淺談自動電壓調(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,武漢　430311）

淺談自動電壓調(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,武漢430311）

摘要：自動電壓調(diào)節(jié)器主要靠調(diào)整發(fā)電機勵磁來確保發(fā)電機在發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化時輸出恒定電壓。本文介紹了自動電壓調(diào)節(jié)器的基本分類，結(jié)合實踐闡述了自動電壓調(diào)節(jié)器的使用注意事項，并簡要分析了自動電壓調(diào)節(jié)器的常見故障和檢修，為裝備維修提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機；自動電壓調(diào)節(jié)器；勵磁

0　引言

目前各類通用汽車及武器裝備底盤車中應(yīng)用最普遍的發(fā)電系統(tǒng)主要由交流發(fā)電機、三相硅整流器及電壓調(diào)節(jié)器構(gòu)成作為一個可靠的發(fā)電機系統(tǒng)，要求這三個組成部分都具有高度的可靠性，但是，基于各種條件的限制，無論哪一部分，都不可能做到絕對可靠。由于發(fā)電系統(tǒng)中存在著開關(guān)振動、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)在運行過程中出現(xiàn)異常現(xiàn)象是無法避免的。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時處理的能力。顯然，這些功能只有調(diào)節(jié)器智能化才能實現(xiàn)[1]。

1　自動電壓調(diào)節(jié)器分類

發(fā)電機調(diào)節(jié)器就是對發(fā)電機輸出進行自動調(diào)整，保證發(fā)電機輸出電壓在允許運行條件下保持恒定的設(shè)備，這類調(diào)節(jié)器主要靠調(diào)整發(fā)電機勵磁來確保發(fā)電機在發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化時輸出恒定電壓。

1.1觸點式

觸點式電壓調(diào)節(jié)器屬較早應(yīng)用的一種簡易電壓調(diào)節(jié)器。其主要缺點為觸點振動頻率慢，存在機械慣性和電磁慣性，電壓調(diào)節(jié)精度低，且觸點易產(chǎn)生火花，對無線電干擾大，可靠性差，壽命短圖1所示為FT61型雙級觸點式電壓調(diào)節(jié)器主要用于東風(fēng)EQl090型汽車。

圖1　　FT61型雙級觸點式電壓調(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、可靠性高、電波干擾小，主要應(yīng)用于多種中低檔車型。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)電機的內(nèi)部（又稱內(nèi)裝式調(diào)節(jié)器），不僅減少了外接線，而且冷卻效果也有了明顯改善，因此廣泛應(yīng)用于轎車車型上。圖3所示為奧迪轎車的內(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，部分車輛開始采用一種新型調(diào)節(jié)器——電腦控制調(diào)節(jié)器，改調(diào)節(jié)器是通過電負載檢測儀測量系統(tǒng)總負載后，將信號發(fā)送至發(fā)動機電腦，通過發(fā)動機電腦控制發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器，接通和斷開磁場電路。這樣即能保證電器系統(tǒng)正常工作，又能減輕發(fā)動機負荷。目前主要應(yīng)用于廣州本田、上海別克等轎車。

發(fā)動機帶動發(fā)電機，并通過控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)對發(fā)電機轉(zhuǎn)速的控制。但是，由于發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化范圍較大，可能嚴(yán)重影響發(fā)電機輸出電壓的大小，因此，只有裝置調(diào)節(jié)器才能保證發(fā)電機電壓在不同轉(zhuǎn)速下的均衡，實現(xiàn)發(fā)電機輸出電壓隨發(fā)電機轉(zhuǎn)速的變化而自動調(diào)節(jié)，使電壓值始終保持在某一特定范圍。

2　自動電壓調(diào)壓器使用注意事項

調(diào)節(jié)器不工作時，電器系統(tǒng)將處于紊亂狀態(tài)，如燈泡觸點易燒蝕，蓄電池壽命縮短等。當(dāng)調(diào)節(jié)電壓過低時，蓄電池則會因為經(jīng)常缺電而得不到及時補充，從而導(dǎo)致燈光暗淡，發(fā)動機啟動困難等。一旦出現(xiàn)上述現(xiàn)象，則必須及時予以修理，決不能隨意調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)器。

在調(diào)檢時，必須使用電壓測量設(shè)備時刻監(jiān)測發(fā)電機輸出端電壓，絕對不能以車用電流表和充電指示燈為調(diào)整依據(jù)。因為車用電流表只能粗略指示充放電電流值，而車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，一般采用原車型號，如需更換型號則要則必須匹配發(fā)電機的額定電壓、額定功率和搭鐵形式。

3　自動電壓調(diào)節(jié)器常見故障分析

3.1不建壓

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

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

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

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

（4）繼電器觸點不通。繼電器觸點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，則說明繼電器觸點不通；如果每次起動發(fā)電機時都要進行“充磁”建壓，則說明繼電器觸點有故障。

3.2電壓不穩(wěn)

（1）電壓低且不可調(diào)。電壓低且不可調(diào)說明MOS管導(dǎo)通時間短，勵磁電流小，發(fā)電機電壓低，可檢查相關(guān)元件進行故障定位。

（2）電壓高且不可調(diào)。電壓高且不可調(diào)說明控制勵磁回路的開關(guān)MOS管一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，勵磁電流大，發(fā)電機電壓高，可檢查MOS管是否擊穿，若沒有，則檢測其他電容、二極管等元件。

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

3.3電壓過高

電壓過高是指發(fā)電機電壓在轉(zhuǎn)速（頻率）正常時高于額定值，如果可通過調(diào)節(jié)電位計使電壓正常，則可能是電位計損壞或其連線有斷點；如果無法通過調(diào)節(jié)電位計使電壓正常，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熔焊而不能分?jǐn)?；?）三極管或功率開關(guān)管擊穿，燒壞勵磁繞組等故障[2]。

參考文獻：

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

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

作者簡介：劉志軍(1982-)，男，滿族，吉林延吉人，碩士，工程師，研究方向：電路與系統(tǒng)。