摘要：在电启动的发动机上通常都有充电设备，以供蓄电池放电后能及时补充发电，同时还可供给汽油机点火和照明设备用电。充电设备包括充电机和调节器，充电机可用直流发电机或硅整流交流发电机。但是，根据充电机的容量和用电负载的要求，充电机所发的电压不宜太高或太低；工作的电流不能超过额定值。然而充电机发出电压的高低是随发动机的转速而变化，当转速高时，所发出的电压太高，可能烧坏用电设备；当转速低时，所发出的电压太低，造成蓄电池对充电机放电，也可能将充电机烧坏；当用电负荷增加时，可能造成负荷电流超过充电机的额定电流，使充电机过热，甚至烧坏。因此，充电机必须加装调节器，以解决上述存在的问题。

1．直流发电机调节器

充电发电机调节器是和直流发电机式充电配套使用的，其总体结构如图1所示。

图1  充电发电机调节器

这种调节器由断流器、节压器和节流器三部分构成。

①断流器 断流器的结构由铁心、绕在铁心上的串联线圈、并联线圈、活动触点、固定触点、触点臂及触点臂弹簧等组成，其电路原理如图2所示。

图2  断流器电路原理

当发电机转速很低，电压低于蓄电池电压时，串联线圈及并联线圈内流过的电流很小，铁心磁化强度微弱，其吸力不足以克服弹簧的张力，故触点张开。发电机与蓄电池的电路不通，发动机和所有电器用电均由蓄电池供给。

当发电机转速增高时，其电压高于蓄电池，此时主要由并联线圈产生磁性吸力增强（并联线圈径细，圈数多），超过弹簧拉力，将触点臂吸下，使触点闭合，接通发电机与蓄电池的电路，于是发电机便向蓄电池充电，并向用电设备供电。串联线圈内所产生的吸力与并联线圈所产生的吸力方向一致，使触点接触更为牢靠。

当发电机转速降低或停止工作时，电压又低于蓄电池电压，电流即从蓄电池按相反方向流入串联线圈，它产生的吸力与并联线圈相反，互相抵消，触点臂被弹簧向上拉开，发电机与蓄电池电路被切断，从而有效地防止蓄电池向发电机放电。

②节压器 节压器是用来控制发电机的电压在11.8～14.8V限额范围以内。它由铁心、线圈（此线圈是用细导线绕制与发电机电枢绕组并联）、触点、触点臂、弹簧及限流电阻等组成，其电路原理如图3所示。

由于节压器线圈与发电机的电枢绕组并联，两者电压相等，因此，当发电机转速升高时，电压上升，流过线圈中的电流增大，铁心的电磁吸力增强，克服触点臂弹簧的张力将触点臂吸下，触点断开，此时，电阻被自动串入发电机激磁回路中，减小发电机的激磁电磁，降低磁感应强度，使发电机电压下降。当发电机电压降低后，节压器线圈吸力减小，触点靠弹簧拉力重新闭合，发电机电压又上升。如此往复，触点臂不断上下振动，其振动频率可达40次/s以下，因而使发电机的电压保持在一定的平均值。

图3  节压器电路原理                                      图4  节流器电路原理

 ③节流器 节流器是用来控制发电机电枢电流不超过其额定值的。它由铁心、节流线圈、触点、触点臂、弹簧及电阻等组成。节流线圈是与发电机的电枢绕组串联的，其电路原理如图4所示。

当发电机输出电流增大时，电枢电流和节流线圈的电流也增大，铁心的电磁吸力增强，将触点吸开，此时电阻自动串入发电机的激磁回路，使发电机的磁场减弱，电压下降，因而发电机输出电流减小。然而，由于电流的减小，电磁吸力减弱，靠弹簧的拉力使触点又闭合，如此往复，触点不断振动，使电流保持在一定的平均值，从而防止发电机过载而烧坏。

④直流发电机调节器的联合工作 图5所示为JT81型调节器的内部和外部接线图。当发电机电压达到一定值时，断流器触点闭合，发电机开始向用电设备供电，同时向蓄电池充电。此时发电机电枢回路和磁场回路都有电流，其电流的流向分别如下。

电枢电流流向是：发电机电枢正极→节流器线圈→断流器串联线圈→断流器闭合触点→铁架→电流表→蓄电池负极→地。

激磁电流流向是：发电机电枢正极→节流器线圈→断流器串联线圈→电阻R4→节流器铁心及铁架→节流器闭合触点→节压器闭合触点→节压器铁架→发电机磁场接线柱→激磁线圈→地。

i．发电机电压过高时的控制。当发电机电压过高时，节压器触点张开，此时磁场线圈中的电流回路是：从发电机电枢正极→节流器线圈→断流器串联线圈→R4→节流器铁心及铁架→R2→R1→发电机磁场接线柱→激磁线圈→接地。由于激磁回路接入R1、R2和R4电阻共计94Ω，故使激磁电流减小，磁场减弱，电压便下降到规定值。

ii.发电机输出电流过大时的控制。当发电机输出电流过大时，节流器触点张开，此时由于发电机端电压降低，节压器触点再次闭合，磁场中的电流回路是：

图5  JT81型调节器接线图  

从电枢正极

→节流器线圈→断流器串联线圈→R4→R2→R1

→磁场接线柱

→电阻R3→节压器闭合触点

此时接入激磁回路的电阻共22.7Ω。激磁电流减小，磁场减弱，电压下降，发电机输出电流减小，恢复到正常值。

iii.防止蓄电池向发电机反充电的控制。当发电机转速降低时，发电机电压降低，蓄电池向发电机反充电（放电），其反向电流回路为：蓄电池正极→断流器触点→断流器串联线圈→节流线圈→发电机电枢接线柱。当反向电流达到一定值时，由于串联线圈中产生的电磁力方向与并联线圈产生的电磁力方向相反，铁心吸力减弱到一定程度时，断流器触点分开，电路被切断。

2．硅整流发电机用调节器

图6  硅整流发电机的电压调节器电路

图6为硅整流发电机电压调节器的电路图。采用硅整流发电机其相应的调节可大为简化，可省去直流发电机调节器中的断流器和节流器，只需要电压调节器。因为硅整流二极管具有单方向导电特性，故不会出现蓄电池倒流，不需要断流器；另外，爪极式JF型硅整流发电机本身具有限制最大输出电流的性能，故不需要节流器。

电压调节器调节控制过程：当发电机开始旋转时，由于剩磁将产生剩磁电压，此时即有电流通过调节器触点，向发电机激磁绕组L提供激磁电流IB，方向如图6中黑箭头所示，此电流产生的磁通与剩磁方向相同，磁场加强，电压逐渐增高；同时发电机也向调节器圈Q供电，随着发电机电压不断增加，流经调节器线圈Q的电流也不断增大，其产生的电磁吸力也随之增大。当发电机电压达到一定值时，线圈Q产生的电磁吸力大于弹簧的张紧力，衔铁即吸向铁心使触点分开，此时激磁电流IB便流经电阻R，电流方向如图6中白箭头所示。激磁回路由于串入电阻R，电流减小，发电机电压也就降低，流入线圈Q的电流也相应减小，电磁吸力减小，在弹簧张力的作用下，触点又重新闭合，电阻R重新被短路，激磁电流又重新增大，发电机电压又重新上升，重复上述过程，这样触点周期地分开和闭合，便控制硅整流充电发电机电压在规定范围内。