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浅谈硅整流发电机与电压调节器(图文)

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论文导读：硅整流发电机是工程建筑运输等行走机械的主要电源，它以内燃机为动力源，在结构上是交流同步发电机与整流装置的组合。硅整流发电机的整流器除了常用的六管整流器外，还有八管、九管、十一管整流器，与六管相比，较多二极管的整流器可以提高发电机的输出的功率。所以，硅整流发电机必须配有具有稳压性质的电压调节器。

关键词：发电机，整流器，电压调节器

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1引言

硅整流发电机是工程建筑运输等行走机械的主要电源，它以内燃机为动力源，在结构上是交流同步发电机与整流装置的组合。与直流发电机相比，交流发电机具有体积小、质量轻、易维修、寿命长、产生的无线电干扰少等优点，所以在包括汽车在内的行走机械中一般使用硅整流发电机，而不是直流发电机。硅整流发电机在内内燃机在正常转速范围内时，向机械上除启动机外的所有用电设备供电。

2硅整流发电机工作原理

交流发电机是基于电磁感应的基本理论而工作的，结构上包括定子（电枢）、转子、前后端盖、电刷及传动带轮等部分，将机械能转变成电能。三相定子绕组在结构、匝数及线圈个数上完全相等，排列上分别相差120度的电角度，转子与传动带轮同轴安装，产生旋转的磁场，使定子绕组切合磁力线，从而产生三相感应电动势，这三个电动势的频率、幅值相等，相位互差120度。

硅整流发电机的另一部分是整流器，整流器一般由6只硅二极管组成，作用是将电枢绕组产生的交流电整流成直流电，如图1所示。现代汽车常采用压装式整流器，将VD1、VD3、VD5安装在正整流板上，组成共阴极二极管组，在某一瞬间，只有正极具有最高电位的二极管导通，连接在一起的阴极作为硅整流发电机对外输出的正极；VD2、VD4、VD6安装在在负整流板上，组成共阳极二极管组，在某一瞬间，负极具有最低电压的那个二极管导通，连接在一起的阳极作为硅整流发电机的负极搭铁。同一时刻，六个二极管中只有两个二极管导通，于是输出一个比较平稳的直流电压。

硅整流发电机的整流器除了常用的六管整流器外，还有八管、九管、十一管整流器，与六管相比，较多二极管的整流器可以提高发电机的输出的功率。

图1六管硅整流发电机原理图

3电压调节器的重要性

3.1交流发电机的工作特性

3.1.1空载特性

发电机的空载特性是发电机空载时输出电压与转速之间的关系，从特性曲线上可以看出，随着转速的升高，端电压上升很快，在较低转速就可以从他励转入自励。

3.1.2外特性

发电机的外特性是发电机转速一定时，其输出电压与输出电流的变化关系，由外特性曲线可知：发电机的转速越高，输出电压也越高，输出电流越大，当转速保持一定时，输出电压随输出电流的增大而下降[1]。

3.2电压调节器的重要性

由发电机的空载特性可知，在发电机的输出电压与发电机的转速及负载的电流均有关，由于硅整流发电机是由内燃机驱动，其转速由内燃机决定，机械工作时内燃机的转速变化范围很大，所以其输出电压也会在很大范围内变化；而由外特性可知，在发电机运转时，如负载突然变化，电压也会随着突然变化，可能会击穿电子元件或烧毁用电设备。所以，硅整流发电机必须配有具有稳压性质的电压调节器。

4电压调节器的工作原理

由于发电机的输出电压与发电机的转速及磁通成正比，由转速变化而影响的端电压，可以通过改变磁通的大小来调节。因此，电压调节器的基本工作原理是通过测量电路检测发电机的端电压，根据端电压的具体情况，通过改变励磁电流的大小，保持发电机的输出电压不变。电压调节器分为触点式、电子式和集成式三类。其中触点式调节器利用电磁铁的原理，控制触点振动，控制励磁电路，实现电压调节。电子式调节器是通过电子元件实现对励磁电流的控制，由于电子式调节器无触点，在工作时无机械惯性和磁惯性，且经久耐用、无无线电干扰，已经广泛应用于汽车及其他机械用交流发电机中。免费。

4.1晶体管调节器的基本组成及工作原理

电子式调节器可分为晶体管式和集成式两大类，国内外晶体管调节器的电路设计原理大致相同，一般由1-2个稳压管、1-3个二极管、2-3个晶体管、若干个电阻、电容等元件组成。由印制电路板连成电路，外有三个接线柱，“+”（或火线）与发电机正极相连，“-”（或搭铁）与发电机负极相连，“F”（或磁场）与励磁绕组相连接。免费。常用的晶体管调节器有JET126、JFT106A、JTF246等型号。免费。图2为晶体管调节器的基本电路图，其内部电路可分为控制电路（Ⅰ）和电子开关电路（Ⅱ）。

当发电机转速较低，输出电压较低时，蓄电池电压加在晶体管调节器的正负两端，由于R2两端电压较低，小于稳压管的反向击穿电压，稳压管截止，VT1截止，VT2导通，蓄电池向励磁电路供电，即励磁电流一定，于是发动机的电压随转速的升高而升高。当发电机输出电压超过蓄电池电压后，发电机为包括励磁绕组在内