Электрические схемы генераторных установок

Генераторные установки могут иметь следующие обозначения выводов: «плюс» силового выпрямителя: «+», В, 30, В+, ВАТ; «масса»: «-», D-, 31, В-, М, Е, GRD; вывод обмотки возбуждения: Ш, 67, DF, F, EXC, E, FLD; вывод для со­единения с лампой контроля исправности (обычно «плюс» дополнительного выпрямителя, там, где он есть): D, D+, 61, L, WL, IND; вывод фазы: ~, W, R, STA, вывод нулевой точки обмотки статора: 0, М_р; вывод регулятора напря­жения для подсоединения его в бортовую сеть, обычно к «+» аккумуляторной батареи: Б, 15, S; вывод регулятора напряжения для питания его от выключа­теля зажигания: G; вывод регулятора напряжения для соединения его с бор­товым компьютером: FR, F.

Различают два типа невзаимозаменяемых регуляторов напряжения - в одном типе (рис. 3, а) выходной коммутирующий элемент регулятора напряжения со­единяет вывод обмотки возбуждения генератора с «+» бортовой сети, в другом типе (рис. 3, б, в) - с «-» бортсети. Транзисторные регуляторы напряжения второго типа являются более распространенными. Чтобы на стоянке аккумуляторная батарея не разряжалась, цепь обмотки возбуждения генератора (в схемах 3, а, б) запитывается через выключатель зажигания. Однако при этом контакты выключателя коммутируют ток до 5А, что неблагоприятно сказывается на их сроке службы. Разгрузить контакты выключателя можно, используя промежуточное реле, но более прогрессивно, если через выключатель зажигания запитывается лишь цепь управления ре­гулятора напряжения (рис. 3, в), потребляющая ток силой в доли ампера. Прерывание тока в цепи управления переводит электронное реле регулятора в выключенное состояние, что не позволяет току протекать через обмотку возбуждения. Однако применение выключателя зажигания в цепи генератор­ной установки снижает ее надежность и усложняет монтаж на автомобиле. Кроме того, в схемах на рис. 3, а, б, в падение напряжения в выключателе зажигания и других коммутирующих или защитных элементах, включенных в цепь регулятора (штекерные соединения, предохранители), влияет на уро­вень поддерживаемого регулятором напряжения и частоту переключения его выходного транзистора, что может сопровождаться миганием ламп освети­тельной и светосигнальной аппаратуры, колебанием стрелок вольтметра и амперметра.

Рис. 3.Схемы генераторныхустановок:

1 - генератор; 2 - обмотка возбуждения; 3 - обмотка статора; 4 - выпрямитель; 5 - выключатель; 6 - реле контрольной лампы; 7 - регулятор напряжения; 8 - контрольная лампа; 9 - помехоподавительный конденсатор; 10 - трансформаторно-выпрямительный блок; 11 - аккумуляторная батарея; 12 - стабилитрон защиты от всплесков напряжения; 13 – резистор

Поэтому более перспективной является схема на рис. 3 д. В этой схеме обмотка возбуждения имеет свой дополнительный выпрямитель, состоящий из трех диодов.

К выводу «Д» этого выпрямителя и подсоединяется обмотка воз­буждения генератора. Схема допускает некоторый разряд аккумуляторной батареи малыми токами по цепи регулятора напряжения, и при длительной стоянке рекомендуется снимать наконечник провода с клеммы «+» аккумуля­торной батареи.

В схему на рис 3, д введено подвозбуждение генератора от аккумулятор­ной батареи через контрольную лампу 8. Небольшой ток, поступающий в об­мотку возбуждения через эту лампу от аккумуляторной батареи, достаточен для возбуждения генератора и в то же время не может существенно влиять на разряд аккумуляторной батареи. Обычно параллельно контрольной лампе включают резистор 13, чтобы даже в случае перегорания контрольной лампы генератор мог возбудиться. Контрольная лампа в схеме на рис. 3, д яв­ляется одновременно и элементом контроля работоспособности генератор­ной установки.

В схеме применен стабилитрон 12, гасящий всплески напряжения, опасные для электронной аппаратуры.

С целью контроля работоспособности в схеме рис. 5, а введены реле с нор­мально замкнутыми контактами, через которые получает питание контрольная лампа 8.

Эта лампа загорается после включения замка зажигания и гаснет после пус­ка двигателя, т.к. под действием напряжения от генератора реле, обмотка ко­торого подключена к нулевой точке обмотки статора, разрывает свои нормаль­но замкнутые контакты и отключает контрольную лампу 8 от цепи питания.

Если лампа 8 при работающем двигателе горит, значит генераторная установ­ка неисправна. В некоторых случаях обмотка реле контрольной лампы 6 под­ключается на вывод фазы генератора.

Схема рис. 3, е характерна для генераторных установок с номинальным на­пряжением 28 В.

В этой схеме обмотка возбуждения включена на нулевую точку обмотки ста­тора генератора, т.е. питается напряжением, вдвое меньшим, чем напряжение генератора.

При этом приблизительно вдвое снижаются и величины импульсов напряже­ния, возникающих при работе генераторной установки, что благоприятно сказы­вается на надежности работы полупроводниковых элементов регулятора на­пряжения. Резистор 13 служит тем же целям, что и контрольная лампа в схеме рис. 3, д, т.е. обеспечивает уверенное возбуждение генератора.

На автомобилях с дизельными двигателями может применяться генера­торная установка на два уровня напряжения 14/28 В. Второй уровень 28 В используется для зарядки аккумуляторной батареи, работающей при пуске ДВС. Для получения второго уровня используется электронный удвоитель напряжения или трансформаторно-выпрямительный блок (ТВБ), как это по­казано на рис. 3, г. В системе на два уровня напряжения регулятор стаби­лизирует только первый уровень напряжения 14 В. Второй уровень возника­ет посредством трансформации и последующего выпрямления ТВБ перемен­ного тока генератора. Коэффициент трансформации трансформатора ТВБ близок к единице.

В некоторых генераторных установках зарубежного и отчественного произ­водства регулятор напряжения поддерживает напряжение не на силовом вы­воде генератора «+», а на выводе его дополнительного выпрямителя, как по­казано на схеме рис. 3, ж. Схема является модификацией схемы рис. 3, д, с устранением ее недостатка - разряда аккумуляторной батареи регулятора на­пряжения при длительной стоянке. Такое исполнение схемы генераторной ус­тановки возможно потому, что разница напряжения на клеммах «+» и Д неве­лика. На этой же схеме (рис. 5, ж) показано дополнительное плечо выпрями­теля, выполненное на стабилитронах, которые в нормальном режиме работа­ют, как обычные выпрямительные диоды, а в аварийных предотвращают опас­ные всплески напряжения. Резистор R, как было показано выше, расширяет

диагностические возможности схемы. Этот резистор вообще характерен для генераторных установок фирмы Bosch.

Генераторные установки без дополнительного выпрямителя, но с подводом к регулятору вывода фаз, применение которых, особенно японскими и американ­скими фирмами, расширяется, выполняются по схеме рис. 3, з. В этом случае схема генераторной установки упрощается, но усложняется схема регулятора напряжения, т.к. на него переносятся функции предотвращения разряда акку­муляторной батареи на цепь возбуждения генератора при неработающем дви­гателе автомобиля и управления лампой контроля работоспособного состояния генераторной установки. На вход регулятора может подаваться напряжение ге­нератора или аккумуляторной батареи (пунктир на рис. 3, з), а иногда и оба эти напряжения сразу.

Конечно, стабилитрон 12, защищающий от всплесков напряжения дополни­тельное плечо выпрямителя, а также выполнение выпрямителя на стабилитро­нах может быть использовано в любой из приведенных схем.

Некоторые фирмы применяют включение контрольной лампы через раздели­тельный диод, а в схемах 3, д, ж включение ее идет через контактное реле. В этом случае обмотка реле включается на место контрольной лампы. Если гене­раторная установка работает в комплексе с датчиком температуры электроли­та, она имеет дополнительные выводы для его подсоединения.

Генераторы на большие выходные токи могут иметь параллельное включение диодов выпрямителя. Для защиты цепей генераторной установки применяют предохранители, обычно в цепях контрольной лампы, соединениях регулятора с аккумуляторной батареей, в цепи питания аккумуляторной батареи.