2.1.2.2. Регулятор напруги

Вираз 2.1 для ЕРС на виході синхронного генератора можна перетворити до:

,

де С_е – постійна генератора.

Оберти двигуна в процесі експлуатації автомобіля змінюються в широких межах. Тому для підтримки напруги на виході генераторної установки постійною є єдина можливість – регулювання магнітного потоку обмотки збудження Ф. Зі збільшенням частоти обертання ротора зростає ЕРС і напруга генератора перевищує регульоване значення. При цьому регулятор напруги зменшує струм збудження, що приводить до зменшення магнітного потоку, ЕРС і напруги генератора. Зниження напруги приводить до необхідності збільшення струму збудження. Цей процес повторюється періодично, завдяки чому напруга генератора коливається біля регульованого значення.

Змінення струму збудження, а отже, і магнітного, потоку можна домогтися трьома способами:

-закорочуванням обмотки збудження;

-перериванням кола збудження;

-включенням послідовно з обмоткою збудження додаткового резистора.

Останній спосіб має два разновиди:

- традиційне регулювання з частотою переключення, яка змінюється зі зміною режиму роботи генератора;

- регулювання зі стабілізованою частотою переключення, за принципом широтно - імпульсної модуляції (ШІМ).

З агальна схема регулятора напруги приведена на рис.2.6.

Регулюючий орган по команді схеми порівняння виконує відповідні комутації в колі обмотки збудження. Команда виробляється на підставі порівняння інформації про рівень напруги на виході генераторної установки, яка поступає з чуттєвого елемента, та про рівень стабілізованої напруги, яка поступає з задаючого елемента.

Описаний вище принцип регулювання може бути реалізований пристроями різного типу. На автомобілях знайшли широке застосування контактні (вібраційні), контактно-транзисторні і безконтактні регулятори напруги.

Р озглянемо роботу кон-тактно-транзисторного регуля-тора РР362 автомобіля ГАЗ-53А, схема якого зображена на рис.2.7.

Напруга з генератора подається на клему В3, а обмотка збудження підключається між виводами "Ш" і "М"

Регулятор має додаткове реле РЗ для захисту транзистора VT1 від короткого замикання обмотки збудження на корпус.

Чуттєвим елементом цієї схеми є реле РН з нормально замкненими контактами РН І. Задаючим елементом являється пружинка реле, яка утримає нормально замкнені контакти, а органом керування - транзистор VT1.

Якщо напруга генератора мала, транзистор VT1 відкритий і через нього протікає великий струм збудження. Коли напруга генератора досягне значення спрацювання, реле РН перемикається у положення ІІ і запирає транзистор VT1. Струм збудження вимушений протікати через послідовно з’єднані резистори R1 i R_Д . Величина струму збудження зменшується і, відповідно, спадає напруга на виході генератора. Реле РН перемикається у положення І і процес регулювання повторюється.

Недоліками такої схеми є нестабільність напруги регулювання завдяки зміни жорсткості пружини, яка являється задаючим елементом, в результаті нагрівання або старіння. Окрім того наявність реле з механічними контактами не додає регулятору надійністі.

В останній час найбільше поширення знайшли безконтактні регулятори, які вільні від перелічених недоліків.

Регулятор інтегрального типу Я120М1 (автомобілі КамАЗ) вбудовується в щіточний вузол генератора.

В регуляторі (рис.2.8а) обмотка збудження включається між контактами "Ш"і " Д ", вхідний подільник напруги на резисторах Rl, R2, R3 виконує роль чуттєвого елемента, задаючий елемент — стабілітрон VD1 (в регуляторі Я120М1 включені два стабилитрона послідовно), які разом з вхідним транзистором VT1(схема порівняння) і резистором R8 створюють мікросхему ДА1. Транзистор VT2- орган керування. Діод VD2 — гасячий, діоди VD3, VD4 захищають від можливих аварійних режимов. Конденсатор С1 запобігає від випадкових спрацювань регулятора, резистор R4 і конденсатор С2 прискорюють переключення транзистора VT2. При сезонному ТО зовнішній резистор спеціальним перемикачем підключається до контакту Р параллельно резистору R3 Я120М1, що змінює опір входного подільника і збільшує напругу регулювання.

Параметри розглянутих регуляторів приведені в таблиці 2.3.

Таблиця 2.3.

Тип регулятора напруги	Напруга, В		Тип генератора	Марка (модель) автомобіля
	Номі-нальна	Регульована
РР362	14	13,8. ..14,6	Г250, Г286	ГАЗ, "Москвич", УАЗ
Я120М1	28	Влітку 27,5 ± 0,3 Взимку 29,5 ± 0,5	Г237	КамАЗ, МАЗ