Как регулировать напряжение генератора
Перейти к содержимому

Как регулировать напряжение генератора

  • автор:

4. Назвать возможные способы регулирования напряжения генератора.

Из последней формулы видно, что величину ЭДС, а, следовательно, и напряжения на зажимах генератора можно регулировать следующими способами:

1. Изменением частоты вращения первичного двигателя, для чего нужно сложное механическое устройство.

2. Изменением магнитного потока. С этой целью в цепь обмотки возбуждения вводится регулировочный реостат, с помощью которого можно регулировать ток возбуждения а, следовательно, и магнитный поток. Этот способ прост, экономичен и находит широкое применение на практике.

5.Что представляет из себя характеристика хх генератора, как она снимается?

Характеристика холостого хода это зависимость напряжения на зажимах генератора от тока возбуждения при отключенной нагрузке и постоянной частоте вращения ротора.

U = f (Iв), при Iн = 0, n = const.

Для снятия этой характеристики необходимо отключить нагрузку, запустить первичный двигатель и меняя ток возбуждения, регулировочным реостатом, включенным в цепь обмотки возбуждения, фиксировать напряжение на зажимах генератора.

Характеристика ХХ повторяет характеристику намагничивания ферромагнитного материала.

6.Что представляет из себя внешняя характеристика генератора, как она снимается?

Внешняя характеристика зависимость напряжения на зажимах генератора от тока нагрузки, при постоянном сопротивлении цепи возбуждения и постоянной частоте вращения ротора. U = f (Iн), при Rв = const, n = const.

Для снятия этой характеристики необходимо подключить нагрузку, запустить первичный двигатель и меняя ток нагрузки (включением ламп накаливания), фиксировать напряжение на зажимах генератора. С ростом нагрузки напряжение на зажимах генератора уменьшается.

7. Какие причины вызывают снижение напряжения на зажимах генератора параллельного возбуждения при увеличении нагрузки?

Из равенства Uн=Е–IяRя видно, что увеличение силы тока в нагрузке приводит к увеличению тока якоря, что приводит к увеличению падения напряжения в обмотке якоря (IяRя) и уменьшению напряжения на зажимах генератора.

Дальнейшее увеличение нагрузки ведет к значительному уменьшению напряжения на зажимах генератора, а значит и к значительному уменьшению тока в обмотке возбуждения Iв (уменьшению магнитного потока) генератора. Генератор выходит из области магнитного насыщения статора и ЭДС генератора уменьшается (Е=СЕ*n*Ф). Т.о. уменьшение напряжения на зажимах генератора при увеличении нагрузки вызывают следующие причины:

1. При увеличении нагрузки увеличивается потеря напряжения в обмотке якоря.

2. При увеличении нагрузки усиливается размагничивающее действие реакции якоря.

3. Третья причина является следствием двух первых. Уменьшение напряжения вызванное двумя первыми причинами приводит к уменьшению тока возбуждения (магнитного потока), а, следовательно, к уменьшению ЭДС и еще большему уменьшению напряжения на зажимах генератора. У генераторов параллельного возбуждения процентное изменение напряжения при переходе от режима холостого хода к номинальной нагрузке составляет 25-30%.

Реле-регулятор напряжения генератора: строение, функции и проверка

Реле-регулятор напряжения генератора. Такое сложное, на первый взгляд, название имеет совсем небольшой компонент генератора автомобиля или мотоцикла и чей выход из строя может стать причиной целого ряда проблем. Вот например: недозаряд или же перезаряд аккумулятора. Подобное может возникнуть по множеству причин, но в большинстве случаев виновником проблемы является вышедшее из строя реле генератора (так его обычно называют). Давайте разберемся, что же представляет собой реле генератора, как данный компонент подключается к бортовой сети транспортного средства, как его проверить и в случае нужды заменить.

Реле напряжения Bosch Avto.pro

Базовые понятия

Реле-регулятор, являющийся важной частью бортовой электросети, ответственно за регулирование тока, вырабатываемого генератором транспортного средства. За счет работы реле предотвращается перезаряд аккумулятора, что является для него губительным. Сведущие в электротехнике авто и мотолюбители заметят: согласно описанию это обычный стабилизатор напряжения! По сути, это он и есть. Но давайте немного разберемся с генераторами.

По сути, генератор как постоянного, так и переменного тока являются электромашиной, преобразующей в электрический ток механическую энергию. Сегодня более распространены генераторы переменного тока, так как они не используют токосъемные щетки , имеющие тенденцию к пригоранию или сильной деформации по ходу эксплуатации устройства. Выходное напряжение генераторов обоих типов зависит от скорости, с которой внутри него вращается магнитное поле, и от магнитной силы. На обмотку возбуждения таких генераторов изначально подается т.н. ток возбуждения, за счет которого наводится магнитная индукция. Силу этого тока нужно регулировать. В определенный момент на обмотку возбуждения нужно перестать подавать питание – еще один момент, за которым необходимо проследить. Далее, так как в генераторах переменного тока положение полюсов «+» и «» постоянно изменяется, ток нужно выпрямлять. За это ответственен диодный мостик, однако диапазон выходных напряжений может быть довольно широким. И вот теперь можно выделить основные задачи реле-регулятора генератора:

  • Выдержка диапазона напряжений (13,5 – 14,5 Вольт) в сети автомобиля или мотоцикла, а также на клеммах их аккумулятора;
  • Регулировка тока возбуждения;
  • Прекращение подачи питания от аккумулятора к обмотке возбуждения.

По сути, реле генератора «следит» за выходным напряжением и силой тока, от которого питается обмотка напряжения. Как только выходное напряжение становится слишком большим, реле уменьшает силу тока возбуждения . Если ситуация обратная и напряжение генератора уменьшилось, следует повышение тока на возбуждающую обмотку. Так происходит множество раз, причем стабилизация длится долю секунды. Таким образом реле обеспечивает и нормальную работу генератора, который теперь дает оптимальное напряжение для электроприемников (магнитолы, например), и экономит ресурс аккумуляторной батареи, также предотвращая ее выход из строя вследствие подзарядки слишком большим током.

Типы реле-регуляторов

Современные реле-регуляторы не используют электромагнитные реле в качестве базы – они полностью полупроводниковые. Использование полупроводников сделало устройство и надежным, и очень компактными, однако свело практически на нет его ремонтопригодность. Типов реле-регулятора довольно много, но существенным является одно: принципиальных отличий между реле разных типов нет. Стоит выделить два типа:

  • Встроенное. Иногда реле такого типа называют «шоколадкой». Находится внутри генератора и совмещено с щеточным узлом;
  • Вынесенное. Крепится на автомобильном кузове.
Запчасти на Mazda 2

2 hatchback (DE) (06.07 — 06.15)

Как регулировать напряжение генератора

Регулирование напряжения генератора

Мы уже говорили о необходимости поддержания напряжения генератора в определенных пределах, и что эти функции выполняют регуляторы напряжения, включенные в цепь обмотки возбуждения генератора. Рассмотрим подробнее процесс регулирования.

Рис. 1. Вибрационный регулятор напряжения

На автомобилях для регулирования напряжения генераторов применяются регуляторы напряжения дискретного типа. В основу работы этих регуляторов положен принцип действия различного рода реле. Рассмотрим работу регулятора на примере простейшего вибрационного (электромагнитного) регулятора напряжения (рис. 1).

Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
  • Электродвигатели в автомобиле
  • Установка зажигания
  • Техника безопасности при техническом обслуживании автомобильного электрооборудования
  • Анализатор двигателя К461
  • Диагностический прибор Э214
  • Система управления экономайзером принудительного холостого хода автомобилеи ВАЗ-2108, -2109
  • Система управления экономайзером принудительного холостого хода автомобиля ВАЗ-2105
  • Система ступенчатого впуска воздуха
  • Стеклоочиститель

Вибрационный регулятор напряжения имеет добавочный резистор, который включается последовательно с обмоткой возбуждения. Величина сопротивления резистора рассчитана на то, чтобы обеспечить необходимое напряжение генератора при максимальной частоте вращения. Обмотка регулятора 00, намотанная на сердечнике, включена на полное напряжение генератора. При неработающем генераторе пружина оттягивает якорек вверх, удерживая контакты в замкнутом состоянии. При этом обмотка возбуждения через контакты и якорек подключена к генератору, минуя резистор

Рис. 2. Рабочие характеристики генераторов

С увеличением частоты вращения ток возбуждения работающего генератора и его напряжение растут. При этом увеличивается ток в обмотке регулятора и намагничивание сердечника. Пока напряжение генератора меньше установленного значения, силы магнитного притяжения якорька 2 к сердечнику 4 недостаточно для преодоления силы натяжения пружины I и контакты 3 регулятора остаются замкнутыми, а ток в обмотку возбуждения проходит, минуя добавочный резистор.

При достижении напряжением генератора значения размыкания Up сила магнитного притяжения якорька к сердечнику преодолевает силу натяжения пружины и контакты регулятора напряжения размыкаются. При этом в цепь обмотки возбуждения включится добавочный резистор и ток возбуждения, достигший к моменту срабатывания значения /р, начнет падать. Уменьшение тока возбуждения повлечет за собой уменьшение напряжения генератора (рис. 2.9).

Уменьшение напряжения генератора сопровождается уменьшением тока в обмотке 00. Когда напряжение уменьшится до значения замыкания, сила натяжения пружины преодолевает силу магнитного притяжения якорька к сердечнику, контакты вновь замкнутся и ток возбуждения начнет вновь возрастать. Далее процесс будет периодически повторяться.

В результате происходит пульсация напряжения генератора и тока возбуждения. Среднее значение напряжения Ucp, измеряемое вольтметром, определяет величину регулируемого напряжения генератора. Напряжение генератора, поддерживаемое регулятором, зависит от натяжения пружины. Изменением натяжения пружины регулируется напряжение генератора.

В реальных конструкциях вибрационных регуляторов напряжения содержится ряд дополнительных узлов, назначение которых — обеспечить повышение частоты колебаний якорька с целью уменьшения пульсаций (ускоряющие обмотки или резисторы), лучшую стабилизацию напряжения (выравнивающие обмотки), уменьшение влияния температуры на величину регулируемого напряжения (добавочные резисторы из нихрома или константана, биметаллические пластины, магнитные шунты). Так как вибрационные регуляторы напряжения в настоящее время почти не применяются, особенности их конструкции не рассматриваются.

Рис. 3. Временные характеристики регулирования напряжения генератора

Недостатком вибрационных регуляторов является наличие V них вибрирующих контактов, которые подвержены износу, и пружины, характеристики которой в процессе эксплуатации меняются. Особенно сильно эти недостатки проявились при переходе от генераторов постоянного тока к генераторам переменного тока, у которых ток возбуждения почти в 2 раза больше. А так как обычный вибрационный регулятор напряжения может работать при токе не более 1,5—1,8 А, то при больших токах контакты регулятора очень быстро изнашиваются.

Для обеспечения возможности использования вибрационных регуляторов с генераторами переменного тока найдено техническое решение, при котором обмотку возбуждения разделяют на две параллельные ветви и в каждую ветвь включают отдельный регулятор напряжения. При этом ток через контакты регулятора уменьшается вдвое.

Для уменьшения силы тока разрыва применяют также двухступенчатый регулятор напряжения, который имеет две пары контактов и добавочный резистор с меньшим сопротивлением.

Однако в последние годы совершенствование регуляторов напряжения шло прежде всего по пути широкого применения полупроводниковых приборов. Сначала появились контактно-транзисторные конструкции, а затем и бесконтактные.

В полупроводниковых регуляторах ток возбуждения регулируется при помощи транзистора, эмиттерно-коллекторная цепь которого включена последовательно с обмоткой возбуждения генератора.

Транзистор работает аналогично контактам вибрационного регулятора. При повышении напряжения генератора выше заданного уровня транзистор переключается в закрытое состояние (разомкнутые контакты). При снижении уровня регулируемого напряжения транзистор переключается в открытое состояние (замкнутые контакты). В состоянии «открыт» транзистор имеет сопротивление в доли ома, в состоянии «закрыт» — бесконечно большое сопротивление.

Контактно-транзисторный регулятор напряжения работает следующим образом. До момента достижения напряжением генератора Ur регулируемого значения контакты вибра-циойного реле разомкнуты. При этом транзистор VT открыт, так как через переход эмиттер-база протекает ток базы Б от « + » генератора через переход эмиттер-база транзистора, резистор R6 на «—» генератора. Сопротивление резистора R6 подбирается таким образом, чтобы ток базы обеспечивал полное отпирание транзистора. По обмотке возбуждения ОВ через эмиттер Э и коллектор К транзистора в этом случае протекает полный ток возбуждения, и напряжение генератора возрастает с возрастанием частоты вращения.

Рис. 4. Контактно-транзисторный регулятор напряжения

Рис. 5. Бесконтактный регулятор напряжения с выходным транзистором типа р—п—р

Рис. 6. Бесконтактный регулятор напряжения с выходным транзистором типа п—р—п

При достижении напряжением генератора регулируемого значения ток в обмотке реле 00 достигает значения, при котором реле срабатывает. При замкнутых контактах реле потенциал базы становится больше потенциала эмиттера благодаря включенному в его цепь диоду VD. Вследствие этого базовый ток становится равным нулю, что приводит к запиранию транзистора. Диод VD обеспечивает активное запирание транзистора.

В результате запирания транзистора ток возбуждения, поддерживаемый э. д. с. самоиндукции обмотки возбуждения, при протекании через гасящий диод VDr уменьшается. При этом уменьшается и напряжение генератора Ur, контакты реле размыкаются и транзистор открывается. Затем процесс повторяется.

Гасящий контур, включающий в себя диод VDr, является обязательным элементом любого транзисторного регулятора. Если бы его не было, э. д. с. самоиндукции обмотки возбуждения, возникающая в моменты закрытого состояния транзистора и достигающая нескольких сотен вольт, могла бы вызвать пробой транзистора и выход его из строя.

В контактно-транзисторном регуляторе напряжения через контакты протекает незначительный ток, благодаря чему увеличивается срок их службы. Однако надежность работы регулятора по-прежнему определяется возможной разрегулировкой.

Указанный недостаток исключен в бесконтактных схемах регулирования напряжения.

Бесконтактный регулятор напряжения содержит транзистор VT1, который выполняет функции контактов в кон-тактно-транзисторном регуляторе. Управление транзистором VT1 производится посредством резисторов Rl, R2 и стабилитрона VD1.

При напряжении генератора меньше регулируемого значения напряжение на резисторе R1, включенном параллельно” стабилитрону VD1, меньше значения, соответствующего рабочему пробою стабилитрона. Стабилитрон при этом ток не проводит, следовательно, ток базы транзистора VT1 равен нулю. Транзистор VT1 при этом закрыт, а транзистор VT2 открыт.

При достижении напряжением генератора регулируемого значения напряжение на резисторе R1 повышается до значения, при котором стабилитрон пробивается, т. е. его сопротивление в обратном направлении резко уменьшается. В результате возникает ток базы транзистора VT1, протекающий по цепи: «-» генератора — переход эмиттер-база транзистора VT1 — стабилитрон VD1 — резистор R2 — «—» генератора. Транзистор VT1 при эдом открывается, транзистор VT2 запирается, а ток возбуждения и напряжение генератора уменьшаются. Вследствие этого напряжение на стабилитроне снижается ниже напряжения стабилизации, и он запирается, прерывая ток базы транзистора VT1. Транзистор VT1 запирается, а транзистор VT2 переключается в открытое состояние и т. д.

Соотношение величин сопротивлений резисторов R1 и R2 определяет уровень регулируемого напряжения.

Мы рассмотрели схему регулятора, в котором выходным является транзистор типа р—п—р (прямой проводимости). Схема управления таким транзистором позволяет включать обмотку возбуждения генератора между коллектором и отрицательным выводом генератора.

Рассмотрим простейшую схему регулятора напряжения с использованием транзистора типа п—р—п (обратной проводимости). В данной схеме обмотка возбуждения включена между коллектором транзистора VT2 и положительным выводом генератора. Работает схема следующим образом. Когда напряжение генератора меньше регулируемого значения, напряжение на стабилитроне VD1 меньше его напряжения стабилизации. Стабилитрон закрыт, отсутствует ток базы транзистора VT1, и он также закрыт. При этом выходной транзистор VT2 открыт током базы, протекающим по цепи: « + » генератора — резистор R3—диод VD2 — переход база-эмиттер транзистора VT2—«—» генератора. В результате через коллектор и эмиттер транзистора VT2 к обмотке возбуждения протекает ток.

Когда напряжение генератора достигает регулируемого значения, происходит рабочий пробой стабилитрона VD1. Это достигается необходимым соотношением сопротивлений резисторов R1 и R2. При пробое стабилитрона появляется ток базы транзистора VT1, и он открывается. Открытый транзистор шунтирует резистор R4, и ток в нем прекращается. В результате потенциалы базы и эмиттера транзистора VT2 становятся одинаковыми, и он закрывается, прерывая ток возбуждения.

Регулирование напряжения генераторов

Напряжение на клеммах полностью заряженной аккумуляторной батареи определяется зарядным напряжением Ur Оно должно иметь строго определенную постоянную величину. Напряжение, вырабатываемое генератором, зависит от частоты вращения якоря и от магнитного потока возбуждения:

где с — постоянный коэффициент, зависящий от конструкции генератора; Ф — магнитный поток возбуждения; со — частота вращения якоря генератора.

Якорь генератора клиноременной передачей связан с коленчатым валом двигателя, и частота его вращения меняется в широких пределах, следовательно, при постоянном магнитном потоке напряжение на клеммах генератора также будет меняться в широком диапазоне.

Регулирование напряжения автомобильных генераторов происходит следующим образом. Как только напряжение на клеммах генератора достигает предельно допустимой величины, в цепь обмотки возбуждения включается резистор, в результате резко уменьшается сила тока возбуждения и соответственно падает напряжение на клеммах генератора. При этом резистор отключается, сила тока возбуждения увеличивается, и напряжение генератора вновь возрастает. Это происходит непрерывно, и тем самым на клеммах генератора поддерживается требуемое напряжение.

Схема вибрационного регулятора напряжения

Рис. 3.15. Схема вибрационного регулятора напряжения: 1 — ярмо; 2 — пружина; 3 — якорь; 4 — сердечник; 5 — контакты; 6 — обмотка реле; 7 — резисторы; 8 — обмотка возбуждения; 9 — генератор

Для поддержания напряжения генератора в определенных пределах используются регуляторы напряжения, включенные в цепь обмотки возбуждения генератора (рис. 3.15). Рассмотрим подробнее процесс регулирования.

Напряжение UT генератора переменного тока со встроенным выпрямительным блоком выражается зависимостью

где Ег ЭДС генератора; U0 падение напряжения на выпрямительном устройстве; Z — полное сопротивление обмотки статора; /г — ток генератора (среднее значение выпрямленного тока).

Так как Ет = спФ, где с — постоянный коэффициент генератора; п — частота вращения ротора; Ф — магнитный поток, то UT = = спФU0ZIr

Без учета остаточного магнитного потока полюсов ротора магнитный поток генератора выражается зависимостью

где /в — ток возбуждения; а и b — постоянные коэффициенты, зависящие от конструкции генератора и применяемых магнитных материалов.

Подставляя последнюю зависимость в выражение для напряжения генератора, получим

Из полученной зависимости ясно, что постоянства напряжения генератора при изменении частоты вращения и нагрузки можно добиться, изменяя силу тока возбуждения. Повышение частоты вращения ротора должно сопровождаться уменьшением тока возбуждения, а увеличение нагрузки — его увеличением.

На автомобилях для регулирования напряжения генераторов применяются регуляторы напряжения дискретного типа, в основу работы которых положен принцип действия различного рода реле. Рассмотрим работу регулятора на примере простейшего вибрационного (электромагнитного) регулятора напряжения.

Вибрационный регулятор напряжения (рис. 3.16) имеет добавочный резистор Rd, который включается последовательно в обмотку возбуждения ОВ. Величина сопротивления резистора рассчитана так, чтобы обеспечить необходимое напряжение генератора при максимальной частоте вращения. Обмотка регулятора ОР, намотанная на сердечнике 4, включена на полное напряжение генератора. При неработающем генераторе пружина 1 оттягивает якорь 2 вверх, удерживая контакты 3 в замкнутом состоянии. При этом обмотка возбуждения ОВ через контакты 3 и якорь 2 подключена к генератору, минуя резистор Rd.

С увеличением частоты вращения ток возбуждения работающего генератора и его напряжение растут. При этом увеличиваются сила тока в обмотке регулятора и намагничивание сердечника. Пока напряжение генератора меньше установленного значения, силы магнитного притяжения якоря 2 к сердечнику 4 недостаточно для преодоления силы натяжения пружины 1 и контакты 3 регулятора остаются замкнутыми, а ток в обмотку возбуждения проходит, минуя добавочный резистор.

Схема подключения вибрационного регулятора напряжения

Рис. 3.16. Схема подключения вибрационного регулятора напряжения: / — пружина; 2 — якорь; 3 — контакты; 4 — сердечник

При достижении напряжением генератора значения размыкания Up сила магнитного притяжения якорька к сердечнику преодолевает силу натяжения пружины и контакты регулятора напряжения размыкаются. При этом в цепь обмотки возбуждения включится добавочный резистор и ток возбуждения, достигший к моменту срабатывания значения /р, начнет падать. Уменьшение тока возбуждения повлечет за собой уменьшение напряжения генератора (рис. 3.17).

Уменьшение напряжения генератора сопровождается уменьшением тока в обмотке ОР. Когда напряжение уменьшится до значения замыкания U3, сила натяжения пружины преодолевает силу магнитного притяжения якоря к сердечнику, контакты вновь замкнутся и ток возбуждения увеличится. Этот процесс периодически повторяется. В результате происходит пульсация напряжения генератора и тока возбуждения. Среднее значение напряжения Ucp определяет величину регулируемого напряжения генератора. Напряжение генератора, поддерживаемое регулятором, зависит от натяжения пружины. Изменяя натяжение пружины, можно регулировать напряжение генератора.

Временные характеристики регулирования напряжения генератора

Рис. 3.17. Временные характеристики регулирования напряжения генератора

В конструкцию вибрационных регуляторов напряжения входит ряд дополнительных узлов, назначение которых — обеспечить повышение частоты колебаний якоря с целью уменьшения пульсаций (ускоряющие обмотки или резисторы), стабилизацию напряжения (выравнивающие обмотки), уменьшение влияния температуры на величину регулируемого напряжения (добавочные резисторы из нихрома или константана, биметаллические пластины, магнитные шунты).

Недостатком вибрационных регуляторов является наличие вибрирующих контактов, которые подвержены износу, и пружины, характеристики которой в процессе эксплуатации меняются. Особенно сильно эти недостатки проявились в генераторах переменного тока, у которых ток возбуждения почти в два раза больше, чем в генераторах постоянного тока, так как обычный вибрационный регулятор напряжения может работать при силе тока не более 1,5—1,8 А, и при больших значениях силы тока контакты регулятора очень быстро изнашиваются.

Для использования вибрационных регуляторов с генераторами переменного тока было найдено техническое решение, при котором обмотку возбуждения разделяли на две параллельные ветви и в каждую ветвь включали отдельный регулятор напряжения. При этом ток, проходящий через контакты регулятора, уменьшился вдвое.

Для уменьшения силы тока разрыва используют также двухступенчатый регулятор напряжения, который имеет две пары контактов и добавочный резистор с меньшим сопротивлением.

Совершенствование регуляторов напряжения шло прежде всего по пути широкого использования полупроводниковых приборов.

Сначала появились контактно-транзисторные конструкции, а затем и бесконтактные.

В полупроводниковых регуляторах ток возбуждения регулируется с помощью транзистора, эмиттерно-коллекторная цепь которого включена последовательно в обмотку возбуждения генератора.

Транзистор работает аналогично контактам вибрационного регулятора. При повышении напряжения генератора выше заданного уровня транзистор переключается в закрытое состояние (разомкнутые контакты). При снижении уровня регулируемого напряжения транзистор переключается в открытое состояние (замкнутые контакты).

Контактно-транзисторный регулятор напряжения (рис. 3.18) работает следующим образом. До момента достижения напряжением генератора Ur регулируемого значения контакты вибрационного реле разомкнуты.

При этом транзистор VT открыт, так как через переход эмиттер-база протекает ток базы (Б) от клеммы «+» генератора через переход эмиттер-база транзистора, резистор Rq на клемме «-» генератора. Сопротивление резистора Rq подбирается таким образом, чтобы ток базы обеспечивал полное отпирание транзистора. По обмотке возбуждения ОБ через эмиттер Э и коллектор К транзистора в этом случае протекает полный ток возбуждения, и напряжение генератора возрастает с увеличением частоты вращения. При достижении определенного значения напряжения ток в обмотке реле ОР достигает значения, при котором реле срабатывает. При замкнутых контактах реле потенциал базы становится больше потенциала эмиттера благодаря включенному в его цепь диоду VD. Вследствие этого базовый ток становится равным нулю, что приводит к запиранию транзистора. Диод VD обеспечивает активное запирание транзистора.

Контактно-транзисторный регулятор напряжения

Рис. 3.18. Контактно-транзисторный регулятор напряжения

В результате запирания транзистора ток возбуждения, поддерживаемый ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения, при протекании через гасящий диод VDT уменьшается. При этом уменьшается и напряжение генератора UT, контакты реле размыкаются и транзистор открывается. Далее процесс повторяется.

Гасящий контур, включающий в себя диод VDT является обязательным элементом любого транзисторного регулятора. Если бы его не было, ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения, возникающая в моменты закрытого состояния транзистора и достигающая нескольких сотен вольт, могла бы вызвать пробой транзистора и выход его из строя.

В контактно-транзисторном регуляторе напряжения через контакты протекает незначительный ток, благодаря чему увеличивается срок их службы. Однако надежность работы регулятора по-прежнему зависит от возможной разрегулировки.

Данный недостаток исключен в бесконтактных регуляторах напряжения.

Бесконтактный регулятор напряжения (рис. 3.19) содержит транзистор VT1, который выполняет функции контактов в контактно-транзисторном регуляторе. Управление транзистором VT1 производится посредством резисторов Rl, R2 и стабилитрона VD1. При напряжении генератора меньше регулируемого значения напряжение на резисторе R1, включенном параллельно стабилитрону VD1, меньше значения, соответствующего рабочему пробою стабилитрона. Стабилитрон при этом ток не проводит, следовательно, ток базы транзистора VT1 равен нулю. Транзистор VT1 в данном случае закрыт, а транзистор VT2 открыт.

При достижении напряжением генератора регулируемого значения напряжение на резисторе R1 повышается до значения, при котором стабилитрон пробивается, т. е. его сопротивление в обратном

Бесконтактный регулятор напряжения с выходным транзистором типа

Рис. 3.19. Бесконтактный регулятор напряжения с выходным транзистором типа

направлении резко уменьшается. В результате возникает ток базы транзистора VT1, протекающий по цепи: положительный вывод генератора — переход эмиттер-база транзистора VT1 — стабилитрон VD1 — резистор R2 — отрицательный вывод генератора. Транзистор VT1 при этом открывается, транзистор VT2 запирается, а ток возбуждения и напряжение генератора уменьшаются. Вследствие этого напряжение на стабилитроне снижается ниже напряжения стабилизации, и он запирается, прерывая ток базы транзистора VT1. Транзистор VT1 запирается, а транзистор VT2 переключается в открытое состояние и т. д.

Соотношение величин сопротивлений резисторов R1 и R2 определяет уровень регулируемого напряжения.

Ранее была рассмотрена схема регулятора, в котором выходным являлся транзистор типа р-п-р (прямой проводимости). Ознакомимся с простейшей схемой регулятора напряжения, включающей транзистор типа п-р-п (обратной проводимости) (рис. 3.20).

В данной схеме обмотка возбуждения включена между коллектором транзистора VT2 и положительным выводом генератора. Когда напряжение генератора меньше регулируемого значения, напряжение на стабилитроне VD1 меньше его напряжения стабилизации и стабилитрон закрыт, т. е. отсутствует ток базы транзистора /77, и он также закрыт. При этом выходной транзистор VT2 открыт током базы, протекающим по цепи положительный вывод генератора — резистор R3 — диод VD2 — переход база-эмиттер транзистора VT2 — отрицательный вывод генератора. В результате через коллектор и эмиттер транзистора IT2 к обмотке возбуждения протекает ток.

Когда напряжение генератора достигает регулируемого значения, происходит рабочий пробой стабилитрона VD1. Это достигается необходимым соотношением сопротивлений резисторов R1 и R2. При пробое стабилитрона появляется ток базы транзистора VT1, и

Бесконтактный регулятор напряжения с выходным транзистором типа п-р-п

Рис. 3.20. Бесконтактный регулятор напряжения с выходным транзистором типа п-р-п

он открывается. Открытый транзистор шунтирует резистор R4, и ток в нем прекращается. В результате потенциалы базы и эмиттера транзистора VT2 становятся одинаковыми, и он закрывается, прерывая ток возбуждения.

Регулятор напряжения 201.3702 служит для автоматического поддержания напряжения генератора на автомобилях марок «ЗИЛ» и «УАЗ», необходимого для обеспечения нормального зарядного режима аккумуляторной батареи и нормальной работы потребителей.

Регулятор напряжения бесконтактный, на полупроводниковых приборах. Схема регулятора показана на рис. 3.21.

Схема включает следующие блоки: измерительный блок, выходной транзисторный ключ, блок защиты и отрицательную обратную связь.

Схема регулятора напряжения 201.3702

Рис. 3.21. Схема регулятора напряжения 201.3702: R1 — резистор МЛТ-0,25-820; R2 — подстроечный резистор МЛТ-0,5; R3 — резистор МЛТ-0,5-150; R4, R8 — резисторы МЛТ-0,5-300; R5 — резистор МЛТ-0,5-270; R6 — резистор МЛТ-1,0-470; R7 — резистор МЛТ-0,5-3,3; R9 — резистор МЛТ-0,5-100; R10- резистор МЛТ-0,25-270; Rll, R13 — резисторы МЛТ-0,125-51; R12 — резистор МЛТ-0,5-470; RI4 — резистор МЛТ-0,5-510; R15 — резистор МЛТ-0,5-100; С1, С2 — конденсаторы К73-9-0.1; VT1 — транзистор КТ502В; VT2, VT3, VT4, VT5 — транзисторы КТ837Х; VD1 — диод КД105Б; VD2 — диод КД202В; VD3 —

При неработающем двигателе напряжение на выводах питания регулятора равно напряжению аккумуляторной батареи и недостаточно для открывания измерительного транзистора VT1, эмиттер которого подключен к стабилитрону VD, выполняющему функцию источника опорного напряжения. В результате этого управляющий транзистор VT3 закрыт, а транзисторы VT4, VT5 открыты. В цепи обмотки возбуждения генератора протекает постоянный ток, ограничиваемый ее активным сопротивлением и падением напряжения на эмиттер-коллекторном переходе насыщенного силового транзистора.

После пуска двигателя уровень напряжения на выводах начинает повышаться. Соответственно повышается напряжение на базе измерительного транзистора VT1, который открывается при значении напряжения на выводах, несколько большем нормального уровня, и своим коллекторным током открывает транзистор VT3. Транзисторы VT4, VT5 закрываются, и сила тока в цепи обмотки возбуждения уменьшается, что вызывает снижение напряжения в сети электропитания автомобиля. При уменьшении регулируемого напряжения до значения, при котором ток входного делителя R1—R4 становится недостаточным для удержания измерительного транзистора VT1 открытым, последний закрывается и переводит в закрытое состояние управляющий транзистор VT3 и в открытое — транзисторы VT4, VT5. Напряжение на выводах регулятора вновь повышается. Далее процесс регулирования повторяется, в результате чего напряжение в бортовой сети автомобиля автоматически поддерживается на заданном номинальном уровне.

Во время эксплуатации необходимо постоянно следить за чистотой поверхности корпуса регулятора и надежностью соединения его штепсельного разъема. Обозначение выводов регулятора напряжения указано на торце изолятора штепсельного разъема. Запрещается менять местами или соединять перемычкой штепсельные наконечники изолятора, установленного на регуляторе напряжения. При обнаружении неисправности в регуляторе его следует заменить.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *