Лекция 28. Применение электронных устройств в технике птм

Снижение удельного расхода топлива и выброса в атмосферу вредных продуктов сгорания, увеличение ресурса работы и снижение трудоемкости технического обслуживания в современных подъемно – транспортных машинах и механизмах во многом стало возможным благодаря внедрению электронных систем автоматического управления двигателем и трансмиссией, средств технического диагностирования. Электрооборудование современного автомобиля представляет собой сложную систему, включающую более сотни изделий, а его стоимость может достигать 30% стоимости автомобиля. В лекции рассмотрим отдельные примеры применения электронных устройств в технике ПТМ.

1. Электронные регуляторы напряжения

Особенности регулирования напряжения в бортовой сети ПТМ и М, а также схема и принцип работы реле – регуляторов были рассмотрены в лекции 17. Основным недостатком реле – регуляторов является низкий срок их службы. Для устранения этого недостатка разработаны и внедрены регуляторы электронного и смешанного типов.

Схема регулятора смешанного типа приведена на рис. 28.1. Схема включает трехфазный синхронный генератор, трехфазный мостовой выпрямитель, транзистор Т₁, резисторы R_д, R₁ и электромагнитное реле. Управляющим органом являются контакты реле, включенные в цепь базы транзистора, а чувствительным элементом – обмотка реле, включенная на напряжение генератора. Транзистор Т₁ работает в ключевом режиме.

Если напряжение генератора меньше регулируемого, контакты реле разомкнуты, а в цепи базы протекает ток, поддерживающий транзистор в открытом и насыщенном состоянии. Ток транзистора является и током обмотки возбуждения. Напряжение на зажимах 1 – 1′ является выходным напряжением генератора и определяется частотой вращения ротора.

При увеличении частоты вращения ротора напряжение генератора увеличивается. Когда напряжение становится выше регулируемого, контакты реле замыкаются. Участок цепи база – эмиттер шунтируется, и транзистор закрывается. Теперь ток обмотки возбуждения протекает по добавочному резистору R_д и уменьшается. Уменьшение тока возбуждения приводит к уменьшению напряжения генератора и, как следствие, к размыканию контактов реле. Далее процесс повторяется, а напряжение генератора колеблется около регулируемого значения.

Достоинство схемы – контакты реле нагружены малым током, а поэтому не подгорают и не изнашиваются. Недостаток – нестабильность регулируемого напряжения. Недостаток обусловлен изменением характеристики возвратной пружины при ее старении.

Свободны от этого недостатка электронные регуляторы напряжения. Одна из возможных схем такого регулятора приведена на рис. 28.2. В этой схеме электромагнитное реле заменено транзистором Т₂, стабилитроном D₁ и делителем напряжения R₂, R₃. Транзисторы Т₁ и Т₂ работают в ключевом режиме. Напряжение стабилизации равно напряжению регулирования.

При напряжении генератора ниже регулируемого стабилитрон закрыт. Цепь делителя R₂, R₃ разорвана большим сопротивлением закрытого стабилитрона. К базе транзистора Т₂ через резистор R₂ приложен положительный потенциал выпрямителя, которым транзистор надежно закрыт. Такое состояние эквивалентно разомкнутым контактам реле в схеме рис. 28.1. К базе транзистора Т₁ через резистор R₁ приложен отрицательный потенциал выпрямителя. Под действием этого потенциала транзистор Т₁ открыт и насыщен, его сопротивление пренебрежимо мало. В этом состоянии цепь обмотки возбуждения замыкается через транзистор Т₁ и имеет минимальное сопротивление.

С увеличением частоты вращения ротора напряжение генератора увеличивается. Когда напряжение становится выше регулируемого, стабилитрон пробивается. Через делитель R₂, R₃ начинает протекать ток, создавая падение напряжения на резисторах. Отрицательный потенциал падения напряжения на R₂ приложен к базе транзистора Т₂ и открывает его, при этом база транзистора Т₁ подключается к положительному потенциалу источника. Транзистор Т₁ закрывается, в цепь обмотки возбуждения включается добавочный резистор R_д, и напряжение генератора падает.

Падение напряжения на зажимах 1 – 1′ вызывает запирание стабилитрона. При этом транзистор Т₂ закрывается, а транзистор Т₁ открывается и шунтирует R_д. Напряжение генератора начинает увеличиваться. Далее процесс периодически повторяется, а напряжение генератора колеблется около регулируемого значения.