Регулирование напряжения автотракторных генераторов

Параллель­ная работа генератора с аккумуляторными батареями протекает при изменении частоты вращения якоря (ротора) генератора, нагрузки и температуры в широких пределах. Для нормальной работы приемников электрической энергии необходимо, чтобы напряжение сети было постоянным. Изменение напряжения сети приводит к изменению светового потока ламп и сокращению их срока службы (при повышенном напряжении) к недозаряду или перезаряду аккумуляторных батарей, к ухудшению работы электронных устройств.

Напряжение вентильного генератора можно выразить формулой

U_г = С_еnФ – 2U₀ – r_эквI_ген

где С_е - конструктивная постоянная генератора для вентиль­ных генераторов С_е = 4,44pw_ф/60; n- частота вращения якоря генератора; 2U₀ - падение напряжения на выпрямителе вентильного генератора; r_экв - эквивалентное сопротивление генератора, учиты­вающее падение напряжения внутри генератора и выпрямителя, для вентильных генераторов экви­валентное сопротивление является переменной вели­чиной и зависит от частоты вращения ротора; I_ген - ток генератора - среднее значение выпрямленного тока I_d.

Магнитный поток генератора с электромагнитным возбужде­нием можно выразить через ток возбуждения

Ф = Ф₀ + I_в/(a + bI_в),

где Ф₀ – остаточный магнитный поток; I_в – ток возбуждения; a, b - коэффициенты аппроксимации кривой намагничи­вания, которые зависят от конструкции генератора и применяемых магнитных материал.

Аппроксимация - приближенное выражение некоторых величин или объектов через другие более простые величины или объекты.

Пренебре­гая влиянием остаточного магнитного потока Ф₀ и падением напряжения на выпрямителе 2U₀ для выбранных точек, можно записать

U_г = С_еn I_в/(a + bI_в) – r_эквI_ген.

Таким образом, чтобы напряжение генератора оставалось постоянным при изменении в широких пределах частоты вращения и нагрузки, необходимо из­менять силу тока возбуждения.

На рис. 6.16 показана блок-схема, на которой представлен принцип действия регулятора.

Рис. 6.16. Блок-схема работы регулятора

Ток возбуждения выключается, как только увеличивается выходное напряжение, и затем снова включается, как толь­ко выходное напряжение падает. Резкое включе­ние тока возбуждения не вызывает резких изме­нений выходного напряжения вследствие очень высокой индуктивности обмотки возбуждения (ро­тора). Кроме того, процесс переключения зани­мает только несколько миллисекунд. Многие ре­гуляторы также содержат цепи определенной тем­пературной компенсации, чтобы увеличить ско­рость зарядки в холодных условиях и уменьшить эту скорость в более теплых. Основу таких регуляторов составляют различного рода реле.