通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車交流發(fā)電機(jī)時(shí)，存在一個(gè)常見問題。在嘗試調(diào)節(jié)低電池的充電電壓的過程中，交流發(fā)電機(jī)軸的扭矩通常會(huì)超過電機(jī)的能力，因此可能會(huì)失速和/或過熱。解決方案是調(diào)節(jié)（限制）充電電流，因?yàn)檩S扭矩是輸出電流的函數(shù)。該系統(tǒng)是電機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車交流發(fā)電機(jī)的控制電路。在此方案中，交流發(fā)電機(jī)沒有電壓調(diào)節(jié)器，因此它繼續(xù)以恒定電流充電，直到電壓達(dá)到電壓上限（完全充電）——此功能使其可以輕松適應(yīng) 24 或 48VDC 系統(tǒng)。
　　充電系統(tǒng)僅按需運(yùn)行，從而消除了空閑功耗。交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器將可調(diào)設(shè)定點(diǎn)與分流電阻器兩端產(chǎn)生的直流反饋電壓進(jìn)行比較。現(xiàn)場(chǎng)電流驅(qū)動(dòng)器也可按需運(yùn)行，從而降低空閑功耗。軟啟動(dòng)功能可在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)逐漸增加電流，從而使電機(jī)能夠在最大負(fù)載發(fā)生之前達(dá)到基本速度。這是對(duì)以前發(fā)布的兩條線路的增強(qiáng)：外部電池充電器控制和6V、24V、48V外部電池充電器控制.
　　　限流交流發(fā)電機(jī)電池充電器原理圖　　系統(tǒng)框圖

　　限流交流發(fā)電機(jī)電池充電器系統(tǒng)
　　它確實(shí)發(fā)生了——我們都知道當(dāng)傳動(dòng)帶需要張緊時(shí)交流發(fā)電機(jī)的行為——皮帶像女妖一樣尖叫。由于發(fā)動(dòng)機(jī)不能停止，交流發(fā)電機(jī)會(huì)通過皮帶打滑而停止。典型的電流過載只會(huì)持續(xù)幾秒鐘，直到達(dá)到最大電池電壓，然后回落到維持水平——你們都在汽車電流表上看到了這一點(diǎn)。
　　風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用怎么樣？
　　雖然汽車交流發(fā)電機(jī)通常用于風(fēng)力發(fā)電，但它的修改和控制方式卻有所不同。風(fēng)力發(fā)電的人很聰明，很清楚這個(gè)問題。
　　電流限制是如何工作的？
　　一個(gè)低阻值分流電阻器與電池的負(fù)極串聯(lián)。當(dāng)該電阻兩端的壓降超過特定設(shè)定點(diǎn)（R21）時(shí)，電壓比較器（U4A）關(guān)斷場(chǎng)驅(qū)動(dòng)晶體管（Q2）。此時(shí)，勵(lì)磁電流開始衰減，因?yàn)樗^續(xù)流過連接在勵(lì)磁繞組上的續(xù)流二極管（D5）。隨著磁通量衰減，交流發(fā)電機(jī)輸出電壓會(huì)隨著充電電流的增加而降低。當(dāng)充電電流低于設(shè)定點(diǎn)時(shí)，U4A再次打開Q2，從而導(dǎo)致場(chǎng)電流增加等。這也被稱為 bang-bang 型穩(wěn)壓器，其中對(duì)勵(lì)磁繞組施加全電壓或無電壓 - 它是 ON-OFF 而不是線性的。這很有效，因?yàn)閳?chǎng)電感非常高，以至于電流充電或放電需要幾毫秒。
　　U4B 對(duì)軟啟動(dòng)電容器放電，當(dāng) K1 斷開時(shí)，U4C 關(guān)閉 Q2。R20 僅提供一點(diǎn)正反饋以提高開關(guān)速度 - 否則，它可能會(huì)振蕩。R18 和 C4 組成一個(gè) 100uS 時(shí)間常數(shù)噪聲濾波器。
　　雖然電壓調(diào)節(jié)器部分已經(jīng)過測(cè)試，但電流調(diào)節(jié)器尚未經(jīng)過測(cè)試。它在我的顱骨模擬器中工作正常，但可能會(huì)有驚喜。幸運(yùn)的是，現(xiàn)場(chǎng)電流控制簡單而寬容，否則我不會(huì)這么大膽。需要注意的是，在 24V 或 48V 應(yīng)用中，可能會(huì)燒毀勵(lì)磁繞組 – 如果在使其工作時(shí)遇到問題，添加一個(gè)與勵(lì)磁繞組串聯(lián)的功率電阻器可以防止勵(lì)磁繞組燒壞。
　　電壓調(diào)節(jié)器
　　可能需要修改交流發(fā)電機(jī)
　　如果使用需要外部穩(wěn)壓器的舊式交流發(fā)電機(jī)，則無需修改，除非勵(lì)磁繞組的一側(cè)接地而不是連接到正輸出端子。如果調(diào)壓器是內(nèi)置的，則必須拆卸交流發(fā)電機(jī)，拆下調(diào)壓器，并引出現(xiàn)場(chǎng)連接。同時(shí)，勵(lì)磁繞組的一端可能需要連接到正輸出端而不是接地，因?yàn)樵撾娐肥堑蛡?cè)控制器。
　　低側(cè)磁場(chǎng)電流控制
　　在這種情況下，低側(cè)磁場(chǎng)控制是最實(shí)用的。在24和48V輸出時(shí)，高壓側(cè)場(chǎng)控制更加困難。因此，勵(lì)磁繞組的一側(cè)必須連接到 BAT+ 端子
　　直接驅(qū)動(dòng)還是皮帶驅(qū)動(dòng)？
　　假設(shè)交流發(fā)電機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速為600RPM時(shí)具有全輸出，交流發(fā)電機(jī)皮帶傳動(dòng)比為1：2，則交流發(fā)電機(jī)軸的運(yùn)行速度約為1200RPM。因此，對(duì)于 12V 應(yīng)用，使用常見的 1500 或 1750RPM 4 極感應(yīng)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)是可行的。對(duì)于 24V 應(yīng)用，3000 或 3450RPM 2 極電機(jī)是可行的選擇。對(duì)于 48V 應(yīng)用，需要 1：2 或 1：4 的皮帶傳動(dòng)比。超速通常是可以接受的，前提是不超過大約 8000RPM。
　　計(jì)算充電電流和分流電阻值
　　交流發(fā)電機(jī)具有相對(duì)較高的額定電流（例如 100A）。在額定輸出下，效率很低 – 可能為 50% 左右。我認(rèn)為，由于交流發(fā)電機(jī)在這種低效率下具有極端的功率損耗，因此這種額定電流是間歇性的，而不是連續(xù)的。為了連續(xù)運(yùn)行，我建議將此電流降額至 70%。因此，100A 交流發(fā)電機(jī)可以以大約 70% 的效率以 70A 的電流連續(xù)運(yùn)行。
　　軸輸入功率 = Eout * Io /% 效率 = 14.6 * 70 /0.7 = 1460W 或約 2HP。
　　對(duì)于單相電機(jī)來說，2HP 偏大，因此請(qǐng)考慮使用更小的東西——請(qǐng)注意，使用 1HP 電機(jī)運(yùn)行時(shí)交流發(fā)電機(jī)效率會(huì)更高——可能是 80%。相應(yīng)地調(diào)整驅(qū)動(dòng)電機(jī)的尺寸。
　　輸出電流 （Io）
　　這只是一個(gè)功率計(jì)算。假設(shè)限制因素是您的交流感應(yīng)電機(jī)，只需計(jì)算輸出瓦特：P = HP * 746 W /HP * 效率
　　接下來，將此功率除以充滿電的電池電壓：Io = P /14.6V（或 29 或 58V）
　　電阻計(jì)算
　　R = 100mV /Io（例如，如果 Io = 40A，則 Rshunt = 100mV /40A = 0.025Ω）
　　Rshunt 的功率 = I? * R（例如 P = 40? * 0.025 = 40W）
　　降額 50% 左右。這需要一個(gè) 80W 電阻。