Электронные регуляторы напряжения

В настоящее время взамен регуляторов напряжения с электромеханическими реле (недостаточная надежность, недолговечность) выпускаются электронные регуляторы, где реле заменены электронными приборами. Принципиальная схема бесконтактного регулятора напряжения РР 350-А приведена на рисунке 1. Она содержит ряд функциональных каскадов.

Делитель напряжения состоит из резисторов R1, R2, R3, R_r, дросселя.

Контур сравнения, включающий стабилитрон V1, транзистор V2 и резисторы R4, R5.

Рисунок 1. Схема бесконтактного регулятора напряжения РР 350-А с генератором

Усилительный контур, состоящий из транзистора V₃, диода V4 и резисторов R6, R7.

Регулирующий напряжение каскад, состоящий из силового транзистора V5, диодов V6, V7 и резистора R8.

Стабилитрон (или опорный диод) – это специальный тип кремниевого диода, рабочий режим которого происходит при пробое р-n перехода обратным напряжением.

После включения зажигания текут токи от батареи GB через делитель напряжения. При этом транзистор V2 остается в замкнутом состоянии, а транзисторы V3 и V5 открываются под действием токов управления, текущих через их базы. Таким образом, перед пуском двигателя обеспечивается полное возбуждение генератора от батареи. Когда выпрямленное напряжение достигает регулируемого уровня, стабилитрон пробивается через резистор R4 и течет ток управления транзистора V2. Транзистор V2 открывается, а транзисторы V3 и V5 закрываются. Ток в обмотке возбуждения резко уменьшается, так как он течет через резистор R8. Напряжение генератора быстро уменьшается и процесс повторяется.

Гасящий диод V7 предохраняет транзистор V5 от перенапряжения и пробоя токами ЭДС самоиндукции.

Резистор обратной связи R_ос обеспечивает четкое релейное переключение транзисторов V2 и V3.

Дроссель Д_р сглаживает пульсацию выпрямленного напряжения в делителе и тем самым устраняет ложное срабатывание стабилитрона.

Генераторные установки с интегральными

Регуляторами напряжения

Развитие современной микроэлектроники привело к созданию интегральных регуляторов напряжения (ИРН), которые благодаря их малым размерам и «массе» встраиваются в генераторы. Генераторная установка 15.3701 (рисунок 2) представляет собой бесконтактную индукторную пятифазную одноименнополюсную машину с односторонним электромагнитным возбуждением, встроенным интегральным регулятором напряжения Я 112 Б основным и дополнительным выпрямителями.

Схема и работа интегрального регулятора напряжения Я 112 Б аналогична электронному регулятору напряжения.

Рисунок 2. Схема генераторной установки 15.3701

При включении «массы» аккумуляторной батареи ее ток течет через входной делитель напряжения, а также через резистор R_б, безоэмиттерные переходы составного транзистора V2-V3 и резистор R5. Составной транзистор открывается и пропускает незначительный ток через резистор R_n в обмотку возбуждения генератора. Когда напряжение генератора достигает регулируемого значения, увеличивается ток в делителе напряжения и возрастает падение напряжения на резисторе R_рег. При этом стабилитрон переходит в проводящее состояние и потенциал базы входного транзистора V1 повышается. Последний открывается и шунтирует переходы база – эмиттер составного транзистора V2-V3. Транзисторы V2-V3 закрываются и замыкают цепь питания обмотки возбуждения. Ток в обмотке возбуждения снижается: его некоторое время поддерживает ЭДС самоиндукции, ток которой замыкается через гасящий диод V_r. Напряжение генератора снижается, уменьшается падение напряжения на резисторе R_рег, стабилитрон переходит в непроводящее состояние, транзистор V1 закрывается, а транзисторы V2-V3 открываются, ток в обмотке возбуждения увеличивается, и напряжение генератора повышается выше регулируемого уровня; процесс повторяется.

Порядок выполнения работы

1. Рассмотрите на реле-регуляторах расположение регулятора напряжения, реле защиты, транзистора, диодов и резисторов, выводов обмоток и клемм, стабилитрона и т.д.

2. Пользуясь плакатом, проследите на реле-регуляторах пути токов в чувствительный элемент (измеритель напряжения) регулятора напряжения и в обмотку возбуждения генератора при открытом и закрытом состоянии транзисторов.

3. Обратите внимание на регулируемое напряжение регуляторами РР 350-А, Я 112-А, Я 112-Б и технические характеристики генераторных установок.

4. Изучите процессы регулирования напряжения по схемам генераторных установок 17.3701, 15.3701, 13.3701, 46.3701, 32.3701 с РН 201.3702.

5. Проследите пути токов в обмотку возбуждения генераторов при закрытом и открытом состоянии опорного стабилитрона контура сравнения.

6. Объясните назначение дополнительного однополупериодного выпрямителя (из трех кремниевых диодов) генераторных установок 15.3701, 13.3701, 46.3701.

7. На стенде КИ 968 проверить работу генераторной установки (по указанию преподавателя).

Содержание отчета

1. Приведите в лабораторной тетради схему генераторной установки заданной Вам модели трактора или автомобиля, покажите на ней пути токов в обмотку возбуждения при закрытом и открытом состоянии выходного транзистора, а также в измерительный (чувствительный) элемент регулятора напряжения. Обозначьте и перечислите элементы схемы и объясните их назначение.

2. Приведите условия, результаты проверки и регулировки реле-регулятора _____ на стенде _____.

Регулируемая (проверяемая) величина	Приборы и номер детали по схеме	Условия проверки	Результаты замеров
Частота вращения генератора, мин-1	Ток нагрузки генератора, А	до регули-ровки	после регули-ровки	должно быть
Регулируемое напряжение, В

3. Оценка исправности реле-регулятора (по результатам проверки).

4. Приведите основные неисправности реле-регуляторов и способы их определения и устранения.

6. Контрольные вопросы

1. Покажите цепи токов в обмотку возбуждения генератора при включении зажигания на автомобиле и массы на тракторе.

2. Объясните устройство и принцип работы транзистора типа Р-Н-Р, Н-Р-Н.

3. Покажите цепь тока возбуждения генератора при закрытом транзисторе.

4. Объясните как закрывается транзистор.

5. Объясните назначение и работу диода запирания и гасящего диода.

6. Объясните работу реле защиты.

7. Какое напряжение генератора должен поддерживать регулятор?

8. Как работают регуляторы напряжения РР 350-А, Я 112-А, Я 112-Б, 201.3702?

9. Какие клеммы имеют бесконтактные и интегральные регуляторы напряжения и с чем они соединены?

10. При каком напряжении генератора открывается стабилитрон?

11. Когда происходит открытие стабилитрона и транзистора чувствительного каскада регулятора напряжений?

12. Для чего установлены делитель напряжения, резистор температурной компенсации на регуляторе напряжения РР 350-А?

13. Что происходит с выходными транзисторами при закрытии и открытии стабилитрона чувствительного каскада у регуляторов напряжения РР 350-А?

14. Как проверяют напряжение генератора Г-250-И1 при работе с реле-регулятором РР 350-А?

15. Как настраивают реле-регулятор РР 350-А на требуемое напряжение?

16. Чем отличаются интегральные регуляторы напряжения Я 112-А и Я 112-Б?

17. Как определить неисправный элемент (генератор или интегральный регулятор напряжения) в генераторной установке?

18. Какую неисправность в генераторной установке переменного тока вызовет неправильное (обратное) включение аккумуляторной батареи в сеть?

7. Задание для самостоятельной работы

1. Исходя из рекомендуемой литературы (список приведен в конце методических указаний), изучить раздел «Регуляторы напряжения».

При изучении обратить внимание на: особенности конструкции и принцип работы реле-регуляторов, работу транзистора, стабилитрона, диода. Уяснить способы обнаружения и устранения неисправностей генераторных установок, правильность подключения реле-регулятора в генераторной установке.

2. Заполните таблицу и дайте ответы на поставленные вопросы по испытанию реле-регулятора.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

Системы зажигания

Цель работы: изучить конструкции, принцип действия агрегатов и различных систем зажигания (батарейной, контактно-транзисторной, бесконтактной, микропроцессорной, экономайзера принудительного холостого хода). Научиться собирать их схемы.

Материальное обеспечение и пособия: препарированные и разрезные агрегаты (катушки зажигания, транзисторные коммутаторы, прерыватели-распределители, свечи, дополнительные резисторы, комплект плакатов, макеты, стенд КИ-968 с установленными системами зажигания). Набор плоских щупов 0,05 – 1,0 мм (для проверки зазора между электродами свечей), отвертки, плоскогубцы, гаечные ключи 9, 10, 12 мм.

Общие сведения