§ 3. Бесконтактные индукторные генераторы переменного

тока с электромагнитным возбуждением

Рис. 177. Генератор Г272:

/, 12— крышки; 2 — контактные кольца; 3 — щеткодер- жатель; 4 — пружина; S —щетки; 6 — полюсные нако- нечники; 7 — крыльчатка; 8 — шкив; 9— вал; 10. 19 — шариковые подшипники; 11 — втулка: 13 — статор; 14 — обмотка возбуждения; 15 — катушка статора; 16 —за- жим; 17 — концы обмотки возбуждения; 18 — выпрями- тельный блок.

На ряде тракторов установлены закрытые бесконтактные трехфаз- ные индукторные генераторы переменного тока типов Г304, Г305, Г306 со встроенными выпрямителями. Генераторы Г304 и Г305 унифициро- ваны по основным деталям и отличаются в основном обмоточными дан- ными. Характерная особенность этих генераторов — отсутствие щеточ- ных контактов и вращающихся обмоток.

диодов прямой / и обратной 2 полярности. Диоды 1 запрессованы в теплоотвод и отмечены по донышку черной краской, а диоды 2 запрес- сованы в корпус и маркированы красной краской. Для улучшения охлаждения корпус выпрямителя оребрен. Выпрямитель собран по трехфазной мостовой схеме. Положительный полюс выпрямителя при- соединен к клемме В на колодке 2 (рис. 178, а) генератора гибким проводом. Монтажные провода выпрямителя и катушки возбуждения подведены с внешней стороны генератора и защищены планками 14.

Магнитная цепь генератора замыкается вокруг обмотки возбужде- ния 8 по стальной крышке 9, каркасу обмотки возбуждения, воздушно- му зазору, статору 5 и крышке 9. При вращении ротора под каждым зубцом сердечника статора поочередно оказывается один из полюсов ротора, в результате чего магнитный поток, проходящий через зубцы статора, изменяется по величине и направлению. Когда зубец ротора 6 находится против зубца статора, магнитный поток в зубце статора наи- больший, а при положении зубца статора против паза ротора магнит- ный поток в зубце статора наименьший. Пересечение обмоток стато- ра пульсирующим потоком индуктирует в них переменную э. д. с.

Генераторы Г304 и Г305 по принципу работы не отличаются от ге- нератора Г306, однако их схемы, конструкции и материалы не одина- ковы. Генератор Г306 одностороннего возбуждения, а генераторы Г304 и Г305 — двухстороннего, так как имеют две катушки обмотки воз- буждения, помещенные каждая в одну из стальных крышек и соеди- ненные между собой параллельно. Масса и габариты генераторов Г304 и Г305 несколько больше, чем генератора Г306.

Описанные генераторы работают с реле-регуляторами типа РР362, РР362-Б.

При техническом обслуживании генераторов Г304, Г305 и Г306 необходимо следить за их чистотой, надежностью креплений, состояни- ем контактов, натяжением и исправностью приводного ремня.

§ 4. Транзисторные регуляторы напряжения

Контактно-транзисторный реле-регулятор (например, РР362-Б) предназначен для работы с синхронными генераторами переменного тока электромагнитного возбуждения контактного и бесконтактного типа. Реле-регулятор собран в общем корпусе, в одном отсеке которого помещены регулятор напряжения РН (рис. 178,6) и реле защиты РЗ, а в другом — транзистор и два диода. На обратной стороне панели расположены резисторы Re, Ri, R_y, Для лучшего охлаждения тран- зистор Т закреплен на латунной теплоотводящей пластине, а в крыш- ке корпуса реле-регулятора над отсеком полупроводников предусмот- рено вентиляционное отверстие. На панели реле-регулятора три клем- мы: В — для присоединения выпрямителя, нагрузки и аккумуляторной батареи; Ш — для обмотки возбуждения ОВ генератора; М — для со- единения с массой. Регулятор напряжения РН и реле защиты РЗ, пред- назначенное для защиты транзистора Т от пробоя при случайном здмы- кании электрической цепи обмотки возбуждения генератора на массу размещены на изолированной от массы панели. Контакты реле РН и РЗ — серебряные, нормально открытые. Подвеска якорька РН пред- ставляет собой термобиметаллическую пластину, разгруженную от то- ка медным проводником.

Обмотка регулятора напряжения РН включена по схеме ускоряю- щего сопротивления. В цепь обмотки РН введено сопротивление темпе- ратурной компенсации R_r. Обмотка Р3₀ реле защиты РЗ включена пос- ледовательно в цепь обмотки возбуждения генератора. Нормальная работа реле-регулятора обеспечивается вспомогательными обмотками: встречной РЗ в и удерживающей РЗ_У.

Реле-регулятор РР362-Б изменяет ток в цепи возбуждения генера- тора, регулируя тем самым его напряжение. Работает реле-регулятор РР362-Б следующим образом.

В момент нажатия на кнопку выключателя массы ВМ, когда дви- гатель еще не работает, а контакты реле РН и РЗ разомкнуты, образу- ется цепь базы транзистора: положительный зажим батареи — ампер- метр Л— зажим В реле-регулятора — запирающий диодД/ — электроды базы Б и эмиттера Э — резистор Re в цепи базы транзистора — масса — выключатель массы ВМ— отрицательный зажим батареи. Ток в цепи базы транзистора ограничивается в основном резистором У?б- В резуль- тате прохождения тока базы через переход (запирающий слой) между базой Б и эмиттером Э транзистора происходит резкое снижение сопро- тивления перехода эмиттер — коллектор (Э—К) транзистора (транзи- стор открывается).

В результате образуется цепь тока возбуждения генера- тора: положительный зажим батареи — амперметр А — зажим В регу- лятора — диод Д1 — эмиттер Э — коллектор К транзистора — последова- тельная обмотка Р3₀ реле защиты — зажим Ш регулятора — обмотка возбуждения О В генератора — масса — выключатель массы ВМ — отри- цательный зажим батареи 3.

Сопротивления запирающего диода Д1 перехода коллектор — эмиттер транзистора и последовательной обмотки Р3₀ реле защиты не- значительны и практически не оказывают влияния на ток возбуждения генератора, который ограничивается омическим сопротивлением всей це- пи и не превышает 3,2—3,6 А. Когда в цепи есть ток возбуждения, цепь тока базы остается включенной, благодаря чему транзистор открыт. Ток возбуждения вызывает сильное намагничивание ротора генератора, в ре- зультате чего его напряжение повышается до рабочего даже в том слу- чае, если частота вращения двигателя мала. Генератор при этом разви- вает до 30—50% номинальной мощности, поэтому аккумуляторная бата- рея не разряжается. Это качество является весьма существенным пре- имуществом генераторов переменного тока, особенно для автомобильных двигателей, работающих значительное время с неполными нагрузками и в режиме холостого хода при малых частотах вращения.

В период работы генератора обмотка возбуждения питается током от кремниевых диодов КД выпрямителя ВП. Ток при этом также прохо- дит по обмотке РН₀ регулятора напряжения и по встречной обмотке РЗ_В реле защиты.

Путь тока в цепи обмотки РН₀: положительный зажим вы- прямителя ВП — запирающий диод Д1 — резистор R_y— резистор R_т— обмотка РН о — масса — отрицательный зажим М выпрямителя ВП. Когда напряжение генератора ниже номинального, контакты РН оста- ются разомкнутыми.

Как только напряжение генератора станет равным 13,5—15 В, яко- рек притянется к сердечнику, и контакты РН замкнутся, соединив эмит- тер и базу транзистора с положительными зажимами выпрямителя ВП и аккумуляторной батареи, что вызывает быстрое запирание транзисто- ра. Далее в цепь обмотки возбуждения генератора включаются резисто- ры Я_д и Ry, в результате чего напряжение генератора понижается до номинального.

Цепь тока возбуждения генератора при закрытом транзисторе: положительный зажим выпрямителя ВП — зажим В реле-регулятора — запирающий диод Д1 — резисторы R_y и R_a—после- довательная обмотка Р3₀ реле защиты — зажим Ш реле-регулятора — обмотка возбуждения ОВ генератора — масса — отрицательный зажим М выпрямителя ВП. В дальнейшем снижение напряжения генератора вы- зовет размыкание контактов РН и отпирание транзистора; следователь- но, процесс будет повторен.

Повышение частоты вибрации контактов реле РН, включенного по схеме ускоряющего сопротивления, происходит так. При замкнутых кон- тактах РН увеличивается ток в резисторе R_y, поскольку через него про- ходят ток возбуждения генератора и ток обмотки РН. Это вызывает падение напряжения на зажимах резистора R_y, резкое уменьшение тока в обмотке РН₀ и магнитного потока его сердечника, в результате чего пружина якорька быстро размыкает контакты. После размыкания кон- тактов РН транзистор открывается, что увеличивает ток в цепи возбуж- дения генератора, из которой в этом случае выведены резисторы Р_я.

С повышением частоты вращения ротора напряжение генератора после замыкания контактов регулятора напряжения и ток в его обмотке уменьшаются медленно, поэтому сердечник РН размагничивается плав- но, а значит, большее время удерживает якорек притянутым, а контакты замкнутыми. Следовательно, при возрастании частоты вращения ротора генератора увеличивается время замкнутого состояния контактов РН за один период их работы, и в цепь обмотки возбуждения на более длитель- ное время включаются резисторы и R_y. Поскольку ток возбуждения и магнитный поток генератора при этом уменьшаются, то в результате напряжение на зажимах генератора сохраняется в требуемых пределах.

Отметим, что на всех режимах работы генератора ток возбуждения не проходит через контакты РН, как это имеет место при работе реле-ре- гуляторов постоянного тока. Эта особенность генераторной установки переменного тока позволяет резко уменьшить окисление и разрушение контактов РН и значительно повысить надежность работы всей установ- ки в сравнении с установкой постоянного тока.

При размыкании контактов РН в обмотке возбуждения индуктиру- ется э. д. с. самоиндукции, вызывающая возникновение тока самоиндук- ции, совпадающего по направлению с основным током. Для защиты транзистора от пробоев в схему реле-регулятора включен диод Д_т, об- разующий с обмоткой РЗ о реле защиты контур гашения тока самоин- дукции. Цепь тока самоиндукции: обмотка О В возбуждения ге- нератора — обмотка РЗ о реле защиты — диод Д_г — масса — обмотка воз- буждения ОВ.

Защита транзистора от большого тока при случайном замыкании цепи обмотки возбуждения на массу выполняется реле защиты РЗ сле- дующим образом. При замыкании зажима Ш генератора или реле-ре- гулятора на массу увеличиваются ток в обмотке Р3₀ реле защиты и маг- нитный поток его сердечника. Одновременно будет замкнута накоротко встречная обмотка РЗ_В реле защиты. Вследствие этого магнитный поток сердечника резко возрастает, контакты реле защиты замкнутся, соеди- нив эмиттер Э и базу Б транзистора с положительными зажимами вы- прямителя ВП и батареи через разделительный диод Д_р, ярмо, якорек и контакты реле защиты, соединительные проводники и зажим В реле-ре- гулятора. Это вызовет резкое повышение сопротивления между эмитте- ром Э и коллектором К транзистора, в результате чего произойдет его запирание. Транзистор остается закрытым, пока не устранено замыка- ние и не включена батарея.

Переключатель (винт) сезонной регулировки напряжения ППР ре- ле-регулятора РР362-Б позволяет изменять регулируемое напряжение в пределах 0,8—1,2 В, в зависимости от сезона работы, а также в случае перезарядки аккумуляторной батареи или ее систематического недоза- ряда. Переключатель ППР состоит из дополнительной обмотки, разме- щенной поверх обмотки РН₀ регулятора напряжения, и контактного ус- ройства. Корректировка напряжения достигается подключением допол- нительной обмотки ППР к обмотке РН₀ регулятора напряжения или ее отъединением от обмотки РН₀. Регулировку ведут винтом, не снимая крышку реле-регулятора. Ввертывая винт («зима»), соединяют обмотку РН₀ с корпусом, минуя дополнительную обмотку. При вывертывании

15 А. М. Гуревич, Е. М. Сорокин 225

пинта («лето») обмотка РЯ₍₎ соеди- няется с корпусом регулятора через дополнительную обмотку. В положе- ние «лето» винт ППР устанавливают при температуре окружающего воз- духа +5° С и выше. При температуре окружающего воздуха ниже 0°С винт ППР должен занимать положение «зима».

Бесконтактные транзисторные ре- гуляторы напряжения отличаются от контактных наличием кремниевых транзисторов вместо германиевых, более простой схемой и лучшей на- дежностью. Кремниевые транзисторы обладают высокой температурной стойкостью, обеспечивающей работу в широком диапазоне положительных температур. Допустимое перенапряже- ние кремниевых транзисторов в ава- рийных режимах больше, чем герма- ниевых. Они не требуют эксплуата- ционной подрегулировки в зависимо- сти от времени года. Такие регуляторы применяются на генераторных уста- новках переменного тока автомобилей ЗИЛ-130, ГАЗ-24, КамАЗ.

Генераторная установка автомо- билей КамАЗ состоит из генератора переменного тока Г272 (см. § 2) и бесконтактного транзисторного ре- гулятора напряжения РР-356 (рис. 179). Генератор Г272 отличается от подобных генераторов переменного тока изоляцией обмотки возбуж- дения OS, что определяется подключением ее выводов и особенностя- ми схемы регулятора напряжения. Один вывод обмотки О.В через вы- ключатель В присоединен к положительному выводу генератора, другой— к клемме Ш регулятора напряжения. Регулятор напряжения имеет кремниевые транзисторы 77 и Т2, из которых основной Т1 вклю- чен между обмоткой возбуждения О.В генератора и массой (к ней при- соединен эмиттер). Работает регулятор напряжения следующим обра- зом. Когда выключатели В и ВМ замкнуты, дроссель ДР, резистор R6 и два параллельно соединенных резистора R9 и R10, образующие цепь делителя напряжения, находятся под напряжением батареи или генератора в зависимости от того, какое из напряжений этих источни- ков тока больше. Дроссель ДР служит для сглаживания пульсации вы- прямленного тока генератора. Последовательно соединенные стабилит- роны Д4 и Д5 п резистор R8 образуют цепь, включенную параллельно резисторам R9 и RI0.

Когда напряжение генератора ниже номинального, напряжение на стабилитронах Д4 и Д5 меньше напряжения стабилизации, и тока че- рез них и резистор R8 практически нет; эмиттер и база транзистора Т2, между которыми включен резистор R8, имеют равные потенциалы. Поскольку ток в цепи база — эмиттер транзистора Т2 отсутствует, тран- зистор закрыт. При этом по цепи резисторов R2, R3, R4 и R5, диодов Д2 и ДЗ и резистора R7 проходит ток.

Рис. 179. Схема генератора Г272 переменного тока с бесконтакт- ным транзисторным регулятором напряжения РР-356:

ОВ — обмотка возбуждения генерато- ра; ВМ — выключатель массы: В — вы- ключатель; Rl-uRlQ — резисторы; Ш - клемма регулятора напряжения; 77 и Т2 — кремниевые транзисторы; Д4. Д5 — стабилитроны: ДР - дроссель: Д1, Д2. ДЗ — диоды: ВВГ — выпрями- тельный блок генератора.

Падение напряжения на резисторе R7 создает разность потенциа- лов между базой и эмиттером транзистора 77, в результате чего он от- крыт. По мере повышения частоты вращения генератора его напряже-

ние возрастает, пока не достигает регулируемого значения (28,4± ±0,8 В). После этого стабилитроны Д4 и Д5 пробиваются, через резис- тор R8 идет ток, и возникающее на нем падение напряжения открывает транзистор Т2. Транзистор Т2 включен параллельно резистору R7, поэ- тому ток проходит через открытый транзистор Т2, минуя резистор R7. Отсутствие тока в резисторе R7 ведет к закрытию транзистора 77 и размыканию цепи обмотки возбуждения ОВ генератора, вследствие че- го его напряжение, а также напряжение на стабилитронах Д4 и Д5 па- дает. Когда напряжение на стабилитронах Д4 и Д5 станет ниже их на- пряжения стабилизации, ток в резисторе R8 прекращается, транзистор Т2 закрывается, а транзистор 77 открывается, и напряжение генератора возрастает. Процесс повторяется с определенной частотой, обеспечива- ющей поддержание напряжения в заданных пределах.

Диоды Д2 и ДЗ, включенные последовательно резистору R7, пред- назначены для того, чтобы ток в резисторе R7 не противодействовал полному закрытию транзистора 77. Включение диодов Д2 и ДЗ ведет к росту сопротивления цепи, поэтому ток через резистор R7, когда от- крыт транзистор Т2, мал и не оказывает влияния на транзистор 77. При переключении транзистора 77 в закрытое состояние может возник- нуть повышенное напряжение, вызванное э. д. с. самоиндукции в об- мотке ОВ. Поэтому возникающий ток замыкается через диод Д1, под- ключенный параллельно обмотке ОВ, благодаря чему транзистор 77 предохраняется от перенапряжения.

Стабилитроны Д4 и Д5 имеют отрицательный температурный коэф- фициент напряжения: при нагревании их напряжение стабилизации несколько снижается. Это обеспечивает температурную компенсацию регулируемого напряжения заряда аккумуляторной батареи в ус- ловиях изменяющихся температур, в связи с чем отпадает необходи- мость в специальных регулирующих устройствах.

Техническое обслуживание регулятора напряжения заключается в периодической его очистке и проверке контактных присоединений про- ходов. Проверка регулируемого напряжения делается только в случае обнаружения неисправности, например при систематическом перезаря- де или недозаряде аккумуляторной батареи.