2. Контактно-вібраційні регулятори напруги.

Контактно-вібраційні регулятори напруги. Регулятор напруги (рис.4.1.) складається із ярма 7, осердя 6 з обмоткою 5, якірця 4, кон­тактів 2 та пружини 3. Якірець притискається вгору пружиною З, утримуючи в замкнутому стані контакти 2, котрі увімкнені послідов­но з обмоткою збудження генератора 03. Паралельно контактам і послідовно з 03 увімкнений додатковий опір R_д.

Розглянемо принцип дії вібраційного регулятора напруги. Послідовно з обмоткою збудження вмикається постійний додатковий опір R_д, при­значений для зниження напруги генератора до нормальної при підвищенні обертів двигуна. Електромагнітна обмотка вімкнена на повну напругу генератора. Контакти розімкнуться, якщо сила натягу пру­жини F та електромагнітна сила реле рівновеликі F_пр=F_ем

Як бачимо, напруга спрацьовування реле залежить від натягу пру­жини F_пр, величини повітряного зазору σ та параметрів обмотки реле (r₀ та W₀). Якщо напруга генератора менша за напругу спрацьову­вання реле U_р, то контакти замкнуті і обмотка збудження генератора ввімкнена до затискувачів генератора. Опір кола збудження визна­чається опором обмотки збудження R_з. Якщо напруга генератора дорівнюватиме напрузі спрацьовування реле U, то контакти розімкнуться і в коло збудження увімкнеться додатковий резистор R_д. Тоді опір кола збудження дорівнюватиме сумі опорів R_з +R_д. При цьому сила струму в обмотці збудження і напруга генератора зменшаться. Як тільки напруга генератора зменшиться до напруги повернення (відпускання), контакти знову замкнуться, струм збудження і напру­га підвищаться. Отже, контакти вібруватимуть, вмикаючи (вимикаю­чи) додатковий резистор R. При цьому опір кола збудження зміню­ватиметься стрибкоподібне від R_з до R_з +R_д.

Рис. 4.1. Схема вібраційного регулятора напруги.

Основним недоліком вібраційних регуляторів напруги є присутність вібруючих контактів, які обмежують максимально допустимий струм збудження генератора, знижують надійність регулятора. Методи, що застосовуються для зменшення розривної потужності контактів, пов­ністю не ліквідують згаданих недоліків, а лише дають змогу дещо зменшити їх.

Вібраційні регулятори напруги в процесі експлуатації вимагають систематичного регулювання, оскільки визначальним елементом є пружина, пружність якої залежить від терміну та умов експлуатації.

3. Контактно-транзисторні регулятори напруги.

Зі збільшенням потужності автомобільних генераторів і підвищенням їхньої довго­вічності питання про регулювання напруги набуло особливого зна­чення. Тому електромеханічні вібраційні регулятори поступились регуляторам другого покоління — контактно-транзисторним, у яких як перемикач використовують транзистор, переходячи з положен­ня “відкритий” на “закритий”, а контакти лише керують цим транзистором.

Зразком контактно-транзисторного регулятора напруги може бути реле-регулятор РР362 (рис.4.2.), який встановлений на автомобілях ГАЗ-53А, ГАЗ-52-04, ЗІЛ-130. “Москвич”. Він працює разом з генера­тором Г250 багатьох модефікацій. Зараз регулятор цього типу знятий з виробництва, проте ще поширений в експлуатації.

Реле регулятор містить транзистор VT1 та два електромагнітні реле: регулятор напруги КV та реле захисту КА. Функцію контактів виконує транзистор VT1, який увімкнутий через діод VD2 у коло обмотки збудження. Керування транзистором VT1 здійснюється за допомогою регулятора напруги КV із двома парами контактів КVI та KV2. Обмотка регулятора напруги КV увімкнута за схемою з прискорювальним резистором R1. Термокомпенсація регулятора напруги здійснюється резистором R_т та підвіскою якірця на термобіметалевій пластинці.

Рис.4.2.Схема контактно-транзисторного регулятора напруги РР-362.

Реле захисту КА охороняє транзистор VT1 від коротких замикань у колі обмотки збудження. Замикальні контакти КА1 увімкнуті пара­лельно контактам регулятора напруги KV2.

Діод VD3 шунтує обмотку збудження, щоб запобігти пробиванню транзистора VT1 від ЕРС самоіндукції, що виникає в обмотці збуджен­ня генератора під час розмикання контактів регулятора напруги.

Після ввімкнення замка запалювання S і до моменту спрацьову­вання регулятора напруги, тобто до досягнення генератором регу­льованої напруги, транзистор VT1 відкривається, оскільки має місце струм бази: позитивний вивід акумуляторної батареї чи генерато­ра — замок запалювання S — затискач ВЗ — діод VD2 — емітер-ба­за транзистора VT1 — резистор бази R3 — затискач М — корпус автомобіля.

Тому через обмотку збудження генератора протікає струм по колу: позитивний вивід акумуляторної батареї чи генератора — замок за­палювання S — затискач В3 — діод VD2 — емітер-колектор транзисто­ра VT1 — затискачі Ш регулятора та генератора — обмотка збуджен­ня генератора — корпус автомобі­ля — негативний вивід акумулятор­ної батареї чи генератора.

Опір VD2 та емітерно-колекторний перехід транзистора незначний, а тому струм збудження генератора максимальний і визначається лише опором самої обмотки збудження.

Крім названих кіл, струм одночас­но протікає через обмотку регулятоpa напруги KV, по колу; затискач ВЗ — діод VD2 — прискорювальний резистор Rl — обмотка KV— термокомпенсаційний резистор R^ — затискач М — маса. В цей же час через замкнуті контакти KV1 струм протікає і через обмотку реле захисту: затискач ВЗ — замкнуті контак­ти KV1 — обмотка реле захисту КА — затискачі Ш регулятора та генератора — обмотка збудження — маса. Проте внаслідок незначної сили струму в цьому колі намагнічення осердя реле захисту також мале, що не дає змоги притягнути якірець та замкнути контакти КА1.

Якщо оберти двигуна збільшаться і напруга генератора досягне регульованого значення, то струм в обмотці KV зросте до значення, за якого ЕМС долає зусилля пружини і контакти KV1 розімкнуться, а контакти KV2 замкнуться. Тоді на базу транзистора подаватиметься позитивний потенціал генератора. Потенціал емітера стане трохи менший за потенціал бази внаслідок спаду напруги на діоді VD2 і транзистор VT1 закриється.

У цьому разі струм збудження протікає по колу: позитивний вивід генератора — замок запалювання 5 — затискач ВЗ — діод VD2 — послідовно з'єднані опори R1 та Rд — затискачі Ш регулятора та генератора — обмотка збудження генератора — маса.

Протікання струму через великий опір Rд зменшить його в обмот­ці збудження, що призведе до зменшення магнітного потоку в об­мотці збудження та напруги генератора,

Зменшення напруги в обмотці KV спричинить розмикання кон­тактів KV2, замикання контактів KV1, відкриття транзистора VT1, описаний процес повторюється, забезпечуючи сталість регульованої напруги.

Недоліком регуляторів мішаного типу є нестабільність регулю­вальної напруги, оскільки внаслідок старіння змінюються характе­ристики пружини регулятора. Тому в експлуатації такі регулятори як і вібраційні мають періодично перевірятись. Цього недоліку не­має в електронних безконтактних регуляторах напруги. В практиці можливо зустріти безліч конструкцій цих регуляторів.