Открыть большую картинку в новой вкладке »
Рис. 29. Работа системы генератора. 1. Термокомпенсирующий резистор; 2. Дополнительные резисторы; 3. Дроссель; 4. Стойка с нижним контактом регулятора напряжения; 5. Стойка с верхним контактом регулятора напряжения; 6. Обмотка регулятора напряжения; 7. Якорь регулятора напряжения; 8. Крышка регулятора напряжения; 9. Ярмо регулятора напряжения; 10. Основание регулятора напряжения; 11. Аккумуляторная батарея; 12. Выпрямитель генератора; 13. Генератор; 14. Обмотка статора генератора; 15. Обмотка ротора генератора; 16. Регулятор напряжения; 17. Выключатель зажигания; 18. Блок предохранителей; 19. Контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи; 20. Реле контрольной лампы заряда аккумуляторной батареи; I. Регулятор напряжения РР-380; II. Работа при малой частоте вращения ротора генератора; III. Работа при средней и высокой частоте вращения ротора генератора.
Регулятор напряжения
Для поддержания напряжения в бортовой сети автомобиля на постоянном уровне 1314 В, независимо от оборотов ротора, применяется вибрационный двухступенчатый регулятор напряжения типа РР-380. На части автомобилей устанавливается без-контактный электронный регулятор напряжения типа 121.3702. Он может применяться вместо регулятора РР-380 без каких-либо переделок в схеме электрооборудования автомобиля.
Регулятор напряжения РР-380 представляет собой электромагнитное реле. Как у каждого реле такого типа, у него есть магнитная система, состоящая из цилиндрического сердечника и U-образного ярма 9, катушка с обмоткой 6 на пластмассовом каркасе, якорь 7 с подвижным контактом и две стойки 4 и 5 с неподвижными контактами. Пазы в стойках позволяют передвигать их вверх и вниз при регулировке регулятора.
Верхний и нижний контакты якоря в сочетании с контактами стоек образуют две пары контактов - верхнюю и нижнюю. Пружиной якорь прижат к контакту верхней стойки. Подгибая нижний кронштейн пружины, можно изменять ее натяжение и этим регулировать величину напряжения, при котором будет размыкаться верхняя пара контактов. Под основанием на изоляционной прокладке находятся термокомпенсирующий 1 и два дополнительных резистора 2 с общим сопротивлением 5,5 Ом. Дроссель 3 служит для уменьшения искрения между верхней парой контактов.
Реле контрольной лампы заряда аккумуляторной батареи
Реле 20 типа РС-702 предназначено для включения контрольной лампы в комбинации приборов, когда напряжение генератора недостаточно для заряда аккумуляторной батареи. Напряжение размыкания контактов реле при (25±5)°С составляет (5,3±0,4) В, а замыкания 0,0-1,5 В. Сопротивление обмотки равно 29 Ом.
Работа системы генератора
В работе системы генератора можно выделить три режима: работа при малой, средней и высокой частоте вращения ротора генератора.
I режим. Это режим пуска двигателя, когда он еще не работает или прокручивается стартером. В этом случае потребители питаются от аккумуляторной батареи. На этом режиме после включения зажигания в цепи обмотки возбуждения генератора протекает ток, замыкающийся по пути: "плюс" аккумуляторной батареи - выключателя зажигания 17 - предохранитель "10" - штекер "15", сердечник дросселя 3, замкнутые верхние контакты, якорь, ярмо, штекер "67" регулятора - штекер "67" генератора - обмотка возбуждения генератора - "масса" - "минус" аккумуляторной батареи.
Этот ток создает магнитный поток, который при вращении ротора генератора пересекает витки обмотки статора генератора и наводит в них электродвижущую силу. Одновременно протекает ток через обмотку 6 регулятора напряжения, который создает магнитное притяжение якоря регулятора к сердечнику, но еще не настолько сильное, чтобы притянуть якорь к сердечнику и разомкнуть верхнюю пару контактов регулятора напряжения.
Одновременно горит контрольная лампа 19, сигнализируя о том, что все потребители питаются от аккумуляторной батареи. Ток через лампу идет по пути: "+" аккумуляторной батареи - выключатель зажигания - предохранитель "9" - замкнутые контакты реле 20 - контрольная лампа 19 - "масса" - аккумуляторной батареи.
II режим. После пуска двигателя выпрямленное напряжение генератора превышает напряжение аккумуляторной батареи. Обмотка возбуждения генератора и обмотка регулятора напряжения питаются от генератора. При этом ток идет от зажима "30" генератора и замыкается через "массу" на выпрямитель генератора. Аккумуляторная батарея заряжается.
Под действием выпрямленного фазного напряжения через обмотку реле 20 протекает ток по пути: зажим "30" генератора - выключатель зажигания - предохранитель "9" - обмотка реле - штекер вывода нулевой точки обмотки статора генератора - выпрямитель генератора. Когда выпрямленное фазное напряжение достигает 5,3-5,7 В, якорь реле притягивается к сердечнику, контакты реле размыкаются, и лампа гаснет, сигнализируя о том, что выпрямленное напряжение генератора стало больше напряжения аккумуляторной батареи.
При возрастании частоты вращения ротора генератора напряжение увеличивается и, когда оно достигнет 13,2-14,3 В, магнитное усилие преодолевает натяжение пружины, и якорь 7 притягивается к сердечнику. При этом верхняя пара контактов размыкается, в цепь обмотки возбуждения включаются дополнительные рези> сторы 2. Напряжение генератора падает, соответственно уменьшается и магнитное притяжение якоря к сердечнику. Пружина оттягивает якорь в исходное положение, верхние контакты замыкаются, напряжение генератора снова повышается, и описанный цикл повторяется.
Замыкание и размыкание верхней пары контактов происходит с частотой 25-250 раз в секунду, и напряжение генератора на выходе выпрямителя с такой же частотой то повышается, то понижается. Благодаря высокой частоте размыкания и замыкания контактов, колебания напряжения незаметно, и можно считать его практически постоянным, поддерживаемым на уровне 13-14 В.
С дальнейшим увеличением частоты вращения ротора генератора время разомкнутого состояния контактов увеличивается, а время замкнутого состояния уменьшается. Благодаря этому среднее напряжение на выходе выпрямителя генератора повышается незначительно.
III режим. При высокой частоте вращения ротора генератора первая ступень регулирования (на верхней паре контактов) уже не обеспечивает поддержания напряжения на уровне 14 В. Напряжение генератора повышается до 13,9-14,5 В, и якорь притягивается к сердечнику до замыкания нижней пары контактов. При этом оба конца обмотки возбуждения оказываются замкнутыми на "массу".
Ток в обмотке возбуждения резко падает до нуля, и напряжение генератора также резко уменьшается. Это приводит к уменьшению силы тока в обмотке регулятора и снижению магнитного притяжения якоря к сердечнику. Пружина оттягивает якорь от сердечника, нижние контакты размыкаются, и описанный процесс повторяется снова с частотой 80-100 раз в секунду.
Температурная компенсация
При работе двигателя температура регулятора повышается как от нагрева его обмотки и резисторов, так и от увеличения температуры в моторном отсеке. Следовательно, возрастает сопротивление медного провода обмотки регулятора, уменьшается протекающий по ней ток, и требуется большее напряжение, чтобы разомкнуть верхние контакты и замкнуть нижние. Чтобы напряжение не изменялось при колебаниях температуры, в нем предусмотрено два вида температурной компенсации.
Первый - это включение последовательно с обмоткой 6 термокомпенсационного резистора 1 величиной 19 Ом из нихрома с малым температурным коэффициентом сопротивления. Он уменьшает изменение сопротивления в цепи обмотки, но полностью не устраняет повышения напряжения. Поэтому в регуляторе есть еще и второй вид температурной компенсации - якорь прикреплен к ярму с помощью биметаллической пластинки. При нагревании она стремится изогнуться в сторону сердечника и создает силу, противодействующую пружине, оттягивающей якорь от сердечника.
Работа регулятора напряжения
Работа регулятора напряжения 121.3702 состоит в отключении обмотки возбуждения, если напряжение становится выше 13,4-14,6 В, и включении ее, если напряжение падает ниже этого предела. Это обеспечивается за счет запирания и отпирания мощного транзистора в дхеме регулятора. Отключение и включение колебаний напряжения генератора практически незаметно.