Факультет механический. Кафедра сельскохозяйственной техники.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3 по предмету «Тракторы и автомобили»
Лабораторная работа - Реле регуляторы напряжения
Вопросы.
1. Электромеханические регуляторы напряжения.
2. Контактно-транзисторные регуляторы напряжения.
3. Бесконтактные регуляторы напряжения.
4. Интегральные регуляторы напряжения.
1. Электромеханические реле-регуляторы напряжения
Невзирая на то, что в последнее время на тракторах и автомобилях устанавливают генераторные установки с вмонтированными в их корпуса интегральными регуляторами напряжения, в эксплуатации находится еще достаточное количество машин, на которых используют генераторы без ИРН и регуляция напряжения происходит по традиционной схеме, с помощью контактного или бесконтактного реле-регулятора. Они работают в широком диапазоне частоты вращения коленчатого вала, однако их напряжение также не должно отклоняться от оптимального более чем на 3 %.
Кроме того, для надежной зарядки аккумуляторной батареи напряжение генератора на всех режимах работы двигателя должно превышать напряжение батареи на 12-25%. Уменьшение этого напряжения приведет к преждевременному включению и разрядке аккумуляторной батареи, а значительное превышение оптимального напряжения — к ее перезарядке и уменьшению срока службы, а также быстрого выхода из строя потребителей, особенно в системе освещения.
Реле-регуляторы разделяют на электромеханические, электронные (бесконтактные) и комбинированные (контактно-транзисторные) регуляторы напряжения.
Электромеханические реле-регуляторы бывают одно- и двухступенчатые. Одноступенчатые контактные регуляторы напряжения в настоящее время практически вытеснены электронными реле-регуляторами, однако двухступенчатые типа РР380 еще применяют с генераторами Г221 (в частности, автомобили ВАЗ).
Реле-регулятор РР380 — одноэлементный, двухступенчатый вибрационный регулятор напряжения, рассчитанный на 14 В. Схема такого регулятора, его соединение с генератором и с реле для контроля зарядки аккумуляторной батареи изображена на рис. 1.
Он состоит из электромагнитного реле, который включает в себя хомут 1, сердцевину 8 с обмоткой, якорек с контактами К1 и К2, пружину 2, резистор температурной компенсации Rтк, дроссель LL и два дополнительных резистора Rд. Якорек прикреплен к хомуту через термобиметаллическую пластину 9.
После включения выключателя зажигания ток в обмотку возбуждения генератора проходит: "+" аккумуляторной батареи, выключатель зажигания, сердцевина дросселя LL, замкнутые контакты К1, хомут регулятора 1, клеммы Ш реле и генератора, обмотку возбуждения и через "массу" следует на " - " аккумуляторной батареи. Одновременно ток на контакте Я делится на второй поток и проходит через резистор Rтк, обмотку регулятора напряжения (ОРН) 10 и на "массу". Поскольку сила намагничивания сердцевины 8 недостаточная для притягивания якорька, контакты К1 остаются замкнутыми и в обмотку возбуждения проходит ток силой около 2,6 А.
Параллельно ток от аккумуляторной батареи проходит через выключатель зажигания, замкнутые контакты и хомут реле контроля зарядки батареи РС702, контрольную лампу НL и на "массу". Лампочка сигнализирует о разрядке аккумуляторной батареи.
После пуска двигателя, когда напряжение генератора превысит напряжение аккумуляторной батареи, в обмотку регулятора напряжения поступает больший ток, намагничивание сердцевины ОРН преодолевает усилие пружины, контакты К1 размыкаются и включается первая ступень регуляции напряжения.
Ток теперь проходит через дроссель и дополнительные резисторы Rд = 5,5 Ом, его величина в обмотке возбуждения и напряжение на клеммах генератора уменьшаются, контакты К1 запираются. Дальше процесс повторяется, и якорек, вибрируя, регулирует напряжение при малой и средней частоте вращения двигателя.
При большой частоте вращения ротора, через постоянное включение в цепь обмотки возбуждения сравнительно небольшого сопротивления напряжение несколько повышается (на 0,2-0,7 В) и при достижении 14,2-14,5 В ток в ОРН настолько намагничивает сердцевину, что она сильнее притягивает якорек 3 и запирает контакты К2 второй ступени регуляции напряжения. При этом второй конец обмотки возбуждения соединяется с "массой", она отключается от питания и напряжение резко уменьшается. Намагничивание сердцевины ОРН резко уменьшается, и контакты К2 размыкаются. Дальше этот процесс повторяется.
Рис. 1 - Схема электромеханического двухступенчатого регулятора напряжения РР380 с генератором Г221 и реле контроля зарядки аккумуляторной батареи РС702:
1 - хомут; 2 - натяжная пружина; 3 - якорек; 4 - верхний контакт; 5 - нижний контакт; 6 - гайка; 7 - болт; 8 - сердцевина; 9 - биметаллическая пластина; 10 - обмотка
Дроссель LL представляет собой небольшую катушку и предназначен для уменьшения искрения контактов К1 путем образования в ней тока самоиндукции при размыкании контактов и направления его на погашение тока самоиндукции обмотки возбуждения.
В процессе прохождения тока в ОРН температура медного провода катушки повышается и его сопротивление увеличивается, следовательно, в сети растет напряжение, что является нежелательным явлением. С целью частичной компенсации таких изменений в цепь ОРН параллельно включено сопротивление Rтк (19 Ом). Для еще большей стабилизации напряжения применяют также подвеску якорька на биметаллической пластине, сваренной из двух сплавов металлов — инвара и латуни. Инвар (сплав железа, никеля и других металлов) имеет меньший температурный коэффициент расширения и расположен с боку сердцевины. Во время нагревания биметаллическая пластина выгибается в сторону сердцевины. Таким образом, когда сопротивление ОРН растет с увеличением температуры, для притягивания якорька и размыкания контактов нужная меньшая магнитная сила, что обеспечивает сохранение установленного напряжения. Из приведенной на рис.1 электрической схемы видно, что в сеть регуляции напряжения включено электромагнитное реле РС702 контроля зарядки аккумуляторной батареи.
В случае включения выключателя зажигания при неработающем двигателе контакты реле замкнуты, поскольку ток от аккумуляторной батареи в обмотку этого реле не пропускают диоды генератора, соединенные с "массой". Через замкнутые контакты реле, а соответственно, и через контрольную лампочку (НL), проходит ток. Лампа горит и сигнализирует о разрядке батареи. После пуска двигателя, когда напряжение на клеммах генератора достигает 14,2-14,5 В, а фазное напряжение — 5,3 В, контакты размыкаются и контрольная лампа гаснет.
Если обороты двигателя уменьшаются и, соответственно, напряжение генератора снижается до 12 В (фазное напряжение — до 3,5 В), контакты реле запираются и контрольная лампа опять загорается. В случае, когда лампа горит при повышенной частоте вращения двигателя, это сигнализирует о неисправности регулятора напряжения или реле контроля зарядки аккумуляторной батареи.
2. Контактно-транзисторные регуляторы напряжения
С установкой на тракторах и автомобилях более мощных генераторных установок для их более надежной и более долговечной работы начали применять контактно-транзисторные реле-регуляторы типа РР362А — на автомобилях и РР362Б — на тракторах. Основными их элементами являются два вибрационных электромеханических реле — регулятор напряжения (РН) и реле защиты (РЗ), а также транзистор, два диода и резисторы.
Реле-регулятор РР362Б сравнительно с РР362А имеет резистор Rтк и переключатель посезонной регуляции напряжения "зима—лето".
Реле защиты, в отличие от регулятора напряжения, имеет одну пару контактов. Контакты реле напряжения руководят только транзистором, который в свою очередь регулирует силу тока в обмотке возбуждения генератора.
Транзистор — это полупроводниковый прибор, проводимость которого характеризуется по типу р-п-р или п-р-п. Средний контакт транзистора (рис. 2) является базой (Б), крайние с противоположной проводимостью — эмиттером (Е) и коллектором (К). Между эмиттером и базой образуется электронно-дырчатый, или эмитерный переход электронов, переход между коллектором и базой называют коллекторным. В электрической схеме контакт эмиттера соединяют с положительной клеммой источника тока, а базу через сопротивление и коллектор и нагрузку — с отрицательной.
Отдельно взятые эмиттерный и коллекторный переходы имеют свойства полупроводникового диода. В зависимости от напряжения, которое подается к переходам транзистора, он может иметь три свойства. Если на базу транзистора подать относительно эмиттера небольшое напряжение (0,3-1,0 В), то есть в условиях замыкания контактов К2 регулятора напряжения, транзистор полностью открывается и его внутреннее сопротивление будет минимальным. В этом случае через транзистор ток протекает двумя направлениями: небольшой ток управления из эмиттера на базу Iб и большой ток из эмиттера на коллектор Iк.
Рис. 2 - Графики зависимости напряжения и силы тока возбуждения от частоты вращения ротора генератора (а) и схема включения транзистора типа р-п-р для работы в ключевом режиме (б)
С включением выключателя зажигания или "массы" М ток (рис. 3) от аккумуляторной батареи подается в обмотку возбуждения генератора ОЗ. В этом случае он сначала проходит: "+" аккумуляторной батареи, указатель тока, клемму В реле-регулятора, диод VD2, эмиттер и базу транзистора VТ, резистор R6, "массу" реле и генератора, "-" аккумуляторной батареи. Транзистор находится в открытом состоянии и ток в обмотку возбуждения проходит через "+" аккумуляторной батареи, указатель тока, диод VD2, эмиттерный и коллекторный переходы транзистора VТ, клеммы Ш реле-регулятора и генератора, обмотку возбуждения генератора, "массу" и "-" аккумуляторной батареи. Генератор возбуждается, и в его обмотке возбуждения проходит ток силой 3,5 А.
Если повысить потенциал базы относительно эмиттера на 0,1-0,2 В, то есть подвести к эмиттерному переходу обратное напряжение (замкнуть контакты К1), ток управления быстро исчезает, а внутреннее сопротивление транзистора растет в 1000 раз и транзистор закрывается.
Тогда ток одновременно проходит через клеммы В генератора, диод VD2, обмотку ОРН, резистор температурной компенсации R3, "массу" реле-регулятора и генератора. Если напряжение на клеммах генератора при малой частоте вращения его ротора меньше от установленной величины, верхние контакты регулятора напряжения К1 под действием пружины остаются замкнутыми, а нижние К2 — разомкнуты.
С увеличением частоты вращения ротора растет напряжение генератора, а соответственно, и сила тока в ОРН. Когда напряжение достигает установленной границы, сердцевина намагничивается настолько, что, преодолевая усилие пружины, притягивает якорек, размыкает контакты К1 и запирает контакты К2. Теперь на базу транзистора для его закрытия подается позитивный потенциал от клеммы В генератора и реле-регулятора, через хомут реле защиты, хомут регулятора напряжения, контакты К2 на базу транзистора. Поскольку потенциал базы транзистора выше от потенциала эмиттера на величину спада напряжения на диоде VD2, транзистор мгновенно закрывается.
Рис. 3 - Электрическая схема контактно-транзисторного реле-регулятора РР362-Б с генератором ГЗО6-Д:
ОЗ — обмотка возбуждения; ОС — обмотка статора; ВП — выпрямительный блок; РА — амперметр; М — выключатель массы; В и Ш — клеммы генератора и реле-регулятора; Е — эмиттер; К — коллектор; Б — база; РН — регулятор напряжения; ОРН — обмотка регулятора напряжения; РЗ — реле защиты; ОРЗ — обмотка реле защиты; ППР — переключатель посезонной регуляции; VD1 — диод погашения; VD2 — запорный диод; R1 — резистор обратной связи; R2 — резистор ППР; RЗ — резистор температурной компенсации; R4 — резистор дополнительный; R5 — резистор ускорения; R6 — резистор базы транзистора; Rн — внешняя нагрузка
В этом случае ток в обмотку возбуждения генератора проходит через клеммы В генератора и реле-регулятора, диод VD2, резисторы R5 и R4, клеммы Ш регулятора и генератора, обмотку возбуждения и на минусовую клемму генератора. В сеть включаются дополнительные сопротивления, и напряжение генератора уменьшается. Соответственно уменьшается намагничивание сердцевина ОРН, и контакты K2 под действием пружины размыкаются. Транзистор опять открывается, напряжение повышается и процесс повторяется. Путем регуляции натяжки пружины, а также зазора между якорьком и сердцевиной и между контактами устанавливается регулируемая величина напряжения 13,2-14,0 В летом и 14,0—15,2 В зимой.
Переключатель посезонной регуляции ППР предназначен для механического изменения напряжения на 0,8-1,2 В включением винтом (летом) в обмотку регулятора напряжения параллельно резистора R3 дополнительного резистора R2 (5,1 Ом), чем уменьшается общее сопротивление обмотки РН и снижается величина регулируемого напряжения до 13,2 -14 В. В случае вращения винта по стрелке З (зима) резистор R2 отключается, сопротивление ОРН увеличивается и размыкание контактов РН будет происходить при высшем напряжении (14,0-15,2 В).
Реле защиты РЗ предназначено для предотвращения пробоя транзистора током значительной силы в случае короткого замыкания обмотки возбуждения на "массу". Обмотка РЗ подключена к источнику тока через контакты РН и обмотку возбуждения генератора. Если контакты К1 замкнуты и транзистор открыт, ток в обмотку возбуждения проходит, шунтируя реле защиты, и в его обмотке проходит незначительный ток, который не способен намагнитить сердцевину настолько, чтобы замкнуть контакты РЗ. В случае превышения установленного напряжения, когда транзистор вообще закрывается и контакты К1 размыкаются, через обмотку РЗ ток совсем не проходит. Следовательно, при нормальном режиме работы генераторной установки реле защиты не работает и его контакты разомкнуты.
Если случайно замкнуть обмотку возбуждения или клемму Ш на "массу", напряжение на клеммах генератора спадет, контакты К1 замкнутся. Через контакты РЗ от аккумуляторной батареи начнет поступать ток большей величины, который намагнитит сердцевинe, притянет якорек и замкнет контакты. В этом случае база транзистора подсоединится к позитивному потенциалу и он закроется. После отсоединения обмотки возбуждения от "массы" контакты РЗ размыкаются и регулятор готов продолжить свою работу.
3. Бесконтактные регуляторы напряжения
Как электромеханические, так и контактно-транзисторные регуляторы напряжения в процессе их эксплуатации нуждаются в регуляции зазоров, натяга пружин, зачищает контактов и другого технического обслуживания, что свидетельствует о недостаточной их надежности и долговечности. Поэтому их начали заменять на электронные бесконтактные регуляторы (рис. 4), которые устанавливают в комплекте с генераторами Г250-И1, Г250-Е1 и Г250-Н1 на автомобилях ЗИЛ, УАЗ, ГАЗ -24 и тому подобное. Принципиального отличия между регуляцией напряжения электронными реле-регуляторами и контактно-транзисторными нет. Электрическая схема бесконтактного регулятора напряжения РР350—А изображена на рис. 5. Она состоит из отдельных функциональных каскадов.
Делитель напряжения, в состав которого входят резисторы R1, R2, R3, дроссель (нижнее плечо) и резистор R3 (верхнее плечо), находится под напряжением генератора и выполняет функции датчика.
Контур сравнения состоит из стабилитрона VD1, транзистора VТ2 и резисторов R4 и R5. Он сравнивает полученное напряжение с эталонным (пробивным напряжением стабилитрона). При этом этот контур формирует исходный сигнал отклонения и направляет его к усилительному контуру в случае повышения напряжения сверх регулируемого.
Контур усиления состоит из транзистора VТЗ, диода VD4 и резисторов R6 и R7, которые влияют на исходный каскад, что регулирует напряжение.
Регулирующий напряжение каскад включает в себя силовой транзистор VT5, диоды VD6, VD7 и резистор R8 и регулирует ток в обмотке возбуждения генератора.
Стабилитрон, или опорный диод, — это специальный диод, рабочий режим которого происходит во время пробоя р-n-перехода обратным током. Если к стабилитрону подвести небольшое обратное напряжение и оно увеличивается постепенно, то к определенному его значению он имеет свойства обычного диода (большое сопротивление и пропускает незначительный ток обратного направления). При достижении определенного напряжения (напряжения стабилизации 7-8,5 В) сопротивление стабилитрона резко падает, он открывается и пропускает ток, в результате чего последующее увеличение напряжения прекращается. С уменьшением напряжения ниже напряжения стабилизации стабилитрон резко увеличивает свое сопротивление и не пропускает ток.
Рис. 4 - Бесконтактный транзисторный регулятор напряжения РР350:
1 — корпус; 2 — штепсельное соединение; 3 — алюминиевая пластина крепления транзисторов: VТ1 — транзистор КТ502В; VТ2 и VТЗ — транзисторы КТ837М; 4 — панель для размещения деталей
В режиме работы генератора, когда его напряжение меньше от установленного уровня или равняется нулю, при включении выключателя зажигания ток проходит: "+" аккумуляторной батареи, выключатель зажигания ВЗ, резистор RЗ, а дальше параллельно двумя путями — резистор R2 и дроссель LL и через резисторы Rт и R1 на "массу" и " - " аккумуляторной батареи.
В этом случае транзистор VТ2 остается в закрытом состоянии, поскольку стабилитрон VD1, включенный в сеть базы транзистора, находится в непроводящем состоянии. Транзисторы VТЗ и VТ5 открываются под действием тока управления, что проходит через их базы, а именно: "+" аккумуляторной батареи, выключатель зажигания ВЗ, "+" регулятора, резистор R7, диод VD4, эмиттер и базу транзистора VТЗ, резистор R5, "-" аккумуляторной батареи.
Транзистор VТЗ открывается и пропускает ток базы транзистора VТ5: "+" аккумуляторной батареи, выключатель зажигания ВЗ, "+" регулятора, диод VD6, эмиттер и базу транзистора VТ5, диод VD4, эмиттерный и коллекторный переходы транзистора VТЗ, резистор R6, "-" аккумуляторной батареи. Транзистор VТ5 открывается и пропускает максимальный ток (3 А) в обмотку возбуждения генератора: "+" аккумуляторной батареи, диод VD6, эмиттерный и коллекторный переходы транзистора VТ5, клеммы Ш регулятора и генератора, обмотку возбуждения, "-" аккумуляторной батареи. Таким образом, перед пуском двигателя обеспечивается максимальное возбуждение генератора от аккумуляторной батареи.
Рис. 5 - Электрическая схема бесконтактного регулятора напряжения РР350-А
Во время работы генератора при малой частоте вращения напряжение не достигает установленного значения и транзистор VТ2 остается закрытым, транзисторы VТЗ и VT5 — открытыми.
При средней и большой частоте вращения, когда напряжение растет к установленному значению, стабилитрон пробивается через резистор R4 и тогда ток управления транзистора VТ2 проходит путем: "+" выпрямителя, выключатель зажигания ВЗ, эмиттер и базу транзистора VТ2, стабилитрон VD1, резисторы нижнего плеча делителя, "-" выпрямителя. Транзистор VТ2 открывается и через его эмиттерный и коллекторный переходы, где сопротивление становится минимальным, подается позитивный потенциал на базу транзистора VT5. При этом транзистор VT3 закрывается и размыкает ток базы транзистора VТ5, который в свою очередь закрывается.
Ток в обмотке возбуждения резко уменьшается, поскольку его путь теперь проходит через большое сопротивление резистора R8. Напряжение на клеммах генератора быстро уменьшается, стабилитрон переходит в непроводящее состояние, следом за ним закрывается транзистор VТ2, а транзисторы VТ3 и VT5 открываются, пропуская ток в обмотку возбуждения через транзистор VT5. Процесс повторяется.
Диод VD7 гасит ЭДС самоиндукцию, которая возникает в обмотке возбуждения в момент закрытия транзистора VT5, и предотвращает пробой транзистора VT5.
Резистор обратной связи R10 обеспечивает четкое переключение транзисторов VТ2 и VT3. Когда транзистор VT3 открывается, то повышение потенциала его коллектора, которое передается через резистор R10 в сеть базы транзистора VТ2, способствует быстрому его закрытию. Резистор R7 при пробитии стабилитрона снижает потенциал базы транзистора VТ2 и тем самым способствует его быстрому открытию. Аналогичное назначение имеет резистор R7 относительно транзистора VT5.
Диоды VD4 и VD6 обеспечивают активное запирание транзисторов VT3 и VT5. Они снижают потенциал эмиттера своего транзистора при подаче на его базу позитивного потенциала.
Резистор Rт выполняет функции регуляции напряжения в зависимости от колебания температуры резисторов делителя напряжения. С повышением температуры сопротивление такого терморезистора уменьшается, тогда как сопротивление других элементов нижнего плеча регулятора повышается, а общее сопротивление остается стабильным.
Дроссель LL сглаживает пульсацию выпрямленного напряжения в делителе и предотвращает преждевременное реагирование стабилитрона.
Регулятор напряжения на заводе настраивают подбором резистора R7 и включением его в сеть так, чтобы регулируемое напряжение между клеммой "+" и "массой" генератора находилось в пределах 13,2-14,5 В при разной частоте вращения ротора, нагрузки от потребителей и температуры.
В случае замены одного из элементов делителя напряжения или контура сравнения следует проверить и при необходимости корректировать регулируемое напряжение. Для его повышения резистор R9 соединяют параллельно с резистором верхнего плеча делителя напряжения, а в случае потребности уменьшения напряжения этот резистор припаивают параллельно резистору R3 нижнего плеча.
Чтобы исключить возможность неправильного включения и замыкания обмотки возбуждения на "массу", регулятор с выключателем зажжигания, клеммами Ш и "массой" генератора соединяют с помощью закрытого штекерного соединения.
Если такой регулятор напряжения вышел из строя в дороге, то можно соединить клеммы генератора "+" и Ш и на протяжении 30 минут двигаться с такой скоростью и частотой вращения двигателя, при которой зарядный ток не превышает 15-20 А. Через 1—2 ч подзарядку повторяют. Клеммы "+" и Ш можно соединить через переносную лампочку с тем, чтобы зарядный ток составлял 3-5 А, а при включенных фарах показания амперметра не свидетельствовали о разрядке аккумуляторной батареи.
4. Интегральные регуляторы напряжения
Интегральные регуляторы напряжения (ИРН) типа Я112А, Я120М построены на интегральных полупроводниковых схемах, малогабаритные, имеют незначительную массу и установлены непосредственно в генераторах (рис. 6). Их применение сняло потребность в подвижных деталях и уменьшило количество контактных соединений, чем устранило необходимость периодической их зачистки, промывки и регуляции. Отмеченные регуляторы отличаются между собой величиной регулируемого напряжения: Я112А работает в системе с номинальным напряжением 12 В, а Я120М — 24 В. Другие модификации отличаются от приведенных конструктивными особенностями. Так, ИРН Я112В1 имеет дополнительный вывод Б, к которому напряжение подается от выключателя зажигания, что предотвращает разрядку аккумуляторной батареи через обмотку возбуждения генератора при неработающем двигателе.
Рис. 6 – Общий вид ИРН
Регуляторы напряжения Я112А2, Я112В2, Я120М2 рассчитаны на ток возбуждения до 3,3 А, Я112А1, Я112В1, Я120М1 — до 5 А.
Электрическая схема генераторной установки 15.3701 с ИРН Я112В1 изображена на рис. 7. Она состоит из нескольких функциональных каскадов: измерителя напряжения (стабилитрон VD1 с входным делителем напряжения на резисторах R1, R2, и Rрег ) и регулировочного каскада (транзистора VТЗ-VТ2, который руководствуется транзистором VТ1, и резисторов R6, R7, R8). Резистор Rрег предназначен для регуляции регулятора на нужное напряжение.
Кроме того, здесь установлены: резистор подпитки R9 (включен между клеммами Б и Д), что улучшает самовозбуждение генератора; конденсатор С1, который обеспечивает работу генераторной установки без аккумуляторной батареи (уменьшает пульсацию выпрямленного напряжения); резистор R2 с переключателем посезонной регуляции ППР (для повышения уровня регуляции напряжения на 08-1,2 В во время работы зимой).
В основу ее конструкции положен генератор Г309. Это бесконтактная, индукторная, пятифазная, одноименно-полюсная электрическая машина с односторонним электромагнитным возбуждением, вмонтированным интегральным регулятором напряжения Я112-В1, основным и дополнительным выпрямителями (блоком БПВ 12-100). По строению генераторная установка мало отличается от рассмотренного Г306.
Во время пуска двигателя и включении "массы" ток от аккумуляторной батареи проходит через входной делитель напряжения и резистор R6, базоэмитерные переходы транзистора VТЗ-VТ2 и резистор R8. При этом транзистор открыт и через него и резистор R9 в обмотку возбуждения проходит небольшой ток (до 0,085 А).
После пуска двигателя обмотку возбуждения подключают к дополнительному выпрямителю. Если напряжение генератора ниже 14 В, ток в обмотку возбуждения проходит через открытый транзистор VТЗ-VТ2. Если напряжение выше от установленного, ток в делителе напряжения увеличивается и растет спад напряжения на резисторе Rрег. При этом стабилитрон начинает проводить ток и повышает потенциал базы входного транзистора VТ1. Входной транзистор открывается и шунтирует переходы база — эмиттер транзисторов VТЗ-VТ2, которые в свою очередь закрываются и прекращают питание обмотки возбуждения.
Рис. 7 - Электрическая схема генераторной установки 15.3701
Однако ток в обмотке возбуждения уменьшается плавно, поскольку его определенное время поддерживает ЭДС самоиндукции, ток которой проходит через погашающий диод VD2. Напряжение на клеммах генератора снижается, уменьшается его спад на резисторе Rрег, стабилитрон переходит в непроводящее состояние, транзистор VT1 закрывается, а транзисторы VТ3-VТ2 открываются, ток в обмотке возбуждения растет сверх установленной величины и процесса повторяется.
При большой частоте вращения ротора генератора длительность открытого состояния транзистора VТЗ-VТ2 уменьшается, следовательно, уменьшается и среднее значение тока в обмотке возбуждения. Регулятор поддерживает заданный уровень напряжения (между клеммой В и "массой") в случае изменения частоты вращения, нагрузки потребителей электроэнергии и температуры.
Резистор R7 уменьшает мощность, которая рассевается транзистором VТ3, а резистор R8 уменьшает погрешность регуляции. Круг обратной связи R4-С2 обеспечивает четкость переключения транзисторов VТ2-VТЗ из открытого состояния в закрытое, а также необходимую частоту переключений. Этому также способствует конденсатор С3.
На тракторах Т-151К и ХТЗ устанавливают генераторные установки соответственно 69.3701 и 964.3701, которые за характеристикой не отличаются от 15.3701, однако конструктивно они несколько отличные, в частности интегральным регулятором напряжения, переключателем посезонной регуляции напряжения, размерами и тому подобное. Дополнительный выпрямитель с клеммой Д предназначен для предотвращения разрядке аккумуляторной батареи через обмотку возбуждения генератора при остановленном двигателе. Клемму Д используют в дизелях с прямым стартерным пуском для включения реле блокировки стартера. На дизелях с запуском от пускового двигателя она закрывается защитным колпачком.
Генераторная установка 13.3701 (трактора типа ЮМЗ) представляет собой трехфазную электрическую машину с односторонним электромагнитным возбуждением, двумя вмонтированными выпрямителями и бесконтактным ИРН. Она создана в результате модернизации генератора Г306. Эта модель генераторной установки сравнительно с 15.3701 принципиальных разногласий не имеет, есть лишь некоторые конструктивные отличия.
Генераторные установки с ИРН 17.3701 и 29.3701 для автомобилей ЗИЛ и "Москвич" созданы на базе генератора Г250. Интегральный регулятор напряжения Я112А1 отличается от ранее рассмотренного тем, что имеет две клеммы — В и Ш. К клемме В подводится через замок зажигания напряжение от генератора и аккумуляторной батареи, вторая клемма (Ш) — соединена с первой и к ней подключенные концы обмотки возбуждения через изолированные щетки и контактные кольца. ИРН вмонтирован в щеткодержатель генератора, что обеспечивает компактность конструкции.
На некоторых генераторах индукторного типа применяют двустороннее возбуждение, и тогда устанавливают две катушки возбуждения — на передней и задней крышках с двух сторон ротора, в других — размещение катушек возбуждения радиальное, вдоль радиусов цилиндрового корпуса.
Регулятор напряжения 4202.3702 автомобиля ЗИЛ "Бычок" оборудован автоматической системой изменения уровня напряжения в зависимости от температуры электролита аккумуляторной батареи. Терморезистор, размещенный в электролите батареи, включенный параллельно одному из звеньев входного делителя напряжения. Сопротивление терморезистора изменяется с изменением температуры его охлаждающей жидкости и изменяет напряжение регулятора.
Контрольные вопросы.
1. На сколько процентов допускается отклонение от номинального напряжения на генераторе?
2. На сколько процентов больше должен
Содержание отчета.
Список литературы.
1. А. М. Гуревич и др. Конструкция тракторов и автомобилей. М.: Агропромиздат, 1989. – с. 295-305
2. В. А. Родичев. Тракторы и автомобили. М.: Колос, 1998. – с. 290-297
3. М. Ф. Бойко. Трактори та автомобілі. Єлектрообладнання. 2 частина. Київ. Вища освіта, 2001 – с. 39-52, с. 52-54, с. 59-62
