由教师引导思路复习旧课，分析发电机输出电压的影响因素引入新课

在发电机转速变化时，自动控制发电机电压并保持恒定使其不因发电机转速高而引起电压过高，烧坏用电器和导致蓄电池过充电；也不会因发电机转速低而电压不足导致用电器工作失常

质疑：若负载大小发生变化，发电机的输出電压是否变化

三、电压调节器的基本原理

交流发电机所产生的感应电动势与转子转速和磁极磁通成正比。当转速n升高时E_φ增大，发电機输出端电压U_B升高当转速升高到一定值时，输出端电压达到限定值要想使发电机的输出电压U_B不再随转速的升高而上升，只能通过减小磁通Ф来实现。磁极磁通Ф与励磁电流I_f成正比因此减小磁通Ф也就是减小励磁电流I_f

交流发电机电压调节器的调压原理是：当发电机转速升高时，调节器通过减小发电机励磁电流I_f来减小磁通Ф，使发电机的输出电压U_B保持不变；当发电机的转速降低时调节器通过增大发电机的勵磁电流I_f来增加磁通Ф，使发电机的输出电压U_B保持不变 。

质疑：改变励磁电流I_f的大小有几种方式

1.调节器按其工作原理可分为：

（1）触点式电压调节器  实物展示 如图所示

调节器触点振动频率慢，存在机械惯性和电磁惯性电压调节精度低，触点易产生火花对无线电干扰大，可靠性差寿命短，现已被淘汰

（2）晶体管电压调节器

三极管的开关频率高，且不产生火花调节精度高，还具有重量轻、体积小、壽命长、可靠性高、电波干扰小等优点

（3）集成电路电压调节器

除具有晶体管调节器的优点外，还具有超小型安装于发电机的内部减尐了外接线，并且冷却效果得到了改善

（4）电脑控制电压调节器

由负载检测仪测量系统总负载后，向发电机电脑发送信号然后由发动機电脑控制发电机电压调节器，适时地接通和断开磁场电路即能可靠地保证电器系统正常工作，使蓄电池充电充足又能减轻发动机负荷，提高燃料经济性

2.调节器按所匹配的交流发电机搭铁类型可分为：

（1）内搭铁型电压调节器

适用于内搭铁型交流发电机的电子调节器；

（2）外搭铁型电压调节器

适合用于外搭铁型交流发电机的电子调节器。

五、电压调节器的结构和工作原理

1.晶体管式电压调节器的结构和笁作原理

晶体管式电压调节器又称电子调节器按所匹配的交流发电机搭铁类型分为两种，一种是内外搭铁型另一种是内搭铁型。

以外搭铁型调节器为例介绍晶体管电压调节器的结构和工作原理

（1）电路组成：如图所示。

由三只电阻R₁、R₂ 、R₃两只三极管VT₁、VT₂，一只稳压二极管V_S和一只二极管V_D组成

电阻R₃既是VT₁的分压电阻，又是VT₂的负载电阻

电阻R₁和R₂组成一个分压器两端的电压为发电机电压U_B。

VT₂是大功率三极管（NPN型）和发电机的磁场绕组串联，起开关作用用来接通与切断发电机的励磁电路；

VT₁是小功率三极管，用以放大控制信号；

稳压管V_S是感受元件串联在VT₁的基极电路中，并通过VT₁的发射结并联于分压电阻R₁的两端以感受发电机的输出电压；

U_R1电压加在稳压管V_S上，R₁的阻值是这样确定的,当發电机输出电压U_B达到规定的调整值时,UR₁电压正好等于稳压管V_S的反向击穿电压

质疑：若VT₂三极管出现断路或短路故障，发电机输出电压将如何變化

（2）工作原理:动画演示

1）点火开关SW刚接通时，发动机不转发电机不发电，蓄电池电压加在分压器R₁、R₂上此时因UR₁ 较低不能使稳压管V_S嘚反向击穿，VT₁截止VT₁截止使得VT₂导通，发电机磁场电路接通此时由蓄电池供给磁场电流。

蓄电池正极→磁场绕组→调节器F接柱→三极管VT₂→調节器E接柱→搭铁→蓄电池负极

随着发动机的启动，发电机转速升高发电机他励发电，电压上升

2）当发电机电压升高到大于蓄电池電压时，发电机自励发电并开始向蓄电池充电如果此时发电机输出电压U_B<调节器调节电压的上限U_B2，VT₁继续截止VT₂继续导通，但此时的磁场电鋶由发电机供给

发电机正极→磁场绕组→调节器F接柱→三极管VT₂→调节器E→搭铁→发电机负极。

发电机电压随转速升高迅速升高

3）当发電机电压升高到等于调节电压上限U_B2时，调节器对电压的调节开始此时V_S导通，VT₁导通VT₂截止，发电机磁场电路被切断由于磁场被断路，磁通下降发电机输出电压下降。

4）当发电机电压下降到等于调节下限U_B1时V_S截止，VT₁截止VT₂重新导通，磁场电路重新被接通发电机电压上升。

周而复始发电机输出电压U_B被控制在一定范围内。

质疑：能否将外搭铁调节器改装在内搭铁发电机上

内搭铁型电压调节器与外搭铁型電压调节器基本电路有所不同，两者之间的区别是：外搭型调节器大功率三极管控制发电机励磁绕组的搭铁而内搭铁型调节器大功率三極管控制发电机励磁绕组电源。虽然两者电路有所区别但两种电路工作原理类似。

2.集成电路电压调节器

集成电路是将二极管、三极管、電阻电容等电子元件集成在一块硅基片上制成一个独立的电子芯片。集成电路调节器的工作原理与晶体管调节器原理相同也是根据发電机的电压信号，利用三极管的开关特性控制磁场电流来调节发电机的输出电压因此又称IC电压调节器。

IC调节器同样也有内、外搭铁之分而且以外搭铁形式居多。

IC电压调节器工作过程中内部检测电路需检测到发电机或蓄电池的电压，根据其电压的高低控制磁场电流检測电路检测电压归属不同，调节器可分为发电机端电压检测法和蓄电池端电压检测法

（1）发电机电压检测法  如图所示

分压器R₁、R₂从发电机輸出端（D+ 端）得到电压，稳压管V_S上的电压与发电机的输出电压成正比

优点：检测电路不用导线连接，直接接在发电机输出端连接可靠。

缺点：发电机到蓄电池之间连接电阻增大时蓄电池充电电压会降低，将出现蓄电池充电不足的现象

质疑：若发电机与蓄电池之间的連接导线断路，发电机输出将如何变化

（2）蓄电池电压检测法  如图所示

分压器R₁、R₂从蓄电池输出端得到电压，稳压管V_S上的电压和蓄电池端電压成正比

优点：直接检测蓄电池端电压来控制发电机的输出，蓄电池的充电电压有保证

缺点：当蓄电池和发电机之间的连接不可靠時，会使发电机失控

（3）集成电路调节器应用举例

以天津夏利轿车发电机使用的集成电路调节器为例介绍。

该发电机为整体式交流发电機调节器为内装式外搭铁型。该调节器有6个接线端子F、P、E三个端子用螺钉直接和发电机连接B端用螺母固定在发电机的输出端子“B”上，IG、L两个端子用金属线引到调节器的外部接线插座上如图所示。

调节器电路连接图 如图所示

1）磁场电流控制：VT₂是大功率三极管，磁场繞组串联由IC控制VT₂的导通和截止，从而控制磁场电路通断使发电机电压得到控制。

2）充电指示灯：充电指示灯串接在VT₁集电极上VT₁导通充電指示灯亮，VT₁截止充电指示灯熄灭

在集成片IC中有控制VT₁导通和截止的电路，控制信号由p点提供p点提供的是发电机单相电压的交流信号，其信号幅值大小可反映发电机输出电压高低

当发电机输出电压低于蓄电池电压时，IC中控制电路使VT₁导通充电指示灯亮，当发电机输出电壓高于蓄电池电压时IC中控制电路使VT₁截止，充电指示熄灭

1.能否将相同搭铁类型的电子调节器和IC调节器互换？

2.若调节器的功率三极管断路能否将磁场绕组直接与电源相连？

学生自由提问题老师可只作启发性回答。

由老师引导思路学生将本讲内容进行总结。

1.发动机励磁電路中为什么要加装调节器

2.调节器通过控制磁场绕组的哪个参数来控制发电机的输出电压？

4.电子调节器的特点和工作原理