新聞主題	充電發(fā)電機調(diào)節(jié)器原理和故障檢測

 

摘要：柴油發(fā)電機組上的硅整流發(fā)電機各種調(diào)節(jié)器都是通過調(diào)節(jié)磁場電流使磁極磁通改變來控制充電機的輸出電壓。晶體管調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)磁場電流的方法是利用三極管的開關(guān)特性，使磁場電流接通與切斷來調(diào)節(jié)充電機勵磁電流，從而使充電機的輸出電壓保持恒定?？得魉构颈疚恼轮袑w管調(diào)節(jié)器的工作原理、故障檢查方法以及與充電機之間的配合使用進行了詳細說明。

一、晶體管調(diào)節(jié)器的工作原理

1、晶體管調(diào)節(jié)器的優(yōu)點

      電磁振動式電壓調(diào)節(jié)器現(xiàn)已基本淘汰，取而代之的是晶體管電壓調(diào)節(jié)器和集成電路電壓調(diào)節(jié)器（兩者本質(zhì)基本一致，只是體積大小差異）。晶體管電壓調(diào)節(jié)器較之電磁振動式電壓調(diào)節(jié)器有如下優(yōu)點：

① 結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，故障少。

② 用晶體三極管開、關(guān)電路，速度快，時間短，調(diào)節(jié)的電壓穩(wěn)定，脈動小。

③ 晶體管開關(guān)無觸點火花，對無線電設(shè)備干擾大為減少。

④ 晶體管電壓調(diào)節(jié)器的工作壽命是觸點式調(diào)節(jié)器的2~3倍。

2、晶體管調(diào)節(jié)器的工作過程

      雖然晶體管調(diào)節(jié)器種類繁多，但其基本工作原理相同，如圖1所示。晶體管調(diào)節(jié)器大多采用NPN型三極管制成，與外搭鐵式交流充電機匹配。晶體管調(diào)節(jié)器電壓調(diào)節(jié)值在制造時已調(diào)試精確，其整體結(jié)構(gòu)封閉裝配，使用時已無法調(diào)整。14V調(diào)節(jié)器的調(diào)壓值一般為1 3.5～14.5V之間，28V調(diào)節(jié)器調(diào)壓值一般為27~29V之間。晶體管調(diào)節(jié)器基本電路如圖2所示，工作過程如下：

① 接通點火開關(guān)SW，當充電機未轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)速n較低，電壓U低于蓄電池電動勢時，蓄電池電壓經(jīng)SW加在分壓電阻R1、R2兩端。由于充電機的端電壓低于調(diào)節(jié)電壓上限，因此R1止的分壓值UR1小于穩(wěn)壓管VS的電壓Uw與Ube處于截止狀態(tài)，三極管因無基極電流處于截止狀態(tài)。此時蓄電池經(jīng)點火開SW和電阻R3向VT2提供基極電流，便VT2導(dǎo)通，接通勵磁電路，其路徑為：

蓄電池正極→勵磁繞組→充電機“F”接柱→調(diào)節(jié)器“F”接線柱→三極管VT2c→（e）→調(diào)節(jié)器“E”接線柱→搭鐵→蓄電池負極

      若此時充電機轉(zhuǎn)動發(fā)電，其電壓隨著轉(zhuǎn)速升高而升高。

② 當充電機電壓上升到高于蓄電池電動勢但低于調(diào)節(jié)電壓上限時，VS、VT1仍截止，VT2仍導(dǎo)通，勵磁電流由充電機自己供給，此勵磁電路為：

充電機正極一充電機勵磁繞組→充電機"F"接線柱→調(diào)節(jié)器"F"接線柱→三極管VT2c—（e）→調(diào)節(jié)器“E”接線柱→搭鐵→充電機負極

③ 當充電機電壓隨轉(zhuǎn)速升高到調(diào)節(jié)電壓上限值時，穩(wěn)壓管VS導(dǎo)通，其工作電流從三極管VT1的基極流入，發(fā)射極流出。VT1飽和導(dǎo)通時，VT2的發(fā)射結(jié)被短路，流過R3的電流經(jīng)VT1集電極和發(fā)射極構(gòu)成回路，因此VT2無基極電流而截止，勵磁電流I1被切斷，磁極磁通迅速減少，充電機電壓U迅速下降

④ 當充電機電壓降到調(diào)節(jié)電壓下限值時，穩(wěn)壓管VS截止，VT1隨之截止，VT1的集電極電位升高，充電機又經(jīng)R3向VT2提供甚極電流，VT2是導(dǎo)通，接通勵磁電流I1磁極磁通增多，充電機電壓U重新升高，調(diào)節(jié)器重復(fù)步驟③和④的工作過程，將充電機電壓控制在一定的范圍。其平均值就是調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)電壓值。

      在三極管VT2由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止瞬間，磁場繞組產(chǎn)生的自感電動勢經(jīng)續(xù)流二極管VD構(gòu)成回路放電，防止三極管VT2被擊穿損壞。

3、集成電路調(diào)節(jié)器

      集成電路調(diào)節(jié)器（IC電路調(diào)節(jié)器），具有質(zhì)量輕、體積小、調(diào)壓精度高（為±0.3V）、耐振動、壽命長、可以直接裝在交流充電機內(nèi)、接線簡單等優(yōu)點，所以被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代交流充電機上。集成電路調(diào)節(jié)器的基本工作原理與晶體管調(diào)節(jié)器完全一樣都是根據(jù)充電機的電壓信號（輸入信號），利用三極管的開關(guān)特性控制充電機的磁場電流，以達到穩(wěn)定充電機輸出電壓的目的，集成電路調(diào)節(jié)器也有內(nèi)、外搭鐵之分，而且以外搭鐵式居多。

 

圖1  晶體管電壓調(diào)節(jié)器調(diào)整原理

圖2  發(fā)電機晶體管調(diào)節(jié)器電路圖

 

二、晶體管調(diào)節(jié)器的故障檢測

       晶體管電壓調(diào)節(jié)器是一種常見的電路元件，用于穩(wěn)定輸出電壓。它的基本原理是通過對基極電壓進行調(diào)節(jié)，控制晶體管的工作狀態(tài)，從而控制輸出電壓的穩(wěn)定性。在電路中，通常用穩(wěn)壓二極管和可調(diào)穩(wěn)壓器來實現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)。

1、判斷晶體管調(diào)節(jié)器是內(nèi)搭鐵式還是外搭鐵式

      晶體管調(diào)節(jié)器因為有內(nèi)搭鐵式和外搭鐵式之分，所以應(yīng)先判別其搭鐵形式，然后檢測調(diào)節(jié)器的好壞?？捎迷嚐艋蛉f用表進行檢測。

      對12V的調(diào)節(jié)器，用一個12V的蓄電池和兩個12V、2W的小燈泡按圖3所示接線，如果接在“-（E）”與“F”接線柱之間的燈泡發(fā)亮，而接在“+（B）”與“f”接線柱之間的燈泡不亮，即L2亮，L1不亮則表示該調(diào)節(jié)器為內(nèi)搭鐵式的；反之，如果L2不亮，而L1亮，則表示該調(diào)節(jié)器為外搭鐵式的。如果調(diào)節(jié)器是四個引出端（D+、B、F、D-），試驗時，可將D+與B短接后再進行測試如調(diào)節(jié)器有五個引出端（D+、B、F、D-、L），則將L端懸空，并將D+與B短接，再按上述方法試驗即可。

2、判斷晶體管調(diào)節(jié)器的好壞

      準備一個輸出電壓為0～30V，電流為3～5A的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，線路連接好后，由OV逐漸調(diào)高直流電源電壓，此時小燈泡的亮度應(yīng)隨著電壓升高而增強，當電壓調(diào)高到調(diào)節(jié)電壓值（12V系統(tǒng)為13，5~14.5V；24V 系統(tǒng)為27~29V）或者略高于調(diào)節(jié)電壓值時，若亮的燈泡突然熄滅，則調(diào)節(jié)器是好的；若小燈泡始終發(fā)亮，或兩個小燈泡始終同樣亮，則調(diào)節(jié)器已損壞。晶體管調(diào)節(jié)器損壞后，一般是更換新件。

3、使用簡單電路驗證PNP晶體管

      接下來我們以PNP晶體管為例進行說明。將一個電阻連接到PNP晶體管的基極，再將另一個電阻連接到PNP晶體管的集電極上，并將兩個電阻分別連接到電壓表，從而組成一個簡單電路，如圖4所示：當電壓表中顯示的電壓為0.7V時，說明PNP晶體管正常。如果電壓表中顯示的電壓為0V，則PNP晶體管損壞或者未連接。

4、用簡單電路驗證NPN晶體管

      同樣地，以NPN晶體管為例進行說明。將一個電阻連接到NPN晶體管的基極，再將另一個電阻連接到NPN晶體管的發(fā)射極上，并將兩個電阻分別連接到電壓表，從而組成一個簡單電路。當電壓表中顯示的電壓為0.7V時，說明NPN晶體管正常。如果電壓表中顯示的電壓為0V，則NPN晶體管損壞或者未連接。

 

圖3  發(fā)電機晶體管調(diào)節(jié)器搭鐵方式

圖4  發(fā)電機調(diào)節(jié)器晶體管檢測儀

 

 

三、充電機與調(diào)節(jié)器的正確使用

1、連接發(fā)電機和調(diào)節(jié)器注意事項

（1）根據(jù)柴油發(fā)電機組的額定電壓、功率和工作條件，選擇適當?shù)恼{(diào)節(jié)器型號。

（2）在連接線路時，要注意導(dǎo)線截面、長度、絕緣等要求，確保電能傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

（3）使用正規(guī)的連接器和接線方式，避免接觸不良、斷路等問題。

（4）在連接過程中，要按照接線圖進行正確連接，避免接錯導(dǎo)致設(shè)備損壞。

（5）連接前應(yīng)檢查設(shè)備的接觸處、輸入輸出端子等是否正常，確保設(shè)備沒有故障。

2、發(fā)電機維護注意事項

      充電發(fā)電機與晶體管調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)簡單，使用、維護方便。若正確使用，則故障少，壽命長；若使用不當，極容易損壞。因此在使用和維護中應(yīng)特別注意以下幾點：

（1）我國標準規(guī)定，柴油機充電發(fā)電機均為負極搭鐵，蓄電池搭鐵極性必須與發(fā)電機一致。若蓄電池搭鐵極性接反將燒壞整流器。因此，在安裝蓄電池時尤其要注意搭鐵極性。

（2）充電發(fā)電機運轉(zhuǎn)時，不能短接的“B”、“E”端子（即用試火花的方法）來檢查發(fā)電機是否發(fā)電，否則容易燒壞整流器，

（3）調(diào)節(jié)器與充電發(fā)電機的搭鐵形式、電壓等級必須一致。內(nèi)搭鐵型調(diào)節(jié)器只能配用內(nèi)搭鐵型發(fā)電機；外搭鐵型調(diào)節(jié)器只能配用外搭鐵型發(fā)電機，否則發(fā)電機因無磁場電流而不發(fā)電。

（4）發(fā)電機不發(fā)電或充電電流很小時，應(yīng)及時查找原因并排除故障。如果勉強運轉(zhuǎn)，故障就會擴大。比如：當一只二極管短路后，就會導(dǎo)致其他二極管和定子繞組被燒壞。

（5）充電發(fā)電機的功率不得超過調(diào)節(jié)器所能匹配的功率。調(diào)節(jié)器所能匹配的功率取決于大功率三極管的功率。

（6）調(diào)節(jié)器必須受點火開關(guān)控制，以免停機時蓄電池長時間向磁場繞組放電。

（7）在發(fā)電機正常運行時，不可隨意拆動電氣設(shè)備的連接導(dǎo)線，以防止連線搭鐵短路或因突然斷開而引起瞬時過電壓。

 

總結(jié)：

      晶體管電壓調(diào)節(jié)器是電路中極為重要的元件，其檢測方法主要包括使用萬用表進行測試以及通過簡單電路進行驗證。通過本文的介紹，相信讀者對晶體管電壓調(diào)節(jié)器的檢測有了更深入的了解。

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