7. Задание для самостоятельной работы
Исходя из рекомендуемой литературы (список приведен в конце методических указаний), изучить раздел «Генераторы переменного тока».
При изучении обратить внимание на: особенности конструкции и принцип работы генератора с подвижной и неподвижной обмоткой возбуждения, схему соединения обмоток статора, работу выпрямительного блока. Уясните работу диодов прямой и обратной полярности, подсоединение генератора к аккумуляторной батарее и реле-регулятору.
Заполните таблицу и дайте ответы на поставленные вопросы по испытанию генераторов.
Лабораторная работа № 3 Регуляторы напряжения
Цель работы: изучить принцип работы и конструкции, бесконтактных регуляторов РР 350-А, РР 362-Б1, генераторных установок со встроенными интегральными регуляторами напряжения (ИРН) Я 112-А, Я 112-Б, Я 120 АТ. Научиться проверять исправность отдельных элементов реле-регуляторов.
Материальное обеспечение и пособия: реле-регуляторы и генераторные установки переменного тока с интегральными реле-регуляторами Я 112 Б, Я 112 А; схемы генераторных установок, плакаты, стенд КИ 968 с установленным генератором и реле-регулятором для испытания и проверки работы отдельных элементов регуляторов, комплект инструмента.
1. Общие сведения
Для нормальной и долговечной работы потребителей энергии необходимо, чтобы напряжение генератора не отклонялось от оптимального значения более чем на ± 3%. В зависимости от условий эксплуатации напряжение генератора должно превышать напряжение батареи на 12 – 25% для правильной ее подзарядки. Уменьшение напряжения генератора ниже оптимального приводит к быстрому разряду аккумуляторной батареи и затруднительному пуску двигателя. Повышение напряжения выше требуемого на 10–12% сокращает срок службы аккумуляторов и осветительных ламп в 2 – 2,5 раза.
ЭДС (Е), наводимая в фазных обмотках синхронного генератора, пропорциональна частоте n вращения ротора и величине магнитного потока возбуждения (Ф). Автоматическое изменение магнитного потока при различных скоростях вращения и нагрузках генератора осуществляют регуляторы напряжения путем изменения средней величины тока в обмотке возбуждения.
В настоящее время применяются электронные (бесконтактные), комбинированные (контактно-транзисторные) и интегральные реле-регуляторы.
2. 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, Rr, 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 Rос обеспечивает четкое релейное переключение транзисторов V2 и V3.
Дроссель Др сглаживает пульсацию выпрямленного напряжения в делителе и тем самым устраняет ложное срабатывание стабилитрона.