4. Схемы генераторных установок

Электрические принципиальные схемы генераторных установок приведены на рис. 4.10. На схемах применяются следующие обозначения выводов:

– плюс силового выпрямителя – «+», В, 30,

– «масса» – М, 31, В-,

– плюс вспомогательного выпрямителя – Д(61), Д+,

– вывод обмотки возбуждения – Ш, 67, DF,

– вывод для соединения с лампой контроля исправности – L, D, D+,

– вывод нулевой точки обмотки статора – 0,

– вывод регулятора напряжения для подключения его в бортовую сеть, обычно к «+» аккумуляторной батареи – Б, 15, S,

– вывод регулятора напряжения для питания его от выключателя зажигания – IG,

– вывод регулятора напряжения для соединения его с бортовым компьютером – FR .

Различают два типа невзаимозаменяемых регулятора напряжения. В первом типе (рис. 4.10, а) выходной коммутирующий элемент регулятора напряжения соединяет вывод обмотки возбуждения генератора с «+» бортовой сети, а во втором (рис. 4.10, б, в) – с «-». Транзисторные регуляторы напряжения второго типа являются более распространенными.

Для контроля работоспособности в схеме рис. 4.10, а введена контрольная лампа 8, которая питается через нормально замкнутые контакты реле 6. Лампа загорается после включения замка зажигания и гаснет после пуска двигателя, так как под действием напряжения генератора реле 6 срабатывает, размыкая контакты. Если лампа 8 после пуска двигателя горит, значит, генераторная установка неисправна.

В некоторых случаях обмотка реле 6 подключается к выводу фазы генератора.

Чтобы исключить разряд аккумуляторной батареи на стоянке, цепь обмотки возбуждения генератора в схемах рис. 4.10, а, б замыкается через выключатель зажигания. При этом контакты выключателя коммутируют ток до 5А, что снижает срок их службы. Поэтому более прогрессивна схема рис. 4.10, в, в которой выключатель зажигания замыкает лишь цепь управления регулятора напряжения. При этом коммутируемый ток составляет доли ампер.

К недостатку рассмотренных схем относят падение напряжения на сопротивлении контактов выключателя зажигания и других коммутирующих или защитных элементах. Это приводит к изменению уровня регулируемого напряжения и, как следствие, к изменению частоты переключения выходного транзистора регулятора, миганию ламп осветительной и светосигнальной аппаратуры, колебанию стрелок приборов.

На автомобилях с дизельными двигателями может применяться генераторная установка на два уровня напряжения – 14/28 В. Второй уровень напряжения – 28 В используется для зарядки аккумуляторной батареи, работающей при пуске ДВС. Для получения второго уровня используется электронный удвоитель напряжения или трансформаторно-выпрямительный блок, как показано на рис. 4.10, г. В такой системе регулятор стабилизирует только первый уровень напряжения – 14 В.

В схеме рис. 4.10, д обмотка возбуждения подключена к выводу «Д» собственного выпрямителя. Для улучшения условий возбуждения генератора на малых частотах вращения ротора предусмотрено питание обмотки возбуждения небольшим током через контрольную лампу 8. Резистор 13 обеспечивает самовозбуждение генератора даже в случае перегорания контрольной лампы.

Стабилитрон 12 предназначен для подавления возможных всплесков напряжения, опасных для электронной аппаратуры.

К недостатку схемы рис.4.10, д относится разряд аккумуляторной батареи малым током по цепи регулятора напряжения при неработающем двигателе. Поэтому при длительной стоянке рекомендуется снимать наконечник провода с клеммы «+» аккумуляторной батареи.

Схема рис. 4.10, е характерна для генераторных установок с номинальным напряжением 28 В. В этой схеме обмотка возбуждения соединена с нулевой точкой обмотки статора, поэтому напряжение на ней вдвое меньше, чем напряжение генератора. Вдвое меньше и величина пульсаций, что повышает надежность работы полупроводниковых приборов.

В некоторых генераторных установках регулятор поддерживает напряжение не на силовом выходе «+», а на выводе дополнительного выпрямителя, как показано на рис. 4.10, ж. Схема является модификацией схемы рис. 4.10, д, но устраняет недостаток последней – разряд аккумуляторной батареи на длительной стоянке. В схеме рис. 4.10, ж силовой выпрямитель выполнен на стабилитронах. В нормальном режиме стабилитроны работают как обычные диоды, а в аварийном – предотвращают опасные всплески напряжения.

Схема рис. 4.10, з широко применяется американскими и японскими фирмами. Схема более проста, но требует расширения функций и усложнения схемы регулятора. На регулятор переносятся функции предотвращения разряда аккумуляторной батареи при неработающем ДВС и управления лампой контроля работоспособного состояния генераторной установки.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

4.1. Перечислите возможные способы регулирования напряжения автомобильных генераторов.

4.2. Определите разрывную мощность контактов, а также диапазон изменения R_э и I_в при изменении τ_в от 0 до 1, если полагать U_р = 14 В, R_в = 2,5 Ом, а R_доб = 1 Ом.

4.3. Как изменится работа регулятора напряжения по рис 4.1, если последовательно R_доб включить дроссель L?

4.4. Какие элементы схемы электронного регулятора напряжения, приведенной на рис. 4.6, выполняют роль чувствительных и исполнительных?

4.5. Определите аналогичные элементы в схеме рис. 4.7.

4.6. Какие функции выполняет транзистор Т₁ в схеме рис. 4.7?

4.7. Выявите основные отличительные особенности схем интегральных регуляторов напряжения, приведенных на рис. 4.9.

4.8. Проведите сравнительный анализ схем генераторных установок по рис. 4.10, а, б и в. Какая из трех схем более совершенна и почему? В чем заключаются недостатки этих схем?

4.9. Чем определяется особенность схемы генераторной установки, приведенной на рис. 4.10, г?

4.10. Какими преимуществами обладает схема генераторной установки рис. 4.10, ж в сравнении со схемой рис. 4.10, д?