電壓調(diào)節(jié)器工作原理

由于發(fā)電機(jī)與發(fā)動機(jī)的傳動比是固定的，所以發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速將隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化。汽車在運(yùn)行過程中，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化范圍很大，發(fā)電機(jī)的端電壓也將隨發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速變化而在很大范圍內(nèi)變化。發(fā)電機(jī)對用電設(shè)備供電和向蓄電池充電，都要求其電壓穩(wěn)定，所以為使電壓始終保持在某一數(shù)值基本不變，就必須對發(fā)電機(jī)的輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。

由交流發(fā)電機(jī)的工作原理我們知道，交流發(fā)電機(jī)的三相繞組產(chǎn)生的相電動勢的有效值

Eφ==CeФn（V）

這里Ce為發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)常數(shù)，n為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，Ф為轉(zhuǎn)子的磁極磁通，也就是說交流發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和磁極磁通成正比。

當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，Eφ增大，輸出端電壓UB升高，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到一定值時(shí)（空載轉(zhuǎn)速以上），輸出端電壓達(dá)到極限，要想使發(fā)電機(jī)的輸出電壓UB不再隨轉(zhuǎn)速的升高而上升，只能通過減小磁通Ф來實(shí)現(xiàn)。又磁極磁通Ф與勵(lì)磁電流If成正比，減小磁通Ф也就是減小勵(lì)磁電流If。

所以，交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的工作原理是：當(dāng)交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高時(shí)，調(diào)節(jié)器通過減小發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流If來減小磁通Ф，使發(fā)電機(jī)的輸出電壓UB保持不變。

觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器通過觸點(diǎn)開閉，接通和斷開磁場電路，來改變磁場電流If大小晶體管調(diào)節(jié)器、集成電路調(diào)節(jié)器等利用大功率三極管的導(dǎo)通和截止，接通和斷開磁場電路，來改變磁場電流If大小。

1．交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器按工作原理可分為：

（1）觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器

觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器應(yīng)用較早，這種調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)振動頻率慢，存在機(jī)械慣性和電磁慣性，電壓調(diào)節(jié)精度低，觸點(diǎn)易產(chǎn)生火花，對無線電干擾大，可靠性差，壽命短，現(xiàn)已被淘汰。

（2）晶體管調(diào)節(jié)器

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，采用了晶體管調(diào)節(jié)器。其優(yōu)點(diǎn)是：三極管的開關(guān)頻率高，且不產(chǎn)生火花，調(diào)節(jié)精度高，還具有重量輕、體積小、壽命長、可靠性高、電波干擾小等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于東風(fēng)、解放及多種中低檔車型。

（3） 集成電路調(diào)節(jié)器

集成電路調(diào)節(jié)器除具有晶體管調(diào)節(jié)器的優(yōu)點(diǎn)外，還具有超小型，安裝于發(fā)電機(jī)的內(nèi)部（又稱內(nèi)裝式調(diào)節(jié)器），減少了外接線，并且冷卻效果得到了改善，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于桑塔納。奧迪等多種轎車車型上。

（4） 電腦控制調(diào)節(jié)器

由電負(fù)載檢測儀測量系統(tǒng)總負(fù)載后，向發(fā)電機(jī)電腦發(fā)送信號，然后由發(fā)動機(jī)電腦控制發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器，適時(shí)地接通和斷開磁場電路，即能可靠地保證電器系統(tǒng)正常工作，使蓄電池充電充足，又能減輕發(fā)動機(jī)負(fù)荷，提高燃料經(jīng)濟(jì)性。如上海別克、廣州本田等轎車發(fā)電機(jī)上使用了這種調(diào)節(jié)器。

2．電壓調(diào)節(jié)器 按所匹配的交流發(fā)電機(jī)搭鐵型式可分為：

（1）內(nèi)搭鐵型調(diào)節(jié)器

適合于與內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī)所匹配的電壓調(diào)節(jié)器稱為內(nèi)搭鐵型調(diào)節(jié)器；

（2）外搭鐵型調(diào)節(jié)器

適合于與外搭鐵型交流發(fā)電機(jī)所匹配的電壓調(diào)節(jié)器稱為外搭鐵型調(diào)節(jié)器。

在使用過程中，對于晶體管調(diào)節(jié)器，最好使用汽車說明書中指定的調(diào)節(jié)器，如果采用其他型號替代，除標(biāo)稱電壓等規(guī)定參數(shù)與原調(diào)節(jié)器相同外，代用調(diào)節(jié)器必須與原調(diào)節(jié)器的搭鐵形式相同，否則，發(fā)電機(jī)可能由于勵(lì)磁電路不通而不能正常工作。對于集成電路調(diào)節(jié)器，必須是專用的，是不能替代的。

電壓調(diào)節(jié)器通過對發(fā)電機(jī)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流的控制，實(shí)現(xiàn)對發(fā)電機(jī)輸出電壓的自動調(diào)節(jié)。發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器可滿足普通60/50Hz及中頻400Hz單機(jī)或并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)使用。

1、閉合電壓的調(diào)整

用一節(jié)干電池與蓄電池、電流表串聯(lián)起來。啟動發(fā)起機(jī)并逐步升高轉(zhuǎn)速，在截流器觸點(diǎn)閉應(yīng)時(shí)察看遷延機(jī)上電流表指針。若電流表指針向“ ”偏向擺動透露表現(xiàn)閉合電壓高，應(yīng)該削弱彈簧拉力；若電流表指針向“－”偏向擺動則透露表現(xiàn)閉合電壓低，應(yīng)該增大彈簧拉力。就如許重復(fù)調(diào)整，直到截流器觸點(diǎn)閉應(yīng)時(shí)電流表指針簡直不擺動，則透露表現(xiàn)閉合電壓適宜。

2、調(diào)壓值的調(diào)整

用兩節(jié)干電池與蓄電池、電流表串聯(lián)。啟動發(fā)起機(jī)，逐步升高轉(zhuǎn)速。在調(diào)壓器起效果時(shí)，察看電流表的指針。若電流表指針向“ ”偏向擺動透露表現(xiàn)調(diào)壓值高，應(yīng)削減彈簧拉力；若電流表指針向“－”偏向擺動透露表現(xiàn)調(diào)壓值低，應(yīng)該增大彈簧拉力。如許重復(fù)調(diào)整，直到調(diào)壓器起效果時(shí)，電流表指針簡直不擺動，則透露表現(xiàn)調(diào)壓值適宜。

這種調(diào)整辦法的道理是：干電池與蓄電池串聯(lián)起來，有必然的電位，而發(fā)電機(jī)則宣布必然的電壓，當(dāng)兩者不等時(shí)就要發(fā)生電流。前者電位高于后者，則電流表指針向“－”偏向，反之則向“ ”偏向。只要兩者電位差不多相等時(shí)，電流表指針才不擺動。

調(diào)節(jié)器在使用過程中一般不允許拆卸護(hù)蓋，正常情況是每工作200h左右進(jìn)行一次全面檢查和維護(hù)，其內(nèi)容如下：

1. 拆下護(hù)殼，檢查觸點(diǎn)表面有無污物和燒損。若有污物，可用較干凈的紙擦拭觸點(diǎn)表面。若觸點(diǎn)出現(xiàn)燒蝕或平面不平而導(dǎo)致接觸不良，一般用“00”號砂紙或砂條將其磨平，最后再用干凈的紙擦凈。

2. 檢查各個(gè)接頭的牢固程度，測量電阻和各個(gè)線圈的電阻值。若有損壞，應(yīng)及時(shí)修復(fù)或更換新件。

3. 檢驗(yàn)斷流器的閉合電壓和逆電流、節(jié)壓器的限額電壓、節(jié)流器的限額電流以及各種觸點(diǎn)的間隙和氣隙。若不符合要求，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。

4. 4檢查調(diào)整后的調(diào)節(jié)器，在起動柴油機(jī)時(shí)要注意觀察充電電流表指針的指示。若柴油機(jī)以中等以上轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電流表的指針仍指向“-”一邊，這說明斷流器的觸點(diǎn)未斷開，應(yīng)迅速斷開接地開關(guān)；否則，會損壞蓄電池、調(diào)節(jié)器和充電發(fā)電機(jī)等。若柴油機(jī)起動至額定轉(zhuǎn)速后電流表的指針仍指向“0”處，說明的調(diào)整時(shí)未按技術(shù)要求進(jìn)行調(diào)整，應(yīng)重新進(jìn)行檢查和調(diào)整。

負(fù)荷轉(zhuǎn)接開關(guān)(LTC)用于電壓調(diào)節(jié)已經(jīng)有幾十年的歷史，通過應(yīng)用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，固態(tài)電壓調(diào)節(jié)器作為一項(xiàng)新的技術(shù)可以用來處理瞬態(tài)電壓調(diào)節(jié)，例如電壓凹陷等。

固態(tài)電壓調(diào)節(jié)器應(yīng)用固態(tài)轉(zhuǎn)接開關(guān)可以出的正常水平。與傳統(tǒng)具有時(shí)間延遲的機(jī)械式轉(zhuǎn)接開關(guān)不同，固態(tài)轉(zhuǎn)接開關(guān)可以在一個(gè)周波以內(nèi)對電壓做出反應(yīng)，并切換至正確的抽頭。

AVR（automatic voltage regulator：自動電壓調(diào)節(jié)器）是一種密封電子裝置，通過控制低功率的勵(lì)磁機(jī)磁場，調(diào)節(jié)勵(lì)磁機(jī)電樞的整流輸出功率，從而達(dá)到控制主機(jī)磁場電流，穩(wěn)定無刷發(fā)電機(jī)之輸出電壓要求，具有低頻與無輸入信號保護(hù)裝置。并附有并聯(lián)補(bǔ)償功能，符合客戶擴(kuò)增容量需求。

其具有電壓整定、穩(wěn)定度調(diào)節(jié)、F/V頻率/電壓特性設(shè)定、F/V低頻保護(hù)、F/V電壓下降設(shè)定、勵(lì)磁電流限制、并聯(lián)正交調(diào)差（下垂調(diào)節(jié)）等功能，同時(shí)可外接電壓微調(diào)電位器、功率因數(shù)調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制。

中文名

自動電壓調(diào)節(jié)器

外文名

AVR

輸入電源

170V~265VAC 50/60Hz

偵測電源

190V~270VAC

規(guī)格

以SY-AVR-2058為例，其一般規(guī)格如下：

最大輸出 4A 95VDC

電壓調(diào)整率 ≤0.5%

發(fā)電機(jī)磁場電阻 最小15歐姆

外接電位器 1K歐 1/2W 電位器時(shí)±8%

電壓建立（初期） 當(dāng)剩磁電壓大于5V25Hz時(shí)會自動建立電壓

低頻保護(hù) 內(nèi)置發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)下降時(shí)輸出電壓隨之下降的保護(hù)電路

使用溫度 -40℃~60℃

接線端子作用：

1. K1、K2：為磁場開關(guān)，不使用時(shí)必須短路跨接。

2. P2、P3：為磁場電源輸入端子。

3. 2、3：為偵測電源輸入端子。

4. 1、2：為外接VR，不使用時(shí)必須短路跨接。

5. X、XX：X為磁場F ，XX為磁場F- 。

6. S1、S2：為Droop（轉(zhuǎn)速降），CT輸入端。

7. J1~J8：選擇跨接線 2-3 、4-5、6-7 。

自動電壓調(diào)節(jié)器是依靠自動控制裝置調(diào)節(jié)電壓的儀器。

中文名稱

自動電壓調(diào)節(jié)器

英文名稱

automatic voltage regulator，AVR

定　　義

維持同步發(fā)電機(jī)電壓在預(yù)定值或按照計(jì)劃改變端電壓的一種同步發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器。當(dāng)同步電機(jī)的端電壓、無功功率等發(fā)生變化時(shí)，根據(jù)相應(yīng)的反饋信號自動控制勵(lì)磁機(jī)的輸出電流，以達(dá)到自動調(diào)節(jié)同步電機(jī)端電壓或無功功率的目的。

應(yīng)用學(xué)科

電力（一級學(xué)科），電力系統(tǒng)（二級學(xué)科）