2016广东中职汽车电器构造与维修教案：2.3 电压调节器的功用、类型和工作原理.docVIP

第三讲 电压调节器的功用、类型和工作原理 教学内容 电压调节器的功用、类型和工作原理 计划学时 2 教学目标 1.掌握电压调节器功用、基本工作原理和结构 2.熟悉电压调节器的工作过程 教学重点 电压调节器的基本工作原理和结构 解决措施 实物讲解，动画演示 教学难点 电压调节器的基本工作原理和工作过程 解决措施 动画演示 教 学 过 程 导入新课 由教师引导思路，复习旧课，分析发电机输出电压的影响因素，引入新课 二、电压调节器的功用 在发电机转速变化时，自动控制发电机电压并保持恒定，使其不因发电机转速高而引起电压过高，烧坏用电器和导致蓄电池过充电；也不会因发电机转速低而电压不足导致用电器工作失常。 质疑：若负载大小发生变化，发电机的输出电压是否变化？ 三、电压调节器的基本原理 交流发电机所产生的感应电动势与转子转速和磁极磁通成正比。当转速n升高时，Eφ增大，发电机输出端电压UB升高，当转速升高到一定值时，输出端电压达到限定值，要想使发电机的输出电压UB不再随转速的升高而上升，只能通过减小磁通Ф来实现。磁极磁通Ф与励磁电流If成正比，因此减小磁通Ф也就是减小励磁电流If 。 交流发电机电压调节器的调压原理是：当发电机转速升高时，调节器通过减小发电机励磁电流If来减小磁通Ф，使发电机的输出电压UB保持不变；当发电机的转速降低时，调节器通过增大发电机的励磁电流If来增加磁通Ф，使发电机的输出电压UB保持不变 。 质疑：改变励磁电流If的大小有几种方式？ 四、电压调节器的分类 1.调节器按其工作原理可分为： （1）触点式电压调节器 实物展示 （课件显示） 调节器触点振动频率慢，存在机械惯性和电磁惯性，电压调节精度低，触点易产生火花，对无线电干扰大，可靠性差，寿命短，现已被淘汰。 （2）晶体管电压调节器 三极管的开关频率高，且不产生火花，调节精度高，还具有重量轻、体积小、寿命长、可靠性高、电波干扰小等优点。 （3）集成电路电压调节器 除具有晶体管调节器的优点外，还具有超小型，安装于发电机的内部减少了外接线，并且冷却效果得到了改善。 （4）电脑控制电压调节器 由负载检测仪测量系统总负载后，向发电机电脑发送信号，然后由发动机电脑控制发电机电压调节器，适时地接通和断开磁场电路。即能可靠地保证电器系统正常工作，使蓄电池充电充足，又能减轻发动机负荷，提高燃料经济性。 2.调节器按所匹配的交流发电机搭铁类型可分为： （1）内搭铁型电压调节器 适用于内搭铁型交流发电机的电子调节器； （2）外搭铁型电压调节器 适合用于外搭铁型交流发电机的电子调节器。 五、电压调节器的结构和工作原理 1.晶体管式电压调节器的结构和工作原理 晶体管式电压调节器又称电子调节器，按所匹配的交流发电机搭铁类型分为两种，一种是内外搭铁型，另一种是内搭铁型。 以外搭铁型调节器为例介绍晶体管电压调节器的结构和工作原理。 （1）电路组成：（课件显示） 由三只电阻R1、R2 、R3，两只三极管VT1、VT2，一只稳压二极管VS和一只二极管VD组成。 各元件的作用： 电阻R3既是VT1的分压电阻，又是VT2的负载电阻 电阻R1和R2组成一个分压器，两端的电压为发电机电压UB。 VT2是大功率三极管（NPN型），和发电机的磁场绕组串联，起开关作用，用来接通与切断发电机的励磁电路； VT1是小功率三极管，用以放大控制信号； VD是续流二极管； 稳压管VS是感受元件，串联在VT1的基极电路中，并通过VT1的发射结并联于分压电阻R1的两端，以感受发电机的输出电压； UR1电压加在稳压管VS上，R1的阻值是这样确定的,当发电机输出电压UB达到规定的调整值时,UR1电压正好等于稳压管VS的反向击穿电压。 质疑：若VT2三极管出现断路或短路故障，发电机输出电压将如何变化？ （2）工作原理:动画演示 1）点火开关SW刚接通时，发动机不转。发电机不发电，蓄电池电压加在分压器R1、R2上，此时因UR1 较低不能使稳压管VS的反向击穿，VT1截止，VT1截止使得VT2导通，发电机磁场电路接通，此时由蓄电池供给磁场电流。 磁场绕组电路为： 蓄电池正极→磁场绕组→调节器F接柱→三极管VT2→调节器E接柱→搭铁→蓄电池负极。 随着发动机的启动，发电机转速升高，发电机他励发电，电压上升。 2）当发电机电压升高到大于蓄电池电压时，发电机自励发电并开始向蓄电池充电，如果此时发电机输出电压UB调节器调节电压的上限UB2，VT1继续截止，VT2继续导通，但此时的磁场电流由发电机供给。 磁场绕组电路为： 发电机正极→磁场绕组→调节器F接柱→三极管VT2→调节器E→搭铁→发电机负极。 发电机电压随转速升高迅速升高。 3）当发电机电压升高到等于调节电压上限UB2时，调节器对电压的调节开始。此时VS