汽车电压调节器原理与类型

电压调节器是发电机电压调节装置，其功能是当发电机转速变化时，自动调节发电机的电压，使电压保持一定或保持在某一允许范围内，以防发电机电压过高或者过低，烧坏用电设备或使用电设备无法正常工作，并导致蓄电池过充电或者使蓄电池充电不足。

1.双级触点式电压调节器

双级触点式电压调节器主要由铁心、衔铁、磁轭、调压弹簧、磁化线圈和低速触点K₁、高速触点K₂及加速电阻R₁、调节电阻R₂和温度补偿电阻R₃等组成。

1）当发电机电压低时，磁化线圈电流小，铁心吸力小，克服不了弹簧拉力，低速触点K₁闭合，高速触点K₂断开，如图2-19所示。

此时，励磁电路为：蓄电池→点火开关→低速触点K₁→调节器F端头→励磁绕组→搭铁构成回路。励磁电流较大，使发电机发电电压升高。

2）当发电机转速升高时，发电机电压稍高于第一级调节电压，流经磁化线圈的电流产生的吸力克服弹簧拉力使K₁打开，K₂仍然处于打开状态。如图2-20所示。

此时，励磁电路为：发电机电压输出端→点火开关→加速电阻R₁→调节电阻R₂→调节器F端头→励磁绕组→搭铁构成回路。励磁电流减小，发电机发电电压保持稳定。

磁化线圈电路由：发电机电压输出端→点火开关→加速电阻R₁→磁化线圈→温度补偿电阻R₃→搭铁。

这一阶段，低速触点K₁一直打开，加速电阻R₁一直串入励磁回路中，励磁电流和发电机端电压都随转速的升高而升高，低速触点失去调节作用，活动触点处于中间位置，称为失控区。

3）当发电机转速继续升高时，发电机电压进一步升高，流经磁化线圈的电流产生的吸力克服弹簧拉力使高速触点K₂闭合，低速触点K₁维持断开状态，如图2-21所示。

此时，高速触点K₂将励磁绕组短路，励磁电流减小到零。发电机不发电。当降至低于第一级调节电压时，高速触点K₂再次断开，低速触点K₁闭合，励磁电路再次接通，发电机的端电压又逐渐上升。如此反复，使发电机的电压保持在规定值上。

图2-19 发电机电压低时

R₁—加速电阻 R₂—调速电阻 R₃—温度补偿电阻 K₁—低速触点 K₂—高速触点

图2-20 发电机电压稍高于第一级调节电压

R₁—加速电阻 R₂—调速电阻 R₃—温度补偿电阻 K₁—低速触点 K₂—高速触点

图2-21 K₂触点闭合时

R₁—加速电阻 R₂—调速电阻 R₃—温度补偿电阻 K₁—低速触点 K₂—高速触点(www.xing528.com)

2.晶体管电压调节器

晶体管电压调节器又称为电子式电压调节器。电子调节器是利用晶体管的特性，使励磁电路接通和断开来调节励磁绕组的平均电流，与传统触点式电压调节器相比，其优点见表2-3。各种晶体管式电压调节器的工作原理基本相同，如图2-22所示。

表2-3 晶体管电压调节器的优点

晶体管电压调节器按其所匹配的交流发电机搭铁类型不同分为内搭铁型调节器和外搭铁型调节器两种。适用于内搭铁型交流发电机的调节器称为内搭铁型调节器，如图2-23a所示，适用于外搭铁型交流发电机的调节器称为外搭铁型调节器，如图2-23b所示。

从图2-23调节器的连接方式看，晶体管调节器共有三个接线柱，“+（B）”、“F”和“-（E）”，在接线时不能接错。图2-23a所示为励磁线圈内搭铁式，调节器装在点火开关和发电机之间。图2-23b所示为励磁线圈外搭铁式，调节器装在励磁线圈与搭铁之间。

注意：这两种形式不能互换，否则会造成发电机电压失调或不发电。

下面以图2-24所示外搭铁型晶体管电压调节器为例，介绍晶体管调节器的工作原理。

该调节器基本电路是由三只电阻R₁、R₂、R₃，两只晶体管VT₁、VT₂，一只稳压二极管VS和一只二极管VD组成。

图2-22 晶体管电压调节器实物及电路原理图

图2-23 电压调节器的搭铁形式

a）内搭铁型 b）外搭铁型

图2-24 外搭铁型晶体管电压调节器工作原理

当发电机未转动时，接通点火开关SW，蓄电池加在R₁两端的电压小于稳压管VS的反向击穿电压，VS处于截止状态，VT₁基极无电流也处于截止状态，VT₂导通，励磁电路接通，发电机进行他励。励磁电流通路为：蓄电池“+”→励磁绕组→发电机“F”→调节器“F”→VT₂→搭铁，产生励磁电流。当发电机的端电压高于蓄电池电动势时，发电机自动由他励转为自励发电。

随着发电机转速提高，发电机输出电压升高。当发电机的输出电压高于规定值时，R₁两端的电压大于稳压管VS的反向击穿电压，VT₁导通，VT₂基极对地短路，VT₂截止，切断励磁电路，发电机端电压下降。当降至低于规定值时，VS转为截止状态，VT₁也截止，VT₂重新导通，励磁电路再次接通，发电机的端电压又逐渐上升。如此反复，使发电机的电压保持在规定值上。