陳小龍

(江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基礎(chǔ)部，江蘇 江陰 214405)

當(dāng)汽車點(diǎn)火開關(guān)閉合時(shí)，由蓄電池為汽車運(yùn)行提供能量，遵循蓄電池正極—充電指示燈—調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)—激磁繞阻—搭鐵—蓄電池負(fù)極的電路，使得蓄電池放電，且指示燈亮[1]。但隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速逐步提高，當(dāng)提高至其輸出電壓高于蓄電池電壓時(shí)，汽車供電狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)為汽車運(yùn)行提供能量，且指示燈滅。外電路通過電刷使得激磁繞組通電產(chǎn)生磁場(chǎng)，將爪極磁化為N極和S極。因此，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中，磁通在定子繞組中交替變化，便產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(基于電磁感應(yīng)原理)，進(jìn)而可以正常發(fā)電[2-4]。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障需要檢修或發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后需要打開點(diǎn)火開關(guān)供電時(shí)，此時(shí)發(fā)電機(jī)已停止發(fā)電，但激磁繞組由于電路閉合，還會(huì)造成蓄電池向激磁繞組供電的情況，造成激磁繞組過熱燒壞或蓄電池長(zhǎng)期放電虧電的情況。本研究提供了一種汽車交流發(fā)電機(jī)激磁繞組電路保護(hù)裝置，在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后，打開點(diǎn)火開關(guān)，可避免蓄電池長(zhǎng)時(shí)間向激磁繞組供電的危險(xiǎn)，有效保護(hù)了激磁繞組，又避免了蓄電池長(zhǎng)時(shí)間放電造成虧電的情況[5-9]。

1 電路組成

1.1 外搭鐵發(fā)電機(jī)激磁電路

以汽車用外搭鐵調(diào)節(jié)器為例，交流發(fā)電機(jī)電源電路如圖1所示。當(dāng)接通點(diǎn)火開關(guān)S1、不起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，電壓調(diào)節(jié)器內(nèi)的大功率三極管導(dǎo)通，激磁電路為：蓄電池“+”極—點(diǎn)火開關(guān)S1—激磁繞組F1端子—激磁繞組F—激磁繞組F2端子—電壓調(diào)節(jié)器FT的F端子—電壓調(diào)節(jié)器FT的E端子—搭鐵—蓄電池“-”極。只要點(diǎn)火開關(guān)接通，激磁繞組就有電流通過，會(huì)造成激磁繞組發(fā)熱損壞或蓄電池虧電。

圖1 外搭鐵發(fā)電機(jī)激磁電路

1.2 外搭鐵發(fā)電機(jī)激磁繞組保護(hù)電路

為了克服圖1電路的缺點(diǎn)，在電路中增加了時(shí)間繼電器J1和常開繼電器J2，對(duì)激磁繞組電路保護(hù)。外搭鐵發(fā)電機(jī)激磁繞組保護(hù)電路如圖2所示[11-12]。

時(shí)間繼電器(J1)電磁線圈KT的輸入端接點(diǎn)火開關(guān)輸出端，電磁線圈KT的輸出端搭鐵；時(shí)間繼電器(J1)觸點(diǎn)KT的輸入端接點(diǎn)火開關(guān)輸出端，觸點(diǎn)KT的輸出端接激磁繞組的輸入端F1端子。常開繼電器J2的線圈L1的輸入端接發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)N接線端子，其輸出端搭鐵；常開繼電器J2的觸點(diǎn)K1的輸入端接點(diǎn)火開關(guān)輸出端，其觸點(diǎn)K1的輸出端接激磁繞組的輸入端F1端子。

圖2 外搭鐵發(fā)電機(jī)激磁繞組保護(hù)電路

2 工作原理

1) 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障需要檢修，或發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后需要打開點(diǎn)火開關(guān)S1供電時(shí)(此時(shí)發(fā)電機(jī)沒有運(yùn)轉(zhuǎn))，時(shí)間繼電器(J1)電磁線圈KT形成閉合回路，有電流通過產(chǎn)生電磁力，吸引時(shí)間繼電器(J1)的觸點(diǎn)KT迅速閉合并維持10 s，此時(shí)發(fā)電機(jī)激磁繞組有電流通過，激磁電路為：蓄電池“+”極—點(diǎn)火開關(guān)S1—時(shí)間繼電器(J1)的觸點(diǎn)KT—發(fā)電機(jī)激磁繞組“F1”接線柱—發(fā)電機(jī)激磁繞組—發(fā)電機(jī)激磁繞組“F2”接線柱—電壓調(diào)節(jié)器FT的“F”接線柱—搭鐵—蓄電池“-”極。這個(gè)過程只需維持10 s，時(shí)間繼電器(J1)的觸點(diǎn)KT便斷開，切斷了發(fā)電機(jī)的激磁電路，避免了蓄電池長(zhǎng)時(shí)間向激磁繞組供電的危險(xiǎn)。

2) 當(dāng)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，激磁繞組有電流通過，激磁電路為：蓄電池“+”極—點(diǎn)火開關(guān)S1—時(shí)間繼電器(J1)的觸點(diǎn)KT—發(fā)電機(jī)激磁繞組“F1”接線柱—發(fā)電機(jī)激磁繞組—發(fā)電機(jī)激磁繞組“F2”接線柱—電壓調(diào)節(jié)器FT的“F”接線柱—搭鐵—蓄電池“-”極。此時(shí)發(fā)電機(jī)已運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接線端子N有電壓輸出，常開繼電器J2的電磁線圈L1有電流通過，磁化電路為：發(fā)電機(jī)N端子—常開繼電器J2的電磁線圈L1—搭鐵，產(chǎn)生電磁力，吸引常開繼電器J2的觸點(diǎn)K1閉合，發(fā)電機(jī)的激磁繞組仍保持有電流通過，激磁電路為：發(fā)電機(jī)“B+”—點(diǎn)火開關(guān)S1—常開繼電器(J2)的觸點(diǎn)K1—發(fā)電機(jī)激磁繞組“F1”接線柱—發(fā)電機(jī)激磁繞組—發(fā)電機(jī)激磁繞組“F2”接線柱—電壓調(diào)節(jié)器FT的“F”接線柱—搭鐵—發(fā)電機(jī)“-”極。發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，正常發(fā)電向外輸出。

3 結(jié)論

汽車交流發(fā)電機(jī)激磁電路中加裝了激磁繞組保護(hù)裝置，能夠避免發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后激磁繞組長(zhǎng)時(shí)間通電燒壞，也避免了蓄電池長(zhǎng)時(shí)間放電造成虧電的故障。加裝時(shí)間繼電器(J1)，能夠保證發(fā)電機(jī)未發(fā)電時(shí)，蓄電池向發(fā)電機(jī)激磁電路提供電流；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)著火怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)電機(jī)N端子有電壓輸出，常開繼電器(J2)的觸點(diǎn)K1就吸引閉合，發(fā)電機(jī)可正常發(fā)電，對(duì)發(fā)電機(jī)的發(fā)電性能無影響。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，安裝位置不受限制，加裝在汽車電源系統(tǒng)中應(yīng)用前景廣闊。