Меню

Контактно транзисторный регулятор напряжения генератора

Устройство контактно-транзисторных реле-регуля­торов

Изучение устройства и принципа действия автотранс­портного контактно-транзисторного реле-регулятора (на примере реле-ре­гулятора РР 362).

2. Краткие сведения

Контактно-транспортный реле-регулятор РР 362 пред­назна­чен для регулирования напряжения генератора пере­менного тока в 12-вольтовой системе электрооборудования и состоит из сле­дующих основных функциональных элементов:

— регулирующего элемента — полупроводникового герма­ниевого транзистора;

— управляющего электромагнитного регулятора напря­жения;

— электромагнитного реле защиты транзистора от корот­ких замыканий в цепи возбуждения генератора.

Принципиальная схема контактно-транзисторного реле-регу­лятора РР 362 представлена на рис. 4.1. Регулятор напря­жения и реле защиты имеют аналогичную конструкцию и представляют собой электромагнитное реле клапанного типа.

Магнитная система регулятора напряжения и реле за­щиты включает в себя П-образное ярмо, сердечник с обмот­кой и яко­рей. Сердечник, якорек и ярмо изготовлены из ма­лоуглеродистой стали и являются магнитопроводом.

Электромагнитный регулятор напряжения имеет две пары контактов KV1:1 и KV1:2. Верхняя пара контактов KV1:1 в нерабочем состоянии, постоянно замкнута. Подвиж­ной контакт регулятора напряжения и реле защиты (контакт якоря) электрически соединен с корпусом (магнитопроводом) реле. Обмотка ре­гулятора напряжения KV1, выполненная из провода марки ПЭТВ, диаметром 0,29 мм имеет 1240 витков, сопротивление 17 Ом. Для повышения частоты переключения транзистора VT в схему вве­дено сопротивление обратной связи R4=240 Ом. Для компен­сации влияния температуры окружающей среды на уровень регули­руемого напряжения генератора обмотка регулятора напряжения KV1включена через термокомпенсирующее сопротивление RK=15 Ом намо­танное проводом диаметром 0,3 мм, содержащее 82 витка, к общей точке ускоряющего сопротивления R1 и добавочного со­противления R2. Ускоряющее сопротивление R1, равное 4,5 Ома, выполнено из провода марки ПЭК, диаметром 0,3 мм, содер­жит 23 витка.

Рис. 4.1. Электрическая схема контактно-транзисторного реле-регулятора РР 362:

KV1 – обмотка регулятора напряжения; RK – сопротивление термокомпенсирующее; R1 – сопротивление ускоряющее; R2 – сопротивление добавочное; KV1:1, KV1:2 – контакты регулятора напряжения; KV2:1 — контакты реле защиты; VT – транзистор; VD1 — диод смещения; VD2 – диод гасящий; КV2 – обмотка реле защиты; R3 – сопротивление базы; R4 — сопротивление обратной связи; В3, Ш, М – клеммы реле-регулятора.

Добавочное сопротивление представлено резистором типа МЛТ-2 и составляет 62 Ома. На сердечнике электромаг­нита реле защиты расположена обмотка KV2, которая вклю­чена через нормально-замкнутые контакты KV1:1 и диод смещения VD1параллельно транзистору VT. Обмотка реле защиты KV2, как и обмотка регулятора напряжения KV1, на­матывается проводом марки ПЭТВ, диаметром 0,29 мм, имеет 1240 витков и сопротивле­ние 17 Ом.

В отсеке, отделенном от блока электромагнитных реле пере­городкой, имеющейся на внутренней части крышки, вы­полненной литьем из цинкового сплава, расположены транзи­стор VTтипа П 217 и два диода — диод смещения VD1 типа Д 242 и гасящий диод VD2типа КД 202. Транзистор VT, кото­рый для лучшего охлаждения крепится на теплоотводе, рабо­тает в режиме ключа и управляется нормально-разомкнутнми серебряными контактами ре­гулятора напряжения KV1:2.

В цепь базы транзистора для обеспечения необходимой сте­пени его насыщения включено сопротивление R3 величи­ной 40 Ом.

Диод смещения VD1 служит для обеспечения необхо­димой величины запирающего напряжения на входе транзи­стора и момен­ты его запертого состояния, когда контакты КV1:2 замыкаются.

Защита транзистора VT от перенапряжений, обуслов­ленных индуктивностью обмотки возбуждения генератора, обеспечивается гасящим диодом VD2, включенным парал­лельно обмотке воз­буждения.

Регулятор напряжения, реле защиты и теплоотвод тран­зистора крепятся на текстолитовой панели, устанавливаются в корпусе ре­ле-регулятора, выполненном методом литья из цинкового сплава ЦАМЧ-1, и сверху закрываются крышкой. В блоке электромагнитных реле под панелью расположены сопротивления. Крышка над блоком полупроводниковых элементов имеет отверстия (жалюзи) для улуч­шения условий отвода тепла от транзистора.

Между крышкой и основанием расположена уплотни­тельная резиновая прокладка.

На реле-регуляторе РР 362 имеются две клеммы: клемма Ш, которая соединяется с обмоткой возбуждения ге­нератора через клемму Ш на генераторе, и клемма В3 (плю­совой вывод реле-ре­гулятора), соединяющаяся через кон­такты включателя зажигания с плюсовой клеммой генера­тора. Это сделано для того, чтобы при не работающем двига­теле (при отключенном включателе за­жигания) не было бы разряда аккумуляторной батареи через реле-регулятор на об­мотку возбуждения генератора.

Масса М (минусовой вывод, выполненный в виде винта) реле-регулятора соединена с массой (минусовым выводом) генератора.

Принцип действия регулятора напряжения и реле за­щиты заключается в следующем:

В нерабочем состоянии нижняя пара контактов регуля­тора напряжения KV1:2 и контактная пара реле защиты KV2:1 за счет усилия пружин находятся в разомкнутом состоянии. При малой частоте вращения ротора генератора, когда на­пряжение его ниже величины регулируемого напряжения (13,8…14,6 В), германиевый транзистор VT открыт и сопро­тивление его перехода эмиттер-коллектор осень мало. Через обмотку возбуждения генератора протекает ток возбуждения, который замыкается по цепи: клемма В3, диод смещения VD1, переход эмиттер-коллектор транзистора VT, клемма Ш, обмотка возбуждения генератора и масса. В этом случае ве­личина тока возбуждения определяется в основном только сопротивлением обмотки возбуждения генератора.

Читайте также:  Стабилизатор пониженного напряжения трехфазный

Одновременно ток протекает и по цепи обмотки регуля­тора напряжения и по цепи реле защиты. После диода смеще­ния VD1 часть тока ответвляется по пути: ускоряющее сопро­тивление R1, обмотка регулятора напряжения KV1, термо­компенсирующее сопротивление RK, масса, а также ток про­текает через замкнутые контакты KV1:1 регулятора напряже­ния на обмотку реле защиты KV2. однако контакты реле за­щиты остаются в разомкнутом состоянии, так как величина тока в обмотке KV2 ограничена сопротивлением обмотки возбуждения и недостаточна для необходимого намагничива­ния сердечника реле-защиты и притяжения его якорька.

При достижении генератором напряжения, равного ре­гулируе­мому напряжению, электромагнитное усилие, созда­ваемое ампервитками обмотки регулятора напряжения KV1, преодолевает уси­лие пружины. Якорек реле притягивается к сердечнику и контакты КV1:2 замыкаются. При этом на базу транзистора подается положительный потенциал, превы­шающий потенциал эмиттера на ве­личину падения напряже­ния на диоде смещения VD1 за счет протекания через него тока, и транзистор VT надежно запи­рается.

При запирания транзистора в цепь обмотки возбужде­ния после­довательно включается ускоряющее сопротивление R1 и добавочное сопротивление R2, ток возбуждения генера­тора резко уменьшается и напряжения генератора снижается. Последнее приводит к размыканию контактов KV1:2регуля­тора напряжения и транзистор VT снова открывается.

В дальнейшем вес процесс замыкания и размыкания контактов KV1:2 электромагнитного регулятора напряжения периодически повторяется, что и обеспечивает регулирование напряжения гене­ратора в необходимых пределах 13,8. 14,6 В.

В случае короткого замыкания клеммы Ш массу об­мотка воз­буждения обесточивается. Напряжение генератора снижается прак­тически до нуля и под действием усилия пру­жины контактная пара регулятора напряжения KV1:1 замыка­ется, включая обмотку реле защиты KV2 под напряжение ак­кумуляторной батареи. Реле заши­ты срабатывает, замыкая контакты KV2:1.

Транзистор VT переключается в состояние отсечки. Кон­такты реле защиты KV2:1будут оставаться в замкнутом состоя­нии до тех пор, пока не будет устранено короткое за­мыкание в цепи обмотки возбуждения генератора. После уст­ранения короткого замыкания ток в обмотке реле защиты KV2, замыкающийся теперь через обмотку возбуждения, резко снижается, контакты KV2:1 размыкаются и реле за­щиты возвращается в исходное состоя­ние.

Контактно-транзисторный регулятор напряжения по сравнению с контактно-вибрационным обеспечивает повы­шенную надежность и долговечность работы при больших значениях тока возбуждения генератора, так как через кон­такты проходит ток управления транзистора (0,1. 0,2 А) и практически отсутствует износ кон­тактов. Недостатком кон­тактно-транзисторного регулятора напря­жения является раз­регулировка — изменение величины регулируе­мого напряже­ния и эксплуатации из-за старения упругих элемен­тов элек­тромагнитного регулятора (якорька, пружины и др.).

3. Учебные пособия, приспособления и инструменты.

3.1. Реле-регуляторы, отдельные узлы и детали реле-регу­ляторов, учебные плакаты.

3.2. Приспособления и инструменты — отвертка, торцо­вый ключ, пинцет, паяльник, лгун, тестер.

4. Порядок проведения работы

4.1. Изучить устройство регулятора напряжения, реле защи­ты и реле-регулятора в сборе.

4.2. Изучить принцип работы регулятора напряжения и реле защиты.

4.3. Произвести разборку реле-регулятора.

4.4. Замерить тестером сопротивление обмотки регуля­тора напряжения.

4.5. Ознакомиться с магнитной системой регулятора напря­жения.

4.6. Ознакомиться с электрической схемой соедине­ния эле­ментов (транзистора и диодов) панели теплоотвода.

4.7. Нарисовать электрическую монтажную схему со­единения элементов (электромагнитов и сопротивлений) па­нели в сборе.

4.8. Произвести сборку реле-регулятора в последова­тель­ности, обратной разборке.

4.9. Отрегулировать с помощью щупов зазоры в уз­лах регу­лятора напряжения:

— зазор между якорем и сердечником при разомкнутых кон­тактах (1,4. 1,5 мм);

— зазор между контактами (0,2. 0,3 мм).

5. Оформление отчета

Отчет по выполненной работе должен содержать:

5.1. Тип изучаемого реле-регулятора и его краткая тех­ни­ческая характеристика.

5.2. Краткое описание устройства и принципа работы реле-регулятора.

5.3. Электрическая схема контактно-транзисторного реле-регулятора.

5.4. Эскиз магнитной цепи регулятора напряжения.

5.5. Назначение и технические характеристики полу­провод­никовых приборов и других элементов реле-регуля­тора.

5.6. Преимущества и недостатки контактно-транзи­сторного реле-регулятора.

6. Контрольные вопросы

6.1. Как устроено контактно-транзисторный реле-регу­лятор?

6.2. Объясните назначение полупроводниковых дио­дов в реле-регуляторе.

6.3. Как производится регулировка величины регули­руемого напряжения?

6.4. Как работает реле защиты?

6.5. Укажите преимущества контактно-транзистор­ного регу­лятора напряжения по сравнению с контактно-виб­рационным регуля­тором.

6.6. Какие материалы применяют в реле-регуляторе и какие требования к ним предъявляют?

6.7. Какой тип транзистора используется в реле-регу­ляторе и каковы его основные параметры?

Читайте также:  Для тушения электроустановок находящихся под напряжением применяют огнетушители тест

6.8. В каком режиме работает транзистор?

6.9. Как осуществляется охлаждение полупроводнико­вых элементов в реле-регуляторе?

6.10. Укажите на схеме путь тока возбуждения при ра­зомкну­той нижней паре контактов регулятора напряжения.

6.11. Укажите на схеме путь тока возбуждения при замкнутой нижней паре контактов регулятора напряжения.

Источник



Контактно транзисторный регулятор напряжения генератора

Контактно-транзисторные и транзисторные реле-регуляторы автомобилей

В настоящее время на автомобилях с генераторами переменного тока в основном работают транзисторные реле-регуляторы, которые, как правило, включают в себя только регулятор напряжения. Необходимость в ограничителе тока и реле обратного тока отпала, так как генератор переменного тока обладает свойством самоограничения тока нагрузки, а роль реле обратного тока выполняет выпрямительное устройство генератора.

Работает контактно-транзисторный регулятор напряжения следующим образом. При напряжении генератора меньше регулируемой величины контакты под действием пружины разомкнуты, транзистор открыт, ток в обмотке возбуждения ограничивается незначительно, следовательно, не ограничивается напряжение генератора. При напряжении генератора выше регулируемой величины сердечник намагничивается током обмотки настолько, что, преодолевая усилие пружины, притягивает якорь и замыкает контакты, через которые на базу транзистора подается плюс, и транзистор закрыва ется. Ток возбуждения проходит только через добавочный рези стор R2. Это приводит к резкому уменьшению силы тока в обмотке возбуждения и снижению напряжения генератора. С понижением напряжения генератора уменьшается и ток в обмотке, вследствие чего усилием пружины контакты размыкаются и цепь обмотки возбуждения замыкается опять через открытый транзистор, напряжение генератора возрастает. Таким образом, обеспечивается величина напряжения генератора постоянной независимо от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Контактно-транзисторный реле-регулятор РР362 некоторое время ставился на автомобиле ГАЗ -66 (на автомобиле ГЛЗ -53А он устанавливается и в настоящее время), но затем был заменен на бесконтактный реле-регулятор РР350-А. Реле-регулягор РР362 состоит из регулятора напряжения и реле защиты, роль которого сводится к автоматической защите транзистора от большой силы тока при случайном замыкании клемм Ш цепи обмотки возбуждения на массу.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рис. 1. Схема элементарного контактно-транзисторного регулятора напряжения:
1 — контакты; 2 — пружина; 3 — сердечник; 4 — обмотка

Транзисторные реле-регуляторы имеют ряд преимуществ перед контактными (они не требуют в процесса эксплуатации, каких-либо регулировок, надежны, долговечны).

Принцип действия транзисторного регулятора напряжения рассмотрим на примере простейшей электрической схемы. При напряжении генератора меньше регулируемой величины стабилитрон Д1 закрыт и на базу транзистора 77 через резистор базы R1 подается плюс. Транзистор Т1 открыт, и ток в обмотке возбуждения не ограничивается, а следовательно, не ограничивается и напряжение генератора. При напряжении генератора больше регулируемой величины стабилитрон Д1 пробивается и база транзистора 77 соединяется с минусом. Транзистор закрывается, и току обмотки возбуждения генератора остается путь только через добавочный резистор R2, вследствие чего уменьшаются сила тока в ней и напряжение генератора. С уменьшением напряжения стабилитрон Д1 закрывается, а транзистор 77 открывается, шунтируя добавочный резистор R2, напряжение генератора снова возрастает до регулируемой величины, оставаясь в пределах регулирования независимо от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Реле-регулятор РР350-А (рис. 55) выполнен на трех германиевых транзисторах типа р — п — р и работает с генераторами Г250-В2 и Г250-И1. На штепсельный разъем выведены три клеммы (« + », LU и М), которыми регулятор подключается в схему электрооборудования.

При напряжении генератора меньше 13,9—14,6 В стабилитрон Д1 закрыт, вследствие чего транзистор 77 тоже закрыт. При этом через открытые транзисторы Т2 и ТЗ проходят соответственно ток базы транзистора ТЗ и ток обмотки возбуждения генератора, который не ограничивается, а следовательно, не ограничивается и напряжение генератора. С увеличением частоты вращения ротора, когда напряжение генератора достигает 13,9—14,6 В, стабилитрон Д1 пробивается, транзистор 77 открывается, транзисторы Т2 и ТЗ закрываются. В этом случае ток в обмотку возбуждения генератора поступает только через добавочный резистор R8, и, естественно, уменьшается напряжение генератора до момента закрытия стабилитрона Д1. С закрытием стабилитрона ток в обмотку возбуждения течет через! открытый транзистор ТЗ. Напряжение генератора начнет воз/ растать до следующего открытия стабилитрона. Таким образом, напряжение генератора поддерживается стабильным независимо от частоты вращения коленчатого вала двигателя (ротора генератора).

Рис. 2. Простейшая электрическая схема генератора с транзисторным регулятором напряжения:
1 — генератор: 2 — регулятор напряжения

Остальные элементы в схеме регулятора напряжения выполняют различные вспомогательные функции, необходимые для обеспечения четкости и надежности работы прибора.

Реле-регулятор РР132 выполнен на двух кремниевых транзисторах типа n — р — n и работает с генераторами Г250-П1 и Г287. Регулятор имеет клеммы « + » и Ш, которыми подключается в цепь. Роль минусовой клеммы выполняет винт, к которому крепится минусовый провод.

Читайте также:  Что будет если поставить конденсатор меньшего напряжения

Рис. 3. Транзисторный реле-регулятор РР350-А:
а—общий вид; б — электрическая схема 112

При напряжении генератора меньше 13,9—14,6 В стабилитрон Д4 закрыт, закрыт и транзистор Т1, так как его база через резистор R3 соединена с минусом. На базу транзистора Т2 через резистор R5, диоды Д2 и ДЗ подается положительный потенциал, вследствие чего транзистор 72, открываясь, пропускает ток в обмотку возбуждения генератора. Напряжение генератора увеличивается.

При напряжении генератора 13,9—14,6 В стабилитрон Д4 и транзистор 77 открываются. При этом напряжение на базе транзистора Т2 резко уменьшается, вследствие чего транзистор Т2 закрывается, выключая ток обмотки возбуждения генератора. Напряжение генератора понижается до тех пор, пока не закроется стабилитрон и не появится ток возбуждения через транзистор Т2. Рассмотренный процесс повторяется, поддерживая величину напряжения генератора постоянной независимо от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Остальные элементы реле-регуляторе РР132 выполняют вспомогательные функции.

Рис. 4. Транзисторным реле-регулятор PPI32
а — общий вид; 6 — электрическая схема

Во время эксплуатации транзисторные реле-регуляторы не требуют каких-либо регулировок и вскрывать их нет необходимости.

Источник

Контактно-транзисторные регуляторы напряжения РР362; РР363; 21.3702

Контактно-транзисторные регуляторы напряжения РР362; РР363; 21.3702

Применение контактно-транзисторных регуляторов (КТР) являлось переходным этапом от вибрационных реле-регуляторов к транзисторным регуляторам напряжения. В КТР РР362 (РР362А) (см. рис. 1) током в обмотке возбуждения управляет транзистор VT, а управление транзистором осуществляет реле регулятора напряжения KV, работающее по вибрационному принципу. Реле регулятора напряжения имеет нормально разомкнутые контакты KV:1. При включении выключателя зажигания в цепи эмиттер-база транзистора VT через диод смещения VD1 и резистор цепи базы Rб начинает протекать ток от аккумуляторной батареи. Этого достаточно, чтобы транзистор VT открылся и к цепи питания через диод VD1 и переход эмиттер-коллектор транзистора подключилась обмотка возбуждения, чем и обеспечивается возбуждение генератора.

Напряжение генератора подводится к обмотке регулятора напряжения KV через диод VD1, ускоряющий резистор Ry и резистор термокомпенсации Rтк. При возрастании напряжения с ростом частоты вращения генератора реле KV замыкает свои контакты KV:1. В результате этого переход эмиттер-база транзистора VT оказывается смещенным в обратном направлении — потенциал эмиттера ниже потенциала базы на величину падения напряжения в диоде VD1. Обратное смещение этого перехода прерывает протекание тока в цепи транзистора и переводит его в закрытое состояние. В таком случае ток в обмотку возбуждения поступает через ускоряющий Ry и добавочный Rд резисторы, что приводит к уменьшению этого тока, уменьшению напряжения генератора. Уменьшение напряжения вызывает размыкание контактов KV:1, открывание транзистора VT, подключение обмотки возбуждения в цепь питания непосредственно через открытый транзистор VT, возрастание тока в этой обмотке, возрастание напряжения генератора, т. е. возникновение ступенчатого процесса поддержания постоянства напряжения.

Ускоряющий резистор Ry является элементом жесткой обратной связи в регуляторе, он повышает частоту вибрации контактов регулятора. Диод VD2 — гасящий. Остальные элементы схемы, в том числе нормально замкнутые контакты реле-регулятора напряжения KV:2, относятся к схеме защиты регулятора напряжения от аварийных режимов. В нормальном режиме работы регулятора обмотки реле защиты КА либо вообще отсоединена от цепи питания (контакты KV:2 разомкнуты), либо подсоединена к этой цепи через сопротивление обмотки возбуждения. Сила тока в обмотке реле защиты в этом случае недостаточна, чтобы вызвать его срабатывание, контакты остаются разомкнутыми и реле КА не оказывает никакого влияния на работу регулятора напряжения.

При аварийном режиме замыкания вывода «Ш» на массу обмотка возбуждения оказывается замкнутой накоротко и напряжение генератора уменьшается, что вызывает замыкание контактов регулятора KV:2. Обмотка реле защиты КА оказывается под напряжением питания непосредственно, минуя сопротивление обмотки возбуждения. При этом реле срабатывает, замыкает свои контакты КА:1, что приводит к запиранию транзистора и предотвращает протекание по нему опасных токов. После устранения замыкания «Ш» на массу регулятор вновь вступает в работу.

Контактно-транзисторный регулятор напряжения РР363 (рис.2) работает аналогично РР362 с той разницей, что рассчитан на номинальное напряжение 28 В, его вывод «0» подсоединяется к нулевой точке звезды обмотки статора.

В контактно-транзисторном регуляторе напряжения 21.3702 (рис. 3), тоже использующем схему с включением обмотки возбуждения к нулевой точке звезды обмотки статора, регулятор напряжения — транзисторный, но ограничитель тока КА2 работает по вибрационному принципу.

Источник

Adblock
detector