硅整流发电机电压调整器可分为电磁震动触点式电压调整器、晶体管电压调节器和集成电路电压调整器三种。其中,电磁震动触点式调节器按触点对数分,有一对触点振动作业的单级式和两对触点交替震动作业的双级式两种。目前,双级电磁振动式电压调节器和晶体管电压调节器应用较为广泛。
1常闭,称为低速触点,上动触点K2常开,称为高速触点。调整器设有三个电阻:附加电阻R1、助振电阻R2和温度补偿电阻R3。电压调节器的固定触点通过支架1和磁场接线柱与发电机转子中的励磁线和电枢接线柱及发电机正极接线柱相通。绕在铁芯上的线圈一端搭铁,另一端则通过电阻与电枢接线柱相连。现按照发电机不一样情况说明其作业原理。
电流流入电压调整器线圈发生一定的电磁吸力,但无法克服弹簧张力,故低速触点K
仍闭合。 流经励磁线圈电流的电路为:电瓶正极→电流表→电源开关→调节器电枢接线→电压调节器磁场接线柱→发电机F接线柱→碳刷和滑环→励磁线圈→滑环和碳刷→发电机负极→搭铁→电瓶负极。
当硅整流发电机转速升高,发电机电压高于电瓶电压时,发电机向用电设备和蓄电池供电。同时向励磁线圈和调整器线圈供电,其电路有三条。
① 发电机定子线圈→硅二极管及元件板→电源开关→电压调整器电枢接线→电压调节器磁场接线柱→发电机F接线柱→电刷和滑环→励磁线圈→滑环和电刷→整流端盖和硅二极管→定子线圈。
② 发电机定子线圈→硅二极管及元件板→电源开关→电压调整器电枢接线→电压调整器线→搭铁→整流端盖和硅二极管→定子线圈。
③ 充电电路和用电装备电路:定子线圈→硅二极管与元件板→“+”接线柱→用电装备或电流表与电瓶(充电)→搭铁→整流端盖和硅二极管→定子线、励磁线路
励磁线路为:发电机正极→电源开关→电枢接线→磁场接线柱→励磁线)发电机电压减小后,通过调压器线圈的电流减小,铁芯吸力减弱,触点K1在弹簧6用途下重新闭合。励磁电流增加,电压又升高,使触点K1再次打开。如此反复开闭,从而使发电机的电压维持在规定范围内。(2)发电机转速再增高使电压超过允许值时,由于铁芯吸力继续增大,将下动触点臂吸得更低,并带动上动触点臂4下移与固定触点相碰,触点K
闭合,这时励磁电路被短路,励磁电流直接通过触点K2和上动触点臂而搭铁,励磁线圈中电流剧降,发电机靠剩磁发电。因此电压也迅速下降。同时因为电压下降,铁芯吸力随之减小,触点K2又分开,电压又回升,如此不断反复,高速触点K
振动,使发电机电压保持稳定。 因为触点式电压调节器在触点分开时触点之间会发生电火花,以及其机械系统的固有弊端,目前已逐渐被带附加磁场继电器的电压调节器所代替,电路如图2所示康明斯室外柴油发电机。
晶体管电压调整压器的工作机理主要是利用晶体管的开关特性,并用稳压管使三极管导通和截止,即利用晶体管的开关电路来控制充电发电机的励磁电流,以达到稳定充电发电机的输出电压。图3是JFT207A型柴油发电机上使用的与交流发电机相匹配的晶体管调节器的电路机理图,图4 是JFT106型原理图柴油发电机十大厂家。其工作步骤如下所述。
当发电机因转速升高其输出电压超过规定值时,电压敏感电路中的稳压管VZ击穿,开关电路前级晶体管VT1导通而将后级以复合形成的晶体管VT2、VT3截止,隔断了作为VT3负荷的发电机磁场电流,使发电机输出电压随之下降。输出电压下降又使已处于击穿状态的VZ截止,同时VT1也会因失去基极电流而截止,VT2、VT3重新导通,接通发电机的磁场电流,使发电机的输出电压再次上升。如此反复使调节器起到控制和稳定发电机输出电压的作用。线路中的其他元件分别起稳定、补偿和保护的功能,以提升调节器性能与可靠性。 电压调节器一般作为柴油发电机的随机附件由用户自行装配,装配时必须垂直,其接线柱向下,以达到防滴作用。操作时应注意,要与相应类型的充电发电机配合操作。接线应正确可拿,绝缘应完好,否则将引起电压调整器烧坏。一般情形下,不要随便打开调节器盖,如有损坏应由专业人员检查和修复。
集成电路式电压调整器(IC voltage regulator)也称IC电压调节器,它具有体积小、质量轻、调压精度高(为±0.3V,而电磁振动式电压调整器为±0.5Ⅴ)、耐震动、耐高温、寿命长,可以直接装在交流发电机内,接线简易等长处,故而被广泛用于现代柴发机组交流发电机上。
集成电路调节器有两种类型,即总汇成电路电压调节器和混合集成电路电压调整器,汇总成电路是把晶体管、二极管、电阻、电容等同时印制在一块硅基片上。混合集成电路是指由厚膜或薄膜电阻与集成的单片芯片或分立元件组装而成,目前使用较广泛的是厚膜混合集成电路电压调整器。
集成电路电压调节器的基本工作机理与晶体管电压调整器完全一样,都是根据发电机的电压信号(输入信号),利用晶体管的开关特征控制发电机的励磁电流,进而实现稳定发电机输出电压的目的。集成电路电压调节器也有内、外搭铁之分,而且以外搭铁形式居多。
集成电路电压调节器输入电压信号的检测方式根据检测点不同可分为发电机电压检测法和蓄电池电压检查法两种,如图5所示。
JFT152型混合集成电路电压调节器体积很小,通过安装板可直接装配在交流发电机的碳刷架上。它由外壳康明斯发电机厂家、安装板和电路板三部分组成,电路如图6所示。
(2)三相接线方法:将发电机的输出端分别接到三相负载的三个端子上。其中一个端子连接到发电机的一个输出线圈,另外两个端子分别连接到另外两个输出线圈。这种接线方法实用于三相负荷的情形。
硅整流发电机的输入电源一般为交流电源,接线步骤主要分为两种:
综上所述,康明斯发电机公司熟悉了硅整流发电机调节器的类型与组成,学习了它们的作业机理,知道了操作和接线的指引精选几个方面的问题。在柴发机组平日作业中中,大家应注意对硅整流发电机与调节器做到正确使用、及时维保,以增长其使用寿命。
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