В блоке электромагнитных реле под панелью расположены резисторы. Реле-регулятор имеет три выводные клеммы Ш, ВЗ, М для соединения соответственно с обмоткой возбуждения генератора, выключателем зажигания и «массой» генератора. Для ускорения замыкания контактов регулятора напряжения служит ускоряющий резистор Ру.
Регулятор напряжения (см. рис. 16) включает в себя транзистор Т, электромагнитное реле регулятора напряжения РН, полупроводниковые диоды Д1 Дг; резисторы Ry, Rд, Rтк, Rб. Электромагнитное реле РН управляет транзистором. Его обмотка РН0 является чувствительным элементом схемы регулятора, а замыкающие контакты РН, включённые между плюсовой клеммой регулятора ВЗ и базой транзистора, управляют транзистором.
Ток управления транзистора (ток базы) незначителен и меньше тока возбуждения генератора на величину коэффициента усиления транзистора (в 15 раз). Напряжение на контактах также незначительно – 1,5–2,5В. Поэтому контакты регулятора напряжения при длительной работе практически не имеют износа.
Термокомпенсация регулятора напряжения осуществляется резистором Rтк и подвеской якоря на термобиметалической пластине.
Для защиты транзистора Т от коротких замыканий в цепи обмотки возбуждения генератора служит реле защиты РЗ, которое имеет три обмотки: основную РЗ0, встречную РЗв, магнитный поток который направлен навстречу основной обмотке, и удерживающую РЗу. замыкающие контакты РЗ включены через разделительный диод Др параллельно контактам РН.
Работа регулятора напряжения
Когда обороты ротора генератора малы и Ur < Uрн, электромагнитное усилие, создаваемое обмоткой РН0, недостаточно для преодоления усилия пружины, и якорь РН не притянут к сердечнику. Контакты РН разомкнуты, и транзистор Т открыт, так как имеется ток перехода эмиттер – база Iб, определяемый резистором Rб. цепь тока базы (рис. 16, б) следующая: клемма ВЗ, диод Д1, эмиттер – база транзистора Т, резистор Rб, клемма М. При открытом транзисторе сопротивление перехода Э-К мало (доли Ома), и через обмотку возбуждения ОВ генератора проходит ток возбуждения по цепи клемма ВЗ – диод Д1 – эммитер – коллектор транзистора Т – обмотка реле защиты РЗ0 – клемма Ш реле-регулятора – обмотка возбуждения ОВ – масса.
Когда Ur > Uрн, контакты регулятора напряжения замкнуты. При этом транзистор Т запирается, так как его база соединяется с «+», вследствие чего потенциал эмиттера будет ниже потенциала базы на величину падения напряжения на диоде Д1, обусловленного током, протекающим через Д1 по цепи клемма ВЗ – диод Д1 резисторы Ry, Rд, – обмотка РЗ0 – клемма Ш – обмотка возбуждения ОВ – масса.
При замыкании контактов РН и запирании транзистора Т ток возбуждения падает, уменьшается напряжение генератора, и контакты РН размыкаются. Затем весь процесс повторяется. Диод Дг служит для шунтирования токов самоиндукции обмотки возбуждения генератора, возникающих при переключении транзистора Т. Тем самым исключаются опасные для транзистора перенапряжения.
Работа реле защиты
При коротком замыкании в цепи обмотки возбуждения генератора на массу встречная обмотка РЗв закорачивается (см. рис. 16). её магнитный поток, направленный навстречу магнитному потоку основной обмотки РЗ0, исчезает, и магнитный поток основной обмотки, притягивая якорь реле, замыкает контакты РЗ (при токе через основную обмотку РЗ0, равном 3,2–3,6А). при этом на базу транзистора подаётся «+» (аналогично замыканию контактов РН), транзистор запирается, чем и защищается от повреждения.
Одновременно через замкнутые контакты реле защиты получает питание удерживающая обмотка РЗу, которая удерживает контакты РЗ замкнутыми до тех пор, пока выключатель зажигания не будет выключен, и короткое замыкание устранено. Реле-регулятор будет готов к работе только после устранения короткого замыкания и повторного включения зажигания РЗ. Разделительный диод Др служит для исключения ложного срабатывания реле защиты при замыкании контактов РН.
Контактно-транзисторный реле-регулятор имеет более высокий срок службы и меньшую разрегулировку в процессе эксплуатации, чем вибрационные реле-регуляторы, так как контакты регулятора напряжения у него разрывают незначительный ток базы транзистора, а не ток возбуждения генератора. Однако наличие механической системы разрыва электрической цепи (контакты, пружина, подвеска якоря реле) и наличие воздушных зазоров между якорем и сердечником реле требуют во время эксплуатации систематической проверки и регулировки регулятора. Указанные недостатки отсутствуют в бесконтактных транзисторных регуляторах напряжения, применяемых с генератором переменного тока Г-250 на автомобилях ЗИЛ-130 и ГАЗ-24 «Волга».
Устройство и работа бесконтактного транзисторного регулятора напряжения РР-350
Регулятор имеет крышку и основание, внутри которого размещена панель. На ней смонтирована схема регулятора. Регулятор РР-350 имеет только регулятор напряжения, так как наличие кремниевого выпрямителя в генераторе исключает возможность прохождения тока от АКБ в генератор. Отсутствует также ограничитель тока, так как генератор Г-250 обладает свойством самоограничения.
Регулятор соединяется с генератором при помощи закрытого штепсельного разъёма, исключающего возможность короткого замыкания провода на массу. Штепсельный разъём имеет фиксирующее устройство, препятствующее самопроизвольному разъединению его во время эксплуатации.
Схема регулятора напряжения (рис. 17) может быть условно разделена на две части: измерительную часть (ИЧ), включающую транзистор Т1, стабилитрон Д1, дроссель Др, резисторы R1, R2, R3, R4, R5, и Rt и усилительную часть (УЧ), включающую транзисторы Т2 и Т3, резисторы R6, R7, Rд, диоды Д2, Д3.
В схему регулятора входит также диод Д4, включённый параллельно обмотке возбуждения генератора ОВГ и защищающий транзистор ТЗ от э.д.с. самоиндукции, возникающей в этой обмотке, и резистор обратной связи Rос, предназначенный для улучшения частотных характеристик регулятора. В цепь делителя напряжения (резисторы
R1 и R3) включён дроссель Др для уменьшения влияния пульсаций выпрямлённого напряжения генератора на работу регулятора напряжения в двух предельных режимах.
1-й режим – напряжение генератора меньше регулируемого (Uг < Uрег). При включении выключателя зажигания ВЗ обмотка возбуждения генератора подключается к АКБ. Стабилитрон Д1 находится в непроводящем состоянии, следовательно, входной транзистор Т1 закрыт, так как отсутствует ток базы транзистора Т1. Закрытое состояние транзистора Т1 обеспечивает прохождение тока через переходы эмиттер – база транзисторов Т2 и Т3 от клеммы «+» через диод Д3, переход эммитер – база транзистора Т3, диод Д2, переход эмиттер – база транзистора Т2 и R5.
Сопротивление транзисторов Т2 и Т3 при этом минимально (транзисторы открыты) и по цепи плюс – диод Д3 – эмиттер – база транзистора Т3 – диод Д2 – эмиттер – коллектор транзистора Т2 – резистор R6 идёт ток базы выходного транзистора Т3, необходимый для его открытия. Таким образом, при Uг < Uрег транзистор Т1 закрыт, а транзисторы Т2 и Т3 открыты. Это обеспечивает прохождение через транзистор Т3 максимального тока возбуждения по цепи: плюс – диод Д3 – эмиттер – коллектор транзистора Т3 – клемма Ш – обмотка возбуждения генератора «масса» (минус).
2-й режим – напряжение генератора больше регулируемого (Uг > Uрег). Стабилитрон Д1 проводит ток и, следовательно, входной транзистор Т1 открыт, так как по цепи плюс – эмиттер – база транзистора Т1 – резистор делителя R3 – дроссель Др (минус) идёт ток, обеспечивающий открытое состояние транзистора Т1. Сопротивление транзистора Т1 минимально, и потенциал базы транзистора Т2 оказывается выше потенциала его эмиттера. Транзистор Т2 закрывается, прерывая цепь тока базы выходного транзистора Т3. Тем самым закрывается и транзистор Т3. Ток возбуждения генератора, минуя транзистор Т3, проходит через добавочный резистор Rд, и его величина резко падает. Напряжение генератора снижается, и стабилитрон Д1 вновь переходит в непроводящее состояние, запирая транзистор Т1. Это приводит к открытию транзисторов Т2 и Т3.
Описанный процесс периодически повторяется, что обеспечивает постоянное поддержание напряжение генератора. Для уменьшения влияния температуры на величину регулируемого напряжения в плечо делителя включён терморезистор Rт, сопротивление которого имеет отрицательный температурный коэффициент, т.е. с повышением температуры снижается. Терморезистор Rт компенсирует увеличение напряжения пробоя стабилитрона Д1 с повышением температуры регулятора.
3. Общее устройство и работа контактно-транзисторной системы зажигания автомобиля ГАЗ-3102 «Волга». Назначение каждого прибора системы
Система зажигания батарейная, контактно-транзисторная с напряжением в первичной цепи 12В. Она состоит из источников электрического тока, катушки зажигания, добавочного резистора, коммутатора, распределителя зажигания, свечей зажигания, наконечников свечей, выключателя зажигания и проводов низкого и высокого напряжений.