Меню

Бесконтактный транзисторный регулятор напряжения генератора

Принцип работы регулятора напряжения

date image2015-05-13
views image8316

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Введение

Цель – изучение конструкции и диагностических параметров регуляторов напряжения.

1. Рассмотреть конструкции регуляторов напряжения.

2. Изучить порядок подключения генератора и регулятора напряжения к установке.

3. Снять диагностические параметры регулятора напряжения согласно порядку выполнения лабораторной работы.

4. Дать оценку полученным результатам.

5. Составить отчет о проделанной работе.

Теория

Принцип работы регулятора напряжения

Регулятор напряжения поддерживает напряжение бортовой сети в заданных пределах во всех режимах работы — при изменении частоты вращения ротора генератора, электрической нагрузки, температуры окружающей среды. Кроме того, он может выполнять дополнительные функции — защищать элементы генераторной установки от аварийных режимов и перегрузок, автоматически включать в бортовую сеть силовую цепь генераторной установки или обмотку возбуждения.

По своей конструкции регуляторы делятся на бесконтактные транзисторные, контактно-транзисторные и вибрационные (реле-регуляторы). Разновидностью бесконтактных транзисторных регуляторов являются интегральные регуляторы, выполняемые по специальной гибридной технологии, или монолитные — на монокристалле кремния. Несмотря на столь разнообразное конструктивное исполнение, все регуляторы работают по единому принципу.

Напряжение генератора зависит от трех факторов — частоты вращения его ротора, силы тока нагрузки и величины магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения, который зависит от силы тока в этой обмотке. Любой регулятор напряжения содержит:

· чувствительный элемент, воспринимающий напряжение генератора (обычно это делитель напряжения на входе регулятора),

· элемент сравнения, в котором напряжение генератора сравнивается с эталонной величиной,

· регулирующий орган, изменяющий силу тока в обмотке возбуждения, если напряжение генератора отличается от эталонной величины.

В реальных регуляторах эталонной величиной может быть не обязательно электрическое напряжение, но и любая физическая величина, достаточно стабильно сохраняющая свое значение, например, сила натяжения пружины в вибрационных и контактно-транзисторных регуляторах.

Читайте также:  Диапазон напряжения для телевизора

В транзисторных регуляторах эталонной величиной является напряжение стабилизации стабилитрона, к которому напряжение генератора подводится через делитель напряжения. Управление током в обмотке возбуждения осуществляется электронным или электромагнитным реле.

Частота вращения ротора и нагрузка генератора изменяются в соответствии с режимом работы автомобиля, а регулятор напряжения любого типа компенсирует влияние этого изменения на напряжение генератора воздействием на ток в обмотке возбуждения. При этом вибрационный или контактно-транзисторный регулятор включает в цепь и выключает из цепи обмотки возбуждения последовательно резистор (в двухступенчатых вибрационных регуляторах при работе на второй ступени «закорачивает» эту обмотку на массу), а бесконтактный транзисторный регулятор напряжения периодически подключает и отключает обмотку возбуждения от цепи питания.

В обоих вариантах изменение тока возбуждения достигается за счет перераспределения времени нахождения переключающего элемента регулятора во включенном и выключенном состояниях.

Если сила тока возбуждения должна быть, например, для стабилизации напряжения, увеличена, то в вибрационном и контактно-транзисторном регуляторах время включения резистора уменьшается по сравнению со временем его отключения, а в транзисторном регуляторе время включения обмотки возбуждения в цепь питания увеличивается по отношению к времени ее отключения.

На Рис. 2.1 показано влияние работы регулятора на силу тока в обмотке возбуждения для двух частот вращения ротора генератора n1 и n2, причем частота вращения n2 больше, чем n1.

При большей частоте вращения относительное время включения обмотки возбуждения в цепь питания транзисторным регулятором напряжения уменьшается, среднее значение силы тока возбуждения уменьшается, чем и достигается стабилизация напряжения.

Рис. 2.1. Изменение тока в обмотке возбуждения

при различной частоте вращения ротора n(n2>n1)

tвкл и tвыкл – время нахождения реле соответственно во включенном и выключенном состояниях.

Читайте также:  Низкое напряжение при пуске

С ростом нагрузки напряжение уменьшается, относительное время включения обмотки увеличивается, среднее значение силы тока возрастает таким образом, что напряжение генераторной установки остается практически неизменным.

На Рис. 2.2 представлены типичные регулировочные характеристики генераторной установки, показывающие, как изменяется сила тока в обмотке возбуждения при неизменном напряжении и изменении частоты вращения или силы тока нагрузки. Нижний предел частоты переключения регулятора составляет 25—30 Гц.

Рис. 2.2. Зависимость напряжения генератора и силы тока в обмотке возбуждения от частоты вращения (а) и силы тока в нагрузке (в)

Источник



Электронные бесконтактные регуляторы напряжения. Конструкция

Конструкция регуляторов напряжения, располагаемых вне генератора и соединенных с ним через провода бортовой сети, в основном идентична. Такие регуляторы можно разделить на две группы — регуляторы с металлическим корпусом-крышкой и регуляторы в пласт­массовом корпусе.

При разработке полупроводниковых регуляторов напряжения учи­тываются особенности полупроводниковых приборов и используются современные достижения в области полупроводниковой техники, связанные с новейшей технологией изготовления — технологией ин­тегральных схем.

Особенностью электронных изделий является блочный принцип построения конструкций. В таком случае открываются широкие воз­можности для унификации и стандартизации элементов, что позволя­ет применять в производстве прогрессивные методы обработки, сбор­ки и монтажа с высокопроизводительным автоматизированным обо­рудованием.

По конструктивным признакам бесконтактные транзисторные ре­гуляторы напряжения относятся к блокам со смешанным монтажом и навесными электрическими элементами. Монтаж платы — печатный, внутриблочный монтаж — объемный.

Конструкция регулятора напряжения 13.3702

Рис. Конструкция регулятора напряжения 13.3702:
1 — крышка; 2 — плата; 3 — основание; 4 — поддон.

Элементы схемы, кроме выходного транзистора, расположены ме­жду печатной платой 2 и основанием 3. Входной транзистор VT1 установлен на плате в специальном чашеобразном держате­ле. Транзистор VT2 находится непосредственно на плате. Выходной транзистор VT3 прикреплен к основанию (теплоотводу) 3 Печатная плата крепится к основанию с помощью стоек, которые являются продолжением выводов «+» и «Ш.» В отверстии стойки «+» закреплен гасящий диод VD4. Предохранитель F располо­жен на наружной стороне основания регулятора.

Читайте также:  Схема релейной защиты трансформатор напряжения нами

Печатная плата вместе с основанием двумя винтами закреплена внутри крышки 1. Через прорезь в поддоне 4 виден волосок предохра­нителя, что позволяет проверить его работоспособность.

Основой печатной платы является листовой или фольгированный электротехнический стеклотекстолит. Фольгированный стеклотекстолит с одной или двух сторон облицован красно-медной электротехнической фольгой толщиной 0,035 и 0,05 мм. На поверхность этого основания наносят печатный монтаж, выполняющий функции монтажных проводов, разъемов и контактных деталей. Одно из возможных креплений элементов на печатной плате показа­но на рисунке б.

Печатная плата

Рис. Печатная плата:
1 — плата; 2 — диод

При размещении навесных элементов (резисторов, стабилитрона, диода, катушки индуктивности) в печатном узле регулятора руковод­ствуются следующим:

  • установка элементов должна предусматривать доступ к ним и легкую их замену
  • должна быть предусмотрена возможность ручной или механизированной установки элементов, пайки и последующей защиты лаковыми покрытиями
  • элементы должны размещаться параллельно поверхности платы со стороны, противоположной размещению печатных проводников

Схема интегрального регулятора напряжения Я112

Рис. Схема интегрального регулятора напряжения Я112

Встраиваемые в генераторы регуляторы напряжения выпускаются в гибридном интегральном исполнении, представляющем собой комбинацию пленочных резисторов, выполненных на керамической изо­ляционной подложке, с миниатюрными дискретными элементами -конденсаторами, диодами, транзисторами.

Источник