Устройство и принцип действия регулятора напряжения

Вибрационный регулятор напряжения представляет собою комбинацию электромагнитного реле и добавочного резистора, включаемого периодически в цепь обмотки возбуждения. Принцип действия регулятора основан на зависимости напряжения генератора от магнитного потока (см. выражение 2.1 в ПЗ № 2). Так как магнитный поток Ф пропорционален току возбуждения I_в, то уменьшая силу тока возбуждения, можно уменьшать магнитный поток и ограничивать напряжение генератора. Для уменьшения силы тока I_в в цепь обмотки возбуждения необходимо ввести реостат. Функцию реостата выполняет регулятор напряжения.

Контактно-транзисторный реле-регуля­тор(рис.1). Вышеописанные генерато­ры работают в паре с контактно-тран­зисторными реле-регуляторами. Реле-ре­гулятор состоит из устройства для регу­лирования напряжения, реле 5 защиты и переключателя 11 посезонной регулиров­ки. Все три устройства смонтированы на основании 1. На нем находятся два изолированных зажима В и Ш и один не­изолированный М.

Устройство для регулирования напря­жения генератора состоит из электро­магнитного регулятора напряжения РН, транзистора б, резисторов К_у, R^ R_r,R₆ и полупроводниковых диодов Д1 и Д,\

Транзисторявляется исполнительным элементом, регулирующим ток возбужде­ния генератора, а следовательно, и напря­жение тока. Транзистором управляет электромагнитный регулятор напряжения вибрационного типа, чувствительным эле­ментом которого является обмотка 2. совместно с противодействующей пружиной 3, а управляющим элементом - нормально-разомкнутые контакты, вклю­ченные между плюсовым зажимом ре­гулятора (зажим В) и базой транзистора. Через кон] акты регулятора проходит ток управления транзистором (ток базы), напряжение которого незначительно - в пределах 1,5—2,5 В, что обеспечивает долговечность контактов.

Напряжение тока регулируется сле­дующим образом. Когда частота вра­щения коленчатого вала двигателя, а сле­довательно, и вала генератора невелика и напряжение генератора не достигло необходимого значения, электромагнит­ное усилие, создаваемое обмоткой регу­лятора РН₀, недостаточно для преодо­ления усилия пружины 3 и притягивания якоря 4 регулятора к сердечнику. В этом случае транзистор открыт, так как имеет­ся ток перехода «эмиттер — база», явля­ющийся током управления транзистора и определяемый сопротивлением R в це­пи базы транзистора Ток базы транзисто­ра протекает от зажима В через диод Д1,. электроды эмиттер — база, резистор К₀ и «массу».

Следовательно, ток возбуждения про­текает по цепи от зажима В через запи­рающий диод Д1, электроды эмиттер - коллектор транзистора, основную обмот­ку реле защиты Р3₀, зажим Щ обмотку возбуждения генератора ОВГ на «массу». Сопротивления элементов в цепи обмот­ки возбуждения незначительны, поэтому происходит возбуждение генератора

Когда напряжение генератора соответствует регулируемому, ток обмотки регулятора напряжения возрастает до значения, при котором начинает работать регулятор напряжения, т. е. якорь при­тягивается к сердечнику, и контакты замыкаются. При этом транзистор запи­рается, вследствие того, что его база соединяется контактами с «плюсом», а потенциал эмиттера ниже потенциала «плюса» на величину падения напряже­ния на запирающем диоде Д1, обуслов­ленного протеканием через диод тока.

При запирании транзистора резко па­дает ток возбуждения и в обмотке воз­буждения возникает электродвижущая си­ла самоиндукции. Ток, вызванный само­индукцией, замыкается гасящим диодом Дг_ц вследствие чего гасится перенапряже­ние на регулирующем элементе. Включив­шиеся в пень возбуждения ускоряющий резистор R_y и дополнительный резистор Я_д уменьшают напряжение генератора, якорь регулятора отходит от сердечника, размыкая контакты, и транзистор снова открывается, обеспечивая поддержание напряжения генератора на заданном уров­не (в пределах 13,2—14,0 В при установке переключателя посезонной регулировки в положение «Л» — лето).

Ток возбуждения регулируется бла­годаря автоматическому изменению со­отношения времени закрытого и откры­того состояния транзистора при высокой частоте чередования этих состояний. Устройство для защиты транзистора от коротких замыканий в цепи обмотки возбуждения состоит из реле 5 защиты и разделительного диода Др. Реле за­щиты имеет три обмотки: основную (сериесную) Р3т вспомогательную РЗ_В и удерживающую РЗу, Нормально разом­кнутые контакты реле защиты включены через разделительный диод Др парал­лельно контактам регулятора напря­жения

При коротком замыкании цепи обмот­ки возбуждения на «массу» ток, идущий через основную обмотку Р3₀, увеличи­вается, а следовательно, усиливается и намагничивающая сила реле, в резуль­тате чего якорь реле притягивается к сердечнику и контакты замыкаются При этом через разделительный диод Др на ба­зу транзистора подается «плюс», тран­зистор запирается, в цепь короткого за­мыкания включаются резисторы схемы и ток короткого замыкания падает. Одно­временно через контакты реле защиты Р, получает питание удерживающая об­мотка РЗ_У, в результате чего якорь реле удерживается в притянутом состоянии. Транзистор будет заперт до тех пор, пока не будет отключен выключатель «массы» и не устранено короткое замыкание. Переключатель посезонной регулиров­ки напряжения тока представляет собой дополнительную обмотку, намотанную поверх основной обмотки регулятора на­пряжения Конец дополнительной обмот­ки через изолированную колодку присое­динен к контактному диску. Переключе­ние осуществляется контактным винтом с диском. Для установки переключателя в положение «Л» (лето) контактный винт вывертывают, а в положение «3» (зима) ввертывают. С помощью переключателя можно повышать напряжение тока, вы­рабатываемого генератором зимой, и сни­жать его летом на 0,8—1,2 В.

Рис. 1. Контактно-транзисторный реле-регулятор:

а —устройство, б — схема включения генератора и реле-регулятора в цепь;

1— основание,

2— обмотка регулятора напряжения,

3— пружина,

4— якорь регулятора

напряжения с контактом,

5—реле защиты,

6— транзистор,

7— крышка,

8— винт подсоединения провода массы регулятора,

9 — зажим подсоединения провода обмотки возбуждения ротора генератора (B)_,10— зажим подсоединения провода фазных обмоток статора генератора (Ш), 11—переключатель(винт) посезонной регулировки напряжения тока,

12— генератор; РН —регулятр напряжения, РЗ —регулятор защиты, IIПР — переключатель посезонной регулировки,РН—основная обмотки регулятора напряжения, Р3_у, Р3₀, РЗ_В —бмотки реле защиты: удерживающая, основная и вспомогательная, Др, Д_Г, Д1 — диоды (iгасящего контура, разделительный и запирающий), ОВГ -— обмотка возбуждения ВМ— выключатель «массы», К — коллектор, Э — эмиттер, Б — база, М, В, Ш — зажимыгенератора и реле-регулятора, r₆. r_t, Ry, R_s—резисторы генератора.