Расчёт элементов регулятор напряжения Я-120

Содержание 

Введение  …………………………………………………………………………..2

1 Общее описание электромеханической системы и принцип её действия…...3

1.2 Принцип действия  системы в целом. Характеристики  системы……..3

1.3 Основные технические  данные рассматриваемой ЭМС………………4

  1.4 Описание элементов, входящих в состав ЭМС………………………..5

        1.4.1 Генераторная установка………………………………………….5

        1.4.2 Выпрямитель……………………………………………………...7

        1.4.3 Регулятор напряжения……………………………………………9

2 Регуляторы напряжения КАМАЗ 5320………………………………………11

2.1 Вибрационный  регулятор напряжения РР-127………………….........11

2.2  Бесконтактный  транзисторный регулятор напряжения  РР-356….....16

2.3 Генераторная установка Г-273 с встроенным интегральным регулятором напряжения Я-120  применяется на  дизельных двигателях    ЯМЗ-236, ЯМЗ-238, КамАЗ-740 (автомобили МАЗ, КАМАЗ)………………..19

3  Расчёт элементов регулятор напряжения Я-120…………………………….25

4  Список  использованной литературы…………………………………………29

5  Ресурсы  удалённого доступа………………………………………………….29

Введение

Современный автомобиль невозможно представить  себе без электрооборудования. Все  потребители нуждаются в стабильном источнике постоянного тока, которым  является генератор. Конечно, помимо генератора в автомобилях есть ещё один источник электроэнергии - аккумуляторная батарея, однако в её задачи входит только питание  стартера в моменты пуска ДВС  и кратковременное снабжение  маломощных потребителей.

В данном расчётном задании рассматривается  автомобильная система электроснабжения, в основе которой лежит синхронный генератор независимого возбуждения  с когтеобразным (клювообразным) ротором. Этот генератор предназначен для питания бортовых потребителей автомобилей постоянным током, напряжением 14 В, суммарной мощностью не более 1 кВт. Генератор приводится в движение ременной передачей от коленчатого вала ДВС. В данный момент, это самая распространённая конструкция, применяемая на автомобилях.

1 Общее описание электромеханической системы и принцип её действия

Рассматриваемая электромеханическая  система (ЭМС) – это автономная система  электроснабжения постоянного тока на базе синхронного генератора с  независимым возбуждением. Она предназначена  для питания электрической энергией бортовых потребителей автомобиля общей  мощностью 1 кВт, напряжением 14 В постоянного тока. Выработку электроэнергии в данной системе осуществляет двигатель внутреннего сгорания (ДВС).

Рисунок 1 - Функциональная схема электромеханической системы

В состав приведённой на рисунке 1 электромеханической системы входят следующие устройства:

- двигатель  внутреннего сгорания (ДВС);

- генератор  с электромагнитным возбуждением (Г);

- выпрямитель  (В);

- нагрузка (Н);

- датчик  напряжения (ДН);

- регулятор  (Р).

1.2 Принцип действия системы в целом. Характеристики системы

Принцип действия электромеханической  системы основан на преобразовании механической энергии в электрическую с заданным качеством.

Генератор, приводимый в движение через ременную передачу от ДВС, вырабатывает электрическую энергию. Наводимая в обмотках генератора ЭДС описывается следующей формулой:

E_Г = cnФ_ОВ.

Из неё видно, что значение напряжения на выходе генератора прямо пропорционально  частоте вращения ротора генератора и току в обмотке возбуждения. Так как обороты генератора нестабильны, а напряжение на нагрузке должно быть неизменным, в систему введён датчик напряжения и регулятор тока обмотки  возбуждения. Как правило, датчик напряжения встроен в регулятор, такое устройство называют регулятором напряжения. Выпрямитель  преобразует переменное напряжение выдаваемое генератором в постоянное. Это напряжение и подаётся на нагрузку. Любое отклонение напряжения на нагрузке система подавляет увеличивая или снижая ток в обмотке возбуждения генератора. Регулирование тока в обмотке возбуждения осуществляет силовой транзистор управляемый микроконтроллером по принципу ШИМ.

Главной особенностью рассматриваемой  системы является то, что от привода (ДВС) не требуется постоянство частоты  вращения. Величина напряжения на нагрузке может отклоняться на ±0,15 В от номинального значения (установлено техническими данными генератора).

Частота вращения вала генератора, при  которой его напряжение U достигает номинального значения, получила название частоты вращения холостого хода n_х или частоты начала отдачи мощности.

1.3 Основные технические данные рассматриваемой ЭМС

а) Параметры выходного напряжения: постоянное 14В. Номинальная мощность нагрузки – 1 кВт;

б) Условия эксплуатации:

–  температура окружающего воздуха от –40 °С до +45 °С при относительной влажности до 90% при 25 °С;

–  высота над уровнем моря до 4000 м;

в) Максимальное отклонение напряжения при изменении тока нагрузки в  пределах от 0,1I_н до 0,9I_н ±0,25 В;

г) Точность регулируемого напряжения ±0,1 В при изменении частоты вращения вала генератора в пределах 2000-5000 об/мин;

д) Регулируемое напряжение при отключённой аккумуляторной батарее при частоте вращения ротора генератора 7500 об/мин и токе нагрузки 5 А не превышает 17 В;

е) Диапазон рабочих температур регулятора -40…+120 °С;

ж) Соблюдение требований ГОСТ Р 52230-2004.

1.4 Описание элементов, входящих в состав ЭМС

1.4.1 Генераторная установка

Генераторная установка (ГУ) состоит из ДВС и генератора. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – привод генератора, вырабатывает механическую энергию вращения вала. Частота вращения может быть переменной, в данной системе она никак не стабилизируется.

Генератор с электромагнитным возбуждение от регулятора напряжения на выходе даёт переменное электрическое напряжение, зависящее от частоты вращения вала двигателя и тока в обмотке возбуждения. Конструкция генератора представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Конструкция генератора

Принцип действия генератора: Обмотка возбуждения, создаёт постоянный однонаправленный магнитный поток, изменяющий свою величину по мере необходимости. Благодаря клювообразной конструкции ротора, на нём возникает неподвижное магнитное поле переменной полярности. Когда ДВС приводит во вращение ротор генератора, магнитное поле начинает вращаться относительно неподвижной обмотки статора и наводить в ней переменную ЭДС( 
). Если на статоре уложена симметричная трёхфазная обмотка (магнитные оси фаз сдвинуты в пространстве на 120 электрических градусов, а электрические сопротивления и числа витков фаз одинаковы), то в этой обмотке индуцируется симметричная система ЭДС. Если к трёхфазной обмотке якоря подключить симметричное внешнее сопротивление, то по этой обмотке будет протекать симметричная система токов.

Достоинства такого генератора:

– простота конструкции;

– высокая удельная мощность;

– простота технического обслуживания;

– малый уровень шума;

– незначительные радиопомехи;

– значительный ресурс.

Недостатки:

– наличие щёточного узла;

– невозможно самовозбуждение, необходим первичный источник напряжения (АКБ).

1.4.2 Выпрямитель

В данной ЭМС используется трёхфазный мостовой выпрямитель, так как именно такая конструкция позволяет  обеспечить минимальный уровень  пульсаций выходного напряжения. Схема реализуется на диодах.

Назначение выпрямителя – преобразовать  трёхфазное переменное напряжение в постоянное. В современных генераторах уже имеется встроенный выпрямитель.

Рисунок 3 - Схема выпрямителя

Принцип действия

Рассмотрим работу схемы рисунок 4 на активную нагрузку. С момента времени q₁ ток проводят диоды VD1 и VD6, а остальные диоды находятся в непроводящем состоянии. Тогда к нагрузке приложено линейное напряжение u_ab, и выпрямленный ток I_d протекает по контуру: обмотка фазы А – диод VD1 – нагрузка R_d – диод VD6 – обмотка фазы В. Этот процесс продолжается до момента времени q₂. Начиная с этого момента времени напряжение u_bc  становится положительным, т.е. прямым для диода VD2 – он начинает проводить ток, а диод VD6 закроется. В момент времени q₃ в работу вступает диод VD3, а диод VD1 закрывается, т.к. напряжение фазы В становится выше напряжения фазы А.

Далее через интервалы времени, равные p/3, происходят включения следующих пар диодов: VD2-VD4,VD3-VD5, VD5-VD1. Таким образом, длительность прохождения тока через каждый диод составляет 2p/3, а остальное время он закрыт.

Поочерёдная работа пар диодов в  схеме приводит к появлению на сопротивлении нагрузки R_d выпрямленного напряжения, состоящего из частей линейных напряжений, приходящих на вход выпрямителя.

Диаграммы токов и напряжение рассматриваемой  трёхфазной мостовой схемы выпрямления приведены на рисунке 4.

Рисунок 4 - Диаграммы напряжений и токов выпрямителя

1.4.3 Регулятор напряжения

Применение контактно-транзисторных  регуляторов (КТР) являлось переходным этапом от вибрационных реле-регуляторов к транзисторным регуляторам напряжения.  
        В КТР (РР362А) (рис. 5) током в обмотке возбуждения управляет транзистор VT, а управление транзистором осуществляет реле регулятора напряжения KV, работающее по вибрационному принципу. Реле регулятора напряжения имеет нормально разомкнутые контакты KV:1.

Рисунок 5 - Схема контактно-транзисторного регулятора напряжения РР-362

Принцип действия регулятора напряжения

При включении выключателя зажигания  в цепи эмиттер-база транзистора VT через  диод смещения VD1 и резистор цепи базы R_б от аккумуляторной батареи начинает протекать ток. Этого достаточно, чтобы транзистор VT открылся и к цепи питания через диод VD1 и переход эмиттер-коллектор транзистора подключилась обмотка возбуждения, что и обеспечит возбуждение генератора.

Напряжение генератора подводится к обмотке регулятора напряжения KV через диод VD1, ускоряющий резистор Ry и резистор термокомпенсации Rтк. При возрастании напряжения с ростом частоты вращения генератора реле KV замыкает свои контакты KV:1. В результате этого переход эмиттер-база транзистора VT оказывается смещенным в обратном направлении — потенциал эмиттера ниже потенциала базы на величину падения напряжения в диоде VD1. Обратное смещение этого перехода прерывает протекание тока в цепи транзистора и переводит его в закрытое состояние.  
В таком случае ток в обмотку возбуждения поступает через ускоряющий Ry и добавочный R_д - резисторы, что приводит к уменьшению этого тока, уменьшению напряжения генератора. Уменьшение напряжения вызывает размыкание контактов KV:1, открывание транзистора VT, подключение обмотки возбуждения в цепь питания непосредственно через открытый транзистор VT, возрастание тока в этой обмотке, возрастание напряжения генератора, т. е. возникновение ступенчатого процесса поддержания постоянства напряжения.  
Ускоряющий резистор R_y является элементом жесткой обратной связи в регуляторе, он повышает частоту вибрации контактов регулятора. Диод VD2 — гасящий. Остальные элементы схемы, в том числе нормально замкнутые контакты реле-регулятора напряжения KV:2, относятся к схеме защиты регулятора напряжения от аварийных режимов. 

В нормальном режиме работы регулятора обмотки реле защиты КА либо вообще отсоединена от цепи питания (контакты KV:2 разомкнуты), либо подсоединена к  этой цепи через сопротивление обмотки  возбуждения.  
Сила тока в обмотке реле защиты в этом случае недостаточна, чтобы вызвать его срабатывание, контакты остаются разомкнутыми и реле КА не оказывает никакого влияния на работу регулятора напряжения.

При аварийном режиме замыкания  вывода "Ш" на массу обмотка  возбуждения оказывается замкнутой  накоротко и напряжение генератора уменьшается, что вызывает замыкание  контактов регулятора KV:2. Обмотка  реле защиты КА оказывается под напряжением  питания непосредственно, минуя  сопротивление обмотки возбуждения. При этом реле срабатывает, замыкает свои контакты КА:1, что приводит к  запиранию транзистора и предотвращает  протекание по нему опасных токов. После  устранения замыкания "Ш" на массу  регулятор вновь вступает в работу.

2 Регуляторы напряжения КАМАЗ 5320

2.1 Вибрационный регулятор напряжения РР-127

Рисунок 6 - Регулятор напряжения РР-127: а — общий вид со снятой крышкой; б — принципиальная схема; в — электрическая схема соединений: «+» и Ш — обозначения выводных зажимов; ШО — шунтовая обмотка;       ВО — выравнивающая обмотка; ТБ — термобиметаллическая пластина (серьга); Rт — термокомпенсирующий резистор; Rу — ускоряющий резистор; Rд — резистор добавочного сопротивления; ВМ — выключатель «массы» (батареи); ОВ — обмотка возбуждения генератора; К — контакты

Регулятор напряжения РР-127 предназначен для совместной работы с генераторами Г-270-А1 и Г-271 номинальным напряжением 28 В и максимальным током 30 А. Он состоит из ярма 1, цилиндрического сердечника 5, на котором расположена шунтовая ШО и выравнивающая ВО обмотки, якоря 4 с нормально замкнутыми вольфрамовыми контактами К и пружины якоря 3. Якорь подвешен к ярму на упругой пластинке — серьге ТБ, которая одним концом прикреплена к якорю, а другим — к угольнику, укрепленному на ярме. Натяжение пружины регулируют подгибанием ее кронштейна 2.

При замкнутых контактах регулятора ток возбуждения замыкается через них по пути: от зажима «+» через выравнивающую обмотку ВО, замкнутые контакты на зажим Ш и далее через обмотку возбуждения ОВ. При разомкнутых контактах ток возбуждения проходит от зажима «+» на зажим Ш через резисторы Rу и Rд. Когда напряжение генератора ниже 27,4-30,2 В, контакты регулятора напряжения замкнуты. При включении выключателя «массы» ВМ ток, протекающий по обмотке ШО, замыкается по пути: зажим «+» батареи, зажим «+» генератора, зажим «+» регулятора напряжения, резисторы Rу, Rт, обмотка ШО, корпус регулятора напряжения, «масса», зажим «-» батареи.

Ток возбуждения генератора замыкается по пути: зажим «+» батареи, зажим «+» генератора и регулятора напряжения, обмотка ВО, замкнутые контакты регулятора напряжения, зажимы Ш регулятора напряжения и генератора, обмотка возбуждения ОВ, зажим «-» батареи. При работе генератора, когда его напряжение становится выше э.д.с. аккумуляторной батареи, источником тока становится генератор. В этом случае пути тока шунтовой обмотки регулятора напряжения и тока возбуждения генератора будут прежние, но ток исходит из зажима «+» генератора и возвращается на «массу» к зажиму «-» генератора. Одновременно генератор питает потребителей и заряжает аккумуляторную батарею.

По мере увеличения частоты вращения ротора генератора его напряжение растет. Когда напряжение генератора достигнет величины настройки регулятора (27,4-30,2 В), контакты регулятора напряжения размыкаются и ток возбуждения замыкается по пути: зажимы «+» генератора и регулятора напряжения, ускоряющий резистор Rу, добавочные резисторы Rд, зажимы Ш регулятора и генератора, обмотка возбуждения ОВ, зажим «-» (корпус) генератора. Вследствие резкого повышения сопротивления цепи возбуждение ее ток и напряжение генератора уменьшаются. При уменьшении напряжения ниже нормального магнитная сила, притягивающая якорь, уменьшается, и пружина замыкает контакты регулятора напряжения. Ток возбуждения и напряжение генератора вновь начинают увеличиваться до размыкания контактов регулятора напряжения. Указанный процесс повторяется периодически. При частоте замыкания и размыкания контактов выше 30 Гц колебания напряжения практически незаметны.

Скорость нарастания напряжения при замыкании контактов, а также скорость убывания напряжения при размыкании контактов зависит от частоты вращения ротора генератора. Чем выше частота вращения ротора генератора, тем выше скорость нарастания напряжения при замкнутых контактах и, наоборот, тем медленнее происходит спад напряжения генератора при разомкнутых контактах. Это означает, что с увеличением частоты вращения ротора генератора время замкнутого состояния контактов уменьшается, а время разомкнутого состояния контактов увеличивается. Следовательно, с увеличением частоты вращения в цепь обмотки возбуждения генератора добавочный резистор R2 включается на большее время, что вызывает уменьшение тока возбуждения, и напряжение генератора поддерживается постоянным, несмотря на увеличение частоты вращения ротора.

Резисторы Rд и Ry также выполняют роль искрогасительных сопротивлений, включенных между контактами регулятора напряжения, уменьшая искрение при их размыкании.

Повышение частоты вибрации контактов обеспечивается включением шунтовой обмотки регулятора напряжения по схеме «ускоряющего сопротивления». Шунтовая обмотка регулятора напряжения одним концом включена на «массу», другим — к точке соединения резисторов Rу и Rд. При замкнутых контактах регулятора через ускоряющий резистор Rу проходит только ток шунтовой обмотки регулятора напряжения (~0,17 А). Следовательно, напряжение на шунтовой обмотке регулятора будет меньше напряжения генератора на величину падения напряжения на резисторе Ry. Эта величина составляет примерно 5 В.

При разомкнутых контактах регулятора напряжения через резистор Ry пройдет не только ток шунтовой обмотки регулятора, но и ток возбуждения генератора. При этом падение напряжения на резисторе Ry резко возрастет и, следовательно, уменьшится напряжение на обмотке регулятора напряжения, пружина обеспечит более быстрое замыкание контактов, а частота вибрации контактов увеличится до 150-250 Гц.

Выравнивающая обмотка ВО регулятора напряжения служит для компенсации увеличения напряжения генератора при увеличении частоты вращения ротора генератора, которое вызывается включением шунтовой обмотки по схеме ускоряющего сопротивления. Выравнивающая обмотка ВО включена встречно по отношению к шунтовой обмотке ШО регулятора напряжения.

При малой частоте вращения ток  возбуждения генератора, проходящий по выравнивающей обмотке, имеет  наибольшую величину. Следовательно, размагничивающее действие выравнивающей обмотки  и повышение напряжения генератора будет наибольшим. С увеличением  частоты вращения ток возбуждения, а следовательно, и размагничивающее действие выравнивающей обмотки уменьшается, вследствие чего она повышает напряжение генератора на меньшую величину и тем самым способствует выравниванию напряжения генератора, которое при отсутствии выравнивающей обмотки повышалось бы с увеличением частоты вращения.

Регулируемое напряжение должно поддерживаться в заданных пределах независимо от температуры окружающей среды и нагрева обмоток регулятора напряжения. Однако при нагреве шунтовой обмотки, состоящей из медного провода, сопротивление ее увеличивается.

При повышении температуры ШО до +95°С ее сопротивление увеличивается на 30%. В результате напряжение, при котором будут размыкаться контакты регулятора, повысится также на 30%. Подобное увеличение напряжения является недопустимым, так как вызывает перезаряд аккумуляторных батарей, снижение срока службы ламп накаливания и искажение показаний приборов.

Для компенсации описанного вредного явления в реле-регуляторе РР-127 применяют  резистор температурной компенсации  Rт, выполненный из нихрома, и подвеску якоря регулятора на термобиметаллической серьге ТБ.

С увеличением температуры шунтовой обмотки, например на 75°С (с +20 до +95°С), сопротивление нихромового резистора Rт (40 Ом) практически не изменяет своей величины. Ускоряющий резистор Rу (30 Ом), выполненный также из нихрома и включенный последовательно с шунтовой обмоткой, помимо ускорения колебаний якоря также играет роль термокомпенсирующего резистора.

Для ограничения возрастания регулируемого напряжения с увеличением температуры наряду с включением в цепь шунтовой обмотки термокомпенсирующих резисторов применяют подвеску якоря реле на термобиметаллической серьге ТБ, состоящей из двух сваренных между собой пластин — инвара марки ЭН-36 и латуни или хромоникелевой или молибденоникелевой стали. Инвар обладает малым температурным коэффициентом линейного теплового расширения, равным 1•10^-10°С, и поэтому образует пассивную сторону термобиметаллической пластины. Латунь или хромоникелевая или молибденоникелевая стали обладают большим температурным коэффициентом линейного расширения, равным 17~20•10^-6•1/°С, и образуют активную часть термобиметаллической пластины. Термобиметаллическую пластину одним концом прикрепляют к якорю, другим — посредством заклепок и уголка — к ярму магнитопровода, активной стороной к якорю, а пассивной — к сердечнику реле.

При увеличении температуры термобиметаллическая серьга      деформируется, изгибаясь в сторону сердечника. Но так как конец ее прикреплен к якорю реле, то изогнуться она не может, вследствие чего на якорь будет действовать сила, направленная к сердечнику реле и противодействующая силе пружины.

Суммарное усилие пружины и серьги при увеличении окружающей температуры  уменьшается и тем самым компенсируется уменьшение магнитной силы притяжения якоря к сердечнику вследствие нагрева  обмотки, так что величина регулируемого  напряжения остается прежней.

В регуляторе напряжения РР-127 резисторы Rу, Rд, Rт выполнены из нихромового провода марки Х15Н60, намотанного на шнур из стекловолокнита, пропитанный кремнийорганическим лаком; размещены резисторы в основании регулятора.

С повышением мощности генератора растет его ток возбуждения, и контакты вибрационного регулятора напряжения не обеспечивают необходимого срока службы регулятора. Поэтому для мощных генераторов в качестве регулятора напряжения применяют транзисторные регуляторы напряжения.

2.2 Бесконтактный транзисторный регулятор напряжения РР-356

Регулятор напряжения РР-356 на кремниевых транзисторах предназначен для работы с генератором Г-272 мощностью 800 Вт (автомобили КамАЗ, МАЗ). На корпусе регулятора имеется штекерный разъем с двумя выводами «+» и «Ш», а также винт для соединения его корпуса с «массой» генератора.

На рис.7 изображена принципиальная схема регулятора РР-356. Применение кремниевых транзисторов, имеющих структуру n — p — n, потребовало подключение эмиттера к минусовому полюсу («макс.»), поэтому обмотка возбуждения генератора включена между коллектором транзистора и зажимом «+» генератора, что потребовало изолировать обмотку возбуждения генератора Г-272 от «массы» и сделать на генераторе два вывода концов обмотки возбуждения Ш1 и Ш2.

Рисунок 7 - Принципиальная схема регулятора напряжения РР-356 и прохождение токов в ней при открытом (а) и закрытом (б) силовом транзисторе: «+», Ш, М — выводные контакты штекерных разъемов;            Т1 — силовой транзистор; Т2 — управляющий транзистор; Дг — гасящий диод; Д1, Д2 — диоды; СТ1, СТ2 — стабилитроны; Др — дроссель;               R1, R2 - резисторы делителя напряжения; Rос — резистор обратной связи; Rб — резисторы базы транзистора Т1; R3, R4 — резисторы.

Регулятор напряжения работает следующим образом (рис. 7, а). При включении выключателя ВК ток батареи замыкается через делитель напряжения по цепи: «+» батареи, контакты ВЗ, «+» регулятора, обмотка дросселя Др, резисторы R1 и К2, зажим М («масса») регулятора, минус батареи. При этом на резисторе R2 в результате прохождения по нему тока создастся падение напряжения Uст. Однако пока это напряжение меньше напряжения пробоя стабилитронов CT1 и CT2, стабилитроны заперты, сила тока, проходящего через них, близка к нулю, и цепь базы транзистора Т2 (от «+», через обмотку дросселя Др, резистор R1 и стабилитроны СT1 и СT2) практически прервана, потенциал базы при отсутствии тока в резисторе R3 равен потенциалу эмиттера, и, следовательно, транзистор Т2 заперт. Здесь применены два последовательно включенных стабилитрона СT1 и CT2, так как номинальное напряжение генератора Г-272 равно 28 В.

Поскольку транзистор T2 закрыт и соединение между точкой подключения его  коллектора к диодам Д1 и Д2 и зажимом М прервано, то ток, проходящий через резистор R5, диоды Д1 и Д2 и резистор R4, создает на последнем падение напряжения, вследствие чего потенциал базы транзистора Т1 становится выше потенциала его эмиттера.

Возникший ток базы Iб1, проходящий по цепи: «+» регулятора, резистор Rб, диоды Д1 и Д2, эмиттерио-базовый переход транзистора Т1, зажим М открывает транзистор Т1. Тогда ток возбуждения Iв, проходящий по цепи: «+» генератора, зажим Ш генератора, обмотка возбуждения генератора, второй зажим Ш генератора, зажим Ш регулятора, открытый транзистор Т1, зажим М регулятора, «-» генератора, приобретает максимальную величину.

Когда напряжение генератора превысит установленный уровень, возросшее  напряжение Uст на стабилитронах СТ1 и СТ2 пробивает их и тем самым открывает путь току Iб2 базы транзистора Т2 (рис. 7, б). Последний, открываясь, замыкает накоротко эмиттерно-базовый переход транзистора Т1, вследствие чего последний запирается, прерывая цепь тока возбуждения. Ток возбуждения и напряжение генератора резко снижаются, напряжение Uст уменьшается, стабилитроны СТ1 и СТ2 снова запираются, вызывая запирание транзистора Т2 и открывание транзистора Т1 и процесс периодически повторяется с большой частотой. Ток Iс, созданный э.д.с. самоиндукции в обмотке возбуждения, замыкается по пути, показанном пунктирными стрелками через гасящий диод Дг, минуя транзистор Т1. Дроссель Др сглаживает пики пульсирующего напряжения. Резистор обратной связи Roc ускоряет переключение транзистора Т1 из состояния «открыт» в состояние «закрыт» и обратно. Диоды Д1 и Д2 служат для повышения надежности запирания транзистора Т1. Регулируют величину напряжения регулятора РР-356 подбором величины сопротивления резистора R2 при изготовлении регулятора. Регулировка регулятора РР-356 в эксплуатации не разрешается. Для генератора Г-288 мощностью 1100 Вт применяется регулятор РР-133, электрическая схема которого и данные элементов схемы одинаковы с регулятором РР-356. Отличие состоит в обратном расположении платы с деталями. В регуляторе РР-356 силовой транзистор находится сверху, а детали схемы снизу платы, а в регуляторе РР-133 наоборот, что облегчает осмотр и проверку исправности регулятора при снятии крышки.

Бесконтактные транзисторные регуляторы напряжения типа РР-356 и   РР-133 обладают длительным сроком службы и не требуют регулировки в эксплуатации, но они отличаются большой трудоемкостью изготовления и размерами, не позволяющими встроить их в конструкцию генератора, что значительно повысило бы надежность генераторной установки и сократило расход проводов. В настоящее время наша промышленность выпускает для автомобилей с дизельными двигателями генератор с встроенным интегральным регулятором напряжения (генераторные установки).

2.3 Генераторная установка Г-273 с встроенным интегральным регулятором напряжения Я-120  применяется на  дизельных двигателях ЯМЗ-236, ЯМЗ-238, КамАЗ-740 (автомобили МАЗ, КАМАЗ)

 Генераторная  установка Г-273 заменяет собой  генераторы Г-271 и           Г-272 с соответствующими регуляторами напряжения. Размеры интегрального регулятора Я-120: 38×58×12 мм, а масса 50 г, поэтому такой регулятор легко встраивается в заднюю крышку генератора. Общий вид генераторной установки Г-273 показан на рисунке 8. Принципиальное отличие схемы генератора Г-273 от рассмотренных выше заключается в том, что обмотка возбуждения ОВ (рис. 9) включена между нулевой точкой обмотки статора и через транзистор Т1 с «массой». Напряжение между нулевой точкой и «массой» равно половине напряжения на выходе генератора, т.е. 14 В. Такая схема обмотки возбуждения позволяет защитить аккумуляторную батарею от разряда на обмотку возбуждения при неработающем двигателе и включенном выключателе «массы» ВМ, унифицировать роторы генераторов на 14 и 28 В (роторы Г-273 и Г-250  взаимозаменяемы) и снизить перенапряжение на выходе генератора и транзистора Т1 при сбросе нагрузки. Генераторная установка Г-273 имеет посезонную регулировку «зима — лето» с целью лучшего заряда аккумуляторной батареи зимой (регулируемое напряжение 28,1-30,2 В) и предупреждения перезаряда батареи летом (регулируемое напряжение         27,1-28,1 В). Если винт 5 (см. рис.8) посезонной регулировки вывернут, резистор R_пр (см. рис. 9) отключен, регулятор поддерживает напряжение, соответствующее летней регулировке, если винт 5 завернут до упора, то регулятор поддерживает регулируемое напряжение «зима». Для улучшения условий возбуждения генератора в момент пуска двигателя между обмоткой возбуждения и «+» аккумуляторной батареи включен подпиточный резистор Rпод. В генератор Г-273 устанавливаются выпрямительные блоки БПВ-4-45 или ВБГ-1Б.

Рисунок 8 - Генераторная установка Г-273 со встроенным интегральным регулятором напряжения Я-120: а — общий вид; б — блок щеткодержателя с регулятором напряжения в разобранном виде; 1, 2, 3, 4 — выводные зажимы С, В, «+», «-» — соответственно; 5 — винт посезонной регулировки;                    6 — регулятор напряжения; 7 — блок посезонной регулировки;                         В, Д, Ш, С — шины, к которым подсоединен регулятор напряжения.

Встроенный в щеткодержатель генератора регулятор напряжения             Я-120 выполнен по электронной схеме (см. рис. 9, а) в интегральном исполнении, в котором пассивные элементы (резисторы), соединительные проводники и контактные площадки под активные элементы (транзисторы, диоды) неразъемно связаны и выполнены по толстопленочной технологии на керамической подложке. На плате пассивных элементов монтируются и подвесные дискретные элементы (конденсаторы, стабилитроны, входной транзистор Т3). На другой малогабаритной керамической плате расположены структуры (кристаллы) транзистора предоконечного каскада Т2, выходного транзистора Т3 и гасящего диода Д1. После сборки схема закрывается крышкой и заливается специальным герметиком. Регулятор напряжения Я-120 прибор неразборный и ремонту не подлежит. Максимальная сила тока возбуждения, на которую рассчитаны элементы конструкции регулятора              Я-120, равны 3,3 А. Схемные решения и конструкция регулятора обеспечивают высокую стабильность выходного напряжения генераторной установки при изменении тока нагрузки, частоты вращения и температуры не более чем -0,4, +0,2 и +0,1 В соответственно.