Принцип работы регулятора напряжения

Принцип работы регулятора основан на использовании свойств полупроводниковых приборов: транзисторов (триодов) и стабилитронов (диодов).

Свойством транзистора является способность изменять в широких пределах свое сопротивление при изменении полярности и величины напряжения, приложенного к зажимам (эмиттер — база). Транзистор, включенный в цепь обмотки возбуждения генератора, автоматически изменяет полярность и величину управляющего напряжения, чем обеспечивается автоматическое изменение тока возбуждения в зависимости от скорости вращения якоря и поддержание заданного напряжения.

Стабилитрон представляет собой кремниевый диод, обладающий свойством до определенного значения, напряжения, приложенного к нему в обратном (непроводящем) направлении, иметь незначительную проводимость и практически не пропускать ток. Начиная с некоторого значения напряжения, которое называется напряжением стабилизации, проводимость стабилитрона резко повышается и он начинает проводить ток, причем ток значительно повышается почти при постоянном напряжении. Это свойство используется для управления транзистором.

Постоянство выходного напряжения генератора поддерживается путем периодического отключения питания обмотки возбуждения генератора за счет закрытия транзисторов Т2 - Т6, управляемых противофазным транзистором Т1, который, в свою очередь, управляется стабилитроном Д1.

При запуске двигателя самовозбуждение генератора начинается за счет остаточного магнетизма его полюсов. При этом входное напряжение измерительного устройства практически равно напряжению генератора и является открывающим для составного транзистора Т2 - Т6. Таким образом, составной транзистор открыт и по его цепи проходит ток возбуждения генератора.

При достижении генератором номинального напряжения проводимость стабилитрона Д1 резко возрастает (происходит его пробой), что приводит к резкому увеличению входного напряжения транзистора Т1. Транзистор Т1 открывается, его входное напряжение быстро уменьшается, в результате чего закрывается составной транзистор. При этом внутреннее сопротивление силовых транзисторов резко увеличивается, ограничивая ток возбуждения.

С уменьшением напряжения генератора стабилитрон Д1 восстанавливается, при этом транзистор Т1 закрывается и выходное напряжение измерительного органа увеличивается до величины, необходимой для открывания составного транзистора.

В дальнейшем регулятор автоматически устанавливает такую скважность тока возбуждения, при которой напряжение генератора поддерживается в пределах, заданных при настройке регулятора.

Таким образом, PH-IO, изменяя Rов, поддерживает Uг в пределах 27,5±1 В.

Принцип работы схемы защиты состоит в следующем.

При пробое одного из транзисторов Т2 - Т6 питание на обмотку возбуждения генератора будет подаваться постоянно. Напряжение генератора возрастет выше номинального. При достижении напряжения 29,5 - 33 В откроется стабилитрон Д2 и получит питание обмотка реле Р2. Через его замкнутые контакты и резистор R6 обмотка возбуждения генератора будет зашунтирована, так как при повышении напряжения все исправные транзисторы закрываются (эта цепь на схеме не указана), то предохранитель пробитого транзистора сгорит по цепи: +Я, Пр1, предохранитель пробитого транзистора, транзистор, резистор R5, замкнутые контакты реле Р2, резистор R6, «минус» бортовой цепи.

При замыкании цепи обмотки возбуждения генератора на «массу» ток в ней значительно возрастает. Увеличится он и в первичной обмотке трансформатора Тр. В момент возрастания тока со вторичной обмотки трансформатора снимается сигнал, достаточный для открытия стабилитрона Д3. На управляющий электрод тиристора Д4 будет подан открывающий сигнал. В результате цепь якоря получит выход на «массу» через открытый тиристор и предохранитель Пр1 сгорит.

При замыкании цепи ОВг на +Я генератор переходит на нерегулируемое параллельное возбуждение. Его напряжение начнет возрастать. При этом сработает цепь защиты по напряжению аналогично пробою транзистора. Через замкнутые контакты реле Р2 и резистор R6 электроэнергия, снимаемая с якорной обмотки генератора, получает выход на «массу» по цепи: +Я, цепь ОВг, предохранитель Пр7, трансформатор Тр, контакты реле Р2, резистор R6, «минус» бортовой сети. Нагрузка в цепи минимальна, и предохранитель Пр7 сгорит. В момент сгорания предохранителя будет подан открывающий сигнал на тиристор Д7 и предохранитель Пр1 тоже сгорит.