电压调节器的原理与种类(文稿)

电压调节器的原理与种类

一、电压调节器的功用

使发电机输出电压在发动机所有工况下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过低，烧坏用电设备，使蓄电池过充电或充电不足。

二、电压调节器的原理

发电机的输出电压与发电机转子的转速有关：

公式如下：

：U≈E＝Cφｎ（这个公式不读）

（读）C是发电机的结构常数

Φ（fài）是磁极磁通ｎ是发电机转速

由此可知：发电机的输出电压U与转速ｎ和磁通φ成正比。

转速越高，电压越高，发电量越大

发电机转速变化时，要使电压保持一定，只有相应地改变磁极的磁通，而磁通的大小取决于磁场电流，所以在转速变化时只要自动调节磁场电流就能使电压保持一定。电压调节器就是根据这一原理进行电压调节的。

1、调节器的分类

基本类型分为：触点式电压调节器

晶体管电压调节器集成电路电压调节器

2、调节器基本原理

触点式电压调节器是通过触点开闭，接通和断开磁场电路，来改变磁场电流大小，调节电压的。

（1）发电机转动后，当发电机电压小于蓄电池电压时，

蓄电池向磁场绕组和磁化线圈供电，磁化线圈磁力不够，触点闭合。

（2）发动机转速升高，当蓄电池的电压小于发电机电压，又小于U2时，

发电机向磁场绕组和磁化线圈供电，磁化线圈磁力不够，触点闭合。

（3）发电机转速继续升高，当U2小于发电机电压时，磁化线圈磁力足够，触点被吸开。

这就是基本原理

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，来改变磁场电流大小，调节电压。

当电压低时，电源和三极管组成一个回路

当电压高时，DW给放大器一个信号，把三极管断开

三、电磁式调节器

1、调压原理

触点式电压调节器是一种机械振动式电压调节器，它利用触点的开闭作用，改变磁场电路的电阻（控制磁场电路的接通和切断），保持端电压的恒定。

触点的开闭存在延时现象，故不能控制大功率的发电机电压，且存在电磁干扰，目前已基本不采用。

2、双级电磁振动式调节器基本电路

KI是低速触点、常闭

K2是高速触点、常开

磁化线圈感受电压控制触点

1）起动过程他励阶段

发动机起动时，低速触点K1闭合，励磁电流由蓄电池提供，发电机它励发电起动

这是双级电磁振动式调节器基本电路图

发动机起动时，低速触点K1闭合，励磁电流由蓄电池提供，发电机它励发电。励磁电流由蓄电池到K1到发电机励磁线圈回负极。

2）转速升高自励阶段

发动机转速升高，电压上升，当发电机电压高于蓄电池端电压时，励磁电流由发电机提供，发电机自励发电

自励随转速的升高，发电机的电压上升，当发电机电压高于蓄电池电动势时，发电机自励发电。电流由JF到VD，同时到K1到励磁线圈回JF，到蓄电池回JF。3）达到一级调压阶段

电压上升，达到一级调压值时，K1打开但K2不闭合，电阻Rr串入电路，通过励磁绕组的励磁电流减小（磁场减弱），发电机电压逐渐下降。

4）触点断开失控阶段

电压继续上升，当K2一直打开但K1不闭合时，发电机电压随转速升高而升高，调节器失去电压调节能力（失控）

失控区当发电机转速继续升高到一定值时，K2一直打开。K1不闭合，Rr一直串入励磁回路。发电机输出电压将随转速的升高而升高，调节器失去调压作用，即失控。发电机将随着转速的升高而升高。

5）高速二级调压阶段

电压继续上升，达到二级调压值时，K2闭合，励磁绕组被短路（磁场消失），

电压下降后，K2又断开，电压上升，如此反复，电压维持恒定

高速调压区当发电机转速继续升高，端电压稍超过第二级调压值时，磁化线圈的电磁吸力使K2闭合，将励磁绕组短路，励磁电流急剧减小到零，电压迅速下降。

这就是电磁式调节器的调压原理

本节课讲解完毕

这是双级电磁振动式调节器基本电路

其中K1为低速触点、常闭

K2为高速触点、常开

该触点直接搭铁

X是磁化线圈

承受发电机的电压

起动时

低速触点K1闭合

励磁电流由蓄电池提供

发电机他励发电

随着发电机转速升高

发电机的输出电压上升

当发电机发出的电压高于蓄电池的电动势时

发电机自励发电

当发电机输出的电压稍高于第一级调整值时

流过X线圈的电流产生的电磁力大于弹簧拉力

吸下触电臂

使触点K1打开

但K2不闭合

调节电阻Rr串入励磁电路

励磁电流减小

磁场变弱

发电机输出电压下降

由于电压下降

使流过X线圈的电流减小

电磁吸力变弱

于是触点K1闭合

Rr被短路

励磁电流加大

磁场变强

电压又上升

触点K1又打开

K1的不断开闭

控制发电机输出的电压基本保持不变转速越高

K1打开的时间越长

励磁电流平均值越小

当发电机转速继续升高到一定值时

K2一直打开

而K1不闭合

Rr一直串入励磁回路

发电机输出电压将随着转速的升高而升高调节器此时失去调压作用

即失控

当发电机转速继续升高

端电压稍超过第二级调压值时

磁化线圈的电磁吸力使K2闭合

将励磁绕组短路

励磁电流急剧减小到零

电压迅速下降

电压下降又使磁化线圈电流减小

吸力变弱

K2又打开

励磁绕组又有电流通过

发电机电压又上升

如此反复

K2的开闭

实现高速范围内的电压调节工作

这就是双级电磁振动式调节器的基本原理