带电压调节器的充电发电机坏了怎么修

摘要：充电发电机是柴油机启动系统的关键部件，具有高发电效率、紧凑结构和维护方便的特点。其结构主要包括交流发电机、电压调节器和整流器，它的作用是整流器将交流电转换为直流电，经过滤波后供给用电设备使用。同时，还具有自动调节电压和为蓄电池充电的功能。康明斯公司在本文先介绍集成电压调节器工作原理，同时对充电发电机常见故障情况进行原因分析，总结出充电发电机故障常规检测方法，给柴油发电机维修者提供借鉴作用。

一、概述

      充电发电机是柴油机电气系统的电源，通常采用28VZ55A的交流发电机供电，柴油机启动后充电发电机处于发电状态。由电压调节器控制励磁电流大小来稳定其输出电压，向所有用电设备供电，同时还对蓄电池充电。目前柴油机上使用的电压调节器多为集成电路式，主要由开关管和电压比较器构成，电压调节器与碳刷架制成一个整体，具有小型化特点，外部接线少，故障率较低。部分充电发电机在使用过程中会出现故障，可能引起蓄电池亏电或过充，使柴油机上的用电设备不能正常工作，给设备带来麻烦。维修人员将根据充电发电机的各种故障现象进行有针对性的检测判断，最后排除故障，保证柴油机的正常使用。

      本文重点分析集成电路式电压调节器的工作原理，对充电发电机故障原因进行分析判断，最后通过常规检测流程，判断出充电发电机的故障部位，给维修者提供方便。

二、充电发电机的工作原理

      充电发电机主要由转子、定子、整流器、电压调节器、端盖、风扇和皮带轮等部件组成。当柴油机启动时，蓄电池经点火开关和电压调节器给励磁绕组供电，蓄电池处于放电状态；柴油机启动后，充电发电机的输出电压高于蓄电池电压，由充电发电机向负载供电，同时还为蓄电池充电。

      当点火开关S接通后，充电指示灯亮，蓄电池提供电源，此时电压调节器取样电路中R6上电压低于基准值，即同相输入大于反向输入，则比较器输出高电平，驱动开关管使其导通，使得充电发电机的励磁回路接通，励磁回路为：蓄电池正极→充电指示灯→点火开关→L→D+→励磁绕组→调节器磁场端子F→开关管→蓄电池负极。

      当启动柴油机后，充电发电机开始发电，充电指示灯熄灭。由于充电发电机定子内感应电动势随转速升高而增大，当充电发电机输出电压大于蓄电池电压时，充电发电机向用电设备供电并向蓄电池充电。若充电发电机输出电压小于调节上限电压，比较器继续输出高电平，开关管仍导通，充电发电机提供励磁电流，其励磁回路为：充电发电机电压D+→励磁绕组→调节器磁场端子F→开关管→充电发电机负极E。若充电发电机输出电压高于调节上限电压时.R6上的电压高于基准电压，比较器输出低电平，使开关管截止，充电发电机的励磁电源被切断，磁通减小，励磁电流下降。直到充电发电机输出电压小于调节下限电压时.R6上的电压低于基准电压，比较器又输出高电平，开关管导通，励磁回路接通，励磁电流增大。如此循环工作，通过控制开关管的导通与关断，实现充电发电机的励磁回路接通与断开，充电发电机输出电压始终稳定在28V左右。

      集成电路式电压调节器起到稳定充电发电机输出电压和保护柴油机用电设备的作用。该电路主要由开关管、电压比较器、稳压器和取样电路等器件组成。开关管采用IRF54系列的MOSFET管，具有导通电阻低、负载电流大的优点；电压比较器采用低功耗LM29系列，由两个比较器构成，联动使用，减小电压调节器的故障率。

      通过在励磁回路中串联一个小电阻，测试出励磁回路的电压和电流波形。

柴油机充电发电机结构示意图

三、充电发电机故障检测

1、充电发电机的故障现象

      柴油机正常工作时，通过皮带驱动充电发电机的转子产生旋转磁场，定子绕组做切割磁力线运动，产生三相交流电压；当充电发电机转速或负载变化时，电压调节器通过改变励磁电流大小稳定充电发电机的输出电压，满足柴油机用电设备要求。若充电发电机工作不正常，必须对它进行动态性能测试，确定是充电发电机的电路还是机械装置出现问题。通过检测电压、电流及充电指示灯可以判断充电发电机不发电、发电不足或发电过高等故障。

2、充电发电机故障的常规检测方法

      以常见的充电发电机出现不发电或发电量不足故障为例，故障检测时，应首先检查皮带轮及传动是否正常，线路连接、充电发电机的输出端子的接线是否松动；然后再用万用表测量充电发电机B+与外壳之间的电压是否为蓄电池正常电压；最后启动柴油机，测量充电发电机输出电压是否正常值。

      若检测到充电发电机不发电，先拆下电压调节器，用数字万用表的二极管档检测B+与地之间的值，判断是否为定子线圈搭铁或整流二极管故障，然后再检测判断励磁二极管是否烧坏，最后测量转子线圈的阻值，判断转子线圈是断路还是与外壳搭铁。

      若检测到电压调节器损坏时，拆开充电发电机与电压调节器连接点，将可调直流稳压电源与电压调节器、小灯泡接成回路，测试电路及检测。将直流稳压电源输出调至低于28V接入测试电路，相当于充电发电机两端电压低，使电压调节器的输出管导通，接通励磁回路，试灯发亮。当输出电压调至超过29V时，相当于充电发电机输出电压高，超过电压调节器限压范围，电压调节器的输出管截止，切断励磁回路，此时试灯熄灭。因此通过试灯的亮灭，判断电压调节器是否损坏。

总结：

      基于集成电路式电压调节器的充电发电机满足各种重卡和工程机械车用电设备对功率和动态性能的要求，该电路结构简单，体积小，控制精度高。针对充电发电机不发电或发电不足等故障现象，采用充电发电机电路故障常规检测流程，并参考故障现象和原因对应表格，使维修者更快找到问题，从而排除故障。此外，通过对充电发电机的各种故障进行归类分析.采取针对性的有效措施，进行持续改进，将进一步提高充电发电机的产品性能和使用稳定性。