第三章硅整流发电机及调节器

第三章硅整流发电机及调节器

特点： 1、体积小、重量轻。 2、低速充电性能好：（1）传动比大，发电机低速时即可充电。（2）他激。

3、调节器简单，只用调压器，不用限流（电流自限）和断流器（二极管单向导电）3、调节器简单，只用调压器，不用限流（电流自限）和断流器（二极管单向导电）

4、对无线电干扰少小（直流发电机换向器火花发出电磁波，干扰大）4、对无线电干扰少小（直流发电机换向器火花发出电磁波，干扰大）类型：（1）有刷式、无刷式。（2）调节器外装式、内装式（整体式）

——1硅整流发电机 一、交流电的产生： N极和S极（转子线圈）的磁力线交替，通过定子线圈的三相绕阻，使之感应出三相交变电动势。

磁力线路线： N至空气隙、定子铁芯（齿部）、车？部、另一齿部、S。

整流过程（交流如何至直流）： 1、三相交流电相位相差120°电角度，同一瞬时电压值不同。

2、导通规律： 任一瞬间：只有两个不同向不同组的元件导通。

正向元件中：那一端电位最高，对应元件导通，其余截止。正向元件中：那一端电位最高，对应元件导通，其余截止。反向元件中：那一端电位最低，对应元件导通，其余截止。

　　　曲线图 ＵＡＵＢＵＣ２３４５６７１１.４１.６３.６３.２５.２５.４

ｔ１—ｔ２，Ａ相最高，Ｂ相最低，Ｄ１Ｄ４通。ｔ１—ｔ２，Ａ相最高，Ｂ相最低，Ｄ１Ｄ４通。ｔ２—ｔ３，Ａ相最高，Ｃ相最低，Ｄ１Ｄ６通。ｔ３—ｔ４，Ｂ相高，Ｃ相最低，Ｄ３Ｄ６通。

ｔ４—ｔ５，Ｂ相高，Ａ相最低，Ｄ３Ｄ２通。ｔ４—ｔ５，Ｂ相高，Ａ相最低，Ｄ３Ｄ２通。ｔ５—ｔ６，Ｃ相高，Ａ相最低，Ｄ５Ｄ２通。ｔ６—ｔ７，Ｃ相高，Ｂ相最低，Ｄ５Ｄ４通。

图1 1 3 5 A RL A B B1 C 2 4 6 中性点N

所以： （1）每一周期，每个元件只在两个时间区段（1/3周期）内导通，每支管子平均电流是I输的1/3。

（2）输出的直流电，每个周期脉动6次 注意：带中心轴头的硅发电机，中性点对外壳之间电压UN=1/2U。所以：通过三个负极管半波整流。

三、磁激方式： 发电初期U发< U器，他激（蓄电池）。当U 发> U器时，自激。所以：低速充电性能好。

硅整流发电机在较高n下，可利用剩磁自激发电。硅整流发电机在较高n下，可利用剩磁自激发电。因为：剩磁很弱，电动势低，另外硅二极管门坎电压0.6v。所以：小于0.6v电压时，截止。

当K通时： 蓄电池至K、调压器、磁极线圈（转子）、产生磁场。

图2 调 K 1 3 5 2 4 6

图3 K 调

缺点：停车后忘关K（汽油机不易忘，K——点火开关）缺点：停车后忘关K（汽油机不易忘，K——点火开关）蓄电池长时间向发电机磁场线圈放电。柴油机易忘，（9管发电机）

当开K闭合时（忘关钥匙）IL从蓄电池正极至指示灯、调节器、磁场线圈、搭铁、蓄电池负极。当开K闭合时（忘关钥匙）IL从蓄电池正极至指示灯、调节器、磁场线圈、搭铁、蓄电池负极。因为：IL通过指示灯所以：灯亮，（表示不充电）

当发动机起动后，n上升，V发>V蓄，自激，同时还向蓄电池充电。当发动机起动后，n上升，V发>V蓄，自激，同时还向蓄电池充电。因为：指示灯两端电位相等所以：灯不亮（表示充电）

停车时（熄火），发电机不工作，充电指示灯亮，提醒打开K。停车时（熄火），发电机不工作，充电指示灯亮，提醒打开K。当发动机工作时，充电指示灯亮，表示不充电。

特性： 1、空载特性： I输=0，U—n关系，E=U=Kφn，发电机电压随n上升而上升，需装调压器。

负载特性（输出特性） U一定时（14V），I负——n的关系，1200——4000转/分，n上升，I输上升，4000转/分以上，I输不再随n上升而上升。 I输最大电流或称限流值=额定电流的1.5倍。

电流自限原因： （1）感应引起的内压降 U=E-IZ=E-I√r²+xl² R—电机电阻，Xl电机感抗。 E—阻抗=√r²+xl² L—电感

XL随n的上升而成正比的上升而XL=ωl=2ЛfL=2Лn/60L，随n上升则ω上升。所以：XL上升，U下降。

（2）I输上升，电应上升，去磁作用上升，E=Kφn，φ下降，E下降，U下降。（2）I输上升，电应上升，去磁作用上升，E=Kφn，φ下降，E下降，U下降。

3、外特性 n一定时，发电机端电压U与输出电流的关系。 I上升，则U下降。原因：Is(电枢)=If（负载）+IL（激磁） IL<<If，可以认为Is≈If

(1)If上升，便Is上升，致使电枢反应上升，会削弱发电机的磁通。(1)If上升，便Is上升，致使电枢反应上升，会削弱发电机的磁通。所以：电压下降。

（2）U=E- IsRs， If上升，使Is上升，并使电枢绕组的电压下降，IsR上升。所以：电压U下降。

（3）激磁电路电阻Rs不变，当U下降时，磁场下降。（3）激磁电路电阻Rs不变，当U下降时，磁场下降。所以：U下降迅速。注意：高速运转时，如突然失去负载（I=0），U上升迅速，二极管等电子元件击穿。

——2硅正流发电机的调压器 一、作用通过改变磁激电流的大小来控制发电机的稳定

二、类型 双极触点式、晶体管式、单极触点式、（？？孤系统）

三、工作原理 1、发电机低n运转时，K1闭合、他激。激磁电流从蓄电池正极至S、K1、磁枢、F、磁场线圈、搭铁、蓄电池负极。没有R。所以：Φ上升，U发上升。

2、n上升，U发上升>U蓄，自激。

3、n=n1时，U发> U1（第一级调节电压），调压线圈中的电流上升，吸力上升>弹簧力，K1开，串入R1R2。所以：激磁电流下降，U发下降，吸力下降，K闭，K1反复开闭，维持U1。

4、n上升>ns时，U发> U2（二级调节电压）调压线圈电流大，吸力上升，K2闭合。所以：磁场线圈被短路，U发下降，调压线圈电流下降，吸力下降，K2断开， K2反复开闭，维持U2，n越高，K2闭合时间越长，Ic平均值下降。U2不变。

5、加速电阻R1的作用 加压调压线圈X上的电压: Ux=U发-I0R1

（1）K1闭合时,I0从电源正极至 K1、磁枢、 R2、X、R3、搭铁（电源负极搭铁）因为：R1种流过的只是I0的一部分， I0R1很小，Ux=U发-I0R1上升，即Ux大。所以：K1易吸开，（即K1闭合时，易被吸开）

（2）K2断开时： R1中流过的电流是：磁化电流I0+磁激电流If，If>>I0。所以：R1上的电压降（I0+If）R1很大。

因为：Ux=U发-（I0+If）R1， 所以：Ux下降，K1易合。（即K1断开时，易被闭合）。致使K1震动频率加快（加速作用），电压脉动加快。

6、温度补偿电阻R3的作用： R3由镍铬丝制成，电阻值随温度的变化量很小，？？ R3？

因为：T低时（冬天）电池易亏电。 所以：调节发电机电压应高。但T越低，调压线圈X中的R下降，I0上升，吸力大，易吸开触点。

K1闭合时间短，磁场电流小，U发太低，用R3作温度补偿电阻，使X中的R不随温度而变，即在T很低时，线圈中的R保持定值不变，U发保持较高数值。

夏天热，电池易蒸发水分，充电电压应小些，但随T上升，X中的R上升，I0下降，吸力下降，K1不易断开，K1闭合时间越长，磁场电流越长，U发越高，充电电压高，电池发热。夏天热，电池易蒸发水分，充电电压应小些，但随T上升，X中的R上升，I0下降，吸力下降，K1不易断开，K1闭合时间越长，磁场电流越长，U发越高，充电电压高，电池发热。

7、双级调压器缺点： （1）触点间隙太小（0.2——0.4mm），工作中出现火花（K1断开时，磁场线圈电流下降，产生浪涌电压，易在触点点击穿），电蚀，调压性能下降。

（2）K1——K2之间有失控区，U2-U1=0.5V （3）输出电流上升时，电压下降，减少了充电电流和充电机会。

带有无弧系统的单级式调压器 （1）双触点、单触点??增加驱流线圈（加速线圈）、二极管和电容。

第三章硅整流发电机及调节器

第三章硅整流发电机及调节器

Presentation Transcript