2.Принцип работы регулятора напряжения
Лекция № 6
Тема: «Устройство, назначение, работа и конструктивные особенности реле-регуляторов»
План
1. Назначение регуляторов напряжения
2.Принцип работы регулятора напряжения
3.Устройство регулятора напряжения
1. Назначение регулятора напряжения
Регулятор напряжения поддерживает напряжение бортовой сети в заданных пределах во всех режимах работы при изменении частоты вращения ротора генератора, электрической нагрузки, температуры окружающей среды.
Кроме того, он может выполнять дополнительные функции - защищать элементы генераторной установки от аварийных режимов и перегрузки, автоматически включать в бортовую сеть цепь обмотки возбуждения или систему сигнализации аварийной работы генераторной установки.
Все регуляторы напряжения работают по единому принципу. Напряжение генератора определяется тремя факторами:
1.Частотой вращения ротора.
2.Силой тока, отдаваемой генератором в нагрузку.
3.Величиной магнитного потока, создаваемой током обмотки возбуждения.
Чем выше частота вращения ротора и меньше нагрузка на генератор, тем выше напряжение генератора. Увеличение силы тока в обмотке возбуждения увеличивает магнитный поток и с ним напряжение генератора, снижение тока возбуждения уменьшает напряжение. Все регуляторы напряжения, отечественные и зарубежные, стабилизируют напряжение изменением тока возбуждения. Если напряжение возрастает или уменьшается, регулятор соответственно уменьшает или увеличивает ток возбуждения и вводит напряжение в нужные пределы.
2.Принцип работы регулятора напряжения
Вибрационный регулятор напряжения имеет добавочный резистор 
, который включается последовательно с обмоткой возбуждения ОВ (Рис.1).
Величина сопротивления резистора рассчитана на то, чтобы обеспечить необходимое напряжение генератора при максимальной частоте вращения. Обмотка регулятора ОО, намотана на сердечнике 4, включена на полное напряжение генератора.
При неработающем генераторе пружина 1 оттягивает якорек 2 вверх, удерживая контакты 3 в замкнутом состоянии. При этом обмотка возбуждения ОВ через контакты 3 и якорек 2 подключена к генератору, минуя резистор 
С увеличением частоты вращения ток возбуждения работающего генератора и его напряжения растут. При этом увеличивается ток в обмотке ОО регулятора и намагничивание сердечника. Пока напряжение генератора меньше установленного значения, силы магнитного притяжения якорька 2 к сердечнику 4 не достаточно для преодоления силы натяжения пружины 1 и контакты 3 регулятора остаются замкнутыми, а ток в обмотку напряжения проходит, минуя добавочный резистор.
При достижении напряжением генератора значения размыкания 
сила магнитного притяжения якорька к сердечнику преодолевает силу натяжения пружины и контакты регулятора напряжения размыкаются. При этом в цепь обмотки возбуждения включится добавочный резистор и ток возбуждения, достигший к моменту срабатывания значения 
, начнёт падать. Уменьшение тока возбуждения, повлечёт за собой уменьшение напряжения генератора.
Уменьшение напряжения генератора сопровождается уменьшением тока в обмотке ОО. Когда напряжение уменьшается до значения замыкания 
, сила натяжения пружины преодолевает силу магнитного притяжения якорька к сердечнику, контакты вновь замкнутся и ток возбуждения начнёт в новь возрастать.
Далее процесс будет периодически повторятся.
3.Устройство регулятора напряжения
Конструкция, технология изготовления и схемное исполнение регуляторов напряжения тесно связаны друг с другом. Основные тенденции развития конструкций и схем обуславливаются стремлением миниатюризировать регулятор, чтобы при встраивании в генератор он занимал меньше места, увеличить число выполняемых им функций (например, наряду со стабилизацией напряжения сообщать о работоспособности генераторной установки, предотвращать разряд аккумуляторной батареи при неработающем двигателе), а также повысить качество выходного напряжения.
Вибрационные реле-регуляторы и контактно-транзисторные регуляторы в настоящее время полностью заменены электронными транзисторными регуляторами напряжения. С развитием электроники наметились существенные изменения в схемном и конструктивном решениях электронных регуляторов. Теперь их можно разделить на две группы - регуляторы традиционного схемного исполнения с частотой переключения, меняющейся с изменением режима работы генератора, и регуляторы со стабилизированной частотой переключения, работающие по принципу широтно-импульсной модуляции (ШИМ). По конструкции регуляторы традиционного схемного исполнения выполняются либо на навесных элементах, расположенных на печатной плате, либо в виде гибридных схем, регуляторы с ШИМ могут быть гибридного исполнения или полностью выполненными на монокристалле кремния. Число транзисторов в традиционных схемах невелико, обычно значительно меньше десятка, в регуляторах с ШИМ это число составляет несколько десятков. Последнее стало возможно с развитием электроники, так как в микросхемах, выполненных на монокристалле кремния, стоимость схемы мало зависит от числа транзисторов. Применение же ШИМ позволяет повысить качество стабилизации напряжения и предотвратить влияние на регулятор внешних воздействий.
Современные регуляторы выполняются в основном встроенными в генератор. Тем не менее, отечественная промышленность выпускает целую серию малогабаритных регуляторов напряжения для размещения вне генератора. Эти регуляторы выполняются в идентичных корпусах, по практически одинаковой схеме, на унифицированной крепежной панели с набором отверстий, позволяющих устанавливать регуляторы на разные модели автомобилей. Регуляторы предназначены для замены ранее выпускавшихся реле-регуляторов, контактно-транзисторных регуляторов и устаревших транзисторных регуляторов, кроме регулятора 13.3702-01 автомобилей «Волга» ГАЗ-ЗЮ29 и «Газель» ГАЭ-33021.
Контрольные вопросы
1.Поясните назначение регуляторов напряжения.
2.Объясните устройство регулятора напряжения.
3.Нарисуйте схему вибрационного регулятора напряжения и поясните принцип его работы при неработающем генераторе и с увеличением его частоты вращения.