硅整流發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)和勵(lì)磁方式
硅整流發(fā)電機(jī)由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，轉(zhuǎn)速隨柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速在一個(gè)很大的范圍內(nèi)變動(dòng)。硅整流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速高，其發(fā)出的電壓高；轉(zhuǎn)速低，其發(fā)出的電壓也低，為了保持硅整流發(fā)電機(jī)的端電壓的基本穩(wěn)定，必須設(shè)置電壓調(diào)節(jié)器。電壓調(diào)節(jié)器安裝時(shí)必須垂直，其接線柱向下，以達(dá)到防滴作用。使用時(shí)應(yīng)注意要與相應(yīng)型號(hào)的充電硅整流發(fā)電機(jī)配合使用。接線應(yīng)正確可靠，絕緣應(yīng)完好，否則可能導(dǎo)致電壓調(diào)節(jié)器燒壞。一般情況下，不要隨便打開調(diào)節(jié)器蓋，如有故障應(yīng)由專業(yè)人員檢修。
一、硅整流發(fā)電機(jī)原理
硅整流發(fā)電機(jī)是三相交流同步硅整流發(fā)電機(jī)，其磁極為旋轉(zhuǎn)式。其勵(lì)磁方式是：在啟動(dòng)和低轉(zhuǎn)速時(shí)，由于硅整流發(fā)電機(jī)電壓低于蓄電池電壓，硅整流發(fā)電機(jī)是他勵(lì)的（由蓄電池供電）；高轉(zhuǎn)速時(shí)，硅整流發(fā)電機(jī)電壓高于蓄電池充電電壓，硅整流發(fā)電機(jī)是自勵(lì)的。
（1）當(dāng)電源開關(guān)接通時(shí)，蓄電池電流通過上方調(diào)節(jié)器流向硅整流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁線圈，勵(lì)磁線圈周圍便產(chǎn)生磁通，大部分磁通通過磁軛和爪形磁極形成n極，再穿過轉(zhuǎn)子與定子之間的空氣隙，經(jīng)過定子的齒部和軛部，然后再穿過空氣隙，進(jìn)入另一爪形磁極形成s極，最后回到磁軛，形成磁回路。另有少部分磁通在定子旁邊的空氣隙中及n與s極之間通過，這部分稱為漏磁通。
（2）當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極在定子內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子的n極和s極在定子內(nèi)交替通過，使定子繞組切割磁力線而產(chǎn)生交流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。三相繞組所產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)相位差為120°，所發(fā)出的三相交流電經(jīng)六只二極管三相全波整流后，即可在硅整流發(fā)電機(jī)正負(fù)接線柱之間獲得直流電。
（3）當(dāng)勵(lì)磁繞組接通直流電時(shí)即被勵(lì)磁， 一塊爪極形成 n極，另一塊爪極形成 s 極，兩塊爪極相互交錯(cuò)形成 6 對(duì)磁極。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)， 勵(lì)磁繞組所產(chǎn)生的磁場(chǎng)也隨之旋轉(zhuǎn)， 形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)， 它與固定不動(dòng)的定子繞組之間產(chǎn)生相對(duì)動(dòng)， 使三相定子繞組中產(chǎn)生三個(gè)頻率相同、幅值相等、相位相差 120°電角度的正弦電動(dòng)勢(shì) ea、eb和 ec ，其順時(shí)值分另為：
ea=emsinωt=√2esin ωt
eb=emsin(ωt-120°)=√2esin(ωt-120°)
由此可知， 硅流硅整流發(fā)電機(jī)每相繞組中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值與硅整流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和磁場(chǎng)的磁通量成正比。三相交流電動(dòng)勢(shì)是對(duì)稱的，當(dāng)外接負(fù)載時(shí)，三相交流電壓 ua、ub 和 uc 也是對(duì)稱的。
硅整流發(fā)電機(jī)原理圖
二、硅整流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器
硅整流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器可分為電磁振動(dòng)觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器、晶體管電壓調(diào)節(jié)器和集成電路電壓調(diào)節(jié)器三種。其中，電磁振動(dòng)觸點(diǎn)式調(diào)節(jié)器按觸點(diǎn)對(duì)數(shù)分：有一對(duì)觸點(diǎn)振動(dòng)工作的單級(jí)式和兩對(duì)觸點(diǎn)交替振動(dòng)工作的雙級(jí)式兩種。目前，雙級(jí)電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器和品體管電壓調(diào)節(jié)器應(yīng)用最為廣泛。
（1）雙級(jí)電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器
上部為雙級(jí)電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器。它具有兩對(duì)觸點(diǎn)，中間觸點(diǎn)是定的，下動(dòng)觸點(diǎn)常閉，稱為低速觸點(diǎn)，上動(dòng)觸點(diǎn)常開，稱為高速觸點(diǎn)。調(diào)節(jié)器設(shè)有三個(gè)電阻：附加電阻、助振電阻和溫度補(bǔ)償電阻。
電壓調(diào)節(jié)器的固定觸點(diǎn)通過支架和磁場(chǎng)接線柱與硅整流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子中的勵(lì)磁線圈相連。下動(dòng)的硅整流發(fā)電機(jī)外部作為正極，而硅整流發(fā)電機(jī)外殼作為負(fù)極。直流電流從硅整流發(fā)電機(jī)的電樞接線柱輸出，經(jīng)用電設(shè)備后至內(nèi)燃機(jī)機(jī)體，然后到硅整流發(fā)電機(jī)外殼，形成回路。
（2）硅整流發(fā)電機(jī)的輸出特性（負(fù)載特性）
當(dāng)保持硅整流發(fā)電機(jī)的輸出電壓一定時(shí)（對(duì)12v硅整流發(fā)電機(jī)規(guī)定為14v，對(duì)24v硅整流發(fā)電機(jī)規(guī)定為28v），調(diào)整其輸出電流與轉(zhuǎn)速，就可得到輸出特性曲線，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值后，硅整流發(fā)電機(jī)的輸出電流不再繼續(xù)上升，而趨于某一固定值，此值稱為限流值或最大輸出電流值。所以硅整流發(fā)電機(jī)有一種自身限制電流的性能，這是硅整流發(fā)電機(jī)最重要的特性。
三、硅整流器的原理
硅整流器是利用硅二極管的單向?qū)щ娦裕?將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。在硅整流發(fā)電機(jī)中， 六只硅二極管連接成三相橋式全波整流電路。
三個(gè)正極管子 d1、d3 和 d6 的正極連接在一起， 負(fù)極分另接在三相繞組的首端。根據(jù)導(dǎo)通原則， 連接在一起的幾個(gè)二極管中，正極電位最高的二極管總是優(yōu)先導(dǎo)通， 即在某一時(shí)間內(nèi)， 只有正極電位最高或負(fù)極電位最低的管子才能導(dǎo)通。
在t=0 時(shí)， ua=0，uc 為正值， ub 為負(fù)值， d1、d3 和 d5 負(fù)極電位相同，而 a、b、c 三點(diǎn)中 c 點(diǎn)電位最高， d5 優(yōu)先導(dǎo)通，使3 個(gè)正極管子負(fù)極的電位等于 c 點(diǎn)電位，這時(shí) d1、d3 因承受反向電壓而截止。而 d2、d4 和 d5 的正極電位相同， a、b、c 三點(diǎn)中 b 點(diǎn)電位最低， d4 優(yōu)先導(dǎo)通，使三個(gè)負(fù)極管了的正極電位等于 b 點(diǎn)電位，這時(shí) d2 和 d6 承受反向電壓而截止。這樣 c、b兩點(diǎn)之間的線電壓的瞬時(shí)值加在負(fù)截 rl 上。
三、硅整流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式
硅整流發(fā)電機(jī)開始發(fā)電時(shí)采取它勵(lì)方式進(jìn)行， 即由蓄電池供給勵(lì)磁電流。當(dāng)硅整流發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到蓄電池電壓時(shí)轉(zhuǎn)為自勵(lì)， 即由發(fā)電機(jī)自身供給勵(lì)磁電流。
在硅整流發(fā)電機(jī)中， 轉(zhuǎn)子的爪極有一定的剩磁， 當(dāng)轉(zhuǎn)子以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)， 在三相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)， 經(jīng)整流器整流后通過電刷和滑環(huán)加到勵(lì)磁繞組上， 勵(lì)磁繞組有電流通過， 使磁場(chǎng)加強(qiáng)， 三相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)進(jìn)一步提高， 促使磁場(chǎng)進(jìn)一步增強(qiáng)， 如此反復(fù)， 使硅整流發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)逐漸升高。上述問題存在的問題是，當(dāng)加在硅二極管上的正向電壓小于其死區(qū)電壓時(shí) (約 0.6v左右)，二極管處于截止?fàn)畈粚?dǎo)通，由于硅整流發(fā)電機(jī)剩磁 較弱， 所以硅整流發(fā)電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 不能建立電壓， 而只有在較高轉(zhuǎn)速時(shí)(n＞1200r/min) ，硅整流發(fā)電機(jī)的電壓才能很快上升， 完成自勵(lì)過程。
為了克服硅速流硅整流發(fā)電機(jī)在低速時(shí)， 不能建立電壓的缺點(diǎn)， 在硅整流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低、硅整流發(fā)電機(jī)的端電壓低于蓄電池端電壓時(shí)， 由蓄電池向硅整流發(fā)電機(jī)供給勵(lì)磁電流(即他勵(lì))，使硅整流發(fā)電機(jī)在較強(qiáng)的磁場(chǎng)下很快地建立起電壓。這就使硅整流發(fā)電機(jī)的低速充電性能較好。
當(dāng)硅整流發(fā)電機(jī)的端電壓大于蓄電池電壓時(shí)， 由于硅整流發(fā)電機(jī)是與蓄電池并聯(lián)供電的， 因此， 就自動(dòng)地轉(zhuǎn)為由硅整流發(fā)電機(jī)輸出的電壓向用電設(shè)備供電，同時(shí)還向自身的勵(lì)磁繞組供給勵(lì)磁電流。

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