Генераторные установки переменного тока

Генератор Г271 и регулятор напряжения РР127. Генераторная установка обеспечивает питание потребителей на номинальное на­пряжение 24 В.

Регулятор напряжения РР127 (рис. 27) вибрационного типа имеет основную 00 и выравнивающую ВО обмотки. Выравнивающая обмотка через контакты регулятора включена последовательно обмотке возбуждения ОВ генератора. Основная обмотка 00 через ускоряющий резистор Rу и термокомпенсационный рези­стор Rт включена парал­лельно обмотке возбужде­ния. Якорек регулятора под­вешен на биметаллической пластине БП, осуществля­ющей совместно с рези­стором Rт термокомпенсацию.

 

Регулятор имеет три вы­вода: Ш, М и «+», которые соединены с соответствую­щими выводами генератора. Кремниевый выпрямитель обеспечивает постоянное со­единение главной цепи ге­нератора с аккумуляторной батареей.

Ток возбуждения при на­пряжении генератора, мень­шем регулируемого значе­ния, протекает по цепи: положительный вывод ак­кумуляторной батареи — ам­перметр— вывод «+» ре­гулятора — выравнивающая обмотка — контакты и корпус реле — вывод Ш ре­гулятора — вывод Ш генератора — обмотка возбуждения — корпус автомобиля—отрицательный вывод аккумуляторной батареи. Ток основной обмотки регулятора протекает от вывода «+» через резисторы Rу, Rт и основную обмотку на корпус автомобиля.

При напряжении генератора более регулируемого значения контакты регулятора размыкаются и ток возбуждения от вывода «+» к выводу Ш регулятора протекает через резисторы Rу, Rд1 и Rд2. Вследствие этого уменьшаются сила тока возбужде­ния, напряжение генератора и сила тока в основной обмотке регулятора. Контакты регулятора вновь замыкаются.

Генератор Г221 и регулятор напряжения РР380. Генераторная установка (рис. 28) обеспечивает питание потребителей на номи­нальное напряжение 12 В. В заводских схемах применяют циф­ровые обозначения электрических соединений, которые приведены на рисунке в скобках.

Для контроля заряда аккумуляторной батареи в схему включены реле РС702 и контрольная лампа КЛ, свечение которой указыва­ет на разряд аккумуляторной батареи. Обмотка 00 реле РС702 включена между нулевой точкой обмотки статора и положительным выводом генератора, т. е. она питается от одной фазы генератора.

При неработающем двигателе и включенном выключателе зажи­гания Вз контрольная лампа светится. Она питается от аккумуля­торной батареи через замкнутые контакты реле РС702. Ток в обмотку реле от аккумуляторной батареи проходить не будет, так как этому препятствует выпрямитель генератора.

При работающем генераторе по обмотке реле идет ток, контакты реле размыкаются, разрывая цепь питания контрольной лампы. Если лампа продолжает гореть при работе генератора, это свидетель­ствует о неисправности генераторной установки или реле РС702.

Регулятор напряжения РР380 двухступенчатый вибрационный. Он имеет две пары контактов К1 и К2. Контакты К1 включе­ны между выводами «+» и Ш. Контакты К2 второй ступени включе­ны между выводом Ш и корпусом. Основная обмотка 00 регулятора включена между корпусом и через резистор Rт с выводом «+» Добавочный резистор составной — из двух параллельно соединен­ных резисторов. Последовательно резистору Rд включен дроссель Др. Вся цепочка включена параллельно контактам К1. Дроссель служит для уменьшения скорости нарастания силы тока, проходя­щей через контакты К1, облегчая таким образом условия их работы.

Температурная компенсация регулятора осуществляется подвес­кой якорька на биметаллической пластине БП и включением в цепь основной обмотки регулятора резистора Rт. Ускоряющая схема в регуляторе РР380 отсутствует. Повышение частоты пере­ключений обеспечивается специально выбранными характеристиками биметаллической пластины, на которой закреплен якорек реле и пружины, удерживающей контакты первой ступени в замкнутом состоянии. Регулятор имеет два вывода: Ш (67) и «+» (15), которые соединены с соответствующими выводами генератора Г221.

При неработающем генераторе обмотка возбуждения через контакты выключателя зажигания питается от аккумуляторной ба­тареи. Путь тока возбуждения: положительный вывод аккумулятор­ной батареи — вывод «+» (15) регулятора — стойка неподвижного контакта первой ступени — контакты /С/ и корпус реле — вы­вод Ш (67) регулятора — вывод Ш (67) генератора — обмотка возбуждения — корпус автомобиля — отрицательный вывод аккуму­ляторной батареи. При напряжении генератора больше напря­жения аккумуляторной батареи обмотка возбуждения питается от генератора. Пока напряжение генератора меньше регулируемого значения, контакты К1 замкнуты, так как магнитный поток, создаваемый обмоткой 00 регулятора, недостаточен для притяжения якорька к сердечнику. Путь тока возбуждения через регулятор тот же, что и при питании от аккумуляторной батареи.

С увеличением частоты вращения ротора напряжение генера­тора возрастает. Когда оно достигает регулируемой величины, сила притяжения якорька к сердечнику становится достаточной для размыкания контактов К1. При разомкнутых контактах К1 ток возбуждения от вывода «+» (15) к выводу Ш (67) регуля­тора проходит через дроссель Др и резистор Rд. В результате ток возбуждения и, следовательно, напряжение генератора снижают­ся, и контакты К1 вновь замыкаются.

Работа первой ступени аналогична работе обычного регуля­тора напряжения, например РР127. Отличие заключается в том, что сопротивление резистора Rд и дросселя Др, включаемых в цепь обмотки возбуждения при разомкнутых контактах К1, в несколько раз меньше, чем у одноступенчатых регуляторов. Таким образом обеспечивается уменьшение напряжения на кон­тактах, т. е. улучшаются условия их работы.

Если при разомкнутых контактах К1 частота вращения рото­ра продолжает возрастать, будет возрастать и напряжение генера­тора. При этом увеличится ток обмотки 00 регулятора и сила притяжения якорька к сердечнику, что приведет к замыканию контактов К2. В результате вывод Ш (67) регулятора окажется замк­нутым на корпус, ток возбуждения снизится до нуля и резко уменьшится напряжение генератора. При уменьшении напряжения уменьшится сила тока в обмотке 00 регулятора и под действием пружины контакты К2 разомкнутся. Затем процесс повторяется.

Таким образом, регулирование напряжения генератора на всем диапазоне изменения частоты вращения ротора обеспечивается попеременной работой первой и второй ступеней регулятора РР380.

Генератор Г250 и реле-регулятор РР362 (модернизированный). Эта генераторная установка (рис. 29) обеспечивает питание пот­ребителей на номинальное напряжение 12 В.

Контактно-транзисторный реле-регулятор РР362 состоит из двух устройств: контактно-транзисторного регулятора напряжения и уст­ройства для защиты транзистора от коротких замыканий в цепи обмотки возбуждения.

Регулятор напряжения содержит вибрационное реле ВР, уп­равляющее транзистором Т (П217), гасящий диод Дг (КД202В), запирающий диод Д3 (Д242). Обмотка 00 вибрационного реле включена по схеме с ускоряющим Rу, добавочным Rд и термо­компенсационным Rт резисторами. Кроме того, в схему включе­ны резисторы Rб и обратной связи Roс. Якорек вибрационного реле подвешен на биметаллической пластине БП. Пружина якорь­ка удерживает контакты К1 в замкнутом состоянии, а контакты К2 — в разомкнутом.

Устройство для защиты транзистора содержит реле защиты РЗ. Обмотка реле защиты ОРЗ включена между неподвижным кон­тактом К1 и выводом Ш реле-регулятора.

При неработающем двигателе и замкнутых контактах выклю­чателя зажигания контакты К1 реле ВР замкнуты, а транзистор Т открыт, так как ток базы протекает по цепи схемы регулятора: вывод ВЗ — диод — переход эмиттер-база транзистора Т — резис­тор Rб — корпус автомобиля.

В результате через обмотку возбуждения генератора проте­кает ток по цепи: положительный вывод аккумуляторной батареи — амперметр — вывод ВЗ — диод Д₃— переход эмиттер-коллектор транзистора — выводы Ш реле-регулятора и генератора — обмотка возбуждения — корпус автомобиля — отрицательный вывод аккуму­ляторной батареи.

Обмотка 00 вибрационного реле получает питание через вы­вод ВЗ по цепи: диод Д₃— резистор Rу — обмотка 00 — резистор Rт — вывод М — корпус автомобиля — отрицательный вывод акку­муляторной батареи.

После пуска двигателя при напряжении генератора меньше регулируемого значения контакты К2 реле ВР будут разомкнуты, а контакты К1 — замкнуты. Когда напряжение генератора достиг­нет регулируемого значения, ток в обмотке 00 реле ВР возрас­тет до значения, при котором электромагнитная сила преодоле­ет усилие пружины и контакты К2 замкнутся. При этом потенциал базы транзистора Т станет больше потенциала эмиттера на вели­чину падения напряжения на диоде Д3, ток базы прекратится и транзистор Т закроется. Ток обмотки возбуждения, протекающий от диода Д₃ через резисторы Rу, Rд, будет уменьшаться. При снижении тока обмотки возбуждения в ней наводится э.д.с. самоиндукции, вызывающая ток самоиндукции, который протекает по контуру обмотка возбуждения — диод Дг.

В результате снижения силы тока возбуждения уменьшится напряжение генератора, разомкнутся контакты К2, откроется тран­зистор Т, повысится напряжение генератора и контакты К2 вновь замкнутся. Замыкания контактов К1 при этом происходить не бу­дет. Резистор обратной связи Roс включен через контакты К1 параллельно цепи: обмотка 00 — резистор Rу — диод Д₃. При замыкании контактов К1 резистор Roс - обеспечивает резкое снижение тока в обмотке 00, при размыкании в ней благодаря резистору происходит более резкое повышение тока. Таким образом обеспе­чивается четкость переключения контактов реле.

При замыкании вывода Ш на корпус, когда замкнуты контак­ты К2, произойдет следующее. Ток в обмотке возбуждения резко уменьшится, так как ее оба конца будут соединены с корпусом. При этом резко упадет напряжение генератора, контакты К2 ра­зомкнутся и замкнутся контакты К1, подключая обмотку ОРЗ к аккумуляторной батарее. Сила тока в обмотке ОРЗ и магнитный поток сердечника резко возрастут, контакты реле защиты замк­нутся. Включение реле защиты должно происходить при токе 3,2— 3,6 А. База транзистора через контакты реле защиты окажется соединенной с положительным выводом аккумуляторной батареи, и транзистор закроется. Транзистор будет заперт до тех пор, по­ка не будет устранено короткое замыкание.

Генератор Г250 и регулятор напряжения РР350. Эта генера­торная установка (рис. 30) обес­печивает питание потребителей на номинальное напряжение 12 В.

Бесконтактный регулятор РР350 устроен аналогично регуля­тору, показанному на рис. 23. Отличается он наличием третье­го транзистора, что обеспечивает повышенную точность регулиро­вания.

Резисторы R1, R2. RЗ, R4, R5, Rт и активное сопротивление дросселя Др выполняют функции делителя напряжения. Подбор их осуществляют таким образом, чтобы пробой стабилитрона Д/ (Д814А) происходил в момент, когда напряжение генератора до­стигает регулируемого значения. Для этой цели при сборке подбирают резисторы R1 и R2, которые являются подстроечными.

Регулятор работает следую­щим образом. При неработающем двигателе и замкнутых контактах выключателя зажигания Вз нап­ряжение между выводами «+» и М регулятора равно напряжению аккумуляторной батареи. Оно меньше регулируемого значения и

напряжение на плече делителя резистора R1 и RЗ меньше напря­жения пробоя стабилитрона Д1. Стабилитрон Д1 закрыт и по ре­зистору Кб ток не протекает. Вследствие этого потенциалы эмит­тера и базы резистора T1 (П302) одинаковы, и он закрыт. При этом транзистор Т2 (П214В) открыт током базы, протекающим в регуляторе по цепи: вывод «+» — резистор R10— диод Д2 (КД202Г) — переход эмиттер-база транзистора Т2 — резистор R8 — вывод М.

Транзистор ТЗ (П217) открыт вследствие того, что при про­текании тока через резистор НЮ потенциал базы меньше потен­циала эмиттера. В результате по обмотке возбуждения протека­ет ток по цепи: положительный вывод аккумуляторной батареи — амперметр — диод ДЗ — переход эмиттер-коллектор транзистора ТЗ — выводы Ш регулятора и генератора — обмотка возбуждения генератора — корпус автомобиля — отрицательный вывод аккумуля­торной батареи.

После пуска двигателя, когда напряжение генератора выше э.д.с. батареи, питание всех цепей осуществляется от генератора. При возрастании напряжения генератора до регулируемого значения происходит пробой стабилитрона Д1, по резистору Rб про­текает ток, и транзистор T1 открывается.

Открытый транзистор T1 шунтирует вход транзистора Т2, и он запирается. При этом прерывается ток базы транзистора ТЗ, он закрывается и ток возбуждения протекает через резистор Rд. Сила тока возбуждения и напряжение генератора уменьшаются, вследствие чего напряжение на стабилитроне становится меньше напряжения стабилизации. Ток в цепи стабилитрона прекращается, транзистор T1 переключается в закрытое состояние, а транзисторы Т2 и ТЗ — в открытое. Затем процесс циклически повторяется аналогично тому, как это происходит в вибрационном регуляторе напряжения.

Ток самоиндукции, возникающий в обмотке возбуждения при резком уменьшении тока, возбуждения, проходит через гасящий диод Дг, что предохраняет транзистор ТЗ от пробоя.

Назначение диодов Д2 и ДЗ аналогично назначению запираю­щего диода Д в реле-регуляторе РР362. Диод Д2 обеспечивает активное запирание транзистора Т2, диод ДЗ — транзистора ТЗ. Дроссель Др служит для сглаживания пульсаций напряжения, подаваемого на стабилитрон Д1. Терморезистор Rт служит для ком­пенсации повышения сопротивления дросселя и изменения характе­ристик полупроводников при нагреве. С увеличением температуры сопротивление резистора уменьшается таким образом, что суммарное сопротивление плеча делителя, в которое включены резистор Rт и дроссель Др, несколько уменьшается, что приводит к увели­чению напряжения на стабилитроне. Благодаря этому уровень регулируемого напряжения при повышенной температуре уменьшает­ся, что улучшает режим заряда аккумуляторной батареи.

Резистор обратной связи R7 обеспечивает уменьшение продолжи­тельности переключения схемы из открытого состояния в закрытое и наоборот, что вызывает уменьшение нагрева транзисторов. Кро­ме того, наличие обратной связи обеспечивает снижение частоты переключений схемы до необходимого значения. Без резистора обратной связи частота переключений определяется пульсациями напряжения, которые будут воздействовать на стабилитрон даже при наличии дросселя. Частота может достигать нескольких килогерц, что приводит к увеличению потерь в транзисторах. При наличии резистора обратной связи частота переключений схемы уменьшается до 50—300 Гц.

Недостатком регулятора напряжения РР350 и реле-регулятора РР362 является невысокая температурная стойкость применяющихся в ней германиевых транзисторов.

Генератор Г272 и регулятор напряжения РР356. Данная генера­торная установка (рис. 31) предназначена для питания потреби­телей на номинальное напряжение 24 В.

В регуляторе напряжения РР356 применяют кремниевые тран­зисторы обратной проводимости. Этим в основном отличается схема этой генераторной установки от рассмотренных выше. У рассмотрен­ных выше генераторов один конец обмотки возбуждения при­соединяется на корпус внутри генератора, а другой конец обмот­ки возбуждения соединен с выводом «4-» генератора через регуля­тор напряжения. У генератора Г272 оба конца обмотки возбуждения имеют изолированные штекерные выводы.

Регулятор напряжения РР356 благодаря кремниевым транзисто­рам обладает большей тепловой устойчивостью и большей стой­костью к повышенному напряжению по сравнению с реле-регуля­тором РР362 и регулятором напряжения РР350. Входной делитель напряжения регулятора образуется из активного сопротивления дросселя и резисторов R1, R2 и RЗ. Дроссель и резистор RЗ об­разуют одно плечо делителя, а резисторы R1 и R2 — другое. Резистор R1 является подстроечным и подбирается при сборке.

Работает регулятор следующим образом. До момента достиже­ния уровня регулируемого напряжения генератором на стабилит­ронах Д1 и Д2 (Д816Б) напряжение еще не достигает зна­чения удвоенного напряжения стабилизации каждого из них. Стаби­литроны закрыты, следовательно, заперта цепь протекания тока базы транзистора T1 (КТ801Б), и он закрыт. При этом выходной тран­зистор Т2 (КТ805А) открыт током базы, протекающим в регуляторе по цепи: вывод «+» — резистор R7 — диоды ДЗ и Д4 (Д226Б) — переход база-эмиттер транзистора Т2 — вывод М.

Через открытый транзистор протекает ток возбуждения по цепи: положительный вывод аккумуляторной батареи — амперметр — вы­воды Ш генератора и обмотка возбуждения — вывод Ш регулято­ра — переход коллектор-эмиттер транзистора Т2 — вывод М регуля тора — корпус автомобиля — от­рицательный вывод аккумулятор­ной батареи.

Когда напряжение генератора достигает регулируемого значе­ния, стабилитроны Д1 и Д2 про­биваются, и по резистору R4 на­чинает протекать ток. В результа­те между базой и эмиттером транзистора T1 возникает раз­ность потенциалов, и он открыва­ется. Ток базы транзистора T1 протекает в регуляторе по цепи: вывод «+» — дроссель Др — ре­зистор RЗ — стабилитроны Д1 и Д2 — переход база-эмиттер тран­зистора T1 — вывод М.

Открытий транзистор T1 шун­тирует резистор R5, и ток в нем прекращается. Потенциал базы транзистора Т2 становится рав­ным потенциалу эмиттера, и тран­зистор Т2 запирается. Цепь тока обмотки возбуждения прерывает­ся, ток возбуждения снижается. Ток, возникающий под действием э.д.с. самоиндукции обмотки воз­буждения, протекает через гася­щий диод Дг. В результате напря­жение генератора уменьшается. При этом снижается напряжение на входном делителе, закрываются стабилитроны Д1 и Д2 и транзистор T1, а транзистор Т2 переключается в открытое состояние. Далее процесс повторяется.

Диоды ДЗ и Д4 способствуют лучшему запиранию транзистора Т2 в интервале его закрытого состояния. Дроссель Др служит для сглаживания пульсаций напряжения, поступающего на стабилит­роны. Резистор обратной связи R6 служит для улучшения частоты переключений схемы регулятора и выходного транзистора Т2 из открытого состояния в закрытое и наоборот, а также для уменьшения частоты переключений схемы.

В схеме регулятора напряжения отсутствует терморезистор, а его роль выполняют стабилитроны Д818Б. У этих стабилитронов при повышении температуры несколько снижается напряжение ста­билизации. Это приводит к уменьшению при нагреве регулируемо­го напряжения.

Генераторная установка Г286В с интегральным регулятором напряжения Я112А. Генераторная установка (рис.32) предназначена для питания потребителей на номинальное напряжение 12 В.

Особенностью генераторной установки является то, что интеграль­ный регулятор напряжения крепится непосредственно на генера­торе и представляет собой малогабаритное неразборное устрой­ство.

Интегральный регулятор напряжения имеет два вывода В и один вывод Ш и устанавливается в щеткодержателе генератора так, что его клеммы ложатся на токопроводящие клеммы щетко­держателя. На один вывод В регулятора подается сигнал (напря­жение, генератора), управляющий работой регулятора. Основанием регулятора служив стальная пластина, которая является отрица­тельным выводом регулятора. Контакт стальной пластины с корпусом генератора осуществляется двумя винтами, которые одновременно крепят регулятор, щеткодержатель и алюминиевый кожух, защища­ющий регулятор от механических повреждений.

Генератор Г273 с интегральным регулятором напряжения Я120М. Генераторная установка (рис. 33) предназначена для питания по­требителей на номинальное напряжение 24 В.

 

В генераторе применен ротор, унифицированный с ротором генератора Г250. Поэтому для питания обмотки возбуждения от аккумуляторной батареи, напряжение которой 24 В, в цепь воз­буждения включен резистор Rд. При напряжении генератора, боль­шем напряжения аккумуляторной батареи, обмотка возбуждения пи­тается от нулевой точки обмотки статора.

Интегральный регулятор Я120М имеет выводы В, Д, Ш, Р. Вывод В является входом интегрального регулятора, на который пода­ется управляющий сигнал. Выводы Д и Ш через токопроводящие клеммы щеткодержателя соединены с обмоткой возбуждения. Кроме того, вывод Д соединен с точкой обмотки статора и через резистор Rд с положительным выводом аккумуляторной батареи. К выводу Р присоединен переключатель посезонной регулировки ВКпр, который во включенном состоянии соединяет вывод Р с корпусом. Металли­ческое основание регулятора является «массой» и соединяется с корпусом генератора.

При разомкнутых контактах переключателя ВКпр напряжение генератора должно находиться в пределах 27,2—27,8 В. При зам­кнутых контактах напряжение генератора повышается до 29,0— 30,0 В.

Основные параметры, характеризующие работу генераторных установок переменного тока, приведены в табл. 8.