淺談自動電壓調節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）

淺談自動電壓調節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：自動電壓調節器主要靠調整發電機勵磁來確保發電機在發動機轉速變化時輸出恒定電壓。本文介紹了自動電壓調節器的基本分類，結合實踐闡述了自動電壓調節器的使用注意事項，并簡要分析了自動電壓調節器的常見故障和檢修，為裝備維修提供參考依據。

關鍵詞：發電機；自動電壓調節器；勵磁

0　引言

目前各類通用汽車及武器裝備底盤車中應用最普遍的發電系統主要由交流發電機、三相硅整流器及電壓調節器構成作為一個可靠的發電機系統，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。由于發電系統中存在著開關振動、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雜現象。因此，系統在運行過程中出現異常現象是無法避免的。為了保證系統更可靠、更安全的工作，系統應有故障及異常現象的自診斷能力及實時處理的能力。顯然，這些功能只有調節器智能化才能實現[1]。

1　自動電壓調節器分類

發電機調節器就是對發電機輸出進行自動調整，保證發電機輸出電壓在允許運行條件下保持恒定的設備，這類調節器主要靠調整發電機勵磁來確保發電機在發動機轉速變化時輸出恒定電壓。

1.1觸點式

觸點式電壓調節器屬較早應用的一種簡易電壓調節器。其主要缺點為觸點振動頻率慢，存在機械慣性和電磁慣性，電壓調節精度低，且觸點易產生火花，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節器主要用于東風EQl090型汽車。

圖1　　FT61型雙級觸點式電壓調節器

1.2晶體管式

由于半導體技術的不斷發展應用，出現了晶體管調節器。該調節器調節精度高，不產生火花，且重量輕、體積小、壽命長、可靠性高、電波干擾小，主要應用于多種中低檔車型。圖2顯示的為外搭鐵式晶體管調節器基本電路。

1.3集成電路式

集成電路調節器是一種超小型電壓調節器，主要安裝于發電機的內部（又稱內裝式調節器），不僅減少了外接線，而且冷卻效果也有了明顯改善，因此廣泛應用于轎車車型上。圖3所示為奧迪轎車的內裝式調節器。

圖2　　外搭鐵式晶體管調節器基本電路

圖3　內裝式調節器

1.4電腦控制式

近幾年，部分車輛開始采用一種新型調節器——電腦控制調節器，改調節器是通過電負載檢測儀測量系統總負載后，將信號發送至發動機電腦，通過發動機電腦控制發電機電壓調節器，接通和斷開磁場電路。這樣即能保證電器系統正常工作，又能減輕發動機負荷。目前主要應用于廣州本田、上海別克等轎車。

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

2　自動電壓調壓器使用注意事項

調節器不工作時，電器系統將處于紊亂狀態，如燈泡觸點易燒蝕，蓄電池壽命縮短等。當調節電壓過低時，蓄電池則會因為經常缺電而得不到及時補充，從而導致燈光暗淡，發動機啟動困難等。一旦出現上述現象，則必須及時予以修理，決不能隨意調節調節器。

在調檢時，必須使用電壓測量設備時刻監測發電機輸出端電壓，絕對不能以車用電流表和充電指示燈為調整依據。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，都不能準確反映出發電機的輸出端電壓值。如果調節器出現明顯故障痕跡或是固封的晶體管調節器，要根據蓄電池的存電情況而靈活掌握。

在更換調節器時，一般采用原車型號，如需更換型號則要則必須匹配發電機的額定電壓、額定功率和搭鐵形式。

3　自動電壓調節器常見故障分析

3.1不建壓

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

（1）線路斷路。調壓器、發電機、印刷線路板等部位出現斷電都可能引起不建壓，所以發現不建壓時應首先檢查連接線和接插件。

（2）元件擊穿或損壞。若發現功率開關管、整流橋、濾波電容等元件擊穿或損壞，則判定功率開關及其直流電源部分發生。

（3）無調寬方波。若按下“充磁”按鈕發電機發電時，用三用表測量無調寬方波輸出，則原因可能為連線斷路或整流橋、穩壓塊損壞，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，系統能正常工作，則說明繼電器觸點不通；如果每次起動發電機時都要進行“充磁”建壓，則說明繼電器觸點有故障。

3.2電壓不穩

（1）電壓低且不可調。電壓低且不可調說明MOS管導通時間短，勵磁電流小，發電機電壓低，可檢查相關元件進行故障定位。

（2）電壓高且不可調。電壓高且不可調說明控制勵磁回路的開關MOS管一直處于導通狀態，勵磁電流大，發電機電壓高，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。指發電機空載且頻率穩定時，若發現電壓表指針擺動，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，根據情況判別。

3.3電壓過高

電壓過高是指發電機電壓在轉速（頻率）正常時高于額定值，如果可通過調節電位計使電壓正常，則可能是電位計損壞或其連線有斷點；如果無法通過調節電位計使電壓正常，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斷；（3）三極管或功率開關管擊穿，燒壞勵磁繞組等故障[2]。

參考文獻：

[1]劉三清,曹廣軍,應建華,徐彥忠.汽車發電機智能化的電壓調節器設計研究[J].華中理工大學學報,1996,24(10):73-76.

[2]蔣超，黃衛星，孟艷齡.WZT-2型自動電壓調節器常見故障分析[J].科技信息（學術版）,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。