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硅整流发电机及调节器的使用和维护 |
摘要：柴油发电机组上充电系统配置调节器的作用是保护蓄电池，是蓄电池的充电保护装置，以免过度充电而影响寿命。原理是这样，调节器内部有检测电路，当电池电压高于设定值（一般是14v或者28v）时，开关管就会断开，停止向充电发电机励磁线圈供电，充电机没励磁电流只能空转。
一、硅整流发电机使用注意事项
硅整流发电机由交流充电机和硅二极管整流器两大部分组成，其工作原理和电路分别如图1、图2所示。充电机为三相同步充电机，由转子、定子总成、电刷和电刷架、皮带轮、风扇、前后端盖等部件组成。整流器由6只二极管组成的桥式整流电路。3只正二极管压装到固定在后端盖并与之绝缘的元件板上，3只负二极管压装到后端盖搭铁。正、负二极管的引线则成对地分别与三相绕组首端连接。元件板上引出螺钉作为充电机正极(用“+”标记),而我国规定硅整流发电机搭铁为负极。正、负二极管分别用红色和黑色加以标记，以避免正、负二极管装错。硅整流发电机若能正确使用，不但故障少且寿命长。由于它与一般充电机不同，所以在使用和维护中应注意以下几点：
（1）硅整流发电机都是以外壳为负极搭铁的，所以蓄电池的搭铁极性必须是负极。更换蓄电池时，如果蓄电池正、负极标记不清楚，可拆下充电机电枢极引线(B+),在其引线与电枢极接线柱之间串接一只试灯，然后再接上蓄电池的两根电缆线。当试灯不亮时，表明接线正确；反之则表明蓄电池正、负极电线接反。
（2）硅整流发电机接线必须正确。充电机的接线柱旁均标有标记或名称，“B+”为电枢极，应与电流表或蓄电池的正极相接；“F”为磁场极，应与调节器的磁场接线柱相接；“N”为中性点，应与充电指示继电器的“N”极接线柱相接；“E”为搭铁极，应与调节器搭铁极接线柱“E”相接。硅整流发电机接线柱引线安装必须牢固可靠，以防瞬间产生过电压，烧坏二极管、调节器及其他用电设备。
（3）充电机与调节器应按生产厂家要求配套使用，不能随意改换调节器的型号，应急代用时，应注意调节器与充电机必须是同一电压级别，二者的搭铁形式必须一致，调节器的功率必须满足要求。充电机与调节器的接线柱之间必须连接正确，接触良好。当连接不正确时可能在连接的一瞬间造成电子调节器损坏。当充电机高速运转时，连接导线如果突然断开，会产生瞬时高压，损坏电子调压器。
（4）柴油发电机熄火后，应及时关闭启动开关，以防蓄电池对充电机磁场线圈作长时间放电，造成磁场线圈烧坏或调节器的损坏。
（5）充电机工作时，不允许用充电机的电枢极搭铁试火的方法来检查是否发电，以免烧坏充电机和电线束。
（6）充电机的传动皮带松紧度应合适。过松易使皮带打滑，造成发电不足；过紧容易损坏皮带或轴承。调整时可用手在皮带正中处按下，如能下降5~20mm,则为松紧适度。
（7）不允许用220V交流电源或兆欧表来检查充电机的绝缘性能，否则会因过高的电压，将二极管击穿损坏。
（8）要正确判断充电系统工作是否正常。装有电流表指示充、放电的机型，在发电机组运行中，充电电流值是从大到小，最后接近于零，这属于正常现象。因为发电机组在启动时，蓄电池给起动机提供了启动的电能，使蓄电池端电压下降；当柴油发电机运转后，充电机就立即向蓄电池充电，直至蓄电池的端电压达到调节器的标称调节电压值时，电流表指示充电电流最小，表明蓄电池已充足电。
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图1 硅整流发电机工作原理图 |
图2 硅整流发电机电路图 |
二、发电机调节器的分类
1、触点型硅整流发电机调节器
（1）触点型调节器的特点
① 它比IC调节器大。
② 它与传统型发电机配合使用。
（2）触点型调节器的结构
① 它由电压调节器和充电警告灯继电器拼成。
② 切换触点来调节传统型发电机所发的电压。
③ 触点的功能∶电压调节器和充电警告灯继电器的结构如图3所示，通过电磁力来切换这些触点。
（3）触点型调节器的电气连接线路图
硅整流发电机电压调节器的P0触点和充电警告灯继电器P3触点的操作用来调节发电机所发电压和充电警告灯的运行。
（4）工作原理
硅整流发电机电压调节器通过调整发电机的激磁电压控制发电机的输出电压以满足系统的要求。当蓄电池电压低而电气附件负荷高时，调节器增大发电机输出电流为蓄电池充电。这意味着调压器使附件可以在大负荷下工电子作而很少消耗蓄电池。这种情况下，大部分电流直接来自发电机。当蓄电池充满电、附件负荷低时发电机的输出电流减小。
2、IC型硅整流发电机调节器
（1）IC调节器的结构
IC调节器主要由混合集成电路，散热片和连接器组成。使用混合集成电路可以获得较小的尺寸。电路控制示意图如图4所示。
（2）IC调节器的类型
① 蓄电池感应型∶IC调节器通过端子S（蓄电池检测端子）来检测蓄电池的电压，并把输出电压调节到规定的值。
② 发电机感应型∶IC调节器通过检测发电机的内部电压来把输出电压调节到规定的值。
（3）工作原理
一般来说，所发电的量可以用下述方法来改变。
增加或降低磁力（转子）以及磁体的旋转转速。当此方法应用到发电机时，转子的运行转速不能控制，因为它是随发电机旋转的。换言之，发电机中可以自由改变的条件是磁（转子）力。实际上，流到转子线圈的电流稻花量（场电流）改变，便改变了磁力。IC调节器通过控制场电流来调节发电机的发电量，这样使得所发得电压按照转子的转速和用电量的变化（电负荷的增、减）保持恒定。
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图3 硅整流发电机充电系统电路图 |
图4 IC调节器输出控制电路图 |
三、发电机和调节器常见故障
1、柴油机无法启动
（1）检查电源是否正常供电，确认供电电压和频率是否符合要求。
（2）检查电源线路和开关是否连接松动或接触不良，确认电源线路连接正确。
（3）检查发电机内部的保险丝是否烧断，如有需要更换保险丝。
（4）检查柴油机启动开关是否损坏，如有需要更换启动开关。
2、发电机无法输出电力
（1）检查发电机是否正常运转，确认发电机转子和定子是否有异常。
（2）检查发电机的调压器和电子模块是否损坏，如有需要更换损坏的部件。
（3）检查发电机的电容器是否老化或损坏，如有需要更换电容器。
（4）检查发电机的接线是否正确，确认发电机的输出电流是否正常。
3、发电机产生噪音和震动
（1）检查发电机的机壳是否松动，如有需要紧固机壳。
（2）检查发电机的风扇叶轮是否有异物堆积，如有需要清理风扇叶轮。
（3）检查发电机的轴承是否磨损，如有需要更换磨损的轴承。
（4）检查发电机的转子和定子是否平衡，确认发电机的部件是否安装正确。
4、发电机温度过高
（1）检查发电机的散热器是否清洁，如有需要清洗散热器。
（2）检查发电机的风扇是否正常运转，如有需要更换风扇。
（3）检查发电机的冷却水循环系统是否正常，确认冷却水的供给和排放是否畅通。
（4）检查发电机的负载是否超过额定功率，如有需要减少负载。
5、其他故障排除
（1）检查发电机的绝缘性能，确认绝缘是否正常，如有需要进行绝缘处理。
（2）检查发电机的电路连接是否正确，确认电路连接是否牢固和稳定。
（3）检查发电机的电子元件是否老化或损坏，如有需要更换损坏的元件。
（4）检查发电机的电源线路和接地线是否符合标准，确认线路连接是否良好。
6、发电机调节器维护注意事项
调节器在使用过程中，一般不允许拆卸护盖，正常情况是每工作500h左右，进行一次全面检查和维护，其内容如下。
① 拆下护壳，检查触点表面有无污物和烧损。若有污物，则可用较干净的纸擦拭触点表面。若点出现烧蚀或平面不平而导致接触不良时，可用“00”号砂纸或砂条磨平，最后再用干净的纸擦净。
② 检查各接头的牢固程度；测量固定电阻和各线圈的阻值；若有损坏，应及时修复或更换新件。
③ 检查各触点间隙和气隙，若不符合要求，应进行调整。
④ 调节器经维护保养后，在启动柴油发电机时，要注意观察充电电流表指针的指示情况。若柴油发电机在中等转速以上运转时，电流表的指针仍指向一边，则说明截流器的触点未断开，应迅速断开接地开关；否则，会损坏蓄电池、调节器和充电发电机等。若柴油发电机启动至额定转速后，电流表的指针仍指向“0”处，则说明在调整时未严格按照技术要求进行调整，应重新进行检查与调整。
总结：
硅整流发电机和调节器的连接方法需要注意多个方面，包括选择适当的调节器型号、正确连接和维护保养等。只有保证设备的正常运行，才能输出高效、稳定的电能，应用于实际的生产生活中。
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