Стабилизация напряжения генератора

Для надежной работы потребителей к ним необходимо подводить электрический ток, напряжение которого соответствует номинальной расчетной величине. Величина напряжения определяется зарядным напряжением Uз на клеммах полностью заряженной аккумуляторной батареи. Поэтому напряжение на клеммах генератора должно иметь строго определенную постоянную величину.

Напряжение, вырабатываемое генератором, зависит от частоты вращения ротора и от магнитного потока возбуждения Е = Се Ф n, где Се – постоянный коэффициент, зависящий от конструкции генератора; Ф – магнитный поток возбуждения; n – число оборотов ротора. Ротор генератора клиноременной передачей связан с коленчатым валом двигателя, и частота его вращения меняется в широких пределах, следовательно, при постоянном магнитном потоке напряжение на клеммах генератора также будет меняться в широких пределах. Для того чтобы напряжение при увеличении частоты вращения ротора не изменялось, необходимо пропорционально уменьшать магнитный поток возбуждения. При применении в генераторе электромагнитов это можно обеспечить, уменьшая силу тока в обмотке ротора. На этом принципе и основано регулирование напряжения генератора. Как только напряжение на клеммах генератора достигает предельно допустимой величины, в цепь обмотки возбуждения включается сопротивление, в результате резко уменьшается сила тока возбуждения и магнитный поток ротора, соответственно снижается напряжение на клеммах генератора.

-74-

При этом сопротивление вновь отключается, сила тока возбуждения увеличивается, возрастает и магнитный поток ротора, соответственно напряжение генератора вновь возрастает.

Такие процессы происходят непрерывно, и в среднем на клеммах генератора поддерживается требуемое напряжение.

Для стабилизации напряжения генераторов используют регуляторы напряжения. В последнее время получили распространение генераторы с встроенными транзисторными регуляторами напряжения на интегральных схемах Я-120, 11.3702 (размеры 38 * 58* 12 мм, масса 50 г).

Встроенный в щеткодержатель генератора регулятор напряжения Я-120М12 выполнен по электронной схеме в интегральном исполнении, в котором пассивные элементы (резисторы), соединительные проводники и контактные площадки под активные элементы (транзисторы, диоды) неразъемно связаны и выполнены по толстопленочной технологии на керамической подложке. После сборки схема закрывается крышкой и заливается специальным герметиком. Регулятор напряжения Я-120М12 прибор неразборный и ремонту не подлежит.

Схемные решения и конструкция регулятора обеспечивают высокую стабильность выходного напряжения генераторной установки при изменении тока нагрузки, частоты вращения и температуры не более чем -0,4, +0,2 и +0,1 В соответственно.

При включении выключателя массы (ВМ) ток с плюса батареи (АБ) подводится к выводу (В) регулятора. В схеме регулятора Я120М12, транзистор VT1 находится в закрытом состоянии, а транзистор VT2 в открытом. Ток с плюса батареи проходит с вывода (Д) в обмотку возбуждения ротора (ОР) и через клемму (Ш) и открытый переход коллектор эммитер транзистора VT2 уходит на общий минус. Магнитный поток ротора увеличивается. При увеличении оборотов дизеля, возрастает и скорость вращения ротора генератора.

-75-

Напряжение на генераторе возрастает свыше 28В. В регуляторе открываются стабилитроны VD1 и VD2, которые открывают транзистор VT1, а он в свою очередь закрывает транзистор VT2. Питание обмотки возбуждения ротора снижается. Магнитный поток ротора снижается, что вызывает снижение напряжения генератора. Как только, напряжение на генераторе снизится ниже 28В стабилитроны VD1 и VD2 закрываются и закрывают транзистор VT1, который в свою очередь открывает транзистор VT2. Ток возбуждения начинает проходить через обмотку возбуждения ротора.

Магнитный поток ротора возрастает, что приводит к увеличению напряжения генератора. Выше описанные процессы работы регулятора периодически повторяются, поэтому напряжение на генераторе остается стабильным.