Учебный вопрос№3: Устройство и принцип работы регуляторов напряжения.

В начале работы генератора обмотка возбуждения питается от аккумуляторной батареи, а затем от выпрямителя и создает сильное намагничивание стальных наконечников ротора. При вращении ротора под каждым зубцом сердечника статора проходят то северный, то годный полюс ротора, в результате чего магнитный поток, проходящий через зубцы статора, изменяет свое направление и величину. Вследствие этого происходит пересечение катушек обмотки статора магнит­ными силовыми линиями, и в них индуктируется Э.Д.С. переменного направления. Индуктируемая Э.Д.С. создает трехфазный переменный ток, который при помощи кремниевых диодов выпрямляется в постоян­ный ток. Величина Э.Д.С., индуктируемая в катушках обмотки стато­ра (с учетом только основных факторов), зависит от величины маг­нитного потока возбуждения и частоты вращения ротора.

, где

С - постоянный коэффициент для данного генератора;

Фв - магнитный поток;

n - частота вращения ротора.

Генераторы переменного тока обладают свойствами самоограни­чения максимальной силы тока нагрузки, что предотвращает перегрев обмотки статора и диодов выпрямителя, а поэтому исключается необ­ходимость установки ограничителя силы тока в электрической цепи «генератор-аккумуляторная батарея». С увеличением силы тока нагруз­ки возрастает сила тока в катушках обмотки статора. Следовательно, возрастает магнитный поток статора, а так как он противодействует магнитному потоку ротора, то результирующий поток, замыкающийся через сердечник статора уменьшается. В результате снижается вели­чина магнитного потока, пересекающего катушки обмотки статора, и в них индуктируется меньшая Э.Д.С.. Кроме того, увеличение частоты вращения ротора сопровождается повышением частоты тока в катушках обмотки статора, что увеличивает индуктивное сопротивле­ние обмотки. Таким образом, вследствие снижения индуктируемой Э.Д.С., в катушках обмотки статора при увеличении нагрузки генера­тора и возрастания индуктивного сопротивления обмотки статора с повышением частоты вращения ротора ограничивается максимальная сила тока генератора.

В генераторе имеются выводы: "+" для соединения с батареей и нагрузкой; "Ш" - для соединения с выводом "Ш" и "+" регулятора.

Напряжение генератора зависит от частоты вращения якоря (ротора), величины магнитного потока и нагрузки на генератор. Для обеспе­чения нормальной, длительной работы потребителей напряжений гене­ратора должно оставаться постоянным независимо от условий его ра­боты. На автомобиле ЗИЛ-131 установлен реле-регулятор РР-132.

Регулятор напряжения предназначен для автоматического поддер­жания постоянного напряжения генератора независимо от частоты вращения якоря (ротора) и нагрузки на генератор.

Постоянство напряжения обеспечивается изменением магнитного потока генератора путем автоматического регулирования силы тока в цепи обмотки возбуждения.

В настоящее время применяются следующие типы регулирующих приборов:

- контактные;

- контактно-транзисторные;

- бесконтактные;

- интегральные.

На автомобилях с генераторами переменного тока в основном работают транзисторные реле-регуляторы, которые, как правило, включают в себя только регулятор напряжения. Необходимость в огра­ничителе силы тока и реле обратного тока отпала, так как генера­тор переменного тока обладает свойством самоограничения тока нагруз­ки, а роль реле обратного тока выполняет выпрямительное устройство генератора.

Рис.1. Регулятор напряжения РР-132.

Реле-регулятор включает в себя только регулятор напряжения, который выполнен на трех германиевых транзисторах. На штепсельный разъем выведены три клеммы ("+", Ш, М), которыми регулятор и включа­ется в схему электрооборудования.

Все элементы регулятора напряжения смонтированы на плате к алюминиевой пластине.

При напряжении генератора меньше 14,0-14,6 В стабилитрон Д1 и транзистор Т1 закрыты, а транзистора Т2 и ТЗ открыты, поскольку потенциал их базы ниже потенциала эмиттера. Цепь обмотки возбуж­дения замыкается через открытый транзистор ТЗ, напряжение генера­тора не ограничивается.

С увеличением частоты вращения ротора (или уменьшении нагруз­ки генератора) напряжение генератора достигает 14,0-14,6 В, что вызывает пробой стабилитрона Д1.

С пробоем стабилитрона открывается транзистор Т1 (так как потенциал его базы резко уменьшается), а транзисторы Т2 и ТЗ закрываются из-за повышения потенциала их базы. В этом случае цепь обмотки возбуждения генератора замыкается только через доба­вочный резистор.

Следовательно, ток в обмотке возбуждения, магнитный поток и напряжение генератора уменьшаются до момента закрытия стабилитрона Д1. При этом транзистор Т1 снова закрывается, а транзисто­ры Т2 и ТЗ открываются, и напряжение генератора начинает повы­шаться до следующего пробоя стабилитрона.

На автомобилях КамАЗ-4310 установлен генератор марки Г288 переменного тока, номинальная мощность 1000 Вт, номинальное напряжение 28 В, выпрямленный ток не менее 47 А, работает совместно с водостойким бесконтактным регулятором напряжения марки 11.3702.

На. автомобиле КамАЗ-43105 установлен генератор марки Г-273-А, переменного тока, номинальная мощность 800 Вт, номинальное напря­жение 28 В, с встроенным выпрямительным блоком ВПВ4-45 и встроен­ным регулятором напряжения марки Я-120М.

Основные неисправности и техническое обслуживание источников электрической энергии

Техническое обслуживание (ТО) источников питания включает в себя:

- ежедневное ТО (ЕТО);

- техническое обслуживание № I (ТО-1);

техническое обслуживание № 2 (ТО-2;.

ТО аккумуляторных батарей

ЕТО аккумуляторной батареи предусматривает:

- проверку внешним осмотром состояние и ее крепление в гнезде;

- очистку от грязи;

- проверку надежности присоединения клемм к выводным штырям и их смазку техническим вазелином.

ТО-1 включает в себя работы, проводимые при ЕТО и дополни­тельно:

- прочистить вентиляционные отверстия в крышках (предвари­тельно вывернуть, продуть сжатым воздухом, удалить загрязнения деревянной палочкой);

- проверить уровень электролита во всех аккумуляторах и при необходимости долить дистиллированную воду (контролируется стекля­нной трубочкой диаметром 3-5 мм, нормальный уровень 10-15 мм над предохранительной сеткой).

При ТО-2 необходимо выполнить все работы ТО-1 и проверить плотность электролита (проверяется денсиметром или ареометром) и степень заряженности аккумуляторов батареи (проверяется нагрузоч­ной вилкой при включенном сопротивлении, в течение 5 сек. у пол­ностью заряженного аккумулятора напряжение не должно падать ниже 1,7 В).

ТО генераторов

ЕТО генераторов переменного тока

- по амперметру проверить наличие и величину зарядного тока;

проверить напряжение приводного ремня (нормальный прогиб ремня 8-14 мм при усилии 3-4 кг/с).

ТО-1:

- очистить наружнюю поверхность генератора от масла и грязи;

- проверить крепление генератора, и присоединенных к нему проводов;

- отрегулировать натяжение ремня привода генератора.

ТО-2:

- Выполнить работы, предусмотренные ТО-1 и дополнительно прове­рить:

- затяжку стяжных болтов генератора и гайки шкива;

- состояние щеточного узла (при высоте щеток менее 7 мм необ­ходимо заменить их на новые);

осмотреть состояние контактного кольца - протереть ветошью, смоченной в бензине, при подгорании - отшлифовать мелкозернистой стеклянной бумагой.