通過電機驅(qū)動汽車交流發(fā)電機時，存在一個常見問題。在嘗試調(diào)節(jié)低電池的充電電壓的過程中，交流發(fā)電機軸的扭矩通常會超過電機的能力，因此可能會失速和/或過熱。解決方案是調(diào)節(jié)（限制）充電電流，因為軸扭矩是輸出電流的函數(shù)。該系統(tǒng)是電機驅(qū)動的汽車交流發(fā)電機的控制電路。在此方案中，交流發(fā)電機沒有電壓調(diào)節(jié)器，因此它繼續(xù)以恒定電流充電，直到電壓達到電壓上限（完全充電）——此功能使其可以輕松適應 24 或 48VDC 系統(tǒng)。
　　充電系統(tǒng)僅按需運行，從而消除了空閑功耗。交流發(fā)電機勵磁電流調(diào)節(jié)器將可調(diào)設定點與分流電阻器兩端產(chǎn)生的直流反饋電壓進行比較?，F(xiàn)場電流驅(qū)動器也可按需運行，從而降低空閑功耗。軟啟動功能可在系統(tǒng)啟動時逐漸增加電流，從而使電機能夠在最大負載發(fā)生之前達到基本速度。這是對以前發(fā)布的兩條線路的增強：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)電機電池充電器原理圖　　系統(tǒng)框圖

　　限流交流發(fā)電機電池充電器系統(tǒng)
　　它確實發(fā)生了——我們都知道當傳動帶需要張緊時交流發(fā)電機的行為——皮帶像女妖一樣尖叫。由于發(fā)動機不能停止，交流發(fā)電機會通過皮帶打滑而停止。典型的電流過載只會持續(xù)幾秒鐘，直到達到最大電池電壓，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。
　　風力發(fā)電應用怎么樣？
　　雖然汽車交流發(fā)電機通常用于風力發(fā)電，但它的修改和控制方式卻有所不同。風力發(fā)電的人很聰明，很清楚這個問題。
　　電流限制是如何工作的？
　　一個低阻值分流電阻器與電池的負極串聯(lián)。當該電阻兩端的壓降超過特定設定點（R21）時，電壓比較器（U4A）關斷場驅(qū)動晶體管（Q2）。此時，勵磁電流開始衰減，因為它繼續(xù)流過連接在勵磁繞組上的續(xù)流二極管（D5）。隨著磁通量衰減，交流發(fā)電機輸出電壓會隨著充電電流的增加而降低。當充電電流低于設定點時，U4A再次打開Q2，從而導致場電流增加等。這也被稱為 bang-bang 型穩(wěn)壓器，其中對勵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，因為場電感非常高，以至于電流充電或放電需要幾毫秒。
　　U4B 對軟啟動電容器放電，當 K1 斷開時，U4C 關閉 Q2。R20 僅提供一點正反饋以提高開關速度 - 否則，它可能會振蕩。R18 和 C4 組成一個 100uS 時間常數(shù)噪聲濾波器。
　　雖然電壓調(diào)節(jié)器部分已經(jīng)過測試，但電流調(diào)節(jié)器尚未經(jīng)過測試。它在我的顱骨模擬器中工作正常，但可能會有驚喜。幸運的是，現(xiàn)場電流控制簡單而寬容，否則我不會這么大膽。需要注意的是，在 24V 或 48V 應用中，可能會燒毀勵磁繞組 – 如果在使其工作時遇到問題，添加一個與勵磁繞組串聯(lián)的功率電阻器可以防止勵磁繞組燒壞。
　　電壓調(diào)節(jié)器
　　可能需要修改交流發(fā)電機
　　如果使用需要外部穩(wěn)壓器的舊式交流發(fā)電機，則無需修改，除非勵磁繞組的一側(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，拆下調(diào)壓器，并引出現(xiàn)場連接。同時，勵磁繞組的一端可能需要連接到正輸出端而不是接地，因為該電路是低側(cè)控制器。
　　低側(cè)磁場電流控制
　　在這種情況下，低側(cè)磁場控制是最實用的。在24和48V輸出時，高壓側(cè)場控制更加困難。因此，勵磁繞組的一側(cè)必須連接到 BAT+ 端子
　　直接驅(qū)動還是皮帶驅(qū)動？
　　假設交流發(fā)電機在發(fā)動機怠速為600RPM時具有全輸出，交流發(fā)電機皮帶傳動比為1：2，則交流發(fā)電機軸的運行速度約為1200RPM。因此，對于 12V 應用，使用常見的 1500 或 1750RPM 4 極感應電機直接驅(qū)動是可行的。對于 24V 應用，3000 或 3450RPM 2 極電機是可行的選擇。對于 48V 應用，需要 1：2 或 1：4 的皮帶傳動比。超速通常是可以接受的，前提是不超過大約 8000RPM。
　　計算充電電流和分流電阻值
　　交流發(fā)電機具有相對較高的額定電流（例如 100A）。在額定輸出下，效率很低 – 可能為 50% 左右。我認為，由于交流發(fā)電機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)運行，我建議將此電流降額至 70%。因此，100A 交流發(fā)電機可以以大約 70% 的效率以 70A 的電流連續(xù)運行。
　　軸輸入功率 = Eout * Io /% 效率 = 14.6 * 70 /0.7 = 1460W 或約 2HP。
　　對于單相電機來說，2HP 偏大，因此請考慮使用更小的東西——請注意，使用 1HP 電機運行時交流發(fā)電機效率會更高——可能是 80%。相應地調(diào)整驅(qū)動電機的尺寸。
　　輸出電流 （Io）
　　這只是一個功率計算。假設限制因素是您的交流感應電機，只需計算輸出瓦特：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 80W 電阻。