Автомобильный генератор: Электронные регуляторы напряжения

• 1) как механический вибратор ВРН ненадежен;
• 2) контакт К в ЭМ-реле подгорает, что делает регулятор недолговечным;
• 3) параметры ВРН зависят от температуры (среднее значение Ucp рабочего напряжения Uг генератора плавает);
• 4) ВРН не может работать в режиме полного обесточиванин обмотки возбуждения, что делает его низкочувствительным к изменению выходного напряжения генератора (высокие пульсации напряжения Uг) и ограничивает верхний предел работы регулятора напряжения;
• 5) электромеханический контакт К электромагнитного реле ограничивает величину максимального тока возбуждения до значений 2...3 А, что не позволяет применять вибрационные регуляторы на современных мощных генераторах переменного тока.
• С появлением полупроводниковых приборов контакт К ЭМ-реле стало возможным заменить эмиттерно-коллекторным переходом мощного транзистора с его управлением по базе тем же контактом К ЭМ-реле.
• Так появились первые контактно-транзисторные регуляторы напряжения. В дальнейшем функции электромагнитного реле (СУ, КЭ, УЭ) были полностью реализованы с помощью низкоуровневых (малоточных) электронных схем на полупроводниковых приборах. Это позволило изготавливать чисто электронные (полупроводниковые) регуляторы напряжения
• Особенностью работы электронного регулятора (ЭРН) является то, что в нем отсутствует дополнительный резистор Вд, т.е. в цепи возбуждения реализуется практически полное выключение тока в обмотке возбуждения генератора, так как коммутирующий элемент (транзистор) в закрытом (разомкнутом ) состоянии имеет достаточно большое сопротивление. При этом становится возможным управление: более значительным током возбуждения и с более высокой скоростью коммутации. При таком дискретно-импульсном управлении ток возбуждения имеет импульсный характер, что позволяет управлять как частотой импульсов тока, так и их длителыюеггью. Однако основная функция ЭРН (поддержание постоянства напряжения U, при n = Var и при в = Var) остается такой же, как и в ВРН.
• С освоением микроэлектронной технологии регуляторы напряжения сначала стали выпускаться в гибридном исполнении, при котором бескорпусные полупроводниковые приборы и навесные миниатюрные радиоэлементы включались в электронную схему регулятора вместе с толстопленочными микроэлектронными резистивными элементами. Это позволило значительно уменьшить массу и габариты регулятора напряжения.
• Примером такого электронного регулятора напряжения может служить гибридно-интегральный регулятор Я-112А, который устанавливается на современных отечественных генераторах.
• Регулятор Я-112А (см. схему на рис. 5)
• 
  
• является типичным представителем схемотехнического решения задачи дискретно-импульсного регулирования напряжения Uг генератора по току Iв возбуждения. Но в конструктивном и технологическом исполнении выпускаемые в настоящее время электронные регуляторы напряжения имеют значительные различия.
• Что касается исполнения регулятора Я-112А, все его полупроводниковые диоды и триоды бескорпусные и смонтированы по гибридной технологии на общей керамической подложке совместно с пассивными толстопленочными элементами. Весь блок регулятора герметичен.
• Регулятор Я-112А, как и описанный выше вибрационный регулятор напряжения, работает в прерывистом (ключевом) режиме, когда управление током возбуждения не аналоговое, а дискретно-импульсное. Ирин цип работы регулятора Я-112А заключается в следующем:
• Пока напряжение Uг генератора не превышает наперед заданного значения. выходит каскад V4-V5 находится в постоянно открытом состоянии и ток Iв обмотки возбуждения напрямую зависит от напряжения Uг, генератора (участок 0-п на рис. 3 и рис. 4).
• 
  Изменение Uг, Iв, Rв во времени t:
• а — зависимость текущего значения выходного напряжения генератора от времени t — Uг = f (t);
• б — зависимость текущего значения в обмотке возбуждения от времени — Iв = f (t);
• в — зависимость среднеарифметического значения сопротивления в цепи возбуждения от времени t — Rв = f(t);
• t — время, отвечающее частоте (п) вращения ротора генератора.
• 
  
  Скоростные характеристики генератора
• По мере увеличения оборотов генератора или уменьшения его нагрузки Uг становится выше порога срабатывания чувствительной входной схемы (VI, R1-R2). стабилитрон пробивается и через усилительный транзистор V2 выходной каскад V4-V5 закрывается. При этом ток Iв в катушке возбуждения выключается до тех пор, пока Uг снова станет меньше заданного значения Umin. Таким образом, при работе регулятора ток возбуждения протекает по обмотке возбуждения прерывисто, изменяясь от Iв = О до Iв = Imax. При отсечке тока возбуждения напряжение генератора сразу не падает, так как имеет место инерционность размагничивания ротора. Оно может даже несколько увеличиться при мгновенном уменьшении тока нагрузки генератора. Инерционность магнитных процессов в роторе и ЭДС самоиндукции в обмотке возбуждения исключают скачкообразное изменение напряжение генератора как при включении тока возбуждения, так и при его выключении. Таким образом, пилообразная пульсация напряжения Uг генератора остается и при электронном регулировании.
• Логика построения принципиальной схемы электронного регулятора следующая:
• VI — стабилитрон с делителем Rl, R2 образуют входную цепь отсечки тока Iв при Uг>14,5 В;
• транзистор V2 управляет выходным каскадом;
• V3 — запирающий диод на входе выходного каскада;
• V4, V5 — мощные транзисторы выходного каскада (составной транзистор), включенные последовательно с обмоткой возбуждения (коммутирующий элемент КЭ для тока Iв)
• V6 — шунтирующий диод для ограничения ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения;
• R4, C1, R3 — цепочка обратной связи, ускоряющая процесс отсечки тока Iв возбуждения.
• 
  
• Еще более совершенным регулятором напряжения является электронный регулятор в интегральном исполнении. Это такое исполнение, при котором все его компоненты, кроме мощного выходного каскада (обычно это составной транзистор), реализованы с помощью тонкопленочной микроэлектроннон технологии. Эти регуляторы настолько миниатюрны, что практически не занимают никакого объема и могут устанавливаться непосредственно на корпусе генератора в щеткодержателе.
• Примером конструктивного исполнения ИРН может служить регулятор фирмы BOSCH-EL14V4C, который устанавливается на генераторах переменного тока мощностью до 1 кВт (рис. 6).
• 
  
• В заключение следует отметить, что интегральные регуляторы напряжения, в принципе, ремонту не подлежат.
• 
  
  
  
  
  
  Если вам понравился
  наш сайт
  сообщите о нем
  своему другу:
  

  Нравится