新聞主題	硅整流發(fā)電機和調節器接線(xiàn)方法

 

摘要：硅整流發(fā)電機由柴油發(fā)動(dòng)機帶動(dòng)，其轉速隨柴油機的轉速在一個(gè)很大的范圍內變動(dòng)。發(fā)電機的轉速高，其發(fā)出的電壓高；轉速低，其發(fā)出的電壓也低，為了保持發(fā)電機的端電壓的基本穩定，必須設置電壓調節器。硅整流發(fā)電機電壓調節器可分為電磁振動(dòng)觸點(diǎn)式電壓調節器、晶體管電壓調節器和集成電路電壓調節器三種。其中，電磁振動(dòng)觸點(diǎn)式調節器按觸點(diǎn)對數分，有一對觸點(diǎn)振動(dòng)工作的單級式和兩對觸點(diǎn)交替振動(dòng)工作的雙級式兩種。目前，雙級電磁振動(dòng)式電壓調節器和晶體管電壓調節器應用最為廣泛。

 

一、雙級電磁振動(dòng)式電壓調節器

 

      如圖1所示為雙級電磁振動(dòng)式電壓調節器。它具有兩對觸點(diǎn)，中間觸點(diǎn)是固定的，下動(dòng)觸點(diǎn)K₁常閉，稱(chēng)為低速觸點(diǎn)，上動(dòng)觸點(diǎn)K₂常開(kāi)，稱(chēng)為高速觸點(diǎn)。調節器設有三個(gè)電阻：附加電阻R₁、助振電阻R₂和溫度補償電阻R₃。電壓調節器的固定觸點(diǎn)通過(guò)支架1和磁場(chǎng)接線(xiàn)柱與發(fā)電機轉子中的勵磁線(xiàn)圈相連。下動(dòng)觸點(diǎn)臂3則通過(guò)支架1和電樞接線(xiàn)柱及發(fā)電機正極接線(xiàn)柱相通。繞在鐵芯上的線(xiàn)圈一端搭鐵，另一端則通過(guò)電阻與電樞接線(xiàn)柱相連?，F按照發(fā)電機不同情況說(shuō)明其工作原理。

1、電壓調節器線(xiàn)圈的電路

      閉合電源開(kāi)關(guān)，當發(fā)電機轉速較低，發(fā)電機電壓低于蓄電池電壓時(shí)，蓄電池的電流同時(shí)流經(jīng)電壓調節器線(xiàn)圈和勵磁線(xiàn)圈。

      流經(jīng)電壓調節器線(xiàn)圈的電路為：蓄電池正極→電流表→電源開(kāi)關(guān)→電壓調節器電樞接線(xiàn)柱→R2→電壓調節器線(xiàn)圈→R₃→搭鐵→蓄電池負極。

2、勵磁線(xiàn)圈電流的電路

      電流流入電壓調節器線(xiàn)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)勵磁線(xiàn)圈電流的電路為：蓄電池正極→電流表→電源開(kāi)關(guān)→調節器電樞接線(xiàn)柱→框架→下動(dòng)觸點(diǎn)K1→固定觸點(diǎn)支架1→電壓調節器磁場(chǎng)接線(xiàn)柱→發(fā)電機F接線(xiàn)柱→電刷和滑環(huán)→勵磁線(xiàn)圈→滑環(huán)和電刷→發(fā)電機負極→搭鐵→蓄電池負極。

3、發(fā)電機供電電路

      當硅整流發(fā)電機轉速升高，發(fā)電機電壓高于蓄電池電壓時(shí)，發(fā)電機向用電設備和蓄電池供電。同時(shí)向勵磁線(xiàn)圈和調節器線(xiàn)圈供電，其電路有三條。

① 發(fā)電機定子線(xiàn)圈→硅二極管及元件板→電源開(kāi)關(guān)→電壓調節器電樞接線(xiàn)柱→下動(dòng)觸點(diǎn)K₂及支架1→電壓調節器磁場(chǎng)接線(xiàn)柱→發(fā)電機F接線(xiàn)柱→電刷和滑環(huán)→勵磁線(xiàn)圈→滑環(huán)和電刷→整流端蓋和硅二極管→定子線(xiàn)圈。

② 發(fā)電機定子線(xiàn)圈→硅二極管及元件板→電源開(kāi)關(guān)→電壓調節器電樞接線(xiàn)柱→電阻R₂→電壓調節器線(xiàn)圈和電阻R₃→搭鐵→整流端蓋和硅二極管→定子線(xiàn)圈。

③ 充電電路和用電設備電路：定子線(xiàn)圈→硅二極管與元件板→“＋”接線(xiàn)柱→用電設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(xiàn)圈。

4、勵磁線(xiàn)路

      當硅整流發(fā)電機轉速繼續升高，發(fā)電機電壓達到額定值時(shí)，調節器線(xiàn)圈的電壓增高，電流增大，電磁吸力加強，鐵芯的磁力將下動(dòng)觸點(diǎn)吸下，使觸點(diǎn)K₁打開(kāi)，磁場(chǎng)線(xiàn)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，勵磁電流減小，磁場(chǎng)減弱，發(fā)電機輸出電壓隨之下降。

      勵磁線(xiàn)路為：發(fā)電機正極→電源開(kāi)關(guān)→電樞接線(xiàn)柱→電阻R₂→電阻R₃→磁場(chǎng)接線(xiàn)柱→勵磁線(xiàn)圈→發(fā)電機負極。

5、電壓調節

（1）發(fā)電機電壓降低后，通過(guò)調壓器線(xiàn)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。勵磁電流增加，電壓又升高，使觸點(diǎn)K₁再次打開(kāi)。如此反復開(kāi)閉，從而使發(fā)電機的電壓維持在規定范圍內。

（2）發(fā)電機轉速再增高使電壓超過(guò)允許值時(shí)，由于鐵芯吸力繼續增大，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)勵磁電路被短路，勵磁電流直接通過(guò)觸點(diǎn)K₂和上動(dòng)觸點(diǎn)臂而搭鐵，勵磁線(xiàn)圈中電流劇降，發(fā)電機靠剩磁發(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(kāi)，電壓又回升，如此不斷反復，高速觸點(diǎn)K₂振動(dòng)，使發(fā)電機電壓保持穩定。

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

 

圖1  發(fā)電機電磁振動(dòng)式電壓調節器.

圖2  FT61A型雙級電壓調節器電路

 

二、晶體管電壓調節器

 

      晶體管電壓調節壓器的工作原理主要是利用晶體管的開(kāi)關(guān)特性，并用穩壓管使三極管導通和截止，即利用晶體管的開(kāi)關(guān)電路來(lái)控制充電發(fā)電機的勵磁電流，以達到穩定充電發(fā)電機的輸出電壓。圖3是JFT207A型柴油機上使用的與交流發(fā)電機相匹配的晶體管調節器的電路原理圖，圖4 是JFT106型原理圖。其工作過(guò)程如下所述。

      當發(fā)電機因轉速升高其輸出電壓超過(guò)規定值時(shí)，電壓敏感電路中的穩壓管VZ擊穿，開(kāi)關(guān)電路前級晶體管VT1導通而將后級以復合形成的晶體管VT2、VT3截止，隔斷了作為VT3負載的發(fā)電機磁場(chǎng)電流，使發(fā)電機輸出電壓隨之下降。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重新導通，接通發(fā)電機的磁場(chǎng)電流，使發(fā)電機的輸出電壓再次上升。如此反復使調節器起到控制和穩定發(fā)電機輸出電壓的作用。線(xiàn)路中的其他元件分別起穩定、補償和保護的作用，以提高調節器性能與可靠性。

      電壓調節器一般作為柴油機的隨機附件由用戶(hù)自行安裝，安裝時(shí)必須垂直，其接線(xiàn)柱向下，以達到防滴作用。使用時(shí)應注意，要與相應型號的充電發(fā)電機配合使用。接線(xiàn)應正確可拿，絕緣應完好，否則將導致電壓調節器燒壞。一般情況下，不要隨便打開(kāi)調節器蓋，如有故障應由專(zhuān)業(yè)人員檢查和修理。

 

圖3  JFT207A型晶體管調節器的電路原理圖

圖4  JFT106型晶體管調節器原理圖

 

三、集成電路式電壓調節器

 

      集成電路式電壓調節器（IC voltage regulator）也稱(chēng)IC電壓調節器，它具有體積小、質(zhì)量輕、調壓精度高（為±0.3V，而電磁振動(dòng)式電壓調節器為±0.5Ⅴ）、耐振動(dòng)、耐高溫、壽命長(cháng)，可以直接裝在交流發(fā)電機內，接線(xiàn)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛用于現代柴發(fā)機組交流發(fā)電機上。

1、類(lèi)型

      集成電路調節器有兩種類(lèi)型，即全集成電路電壓調節器和混合集成電路電壓調節器，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節器。

2、工作原理

      集成電路電壓調節器的基本工作原理與晶體管電壓調節器完全一樣，都是根據發(fā)電機的電壓信號（輸入信號），利用晶體管的開(kāi)關(guān)特性控制發(fā)電機的勵磁電流，進(jìn)而實(shí)現穩定發(fā)電機輸出電壓的目的。集成電路電壓調節器也有內、外搭鐵之分，而且以外搭鐵形式居多。

3、輸入電壓信號的檢測

      集成電路電壓調節器輸入電壓信號的檢測方法根據檢測點(diǎn)不同可分為發(fā)電機電壓檢測法和蓄電池電壓檢測法兩種，如圖5所示。

4、安裝實(shí)例

      JFT152型混合集成電路電壓調節器體積很小，通過(guò)安裝板可直接安裝在交流發(fā)電機的電刷架上。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)電機電壓調節器輸入電壓信號檢測

圖6  JFT152型混合集成電路電壓調節器電路圖

 

四、硅整流發(fā)電機的接線(xiàn)方法

 

      主要包括輸出端的接線(xiàn)和輸入電源的接線(xiàn)。

1、輸出端接線(xiàn)方法

       硅整流發(fā)電機的輸出端一般有兩種接線(xiàn)方法：

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

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

2、輸入電源的接線(xiàn)方法

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

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

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

      需要注意的是，在接線(xiàn)時(shí)要確保接線(xiàn)牢固，接觸良好，避免因接線(xiàn)不良造成電流過(guò)大導致安全事故。

 

總結：

      綜上所述，我們了解了硅整流發(fā)電機調節器的類(lèi)型與構造，學(xué)習了它們的工作原理，知道了使用和接線(xiàn)的注意事項幾個(gè)方面的問(wèn)題。在柴油發(fā)電機組日常工作中中，大家應注意對硅整流發(fā)電機與調節器做到正確使用、及時(shí)保養，以延長(cháng)其使用壽命。

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