电压调整器是内燃机车和电力机车的一种重要部件。它的主要作用是稳定机车控制系统的低压控制电源。机车上的低压控制电源是由电动发电机组产生的；电动发电机组的动力在内燃机车上由柴油发电机组供给，在电力机车上由电网直接供给。由于柴油发电机组成电网电压的波动，以及电动发电机组负载的经常大幅度变化，低压控制系统电源波动很大。电源的这种不稳定性对于机车安全运行很不利。这就要求用电压调整器把低压控制电源电压的波动，控制在一个极小的范围之内。
在没有应用电子技术之前，通常采用继电式或机电式电压调整器。它们结构复杂，体积庞大，可靠性差，寿命不长，检修也不方便，日益不能适应机车多拉快跑，安全运行的要求。
采用晶体管式电压调整器，可以克服旧式电压调整器的上述缺点。这种电压调整器的基本原理，是利用三极管的开关特性控制励磁电流，从而稳定输出电压。这是一种闭环调节机构，整机可分成两部分：测量比较部分和执行调整部分。下面用大型工矿电力机车上的电压调整器来说明工作原理，电路见图1。它是配合5KW直流电动发电机组使用的，电动机的动力是1500V直流电源，发电机额定输出电压为50V。
测量比较部分由电阻R\(_{1}\)、R2和电位器W组成的分压器及稳压管DW构成。分压器输入端和直流发电机的电枢直接相连，输出端反映了电枢两端电压波动的情况。稳压管DW的作用，是一方面利用它的击穿电压作基准电压，和外来信号比较，决定整个调整器的工作状态，另一方面又用它作一个开关。
执行调整部分由三极管电路构成。因为调整对象——励磁电流，在输出电压高于额定值时要减小，输出电压低于额定值时要增加，所以用三极管组成两级开关。BG\(_{2}\)、BG3串接工作。这是由于一般机车上控制电源电压均在50V以上，再加上机构动作速度提高产生的尖峰脉冲及电感回路中的感应电势，一只三极管耐压不够。
电压调整器工作过程如下：发电机刚启动时，由于发电机本身容量不大，电枢旋转切割定子中剩磁产生的磁力线就可以建立起一个小的电势。这时分压器A点的电位远小于DW的击穿电压，BG\(_{1}\)基极没有电流流过，处于截止状态，BG2、BG\(_{3}\)则工作在饱和状态，发电机励磁线圈得到一个工作电流，加强了励磁。励磁的增强使发电机输出电压提高；提高了的输出电压又会进一步加强励磁。如此反复循环，逐步提高了发电机组的输出电压。
恩格斯指出：“量转化为质，质转化为量”发电机输出电压不会无限制上升。当电压上升到一定数值后（由电位器W调整），量的积累会产生一个飞跃，发生质变。当输出电压高到使A点电位等于DW的击穿电压时。DW被击穿，BG\(_{1}\)由截止变为饱和，而BG2、BG\(_{3}\)由饱和变为截止，停止给发电机励磁，使输出电压下降。同样地，下降也是有限制的。当输出电压下降到A点电位不足以击穿DW时，又恢复给发电机励磁，重复前述过程了。这样，当由于电力机车供电电源波动，及电动发电机组负载变化，致使发电机输出电压波动时，也就及时反映到电压调整器中，决定它的工作状态，进而控制励磁电流，达到稳定输出电压的目的。
通过上面的介绍，我们可以看到，我们要达到的目的——稳定的输出电压，是由许多不平衡的运动实现的。由稳压管等元件构成的测量比较电路把矛盾（输出电压的波动）反映到电压调整器内部来，由三极管组成的调整执行部分则根据它解决发电机输出电压和励磁电流这对主要矛盾；解决矛盾的方法是利用矛盾，在斗争中，在运动中寻求相对的稳定和平衡。“所谓平衡，就是矛盾的暂时的相对的统一。”任何静止、平衡都只是相对的；矛盾是绝对的，不平衡是绝对的，运动是绝对的。发电机输出电压的波动使电压调整器相应动作，进而控制励磁电流，这种过程进行得很快，并且永不休止。但这种运动受到调整器调整额定值的限制，变化均在额定值的附近。这样从外部来看，发电机输出电压就成为一个稳定值了。毛主席指出：“矛盾不断出现，又不断解决，就是事物发展的辩证规律。”我们只有认识到这一点，在制作和调整这种“以动求静”的电压调整器时，遵照事物的本来面目，利用矛盾以解决矛盾，才能取得成功。
为了使电压调整器正常工作，并在意外情况下保护元件不受损坏，BG\(_{1}\)的集电极上接了一个高灵敏继电器。它的常开接点控制BG2发射极和基极间短路或正常工作。若测量比较部分或BG\(_{1}\)发生故障，电压调整器两端的电压超过额定值后，还未能及时关断励磁电流，继电器便动作；它的接点分路BG2基极电流，使BG\(_{2}\)、BG3马上转入截止状态，停止给发电机励磁，防止发电机输出电压过高击穿三极管和使机车上的电器误动作。R\(_{6}\)、C2组成反馈环节，使三极管渡过放大区的时间缩短，起到保护三极管和简化散热装置的作用。C\(_{3}\)、C4和R\(_{1}\)0组成吸收回路，防止由于快速动作产生的过电压及发电机停止瞬间产生的感应电势形成的尖峰脉冲击穿BG2和BG\(_{3}\)。D2是续流二极管。D\(_{3}\)也是起保护作用的。C1用来平滑发电机电压的脉动。R\(_{5}\)、R7为均压电阻。
机车上备有蓄电机组，以便在集电器（弓子）脱离电网时供给照明及各种电器的需要。过去处理蓄电池和发电机间的关系，是利用一只繁复的逆流继电器。现在我们用一只大功率整流二极管，如图2所示，使用和维修大大简便，体现出应用电子技术的优越性。
在工矿大型电力机车上使用这种晶体管式电压调整器，当电网电压在1000V～1800V间变化，发电机组带最大负载的50％时，电压波动可以控制在±2％之内。
晶体管式电压调整器的缺点，是一般大功率三极管击穿电压有限和过载能力差，在用100V级别低压的机车上，电压调整器最后一级要用三只管子串接。由于电压分布不均匀，三只管子动作时间不可能完全一致，容易击穿。目前，一些机车上使用了可控硅电压调整器；利用更大功率、高耐压的晶体管及特殊的可控硅元件也是方向。（华山冶金车辆修造厂工人 殷浩 吉长春）