Тема: Регулирование напряжения генератора

Основные вопросы темы:

1. Способы регулирования напряжения генераторов и типы регуляторов напряжения.

2.Электрические схемы регуляторов напряжения.

3. Электрические схемы генераторных установок отечественных и зарубежных произвадителей, их особенности и взаимозаменяемость.

 

Напряжение генератора при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя должно поддерживаться на строго определенном уровне, зависящем от потребного зарядного напряжения на выводах полностью заряженной аккумуляторной батареи.

Для того чтобы напряжение генератора не повышалось при увеличении частоты вращения якоря, уменьшают силу тока в обмотке возбуждения, а вместе с ней и магнитный поток, создаваемый этой обмоткой. Для этого, как только напряжение генератора достигает предельно допустимого значения, в цепь обмотки возбуждения последовательно с ней включают резистор. Общее сопротивление соединения резистор  обмотка возбуждения возрастает, а сила тока возбуждения уменьшается, что вызывает падение напряжения генератора. При понижении его ниже допустимого значения резистор замыкается накоротко, т. е. выключается из работы, что приводит к возрастанию силы тока возбуждения и увеличению напряжения генератора. Такие процессы происходят непрерывно, и на выводах генератора поддерживается среднее значение требуемого напряжения.

Данный принцип регулирования напряжения может быть осуществлен вибрационными реле или контактно-транзисторными и транзисторными регуляторами.

Вибрационные реле применяют нечасто из-за низкой надежности и ограниченного срока службы (который должен быть не менее 200–250 тыс. км про-бега), но низкая стоимость все же вынуждает еще использовать их.

Рассмотрим схему, поясняющую принцип работы регулятора напряжения с вибрационным реле (рис. 5.1, а, б).

Рис. 5.1. Регулятор напряжения с вибрационным реле: а - общий вид; б - электрическая схема; в - график процесса регулирования напряжения; 1-  дополнительный резистор; 2 - контакты реле; 3 - пружина; 4 обмотка электромагнита; G - генератор; D_1-6 блок диодов; U_Г - напряжение генератора; I_В - сила тока возбуждения; t  - время

Между положительным и отрицательным выводами выпрямителя генератора G включена цепь, состоящая из обмотки возбуждения ОВ и дополнительного резистора R д, соединенных последовательно, причем резистор замкнут накоротко контактами 2 реле. В замкнутом состоянии контакты удерживаются пружиной 3. Обмотка 4 электромагнита вибрационного реле также подключена к выводам генератора. При малой частоте вращения якоря генератора ток поступает в обмотку ОВ от положительного вывода генератора через замкнутые контакты 2 вибрационного реле, минуя резистор R д. По мере увеличения частоты вращения якоря возрастают напряжение генератора, сила тока в обмотке 4 электромагнита вибрационного реле и сила притяжения якоря реле сердечником этой обмотки, что приводит к размыканию контактов 2. После размыкания контактов 2 ток может поступать в обмотку возбуждения генератора только через дополнительный резистор, что приводит к уменьшению силы тока возбуждения и напряжения генератора. Понижение напряжения уменьшает силу, с которой электромагнит притягивает якорь реле. Пружина 3 возвращает якорь в исходное состояние, и резистор закорачивается, т. е. выключается из работы.

При возрастании силы тока возбуждения I _В повышается напряжение U_Г генератора до тех пор, пока контакты вновь не разомкнутся (рис. 5.1, в). Таким образом, сила тока возбуждения непрерывно колеблется. Строго говоря, напряжение генератора из-за этого тоже колеблется в небольших пределах, однако его среднее значение поддерживается на требуемом уровне.

В связи с насыщением современного автомобиля электрическими потребителями требуется увеличение мощности источников тока, в частности генераторов. При большой мощности генератора регулирование выходного напряжения путем ограничения силы тока возбуждения становится затруднительным, так как ток возбуждения, проходящий через контакты реле, также должен быть большим.

В целях уменьшения силы регулируемого тока возбуждения регуляторы напряжения выполняют по двухступенчатой схеме регулирования. Широко распространенный двухступенчатый регулятор модели РР-380 для автомобилей ВАЗ (рис. 5.1, а) содержит реле, обмотка РН которого подключена через резистор R Т температурной компенсации к положительному выводу выпрямителя генератора G через выключатель зажигания В3.

Контактная группа реле состоит из двух пар контактов. Первая группа РН1 (нормально замкнутые контакты) соединяет положительный вывод выпрямителя с выводом Ш обмотки возбуждения.

Вторая группа РН2 (нормально разомкнутые контакты) может закорачивать обмотку возбуждения ОВ, т. е. соединять вывод Ш с «массой». Параллельно контактам РН1 первой группы включена цепь из последовательно соединенных дросселя (катушки индуктивности) L и дополнительного резистора R д для сгла-живания импульса нарастания тока через контакты РН2 второй ступени, что предохраняет их от обгорания.

Рис. 5.2. Схемы двухступенчатого (а) и комбинированного (б) регуляторов напряжения: GB - аккумуляторная батарея; G - генератор; ОВ - обмотка возбуждения; В₃- выключатель зажигания; Ш - вывод обмотки возбуждения; L -  дроссель; Rд - дополнительный резистор; РН - обмотка реле; РН₁-  группа нормально замкнутых контактов; РН₂ — группа нормально разомкнутых контактов; Rт - резистор температурной компенсации; R₁ - резистор; VT₁-  силовой транзистор

 

На схеме показана исходная позиция работы регулятора, когда двигатель работает при малой частоте вращения коленчатого вала и связанного с ним клиноременной передачей генератора системы электрооборудования автомобиля. Сила тока возбуждения генератора в этом случае определяется только напряжением, поступающим от выпрямителя, и сопротивлением обмотки возбуждения. При увеличении частоты вращения напряжение, поступающее от выпрямителя к обмотке РН реле, растет. Электромагнитное усилие, развиваемое обмоткой РН, увеличивается, и контакты РН₁ размыкаются. После этого ток поступает в об-мотку возбуждения ОВ генератора через дополнительный резистор R д, сопротив-ление которого в 10–15 раз меньше, чем у вибрационного регулятора. Сопротив-ление дросселя L невелико, и он практически не оказывает влияния на силу тока обмотки возбуждения.

Поступление тока в обмотку возбуждения через резистор R д приводит к его снижению, следовательно, из-за уменьшения электромагнитного потока возбуждения понижается и напряжение генератора. Первая ступень регулирования напряжения сужает диапазон регулирования и уменьшает поступление тока через контакты.

Основная литература: ОЛ1,ОЛ3,ОЛ4

Дополнительная литература: ДЛ7

Контрольные вопросы:

1. Способы регулирования напряжения генераторов

2. Типы регуляторов напряжения.

3. Электрические схемы регуляторов напряжения.

Лекция  №6.

Тема: Техническое обслуживание генераторных установок и аккумуляторной батареи.

Основные вопросы темы:

1. Особенности технического обслуживания генераторных установок

2. Характерные неисправности генераторных установок, их поиск и устранение.