电压调节器的调压原理

　  电压调节器通过对发电机交流励磁机励磁电流的控制，实现对发电机输出电压的自动调节。发电机电压调节器可满足普通60/50Hz及中频400Hz单机或并列运行的发电机使用。由于发电机与发动机的传动比是固定的，所以发电机的转速将随发动机转速的变化而变化。汽车在运行过程中，发动机转速变化范围很大，发电机的端电压也将随发动机的转速变化而在很大范围内变化。发电机对用电设备供电和向蓄电池充电，都要求其电压稳定，所以为使电压始终保持在某一数值基本不变，就必须对发电机的输出电压进行调节。

　　由交流发电机的工作原理我们知道，交流发电机的三相绕组产生的相电动势的有效值

　　Eφ==CeФn（V）

　　这里Ce为发电机的结构常数，n为转子转速，Ф为转子的磁极磁通，也就是说交流发电机所产生的感应电动势与转子转速和磁极磁通成正比。

　　当转速升高时，Eφ增大，输出端电压UB升高，当转速升高到一定值时（空载转速以上），输出端电压达到极限，要想使发电机的输出电压UB不再随转速的升高而上升，只能通过减小磁通Ф来实现。又磁极磁通Ф与励磁电流If成正比，减小磁通Ф也就是减小励磁电流If。

　　所以，交流发电机调节器的工作原理是：当交流发电机的转速升高时，调节器通过减小发电机的励磁电流If来减小磁通Ф，使发电机的输出电压UB保持不变。

　　触点式电压调节器通过触点开闭，接通和断开磁场电路，来改变磁场电流If大小；晶体管调节器、集成电路调节器等利用大功率三极管的导通和截止，接通和断开磁场电路，来改变磁场电流If大小。

　　电压调节器电路图

　　汽车的电压调节器损坏后，在购不到配件的情况下，可以制作触发调压电路来应急代替。本例介绍的汽车电压调节器，可用于代替无励磁线圈发电机(例如TFYJ2102型28V/36A交流永磁发电机)上使用的电压调节器。^&^p

　　电路工作原理

　　该电压调节器电路由取样检测控制电路和弛张振荡器电路组成，如图7-141所示。

　　取样检测控制电路由电阻器R3-R7、电容器C5、稳压二极管VSI、VS2、二极管VDl2和晶体管V组成。

　　弛张振荡器电路由电阻器Rl、R2、电容器C4、二极管VDlO、单结晶体管VU和隔离变压器T组成。

　　三相交流发电机输出的脉动直流电源+V一路经R4、R5分压后，加至VS2的负极;另一路经R6限流及VSl稳压后，为弛张振荡器和检测控制电路提供工作电压。C4通过R2充电，当其两端电压达到VU的峰值电压时，VU导通，C4经VU向T的绕组Wl放电;当C4两端电压降至一定值时，VU截止，C4又开始第2次充电、放电。

　　以上过程周而复始地进行，弛张振荡器进人了振荡状态。T2的绕组W2输出的脉冲电压通过VD7-VD9分别加至晶体管VTl-VT3的门极上，使VTl-VT3受触发导通，整流器输出电流向外供电。

　　在+V电压低于28V时，VS2处于截止状态，V因基极为低电位而截止，其集电极变为高电位，使VDll截止，对弛张振荡器工作无影响;在+V电压达到或超过28V时，VS2击穿导通，使V和VDll导通，弛张振荡器停振，VTl-VT3截止，从而控制发电机的整流输出电压，便其稳定为28V。

　　若将该电压调节器用于I4V的交流发电机，则应改变RO和R6的阻值(RO的阻值应根据实际应用来确定，R6的阻值由500Ω减小至100-120Ω)和VSl、VS2的稳压值(VSl和VS2由17-2OV改为9-lOV)，便VSl在+V电压为14V时导通。

　　元器件选择

　　Rl-R5均选用1/2W的金属膜电阻器;RO和R6选用lW的金属膜电阻器。

　　C4和C5选用独石电容器或涤纶电容器。

　　VDl-VDl2均选用1N4007型硅整流二极管。

　　VSl和VS2选用2CW21或2CWll2型硅稳压二极管(用于14V发电机时应选用2CW2lF或ZCW108型硅稳压二极管)。

　　V选用2N5551或3DG84型硅晶体管。

　　VU选用BT33或BT35型单结晶体管。

　　VTl-VT3均选用2OA、lOOV的晶闸管。

　　T使用φ5mm的磁罐和φO·25mm的高强度漆包线制作:Wl绕组绕110匝，W2绕组绕220匝。