更好地
11、学习晶体管晶体管调理器原理，我理器原理，我们首首先复先复习一下晶体管知一下晶体管知识。二、晶体管调理器二、晶体管调理器 一、晶体管一、晶体管调理器理器内搭内搭铁式式电子子调理器根本理器根本电路路1.1.组成：成：VT2VT2大功率晶体管；大功率晶体管；VT1VT1小功率晶体管；小功率晶体管；VSVS稳压管；管；R1R1、R2R2分分压器；器；R3R3为VT1VT1的的负载电阻。阻。一、晶体管调理器一、晶体管调理器 一、晶体管调理器一、晶体管调理器2.2.任务过程：任务过程：1 1他励：点火开关他励：点火开关S S闭合后，蓄电池的电压闭合后，蓄电池的电压就加到分压器的就加到分压器的A A、C C
12、两端，其电压小于发电机两端，其电压小于发电机输出电压调整值，故输出电压调整值，故UABUAB小于小于VSVS的反向的反向击穿电压，击穿电压，VSVS截截止，止，VT1VT1的基极电的基极电流流Ib1Ib1等于零，等于零，VT1VT1截止，而截止，而VT2VT2导通导通饱和，产生励磁饱和，产生励磁电流电流( (他励他励) )。一、晶体管调理器一、晶体管调理器 n 励磁电路为：蓄电池正极点火开关S调理器“+接线柱VT2调理器“F接线柱发电机“F接线柱励磁绕组蓄电池负极(搭铁)。一、晶体管一、晶体管调理器理器2 2自励：自励：发动机起机起动后，后，发电机的机的输出出电压将高于将高于蓄蓄电池的池的电压
13、，发电机的励磁机的励磁电流由他励流由他励转变为自励。自励。励磁励磁电路路为：发电机正极机正极+ +点火开关点火开关S+S+调理器理器“+“+接接线柱柱+VT+VT：+ +调理器理器“F“F接接线柱柱+ +发电机机“F“F接接线柱柱+ +励磁励磁绕组+ +蓄蓄电池池负极极( (搭搭铁) )。 二、晶体管调理器二、晶体管调理器 一、晶体管调理器一、晶体管调理器3 3节压：随着转速变化，当发电机输出电压节压：随着转速变化，当发电机输出电压高于调整值时，高于调整值时，UABUAB升至升至VSVS反向击穿电压，反向击穿电压，VSVS导导通，通，VT1VT1导通，导通，VT2VT2截止，切断励磁电路，发电
14、截止，切断励磁电路，发电机输出电压下降；当输出电压低于调整值时，机输出电压下降；当输出电压低于调整值时，UABUAB低于低于VSVS反向击反向击穿电压，穿电压，VSVS截止，截止，VT1VT1截止，截止，VT2VT2导通，导通，接通励磁电路，发接通励磁电路，发电机输出电压上升。电机输出电压上升。如此反复。如此反复。第五节第五节 晶体管调理器晶体管调理器 内搭铁式电子调理器根本电路。内搭铁式电子调理器根本电路。二、晶体管调理器二、晶体管调理器 二、二、JFT106JFT106型型调理器外搭理器外搭铁型晶体管型晶体管调理理器器1.1.性能：性能：调理理电压为13.8V14.6V13.8V14.6V
15、，可与，可与14V14V、750W750W的外搭的外搭铁式九管交流式九管交流发电机或机或14V14V、功率、功率1000W1000W的外搭的外搭铁式六管交流式六管交流发电机配套运用。机配套运用。二、晶体管调理器二、晶体管调理器 二、二、JFT106JFT106型型调理器外搭理器外搭铁型晶体管型晶体管调理理器器2.2.电路路衔接：接：“+“+接点火开关接点火开关S S来的火来的火线；“F“F接接发电机的机的“F2“F2接接线柱；柱；“-“-搭搭铁。二、晶体管调理器二、晶体管调理器 二、二、JFT106JFT106型型调理器外搭理器外搭铁型晶体管型晶体管调理理器器3.3.任任务过程：程：1)1)接
16、通接通电源开关源开关S S，蓄，蓄电池池经点火开关点火开关S S给晶晶体管体管调理器提供理器提供电流。流。第五节第五节 晶体管调理器晶体管调理器 n 2) 2)首先首先经R5R5、二极管、二极管VD2VD2和和R7R7向晶体管向晶体管VT2VT2、晶体管、晶体管VT3VT3提提供偏流，使供偏流，使VT3VT3导通。励磁通。励磁电路路为( (他励他励) )：蓄：蓄电池正极池正极点点火开关火开关SS发电机励磁机励磁绕组VT3VT3蓄蓄电池池负极极( (搭搭铁) )。n 3) 3)发动机起机起动后，励磁方法由他励后，励磁方法由他励变为自励，励磁自励，励磁电路路为：发电机正极机正极点火开关点火开关SS
17、发电机励磁机励磁绕组VT3VT3蓄蓄电池池负极极( (搭搭铁) )。二、二、JFT106JFT106型型调理器外搭理器外搭铁型晶体管型晶体管调理理器器3.3.任任务过程：程：4)4)当当发电机机输出出电压达达调整整值时，R1R1端端电压反向反向击穿穿稳压管管VS1VS1使使VT1VT1导通，通，VT2VT2和和VT3VT3截止，励磁截止，励磁电流迅速下降，流迅速下降，发电机机输出出电压亦随之下降。亦随之下降。二、晶体管调理器二、晶体管调理器 n5)5)当当发电机的机的输出出电压下降，下降，R1R1的端的端电压小于小于VS1VS1的反向的反向击穿穿电压时，VS1VS1截止，截止，VT1VT1截止
18、，截止，VT2VT2和和VT3VT3导通，通，发电机的机的输出出电压又上升。当又上升。当发电机的机的输出出电压到达到达调整整值时，VS1VS1又被反向又被反向击穿，穿，VT1VT1导通，通，VT2VT2、VT3VT3截止，截止，发电机的机的输出出电压又下降。如此反复，控制又下降。如此反复，控制发电机的机的输出出电压坚持在持在规定定调整整值上。上。二、二、JFT106JFT106型型调理器外搭理器外搭铁型晶体管型晶体管调理理器器4.4.其他元件的作用：其他元件的作用：R3R31.31.313k13k，为调理理电阻。阻。选择合理，合理，可提高伐可提高伐节器的器的稳定性。定性。第五节第五节 晶体管调
19、理器晶体管调理器 nC1C1、C2C2为滤为滤波波电电容器，可使容器，可使VS1VS1两端的两端的电压电压平滑平滑过过渡，减渡，减小小发电发电机机输输出出电压电压脉脉动动影响，降低晶体管的任影响，降低晶体管的任务频务频率和减小率和减小损损耗。耗。nVD1VD1、VD2VD2为为温度温度补偿补偿二极管，可减少温度二极管，可减少温度对对晶体管任晶体管任务务特特性的影响。性的影响。nVD3VD3为续为续流二极管，可将流二极管，可将VT3VT3由由导导通通进进入截止入截止时时，在励磁，在励磁绕绕组组中中产产生的瞬生的瞬时过电压时过电压短路，以短路，以维护维护VT3VT3。nR6R6为为限制限制VS1V
20、S1的的击击穿穿电电流，流，维护维护VS1VS1，同，同时时又是又是VT1VT1的偏的偏压压电电阻。阻。nR4R4为为正反响正反响电电阻，用以提高晶体管的阻，用以提高晶体管的转换转换速度，减少速度，减少损损耗。耗。三、集成三、集成电路路调理器理器ICIC调理器理器是根据运用要求，将是根据运用要求，将电路中的假路中的假设干元件集成在同一干元件集成在同一基片上，制成一个独立的基片上，制成一个独立的电子芯片。集成子芯片。集成电路路调理理器装于器装于发电机内部，构成整体式交流机内部，构成整体式交流发电机。机。发电机外部有机外部有2 2个或个或3 3个接个接线柱。柱。集成集成电路路调理器的任理器的任务原
21、理与晶体管原理与晶体管调理器的任理器的任务原原理完全一理完全一样，都，都经过稳压管感管感应发电机的机的输出出电压信号，利用三极管的开关特性控制信号，利用三极管的开关特性控制发电机的励磁机的励磁电流，使流，使发电机的机的输出出电压坚持恒定。持恒定。集成集成电路路调理器通常与整体式理器通常与整体式发电机相配。机相配。二、晶体管调理器二、晶体管调理器 集成集成电路路调理器，根据分理器，根据分压器器R1R1、R2R2检测点位置不同点位置不同可分可分为“发电机机电压检测电路和路和“蓄蓄电池池电压检测电路两种型式。路两种型式。1.1.发电机机电压检测电路路第五节第五节 晶体管调理器晶体管调理器 n1 1概
22、念：分概念：分压器器R2R2和和R3R3的端的端电压ULEULE等于等于发电机的端机的端电压UBEUBE。由。由检测点点P P加到加到稳压管管VS1VS1两端的反向两端的反向电压UPEUPE经VT2VT2的的发射射结正比于正比于发电机的机的输出出电压UBEUBE，故，故这种根本种根本电路称路称为发电机机电压检测法。法。n2 2原理原理n1 1他励：接通点火开关后，蓄他励：接通点火开关后，蓄电池池电压加到充加到充电指指示灯和分示灯和分压器器R2R2、R3R3上。此上。此时因因UPEUPE小于小于VS1VS1的的击穿穿电压，VT2VT2截止，而截止，而VT1VT1那么因那么因发射射结经R1R1接受
23、正向接受正向电压而而导通，励磁通，励磁电路路为他励：蓄他励：蓄电池正极池正极点火开关点火开关充充电指示灯指示灯励磁励磁绕组VT1VT1蓄蓄电池池负极搭极搭铁。充。充电指示灯亮，指示灯亮，阐明明发电机没机没发电。n2 2原理原理n2 2自励：自励：发电机起机起动后，当后，当发电机机电压超越蓄超越蓄电池池电动势时，发电机开机开场向蓄向蓄电池充池充电，同，同时，励磁方法，励磁方法由他励由他励变为自励。励磁自励。励磁电路路为：发电机励磁二极管机励磁二极管励励磁磁绕组VT1VT1蓄蓄电池池负极搭极搭铁。此。此时，充，充电指示灯指示灯因两端因两端电位相等而熄位相等而熄灭，表示，表示发电机正常机正常发电。n
24、2 2原理原理n3 3调理：当理：当发电机机输出出电压到达到达调理理值时，UPEUPE大于大于VS1VS1的的击穿穿电压，VS1VS1导通，通，VT2VT2导通，将通，将VT1VT1发射射结短路，短路，那么那么VT1VT1截止，励磁截止，励磁电流迅速减小，流迅速减小，发电机机输出出电压也随也随之下降，接着，之下降，接着，VS1VS1和和VT2VT2又重新截止，又重新截止，VT1VT1又又导通，通，产生生励磁励磁电流。如此循流。如此循环，VT1VT1管反复管反复导通与截止，控制励磁通与截止，控制励磁电流，使流，使发电机机输出出电压坚持持稳定。定。n2 2原理原理n3 3VDVD为续流二极管，在流
25、二极管，在VT1VT1截止期截止期间，励磁，励磁绕组中中产生的自感生的自感电动势，经续流二极管流二极管VDVD自成回路，迅速消逝，自成回路，迅速消逝，从而从而维护了了VT1VT1，防止被反向，防止被反向击穿。穿。1 1优点：发电机到检测电路间隔近，可不用导线衔接，优点：发电机到检测电路间隔近，可不用导线衔接，直接接在发电机输出端，衔接可靠，不致使检测电直接接在发电机输出端，衔接可靠，不致使检测电路检测不到信号。路检测不到信号。二、晶体管调理器二、晶体管调理器 3 3发电机机电压检测电路路n2 2缺陷：缺陷：当发电机到当发电机到蓄电池之间蓄电池之间衔接电阻大衔接电阻大时，蓄电池时，蓄电池充电电压
26、会充电电压会偏低，使蓄偏低，使蓄电池充电缺电池充电缺乏。乏。2.2.蓄电池电压检测蓄电池电压检测法法1 1原理：分压原理：分压器器R2R2、R3R3从蓄电从蓄电池输出端得到电池输出端得到电压，稳压管压，稳压管VSVS上上的电压和蓄电池的电压和蓄电池端电压成正比，端电压成正比，所以该电路称为所以该电路称为蓄电池电压检测蓄电池电压检测电路检测点在电路检测点在蓄电池上。蓄电池上。第五节第五节 晶体管调理器晶体管调理器 n2 2优点：直接点：直接检测蓄蓄电池端池端电压来控制来控制发电机的机的输出，出，可使蓄可使蓄电池的充池的充电电压有保有保证普通大功率普通大功率发电机采用。机采用。当当发电机机电压输出
27、出线或信号或信号线断路断路时，因无法，因无法检测发电机机情况而呵斥情况而呵斥发电机失控，需改良。机失控，需改良。四、集成电路调理器实例四、集成电路调理器实例第五节第五节 晶体管调理器晶体管调理器 n任务过程：n1闭合点火开关S，蓄电池电压加到充电指示灯和分压器R2、R3上，因UPE电压小于稳压管VS的扫射击穿电压，VT3截止，而VT2、VT1导通，励磁电路为他励：蓄电池正极点火开关S充电指示灯发电机励磁绕组VT1蓄电池负极。此时充电指示灯亮。n2 2当当发动机起机起动后，后，发电机机输出出电压大于蓄大于蓄电池池电压，发电机开机开场向蓄向蓄电池充池充电，由他励，由他励转为自励。励磁自励。励磁电路
28、路为：发电机二极管机二极管VDLVDL发电机励磁机励磁绕组VT1VT1蓄蓄电池池负极。极。同同时充充电指示灯因两端指示灯因两端电位相等而熄位相等而熄灭，表示，表示发电机正常机正常发电。n 3) 3)当当发电发电机的机的输输出出电压电压到达到达调调整整值时值时，UPEUPE电压电压大于大于VSVS的反向的反向击击穿穿电压电压，VSVS导导通，通，VT3VT3导导通，通，VT2VT2、VT1VT1截止。截止。这这时时，励磁，励磁电电流迅速下降，流迅速下降，发电发电机的机的输输出出电压电压迅速下降。迅速下降。n 4) 4)接着接着VSVS和和VT3VT3又重新截止，又重新截止，VT2VT2、VT1V
29、T1又重新又重新导导通，通，产产生励磁生励磁电电流。如此循流。如此循环环，VT1VT1反复反复导导通与截止，控制励磁通与截止，控制励磁电电流，使流，使发电发电机的机的输输出出电压坚电压坚持恒定。持恒定。n其他元件的作用其他元件的作用:在在电路中，添加了一个与分路中，添加了一个与分压器器R2R2、R3R3串串联的二极管的二极管VDSVDS，同，同时在在VDSVDS的的负极和极和发电机机B B端之端之间接接t t入入电阻阻R5R5。可防止当蓄。可防止当蓄电池正极与池正极与发电机的接机的接线有断有断路景象路景象时，发电机失控。机失控。RTRT为热敏敏电阻，温度升高阻阻，温度升高阻值减小，与减小，与R2R2并并联。这样可降低蓄可降低蓄电池在高温池在高温( (环境温度境温度) )时的充的充电电压，有利于蓄，有利于蓄电池的充池的充电。为了减小了减小发电机流机流经“S“S接接线柱的柱的电流，增大了流，增大了R2R2、R3R3的的电阻，阻，这样在在电路路中添加了中添加了VT3VT3，V3V3起放大作用。起放大作用。
