ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Регулирование напряжения из "Электрическое и электронное оборудование автомобилей " Напряжение, вырабатываемое генератором, зависит от трех параметров — частоты вращения ротора Пр, силы тока нагрузки 1 и величины магнитного потока Ф генератора. Чем больше частота вращения ротора генератора, тем выше его напряжение и чем больше его нагрузка (больше сила тока 1ц), тем оно меньше. Для нормальной работы потребителей необходимо, чтобы напряжение было стабильно независимо от режима работы генератора. [c.25] Стабилизацию напряжения можно осуществить, изменяя магнитный поток генератора Ф при изменении частоты вращения Пр и силы тока нагрузки /д. Если частота вращения возросла, то для стабилизации напряжения магнитный поток следует уменьшить если возросла нагрузка, поток необходимо увеличить. Величину магнитного потока можно регулировать изменяя силу тока в обмотке возбуждения генератора. Для изменения силы тока в цепь обмотки возбуждения можно включать и выключать резистор или периодически подключать и отключать источник питания. [c.25] Любой регулятор напряжения, применяющийся с автомобильными генераторами, поддерживает напряжение постоянным в результате изменения силы тока / в обмотке возбуждения. С повышением частоты вращения ротора Пр регулятор, стабилизируя напряжение, уменьшает силу тока в обмотке возбуждения, а с ростом силы тока нагрузки он ее увеличивает (рис. 12). [c.25] Схема регулирования напряжения генераторной установки (рис. 13) состоит из регулятора напряжения 1 и генератора 2, который является объектом регулирования. Регулятор, в свою очередь, содержит элемент сравнения 3, регулирующий 4 и измерительный 5 элементы. [c.25] В реальных регуляторах эталоном может быть не обязательно электрическое напряжение, но и любая другая физическая величина, достаточно стабильно сохраняющая свое значение, например, сила натяжения пружины. В таком случае измерительный элемент должен преобразовывать напряжение генератора в пропорциональную ему величину той же физической сущности, что и эталонная величина. [c.26] Регуляторы напряжения. Принципиально все регуляторы напряжения автомобильных генераторов по схеме регулирования соответствуют схеме, приведенной на рис. 13, и отличаются только конструктивными признаками. По этим признакам регуляторы подразделяют на бесконтактные транзисторные, контак-Рис. 13. С ема регулирования напря- тно-транзисторные и вибра-жения генератора ционные. [c.26] Количество вибрационных и контактно-транзисторных регуляторов, находящихся в эксплуатации, неуклонно сокращается. [c.27] Рассмотрим схему генераторной установки с бесконтактным транзисторным регулятором напряжения 121.3702 и генератором Г221А, применяемым вместо вибрационного регулятора напряжения РР380 (рис. 14). Схема регулятора достаточно проста и типична, что позволяет использовать ее для иллюстрации принципа работы транзисторных регуляторов. [c.27] Эталонной величиной в регуляторе является напряжение стабилизации стабилитрона ]/0. Характерной особенностью стабилитрона является то, что, если напряжение между его катодом и анодом меньше напряжения стабилизации, то ток через него практически не протекает. Если напряжение между катодом и анодом достигает напряжения стабилизации, сила тока, проходящего через стабилитрон, резко возрастает, происходит пробой стабилитрона. При этом напряжение между его катодом и анодом остается практически неизменным. В регуляторе напряжения применен стабилитрон Д818АТ, номинальное значение напряжения стабилизации которого 9 В. [c.27] Измерительным элементом в регуляторе является делитель напряжения, состоящий из резистора К2 и двух параллельно включенных резисторов и НЗ. Стабилитрон является элементом сравнения. [c.27] Для протекания тока к переходу эмиттер — база должно быть приложено напряжение соответствующей полярности, т. е. переход эмиттер —база должен быть смещен в прямом направлении. Ток, открывающий транзисторы типа —п—р, протекает от эмиттера к базе (эмиттер имеет более высокий потенциал, чем база), а ток, открывающий транзисторы типа п —р —л, —от базы к эмиттеру (положительный потенциал на базе относительно эмиттера). Если переход эмиттер —база смещен в обратном направлении, то транзистор закрыт. [c.28] Регулирование напряжения транзисторным регулятором происходит следующим образом. До пуска двигателя при включении выключателя напряжение аккумуляторной батареи ОВ подводится к делителю напряжения Rl, Н2 и / 3). При этом к стабилитрону УД1 поступает та часть этого напряжения, которая выделяется на плече делителя, образованном параллельно включенными резисторами R и / 3. Резистор является резистором настройки регулятора. Его подбирают таким образом, чтобы напряжение на резисторах и 3 при включении только аккумуляторной батареи было меньше, чем напряжение стабилизации стабилитрона УВ, т. е. недостаточно для его пробоя. При этом стабилитрон препятствует протеканию тока в цепи базы транзистора УТ1, который находится, следовательно, в закрытом состоянии. Транзисторы УТ2 и УТЗ открыты, так как в цепях их баз протекает ток —у транзистора УТ2 через резистор НЬ, а у транзистора УТЗ — через переход эмиттер — коллектор транзистора УТ2. [c.28] Транзисторы УТ1 и УТ2 имеют тип р —п —р, а УТЗ — п — р — п, что определяется по направлению стрелки в графическом изображении эмиттера. Следовательно, при включении аккумуляторной батареи ОВ электронное реле регулятора напряжения находится во включенном состоянии, его выходной транзистор УТЗ открыт, и ток от аккумуляторной батареи поступает в обмотку возбуждения, обеспечивая возбуждение генератора. После пуска двигателя генератор вступает в работу, его. напряжение возрастает до тех пор, пока напряжение на плече делителя и 7 3 не станет равным напряжению стабилизации стабили-, трона УО. При этом стабилитрон пробивается, возникает ток в базе транзистора УТ и он открывается. Поскольку сопротивление перехода эмиттер — коллектор открытого транзистора мало, то этот переход транзистора УТ соединяет базу с эмиттером транзистора УТ2, шунтирует этот переход, ток в базе транзистора УТ2 прекращается и он закрывается. [c.28] Транзистор УТ2 выполняет в схеме функции усилителя. [c.29] Применение в схемах нескольких транзисторов связано с тем, что на входе регулятора обычно коммутируется ток силой в десятки миллиампер в то время, как на выходе сила тока современных регуляторов напряжения достигает 5 А. При этом коэффициент усиления схемы регулятора по току лежит в пределах 300—800. При использовании одного транзистора такого усиления достичь невозможно. [c.29] Таким образом, регулирование напряжения генератора происходит ступенчато. Электронное реле регулятора напряжения переходит от включенного к выключенному состоянию и обратно, то подключая обмотку возбуждения к источнику питания, то отключая ее. В зависимости от режима работы генератора меняется относительное время нахождения реле во включенном или выключенном состоянии, чем и обеспечивается автоматическое поддержание напряжения генератора на заданном уровне. [c.29] С ростом частоты вращения вала генератора относительное время выкл нахождения реле в выключенном состоянии увеличивается, что уменьшает силу тока в возбуждения (рис. 15) и стабилизирует напряжение. Аналогично стабилизируется напряжение и при изменении нагрузки генератора. С увеличением нагрузки относительное время нахождения электронного реле регулятора напряжения в выключенном состоянии уменьшается. [c.29] Появление импульса высокого напряжения предотвращается тем, что при запирании транзистора УТЗ ток обмотки возбуждения имеет возможность протекать через гасящий диод, обмотка возбуждения этим диодом оказывается замкнута накоротко и опасных последствий прерывания тока не происходит. [c.30] Элементы обратных связей повышают качественные показатели работы регулятора напряжения — увеличивают частоту переключения его реле, снижают потери в транзисторах при переключении, обеспечивают разницу между напряжениями включения и выключения электронного реле регулятора и т. п. [c.30] Сущность обратных связей состоит в том, что с их помощью сигнал на выходе элемента схемы воздействует на вход этого же или другого ее элемента. Таким образом, измерительный элемент регулятора, его входной делитель напряжения, является главной обратной связью, он подает выходное напряжение генератора на вход регулятора напряжения. [c.30] Вернуться к основной статье