Однією з основних вимог споживачів до якості електроенергії є стабільність напруги на шинах ДЕС за умов зміни значення та характеру (cosφ) навантаження станції. При переході від одного режиму навантаження ДЕС до іншого напруга на шинах ДЕС залишатиметься незмінною, якщо струм збудження генератора змінюватиметься відповідно до зміни навантаження.

Підтримка стабільної напруги генераторів дизельної електростанції (ДЕС) здійснюється пристроями (блоками) регулювання напруги. Автоматичні регулятори напруги по конструкції регулюючого органу поділяються на два типи: електромеханічні та електромагнітні.

Електромеханічні регулятори складаються з рухомих частин (електромагнітів з рухомими якорями, пружин та ін.) та впливають на струм збудження за допомогою зміни активного опору ланцюга обмотки збудження. До цього виду відносяться вугільні регулятори, які разом з іншою апаратурою (трансформаторами, випрямлячами та іншими деталями) входять до блоку регулювання напруги (БРН). На генераторах з машинним збудженням серій ДГС та ПС-93-4 встановлюються блоки БРН із вугільними регуляторами збудження.

Електромагнітні регулятори складаються із статичних (нерухомих) частин (трансформаторів, магнітних підсилювачів, конденсаторів, реакторів та ін) і змінюють струм збудження генератора за допомогою додаткового струму від регулятора обмотки збудження. До цього виду регуляторів відносяться пристрої, що компаундують, з електромагнітною корекцією, з магнітними підсилювачами та ін.

На генераторах серії ЕСС встановлюють БРН, виконані на принципі компаундування, а збільшення точності регулювання використовується електромагнітний коректор напруги.

На генераторах серій ДГФ та ГСФ БРН виконано на принципі фазового компаундування з напівпровідниковим коректором напруги.

На генераторах серії СГД встановлюють регулятори напруги типу РНА-60, що працюють на принципі фазового компаундування з управлінням електромагнітного коректора напруги.

Блок БРН з вугільним регулятором має чотири виконання: 412, 421, 422, 423. Пристрій та принцип роботи всіх блоків БРН однаковий.

Блок БРН складається з вугільного регулятора УРН, трансформатора регулятора напруги Тр2, стабілізуючого трансформатора Тр1, селенових випрямлячів ВС1 та ВС2, конденсаторів С1, С2 та резисторів R3, R4, R5. Всі елементи БРН укріплені на каркасі та закриті кожухом.

Вугільний регулятор напруги типу УРН є прямоходовим електромеханічним регулятором реостатного типу.

Рис.1. Вугільний регулятор напруги типу УРН-423.
а - загальний вигляд; б - поздовжній розріз;
1 – слюдяні прокладки; 2 - порцелянова втулка; 3,12,22,29 - гвинти;
4 – скоба; 5 – натискний гвинт; 6 – стопорний гвинт;
7 – нерухомий вугільний контакт; 8 – корпус регулятора;
9 - керамічна (порцелянова) трубка; 10 – вугільний стовп;
11 - рухомий вугільний контакт; 13 – ковпак;
14 – контактна пластина; 15 - пластина для магнітопроводу;
19 - стопорний гвинт сердечника; 20 - сердечник;
21 - основа магнітопроводу; 23 - обмотка електромагніту;
24 – діамагнітна шайба; 25 - опорне конічне кільце;
26 – пакети пружин; 27 - якір; 28 - пластина для кріплення пружин;
30 – плунжер; 31 – амортизатор.

Регулятор типу УРН (рис.1) складається з електромагніту з сердечником, якоря рухомої системи регулятора, над яким розташовані пакети пружин, вугільних стовпів, поміщених у фарфорову трубку, розташовану на корпусі регулятора, нерухомого та рухомого вугільних контактів, до яких підключені провідники.

Вугільний стовп 10, набраний з окремих шорстких шайб, включений за допомогою контактів 7 і 11 в ланцюг обмотки збудження збудника. На вугільний стовп діє пружина 26, що стискає вугільні шайби стовпа, і якір 27, що протидіє стиску пружини. Загальна площа зіткнення вугільних шайб стовпа, отже, і його опір залежить від тиску, тому різницю цих двох сил визначає опір ланцюга обмотки збудження збудника.

При номінальній напрузі генератора рухома система вугільного регулятора перебуває у рівновазі (зусилля якоря електромагніту та пружини, що стискає шайби вугільного стовпа УРН, рівні). При збільшенні навантаження генератора напруга з його висновках зменшиться, у зв'язку з цим зменшиться струм в обмотці електромагніту УРН. Під дією пружини 26 рухома система УРН зміститься, що викликає стиснення вугільного стовпа та зміну (зменшення) його опору.

Зменшення опору призведе до збільшення струму в обмотках збудження збудника та генератора, напруга на виводах генератора збільшиться. При підвищенні напруги генератора, спричиненого скиданням навантаження, опір вугільного стовпа Ур збільшиться, а напруга на виводах генератора зменшиться.

Рис.2. Принципова схема БРН генератора із вугільним регулятором УРН.
Г – генератор; В – збудник;
ОВГ – обмотка збудження генератора;
ОВВ – обмотка збудження збудника.

Обмотка електромагніту УРН (рис.2) включена на напругу генератора через понижувальний трансформатор Тр2 та випрямляч ВС1. Конденсатори C1 та С2 встановлені для згладжування пульсацій випрямленої напруги випрямляча ВС1.

Послідовно з первинною обмоткою Тр2 увімкнений резистор R5, що служить для компенсації температурної зміни опору обмотки Тр2.

Реостат установки РУ включений у ланцюг вторинної обмотки Тр2 для встановлення рівня автоматичного регулювання напруги. Вугільний стовп УРН і резистор R3 послідовно включені в ланцюг обмотки збудження збудника. Резистор R3 служить зменшення потужності розсіювання у вугільному стовпі УРН. Стабілізуючий трансформатор Тр1 служить для усунення неусталених коливань напруги генератора, що виникають під час роботи УРН. Первинна обмотка трансформатора Тр1 включена через опір R4 на напругу якоря збудника, а вторинна - послідовно ланцюг електромагніту УРН. Паралельно обмотці збудження збудника підключений випрямляч ВС2 для запобігання вугільного стовпа УРН від підгару при перенапругах на затискачі обмотки збудження збудника.

При зменшенні напруги генератора напруга на первинній та вторинній обмотках трансформатора Тр2 знизиться, що викликає зменшення струму в ланцюзі електромагніту УРН та опору вугільного стовпа УРН.

Використання схеми компаундування забезпечує точність підтримки напруги ±5%, а застосування електромагнітного коректора збільшує точну підтримку напруги до ±2%.

Блок регулювання напруги з електромагнітним коректором складається з блоку компаундування, встановленого на генераторі, та блоку електромагнітного коректора.

Рис.3. Принципова схема дизель-генератора АД-20М

На рис.3 зображено принципову схему регулятора напруги з електромагнітним коректором.

У регуляторі використаний принцип фазового компаундування та застосовані три однофазні чотириобмотувальні трансформатори ТТП з підмагнічуванням від коректора напруги. Одна з первинних обмоток ТТП послідовно включена з навантаженням генератора, а інша - через лінійний реактор Р паралельно навантаженню. Вторинна обмотка ТТП через випрямляч СВ1 з'єднана з обмоткою генератора збудника.

Коректор напруги складається з автотрансформатора АТН, магнітного підсилювача МУ та вимірювального органу, що має нелінійний реактор НР, лінійний реактор ЛР та конденсатор С2.

Невелике збільшення напруги на висновках генератора призводить до різкого збільшення струму реактора НР, який збільшує струм обмотування управління МУ. Зріс вихідний струм МУ проходить через випрямляч СВ2 і подається на обмотку підмагнічування трансформатора ТТП. Збільшення струму в обмотці підмагнічування викликає зменшення струму у вторинній обмотці ТТП і в обмотці збудження генератора, що призведе до зменшення напруги на висновках генератора.

При зменшенні напруги на затискачі генератора спостерігається зворотна картина. На дизель-генераторах, крім напруги, часто змінюється і частота, тому в коректорі передбачена частотна компенсація.

У схемі коректора частотна компенсація здійснюється реактором ЛР і конденсатором С2, які змінюють напругу на реакторі ІР пропорційно до зміни частоти генератора і залишають струм HP незмінним. Ця схема забезпечує незалежність струму HP від ​​зміни частоти і дозволяє при зміні частоти від 48 Гц до 52 Гц забезпечити зміну напруги генератора в межах ±2%.

Блок регулювання напруги із напівпровідниковим коректором напруги. Напівпровідниковий коректор напруги БРН призначений для підтримки стабільної напруги на висновках генератора в межах ±2%.

Рис.4. Принципова схема напівпровідникового коректора напруги

Коректор напруги (рис.4) зібраний на напівпровідникових елементах та працює в імпульсному режимі. Він складається з вимірювального органу та підсилювача.

Вимірювальний орган коректора вимірює напругу на затискачах генератора та порівнює його із заданим. Різниця між дійсною і заданою напругою служить сигналом, який керує напівпровідниковим підсилювачем, з'єднаним з обмоткою управління трансформатора компаундування.

Вимірювальний орган складається з трансформатора ТІ, первинна обмотка якого підключена на лінійну напругу генератора через резистор R15 та регульований резистор РУН, випрямляча В1, кремнієвого опорного діода В2, конденсаторів С1-С2, резисторів R1, R2, R3, R5, R6, R9, транзистор Т1.

Напруга генератора після випрямляча В2 і фільтра, що згладжує, R8-С1 надходить на вхід транзистора Т1. Вхідний сигнал Т1 тим більше, що більше напруга генератора перевищує опорне напруга діода В2, тобто. вимірювальний орган коректора перетворює перевищення напруги генератора над опорною напругою В2 вихідний струм транзистора Т1, що надходить на вхід підсилювача. Якщо U г

Резистор R2 зміщує діапазон регулювання уставки напруги. Ланцюжок С2-R5 служить усунення автоколивань при регулюванні напруги генератора, а регулювання чутливості коректора проводиться резистором R*.

Схема підсилювача складається з транзисторів Т2, ТЗ, Т4, конденсатора С3, дільників напруги R11, R12 та резистора R10. Напруга подається на затискачі підсилювача "+" та "-" від обмотки Wn через випрямляч ВПУ.

Параметри елементів схеми обрані так, що за відсутності сигналу з вимірювального органу транзистори Т2 та ТЗ підсилювача повністю відкриті (режим насичення) транзистор Т4 закритий, тобто. обмотка управління, з'єднана з колектором транзистора Т4, відключена від випрямляча живлення коректора і в ній відсутній струм, що підмагнічує.

З появою імпульсу вихідного струму вимірювального органу конденсатор СЗ заряджається цим імпульсом і розряджається на опір резистора R10. Падіння напруги, що утворюється на резисторі R10, закриває транзистор Т2, так як воно прикладено своїм мінусом до бази транзистора, а плюсом - до емітера. Зникнення струму через транзистор Т2, що є одночасно струмом усунення транзистора ТЗ, призводить до закриття транзистора ТЗ і відкриття транзистора Т4, так як по його переходу база - емітер протікатиме струм, що раніше протікав через транзистор ТЗ.

З відкриттям транзистора Т4 напруга живлення коректора повністю прикладається до обмотування управління. З появою нового імпульсу від вимірювального органу повторюється процес. Напруга генератора на вході вимірювального органу випрямляється двонапівперіодним випрямлячем і згладжується фільтром C1-R8 тільки частково, тому вихідний струм вимірювального органу матиме вигляд вузьких імпульсів, що настають із частотою 100 Гц. Частота імпульсу вихідної напруги транзистора Т4 буде також 100 Гц.

Вихідна напруга матиме вигляд прямокутників, ширина яких залежить від напруги на вході коректора. При більшому напрузі на вході коректора зростають імпульси вихідного струму вимірювального органу, тобто. до більшої напруги заряджатиметься ємність СЗ. Відповідно збільшується час, протягом якого конденсатор, розряджаючись на резистор R10, утримує транзистор Т2 у закритому стані, а транзистор Т4 – у відкритому. Час дії напруги живлення коректора на обмотку управління збільшується, середнє значення струму управління зростає; Напруга генератора підтримується на заданому рівні.

Для термокомпенсації режимів роботи транзисторів Т2-Т4 ланцюг підсилювача включені резистори R14, R13 і випрямляч В4, а для попередження помилкового спрацьовування коректора від пульсацій випрямленого напруги в ланцюг СЗ - база Т2 - емітер Т2 включений діод ВЗ.

Всі елементи, що входять до складу коректора напруги, змонтовані в алюмінієвому корпусі та закриті кришкою. Коректор має дошку із затискачами, до якої з внутрішньої сторони підключено відповідні елементи коректора.

Схеми генераторних установок

Генератор Г221 із регулятором напруги РР380. Генераторна установка забезпечує живлення споживачів із номінальною напругою 12В. Застосовані у заводських схемах цифрові позначення електричних висновків, від загальноприйнятих, наведені малюнку в дужках.

Для контролю заряду акумуляторної батареї у схему включено реле RC702 та контрольна лампа Н, світіння якої під час роботи двигуна вказує на несправність генераторної установки. Обмотка реле РС702 включена між нульовою точкою статора обмотки і позитивним виведенням генератора, тобто живиться від однієї фази генератора.

При непрацюючому двигуні та увімкненому вимикачі запалення S контрольна лампа світиться. Вона живиться від батареї через замкнуті контакти реле РС702. Струм в обмотку реле від батареї проходити не буде, тому що перешкоджає випрямляч генератора.

При працюючому генераторі реле розмикаються, розриваючи ланцюг живлення контрольної лампи. Якщо лампа продовжує горіти під час роботи генератора, це свідчить про несправність генераторної установки або реле РС702.

Регулятор напруги РР380 двоступінчастий вібраційний. Він має дві пари контактів К1 та К2. Контакти К1 включені між висновками «+» та Ш. Контакти К2 другого ступеня включені між виводом Ш та корпусом.

Основна обмотка регулятора 00 включена між корпусом і через резистор RT виведенням «+». Додатковий резистор Ra складовий - з двох паралельно з'єднаних резисторів. Послідовно резистори Я * включений дросель Др. Весь ланцюжок включений паралельно контактам К1. Дросель служить зменшення швидкості наростання струму через контакти К2 другого ступеня, полегшуючи в такий спосіб умови роботи контактів.

Температурна компенсація регулятора здійснюється за допомогою підвіски якоря на біметалічній пластині БП та включенням у ланцюг основної обмотки регулятора резистора Ят-

Регулятор має два висновки: Ш (67) і + (15), які з'єднані з відповідними висновками генератора Г221.

При непрацюючому генераторі обмотка збудження через контакти вимикача запалювання живиться від акумуляторної батареї. Шлях струму збудження: позитивний вивід батареї-виведення « + » (15) регулятора - стійка нерухомого контакту першого ступеня - контакти К1 та корпус реле - висновок Ш (67) регулятора - виведення Ш (67) генератора - обмотка збудження - корпус автомобіля - « -» Акумулятори.

При напрузі генератора більшої напруги батареї обмотка збудження живиться від генератора. Поки напруга генератора менша за регульоване значення, контакти К1 замкнуті, оскільки магнітний потік, створюваний обмоткою 00 регулятора, недостатній для тяжіння якоря до сердечника. Шлях струму збудження через регулятор той же, що і при живленні від батареї.

Зі збільшенням частоти обертання ротора напруга генератора зростає. Коли воно досягає регульованої величини, сила тяжіння якоря до осердя стане достатньою для розмикання контактів К1. При розімкнених контактах К1 струм збудження від виведення «+» (15) до виведення LL1 (67) регулятора проходить через дросель Др і резистор. В результаті струм збудження і, отже, напруга генератора знизяться і контакти К1 знову замкнуться.

Рис. 1. Схема генератора Г221 із регулятором напруги РР380

Робота першого ступеня аналогічна роботі звичайного регулятора напруги. Відмінність полягає в тому, що величина опору резистора Ra і дроселя Др, що включаються в ланцюг обмотки збудження при розімкнених контактах К1, у кілька разів менше, ніж у одноступінчастих регуляторів. Таким чином забезпечується зменшення напруги на контактах, тобто покращуються умови їхньої роботи.

Якщо при розімкнутих контактах К1 частота обертання ротора продовжує зростати, зростатиме і напруга генератора. При цьому збільшиться струм обмотки регулятора 00 і сила тяжіння якоря до сердечника, що призведе до замикання контактів К2. В результаті виведення Ш (67) регулятора виявиться замкненим на масу, струм збудження знизиться до нуля і різко зменшиться напруга генератора. При зменшенні напруги

зменшиться струм в обмотці 00 регулятора і під дією пружини контакти К2 розімкнуться. Потім процес повторюватиметься. При роботі на другому ступені регульована напруга трохи підвищується.

Таким чином, регулювання напруги генератора на всьому діапазоні зміни частоти обертання ротора забезпечується поперемінною роботою першого та другого ступенів регулятора РР380.

Генератор 32.3701 із регулятором напруги 201.3702 (рис. 2). Генераторна установка призначена для бортових мереж з номінальною напругою 12 Ст.

Працює генераторна установка в такий спосіб. При включенні вимикача запалення S напруга акумулятора подається до висновків «4-» і «-» регулятора напруги. Так як вхідний дільник, що складається з резисторів Rl, R2, R3, R4, розрахований таким чином, що напруги акумуляторної батареї недостатньо для відмикання транзистора VT1 (КТ315Б), зазначений транзистор і транзистор VT3 (КТ3107В) знаходяться в закритому стані, а тран VT5 (складовий транзистор КТ837Х) відкриваються струмом, що протікає по ланцюгу: ")" - емітер-база VT5 - емітер-база VT4 - резистор R14 - резистор R13-резистор R12 - "-". Оскільки різниця потенціалів на обкладках конденсатора С2 близька до нуля, струму його ланцюга немає, що обумовлює закритий стан транзистора захисту VT2. У цьому випадку ланцюгом обмотки збудження генератора протікає струм, що обмежується тільки активним опором обмотки і падінням напруги між колектором і емітером насиченого транзистора VT5. При пуску двигуна та збільшенні частоти обертання ротора рівень напруги на висновках "+", "-" генератора починає зростати. Оскільки висновки «+». «-» генератора приєднані до відповідних висновків регулятора, відповідно підвищується напруга, прикладена до вхідного дільника Rl, R2, R3, R4. При досягненні рівня, достатнього для відмикання транзистора VT1, останній відкривається відповідно відкривається транзистор VT3. Напруга між колектором та емітером транзистора VT3 різко зменшується, що викликає замикання транзисторів VT4, VT5. При цьому через різке збільшення падіння напруги на ділянці колектор-емітер транзистора VT5 по ланцюгу конденсатор С2 - резистор R9 - емітер-база транзистора VT2 (КТ361Б) протікає струм, який відкриває транзистор захисту VT2 і забезпечує форсоване відпір VT4, VT5. Струм у ланцюгу обмотки збудження зменшується і відповідно зменшується напруга, що виробляється генераторною установкою. При зниженні регульованої напруги рівня, при якому замикається транзистор VT1, відбувається замикання керуючого транзистора VT3 і відмикання транзисторів VT4, VT5. Транзистор захисту VT2 замикається, а конденсатор С2 розряджається по ланцюгу: діод VD2 – обмежувальний резистор R1 – колектор-емітер силового транзистора VT5. У цьому випадку до бази керуючого транзистора VT3 через резистор R10 прикладається позитивний потенціал, що форсує процес відмикання силового транзистора VT5. Далі процес регулювання протікає аналогічно описаному вище, внаслідок чого регульована напруга автоматично підтримується на заданому рівні.

Рис. 2. Схема генератора 32.3701 із регулятором напруги 201.3702

Для зниження впливу пульсацій напруги генераторної установки на рівень регульованої напруги між точкою з'єднання резисторів R3, R4 та емітером вимірювального транзистора VT1 включений конденсатор С1.

Резистор R6 призначений підвищення частоти перемикань пегулятопа.

У режимі замикання обмотки збудження на корпус (висновок Ш з'єднаний з виведенням М) транзистори VT2, VT3, VT4, VT5 утворюють схему релаксаційного генератора, що працює в коливальному режимі. Процес виникнення автоколивань полягає у наступному. При відкритому силовому транзисторі VT5 і замкнутої обмотці збудження в початковий момент часу струм транзистора ланцюга VT5 обмежується індуктивним опором приєднувальних проводів. Надалі транзистор VT5 перетворюється на лінійний режим посилення, у зв'язку з чим напруга між колектором і емітером починає зростати, а ланцюга конденсатор С2 - резистор R9 - перехід база-эмиттер транзистора VT2 виникає струм, відкриває транзистори VT2, VT3. Силовий транзистор VT5 у своїй закривається. У такому стані схема знаходиться протягом часу, обумовленого переважно постійного часу ланцюга, що складається з конденсатора С2 і резистора R9. При завершенні процесу заряду конденсатора C2 транзистори VT2, VT3 закриваються, а силовий транзистор VT5 відкривається. При цьому конденсатор С2 швидко розряджається через діод VD2, резистор R11 та відкритий транзистор VT5. Далі процес протікає аналогічно вищеописаному, внаслідок чого у схемі регулятора виникають стійкі автоколивання. У розглянутому режимі через силовий транзистор VT5 протікає імпульсний струм, середнє значення якого при виборі опору резистора R9 значно більшим опору резистора R11 дуже мало. Після усунення короткого замикання обмотки збудження регулятор вмикається в роботу автоматично.

Основне призначення елементів схеми: VT1 – вимірювальний елемент; VT2 – транзистор захисту від замикання виведення Ш на «-»; VT3 - керуючий елемент; VT4, VT5 - регулюючий елемент, виконаний у вигляді складеного транзистора за схемою "Дарлінгтон"; VD1 – опорний елемент; VD2 – діод схеми захисту; VD3 - діод, що гасить; VD4 – діод, що забезпечує захист транзисторів регулятора від короткочасних імпульсів напруги зворотної полярності; С/ - фільтруючий елемент; С2 – елемент ланцюга зворотного зв'язку; Rl-R4 – елементи вхідного дільника напруги; R5 - резистор, що забезпечує мінімальний струм стабілітрона; R6 - резистор ланцюга негативного зворотного зв'язку; R7 - резистор, що обмежує струм колектора транзистора VT1; R8 - резистор ланцюга позитивного зворотного зв'язку; R9-резистор, що обмежує струм бази транзистора VT2; R10 – резистор базового ланцюга транзистора VT3; R11 - резистор, що обмежує струм діода VD2; R12-колекторне навантаження транзисторів VT2, VT3; R13 – резистор, що забезпечує режим роботи транзистора VT2; R14 – обмежувальний резистор; R15 – резистор, що забезпечує стабільність роботи транзистора VT5.

Регулятор напруги 201.3702 призначений також для роботи з генераторами Г284 та Г250. Точно таку ж схему мають регулятори напруги 22.3702 та 221.3702; відрізняються вони рівнем регульованої напруги та конструкцією висновків. У регулятора напруги 201.3702 штекерні висновки, у регуляторів 22.3702 і 221.3702 - під гвинтове з'єднання.

На багатьох сучасних автомобілях застосовуються генераторні установки із вбудованими регуляторами напруги. Схеми вбудованих регуляторів напруги подібні до схем звичайних безконтактних регуляторів. Оскільки інтегральні регулятори є виробами неремонтируемыми, немає сенсу розглядати особливості їх схемного рішення. Розглянемо загалом схеми генераторних установок з урахуванням лише особливостей схем інтегральних регуляторів, які впливають схему загалом.

Генератор Г286А із інтегральним регулятором напруги Я112А (рис. 3). Інтегральний регулятор Я112А застосовується з іншими генераторами, призначеними для живлення споживачів з номінальною напругою 12 В.

Живлення обмотки збудження через регулятор Я112 здійснюється наступним чином. При замкнутих контактах вимикача запалення S струм збудження протікає по ланцюгу: висновок « + » акумуляторної батареї - амперметр - контакти вимикача S - висновок У генераторної установки - вивід У регулятора напруги - дублюючий висновок колектор-емітер вихідного транзистора VT-корпус генератора та автомобіля - виведення «-» акумуляторної батареї.

Рис. 3. Схема генератора Г286А з інтегральним регулятором напруги Я112А

Обидва виведення регулятора напруги з'єднані провідником, по якому протікає струм збудження і від якого здійснюється живлення схеми управління вихідним транзистором VT (на малюнку схема управління не показана, а умовно пунктиром показаний зв'язок бази транзистора з висновком В і гасить діод VD). Таким чином, у регуляторі використовується схема з об'єднаними входом та виходом, яка разом з обмоткою збудження підключається на висновки «+» генератора та акумуляторної батареї. Для контролю роботи генератора та стану зарядного ланцюга у схемі встановлено амперметр.

На деяких генераторних установках з інтегральними регуляторами Я112А між висновками «+» і корпусом генератора встановлюється конденсатор, призначення якого - зменшення пульсацій напруги в схемі електрообладнання і поліпшення радіоприймання.

Генератор Г222 із інтегральним регулятором напруги Я112В (рис. 2.16). Є генераторною установкою, що призначена для живлення споживачів з номінальною напругою 12 В.

Відмінні риси генераторної установки наступні. По-перше, інтегральний регулятор Я112В має розділені вхід та вихід. Управління силовим транзистором VT здійснюється від окремого виводу регулятора Б, який є висновком генераторної установки і з'єднаний через контакти вимикача S з позитивними висновками генератора і акумуляторної батареї. Висновок регулятора, через який подається харчування на обмотку збудження, безпосередньо з'єднаний з позитивним виведенням генератора.

Рис. 4 Схема генератора Г222 з інтегральним регулятором напруги Я112В

Рис. 5. Схема генератора Г273 з інтегральним регулятором напруги Я120М

При такій схемі значно зменшено величину струму в ланцюзі управління регулятором, що зменшує коливання падіння напруги. Зрештою, це призводить до підвищення стабільності регульованої напруги генераторної установки. Розвантажуються також контакти вимикача S.

Для контролю стану генераторної установки та в цілому роботи системи електропостачання у схемі встановлені вже відоме реле РС702 з контрольною лампою Н та вольтметр.

Генератор Г273 (Г273А) із інтегральним регулятором напруги Я120М. Генераторна установка призначена для живлення споживачів із номінальною напругою 24В.

На відміну від розглянутих схем в генераторній установці застосована схема включення ланцюга живлення обмотки збудження і регулятора напруги, що принципово відрізняється. Обмотка збудження і вихідний транзистор VT разом з діодом VD 1, що гасить, вимкнені між нульовою точкою обмотки статора і корпусом. Живлення обмотки збудження від акумуляторної батареї при замкнутих контактах вимикача та непрацюючому двигуні здійснюється через підживлювальний резистор R„oa. Струм при цьому не перевищує 0,3 А. При розімкнених контактах вимикача S вихідний транзистор закритий і струм в обмотку збудження не надходить.

Застосування такої схеми живлення обмотки збудження дозволило застосувати такий самий ротор, як у 14-вольтових генераторів.

Крім того, така схема включення забезпечує:
- Зменшення перенапруги на вихідному транзисторі, коли він знаходиться в закритому стані, за рахунок зменшення більш ніж у 2 рази напруги живлення;
- усунення розряду акумуляторної батареї при непрацюючому двигуні та увімкненому вимикачі S повним струмом збудження;
- виключення проходження повного струму збудження через вихідний транзистор регулятора напруги при непрацюючому двигуні та включеному вимикачі S;
- Зменшення струму через контакти вимикача S в ланцюгу управління регулятором напруги, що сприяє підвищенню стабільності регульованої напруги генераторної установки.

Крім того, регулятор напруги Я120М дозволяє здійснювати регулювання напруги на двох рівнях. Для цієї мети дільник напруги, що складається з резисторів Rl, R2, включений резистор R3. Другий кінець резистора R3 з'єднаний з виведенням регулятора Р, який за допомогою вимикача Snp (вимикач посезонного регулювання) може підключатися до корпусу генератора. При розімкнених контактах вимикача Snp співвідношення між величинами опорів резисторів R1, R2 таке, що робочий пробій стабілітрона VD2 забезпечуватиме регульовану напругу 27,2 - 27,8 В. При замиканні контактів вимикача Snp паралельно резистору R3 включається. При цьому напруга на резисторі R1 зменшується, що забезпечує пробій стабілітрона при великій вхідній напрузі. Регульована напруга забезпечується в межах 29 - 30В.

Генератор 37.3701 із інтегральним регулятором напруги 17.3702 (рис. 6). Генераторна установка призначена для живлення споживачів із номінальною напругою 12 В.

Основний відмінною особливістюсхеми генераторної установки є наявність вбудованих у силовий випрямляч трьох додаткових діодів VDa, які при працюючому двигуні разом з мінусової групою силових діодів VD утворюють мостову схему повного випрямляча, від якої живиться обмотка збудження.

Рис. 6. Схема генератора з інтегральним регулятором напруги 37.3701 17.3702

Живлення обмотки збудження при замкнутих контактах вимикача S і непрацюючому двигуні здійснюється через паралельно включені два додаткові резистори Rr опором по 100 Ом кожен і лампу контролю справності генераторної установки Н потужністю 1,2 Вт. Струм, що протікає з цього ланцюга, не перевищує 0,4 А. Таким чином забезпечується попереднє збудження генератора, що дозволяє отримати необхідну початкову частоту обертання ротора.

Інтегральний регулятор виконаний з розділеними входом та виходом. Обмотка живиться через висновок В. Схема керування регулятором постійно підключена висновком Б до позитивних висновків генераторної установки та акумуляторної батареї. Тому при розімкнених контактах вимикача S і двигуні, що не працює, відбувається безперервний розряд акумуляторної батареї на вхідний ланцюг регулятора напруги, що є недоліком схеми. Струм споживання вхідного ланцюга становить 10 мА, що при тривалих стоянках автомобіля (більше місяця) може спричинити значний розряд акумуляторної батареї. Однак за такої схеми отримані і значні переваги.

Наприклад, регулювання напруги здійснюється безпосередньо на висновках «+» та «-», що виключає вплив падіння напруги на контактах вимикача S на стабільність напруги в системі електропостачання.

Контрольна лампа Н, включена в ланцюг між акумуляторною батареєю та виведенням додаткових діодів, повинна при замкнених контактах вимикача S горіти при непрацюючому та гаснути при працюючому двигуні.

Якщо при непрацюючому двигуні лампа не горить, то несправна контрольна лампа; несправний генератор (обрив ланцюга збудження); несправний регулятор напруги (розрив вихідного ланцюга); є розриви в з'єднувальних ланцюгах між генератором і регулятором напруги, а також зовнішніх ланцюгахлампи.

Якщо при працюючому двигуні контрольна лампа продовжує горіти, це може бути спричинено:
- Обрив приводного ременя вентилятора або його великим прослизанням;
- Несправностями генераторної установки.

У разі надмірної напруги генераторної установки лампа не горить і не сигналізує про перезаряд акумуляторної батареї. Тому в схему встановлено вольтметр V, що дозволяє, крім лампи, контролювати напругу генератора.

Доатегорія: - Електроустаткування автомобілів

Ремонтом щодня займаються тисячі людей у ​​всьому світі. При його виконанні кожен починає замислюватися про ті тонкощі, які супроводжують ремонт: в якій колірній гамі вибрати шпалери, як підібрати штори в колір шпалер, правильно розставити меблі для отримання єдиного стилю приміщення. Але про найголовніше рідко хто замислюється, а цим головним є заміна електропроводки у квартирі. Адже якщо зі старою проводкою щось станеться, то квартира втратить свою привабливість і стане зовсім не придатною для життя.

Як замінити проводку в квартирі знає будь-який електрик, але це під силу будь-якому звичайному громадянину, проте при виконанні даного виду робіт йому слід вибирати якісні матеріали, щоб отримати безпечну електричну мережу в приміщенні.

Першу дію, яку необхідно виконати, спланувати майбутню проводку. На даному етапі потрібно визначити, в яких саме місцях буде прокладено дроти. Також на даному етапі можна вносити будь-які корективи існуючу мережу, що дозволить максимально комфортно відповідно до потреб господарів розташувати світильники та .

12.12.2019

Вузькогалузеві прилади трикотажної підгалузі та їх технічне обслуговування

Для визначення розтяжності панчішно-шкарпеткових виробів застосовується прилад, схема якого показано на рис. 1.

В основі конструкції приладу лежить принцип з автоматичним врівноваженням коромисла пружними силами виробу, що випробовується, що діють з постійною швидкістю.

Вагове коромисло являє собою рівноплечий круглий сталевий стрижень 6, що має вісь обертання 7. На його правий кінець кріпляться за допомогою байонетного замку лапки або розсувна форма сліду 9, на який одягається виріб. На лівому плечі шарнірно укріплена підвіска для вантажів 4, яке кінець закінчується стрілкою 5, що показує рівноважний стан коромисла. До початку випробувань виробу коромисло приводять у рівновагу рухомий гирей 8.

Рис. 1. Схема приладу для вимірювання розтяжності панчішно-шкарпеткових виробів: 1 -напрямна, 2 - ліва лінійка, 3 - двигун, 4 - підвіска для вантажів; 5, 10 - стрілки, 6 - стрижень, 7 - вісь обертання, 8 - гиря, 9 - форма сліду, 11 - важіль, що розтягує,

12 - каретка, 13 - ходовий гвинт, 14 - права лінійка; 15, 16 - гвинтові шестірні, 17 - черв'ячний редуктор, 18 - сполучна муфта, 19 - електродвигун

11.12.2019

У пневматичних виконавчих механізмах перестановочное зусилля створюється з допомогою впливу стисненим повітрям на мембрану, чи поршень. Відповідно розрізняють механізми мембранні, поршневі та сильфонні. Вони призначені для встановлення та переміщення затвора регулюючого органу відповідно до пневматичним командним сигналом. Повний робочий хід вихідного елемента механізмів здійснюється за зміни командного сигналу від 0,02 МПа (0,2 кг/см 2 ) до 0,1 МПа (1 кг/см 2 ). Граничний тиск стисненого повітря у робочій порожнині – 0,25 МПа (2,5 кг/см 2 ).

У мембранних прямохідних механізмів шток здійснює зворотно-поступальний рух. Залежно від напрямку руху вихідного елемента вони поділяються на механізми прямої дії (у разі підвищення тиску мембрани) та зворотної дії.

Рис. 1. Конструкція мембранного виконавчого механізму прямої дії: 1, 3 – кришки, 2-мембрана, 4 – опорний диск, 5 – кронштейн, 6 – пружина, 7 – шток, 8 – опорне кільце, 9 – регулювальна гайка, 10 – сполучна гайка

Мембранна пневматична камера механізму прямої дії (рис. 1) складається з кришок 3 і 1 та мембрани 2. Кришка 3 та мембрана 2 утворюють герметичну робочу порожнину, кришка 1 прикріплена до кронштейна 5. До рухомої частини відносяться опорний диск 4, до якого прикріплена мембрана 2, шток 7 з сполучною гайкою 10 і пружина 6. Пружина одним кінцем упирається в опорний диск 4, а іншим через опорне кільце 8 в гайку регулювальну 9, що служить для зміни початкового натягу пружини і напрямку руху штока.

08.12.2019

На сьогоднішній день існує кілька видів ламп. У кожного з них є свої плюси та мінуси. Розглянемо види ламп, які найчастіше використовуються для освітлення в житловому будинку або квартирі.

Перший вид ламп – лампа розжарювання. Це найдешевший вид ламп. До переваг таких ламп можна віднести її вартість, простоту пристрою. Світло від таких ламп є найкращим для очей. До мінусів таких ламп можна віднести невисокий термін служби та велику кількість споживаної електроенергії.

Наступний вид ламп – енергозберігаючі лампи. Такі лампи можна зустріти абсолютно для будь-яких типів цоколів. Уявляють собою витягнуту трубку в якій знаходиться спеціальний газ. Саме газ створює видиме світіння. У сучасних енергозберігаючих ламп, трубка може мати найрізноманітнішу форму. Плюси таких ламп: низьке енергоспоживання порівняно з лампами розжарювання, денне свічення, великий вибір цоколів. До мінусів таких ламп можна віднести складність конструкції та мерехтіння. Мерехтіння зазвичай непомітно, але очі будуть втомлюватися від світла.

28.11.2019

Кабельне складання- Різновид монтажного вузла. Кабельне складання являє собою кілька місцевих , оконцеваних з двох сторін в електромонтажному цеху і ув'язаних в пучок. Монтаж кабельної траси здійснюють, укладаючи кабельне складання в пристрої кріплення кабельної траси (рис. 1).

Суднова кабельна траса- електрична лінія, змонтована на судні з кабелів (пучків кабелів), пристроїв кріплення кабельної траси, ущільнювальних пристроїв тощо (рис. 2).

На судні кабельну трасу розташовують у важкодоступних місцях (по бортах, підволоку та перебирання); вони мають до шести поворотів у трьох площинах (рис. 3). На великих суднах найбільша довжина кабелів сягає 300 м-коду, а максимальна площа перетину кабельної траси - 780 см 2 . На окремих судах із сумарною довжиною кабелів понад 400 км для розміщення кабельної траси передбачають кабельні коридори.

Кабельні траси та кабелі, що проходять по них, поділяють на місцеві та магістральні залежно від відсутності (наявності) пристроїв ущільнення.

Магістральні кабельні траси поділяють на траси з торцевими та прохідними коробками залежно від типу застосування кабельної коробки. Це має сенс для вибору засобів технологічного оснащення та технології монтажу кабельної траси.

21.11.2019

У галузі розробки та виробництва приладів КВП американська компанія Fluke Corporation займає одну з лідируючих позицій у світі. Вона була заснована в 1948 році і з цього часу постійно розвиває, удосконалює технології діагностики, тестування, аналізу.

Інновації від американського розробника

• тепловізори, тестери опору ізоляції;
• цифрові мультиметри;
• аналізатори якості електричної енергії;
• далекоміри, віброміри, осцилографи;
• калібратори температури, тиску та багатофункціональні апарати;
• візуальні пірометри та термометри.

07.11.2019

Використовують рівнемір для визначення рівня різних видів рідин у відкритих та закритих сховищах, судинах. З його допомогою вимірюють рівень речовини чи відстань до нього.
Для вимірювання рівня рідини використовують датчики, які відрізняються за типом: радарний рівнемір, мікрохвильовий (або хвилеводний), радіаційний, електричний (або ємнісний), механічний, гідростатичний, акустичний.

Принципи та особливості роботи радарних рівнемірів

Несправності електрообладнання автомобіля зустрічаються дуже часто і займають одне з лідируючих місць у списку поломок. Їх можна умовно поділити на несправності джерел струму (акумуляторів, генераторів) та несправності споживачів (оптика, запалення, клімат тощо). Основними джерелами електроживлення автомобіля є акумуляторні батареї та генератори. Несправність кожного з них веде до загальної несправності автомобіля та експлуатації його в ненормальних режимах, а то й зовсім – до знешкодження автомобіля.

В електрообладнанні автомобіля акумулятор та генератор працюють у нерозривному тандемі. Якщо вийде з ладу одне – через деякий час вийде з ладу та інше. Наприклад, призводить до збільшення зарядного струму генератора. А це спричиняє несправність випрямляча (діодного мосту). У свою чергу, при надходженні від генератора може збільшитися зарядний струм, що неминуче призведе до систематичної перезарядки батареї, «википання» електроліту і швидкого руйнування.

Поширені несправності генератора:

• знос чи пошкодження шківа;
• знос струмознімальних щіток;
• знос колектора (струмознімних кілець);
• ушкодження регулятора напруги;
• замикання витків статорної обмотки;
• знос чи руйнування підшипника;
• ушкодження випрямляча (діодного моста);
• пошкодження дротів зарядного ланцюга.

Поширені несправності акумуляторної батареї:

• коротке замикання електродів/пластин батареї;
• механічне чи хімічне пошкодження пластин акумулятора;
• порушення герметичності банок акумуляторів - тріщини корпусу акумулятора внаслідок ударів чи неправильної установки;
• хімічне. Основними причинами зазначених несправностей є:
• грубі порушення правил експлуатації;
• закінчення терміну служби виробу;
• різні виробничі дефекти.

Безумовно, конструкція генератора складніша за акумуляторну батарею. Цілком резонно, як і несправностей генератора в рази більше, і діагностика їх значно складніша.

Автомобілісту дуже корисно знати основні причини несправностей генератора, способи їх усунення, а також профілактичні заходи щодо запобігання поломкам

Усі генератори поділяються на генератори змінногоі постійного струму . Сучасний легковий транспорт оснащується генераторами змінного струму із вбудованим діодним мостом (випрямлячем). Останній необхідний перетворення струму в постійний, у якому працюють електроспоживачі автомобіля. Випрямляч зазвичай знаходиться в кришці або корпусі генератора і представляє з останнім одне ціле.

Всі електроприлади автомобіля розраховані на певний діапазон робочих струмів за напругою. Як правило, робочі напруги - в діапазоні 13,8-14,7 В. Зважаючи на те, що генератор «прив'язаний» ременем до колінчастого валу двигуна, від різних оборотів і швидкості руху автомобіля, він працюватиме по-різному. Саме для згладжування і регулювання струму, що видається призначений реле-регулятор напруги, що грає роль стабілізатора і запобігає як стрибки, так і провали робочої напруги. Сучасні генератори забезпечені вбудованими інтегральними регуляторами напруги, в просторіччя звані «шоколадкою» або «таблеткою».

Вже зрозуміло, що будь-який генератор – це досить складний агрегат, надзвичайно важливий для будь-якого автомобіля.

Види несправностей генератора

Зважаючи на те, що будь-який генератор - це електромеханічний пристрій, відповідно і різновидів несправностей буде два - механічніі електричні.

До перших відносяться руйнування кріплень, корпусу, порушення роботи підшипників, притискних пружин, ременного приводу та інші, не пов'язані з електричною частиною поломки.

До електричних несправностей відносяться обриви обмоток, несправності діодного мосту, вигорання/знос щіток, міжвиткові замикання, пробої, биття ротора, несправності реле-регулятора.

Нерідко симптоми, що вказують на характерні несправного генератора, можуть виникнути і внаслідок інших неполадок. Як приклад - поганий контакт у гнізді запобіжника ланцюга обмотки збудження генератора покаже несправність генератора. Така ж підозра може виникнути через обгорілі контакти в корпусі замку запалювання. Також, постійне горіння лампи-сигналізатора несправності генератора може бути викликано поломкою реле, блимання цієї лампи включає може свідчити про несправність генератора.

Основні ознаки несправності автогенератора:

• При працюючому двигуні блимає (або безперервно горить) контрольна лампа розряду акумулятора.
• Розряджає або перезаряджає акумуляторну батарею.
• Тьмяне світло автомобільних фар, деренчливий або тихий звуковий сигнал при працюючому двигуні.
• Значна зміна яскравості фар зі збільшенням кількості обертів. Це може бути припустимо при збільшенні оборотів (перегазовки) з режиму холостого ходу, але фари, загорівшись яскраво, далі свою яскравість збільшувати не повинні, залишаючись в одній інтенсивності.
• Сторонні звуки (виття, писк), що виходять від генератора.

Необхідно регулярно контролювати натяг та загальний стан ременя приводу. При тріщинах і розшарування необхідна негайна заміна.

Ремкомплекти генератора

Щоб усунути ці несправності генератора, знадобиться провести ремонт. Починаючи пошук ремкомплекту генератора в інтернеті, варто приготуватися до розчарування – пропоновані комплекти, як правило, містять шайби, болти та гайки. А повернути генератору працездатність часом можна тільки заміною - щіток, діодного мосту, регулятора ... Тому сміливець, що зважився на ремонт, складає індивідуальний ремкомплект з тих деталей, які підходять до його генератора. Виглядає приблизно так, як показують таблиці нижче, на прикладі пари генераторів для ВАЗ 2110 і Форд Фокус 2.

Генератор ВАЗ 2110 - КЗАТЕ 9402.3701-03 на 80 А. Застосовується на ВАЗ 2110-2112 та їх модифікаціях після 05.2004 р., а також на ВАЗ-2170 Лада-Пріора та модифікаціях

Генератор Рено Логан - Bosch 0986041850 на 98 А. Застосовується на Renault: Megane, Scenic, Laguna, Sandero, Clio, Grand Scenic, Kangoo, а також Dacia: Logan.

Діагностика несправностей

На сучасних автомобілях використання «дідівського» способу шляхом скидання з клеми акумулятора може призвести і до серйозної поломки електронних систем автомобіля. Значні перепади напруги бортової мережі автомобіля можуть вивести з ладу майже всю бортову електроніку. Саме тому сучасні генератори завжди перевіряються лише шляхом виміру напруги в мережі або діагностики найзнятішого вузла на спеціальному стенді. Спочатку проводиться замір напруги на клемах акумулятора, пускається двигун і знімаються показання вже при працюючому моторі. До запуску напруга має бути близько 12 В, після запуску – від 13,8 до 14,7 В. Відхилення у велику строну свідчить, що йдете «перезаряд», що має на увазі несправність реле-регулятора, у меншу – що струм не надходить. Відсутність струму підзарядки свідчить про несправності генераторачи ланцюгів.

Причини поломок

Поширені причини несправностей генератора– це банальний знос та корозія. Майже всі механічні несправності, чи то знос щіток, чи підшипники, що розвалилися, - наслідок довгої експлуатації. Сучасні генератори оснащуються закритими (не обслуговуються) підшипниками, які просто підлягають заміні після закінчення певного терміну або пробігу автомобіля. Те саме стосується і електричної частини - часто вузли підлягають заміні цілком.

Також причинами можуть бути:

• низька якість виготовлення комплектуючих;
• порушення правил експлуатації чи робота поза межами нормальних режимів;
• зовнішні фактори (сіль, рідини, висока температура, дорожня хімія, бруд).

Самостійна перевірка генератора

Найпростіший спосіб – перевірити запобіжник. Якщо він справний, та його розташування. Перевіряється вільне обертання ротора, цілість ременя, дротів, корпусу. Якщо нічого підозри не викликало, перевіряються щітки та контактні кільця. У процесі роботи щітки неминуче зношуються, їх може заклинити, перекосити, а канавки струмознімальних кілець забитися графітовим пилом. Явна ознака цього – надмірне іскріння.

Непоодинокі випадки повного зносу або поломки, як підшипників, так і поломка статора.

Найпоширеніша механічна проблема генератора – знос підшипників. Ознака даної несправності - виття або свист під час роботи агрегату. Звичайно, підшипники потрібно негайно замінити, попередньо оглянувши посадкові місця. Ослаблення може бути причиною слабкої роботи генератора. Однією з ознак може бути високий по тону свист із-під капота, коли автомобіль газує або розганяється.

Для перевірки обмотки збудження ротора на короткозамкнуті витки або урвища, потрібно підключити мультиметр, переключений в режим вимірювання опору, до обох контактних кільцях генератора. Нормальний опір – від 1,8 до 5 Ом. Свідчення нижче свідчить про наявність короткого замикання у витках; вище - прямий обрив обмотки.

Для перевірки обмотки статора на «пробий на масу» їх потрібно від'єднати від випрямного блоку. При показаннях опору, що видаються мультиметром, що мають нескінченно велике значення, можна не сумніватися у відсутності контакту статорних обмоток з корпусом («масою»).

Для перевірки діодів у блоці випрямляча використовують мультиметр (після повного від'єднання від обмоток статора). Режим перевірки – «перевірка діодів». Плюсовий щуп приєднується до плюсу або мінусу випрямляча, а мінусового – до виведення фази. Після цього щупи міняють місцями. Якщо значення показів мультиметра сильно відрізняються від попередніх - діод справний, якщо не відрізняються - несправний. Ще однією ознакою, що свідчить про швидку "кончину" діодного мосту генератора - окислення контактів, а причина цього - перегрів радіатора.

Ремонт та усунення несправностей

Усе механічні неполадки усуваються шляхом заміни несправних вузлів та деталей(щіток, ременя, підшипників тощо) на нові чи справні. На старих моделях генераторів часто потрібна проточка контактних кілець. Привідні ремені змінюються внаслідок зношування, максимального розтягнення або закінчення терміну експлуатації. Пошкоджені обмотки ротора або статора, їх нині змінюють на нові в зборі. Перемотування хоч і зустрічається серед послуг автомайстрів, але все рідше – це дорого та недоцільно.

А ось все електричні проблемиз генератором потрібно вирішувати внаслідок перевірки, як інших елементів ланцюга(зокрема АКБ), так та безпосередньо його деталейта вихідної напруги. Одною з частих проблем, з якою доводиться стикатися автовласникам – це перезаряд, або ж навпаки, низька напруга генератора. Усунути першу несправність допоможе перевірка та заміна регулятора напруги або діодного мосту, а з видачею низької напруги розібратися буде трохи складніше. Причин, чому генератор видає низьку напругу, може бути кілька:

1. збільшення навантаження на бортову мережу споживачами;
2. пробою одного з діодів на діодному мості;
3. вихід із ладу регулятора напруги;
4. прослизання поліклінового ременя (внаслідок слабкого натягу)
5. поганий контакт масового дроту на генераторі;
6. коротке замикання;
7. просаджений акумулятор.

Генераторні установки

Генераторна установка струму складається з генератора та реле-регулятора.

Електричний генератор перетворює механічну енергію на електричну. Генератор є основним джерелом енергії, що йде на живлення всіх споживачів електричної енергії та заряджання акумуляторної батареї при роботі двигуна при середній та великій частоті обертання колінчастого валу.

На автомобілях та тракторах переважно встановлюють генератори змінного струму напругою або 24В потужністю від 150 до 3500 Вт.

Генератори постійного струму тривалий час були одним із основних джерел електричної енергії на автомобілях та тракторах. Зі збільшенням потужності споживачів електричної енергії розміри та маса генераторів постійного струму настільки зросли, що розміщувати їх на двигунах стало важко, а підвищення частоти обертання колінчастого валу двигуна збільшувало знос колектора та щіток. Тому замість генераторів постійного струму випускають генератори змінного струму. Потужність та термін служби таких генераторів значно більший.

Особливого значення генератор змінного струму набуває при встановленні його на тракторах, які працюють у запиленому повітряному середовищі та піддаються впливу атмосферних опадів та сильної вібрації. З урахуванням специфіки роботи тракторні генератори випускаються у закритому вологостійкому виконанні з одноразовим мастилом на весь термін роботи.

Генератори змінного струму бувають із збудженням від постійних магнітів та з електромагнітним збудженням. Генератори із збудженням від постійного магніту малопотужні та мають обмежене застосування на тракторах, де єдиним споживачем електроенергії є освітлювальні прилади. Більшість генераторів, що застосовуються нині, мають електромагнітне збудження.

Генераторна установка змінного струму складається з генератора з електромагнітним збудженням, випрямляча та реле-регулятора.

Генератор є трифазною синхронною електричною машиною, яка складається зі статора, ротора, передньої і задньої кришок, вентилятора і приводного шківа.

Статор зібраний із окремих пластин електротехнічної сталі, ізольованих один від одного лаком для зменшення вихрових струмів. На внутрішній поверхні статора є рівномірно розташованих по колу пазів, які укладені окремі котушки трифазної обмотки. У кожній фазі є шість котушок, з'єднаних послідовно. Фазові обмотки статора з'єднані зіркою, тобто початку обмоток з'єднані разом, які кінці приєднані до трьох затискачів випрямного блоку.

Ротор складається з двох дзьобоподібних шестиполюсних сталевих наконечників та котушки збудження, поміщеної на сталевій втулці, які жорстко закріплені на валу 5. Кінці обмотки збудження припаяні до контактних кільця, напресованих на ізоляційну втулку вала ротора. Вал обертається в кулькових підшипниках, поміщених у передній та задній кришках. Всередині задньої кришкирозташований напівпровідниковий випрямляч та щіткотримач зі щітками та пружинами. На кінці валу закріплений приводний шків та вентилятор для обдування та охолодження генератора. Привідний шків може мати різний діаметр, чим досягається уніфікація генераторів для різних типівавтомобілів та тракторів.

При включеному запаленні струм з акумуляторної батареї через щітки та кільця надходить в обмотку збудження ротора та створює магнітне поле. При обертанні ротора під котушками статора поперемінно проходять його полюси, індуктуючи в статорних обмотках змінну за величиною і напрямом ЕРС . Змінний струм, отриманий у генераторі, підводиться до випрямляча, за допомогою якого він перетворюється на постійний і прямує до споживачів та на зарядку акумуляторної батареї.

Таким чином, різниця в роботі генераторів постійного та змінного струму полягає в тому, що в генераторі постійного струму магнітний потік обмотки збудження у просторі нерухомий, а в генераторі змінного струму він обертається.

Для тракторних генераторів змінного струму застосовуються напівпровідникові випрямлячі - селенові та кремнієві. Селенові випрямлячі чутливі до перегріву та мають порівняно великі розміри. Кремнієві випрямлячі мають високу теплостійкість, довговічні і малі за розмірами, тому й набули широкого поширення.

Кремнієвий випрямляч складається із шести кремнієвих діодів, включених за трифазною бруківкою в загальну електричну схему трифазного генератора змінного струму. Три діоди прямої полярності встановлені на спеціальній панелі, що має хороше охолодження, а три зворотної полярності кріпляться до кришки генератора. Кожна фаза обмотки стартера з'єднана з двома діодами різної полярності.

Діоди з'єднані з контактними пластинами і затискачами, до яких підключаються фази обмотки статора. Контактні пластини та разом із секціями блоку діодів змонтовані на пластмасовій колодці, яка болтами і кріпиться до кришки генератора.

Зі збільшенням потужності генератора зростає і струм його збудження, ланцюг якого має розриватися контактами регулятора напруги. Виникне при цьому іскріння викликає підгоряння та знос контактів, що призводить до зменшення напруги та потужності генератора. Недоліки вібраційних регуляторів особливо виявляються під час роботи з генераторами змінного струму, де струм збудження значно більше, ніж у генератора постійного струму.

Рис. 1. Генератор змінного струму

Рис. 2. Схема контактно-транзисторного реле-регулятора: РН – регулятор напруги; РЗ – реле захисту; ПО – послідовна обмотка; ВО - зустрічна обмотка; УО - утримуюча обмотка; Др - розділовий діод; Дг - гасить діод; Дз - замикаючий діод; Е. Б, К – емітер, база, колектор транзистора; ВЗ, Ш, М – затискачі реле-регулятора; ОВ - обмотка збудження генератора; ОС – обмотка статора генератора; КД – кремнієві діоди генератора; ВБ – вимикач батареї; Рб - опір у ланцюзі основи транзистора; Рд – додатковий опір; Р у - прискорює опір; РТК - опір температурної компенсації

З метою усунення зазначених недоліків розроблені контактно-транзисторні та безконтактно-транзисторні регулятори напруги, що працюють із генераторами змінного струму.

Найбільш поширеним контактно-транзисторним регулятором є реле-регулятор РР-362, в якому роль контактів, що розривають ланцюг струму збудження, виконує транзистор, а контакти регулятора напруги керують тільки роботою.

На панелі, ізольованої від маси, розміщені регулятор напруги РН і реле РЗ, що забезпечує захист транзисторів від перевантаження струмом у разі короткого замикання в обмотці збудження генератора.

Регулятор напруги складається з осердя з однією обмоткою та контактів. Термокомпенсація РН здійснюється за допомогою резистора RTh та термобіметалічної пластини ТБП.

Реле захисту складається з сердечника і трьох обмоток: послідовної, допоміжної ВО, що утримує УО і однієї пари контактів, розімкнених в неробочому стані. Обмотка реле захисту ПО включена послідовно в ланцюг обмотки збудження генератора.

У ланцюг збудження генератора включені транзистор, що замикає діод Д3 і гасить діод ДГ. Транзистор є підсилювачем і служить керувати струмом збудження генератора разом із регулятором напруги. Встановлений у схемі діод Др розмикає ланцюг контактів РН та РЗ; діод Дг замикає струм самоіндукції в обмотках реле; діод Д3 не пропускає струм самоіндукції до ланцюга.

При непрацюючому двигуні в момент включення ланцюга запалення контакти реле РН і РЗ розімкнені і струм в обмотку збудження генератора надходить через транзистор, викликаючи намагнічування ротора, в результаті чого напруга генератора підвищується до робочого, навіть у тому випадку, якщо колінчастий вал двигуна буде обертатися частотою.

При збільшенні напруги генератора до 13-15 В сердечник регулятора напруги притягне якорець і контакти РН замкнуться, що викликає швидке замикання транзистора. У цей момент ланцюг обмотки збудження генератора включаються додаткове і прискорює опору, знижуючи напругу генератора до номінального.

При падінні напруги генератора відбудеться розмикання контактів РН та відмикання транзистора, що викличе підвищення напруги генератора.

Якщо струм в ланцюзі обмотки збудження генератора перевищить встановлену величину, то обмотка у реле захисту коротшається і її магнітний потік зникає. У цей час магнітний потік обмотки ПО збільшиться, сердечник реле захисту притягне якір і контакти РЗ розімкнуться. При цьому транзистор замикається, розриваючи ланцюг струму, в якому сталося коротке замикання. Одночасно через замкнуті контакти реле захисту отримує живлення обмотка У, яка і забезпечує утримання контактів замкнутими до усунення короткого замикання.

Надалі реле-регулятор може працювати тільки після усунення короткого замикання та подальшого вмикання вимикача запалення.

На деяких автомобілях КамАЗ-5320, ЗІЛ-130 та інших застосовуються безконтактно-транзисторні реле-регулятори, які не мають контактів, тому вони більш надійні у роботі.

За принципом дії та влаштування генератори бувають постійного та змінного струму.

Генератори постійного струму тривалий час були одним із основних джерел електричної енергії на автомобілях та автобусах. Зі збільшенням потужності споживачів електричної енергії розміри та маси генераторів постійного струму настільки зросли, що розміщувати їх на двигунах стало важко, а підвищення частоти обертання колінчастого валу двигуна збільшувало знос колектора та щіток. Тому замість генераторів постійного струму почали випускати генератори змінного струму. Потужність та термін служби таких генераторів значно збільшено. На режимі холостого ходу двигуна генератори змінного струму розвивають до 40% номінальної потужності, що забезпечує кращі в порівнянні з генераторами постійного струму умови заряджання акумуляторних батарей і, як наслідок, підвищення терміну служби.

Генератори змінного струму бувають із збудженням від постійних магнітів та з електромагнітним збудженням. Генератори із збудженням від постійних магнітів малопотужні та мають обмежене застосування. Більшість генераторів, що застосовуються нині, мають електромагнітне збудження. Генератори змінного струму різних типів мають незначні конструктивні відмінності між собою.

Генераторна установка змінного струму складається з генератора з електромагнітним збудженням, випрямляча та реле-регулятора або регулятора напруги.

Генератори типів Г250 (встановлюються на автомобілях сімейства ГАЗ і ЗІЛ), Г266 (встановлюються на автобусі ПАЗ-672) і Г271 (встановлюються на автомобілях сімейства МАЗ, КамАЗ) мають однакову конструктивну схему і є трифазною синхронною електричною машиною, що складається зі статора, ротора , передньої та задньої кришок, вентилятора та приводного шківа.

Статор зібраний із окремих пластин електротехнічної сталі, ізольованих один від одного лаком для зменшення вихрових струмів. На внутрішній поверхні статора є рівномірно розташованих по колу пазів, які укладені окремі котушки трифазної обмотки. У кожній фазі є шість котушок, з'єднаних послідовно. Фазові обмотки статора з'єднані зіркою, тобто початок обмоток з'єднано разом, які кінці приєднані до трьох затискачів випрямного блоку.

Ротор складається з двох дзьобоподібних сталевих наконечників та котушки збудження, поміщеної на сталевий втулці, які жорстко закріплені на його валу. Кінці обмотки збудження припаяні до контактних кільця, напресованих на ізоляційну втулку валу ротора. Вал обертається в кулькових підшипниках, поміщених у передній та задній кришках.

Усередині задньої кришки розташований напівпровідниковий випрямляч та щіткотримач із щітками та пружинами. На передньому кінці валу закріплений приводний шків та вентилятор для обдування та охолодження генератора.

При включеному запаленні струм з акумуляторної батареї через щітки та кільця надходить в обмотку збудження ротора та створює магнітне поле. При обертанні ротора під котушками статора поперемінно проходять його полюси, індуктуючи в статорних обмотках змінну за величиною і напрямом е.д.с. Змінний струм, отриманий у генераторі, підводиться до випрямляча, за допомогою якого він перетворюється на постійний, і прямує до споживачів та на підзарядку акумуляторної батареї.

Генератори змінного струму мають властивість самообмеження максимальної сили струму зі збільшенням числа підключених споживачів і зростання частоти обертання ротора. Це пов'язано з наступними причинами. У разі зростання кількості споживачів збільшується струм обмотки статора, що призводить до посилення магнітного поля статора.

Рис. 3. Генератор змінного струму: а – пристрій; б - електрична схема

Рис. 4. Схема безконтактно-транзисторного реле-регулятора РР350-А: а – загальний вигляд; б - електрична схема

Магнітне поле статора спрямоване проти магнітного поля ротора, тому сумарний потік магнітний зменшується. Завдяки цьому в котушках статора наводиться менша е.д.с. і максимальна сила струму, що віддається генератором, обмежується.

У разі зростання частоти обертання ротора збільшується частота змінного струму в обмотці статора. В результаті цього зростає індуктивний опір статора обмотки, що також призводить до обмеження максимальної сили струму, що віддається генератором.

Для автомобільних генераторів змінного струму застосовують напівпровідникові випрямлячі - селенові, германієві та кремнієві. Селенові випрямлячі чутливі до перегріву та мають порівняно великі розміри. Кремнієві випрямлячі мають високу теплостійкість, довговічні і малі за розмірами, тому й набули широкого поширення.

Кремнієвий випрямляч складається з блоку кремнієвих діодів (трьох прямої полярності та трьох зворотних), включених за трифазною бруківкою в загальну електричну схему трифазного генератора змінного струму.

Кожна фаза обмотки статора з'єднана із двома діодами різної полярності.

Діоди з'єднані з контактними пластинами і затискачами, до яких підключаються фази обмотки статора. Контактні пластини разом із секціями блоку діодів змонтовані на пластмасовій колодці, яка кріпиться болтами до кришки генератора.

Генератори серії Г250 відрізняються один від одного шківами і мають велику кількість модифікацій.

Генератори серій Г284 та Г286 відрізняються від генераторів Г250 габаритними розмірами, з'єднанням обмоток статора та іншими особливостями.

Властивість напівпровідникових випрямлячів пропускати струм лише в одному напрямку дозволяє відмовитись від реле зворотного струму. Це значно спрощує конструкцію та знижує вартість реле-регулятора.

Зі збільшенням потужності генератора зростає і струм його збудження, ланцюг якого має розриватися контактами реле-регулятора. Виникне при цьому іскріння викликає підгоряння та знос контактів, що призводить до зменшення напруги та потужності генератора. В автомобілях застосовуються контактно-транзисторні та безконтактно-транзисторні регулятори напруги, що працюють з генераторами змінного струму.

Найбільш поширеними безконтактними транзисторними регуляторами є реле-регулятори РР350-А.

Реле-регулятор РР350-А виконаний на трьох германієвих транзисторах і працює з генераторами Г250-В2 та Г250-І, розрахованими на номінальну напругу 12 Ст.

При напрузі генератора менше 13,9-14,6 стабілітрон Д1 закритий, в результаті чого транзистор Т1 теж закритий. При цьому через відкриті транзистори Т2 і ТЗ проходить струм бази транзистори ТЗ і струм обмотки збудження генератора, який не обмежується, а отже, не обмежується напруга генератора.

Зі збільшенням частоти обертання ротора генератора, коли напруга генератора досягає 13,9-14,6, стабілітрон Д1 пробивається, транзистор відкривається, а транзистори Т2 і ТЗ закриваються. У цьому випадку струм в обмотку збудження генератора надходить тільки через додатковий резистор R8 і, природно, зменшується напруга генератора до моменту закриття стабілітрона Д1. Із закриттям стабілітрона струм в обмотку збудження надходить через відкритий транзистор ТЗ.

Напруга генератора почне зростати до наступного відкриття стабілітрона Д1.

Таким чином, напруга генератора підтримується стабільною незалежно від частоти обертання колінчастого валу двигуна (ротора генератора).

Інші елементи у схемі реле-регулятора виконують різні допоміжні функції, необхідні забезпечення чіткості і надійності роботи приладу.

Принцип дії безконтактно-транзисторного реле-регулятора РР356 аналогічний описаному.

Принцип роботи цих регуляторів аналогічний до роботи регулятора РР350-А. При напрузі на клемах генератора менше граничного транзистор, включений послідовно з обмоткою збудження генератора, відкритий і пропускає струм збудження.

Якщо напруга перевищує граничне значення, то транзистор замикається і різко змінюється сила струму в обмотці збудження генератора.

Цей процес зазвичай відбувається з великою частотою і напруга генератора залишається постійним.

Інтегральний регулятор напруги Я112А працює в такий спосіб. Коли напруга генератора нижче заданої величини, стабілітрон Д1 не пропускає струм, так як напруга на ньому менше напруги стабілізації. При цьому транзистор Т1 закритий, і струм йде по ланцюгу: «f» акумуляторної батареї – амперметр А – вимикач ВЗ – резистор R5 – діод Д2 – резистор R6 «-» акумуляторної батареї. При цьому база складового транзистора Т2 - ТЗ виявляється під позитивним потенціалом і в ланцюзі база-емітер транзистора Т2 і база-емітер транзистора ТЗ проходить струм, відкриваючи складовий транзистор Т2 - ТЗ і з'єднуючи ланцюг обмотки збудження генератора з мінусом.

Ланцюг струму обмотки збудження:
« + » акумуляторної батареї-амперметр А - вимикач ВЗ - затискач В регулятора - обмотка збудження ОВ генератора - затискач

Ш регулятора - перехід колек-тор-емітер складеного транзистора Т2 - ТЗ - «-» акумуляторної батареї.

Коли напруга генератора досягає заданого значення (13-15,5), відбувається «пробою» (т. е. різке зниження опору) стабілітрона Д1, і через резистор R1, стабілітрон Д1 і перехід база-емітер транзистора 77 починає проходити струм управління. Транзистор відкривається 77. Так як транзистор 77 включений паралельно ланцюга, що складається з діода Д2 і резистора R6, при дуже малому опорі переходу колектор-емітер відкритого транзистора 77 сила струму в ланцюги діода Д2 і резистора R6 різко падає і тому негативні потенціали бази та емістору Т2 позначаються рівними, і складовий транзистор Т2-ТЗ закривається. При цьому ланцюг обмотки збудження переривається, що призводить до зниження напруги генератора. Напруга на стабілітроні також зменшується, опір стабілітрона зростає, струм через нього не проходить, і транзистор Т1 закривається, а складовий транзистор Т2-ТЗ відкривається. Ланцюг зворотного зв'язку, що складається з конденсатора С1 і резистора R4, прискорює відкриття та закриття транзисторів. Коли складовий транзистор Т2-ТЗ закривається, позитивний потенціал його колектора підвищується і по ланцюгу зворотного зв'язку R4-С1 і переходу база-емітер транзистора 77, а також через резистор R3 діє імпульс струму, що сприяє більш швидкому відкриванню транзистора 77, що прискорює Т2-ТЗ.

Конденсатор С1 у своїй заряджається. Коли складовий транзистор Т2-ТЗ відкривається, конденсатор С/ розряджається і струм йде по ланцюгу: конденсатор С1 - резистор R4 - колектор-емітер складеного транзистора Т2-ТЗ - резистор R3- емітер-база транзистора Т1- конденсатор С1, що сприяє більш транзистора Т1, отже, відкриванню складеного транзистора Т2- ТЗ.

При замиканні складеного транзистора Т2-ТЗ переривається струм в ланцюзі обмотки збудження генератора та в обмотці індукується е.д.с. самоіндукції. Під дією цієї е.д.с. створюється струм самоіндукції, який проходить через діод ДЗ, що гасить, тим самим запобігаючи пробою транзисторів Т2 і ТЗ.

Конденсатор С2 виконує роль фільтра.

Рис. 5. Електрична схема інтегрального регулятора напруги Я112А

Інтегральний регулятор напруги - виріб нерозбірний і неремонтований. Напругу регулятора регулюють на заводі-виготовлювачі.

При експлуатації автомобільних генераторів з інтегральними регуляторами напруги забороняється: - робота генераторної установки при відключеній акумуляторній батареї; пуск двигуна за відключеного плюсового проводу генератора; перевірка справності генераторної установки на «іскру» замиканням будь-яких затискачів генератора та щіткотримача; з'єднання затиску Ш із затискачами «+» і В генератора (це веде до миттєвої відмови в роботі регулятора); перевірка справності схеми електрообладнання з номінальною напругою 12В від джерела струму з напругою вище 18, а для схем з напругою 24В вище 36В.

В даний час пред'являються більш жорсткі вимоги до системи електроживлення: збільшення потужності генераторних установок без істотного збільшення їх габаритів, зниження початкової частоти обертання ротора генератора, при якій він починає заряджати акумуляторну батарею, підвищення ресурсу генераторів. Їх виконання можливе лише за заміні генераторів постійного струму, генераторами змінного струму. Масове впровадження останніх почалося після розробки вбудованого в генератор випрямного блоку та застосування електронних систем регулювання, що дозволяють збільшити струм збудження і, отже, знизити початкову частоту обертання ротора, при якій генератор починає живити споживачі. Наявність кремнієвих випрямних блоків, що виключають розряд акумуляторної батареї на обмотку статора генератора, дозволило, виключити реле зворотного струму. У регулюючих системах самообмежується струмом характеристика генераторів змінного струму робить непотрібним обмежувач струму, тому регулюючі пристрої таких генераторів містять в більшості випадків лише регулятор напруги.

Випрямні блоки генераторів змінного струму. Кремнієві випрямні блоки генераторів змінного струму - одні з перших електронних елементів, що знайшли застосування в електрообладнанні автомобіля. Найбільшого поширення набули конструкції генераторів з електромагнітним збудженням та трифазною обмоткою статора, з'єднаною в зірку та підключеною до випрямляча напруги. У випрямлювальному блоці кремнієві діоди з'єднані за схемою трифазного двонапівперіодного випрямлення (рис. 1, а). Діоди V1, V2, V3 утворюють анодну групу. Їхні аноди з'єднані з корпусом генератора. Діоди V4, V5, V6 утворюють катодну групу, їх катоди з'єднані з позитивною клемою генератора. При обертанні ротора генератора на кінцях обмоток статора створюються напруги, що змінюються у часі майже за синусоїдальним законом. При цьому діоди пропускають струм у навантаження при позитивній напівхвилі напруги, а діади - при напівхвилі негативної полярності. З рис. 6 видно, що з / = 0 напруга першої фази дорівнює нулю, другий - негативно, а третьої - позитивно. У цьому випадку діод пропускає позитивну напівхвилю третьої фази, а діод - негативну півхвилю другої фази (шлях струму показаний суцільними стрілками). Напруга на навантаженні в даний момент визначається геометричною різницею напруг другої та третьої фаз. Через чверть періоду напруга першої фази буде позитивною і досягне максимуму, а напруги другої та третьої фаз будуть негативними. У цей момент діод V5 пропускає позитивну напівхвилю першої фази, а діоди VI і V3 - негативні півхвилі третьої та другої фаз. Шлях струму показано пунктирними стрілками. Напруга на навантаженні буде дорівнює геометричній різниці всіх трьох фаз. Надалі описані процеси повторюються і випрямлена напруга в мережі коливається з частотою в 6 разів більшою, ніж частота зміни електрорушійної сили (е.д. е.), що індукується в обмотках.

Рис. 6. Схема випрямлення: а - схема з'єднання обмотки статора з випрямлячем та навантаженням. б - криві зміни фазної напруги; в - порядок побудови випрямленої напруги

Як випрямні пристрої в генераторах змінного струму застосовуються випрямні блоки типів ВБГ або БПВ. Випрямний блок типу ВБГ -1 складається з трьох окремих моноблоків, кожен з яких являє собою алюмінієву виливок з охолодними ребрами, всередині якої розміщені два послідовно з'єднані діоди. Кожен моноблок має три висновки. Вивідний затискач від середньої точки між діодами з'єднаний з фазними висновками статора, а два інших затискачі - з контактними пластинами негативної та позитивної полярності.

Випрямний блок типу БПВ зібраний із шести або дванадцяти кремнієвих вентилів типу ВА-20 (20А, 150В), запресованих у тепловідведення позитивної та негативної полярності.

Випрямний блок встановлюється у кришці генератора з боку контактних кілець.

Електронні регулятори напруги. Конструкція електронних регуляторів напруги включає вимірювальний пристрій (рис. 3), підсилювальні елементи і виконавчий елемент.

Навантаженням виконавчого елемента є обмотка збудження генератора. Вимірювальний пристрій призначений для вироблення сигналу неузгодженості. У ньому відбувається порівняння регульованої напруги генератора Ur із заданою величиною опорної напруги Uоп, яка визначається номінальною напругою бортової мережі автомобіля. Коли напруга генератора перевищує опорне, подається сигнал неузгодженості, який посилюється та впливає на виконавчий елемент, а через нього - на об'єкт регулювання (генератор), змінюючи струм обмотки збудження fB. Від стабільності параметрів вимірювального пристрою та його чутливості залежить точність регулювання напруги.

Рис. 7. Випрямні блоки: a - ВБГ -1; б - БПВ

Рис. 3. Структурна схемаелектронного регулятора напруги

З електронних регуляторів нині найбільше застосування знайшли транзисторні безконтактні регулятори.

Вимірювальний пристрій безконтактного регулятора напруги виконується на стабілітроні (опорному діоді). Чудова властивість стабілітрона полягає в тому, що при певному зворотному напрузі (напрузі пробою) відбувається різке збільшення струму без зміни величини напруги, причому напруга на стабілітроні не змінюється при зміні струму у великому діапазоні. З опорною напругою, званою напругою стабілізації, вимірювальному пристрої порівнюється напруга генератора.

Вимірювальний пристрій складається з послідовно з'єднаних стабілітрона V і резистора R. При досягненні вхідною напругою деякого значення Uоп, що залежить від величини напруги стабілізації UCT і опору R, відбувається пробій стабілітрона, після чого напруга на ньому залишається постійною.

Ця схема застосовна, якщо як підсилювальний елемент використовується транзистор типу р-п-р. У разі використання транзистора типу п-р-пстабілітрон та резистор змінюються місцями.

Вимірювальний пристрій, зібраний за наведеною схемою, забезпечує подачу сигналу неузгодженості URmx при напрузі UBX , близькому до величини напруги стабілізації стабілітрона Uy У практичних схемах для налаштування вимірювального пристрою на потрібну напругу UBX застосовується дільник напруги. Наявність дільника напруги на вході вимірювального пристрою дозволяє встановити будь-яку потрібну напругу регулювання. Іноді опір R2 і двох резисторів, перемиканням яких змінюється напруга регулювання (при переході з літнього періоду експлуатації електрообладнання на зимовий і навпаки). Якщо замість резистора R2 в дільнику встановити потенціометр, можна плавно змінювати величину напруги регулювання.

Вимірювальне пристрій на стабілітрон не може бути використане як регулятор напруги з двох причин.

По-перше, робочий струм стабілітрона значно менше струму обмотки збудження генератора, і, по-друге, він не забезпечує необхідне фазування роботи вимірювального пристрою і струму в обмотці збудження (струм в обмотці збудження повинен бути максимальним, коли напруга генератора менше номінального, а стабілітрон починає проводити струм при досягненні генератором номінальної напруги, тобто струм збудження та струм стабілітрона знаходиться у протифазі). Тому виконавчий елемент (транзистор) має працювати у протифазі. з вимірювальним пристроєм та синфазно зі струмом збудження. Для забезпечення необхідного фазування між виконавчим елементом і вимірювальним пристроєм потрібно принаймні ще один каскад посилення для інвертування (перевертання) фази та посилення сигналу неузгодженості, у зв'язку з чим регулятор напруги має, як мінімум, два каскади на транзисторах.

Крім того, практичні схемиелектронних регуляторів напруги містять елементи захисту виконавчого транзистора від перенапруги та перевищення сили струму збудження, елементи зворотного зв'язку для прискорення перехідних процесів.

Рис. 8. Вимірювальний пристрій регулятора напруги: а - принципова схема електрична; б - графік залежності напруги на елементах схеми від вхідної напруги

Рис. 9. Схема електрична принципова найпростішого безконтактного регулятора напруги: 1 - вимірювальний пристрій; II – каскад посилення i: інвертування фази; III - регулюючий (виконавчий) каскад

Найпростіший безконтактний регулятор напруги працює в такий спосіб. При напрузі генератора Ur, меншому опорного Uon, стабілітрон вимірювального пристрою не пробитий, його опір великий (кілька сотень кілоом) і струм бази транзистора (струм управління) малий, транзистор закритий. За підсумками транзистора резистором створюється позитивний потенціал, тому транзистор відкритий. Через відкритий транзистор з обмоткою збудження генератора протікає струм. Ланцюг струму збудження: «+» джерела живлення, обмотка збудження ПРО, колектор-емітер транзистора V3, корпус, «-» джерела живлення.

При напрузі стабілітрон пробивається, транзистор переходить у стан насичення (напруга на переході емітер-колектор приблизно дорівнює нулю) і шунтує перехід база-емітер транзистора. Транзистор закривається, струм через обмотку збудження не протікає. Напруга генератора починає зменшуватися і за певного його значенні стабілітрон повертається в початковий стан. Весь описаний процес повторюється. Діод V4 зменшує зворотну напругу на транзисторі за його закритті, т. е. захищає транзистор від е.д. с. самоіндукції.

Вимірювальний пристрій регулятора напруги РР350 (рис. 6) складається з вхідного дільника напруги R1, R2, R6, R7, R10, дроселя, стабілітрона, резистора. Підсилювальні елементи регулятора включають два каскади посилення на транзисторах. Транзистор є виконавчим елементом, який змінює струм в обмотці збудження генератора.

Якщо випрямлена напруга генератора, прикладена до вхідного дільника, менша за величину, на яку налаштований регулятор напруги, то стабілітрон VI струм не проводить. Отже, транзистор V2 закритий, а транзистори V4 та V5 відкриті. По ланцюгу: "+" генератора, вимикач S1, діод V6, транзистор V5, клема Ш, обмотка збудження, "-" генератора протікає струм збудження. При непрацюючому генераторі цього ж ланцюга живиться обмотка збудження від батареї. У цьому режимі напруга генератора змінюється пропорційно до частоти обертання ротора. При зростанні частоти обертання ротора, як тільки випрямлену напругу досягає заданого рівня, стабілітрон VI пробивається і транзистор V2 відкривається. Опір транзистора V2 стає мінімальним і шунтує перехід емітер-база транзистора V4. Транзистор V4 закривається. Емітерний струм транзистора V4 є базовим струмом транзистора V5, тобто ці транзистори працюють синхронно, являючи собою складовий транзистор. При замиканні транзистора V4 закривається транзистор V5. Струм збудження та величина випрямленої напруги починають падати.

Рис. 10. Схема електрична принципова генераторної установки з регулятором напруги РР350

Таким чином, при роботі регулятор знаходиться в одному з двох станів: транзис.тор V5 відкрито і через нього протікає струм збудження генератора, або він закритий і струм збудження зменшується. З певною частотою схема перемикається з одного стану в інший і встановлюється такий струм збудження генератора, при якому середнє регульованого значення напруги підтримується на заданому рівні.

Для підвищення частоти перемикання та зменшення часу переходу схеми з одного стану до іншого передбачена ланцюжок зворотного зв'язку, що включає резистор R8. При підвищенні вхідної напруги, коли транзистор V2 починає відмикатися, а транзистор V4 замикатися, струм, що проходить по резистору R8 і дроселю L, зменшується, що призводить до зменшення падіння напруги на дроселі L. У цьому випадку падіння напруги на стабілітроні VI збільшується, викликаючи зростання базового струму транзистора V2 і швидше перемикання цього транзистора. При зниженні вхідної напруги ланцюжок зворотного зв'язку сприяє швидшому замиканню транзистора.

Для активного замикання вихідного транзистора V5 та надійної роботи його за підвищеної температури в емітерний ланцюг транзистора V5 включений діод V.6. Падіння напруги на діоді V6 регулюється за допомогою резистора R5, який створює струм зміщення.

Діод V3 служить для поліпшення замикання транзистора V4 при відкритому транзисторі V2 завдяки додатковому падінню напруги на цьому діоді, оскільки напруга між колектором і емітером транзистора V2 (кілька десятих вольта при його насиченні) ділиться між діодом. V3 та переходом емітер – база транзистора V4.

Для фільтрації вхідної напруги (згладжування пульсації) у схемі застосований дросель L. Терморезистор R6 призначений для компенсації зміни падіння напруги на переході еміт-fep – база транзистора V2 та стабілітрона VI від температури довкілля. Цим підтримується сталість рівня регульованої напруги за зміни температури.

Недоліком регулятора РР350 є відносно низька надійність вихідних каскадів, виконаних на германієвих транзисторах, при перенапрузі на роботі в умовах підвищеної температури.

Застосування кремнієвих напівпровідникових приладів допускає роботу регулятора при великих напругах та в умовах більш високих температур навколишнього середовища, що дозволяє зменшити розміри тепловідводів і всього регулятора.

Регулятори, виконані на кремнієвих транзисторах, випускаються на напругу 14 (РР132) і 28 (РР356).

Рис. 11. Схема електрична принципова генераторної установки змінного струму генератора Г272 з реле-регулятором РР356

Регулятор напруги РР356 призначений для роботи з генераторами типу Г272, які відрізняються від інших генераторів тим, що у них обидва кінці обмотки збудження ізольовані від корпусу: один кінець з'єднується через вимикач з плюсом джерела живлення, а другий через транзистор регулятора з мінусом джерела.

Регулятор РР356 працює в такий спосіб. Коли напруга генератора менше 28,4±0,8В, стабілітрон V6 не пропускає струм, так як напруга на ньому менше напруги стабілізації (як стабілітрон V6 використовуються включені послідовно два стабілітрони типу Д818Б). У цьому транзистор V5 закритий. По ланцюгу, який становлять резистор R1, діоди V3, V4 і резистор R2, протікає струм, який створює позитивне зміщення на базі транзистора V2. Він відкривається, поєднуючи обмотку збудження з мінусом джерела живлення. По обмотці збудження проходить струм. Ланцюг струму збудження: «+» джерела живлення, вимикач S1, клема Ш генератора, обмотка збудження (ОВ), клеми Ш генератора та реле-регулятора, колектор – емітер транзистора V2, корпус, «-» джерела живлення. Напруга генератора в цьому режимі змінюється пропорційно до частоти обертання ротора генератора. Коли напруга генератора досягає певного рівня, відбувається пробій стабілітрона V6, його опір різко зменшується, з'являється базовий струм транзистора V5 і він відкривається. Оскільки опір відкритого транзистора V2 мало, він шунтує перехід емітер-база транзистора V5, який закривається. При закритому транзисторі V2 струм збудження генератора переривається. Це викликає різке зменшення магнітного потоку генератора, отже, і зниження напруги генератора. Напруга буде зменшуватися доти, доки стабілітрон V6 не відновить свого початкового стану. Далі описані процеси періодично повторюватимуться.

Особливістю регулятора напруги РР356 є застосування у ньому стабілітронів із негативним температурним коефіцієнтом стабілізації. Напруга стабілізації такого стабілітрона при нагріванні дещо знижується. При цьому незважаючи на збільшення активного опору дроселя L напруга генератора не тільки не підвищується, а й дещо знижується.

Невелике зниження напруги генератора необхідно для запобігання перезаряду акумуляторної батареї при підвищенні температури електроліту.

Функції дроселя L, включеного у верхнє плече дільника напруги, та резистора зворотного зв'язку R3 аналогічні функцій відповідних елементів регулятора РР350.

Діоди V3, V4 забезпечують надійне закриття транзистора V2 та роблять схему регулятора менш чутливою до розкиду параметрів вихідних транзисторів, зменшуючи тим самим обсяг регулювальних робіт при ремонті регулятора. Діод VI шунтує е. д. с. самоіндукції, що виникає в обмотці збудження генератора при комутації в ній струму, захищаючи цим транзистор V2 від перенапруг.

Резистор R7 є підлаштованим і служить регулювання рівня напруги: зниження рівня регульованого напруги його опір збільшують, а підвищення рівня зменшують.

Регулятор напруги РР132 має аналогічну принципову схему. Він працює з генераторами типу Г250П1 та Г287. Вимірювальний пристрій регулятора має не два стабілітрони, включені послідовно, а один, так як його напруга регулювання в два рази менше. Змінено також номінальні значення деяких резисторів.

Рис. 8. Схема електрична принципова генераторної установки з інтегральними регуляторами напруги Я112 (а) та Я120 (б)

В інтегральних регуляторах напруги Я112 і Я120 резистори та деякі з'єднання виконані на керамічній підкладці методом товстоплівкової технології. Вихідний транзистор безкорпусний і розташований на металевій підставі, що забезпечує хороший тепловідвод. На тій же підставі закріплено інші напівпровідникові прилади. Всі деталі та прилади регулятора залиті спеціальним герметиком та закриті пластмасовою кришкою.

Особливостями електричних схемінтегральних регуляторів є: наявність складеного транзистора у виконавчому елементі, що підвищує загальний коефіцієнт посилення та економічність схеми; використання ланцюжка R6, С2, що підвищує швидкість та чіткість перемикання транзисторів; фільтрація конденсатором С1 вхідної напруги, що подається на базу вхідного транзистора; Зворотній зв'язокміж вихідним транзистором і першим каскадом підсилювача, що здійснюється резистором R8, також сприяє більш чіткому перемиканню транзисторів.

Особливості експлуатації генераторних установок змінного струму. Системи електропостачання автомобілів з генераторами змінного струму та безконтактно-транзисторними регуляторами напруги відрізняються високою надійністю в роботі за умови суворого дотримання правил їх експлуатації. Зокрема, необхідно контролювати стан та кріплення проводів на затискачах генератора, регулятора напруги та акумуляторної батареї. Робота генератора при відключеному від затиску «+» дроті заборонена, оскільки зі збільшенням частоти обертання зростає напруга на випрямлячому блоці, що може призвести до виходу його з ладу, до пошкодження регулятора напруги.

Підвищення напруги генератора може статися і у випадку, якщо під час роботи генератора вимкнути акумуляторну батарею її вимикачем.

Особливу небезпеку для генераторних установок пеп менного струму є підключення до них акумуляторної батареї у зворотній полярності. Це призводить до виходу з ладу діодів випрямного блоку.

Доатегорія: - Автомобілі та трактори