第五章 交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器
    第一節(jié) 調(diào)節(jié)器概述
    交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器是把交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓控制在規(guī)定范圍內(nèi)的控制裝置或由該控制裝置與其他輔助控制裝置組合在一起的裝置，這些輔助控制裝置通常是指過電壓保護(hù)控制裝置、磁場(chǎng)繼電器或控制器、充電指示燈繼電器或控制器。控制交流發(fā)電機(jī)輸出電壓的裝置稱為電壓調(diào)節(jié)器，通常簡(jiǎn)稱調(diào)節(jié)器。
    一、交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器功能
    交流發(fā)電機(jī)在汽車上是由發(fā)動(dòng)機(jī)按固定的傳動(dòng)比驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，因此其轉(zhuǎn)速高低完全取決于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。由交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理可知，每相繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EID如下：

式中Eφ----每相繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；
      K----繞組系數(shù)；
      W----每相繞組的匝數(shù)；
      f----感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率；
      Ce----發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù)；
      φ----每極磁通；
      n----發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。
    可見，每相繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Eφ的大小與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速n和每極磁通確φ乘積成正比。
    汽車行駛過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速經(jīng)常都在變化，致使交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速隨之改變（現(xiàn)代汽車發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速將在0～18000r/min范圍內(nèi)變化），因此，發(fā)電機(jī)的輸出電壓必然隨轉(zhuǎn)速的變化而變化。交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器的功能：在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓，使其保持恒定，以防止輸出電壓過高而損壞用電設(shè)備和避免蓄電池過量充電。
    二、交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)原理
交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓U與其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)成正比關(guān)系，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和磁通成正比，即

    當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，如果要保持發(fā)電機(jī)電壓恒定，就必須相應(yīng)地改變磁極磁通。因?yàn)榇艠O磁通的多少取決于磁場(chǎng)電流的大小，所以在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，只要自動(dòng)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)電流，就能使發(fā)電機(jī)電壓保持恒定。調(diào)節(jié)器就是利用自動(dòng)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)電流使磁極磁通改變這一原理來調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓的。
    當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，電壓調(diào)節(jié)情況如圖5-1所示。

    當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速n達(dá)到一定值（即n=C=常數(shù)），其輸出電壓U達(dá)到調(diào)節(jié)電壓上限值U2時(shí)，電壓調(diào)節(jié)器就使磁場(chǎng)電流壽減小，因此磁通φ減少，電動(dòng)勢(shì)Eφ下降，輸出電壓隨之下降。當(dāng)輸出電壓降到調(diào)節(jié)電壓下限值U1時(shí)，調(diào)節(jié)器就使磁場(chǎng)電流壽增大，因此磁通φ增多，電動(dòng)勢(shì)Eφ升高，輸出電壓隨之升高。當(dāng)輸出電壓再次升高到調(diào)節(jié)電壓上限值U2時(shí)，調(diào)節(jié)器重復(fù)上述工作情況，使發(fā)電機(jī)輸出電壓U在調(diào)節(jié)電壓上下限U2、U1之間脈動(dòng)而保持平均電壓Ur不變。上述調(diào)節(jié)過程可簡(jiǎn)要表達(dá)為

    三、磁場(chǎng)電流調(diào)節(jié)方法
    雖然各種調(diào)節(jié)器都是通過調(diào)節(jié)磁場(chǎng)電流使磁極磁通改變來控制發(fā)電機(jī)的輸出電壓，但是調(diào)節(jié)總體結(jié)構(gòu)不同，調(diào)節(jié)磁場(chǎng)電流的方法也不相同。
    電磁式調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)磁場(chǎng)電流的方法是通過觸點(diǎn)斷開與閉合，使磁場(chǎng)電路的總電阻值改變來調(diào)節(jié)磁場(chǎng)電流。
    電子式電壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)磁場(chǎng)電流的方法是利用大功率三極管的開關(guān)特性，使磁場(chǎng)電流接通與切斷來調(diào)節(jié)磁場(chǎng)電流。
    四、交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器分類
    汽車交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的種類繁多、型式各異。按其總體結(jié)構(gòu)可分為電磁振動(dòng)式（觸點(diǎn)式）調(diào)節(jié)器和電子式調(diào)節(jié)器兩大類。
   （一）電磁振動(dòng)式調(diào)節(jié)器
    電磁振動(dòng)式調(diào)節(jié)器（簡(jiǎn)稱電磁式調(diào)節(jié)器）是通過一對(duì)或兩對(duì)觸點(diǎn)的斷開與閉合，通過改變發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電路的電阻來調(diào)節(jié)磁場(chǎng)電流調(diào)節(jié)器。
    1．按調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)對(duì)數(shù)分類
（1）單級(jí)振動(dòng)式。只有一對(duì)觸點(diǎn)，如FT111、FT211型調(diào)節(jié)器。
   （2）雙級(jí)振動(dòng)式。有兩對(duì)觸點(diǎn)，如FT61、FT70型調(diào)節(jié)器。
    2．按組成聯(lián)數(shù)分類
   （1）單聯(lián)電磁式。只有一組電壓調(diào)節(jié)器，如FT60， FT70型調(diào)節(jié)器。
   （2）雙聯(lián)電磁式。除電壓調(diào)節(jié)器之外，另有一組磁場(chǎng)繼電器或觸點(diǎn)指示繼電器，如FT61 A型調(diào)節(jié)器。
   （二）電子式調(diào)節(jié)器
    電子式調(diào)節(jié)器是利用三極管的開關(guān)特性，通過接通與切斷磁場(chǎng)電路來調(diào)節(jié)磁場(chǎng)電流的調(diào)節(jié)器。
    交流發(fā)電機(jī)電子式調(diào)節(jié)器是按結(jié)構(gòu)型式、安裝方式、功能和搭鐵型式分類的。
    1．按結(jié)構(gòu)型式分類
   （1）分立元件式。利用分立電子元件組成的調(diào)節(jié)器，如解放CA1091型載貨汽車用JFT 106型電子調(diào)節(jié)器和東風(fēng)EQ 1090型載貨汽車用JFT 149型電子調(diào)節(jié)器。
   （2）集成電路式。利用集成電路（IC）組成的調(diào)節(jié)器，如北京切諾基（BJ2021），長(zhǎng)風(fēng)獵豹PAJERO吉普車、斯太爾SX2190和東風(fēng)EQ2102型越野汽車、上海桑塔納、天津夏利TJ7100、TJ7130U型以及奧迪100型轎車均采用集成電路調(diào)節(jié)器。集成電路調(diào)節(jié)器大都為混合集成電路調(diào)節(jié)器，常用的集成電路有厚膜集成電路，薄膜集成電路和單片集成電路。
    2．按安裝方式分類
   （1）外裝式。與交流發(fā)電機(jī)分開安裝的調(diào)節(jié)器，如解放CA1091型載貨汽車用JFT 106型電子調(diào)節(jié)器和東風(fēng)EQ 1090型載貨汽車用JFT 149型電子調(diào)節(jié)器。
   （2）內(nèi)裝式。安裝在交流發(fā)電機(jī)上的調(diào)節(jié)器。內(nèi)裝式調(diào)節(jié)器一般都為集成電路調(diào)節(jié)器。如北京切諾基吉普車，上海桑塔納和一汽捷達(dá)等轎車用調(diào)節(jié)器。
    3．按功能分類
   （1）單功能調(diào)節(jié)器。僅有調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓功能的調(diào)節(jié)器，如JFT106、JFT149型調(diào)節(jié)器。
   （2）多功能調(diào)節(jié)器。除具有調(diào)節(jié)輸出電壓功能之外，還具有控制充電指示燈電路功能（如天津夏利轎車用ICR1761 W型集成電路調(diào)節(jié)器）或帶有過電壓控制器的調(diào)節(jié)器。
    4．按搭鐵型式分類
   （1）內(nèi)搭鐵式。與內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī)配套工作的調(diào)節(jié)器，如JFT 126A型調(diào)節(jié)器。
   （2）外搭鐵式。與外搭鐵型交流發(fā)電機(jī)配套工作的調(diào)節(jié)器，如JFT106型調(diào)節(jié)器。
    五、交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器型號(hào)
    根據(jù)QC/T 73-1993規(guī)定，汽車交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的型號(hào)組成如圖5-2所示。

    1．產(chǎn)品代號(hào)
奪流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的產(chǎn)品代號(hào)為FT、FTD兩種，分別表示發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器和電子發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器（字母F、T、D分別為“發(fā)”、“調(diào)”、“電”字漢語拼音第一個(gè)大寫字母）。

    2．電壓等級(jí)代號(hào)
    電壓等級(jí)代號(hào)與交流發(fā)電機(jī)代號(hào)相同。
    3．結(jié)構(gòu)型式代號(hào)
    調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)型式代號(hào)用1位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，見表5-1。

    4二設(shè)計(jì)序號(hào)
    交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器型號(hào)按產(chǎn)品設(shè)計(jì)先后順序，用1～2位阿拉伯?dāng)?shù)字表示。
    5．變形代號(hào)
    交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器型號(hào)變形代號(hào)用漢語拼音大寫字母A、B、C…順序表示（但不能用O和I兩個(gè)字母）。
    【例5-1】FT 126A表示電壓等級(jí)為12V的雙聯(lián)電磁式調(diào)節(jié)器，第6次設(shè)計(jì)、第一次變型。
    【例5-2】FTD 152表示電壓等級(jí)為12V的集成電路調(diào)節(jié)器，第三次設(shè)計(jì)（舊標(biāo)準(zhǔn)JB 1546-1983規(guī)定的型號(hào)為JFT152） 。

    第二節(jié) 電磁式調(diào)節(jié)器
    一、電磁式調(diào)節(jié)器基本結(jié)構(gòu)
    電磁式調(diào)節(jié)器的基本結(jié)構(gòu)由電磁鐵機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)組件和調(diào)節(jié)電阻Rr三部分組成，如圖5-3所示。

    電磁鐵機(jī)構(gòu)由鐵芯、線圈③和磁軛⑤組成。電磁鐵就是繞有線圈的鐵芯，鐵芯固定在磁軛⑤上，磁軛⑤固定在調(diào)節(jié)器底座上。線圈③稱為磁化線圈，繞在鐵芯上。線圈一端經(jīng)調(diào)節(jié)器接線端子B與發(fā)電機(jī)輸出端子B連接，另一端搭鐵而直接承受發(fā)電機(jī)的端電壓。
    觸點(diǎn)組件由觸點(diǎn)K、靜觸點(diǎn)支架①、銜鐵②和彈簧④組成。靜觸點(diǎn)固定在支架①上，動(dòng)觸點(diǎn)固定在銜鐵②的一端；銜鐵的另一端支承在磁扼⑤上，可繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)微小角度。彈簧④一端掛在銜鐵端部，另一端掛在支架上。觸點(diǎn)K串聯(lián)在發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電路中，當(dāng)調(diào)節(jié)器不工作時(shí)，觸點(diǎn)在彈簧拉力作用下保持閉合狀態(tài)。調(diào)節(jié)電阻Rr與觸點(diǎn)K并聯(lián)。
    二、電磁式調(diào)節(jié)器工作原理
    交流發(fā)電機(jī)尚未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，觸點(diǎn)K在彈簧力矩作用下保持閉合狀態(tài)，將調(diào)節(jié)電阻Rr短路。
    當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E便隨轉(zhuǎn)速n升高而升高，發(fā)電機(jī)電壓U隨之升高。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓低于蓄電池電壓時(shí)，磁場(chǎng)繞組和磁化線圈由蓄電池供電。磁場(chǎng)電流的電路為：蓄電池正極→電流表A→點(diǎn)火開關(guān)SW→調(diào)節(jié)器正極端子B→調(diào)節(jié)器靜觸點(diǎn)支架→觸點(diǎn)K→銜鐵→磁扼→調(diào)節(jié)器磁場(chǎng)端子F→磁場(chǎng)繞組RF→搭鐵端子E→蓄電池負(fù)極。
    磁化線圈電流的電路為蓄電池正極→電流表A→點(diǎn)火開關(guān)SW→調(diào)節(jié)器正極端子B→磁化線圈RX→搭鐵→蓄電池負(fù)極。
    當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓U高于蓄電池電壓但尚低于調(diào)節(jié)電壓上限值U2時(shí)，磁場(chǎng)繞組和磁化繞圈則由發(fā)電機(jī)供電，磁場(chǎng)電流的電路為發(fā)電機(jī)正極→調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)K一磁化線圈③→搭鐵→發(fā)電機(jī)負(fù)極。磁化線圈電流的電路為發(fā)電機(jī)正極端子B→點(diǎn)火開關(guān)SW→調(diào)節(jié)器正極端子B→磁化線圈RX→搭鐵→發(fā)電機(jī)負(fù)極端子E。
    磁化線圈通過電流產(chǎn)生電磁力矩吸引銜鐵，磁力線從鐵芯出發(fā)，經(jīng)銜鐵和磁扼回到鐵芯而構(gòu)成回路。由于發(fā)電機(jī)電壓U低于調(diào)節(jié)電壓上限值UZ，因此磁化線圈電流產(chǎn)生的電磁力矩Me小于彈簧拉力形成的力矩Ms，觸點(diǎn)K仍保持閉合狀態(tài)，調(diào)節(jié)電阻Rr仍被觸點(diǎn)K短路。
    當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速n升高到一定值，其輸出電壓U達(dá)到調(diào)節(jié)電壓上限值U2時(shí)，磁化線圈產(chǎn)生的電磁力矩Me便大于彈簧力矩MS而將銜鐵向下吸引，使觸點(diǎn)K斷開，調(diào)節(jié)電阻Rr隨之串入磁場(chǎng)電路中。此時(shí)的磁場(chǎng)電路為發(fā)電機(jī)正極端子B→點(diǎn)火開關(guān)SW→調(diào)節(jié)器正極端子B→調(diào)節(jié)電阻Rr→磁場(chǎng)繞組→搭鐵→發(fā)電機(jī)負(fù)極端子E。
    由于磁場(chǎng)電路中串入了調(diào)節(jié)電阻，因此磁場(chǎng)電路的總電阻Rf增大，磁場(chǎng)電流If減小，磁極磁通減少，發(fā)電機(jī)電壓U下降。當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓降到調(diào)節(jié)電壓下限值U1時(shí)，由于磁化線圈電流減小使電磁力矩小于彈簧力矩，因此觸點(diǎn)重合，調(diào)節(jié)電阻又被短路，磁場(chǎng)電流又增大，發(fā)電機(jī)電壓又升高。
    當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓升高到調(diào)節(jié)電壓上限值時(shí)，觸點(diǎn)又?jǐn)嚅_。如此循環(huán)，發(fā)電機(jī)輸出電壓U便在調(diào)節(jié)電壓上、下限值U1、U1之間脈動(dòng)而保持平均電壓值Ur不變。

    三、電磁式調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電壓
    調(diào)節(jié)器控制的平均電壓Ur就是發(fā)電機(jī)的輸出平均電壓，稱為調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)電壓平均值，通常簡(jiǎn)稱調(diào)節(jié)電壓，用Ur表示。
    根據(jù)QC/T 729-2005《汽車用交流發(fā)電機(jī)技術(shù)條件》規(guī)定：12V調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電壓平均值范圍為14.2V±0.25V； 24V調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)電壓平均值范圍為28V±0.3V。
調(diào)節(jié)電壓Ur可用力矩平衡原理求得，其表達(dá)式為

式中C----調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)常數(shù)；
      δ----銜鐵與鐵芯間的氣隙；
      Rx----磁化線圈電阻；
      Nx----磁化線圈匝數(shù)；
      Fs----彈簧拉力。
    由式可見，調(diào)節(jié)電壓Ur與彈簧拉力以及銜鐵與鐵芯間的氣隙大小有關(guān)。
    當(dāng)調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)一定時(shí)，磁化線圈的匝數(shù)是不變的；在一定溫度下，磁化線圈的電阻也是不變的，所以，’調(diào)節(jié)電壓與彈簧拉力的平方根和銜鐵與鐵芯間氣隙的乘積成正比。這說明可以通過調(diào)節(jié)氣隙或彈簧拉力來得到所需的調(diào)節(jié)電壓。由于在彈簧拉力不變的情況下，氣隙與調(diào)節(jié)電壓成正比，對(duì)電壓影響較大，因此可用作粗調(diào)；在氣隙不變的情況下，彈簧拉力的平方根與調(diào)節(jié)電壓成正比，對(duì)電壓影響較小，因此可用作微調(diào)。就車調(diào)整調(diào)節(jié)電壓通常都是通過調(diào)節(jié)彈簧拉力來獲得需要的調(diào)節(jié)電壓值。
    四、電磁式調(diào)節(jié)器工作特性
    汽車發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化范圍很大，由電壓調(diào)節(jié)原理可知，要使發(fā)電機(jī)輸出電壓在不同轉(zhuǎn)速下都能保持恒定，就必須使磁場(chǎng)電流隨轉(zhuǎn)速的升高而減小，換句話說，調(diào)節(jié)器的工作特性應(yīng)能滿足這一要求。
    1．觸點(diǎn)開閉規(guī)律
在討論調(diào)節(jié)器的工作特性之前，先來分析一下調(diào)節(jié)器工作時(shí)觸點(diǎn)的開閉規(guī)律。利用示波器檢測(cè)發(fā)電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下磁場(chǎng)繞組兩端的電壓波形，即可求得調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)的開閉規(guī)律。實(shí)測(cè)結(jié)果見表5-2和圖5-4所示。觸點(diǎn)開閉周期（也稱振動(dòng)周期）是觸點(diǎn)斷開與閉合一次所經(jīng)歷的時(shí)間；相對(duì)閉合率是觸點(diǎn)閉合時(shí)間與開閉周期的比率；相對(duì)斷開率是觸點(diǎn)斷開時(shí)間與開閉周期的比率。

    由表5-2和圖5-4可知，當(dāng)調(diào)節(jié)器工作時(shí)，觸點(diǎn)的開閉規(guī)律：當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，觸點(diǎn)閉合時(shí)間縮短，相對(duì)閉合率減小；觸點(diǎn)斷開時(shí)間增長(zhǎng)，相對(duì)斷開率增大。反之，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，觸點(diǎn)閉合時(shí)間增長(zhǎng)，相對(duì)閉合率增大；觸點(diǎn)斷開時(shí)間縮短，相對(duì)斷開率減小。

      2．調(diào)節(jié)器工作特性
        調(diào)節(jié)器與發(fā)電機(jī)配合工作時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出電壓和磁場(chǎng)電流隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系，稱為調(diào)節(jié)器的工作特性。特性曲線如圖5-5所示。

        由調(diào)節(jié)器工作特性曲線可見：當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速n由零開始升高時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓U和磁場(chǎng)電流If隨之增大，即

此時(shí)觸點(diǎn)保持閉合，磁場(chǎng)電流為

式中RF----磁場(chǎng)繞組電阻。
  當(dāng)轉(zhuǎn)速”升高到某一轉(zhuǎn)速ns時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出電壓達(dá)到調(diào)節(jié)電壓上限值姚，調(diào)節(jié)器開始工作，觸點(diǎn)K開始振動(dòng)（即周期性的斷開與閉合）。若轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，則觸點(diǎn)繼續(xù)振動(dòng)，直到轉(zhuǎn)速升高到某一轉(zhuǎn)速nmax時(shí)振動(dòng)才停止。在調(diào)節(jié)器工作期間（即轉(zhuǎn)速從ns升到nmax期間），由觸點(diǎn)開閉規(guī)律可知，觸點(diǎn)相對(duì)閉合率隨轉(zhuǎn)速升高而減小，所以平均磁場(chǎng)電流減小，磁極磁通減少，從而便使發(fā)電機(jī)電壓保持穩(wěn)定。當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到nmax 之后，發(fā)電機(jī)輸出電壓和磁場(chǎng)電流將又隨轉(zhuǎn)速升高而升高，調(diào)節(jié)器失去調(diào)節(jié)作用。
    轉(zhuǎn)速ns稱為調(diào)節(jié)器的開始工作轉(zhuǎn)速或工作下限轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速nmax稱為調(diào)節(jié)器的終止工作轉(zhuǎn)速或工作上限轉(zhuǎn)速。從工作下限轉(zhuǎn)速到工作上限轉(zhuǎn)速之間的范圍，稱為調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)范圍。對(duì)調(diào)節(jié)器的工作特性可作如下定性分析：
    在調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，觸點(diǎn)在周期性的斷開與閉合。當(dāng)觸點(diǎn)閉合時(shí)，磁場(chǎng)電路的電阻只有磁場(chǎng)繞組電阻RF；當(dāng)觸點(diǎn)斷開時(shí)，調(diào)節(jié)電阻Rr便串入磁場(chǎng)電路，此時(shí)磁場(chǎng)電）路的電阻為磁場(chǎng)繞組電阻與調(diào)節(jié)電阻之和（即為RF＋Rr）。因此在觸點(diǎn)開閉的一個(gè)周期T內(nèi)，磁場(chǎng)電路的平均電阻為

平均磁場(chǎng)電流If為

    在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速n由零升高到調(diào)節(jié)器開始工作轉(zhuǎn)速n，前的瞬間（即觸點(diǎn)即將斷開的瞬間），斷開時(shí)間為零即tk=0，相對(duì)斷開率為零即τk=0，此時(shí)磁場(chǎng)電路中只有磁場(chǎng)繞組電阻，磁場(chǎng)電流最大，即

    當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到開始工作轉(zhuǎn)速n，后繼續(xù)升高時(shí)，由觸點(diǎn)開閉規(guī)律可知，轉(zhuǎn)速n升高，則觸點(diǎn)斷開瞬間增長(zhǎng)，相對(duì)斷開率增大，由式可見，磁場(chǎng)電流If隨轉(zhuǎn)速n升高而減小，從而便使輸出電壓平均值保持恒定。
    當(dāng)轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高到調(diào)節(jié)器終止工作轉(zhuǎn)速nmax時(shí)，觸點(diǎn)將一直斷開而不再閉合，即觸點(diǎn)閉合時(shí)間為零，斷開時(shí)間等于開閉周期tk=T，相對(duì)斷開率等于，此時(shí)調(diào)節(jié)電阻Rr一直串入磁場(chǎng)電路，磁場(chǎng)電流值最小，即

    所以磁極磁通最少，即φ= φmin。而不能再減小。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)輸出電壓U≈E= Ceφn，所以當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到工作上限轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓和磁場(chǎng)電流將隨轉(zhuǎn)速升高而升高，調(diào)節(jié)器失去調(diào)節(jié)作用，發(fā)電機(jī)電壓失控。
    由此可見，在調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，當(dāng)轉(zhuǎn)速從工作下限升高到工作上限時(shí)，觸點(diǎn)相對(duì)閉合率從1降低到0，相對(duì)斷開率從零增大到1，磁場(chǎng)電流從最大值減小到最小值，發(fā)電機(jī)輸出的平均電壓則保持恒定。
    影響調(diào)節(jié)器工作下限的主要因素有調(diào)節(jié)器的調(diào)整參數(shù)、發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和負(fù)載電流的大小；影響調(diào)節(jié)器工作上限的主要因素有調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電阻值的大小和發(fā)電機(jī)負(fù)載電流的大小。當(dāng)調(diào)節(jié)電阻值增大時(shí)，磁場(chǎng)電流最小減小，終止工作轉(zhuǎn)速增高，調(diào)節(jié)范圍擴(kuò)大；反之，當(dāng)調(diào)節(jié)電阻值減小時(shí)，調(diào)節(jié)范圍縮小。在實(shí)際應(yīng)用中，調(diào)節(jié)電阻值不能過大，否則在觸點(diǎn)振動(dòng)時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈火花而燒壞觸點(diǎn)；負(fù)載電流對(duì)調(diào)節(jié)器工作上、下限轉(zhuǎn)速的影響如圖5-6所示。

    當(dāng)交流發(fā)電機(jī)帶負(fù)載時(shí)，由于發(fā)電機(jī)內(nèi)壓降和電樞反應(yīng)的影響，因此在調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)投入工作之前，發(fā)電機(jī)在相同轉(zhuǎn)速條件下的電壓比空載時(shí)要低，又因調(diào)節(jié)電壓是一定值，所以當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到調(diào)節(jié)電壓值時(shí)，轉(zhuǎn)速必然高于空載時(shí)的開始工作轉(zhuǎn)速ns。
    在調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，要使調(diào)節(jié)電壓（即發(fā)電機(jī)輸出電壓）保持不變，在相同轉(zhuǎn)速條件下，就必須增大磁場(chǎng)電流來補(bǔ)償內(nèi)壓降和電樞反應(yīng)降低的電壓，因?yàn)榇艌?chǎng)電流最大值和最小值都不會(huì)改變，所以當(dāng)發(fā)電機(jī)帶負(fù)載時(shí)，調(diào)節(jié)器的終止工作也比空載時(shí)的終止工作轉(zhuǎn)速高。
    五、提高電磁式調(diào)節(jié)器性能措施
   （一）提高觸點(diǎn)振動(dòng)頻率
    提高交流發(fā)電機(jī)電磁式調(diào)節(jié)器性能措施有提高觸點(diǎn)振動(dòng)頻率、溫度補(bǔ)償和減弱觸點(diǎn)火花。
    電磁式調(diào)節(jié)器解決了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，用電設(shè)備要求電壓恒定的問題。但是，由于電磁式調(diào)節(jié)器的機(jī)械部件有機(jī)械慣性，磁化線圈有磁滯性，因此觸點(diǎn)振動(dòng)頻率較低。
    振動(dòng)頻率是決定調(diào)節(jié)器工作性能的重要參數(shù)，振動(dòng)頻率低時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓在調(diào)節(jié)上下值之間變化就慢，會(huì)導(dǎo)致燈光閃爍、儀表指針不穩(wěn)而影響用電設(shè)備正常工作。因此，必須設(shè)法提高調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)的振動(dòng)頻率，其方法如下。
    1．減小機(jī)械慣性
在調(diào)節(jié)器機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件方面，采用薄而輕的銜鐵，并將其外形做成三角形或半圓形，目的是縮短銜鐵重心與支點(diǎn)間的距離，減小銜鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
    2．減小銜鐵磁滯性
    減小銜鐵磁滯性可以提高鐵芯磁通的變化速率，即在觸點(diǎn)由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)為斷開狀態(tài)時(shí)，加速鐵芯磁化，使觸點(diǎn)迅速斷開；在觸點(diǎn)由斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)為閉合狀態(tài)時(shí)，加速鐵芯退磁，使觸點(diǎn)迅速閉合，從而使觸點(diǎn)振動(dòng)頻率提高。
    減小鐵芯磁滯影響的方法過去曾用加速線圈，后來采用加速電阻。
    綜上所述，加速電阻提高觸點(diǎn)K振動(dòng)頻率的實(shí)質(zhì)是：當(dāng)觸點(diǎn)斷開時(shí)，加速鐵芯退磁，使觸點(diǎn)迅速再次閉合。當(dāng)觸點(diǎn)閉合時(shí)，加速鐵芯磁化，使觸點(diǎn)迅速再次斷開。
   （二）溫度補(bǔ)償
    調(diào)節(jié)器的工作過程，是以溫度不變?yōu)榍疤釛l件的。當(dāng)環(huán)境溫度變化以及磁化線圈通過電流而發(fā)熱時(shí)，磁化線圈W的電阻就會(huì)隨之發(fā)生變化，調(diào)節(jié)電壓Ur也會(huì)隨之發(fā)生變化。由于銅導(dǎo)線的電阻隨溫度升高而增大，交流發(fā)電機(jī)輸出電壓將隨溫度升高而升高，因此必須采取補(bǔ)償措施。常用方法有以下兩種。
    1．采用康銅導(dǎo)線電阻
    方法是將磁化線圈的一部分用康銅（即銅鎳合金，含銅60%、鎳40%）導(dǎo)線繞制。設(shè)計(jì)時(shí)，康銅導(dǎo)線電阻占磁化線圈總電阻值的30%～65%。由于康銅導(dǎo)線的電阻溫度系數(shù)很小（為0.000 002），僅為銅導(dǎo)線的1/2000，因此總電阻值隨溫度變化的變化量相對(duì)減小，發(fā)電機(jī)輸出電壓受溫度的影響也相對(duì)減小。

    采用康銅導(dǎo)線電阻進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)木唧w方法有三種：第一種是將康銅導(dǎo)線繞制成電阻后再與磁化線圈串聯(lián)，如圖5-7中的電阻Rt；第二種是將康銅導(dǎo)線作為磁化線圈的一部分繞在鐵芯上；第三種是將加速電阻用康銅導(dǎo)線繞制。

    2．采用磁分路片
    康銅導(dǎo)線電阻只能減小溫度的影響，還不能達(dá)到完全補(bǔ)償?shù)哪康模�所以在調(diào)節(jié)器中還廣泛采用了磁分路片進(jìn)行補(bǔ)償。在圖5-7中，磁分路片⑥安裝在鐵芯與磁轆⑤之間，與銜鐵②形成并聯(lián)磁路。磁分路片的材料大都采用鐵鎳合金（含鐵69%、鎳31%）或鐵鎳鋁合金（含鐵64%、鎳34%、鋁2%）制成，其磁阻都是隨溫度升高而增大。磁分路片的溫度補(bǔ)償原理如下：
    磁化線圈在鐵芯中產(chǎn)生的磁通分為兩路：一路經(jīng)氣隙、銜鐵②和磁轆⑤回到鐵芯，這部分磁通越多，吸引銜鐵的力矩越大；另一路磁通經(jīng)磁分路片⑥和磁轆⑤回到鐵芯。當(dāng)溫度升高時(shí)，雖然磁化線圈電阻增大、電流減小會(huì)使磁通減少，但是，溫度升高又使磁分路片的磁阻增大，通過磁分路片的磁通減少，使通過氣隙和銜鐵的磁通相對(duì)增多，從而彌補(bǔ)線圈電流減小帶來的影響；當(dāng)溫度降低時(shí)，磁分路片的作用與上述相反，從而便使發(fā)電機(jī)輸出電壓不隨溫度變化而變化。
   （三）減弱觸點(diǎn)火花
    在電磁式調(diào)節(jié)器工作過程中，當(dāng)觸點(diǎn)斷開或閉合時(shí)，都有可能產(chǎn)生電弧。電弧是弧光放電的一種現(xiàn)象。當(dāng)流過觸點(diǎn)的電流和觸點(diǎn)上的電壓達(dá)到一定值時(shí)，就能產(chǎn)生持續(xù)的電弧（當(dāng)電流不大而觸點(diǎn)電壓達(dá)到300V時(shí)，就能產(chǎn)生電弧），通常將電弧稱為觸點(diǎn)火花。觸點(diǎn)火花會(huì)引起電蝕（通常稱為燒蝕）現(xiàn)象（在高溫下，電場(chǎng)中的金屬從一個(gè)觸點(diǎn)向另一個(gè)觸點(diǎn)轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象稱為電蝕現(xiàn)象）。其結(jié)果是在一個(gè)觸點(diǎn)上產(chǎn)生凹坑，在另一個(gè)觸點(diǎn)上產(chǎn)生凸起。觸點(diǎn)火花是觸點(diǎn)工作可靠性的決定因素，進(jìn)而影響充電系統(tǒng)正常工作。
    對(duì)只有一個(gè)磁化線圈的單級(jí)電磁式調(diào)節(jié)器，觸點(diǎn)斷開功率可用下式表示：
Pk=IkUk=I       （5-1）
    因?yàn)榇艌?chǎng)繞組為感性元件，其電流不能躍變，所以觸點(diǎn)斷開瞬間流過的電流Ik等于磁場(chǎng)電流If，加在觸點(diǎn)兩端的電壓Uk等于調(diào)節(jié)電阻值Rr兩端的電壓，即Uk=IfRr。
    由式（5-1）可見，觸點(diǎn)斷開功率與發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電流的平方和調(diào)節(jié)電阻值的乖積成正比。磁場(chǎng)電流和調(diào)節(jié)電阻值越大，則斷開功率越大，觸點(diǎn)火花也就越強(qiáng)，觸點(diǎn)越易燒蝕。但要減小觸點(diǎn)斷開功率，又不能從減小If或Rr著手，因?yàn)镽r決定發(fā)電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速范圍，不能任意減小。而減小If又要保持足夠的磁場(chǎng)強(qiáng)度，就必然要增加磁場(chǎng)繞組的匝數(shù)而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)質(zhì)量和尺寸增加。為了解決觸點(diǎn)易燒蝕的問題，觸點(diǎn)應(yīng)采用高熔點(diǎn)、耐氧化的鎢觸點(diǎn)和鎢銀觸點(diǎn)，并在調(diào)節(jié)器線路上采用熄弧措施來提高觸點(diǎn)的使用壽命，除此以外，大多數(shù)采用具有兩對(duì)觸點(diǎn)的雙級(jí)電磁振動(dòng)式調(diào)節(jié)器來解決上述矛
盾，減弱交流發(fā)電機(jī)電磁式調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)火花。

    六、具有滅弧系統(tǒng)單級(jí)電磁式調(diào)節(jié)器
    1．滅弧系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
    FT111、FT211型調(diào)節(jié)器是上海實(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)電磁式調(diào)節(jié)器，它能有效克服普通單級(jí)電磁式調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)易產(chǎn)生火花而迅速燒蝕的缺點(diǎn)，F(xiàn)T111型適用于12V， 300～500W內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī)，F(xiàn)T211型適用于24V，300～500W內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī)。兩種型號(hào)調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)與電路基本相同，如圖5-8所示。由圖可見，兩種調(diào)節(jié)器在單級(jí)電磁式調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)由二極管VD、扼流線圈W2和電容C組成的VD-L-C觸點(diǎn)滅弧系統(tǒng)。

    2．滅弧系統(tǒng)工作原理
    在調(diào)節(jié)器工作過程中，每當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到調(diào)節(jié)電壓上限值時(shí)，磁化線圈W1產(chǎn)生的電磁力矩便將觸點(diǎn)K吸開，加速電阻和調(diào)節(jié)電阻隨即串入磁場(chǎng)電路中，使磁場(chǎng)電流急劇減小。

    由于磁場(chǎng)電流急劇減小，因此在磁場(chǎng)繞組中便會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)稱為浪涌電壓。
    該浪涌電壓正向加在二極管VD上，使二極管VD、扼流線圈W2與磁場(chǎng)繞組構(gòu)成放電回路，起到續(xù)流作用而保護(hù)觸點(diǎn)。同時(shí)也使浪涌電壓迅速衰減，防止汽車上的電子裝置和電子元件被反向擊穿而損壞。另外，電容器C通過扼流線圈W2并聯(lián)在觸點(diǎn)K兩端，用來吸收浪涌電壓，加速感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)衰減，減少觸點(diǎn)電蝕。
    上述具有滅弧系統(tǒng)的單級(jí)電磁式調(diào)節(jié)器的優(yōu)點(diǎn)是：只有一對(duì)觸點(diǎn)，調(diào)節(jié)容易；不僅減小了觸點(diǎn)火花，減弱了無線電干擾，使觸點(diǎn)壽命延長(zhǎng)；而且還有提高觸點(diǎn)振動(dòng)頻率的功能。當(dāng)觸點(diǎn)斷開時(shí)，由于放電電流通過扼流線圈W2時(shí)產(chǎn)生的磁通與磁化線圈W1產(chǎn)生的磁通方向相反，加速了鐵芯退磁，因此能夠加速觸點(diǎn)閉合，提高觸點(diǎn)振動(dòng)頻率。

    七、FT61型雙級(jí)電磁式調(diào)節(jié)器
    1．基本原理
    雙級(jí)電磁式調(diào)節(jié)器的原理電路如圖5-9所示，它與單級(jí)電磁式調(diào)節(jié)器的區(qū)別在于：①多設(shè)計(jì)了一對(duì)觸點(diǎn)（即二級(jí)觸點(diǎn)或高速觸點(diǎn)）K2，且高速觸點(diǎn)直接搭鐵；②調(diào)節(jié)電阻的阻值比單級(jí)式要小得多。雙級(jí)電磁式調(diào)節(jié)器的基本工作原理如下：

    調(diào)節(jié)器不工作時(shí)，其初始狀態(tài)是一級(jí)觸點(diǎn)（低速觸點(diǎn)）K1閉合，二級(jí)觸點(diǎn)（高速觸點(diǎn)）K2處于斷開狀態(tài)。
    當(dāng)發(fā)電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，一級(jí)觸點(diǎn)K1工作，其工作情況與前述單級(jí)電磁式調(diào)節(jié)器相同。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高到調(diào)節(jié)電阻Rr不能起到調(diào)壓作用的極限轉(zhuǎn)速（即一級(jí)觸點(diǎn)工作的上限轉(zhuǎn)速）時(shí)，銜鐵居于中間位置，低速觸點(diǎn)K1和高速觸點(diǎn)K2均處于斷開狀態(tài)，此時(shí)調(diào)節(jié)電阻RT串在磁場(chǎng)電路中，磁場(chǎng)電流最小。若轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，則發(fā)電機(jī)電壓和磁場(chǎng)電流就會(huì)升高，一級(jí)觸點(diǎn)K1失去調(diào)節(jié)作用。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓升高、磁化線圈電磁力矩增大、銜鐵進(jìn)一步下移使二級(jí)觸點(diǎn)K2閉合時(shí)，磁場(chǎng)繞組被短路，磁場(chǎng)電流迅速減小到零，發(fā)電機(jī)電壓隨之迅速下降。電壓下降又使磁化線圈的電磁力矩減小，在彈簧力矩作用下，二級(jí)觸點(diǎn)K2重又?jǐn)嚅_，銜鐵又居中間位置，磁場(chǎng)電流又經(jīng)調(diào)節(jié)電阻構(gòu)成回路，發(fā)電機(jī)電壓重又升高。如此循環(huán)，通過二級(jí)觸點(diǎn)K2振動(dòng)，使磁場(chǎng)繞組周期性地被短接，便將發(fā)電機(jī)電壓控制在某一平均值不變。
    雙級(jí)電磁式調(diào)節(jié)器的工作特性如圖5-10所示。圖中ns1～n1max為第一級(jí)低速觸點(diǎn)K1工作時(shí)的調(diào)節(jié)范圍，nS2～n2max為第二級(jí)高速觸點(diǎn)K2工作時(shí)的調(diào)節(jié)范圍。調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)從第一級(jí)過渡到第二級(jí)工作時(shí)，由于彈簧拉力以及銜鐵之間的空氣隙發(fā)生變化，所以兩級(jí)調(diào)節(jié)電壓的平均值也略有不同，出現(xiàn)一個(gè)級(jí)差△U。

    級(jí)差電壓△U隨高速觸點(diǎn)間隙以及銜鐵與鐵芯間氣隙不同可分為正級(jí)差（即第二級(jí)高速觸點(diǎn)工作電壓高于第一級(jí)低速觸點(diǎn)工作電壓）或負(fù)級(jí)差（即第二級(jí)高速觸點(diǎn)工作電壓低于第一級(jí)低速觸點(diǎn)工作電壓），如圖5-11所示。一般來說，銜鐵與鐵芯間氣隙增加時(shí)為正級(jí)差。

    而在氣隙不變的情況下，當(dāng)觸點(diǎn)間隙戊小于最佳間隙δk0（約0.25mm）時(shí)，二級(jí)調(diào)節(jié)電壓Ur2將高于一級(jí)調(diào)節(jié)電壓Ur1，即為正級(jí)差，如曲線①所示；當(dāng)觸點(diǎn)間隙δk大于最佳觸點(diǎn)間隙δk0時(shí)，二級(jí)調(diào)節(jié)電壓Ur2將低于一級(jí)調(diào)節(jié)電壓Ur1，即為負(fù)級(jí)差，如曲線③所示。這是因?yàn)樵诟咚儆|點(diǎn)間隙增大的情況下，當(dāng)其閉合時(shí)彈簧伸長(zhǎng)，拉力增加。彈簧拉力與伸長(zhǎng)距離成正比增大，但與此同時(shí)銜鐵與鐵芯間的氣隙減少，而鐵芯的電磁吸力是按拋物線規(guī)律增加的緣故。

    在生產(chǎn)和使用中，由于觸點(diǎn)間隙很難保證調(diào)整在最佳間隙值，加上銜鐵與鐵芯間的氣隙變化也會(huì)影響調(diào)節(jié)電壓，因此對(duì)12V電氣系統(tǒng)，允許級(jí)差為0.5V；對(duì)24V電氣系統(tǒng)，允許級(jí)差為1.0V。在調(diào)整調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)間隙和銜鐵與鐵芯間隙時(shí)應(yīng)予以注意。
    雙級(jí)電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器的優(yōu)點(diǎn)是觸點(diǎn)火花小，調(diào)節(jié)器的適用轉(zhuǎn)速范圍大，因?yàn)樵O(shè)計(jì)調(diào)節(jié)器時(shí)，使其大部分工作時(shí)間是在第二級(jí)，而第一級(jí)的轉(zhuǎn)速范圍不大，調(diào)節(jié)電阻Rr可設(shè)計(jì)得較小，約為單級(jí)式的1/7～1/10，所以低速觸點(diǎn)的切斷功率很小，火花大大減小。而高速觸點(diǎn)閉合時(shí)，磁場(chǎng)繞組短路，觸點(diǎn)打開時(shí)也無火花。故雙級(jí)式調(diào)節(jié)器的觸點(diǎn)火花小、使用壽命長(zhǎng)。又由于調(diào)節(jié)器在第二級(jí)工作時(shí)，是用短路磁場(chǎng)繞組的方法來減小磁場(chǎng)電流以保持電壓恒定的，則第二級(jí)的終止轉(zhuǎn)速只受發(fā)電機(jī)剩磁的限制，所以調(diào)節(jié)器的轉(zhuǎn)速范圍大大增加。
    雙級(jí)式調(diào)節(jié)器雖然使觸點(diǎn)火花減小，調(diào)節(jié)器適用轉(zhuǎn)速范圍大，但由于有兩對(duì)觸點(diǎn)且高速觸點(diǎn)間隙很小（一般為0.2～0.4mm），因此調(diào)整比單級(jí)式困難。并且當(dāng)高速觸點(diǎn)之間夾有灰塵而不導(dǎo)電時(shí)，觸點(diǎn)閉合不能將磁場(chǎng)繞組短路，電壓將隨轉(zhuǎn)速升高而增高，使發(fā)電機(jī)和用電設(shè)備具有燒壞的危險(xiǎn)，為此雙級(jí)式調(diào)節(jié)器的蓋子與底座之間必須良好密封。
    2．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
    FT61型雙級(jí)電磁式調(diào)節(jié)器可與BJ2020、EQ 1090等型汽車用12V， 350～500W的內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī)配套使用，結(jié)構(gòu)與內(nèi)部電路如圖5-12所示，由電磁鐵機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)組件和3只電阻R1、R2、R3組成。

    觸點(diǎn)有兩對(duì)，上、下兩個(gè)為靜觸點(diǎn)，其塑料支架絕緣固裝在磁扼上。兩靜觸點(diǎn)之間的動(dòng)觸點(diǎn)鉚接在銜鐵的一端，銜鐵的另一端用彈簧拉緊。當(dāng)調(diào)節(jié)器不工作時(shí)，在彈簧力矩作用下，上對(duì)觸點(diǎn)（即一級(jí)觸點(diǎn)或低速觸點(diǎn)）處于閉合狀態(tài)，下對(duì)觸點(diǎn)（即二級(jí)觸點(diǎn)或高速觸點(diǎn)）處于斷開狀態(tài)。一級(jí)觸點(diǎn)的靜觸點(diǎn)支架用導(dǎo)線與調(diào)節(jié)器的正極接柱端子B（又稱為點(diǎn)火端子或S端子）相連；二級(jí)觸點(diǎn)的靜觸點(diǎn)支架用導(dǎo)線與調(diào)節(jié)器底座相連而搭鐵。銜鐵與磁轆之間用銅質(zhì)導(dǎo)電片鉚接而連接。動(dòng)觸點(diǎn)經(jīng)銜鐵、導(dǎo)電片、磁轆與調(diào)節(jié)器“磁場(chǎng)”端子F相連。電阻R1、R2串聯(lián)后跨接在調(diào)節(jié)器接線端子B與F之間。磁化線圈一端接在電阻R1與R2之間，另一端與電阻R3相連，電阻R3的另一端搭鐵。因?yàn)榇呕�線圈電流是從端子B經(jīng)電阻R1、磁化線圈和電阻R3后流回電源負(fù)極，所以由前述加速原理與溫度補(bǔ)償原理可知：電阻R1為加速電阻，R2為調(diào)節(jié)電阻，R3為溫度補(bǔ)償電阻。
    3．工作情況
    點(diǎn)火開關(guān)SW一旦接通，發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組和調(diào)節(jié)器磁化線圈就有電流流過。
   （1）發(fā)電機(jī)尚未轉(zhuǎn)動(dòng)或其電壓低于蓄電池電壓時(shí)，磁場(chǎng)電流由蓄電池供給，電壓隨轉(zhuǎn)速升高而升高。
    磁場(chǎng)電流電路為蓄電池正極→電流表A→發(fā)電機(jī)B端子→點(diǎn)火開關(guān)SW→調(diào)節(jié)器B端子→低速觸點(diǎn)的靜觸點(diǎn)支架①→低速觸點(diǎn)K1→銜鐵②→磁軛⑤→調(diào)節(jié)器磁場(chǎng)接線端子F→發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)接線端子F→電刷→集電環(huán)⑦→磁場(chǎng)繞組⑧→集電環(huán)一電刷⑥→發(fā)電機(jī)負(fù)極接線端子E→搭鐵～蓄電池負(fù)極。
    磁化線圈電流電路為：蓄電池正極一電流表A→點(diǎn)火開關(guān)SW→調(diào)節(jié)器正極接線端子B→加速電阻→磁化線圈③→溫補(bǔ)電阻→搭鐵→蓄電池負(fù)極。此時(shí)用電設(shè)備由蓄電池供電。
   （2）當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高，其電壓高于蓄電池電壓（但尚低于調(diào)節(jié)電壓上限值）時(shí)，磁場(chǎng)電流和磁化線圈電流均由發(fā)電機(jī)供給，發(fā)電機(jī)由他勵(lì)發(fā)電轉(zhuǎn)為自勵(lì)發(fā)電，其電壓隨轉(zhuǎn)速升高和磁場(chǎng)電流增大而升高。
    磁場(chǎng)電流電路為發(fā)電機(jī)定子繞組→正極管→發(fā)電機(jī)輸出端子B→點(diǎn)火開關(guān)SW→調(diào)節(jié)器正極端子B→低速觸點(diǎn)K1→銜鐵②→磁扼⑤→調(diào)節(jié)器磁場(chǎng)端子F→發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)端子F→集電環(huán)⑦→磁場(chǎng)繞組⑧→集電環(huán)→電刷⑥→搭鐵→發(fā)電機(jī)負(fù)極管→定子繞組。
    磁化線圈電流電路為發(fā)電機(jī)定子繞組→正極管→發(fā)電機(jī)輸出端子B→點(diǎn)火開關(guān)SW→調(diào)節(jié)器正極端子B→加速電阻一磁化線圈③→溫補(bǔ)電阻→搭鐵→發(fā)電機(jī)端子E→負(fù)極管→定子繞組。
    發(fā)電機(jī)同時(shí)還向用電設(shè)備供電和向蓄電池充電，其充電電路為：發(fā)電機(jī)定子繞組→正極管→發(fā)電機(jī)輸出端子B→電流表A→蓄電池→搭鐵→發(fā)電機(jī)端子E→負(fù)極管→定子繞組。發(fā)電機(jī)電壓升高時(shí)，磁化線圈兩端的電壓隨之升高。磁化線圈電流增大，產(chǎn)生的電磁力矩也增大，力圖克服彈簧力矩而吸下銜鐵使低速觸點(diǎn)K1斷開。但是，由于發(fā)電機(jī)電壓低于調(diào)節(jié)電壓上限值，因此電磁力矩尚未超過彈簧力矩，觸點(diǎn)K1仍保持閉合狀態(tài)，發(fā)電機(jī)電壓隨轉(zhuǎn)速升高和磁場(chǎng)電流增大而繼續(xù)升高。
   （3）當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓隨轉(zhuǎn)速升高而升高到低速觸點(diǎn)K1控制的調(diào)節(jié)電壓上限值時(shí)，觸點(diǎn)振動(dòng)工作，將發(fā)電機(jī)輸出電壓控制在某一平均值Ur1不變。
    當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓上升到低速觸點(diǎn)K1控制的調(diào)節(jié)電壓上限值時(shí)，磁化線圈產(chǎn)生的電磁力矩Me略大于彈簧力矩MS，電磁吸力克服彈簧力矩將銜鐵向下吸引，使低速觸點(diǎn)K1斷開（高速觸點(diǎn)K2仍處于斷開狀態(tài)）。
    磁場(chǎng)電路為發(fā)電機(jī)輸出端子B→點(diǎn)火開關(guān)SW→調(diào)節(jié)器正極端子B→加速電阻R1→調(diào)節(jié)電阻Rz→調(diào)節(jié)器磁場(chǎng)端子F→發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)端子F→磁場(chǎng)繞組⑧→搭鐵→發(fā)電機(jī)負(fù)極端子E。
    磁場(chǎng)電路中串入了加速電阻和調(diào)節(jié)電阻，因此磁場(chǎng)電路總電阻值增大，磁場(chǎng)電流減小，磁極磁通減少，發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)降低，輸出電壓下降。當(dāng)輸出電壓下降至低速觸點(diǎn)K1控制的調(diào)節(jié)電壓下限值時(shí)，磁化線圈因電壓降低和電流減小而產(chǎn)生的電磁力矩小于彈簧力矩，低速觸點(diǎn)K1在彈簧力矩作用下又閉合，加速電阻R1和調(diào)節(jié)電阻R2又被低速觸點(diǎn)K1短接，磁場(chǎng)電路總電阻值減小，磁場(chǎng)電流增大，磁極磁通增多，發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)升高，輸出電壓又升高。當(dāng)輸出電壓升高到調(diào)節(jié)電壓上限值時(shí)，低速觸點(diǎn)又被吸開。如此循環(huán)上述過程，通過低速觸點(diǎn)K1振動(dòng)，使加速電阻和調(diào)節(jié)電阻循環(huán)串入和隔出磁場(chǎng)電路，便將發(fā)電機(jī)電壓控制在某一平均值不變。
   （4）當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高時(shí)，調(diào)節(jié)器高速觸點(diǎn)K2工作，將發(fā)電機(jī)電壓控制在某一平均值不變。
    隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，由觸點(diǎn)開閉規(guī)律可知，低速觸點(diǎn)的相對(duì)斷開率增大，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到一級(jí)觸點(diǎn)（低速觸點(diǎn)）工作的上限轉(zhuǎn)速時(shí)，低速觸點(diǎn)不再閉合即相對(duì)斷開率為1，動(dòng)觸點(diǎn)停留在中間位置。雖然此時(shí)加速電阻和調(diào)節(jié)電阻串在磁場(chǎng)電路中，但是由于磁場(chǎng)電流已減小到最小值，因此發(fā)電機(jī)電壓將隨轉(zhuǎn)速升高而升高。
    當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓隨轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高而升高時(shí)，磁化線圈電流增大，產(chǎn)生的電磁力矩也增大，克服彈簧力矩后，將把銜鐵吸得更低，銜鐵位移量增大。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓升高到二級(jí)觸點(diǎn)（高速觸點(diǎn)）工作的調(diào)節(jié)電壓上限值時(shí)，磁化線圈電流產(chǎn)生的電磁力矩略微超過此時(shí)彈簧力的力矩，吸引銜鐵進(jìn)一步下移而使高速觸點(diǎn)K2閉合。
    當(dāng)高速觸點(diǎn)K2閉合時(shí)，磁場(chǎng)繞組兩端均搭鐵，即磁場(chǎng)繞組被高速觸點(diǎn)K2短路，如圖5-13（a）所示。當(dāng)磁場(chǎng)繞組被高速觸點(diǎn)K2短路時(shí)，磁場(chǎng)電流急劇減小，磁極磁通急劇減少，發(fā)電機(jī)電壓急劇下降。與此同時(shí)，磁化線圈兩端的電壓也急劇下降，磁化線圈電流急劇減小，電磁力矩急劇減小。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓降到高速觸點(diǎn)K2工作的調(diào)節(jié)電壓下限值時(shí)，磁化線圈的電磁力矩減小到略小于彈簧力矩，銜鐵在彈簧力矩作用下又回到中間位置，使低速觸點(diǎn)和高速觸點(diǎn)都處于斷開狀態(tài)，磁場(chǎng)電路如圖5-13（b）所示，此時(shí)磁場(chǎng)電流相對(duì)于高速觸點(diǎn)K2閉合時(shí)又急劇增大，發(fā)電機(jī)電壓又升高，如此循環(huán)上述過程，通過高速觸點(diǎn)K2周期性地短路磁場(chǎng)繞組使磁場(chǎng)電流改變，便將發(fā)電機(jī)電壓控制在某一平均值Ur2不變。

    綜上所述，F(xiàn)T61型雙級(jí)電磁式調(diào)節(jié)器的工作情況如下：
    在交流發(fā)電機(jī)低速或大負(fù)荷時(shí)，由一級(jí)觸點(diǎn)或低速觸點(diǎn)K工作，工作情況與單級(jí)電磁式調(diào)節(jié)器相同，通過改變磁場(chǎng)電路電阻，使磁場(chǎng)電流變化來控制發(fā)電機(jī)電壓。
在交流發(fā)電機(jī)高速或小負(fù)荷時(shí)，由二級(jí)觸點(diǎn)或高速觸點(diǎn)K2工作，通過短路磁場(chǎng)繞組，使磁場(chǎng)電流變化來控制發(fā)電機(jī)電壓。

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