Файл: Барабанов, В. Е. Электрооборудование тракторов и автомобилей.pdf

Параметры реле-регулятора определяются скоростными и нагрузочными характеристиками генератора. Они зави­ сят также от условий работы аккумуляторной батареи (установлена ли батарея снаружи или под капотом).

Характеристики некоторых типов реле-регуляторов при­ водятся в таблице 23.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ РЕЛЕ-РЕГУЛЯТОРОВ

Тракторный реле-регулятор, например РР81-Д, по габа­ ритам немного больше автомобильного вследствие гермети­ зации основания. Реле-регулятор на тракторе работает в условиях значительной тряски, поэтому клеммами служат стальные болты вместо пластин. Рабочее положение релерегулятора — клеммами вниз. На одну из лап основания реле-регулятора выведена плоская шина, через болт крепления и эту шину реле-регулятор соединяется с мас­ сой трактора.

Реле-регулятор состоит из трех приборов: реле обрат­ ного тока, регулятора напряжения и ограничителя тока. Каждый прибор состоит из ярма, сердечника, якоря, кату­ шек, контактов. Контактная пара регулятора напряже­ ния: вольфрам — вольфрам; ограничителя тока: воль­ фрам— серебро; реле обратного тока: серебро — серебро.

Для обеспечения нормальной работы реле-регулятора должен быть установлен при сборке требуемый зазор между якорем и сердечником. В регуляторе напряжения и ограни­ чителе тока зазор между якорем и сердечником при замкну­ тых контактах должен быть 1,4—1,5 мм.

У реле обратного тока при разомкнутых контактах за­ зор регулируют в пределах 0,6—0,8 мм. Когда контакты реле обратного тока замкнуты, то зазор между якорем и сердечником должен быть не менее 0,25 мм. Верхние и нижние контакты должны быть соосны. Несовпадение цент­ ров контактов допускается: у ограничителя тока и регу­ лятора напряжения 0,1 мм, у реле обратного тока 0,25 мм. Сопротивления, смонтированные в нижней части основания, выполнены из проволоки высокого омического сопротивле­ ния, намотанной на стержни из стекловолокнита. Обмоточ­ ные данные реле-регуляторов даны в таблице 24.

Реле обратного тока. Реле обратного тока служит для автоматического включения аккумуляторной батареи, когда напряжение генератора больше напряжения батареи, и размыкания электрической цепи между генератором и

93

аккумуляторной батареей, когда напряжение батареи будет больше напряжения генератора. Это предупреждает раз­ рядку батареи через обмотки генератора.

Реле обратного тока представляет собой электромагнит с подвижным якорем и двумя обмотками: параллельной и последовательной. Магнитопровод реле обратного тока состоит из ярма 3 (рис. 51), сердечника 4 и якоря 2, на котором крепится серебряный подвижный контакт 7. Неподвижный контакт 8 расположен на неподвижной стойке. Спиральная пружина 1 стремится удержать кон­ такты в разомкнутом состоянии. Один конец параллельной обмотки 6 присоединен к основанию реле-регулятора (к массе), а второй конец — к ярму. Один конец последо­ вательной обмотки 5 соединен с ярмом, а другой конец — с обмотками ограничителя тока. При работе генератора в параллельной обмотке начинает протекать ток. Под дей­ ствием магнитного потока, создаваемого параллельной об­ моткой, якорь притягивается к сердечнику и контакты

94

Рис. 51. Схема реле-регулятора РР24:

I —пружина; 2 — якорь; 3 — ярмо; 4 — сердечник; 5 — после­ довательная обмотка реле обратного тока; 6— параллельная обмот­ ка реле обратного тока; 7, 12 и 17 — подвижные контакты; 8, II и 16 — неподвижные контакты; 9 — ускоряющая обмотка ограничи­ теля тока; 10 —последовательная обмотка ограничителя тока; 13 — добавочное сопротивление 30 Ом; И —термомагннтный шунт; 15— параллельная обмотка регулятора напряжения; 18 — добавочное со­

противление 80 Ом; 19 — добавочное сопротивление 13 Ом.

реле замыкаются. При замкнутых контактах магнитный поток параллельной обмотки усиливается за счет магнит­ ного потока последовательной обмотки. Напряжение, при котором происходит включение реле, для тракторных генераторов должно быть 12—13 В, для автомобильных генераторов — 12,2—13,2 В. При снижении частоты вра­ щения якоря генератора напряжение на клеммах умень­ шается. При определенной скорости вращения э. д. с. генератора станет меньше э. д. с. батареи, и тогда через контакты реле потечет разрядный (обратный) ток, который может повредить изоляцию обмотки якоря генератора и разрядить батарею.

Однако благодаря тому, что разрядный ток, протекая по последовательной обмотке, создает магнитный поток, направленный против магнитного потока параллельной обмотки, сердечник размагничивается и под действием

95

усилия пружины контакты реле размыкаются. Реле отре­ гулировано так, чтобы разрядный ток был в пределах 0,5—6А. Размыкание и замыкание контактов должно быть четким. Сильная вибрация якоря приводит к обгорамию и спеканию контактов.

Как известно, при повышении температуры сопротивле­ ние обмоток, изготовленных из медной проволоки, увели­ чивается. В реле обратного тока увеличение сопротивления параллельной обмотки вызывает ослабление магнитного потока, создаваемого обмоткой. Вследствие этого произ­ вольно и преждевременно отключается реле и нарушается нормальная зарядка батареи.

Для того чтобы при нагреве сопротивление параллель­ ной обмотки изменялось незначительно, часть обмотки выполняют из константановой проволоки, в результате чего общее сопротивление практически не изменяется. Однако этого недостаточно. Для того чтобы напряжение, при котором происходит замыкание контактов реле, не зависело от его температуры, применяют биметаллическую пластинку для подвески якоря реле. Биметаллическая пла­ стинка обладает свойством при повышении температуры изгибаться в сторону сердечника. При повышении темпе­ ратуры реле биметаллическая пластинка, поджимая якорь реле к сердечнику, компенсируют ослабление потока, соз­ даваемого параллельной обмоткой.

Регулятор напряжения. Регулятор напряжения поддер­ живает напряжение генератора в заданных пределах при различных скоростях и нагрузках генератора. Магнитопровод регулятора напряжения также состоит из ярма, сердечника и якоря. На якоре расположен подвижный кон­ такт 17 из вольфрама, неподвижный контакт 16 из вольф­ рама расположен на неподвижной стойке. На сердечник намотана обмотка 15, подключенная параллельно внешней цепи через ускоряющее сопротивление 13 Ом. Сопротивле­ ние 80 Ом является добавочным, а сопротивление 1 Ом — выравнивающим. Работает реле-регулятор совместно с гене­ ратором следующим образом. При малой частоте вращения якоря генератора напряжение на клеммах генератора не превосходит заданных пределов. В это время контакты регулятора напряжения замкнуты. В обмотку возбужде­ ния добавочные сопротивления не включаются. Магнитный поток обмотки регулятора напряжения мал, и сила притя­ жения сердечника недостаточна, чтобы притянуть якорь и разомкнуть контакты. При повышении частоты вращения

96

якоря напряжение на зажимах генератора становится больше заданных пределов, магнитный поток, создаваемый обмот­ кой регулятора, увеличивается, сердечник преодолевает усилие пружины, притягивает якорь и контакты размы­ каются. Ток возбуждения проходит через добавочные со­ противления 80 Ом и 13 Ом, что в сумме составит 93 Ом. Величина тока возбуждения резко падает. В результате этого уменьшается напряжение на клеммах генератора. При уменьшении напряжения ослабевает магнитный поток обмотки регулятора и контакты под действием пружины замыкаются. Ток обмотки возбуждения вновь проходит через контакты регулятора, и напряжение генератора воз­ растает. Этот процесс периодически повторяется. Таким образом, регулируя величину тока возбуждения, поддер­ живают напряжение генератора в заданных пределах. Чтобы колебания напряжения не были заметны, частота замыканий и размыканий контактов должна быть высокой, не меиее 30—40 в секунду. С этой целью в схему регуля­ тора напряжения введено ускоряющее сопротивление, рав­ ное 13 Ом. Ускоряющее сопротивление является частью добавочного сопротивления регулятора напряжения.

При отсутствии выравнивающего сопротивления в 1 Ом при больших оборотах якоря генератора регулятор напря­ жения повышает регулируемое напряжение, так как при этом увеличивается время разомкнутого состояния контак­ тов и напряжение на зажимах обмотки регулятора и ток в этой обмотке уменьшаются. В этом случае после замыка­ ния контактов намагничивание сердечника регулятора до величины, необходимой для притяжения якоря, будет про­ исходить медленнее, за это время напряжение генератора повысится и будет больше нормального. При использова­ нии выравнивающего сопротивления этого явления не про­ исходит. При больших оборотах якоря генератора падение напряжения на зажимах выравнивающего сопротивления уменьшается, так как ток возбуждения при этих оборотах мал. Вследствие этого напряжение обмотки регулятора увеличивается и сердечник намагничивается сильнее. Это вызывает размыкание контактов и препятствует повышению напряжения генератора выше заданных пределов.

Регулятор напряжения, как и все приборы электрообо­ рудования трактора и автомобиля, работает при темпера­ туре от ■—40 до +60° С. Большие изменения окружающей температуры воздуха потребовали введения специальных термокомпенсационных устройств в конструкцию регуля-

тора напряжения. К ним относится термомагнитный шунт 14— пластинка из железоникельалюминиевого сплава. Ее устанавливают параллельно якорю между сердечником и ярмом. Материал шунта обладает свойством менять свою магнитную проводимость при изменении окружающей температуры. При нагреве величина магнитного потока, проходящего через шунт, уменьшается, а при охлаждении увеличивается.

При повышении температуры воздуха сопротивление обмотки регулятора увеличится, ток обмотки уменьшится и, следовательно, ослабнет магнитный поток, проходящий по сердечнику. Если бы не было термомагнитного шунта, при увеличении температуры регулируемое напряжение повысилось бы выше допустимого предела. При наличии термомагнитного шунта магнитный поток, замыкающийся через якорь, не изменяется и величина регулируемого на­ пряжения будет постоянной. Это происходит вследствие того, что магнитный поток, проходящий через шунт, при нагреве уменьшается настолько, насколько уменьшается поток в сердечнике. Размеры термомагнитного шунта под­ бирают опытным путем. При понижении температуры шунт пропускает больший магнитный поток, что компенсирует уменьшение сопротивления обмотки регулятора и возмож­ ное увеличение потока, проходящего через якорь.

Ограничитель тока. При сильно разряженной батарее зарядный ток генератора может резко возрасти и в 2—3 раза превысить нормальную величину, вследствие чего воз­ можно сгорание изоляции обмотки якоря. Для защиты генератора от такого рода перегрузок служит ограничитель тока.

Ограничитель тока работает по принципу регулятора напряжения. Разница между регулятором напряжения и ограничителем тока состоит в том, что на ограничитель тока влияет изменение величины тока генератора. На сер­ дечнике ограничителя тока намотаны две обмотки: после­ довательная 10 (основная обмотка) и ускоряющая 9, слу­ жащая для регулятора напряжения выравнивающим сопро­ тивлением. При токе нагрузки, не превышающем допусти­ мой величины, работает регулятор напряжения. Если уве­ личивать ток выше допустимого, начинает работать ограни­ читель тока. Регулирование величины тока происходит следующим образом. Повышенный ток нагрузки, проходя по основной обмотке ограничителя тока, создает магнит­ ный поток, сердечник намагничивается и притягивает

98

якорь — контакты размыкаются. В обмотку возбуждения включаются две параллельные ветви добавочных сопро­ тивлений 30 Ом и 93 Ом (80 Ом + 13 Ом), вследствие чего уменьшается ток в обмотке возбуждения и понижается на­ пряжение генератора. При этом величина тока нагрузки уменьшается и процесс повторяется. При замкнутых кон­ тактах ограничителя тока магнитный поток ускоряющей обмотки совпадает по направлению с магнитным потоком последовательной обмотки ограничителя тока и обе обмотки намагничивают сердечник. Сердечник притягивает якорь, и контакты размыкаются. При размыкании контактов огра­ ничителя тока в ускоряющей обмотке ток уменьшается, вследствие чего ускоряется размагничивание сердечника и ускоряется замыкание контактов.

Р е л е - р е г у л я т о р РР127 относится к вибрацион­ ным. Однако он сильно отличается от реле-регулятора РР24: содержит только один электромагнитный элемент — регу­ лятор напряжения. Это объясняется тем, что генератор переменного тока Г270-А обладает свойством самоограниче­ ния максимальной силы тока, что предотвращает перегрев обмотки статора и выпрямительного устройства, поэтому нет необходимости в установке ограничителя тока.

Кремниевые диоды выпрямительного устройства гене­ ратора пропускают через себя небольшой обратный ток при неработающем генераторе и включенной аккумуляторной батарее. Поэтому не нужно реле обратного тока.

На рисунке 52 показана схема реле-регулятора РР127. На сердечнике 3 регулятора напряжения расположены две обмотки: основная 4 и выравнивающая 6. Основная обмотка включена параллельно потребителям во внешнюю цепь генератора, выравнивающая обмотка — последовательно в цепь обмотки возбуждения генератора. Магнитный поток, создаваемый выравнивающей обмоткой, направлен навстречу магнитному потоку основной обмотки. При вращении ро­ тора генератора напряжение генератора повышается. Когда напряжение генератора будет 27—30 В, сердечник, намагни­ ченный магнитным потоком основной обмотки, притянет якорь 9 и контакты 10 регулятора напряжения разомк­ нутся. В цепь обмотки возбуждения генератора включаются ускоряющее сопротивление 1 и добавочные сопротивления

12 и 13.

Сила тока возбуждения уменьшается, и благодаря этому уменьшится напряжение генератора. Магнитный поток сердечника ослабнет, и контакты вновь замкнутся. При

аю

Рис. 52. Схема реле-регулятора РР127:

противления.

больших оборотах ротора генератора увеличивается время разомкнутого состояния контактов и напряжение генера­ тора может повыситься больше регулируемого.

Для поддержания регулируемого напряжения в задан­ ных пределах при больших оборотах ротора генератора служит выравнивающая обмотка. Магнитный поток вырав­ нивающей обмотки, действуя навстречу потоку основной обмотки, ускоряет ослабление потока сердечника, и время разомкнутого состояния контактов уменьшается. Выравни­ вающая обмотка в реле-регуляторе РР127 выполняет те же функции, что и выравнивающее сопротивление 1 Ом в реле-регуляторе РР24. Регулируемое напряжение необ­ ходимо поддерживать в заданных пределах независимо от температуры окружающей среды и нагрева обмоток регуля­ тора напряжения.

Ввиду того что сопротивление основной шунтовой об­ мотки регулятора напряжения при нагреве увеличивается, а это может привести к повышению регулируемого напря­ жения до 35—40 В, в реле-регуляторе РР127 применяют сопротивление 2 температурной компенсации и подвеску якоря регулятора на термобиметаллической пластине 8.

Кроме этого сопротивления, роль термокомпенсатора выполняет и ускоряющее сопротивление 1. Оба сопротивле­ ния включены последовательно с основной обмоткой 4. Та­ ким образом, величина тока основной обмотки определяется

100