汽车交流发电机激磁绕组电路保护装置

陈小龙

(江阴职业技术学院 基础部，江苏 江阴 214405)

当汽车点火开关闭合时，由蓄电池为汽车运行提供能量，遵循蓄电池正极—充电指示灯—调节器触点—激磁绕阻—搭铁—蓄电池负极的电路，使得蓄电池放电，且指示灯亮[1]。但随着发动机的启动，发电机转速逐步提高，当提高至其输出电压高于蓄电池电压时，汽车供电状态发生转换，转换为发电机为汽车运行提供能量，且指示灯灭。外电路通过电刷使得激磁绕组通电产生磁场，将爪极磁化为N极和S极。因此，转子旋转过程中，磁通在定子绕组中交替变化，便产生交变的感应电动势(基于电磁感应原理)，进而可以正常发电[2-4]。

当发动机出现故障需要检修或发动机熄火后需要打开点火开关供电时，此时发电机已停止发电，但激磁绕组由于电路闭合，还会造成蓄电池向激磁绕组供电的情况，造成激磁绕组过热烧坏或蓄电池长期放电亏电的情况。本研究提供了一种汽车交流发电机激磁绕组电路保护装置，在发动机熄火后，打开点火开关，可避免蓄电池长时间向激磁绕组供电的危险，有效保护了激磁绕组，又避免了蓄电池长时间放电造成亏电的情况[5-9]。

1 电路组成

1.1 外搭铁发电机激磁电路

以汽车用外搭铁调节器为例，交流发电机电源电路如图1所示。当接通点火开关S1、不起动发动机时，电压调节器内的大功率三极管导通，激磁电路为：蓄电池“+”极—点火开关S1—激磁绕组F1端子—激磁绕组F—激磁绕组F2端子—电压调节器FT的F端子—电压调节器FT的E端子—搭铁—蓄电池“-”极。只要点火开关接通，激磁绕组就有电流通过，会造成激磁绕组发热损坏或蓄电池亏电。

图1 外搭铁发电机激磁电路

1.2 外搭铁发电机激磁绕组保护电路

为了克服图1电路的缺点，在电路中增加了时间继电器J1和常开继电器J2，对激磁绕组电路保护。外搭铁发电机激磁绕组保护电路如图2所示[11-12]。

时间继电器(J1)电磁线圈KT的输入端接点火开关输出端，电磁线圈KT的输出端搭铁；时间继电器(J1)触点KT的输入端接点火开关输出端，触点KT的输出端接激磁绕组的输入端F1端子。常开继电器J2的线圈L1的输入端接发电机的中性点N接线端子，其输出端搭铁；常开继电器J2的触点K1的输入端接点火开关输出端，其触点K1的输出端接激磁绕组的输入端F1端子。

图2 外搭铁发电机激磁绕组保护电路

2 工作原理

1) 当发动机出现故障需要检修，或发动机熄火后需要打开点火开关S1供电时(此时发电机没有运转)，时间继电器(J1)电磁线圈KT形成闭合回路，有电流通过产生电磁力，吸引时间继电器(J1)的触点KT迅速闭合并维持10 s，此时发电机激磁绕组有电流通过，激磁电路为：蓄电池“+”极—点火开关S1—时间继电器(J1)的触点KT—发电机激磁绕组“F1”接线柱—发电机激磁绕组—发电机激磁绕组“F2”接线柱—电压调节器FT的“F”接线柱—搭铁—蓄电池“-”极。这个过程只需维持10 s，时间继电器(J1)的触点KT便断开，切断了发电机的激磁电路，避免了蓄电池长时间向激磁绕组供电的危险。

2) 当起动发动机，并正常运转时，激磁绕组有电流通过，激磁电路为：蓄电池“+”极—点火开关S1—时间继电器(J1)的触点KT—发电机激磁绕组“F1”接线柱—发电机激磁绕组—发电机激磁绕组“F2”接线柱—电压调节器FT的“F”接线柱—搭铁—蓄电池“-”极。此时发电机已运转发电，发电机中性点接线端子N有电压输出，常开继电器J2的电磁线圈L1有电流通过，磁化电路为：发电机N端子—常开继电器J2的电磁线圈L1—搭铁，产生电磁力，吸引常开继电器J2的触点K1闭合，发电机的激磁绕组仍保持有电流通过，激磁电路为：发电机“B+”—点火开关S1—常开继电器(J2)的触点K1—发电机激磁绕组“F1”接线柱—发电机激磁绕组—发电机激磁绕组“F2”接线柱—电压调节器FT的“F”接线柱—搭铁—发电机“-”极。发电机运转，正常发电向外输出。

3 结论

汽车交流发电机激磁电路中加装了激磁绕组保护装置，能够避免发动机熄火后激磁绕组长时间通电烧坏，也避免了蓄电池长时间放电造成亏电的故障。加装时间继电器(J1)，能够保证发电机未发电时，蓄电池向发电机激磁电路提供电流；当发动机起动着火怠速运转时，发电机N端子有电压输出，常开继电器(J2)的触点K1就吸引闭合，发电机可正常发电，对发电机的发电性能无影响。该装置结构简单，性能可靠，安装位置不受限制，加装在汽车电源系统中应用前景广阔。