新聞主題
|
發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器起什么作用
|
摘要:在電啟動的發(fā)動機(jī)上通常都有充電設(shè)備,以供蓄電池放電后能及時(shí)補(bǔ)充發(fā)電,同時(shí)還可供給汽油機(jī)點(diǎn)火和照明設(shè)備用電。充電設(shè)備包括充電機(jī)和調(diào)節(jié)器,充電機(jī)可用直流發(fā)電機(jī)或硅整流交流發(fā)電機(jī)。但是,根據(jù)充電機(jī)的容量和用電負(fù)載的要求,充電機(jī)所發(fā)的電壓不宜太高或太低;工作的電流不能超過額定值。然而充電機(jī)發(fā)出電壓的高低是隨發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速而變化,當(dāng)轉(zhuǎn)速高時(shí),所發(fā)出的電壓太高,可能燒壞用電設(shè)備;當(dāng)轉(zhuǎn)速低時(shí),所發(fā)出的電壓太低,造成蓄電池對充電機(jī)放電,也可能將充電機(jī)燒壞;當(dāng)用電負(fù)荷增加時(shí),可能造成負(fù)荷電流超過充電機(jī)的額定電流,使充電機(jī)過熱,甚至燒壞。因此,充電機(jī)必須加裝調(diào)節(jié)器,以解決上述存在的問題。
1.直流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器
充電發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器是和直流發(fā)電機(jī)式充電配套使用的,其總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 充電發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器 |
這種調(diào)節(jié)器由斷流器、節(jié)壓器和節(jié)流器三部分構(gòu)成。
①斷流器 斷流器的結(jié)構(gòu)由鐵心、繞在鐵心上的串聯(lián)線圈、并聯(lián)線圈、活動觸點(diǎn)、固定觸點(diǎn)、觸點(diǎn)臂及觸點(diǎn)臂彈簧等組成,其電路原理如圖2所示。
圖2 斷流器電路原理 |
當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速很低,電壓低于蓄電池電壓時(shí),串聯(lián)線圈及并聯(lián)線圈內(nèi)流過的電流很小,鐵心磁化強(qiáng)度微弱,其吸力不足以克服彈簧的張力,故觸點(diǎn)張開。發(fā)電機(jī)與蓄電池的電路不通,發(fā)動機(jī)和所有電器用電均由蓄電池供給。
當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增高時(shí),其電壓高于蓄電池,此時(shí)主要由并聯(lián)線圈產(chǎn)生磁性吸力增強(qiáng)(并聯(lián)線圈徑細(xì),圈數(shù)多),超過彈簧拉力,將觸點(diǎn)臂吸下,使觸點(diǎn)閉合,接通發(fā)電機(jī)與蓄電池的電路,于是發(fā)電機(jī)便向蓄電池充電,并向用電設(shè)備供電。串聯(lián)線圈內(nèi)所產(chǎn)生的吸力與并聯(lián)線圈所產(chǎn)生的吸力方向一致,使觸點(diǎn)接觸更為牢靠。
當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速降低或停止工作時(shí),電壓又低于蓄電池電壓,電流即從蓄電池按相反方向流入串聯(lián)線圈,它產(chǎn)生的吸力與并聯(lián)線圈相反,互相抵消,觸點(diǎn)臂被彈簧向上拉開,發(fā)電機(jī)與蓄電池電路被切斷,從而有效地防止蓄電池向發(fā)電機(jī)放電。
②節(jié)壓器 節(jié)壓器是用來控制發(fā)電機(jī)的電壓在11.8~14.8V限額范圍以內(nèi)。它由鐵心、線圈(此線圈是用細(xì)導(dǎo)線繞制與發(fā)電機(jī)電樞繞組并聯(lián))、觸點(diǎn)、觸點(diǎn)臂、彈簧及限流電阻等組成,其電路原理如圖3所示。
由于節(jié)壓器線圈與發(fā)電機(jī)的電樞繞組并聯(lián),兩者電壓相等,因此,當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí),電壓上升,流過線圈中的電流增大,鐵心的電磁吸力增強(qiáng),克服觸點(diǎn)臂彈簧的張力將觸點(diǎn)臂吸下,觸點(diǎn)斷開,此時(shí),電阻被自動串入發(fā)電機(jī)激磁回路中,減小發(fā)電機(jī)的激磁電磁,降低磁感應(yīng)強(qiáng)度,使發(fā)電機(jī)電壓下降。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓降低后,節(jié)壓器線圈吸力減小,觸點(diǎn)靠彈簧拉力重新閉合,發(fā)電機(jī)電壓又上升。如此往復(fù),觸點(diǎn)臂不斷上下振動,其振動頻率可達(dá)40次/s以下,因而使發(fā)電機(jī)的電壓保持在一定的平均值。
圖3 節(jié)壓器電路原理 圖4 節(jié)流器電路原理 |
③節(jié)流器 節(jié)流器是用來控制發(fā)電機(jī)電樞電流不超過其額定值的。它由鐵心、節(jié)流線圈、觸點(diǎn)、觸點(diǎn)臂、彈簧及電阻等組成。節(jié)流線圈是與發(fā)電機(jī)的電樞繞組串聯(lián)的,其電路原理如圖4所示。
當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電流增大時(shí),電樞電流和節(jié)流線圈的電流也增大,鐵心的電磁吸力增強(qiáng),將觸點(diǎn)吸開,此時(shí)電阻自動串入發(fā)電機(jī)的激磁回路,使發(fā)電機(jī)的磁場減弱,電壓下降,因而發(fā)電機(jī)輸出電流減小。然而,由于電流的減小,電磁吸力減弱,靠彈簧的拉力使觸點(diǎn)又閉合,如此往復(fù),觸點(diǎn)不斷振動,使電流保持在一定的平均值,從而防止發(fā)電機(jī)過載而燒壞。
④直流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的聯(lián)合工作 圖5所示為JT81型調(diào)節(jié)器的內(nèi)部和外部接線圖。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到一定值時(shí),斷流器觸點(diǎn)閉合,發(fā)電機(jī)開始向用電設(shè)備供電,同時(shí)向蓄電池充電。此時(shí)發(fā)電機(jī)電樞回路和磁場回路都有電流,其電流的流向分別如下。
電樞電流流向是:發(fā)電機(jī)電樞正極→節(jié)流器線圈→斷流器串聯(lián)線圈→斷流器閉合觸點(diǎn)→鐵架→電流表→蓄電池負(fù)極→地。
激磁電流流向是:發(fā)電機(jī)電樞正極→節(jié)流器線圈→斷流器串聯(lián)線圈→電阻R4→節(jié)流器鐵心及鐵架→節(jié)流器閉合觸點(diǎn)→節(jié)壓器閉合觸點(diǎn)→節(jié)壓器鐵架→發(fā)電機(jī)磁場接線柱→激磁線圈→地。
i.發(fā)電機(jī)電壓過高時(shí)的控制。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓過高時(shí),節(jié)壓器觸點(diǎn)張開,此時(shí)磁場線圈中的電流回路是:從發(fā)電機(jī)電樞正極→節(jié)流器線圈→斷流器串聯(lián)線圈→R4→節(jié)流器鐵心及鐵架→R2→R1→發(fā)電機(jī)磁場接線柱→激磁線圈→接地。由于激磁回路接入R1、R2和R4電阻共計(jì)94Ω,故使激磁電流減小,磁場減弱,電壓便下降到規(guī)定值。
ii.發(fā)電機(jī)輸出電流過大時(shí)的控制。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電流過大時(shí),節(jié)流器觸點(diǎn)張開,此時(shí)由于發(fā)電機(jī)端電壓降低,節(jié)壓器觸點(diǎn)再次閉合,磁場中的電流回路是:
圖5 JT81型調(diào)節(jié)器接線圖 |
從電樞正極 |
→節(jié)流器線圈→斷流器串聯(lián)線圈→R4→R2→R1 |
→磁場接線柱 |
→電阻R3→節(jié)壓器閉合觸點(diǎn) |
此時(shí)接入激磁回路的電阻共22.7Ω。激磁電流減小,磁場減弱,電壓下降,發(fā)電機(jī)輸出電流減小,恢復(fù)到正常值。
iii.防止蓄電池向發(fā)電機(jī)反充電的控制。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí),發(fā)電機(jī)電壓降低,蓄電池向發(fā)電機(jī)反充電(放電),其反向電流回路為:蓄電池正極→斷流器觸點(diǎn)→斷流器串聯(lián)線圈→節(jié)流線圈→發(fā)電機(jī)電樞接線柱。當(dāng)反向電流達(dá)到一定值時(shí),由于串聯(lián)線圈中產(chǎn)生的電磁力方向與并聯(lián)線圈產(chǎn)生的電磁力方向相反,鐵心吸力減弱到一定程度時(shí),斷流器觸點(diǎn)分開,電路被切斷。
2.硅整流發(fā)電機(jī)用調(diào)節(jié)器
圖6 硅整流發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)器電路 |
圖6為硅整流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器的電路圖。采用硅整流發(fā)電機(jī)其相應(yīng)的調(diào)節(jié)可大為簡化,可省去直流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器中的斷流器和節(jié)流器,只需要電壓調(diào)節(jié)器。因?yàn)楣枵鞫O管具有單方向?qū)щ娞匦?,故不會出現(xiàn)蓄電池倒流,不需要斷流器;另外,爪極式JF型硅整流發(fā)電機(jī)本身具有限制最大輸出電流的性能,故不需要節(jié)流器。
電壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)控制過程:當(dāng)發(fā)電機(jī)開始旋轉(zhuǎn)時(shí),由于剩磁將產(chǎn)生剩磁電壓,此時(shí)即有電流通過調(diào)節(jié)器觸點(diǎn),向發(fā)電機(jī)激磁繞組L提供激磁電流IB,方向如圖6中黑箭頭所示,此電流產(chǎn)生的磁通與剩磁方向相同,磁場加強(qiáng),電壓逐漸增高;同時(shí)發(fā)電機(jī)也向調(diào)節(jié)器圈Q供電,隨著發(fā)電機(jī)電壓不斷增加,流經(jīng)調(diào)節(jié)器線圈Q的電流也不斷增大,其產(chǎn)生的電磁吸力也隨之增大。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到一定值時(shí),線圈Q產(chǎn)生的電磁吸力大于彈簧的張緊力,銜鐵即吸向鐵心使觸點(diǎn)分開,此時(shí)激磁電流IB便流經(jīng)電阻R,電流方向如圖6中白箭頭所示。激磁回路由于串入電阻R,電流減小,發(fā)電機(jī)電壓也就降低,流入線圈Q的電流也相應(yīng)減小,電磁吸力減小,在彈簧張力的作用下,觸點(diǎn)又重新閉合,電阻R重新被短路,激磁電流又重新增大,發(fā)電機(jī)電壓又重新上升,重復(fù)上述過程,這樣觸點(diǎn)周期地分開和閉合,便控制硅整流充電發(fā)電機(jī)電壓在規(guī)定范圍內(nèi)。