劉志軍,王圣旭,何廟林,郭　兵（63981部隊(duì),武漢　430311）

淺談自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)裝置原理與故障分析

劉志軍,王圣旭,何廟林,郭兵
（63981部隊(duì),武漢430311）

摘要：自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器主要靠調(diào)整發(fā)電機(jī)勵(lì)磁來(lái)確保發(fā)電機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)輸出恒定電壓。本文介紹了自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器的基本分類(lèi)，結(jié)合實(shí)踐闡述了自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器的使用注意事項(xiàng)，并簡(jiǎn)要分析了自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器的常見(jiàn)故障和檢修，為裝備維修提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)；自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器；勵(lì)磁

0　引言

目前各類(lèi)通用汽車(chē)及武器裝備底盤(pán)車(chē)中應(yīng)用最普遍的發(fā)電系統(tǒng)主要由交流發(fā)電機(jī)、三相硅整流器及電壓調(diào)節(jié)器構(gòu)成作為一個(gè)可靠的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，要求這三個(gè)組成部分都具有高度的可靠性，但是，基于各種條件的限制，無(wú)論哪一部分，都不可能做到絕對(duì)可靠。由于發(fā)電系統(tǒng)中存在著開(kāi)關(guān)振動(dòng)、連接不良的隱患，存在著高壓、大電流電感回路與低壓、微電流控制電路之間交叉作用的復(fù)雜現(xiàn)象。因此，系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)異?，F(xiàn)象是無(wú)法避免的。為了保證系統(tǒng)更可靠、更安全的工作，系統(tǒng)應(yīng)有故障及異?，F(xiàn)象的自診斷能力及實(shí)時(shí)處理的能力。顯然，這些功能只有調(diào)節(jié)器智能化才能實(shí)現(xiàn)[1]。

1　自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器分類(lèi)

發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器就是對(duì)發(fā)電機(jī)輸出進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，保證發(fā)電機(jī)輸出電壓在允許運(yùn)行條件下保持恒定的設(shè)備，這類(lèi)調(diào)節(jié)器主要靠調(diào)整發(fā)電機(jī)勵(lì)磁來(lái)確保發(fā)電機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)輸出恒定電壓。

1.1觸點(diǎn)式

觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器屬較早應(yīng)用的一種簡(jiǎn)易電壓調(diào)節(jié)器。其主要缺點(diǎn)為觸點(diǎn)振動(dòng)頻率慢，存在機(jī)械慣性和電磁慣性，電壓調(diào)節(jié)精度低，且觸點(diǎn)易產(chǎn)生火花，對(duì)無(wú)線(xiàn)電干擾大，可靠性差，壽命短圖1所示為FT61型雙級(jí)觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器主要用于東風(fēng)EQl090型汽車(chē)。

圖1　　FT61型雙級(jí)觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器

1.2晶體管式

由于半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展應(yīng)用，出現(xiàn)了晶體管調(diào)節(jié)器。該調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)精度高，不產(chǎn)生火花，且重量輕、體積小、壽命長(zhǎng)、可靠性高、電波干擾小，主要應(yīng)用于多種中低檔車(chē)型。圖2顯示的為外搭鐵式晶體管調(diào)節(jié)器基本電路。

1.3集成電路式

集成電路調(diào)節(jié)器是一種超小型電壓調(diào)節(jié)器，主要安裝于發(fā)電機(jī)的內(nèi)部（又稱(chēng)內(nèi)裝式調(diào)節(jié)器），不僅減少了外接線(xiàn)，而且冷卻效果也有了明顯改善，因此廣泛應(yīng)用于轎車(chē)車(chē)型上。圖3所示為奧迪轎車(chē)的內(nèi)裝式調(diào)節(jié)器。

圖2　　外搭鐵式晶體管調(diào)節(jié)器基本電路

圖3　內(nèi)裝式調(diào)節(jié)器

1.4電腦控制式

近幾年，部分車(chē)輛開(kāi)始采用一種新型調(diào)節(jié)器——電腦控制調(diào)節(jié)器，改調(diào)節(jié)器是通過(guò)電負(fù)載檢測(cè)儀測(cè)量系統(tǒng)總負(fù)載后，將信號(hào)發(fā)送至發(fā)動(dòng)機(jī)電腦，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)電腦控制發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器，接通和斷開(kāi)磁場(chǎng)電路。這樣即能保證電器系統(tǒng)正常工作，又能減輕發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷。目前主要應(yīng)用于廣州本田、上海別克等轎車(chē)。

發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，并通過(guò)控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。但是，由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化范圍較大，可能?chē)?yán)重影響發(fā)電機(jī)輸出電壓的大小，因此，只有裝置調(diào)節(jié)器才能保證發(fā)電機(jī)電壓在不同轉(zhuǎn)速下的均衡，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)輸出電壓隨發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)，使電壓值始終保持在某一特定范圍。

2　自動(dòng)電壓調(diào)壓器使用注意事項(xiàng)

調(diào)節(jié)器不工作時(shí)，電器系統(tǒng)將處于紊亂狀態(tài)，如燈泡觸點(diǎn)易燒蝕，蓄電池壽命縮短等。當(dāng)調(diào)節(jié)電壓過(guò)低時(shí)，蓄電池則會(huì)因?yàn)榻?jīng)常缺電而得不到及時(shí)補(bǔ)充，從而導(dǎo)致燈光暗淡，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難等。一旦出現(xiàn)上述現(xiàn)象，則必須及時(shí)予以修理，決不能隨意調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)器。

在調(diào)檢時(shí)，必須使用電壓測(cè)量設(shè)備時(shí)刻監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)輸出端電壓，絕對(duì)不能以車(chē)用電流表和充電指示燈為調(diào)整依據(jù)。因?yàn)檐?chē)用電流表只能粗略指示充放電電流值，而車(chē)用充電指示燈只能指示是否充電，都不能準(zhǔn)確反映出發(fā)電機(jī)的輸出端電壓值。如果調(diào)節(jié)器出現(xiàn)明顯故障痕跡或是固封的晶體管調(diào)節(jié)器，要根據(jù)蓄電池的存電情況而靈活掌握。

在更換調(diào)節(jié)器時(shí)，一般采用原車(chē)型號(hào)，如需更換型號(hào)則要?jiǎng)t必須匹配發(fā)電機(jī)的額定電壓、額定功率和搭鐵形式。

3　自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器常見(jiàn)故障分析

3.1不建壓

通過(guò)分析電路結(jié)構(gòu)和工作原理可知，無(wú)勵(lì)磁電流輸出是調(diào)壓器不建壓的根本原因，以下是幾種主要原因：

（1）線(xiàn)路斷路。調(diào)壓器、發(fā)電機(jī)、印刷線(xiàn)路板等部位出現(xiàn)斷電都可能引起不建壓，所以發(fā)現(xiàn)不建壓時(shí)應(yīng)首先檢查連接線(xiàn)和接插件。

（2）元件擊穿或損壞。若發(fā)現(xiàn)功率開(kāi)關(guān)管、整流橋、濾波電容等元件擊穿或損壞，則判定功率開(kāi)關(guān)及其直流電源部分發(fā)生。

（3）無(wú)調(diào)寬方波。若按下“充磁”按鈕發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)，用三用表測(cè)量無(wú)調(diào)寬方波輸出，則原因可能為連線(xiàn)斷路或整流橋、穩(wěn)壓塊損壞，此時(shí)，需逐級(jí)檢查分析以確定故障位置。

（4）繼電器觸點(diǎn)不通。繼電器觸點(diǎn)不通也是不建壓的主要原因之一，如果充磁建壓后，系統(tǒng)能正常工作，則說(shuō)明繼電器觸點(diǎn)不通；如果每次起動(dòng)發(fā)電機(jī)時(shí)都要進(jìn)行“充磁”建壓，則說(shuō)明繼電器觸點(diǎn)有故障。

3.2電壓不穩(wěn)

（1）電壓低且不可調(diào)。電壓低且不可調(diào)說(shuō)明MOS管導(dǎo)通時(shí)間短，勵(lì)磁電流小，發(fā)電機(jī)電壓低，可檢查相關(guān)元件進(jìn)行故障定位。

（2）電壓高且不可調(diào)。電壓高且不可調(diào)說(shuō)明控制勵(lì)磁回路的開(kāi)關(guān)MOS管一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，勵(lì)磁電流大，發(fā)電機(jī)電壓高，可檢查MOS管是否擊穿，若沒(méi)有，則檢測(cè)其他電容、二極管等元件。

（3）電壓表指針擺動(dòng)。指發(fā)電機(jī)空載且頻率穩(wěn)定時(shí)，若發(fā)現(xiàn)電壓表指針擺動(dòng)，故障原因可能是電位器動(dòng)觸點(diǎn)接觸不良、連接線(xiàn)松動(dòng)、元件虛焊、電容，電阻等損壞等，根據(jù)情況判別。

3.3電壓過(guò)高

電壓過(guò)高是指發(fā)電機(jī)電壓在轉(zhuǎn)速（頻率）正常時(shí)高于額定值，如果可通過(guò)調(diào)節(jié)電位計(jì)使電壓正常，則可能是電位計(jì)損壞或其連線(xiàn)有斷點(diǎn)；如果無(wú)法通過(guò)調(diào)節(jié)電位計(jì)使電壓正常，則原因可能為：（1）整流橋損壞，致使采樣電壓幅值太小；（2）繼電器不工作或由于常閉觸點(diǎn)熔焊而不能分?jǐn)?；?）三極管或功率開(kāi)關(guān)管擊穿，燒壞勵(lì)磁繞組等故障[2]。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉三清,曹廣軍,應(yīng)建華,徐彥忠.汽車(chē)發(fā)電機(jī)智能化的電壓調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)研究[J].華中理工大學(xué)學(xué)報(bào),1996,24(10):73-76.

[2]蔣超，黃衛(wèi)星，孟艷齡.WZT-2型自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器常見(jiàn)故障分析[J].科技信息（學(xué)術(shù)版）,2007(14):85-86.

作者簡(jiǎn)介：劉志軍(1982-)，男，滿(mǎn)族，吉林延吉人，碩士，工程師，研究方向：電路與系統(tǒng)。