一、概述
發(fā)電機(jī)的電壓也必然隨著轉(zhuǎn)速的變化而變化，這與用電設(shè)備和蓄電池充電要求電壓恒定相矛盾。
因此，發(fā)電機(jī)必須具有調(diào)節(jié)電壓的裝置，以便當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的電壓，使電壓保持一定或保持在某一允許范圍內(nèi)，以防發(fā)電機(jī)電壓過高或者過低，燒壞用電設(shè)備，使蓄電池過充電或者使蓄電池充電不足。
交流發(fā)電機(jī)的硅二極管具有單向?qū)щ娞匦?，有阻止反向電流作用，它決定了蓄電池不可能向發(fā)電機(jī)放電而出現(xiàn)逆電流，所以無需設(shè)置逆電流截?cái)嗥?；又因?yàn)榻涣靼l(fā)電機(jī)具有自身限制輸出電流不超過最大值的能力，故也不必配用電流限制器，僅需要一個(gè)電壓調(diào)節(jié)器。
二、電壓調(diào)節(jié)器調(diào)壓的基本原理
在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，要使電壓保持一定，只有相應(yīng)地改變磁極的磁通，即當(dāng)n增高時(shí)減少聲使電壓保持一定。而磁通聲的大小取決于磁場(chǎng)電流，所以在轉(zhuǎn)速變化時(shí)只要自動(dòng)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)電流就能使電壓保持一定。電壓調(diào)節(jié)器就是根據(jù)這一原理進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)。
三、ft61型雙觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器
1．結(jié)構(gòu)
動(dòng)觸點(diǎn)在兩個(gè)靜觸點(diǎn)中間形成一對(duì)常閉的低速觸點(diǎn)k1，另一對(duì)常開的高速觸點(diǎn)k2,能調(diào)節(jié)兩級(jí)電壓，故稱為雙級(jí)觸點(diǎn)式。高速靜觸點(diǎn)與金屬底座直接搭鐵。對(duì)外只有點(diǎn)火(或“火線”、“電樞”、“a”、“s”、“+”)和磁場(chǎng)(或“f”)兩個(gè)接線柱。
低速觸點(diǎn)k1和加速電阻(助振電阻)r1、調(diào)節(jié)電阻(附加電阻)r2并聯(lián)；高速觸點(diǎn)k2與發(fā)電機(jī)激磁繞組并聯(lián)；溫度補(bǔ)償電阻r3串人磁化線圈電路中。另外還有電磁鐵芯，磁化線圈、活動(dòng)觸點(diǎn)臂銜鐵，拉力彈簧等。
2．工作過程
1)閉合點(diǎn)火開關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)不發(fā)動(dòng)或者低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)電機(jī)不轉(zhuǎn)或者轉(zhuǎn)速很低，調(diào)節(jié)器火線接線柱對(duì)地的電壓小于14v，電流流人磁化線圈3產(chǎn)生的電磁力不能克服彈簧4的拉力。所以低速觸點(diǎn)k1仍然閉合。
此時(shí)，由蓄電池向磁場(chǎng)繞組8提供勵(lì)磁電流，稱為他勵(lì)。
他勵(lì)電路為：蓄電池正極→電流表a→點(diǎn)火開關(guān)10→調(diào)節(jié)器火線接線柱s→靜觸點(diǎn)支架1→低速觸點(diǎn)s1→銜鐵2→磁軛5→調(diào)節(jié)器磁場(chǎng)接線柱f→發(fā)電機(jī)f接線柱→電刷和滑環(huán)→磁場(chǎng)繞組8→滑環(huán)和電刷→發(fā)電機(jī)“-”接線柱→搭鐵→蓄電池負(fù)極。
發(fā)電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于磁場(chǎng)電流由蓄電池供給，使轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)增強(qiáng)，于是電壓很快升高。
2)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓高于蓄電池電壓時(shí)，則磁場(chǎng)電流和磁化線圈中的電流均由發(fā)電機(jī)供給。
發(fā)電機(jī)自身向磁場(chǎng)繞組8提供勵(lì)磁電流，稱為自勵(lì)。自勵(lì)電流由發(fā)電機(jī)a端輸出。
3)隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到第一級(jí)調(diào)節(jié)電壓14v時(shí)，磁化線圈3的電磁力增強(qiáng)，克服彈簧拉力，將銜鐵2吸下，使k，打開，處于中間懸空位置。
此時(shí)磁場(chǎng)電路為：發(fā)電機(jī)正極a→點(diǎn)火開關(guān)10→調(diào)節(jié)器火線接線柱s→加速電阻r1→調(diào)節(jié)電阻r2→調(diào)節(jié)器f接線柱→發(fā)電機(jī)f接線柱→磁場(chǎng)繞組8→搭鐵。
由于磁場(chǎng)電路中串人了r1、r2使磁場(chǎng)電流減小，發(fā)電機(jī)電壓降低。
當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓下降而略低于工作電壓14v后，通過磁化線圈3的電流減小，電磁吸力減弱，s1在彈簧作用下重又閉合，r1、r2被短路，使磁場(chǎng)電流增加，發(fā)電機(jī)電壓再度升高。
當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓升至略高于工作電壓14v時(shí)，s1又被打開，處于懸空位置，如此重復(fù)上述過程。發(fā)電機(jī)電壓又降低。如此重復(fù)，s1不斷振動(dòng)，使發(fā)電機(jī)電壓保持在一級(jí)調(diào)壓值14v上工作。
4)發(fā)電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，即使s1打開，串入r1、r2因其阻值較小，發(fā)電機(jī)電壓仍會(huì)繼續(xù)升高，此時(shí)電壓升到二級(jí)調(diào)壓值14.5v，因電磁吸力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于彈簧彈力，使s2閉合。s2閉合，磁場(chǎng)繞組的兩端均搭鐵而短路，于是發(fā)電機(jī)電壓急劇下降。與此同時(shí)，磁化線圈吸力減小，銜鐵又使活動(dòng)觸點(diǎn)處于懸空位置，s1、s2均打開，磁場(chǎng)電路中又串入r1、r2，電壓到又升高。如此重復(fù)，s2不斷振動(dòng)開閉，使發(fā)電機(jī)電壓保持在二級(jí)調(diào)壓值14.5v穩(wěn)定工作。
四、ft111型單觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器
ft111型電壓調(diào)節(jié)器是由上海實(shí)業(yè)交通電器有限公司生產(chǎn)的一種具有滅弧系統(tǒng)的單級(jí)觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器，它可有效地克服普通單級(jí)觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)易產(chǎn)生火花迅速燒蝕的缺點(diǎn)，適用于任何12v、300w～500w內(nèi)搭鐵交流發(fā)電機(jī)。其結(jié)構(gòu)及線路如圖2—18所示。
ft111型電壓調(diào)節(jié)器是在傳統(tǒng)單級(jí)觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)由二極管vd、扼流線圈l2和電容c組成的vd—l、c觸點(diǎn)滅弧系統(tǒng)。其滅弧原理可用圖2—19說明。
當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到規(guī)定值時(shí)，磁化線圈l1使觸點(diǎn)打開，于是調(diào)節(jié)電阻r2和加速電阻r1串入磁場(chǎng)電路，使磁場(chǎng)電流急劇減小，結(jié)果在磁場(chǎng)繞組中產(chǎn)生了很高的自感電動(dòng)勢(shì)，其感應(yīng)電流可
通過二極管vd、扼流線圈l：構(gòu)成回路，起到續(xù)流作用，保護(hù)了觸點(diǎn)。另外，在觸點(diǎn)兩端通過l2并聯(lián)一電容器，用來吸收自感電動(dòng)勢(shì)也減小了觸點(diǎn)火花。
上述具有滅弧系統(tǒng)的單級(jí)觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器的優(yōu)點(diǎn)是：只有一對(duì)觸點(diǎn)，調(diào)節(jié)容易；不僅減小t觸點(diǎn)火花，使觸點(diǎn)壽命延長且又減弱了無線電干擾；此外，當(dāng)觸點(diǎn)打開時(shí)，由于自感電流通過l2時(shí)退磁作用，因此，又加速了觸點(diǎn)的閉合，使觸點(diǎn)的振動(dòng)頻率提高。