Avtoprokat-rzn.ru

Автопрокат Эволюшн
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Регулирование тока возбуждения / осуществляется автоматически специальными регуляторами возбуждения, однако в машинах небольшой мощности применяется регулировка и вручную реостатом, включенным в цепь обмотки возбуждения. При необходимости форсирования возбуждения генератора повышают напряжение возбудителя и увеличивают выходное напряжение выпрямителя.  [4]

Регулирование тока возбуждения обеспечивает получение более устойчивых скоростей лебедки, повышает полезную нагрузку генератора, уменьшает нагрев электродвигателя, генератора и пускорегули-рующего резистора и снижает расход электроэнергии.  [5]

Регулирование тока возбуждения происходит изменением длг тельности включенного состояния главного тиристора УД2, опр деляемого углом включения. Таким образом, изменяя угол а пс средством изменения подмагничивания МУ, можно регулировать ток возбуждения.  [6]

Регулирование тока возбуждения , как правило, осуществляется путем изменения напряжения возбудителя. Так как возбудитель не насыщен, ток возбуждения изменяется пропорционально напряжению. Только в синхронных машинах небольшой мощности регулирование тока возбуждения осуществляется реостатами.  [8]

Регулирование тока возбуждения вызывает изменение реактивной составляющей тока якоря. Перевозбужденная машина ( независимо от того, работает ли она генератором или двигателем) отдает в сеть реактивную мощность индуктивного характера, что эквивалентно потреблению емкостной реактивной мощности.  [9]

Регулирование тока возбуждения только у одной электрической машины ЭМП позволяет применить комбинированное регулирование и повышает надежность работы ЭМП.  [10]

Регулирование тока возбуждения производится только в цепи обмотки возбуждения поперечных полюсов посредством реостата Лр. При нагрузке возникает реакция якоря, которая может быть разложена по осям главных полюсов ла составляющие: Fal, намагничивающую продольные полюсы, и FM, размагничивающую поперечные полюсы. Намагничивающее действие Fal мало сказывается на продольных полюсах, так как они из — sa имеющихся в них вырезов сильно насыщены. Поэтому напряжение на обмотке возбуждения, обусловленное преимущественно продольными полюсами, мало изменяется с изменением нагрузки. При увеличении тока / 2 обмотки якоря составляющая Fa2 сильно размагничивает поперечные полюсы.  [11]

Регулирование тока возбуждения позволяет не только использовать синхронный двигатель как компенсатор реактивной мощности в системе электроснабжения, но и обеспечивать с его помощью другие необходимые режимы синхронного ЭП и питающей сети, к которым относятся повышение устойчивости работы синхронного двигателя при колебаниях механической нагрузки; поддержание нормального напряжения в узле системы энергоснабжения, к которому присоединен двигатель; обеспечение минимума потерь энергии в синхронном двигателе или системе энергоснабжения; регулирование cos ф двигателя или в узле подключения его к системе энергоснабжения. Как правило, эти режимы обеспечиваются с помощью схем автоматического регулирования возбуждения ( АРВ) синхронного двигателя.  [13]

Регулирование тока возбуждения обеспечивает получение более устойчивых скоростей лебедки, повышает полезную нагрузку генератора, уменьшает нагрев двигателя, генератора и пускорегулирующего сопротивления и снижает расход электроэнергии.  [14]

Регулирование тока возбуждения синхронных машин производится ручным шун-товым реостатом, включенным в цепь шун-товой обмотки возбудителя.  [15]

Регулятор напряжения автомобильного синхронного генератора с когтеобразным ротором

ЭМС предназначена для питания бортовых потребителей автомобилей постоянным током, напряжением 14 В, суммарной мощностью не более 1 кВт.

Тип электрической машины

Синхронный генератор со встроенным выпрямителем, независимым возбуждением, когтеобразной (клювообразной) конструкцией ротора.

– Составить структурную схему ЭМС. Дать краткое описание ЭМС в целом и её элементов (принцип действия, конструкцию, статические характеристики). Исходя из назначения ЭМС, руководствуясь соответствующим ГОСТ, определить условия её работы.

– Используя принципиальную схему электронного преобразователя (ЭП) описать его принцип действия, привести диаграммы процессов поясняющие его работу.

– Составить компьютерную модель ЭП.

– С помощью компьютерной модели провести необходимые, для выбора элементной базы ЭП расчёты токов, напряжений и выбрать подходящую элементную базу для его реализации. Рассчитать потери на полупроводниковых компонентах.

– Оценить массо – габаритные показатели и стоимость комплектующих ЭП. синхронный генератор когтеобразный ротор

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. Генератор приводится в движение ременной передачей от коленчатого вала ДВС. В данный момент, это самая распространённая конструкция, применяемая на автомобилях.

Глава 1. ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ЭМС И ПРИНЦИП ЕЕ ДЕЙСТВИЯ

1.1 Функциональные задачи, выполняемые ЭМС

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, напря-жением 14 В постоянного тока. Выработку электроэнергии в данной системе осуществляет двигатель внутреннего сгорания (ДВС).

1.2 Функциональная схема ЭМС

Функциональная схема рассматриваемой ЭМС представлена на рис. 1

Рис. 1. Функциональная схема ЭМС

В состав приведённой на рис. 1 ЭМС входят следующие устройства:

двигатель внутреннего сгорания (ДВС);

генератор с электромагнитным возбуждением (Г);

датчик напряжения (ДН);

1.3 Принцип действия системы в целом. Характеристики системы

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

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

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.

Читайте так же:
Двигатель к 750 регулировка клапанов

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.

1.4 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 0,1 I н до 0,9 I 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.

1.5 Описание элементов, входящих в состав ЭМС

1.5.1 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 рис.2.

Рис. 2. Конструкция генератора.

Принцип действия генератора : обмотка возбуждения, создаёт постоянный однонаправленный магнитный поток, изменяющий свою величину по мере необходимости. Благодаря когтеобразной (клювообразной) конструкции ротора, на нём возникает неподвижное магнитное поле переменной полярности (см. рис. 1). 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.

– внешняя характеристика n , I ОВ = c onst :

Уменьшение напряжения U генератора с ростом нагрузки вызвано размагничивающим действием реакции якоря и возрастанием падения напряжения в фазах обмотки якоря.

– скоростная характеристика I Н , I ОВ = const :

Достоинства такого генератора :

– высокая удельная мощность;

– простота технического обслуживания;

– малый уровень шума;

– наличие щёточного узла;

– невозможно самовозбуждение, необходим первичный источник напря-жения (АКБ).

1.5.2 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.

Схема выпрямителя представлена на рис. 3.

Рассмотрим работу схемы рис. 4 на активную нагрузку. С момента времени  1 ток проводят диоды VD 1 и VD 6 , 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 VD 1 – нагрузка R d – диод VD 6 – обмотка фазы В . Этот процесс продолжается до момента времени  2 . Начиная с этого момента времени напряжение u bc становится положительным, т.е. прямым для диода VD 2 – он начинает проводить ток, а диод VD 6 закроется. В момент времени  3 в работу вступает диод VD 3 , а диод VD 1 закрывается, т.к. напряжение фазы В становится выше напряжения фазы А .

Далее через интервалы времени, равные /3, происходят включения следующих пар диодов: VD 2 — VD 4 , VD 3 — VD 5 , VD 5 — VD 1 . Таким образом, длительность прохождения тока через каждый диод составляет 2/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 рис. 4.

Рис. 4. Диаграммы напряжений и токов выпрямителя

1.5.3 Регулятор напряжения

В данной системе используется регулятор на основе микроконтроллера, управляющего силовым транзистором по принципу ШИМ. Принципиальная схема управления показана на рис. 5.

Рис. 5. Принципиальная схема управления током обмотки возбуждения.

Как видно из схемы, на вход регулятора подаётся выпрямленное напряжение Ud с блока диодов. Затем снизившись до необходимого уровня на делителе напряжений R 12 — R 14 поступает на вход микроконтроллера DA 2 , который сравнивает его с заданным уровнем. Конденсатор С 7 отвечает за продолжительность периодов ШИМ, а С 8 вкупе с резистором R 16 – за стабильность питания микроконтроллера. Свой сигнал на включение обмотки возбуждения (ОВ) микроконтроллер создаёт путём подачи управляющего тока базы вспомогательного транзистора VT 4 , в следствии чего, потенциал затвора силового транзистора IRF 1 становится меньше потенциала истока, и он открывается. Время открытого состояния IRF 1 зависит от скорости вращения ротора генератора и подключённой нагрузки. Дабы уберечь силовой транзистор в момент закрытия от перенапряжения из-за ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения, установлен обратный диод VD 7 .

Глава 2. КОМПЬЮТЕРНАЯ МОДЕЛЬ СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТОКОМ ВОЗБУЖДЕНИЯ ГЕНЕРАТОРА

2.1 Описание компьютерной модели

На рис. 6 изображена модель схемы управления током обмотки возбуждения. Вместо ШИМ контроллера DA2 установлен генератор импульсов V2, который создаёт периодические сигналы на открытие вспомогательного транзистора Q1, вследствие чего открывается силовой транзистор M1, замыкающий вывод обмотки возбуждения L1 на «массу». R3 – имитация сопротивления обмотки возбуждения. V1 – это источник постоянного напряжения 14 В, питающий обмотку возбуждения.

Читайте так же:
Барометрический клапан с регулировкой давления

Рис. 6. Модель схемы управления током возбуждения.

Исходя из того, что в обмотка возбуждения имеет индуктивность L=66,2 мГн и активное сопротивление R=1,3 Ом, то постоянная времени переходного процесса Т=L/R=66,2/1,3=50,92 мсек. По правилам ТОЭ переходной процесс считается установившимся, если с момента его начала проходит (5 – 6)Т . В связи с этим убеждением, примерное время окончания переходного процесса 306 мсек, поэтому диаграммы будем строить на отрезке времени от 0 до 0,4 сек. Рассматривать будем 4 главных состояния:

– Частота импульсов ШИМ f=25 Гц, скважность Q=0,25, рис. 7;

– Частота импульсов ШИМ f=25 Гц, скважность Q=1, рис.8;

– Частота импульсов ШИМ f=10 кГц, скважность Q=0,25, рис.9 (а, б);

– Частота импульсов ШИМ f=10 кГц, скважность Q=1, рис. 10 (а, б).

На рис. 7 – 10 изображены следующие осциллограммы сверху – вниз:

– Напряжение генератора импульсов;

– Ток эмиттера вспомогательного транзистора Q1;

– Напряжение исток – сток силового транзистора М1;

– Мгновенное и среднее значение тока в обмотке возбуждения.

2.2 Выбор элементной базы

2.2.1 Выбор вспомогательного транзистора Q1

Для выбора биполярного транзистора необходимо знать его токи протекающие через базу – эмиттер и коллектор – эмиттер, а также выделяемую мощность потерь и предельное напряжение. Рассматривать будем 3 осциллограммы предельных режимов:

– Частота генератора импульсов f =25 Гц, скважность Q =0,25, рис. 11;

– Частота генератора импульсов f =10 кГц, скважность Q =1, рис. 12;

– Частота генератора импульсов f =10 кГц, скважность Q =0,5, рис. 13.

На рис. 11 – 12 изображены следующие осциллограммы сверху – вниз:

– Ток базы вспомогательного транзистора Q1;

– Ток коллектора вспомогательного транзистора Q1;

– Напряжение коллектор — эмиттер вспомогательного транзистора Q1;

– Среднее значение выделяющейся мощности.

Из полученных характеристик подбираем вспомогательный транзистор КТ301Ж. Диаметр транзистора d=5 мм, высота с учётом ножек h=18 мм. Цена транзистора 20 руб.

2.2.2 Выбор силового транзистора M1

Для выбора полевого транзистора необходимо знать его ток, протекающий через сток – исток, а также выделяемую мощность потерь напряжение сток – исток. Рассматривать будем осциллограммы режимов f=25 Гц, Q=0,25 рис. 14 и f=10 кГц, Q=1 рис.15.

На рис. 14 – 15 изображены следующие осциллограммы сверху – вниз:

– Ток сток – исток силового транзистора М1;

– Напряжение сток – исток силового транзистора М1;

– Среднее значение выделяющейся мощности.

По полученным параметрам подбираем транзистор 2N6491 TO-220AB. Размеры с учётом ножек: 10х4,5х17 мм. Цена: 100 руб.

2.2.3 Выбор диода D1

Для выбора диода достаточного проверить, чтобы он выдерживал ток, проходящий через него и чтобы время переориентации неосновных носителей было значительно меньше, чем период коммутаций обмотки возбуждения. Ввиду высокой максимальной частоты коммутаций выбираем диод HFA08TA60C, 2UFAST диода 2×4А 600В TO220AB. Размеры с учётом ножек: 10х4,5х17 мм. Цена: 140 руб.

В настоящей работе было произведено моделирование схемы управления током возбуждения автомобильной генераторной установки с когтеобразным ротором. В процессе моделирования были получены данные для выбора элементной базы, наглядные осциллограммы переходных процессов в разных режимах работы установки. Кроме того, была произведена настройка модели таким образом, чтобы она удовлетворяла поставленным требованиям по рабочим частотам и качеству тока возбуждения генератора.

Список использованных источников

Л.Л. Таланов, А.В. Берилов, Д.С. Грузков Электронные преобразовательные устройства. М.: МЭИ, 2010. 184с.

Акимов С.В., Чижков Ю.П. Электрооборудование автомобилей. М.: «За рулём», 2007. 336с.

Розанов Ю.К., Рябчицкий М.В. Силовая электроника. М.: МЭИ, 2007. 632 с.

Тыричев П.А., Лозенко В.К. Учебно-методическое пособие по курсу «Электромеханические системы». М.: МЭИ, 1998. 126 с.

Регулировка основных характеристик

Тепловоз подвергают реостатным испытаниям для проверки и регулировки в полном объеме (после подъем очного и большого периодического ремонтов) или частичном, позволяющем судить об исправности отремонтированного узла и наладить его работу.

II а груз очный реостат должен быть рассчитан на длительный ток 3600 А. Конструкция реостата должна допускать кратковременный ток 6500 А, а также наибольшее напряжение

600 Б. Схема подключения тепловоза к реостату Т приборов контроля приведена на рис. 15.

Дли контроля за режимами ira строй к и электрической схемы тепловоза во время реостатных испытаний необходимы электроизмерительные приборы, характеристики которых приведены в табл. 3.

Ниже приведены основные виды регулировок .при реостатных испытаниях.

Регулировка внешней характеристики тягового генератора. Необходимая внешняя характеристика генератора зависит от правильной настройки селективной характеристики.

Внешняя и селективная характеристики представлены на рис. 16,

Настройку селективной характеристики производят при отключенной регулировочной обмотке амплистата и исправном состоянии всех элементов системы возбуждения.

Нормальная работа системы возбуждения возможна лишь при правильном соотношении напряжений и токов в отдельных сс узлах. Это обеспечивается предварительной установкой ориентировочных сопротивлений регулировочных резисторов на тепловозе. Проверку этих величин следует производить в следующей последовательности.

Обозначение в схеме (рнс, 22)

Тип прибора, пределы измерений, класс

Ток тягового генератора

Амперметр постоянного тока с шунтом, 0-7500 А, кл. 0,5

Ток задающей обмотки амплистата

Амперметр постоянного тока, 0-2 А, кл. 1,5

Ток регулировочной обмотки амплиста та

Амперметр постоянного тока, 0-2 А, кл. 1,5

Обозначение в схеме (рис.22)

Тип приборЕї, пределы измерений, класс

Ток управляющей обмотки амплистата

Амперметр постоянного тока, 0-2 А, кл. 1,5

Ток возбуждения тягового генератора

Амперметр постоянного тока с шунтом 0-150 А, кл, 1,5

Ток обмотки независимого возбуждения возбудителя

Амперметр постоянного тока 0-10 А, кл. 1,5

Ток размагничивающей обмотки возбудителя

Амперметр постоянного тока 0-5 А, кл. 1,5

Напряжение тягового генератора

Напряжение синхронного подвозбу-дителя

Напряжение вспомогательного генератора

Вольтметр постоянного тока 0-750 В, кл. 0,5

Вольтметр переменного тока 0-150 В, кл. 1,5

Вольтметр постоянного тока 0-150 В, кл. 0,5

Читайте так же:
Регулировка ступицы зил 131

Регулироиочный резистор ление, Ом

В цепи питания тахометрического блока, СБТВ . 25 В цепи регулировочной обмотки амплистата, СОР . 7 В цепи управляющей обмотки амплистата, СОУ . 3 Трансформатора постоянного тока, СБТТ . 8 Трансформатора постоянного напряжения, СЕТИ . . 10 В цепи обмотки управления трансформатора постоянного напряжения, СТИ. 420

В цепи первичной обмотки стабилизирующего трансформатора, С ТС. 48

В цепи задающей обмотки амплистата, С03 Между проводами

В цепи размагничивающей обмотки возбудителя, СВВ Между проводами

В цепи возбуждения синхронного подвозбудителя,

На 15-й позиции контроллера машиниста при токе генератора 1600-1800 А должны быть проверены и при необходимости отрегулированы величины тока и напряжения в соответствии с табл. 4.

Регулировать с помощью сопротивления

Ток размагничивающей обмот-

СВВ (между проводами

ки возбуждения возбудителя

Ток задающей обмотки ампли-

С03 (между проводами

Напряжение синхронного под-

СВПВ (между проводами

Напряжение питания ампли-

Напряжение питания ТПТ

Напряжение питания ТПИ

Напряжение питания ИД

Форма селективной характеристики должна соответствовать кривой 1/ на рис. 16.

Совмещение селективной характеристики с заданной производится путем изменения величин сопротивлений СТН, СОЗ, СБТТ и СБТН, влияние которых на положение характеристики показано на рис. 17- Комбинированное воздействие на характеристику изменения нескольких сопротивлений приведено на

Реальные селективная 1 и внешняя II характеристики тягового генератора

‘г 11 ток и напряжение тягового генератора; ——поле допусков в зонах ограничения тока (±5%) и Еіапряжепия (±4%)

рис. 18 (при последовательном уменьшении сопротивлений СБТТ и СТИ увеличений сопротивления СОЗ).

Если регулировка селективной характеристики не удается, рекомендуется проверить подключение и характеристики элементов схемы, участвующих в формировании характеристики.

Проверка характеристики трансформатора ТПТ: отключить регулировочную и задающую обмотки амплистата и подать питание на его задающую обмотку через потенциометр от вспомогательного генератора;

разорвать цепь СБТТ и цепь рабочих обмоток ТЛИ, поставить перемычку на управляющую обмотку амплистата и сопротивление СО У, как показано на рис. 19;

на 15-й позиции контроллера, регулируя ток задающей обмотки, установить напряжение генератора равным 300-400 В при токе генератора около 1000 А.

Проверить напряжение питания ТПТ, которое должно соответствовать значению по табл. 4, при необходимости произвести подрегулировку СВПВ;

проверить характеристику ТПТ в двух точках при указанных в табл. 5 величинах тока генератора.

Проверка характеристики трансформатора ТПН:

выполнить указанные выше проверки трансфоратора ТПТ;

разорвать цепь СБТН и цепь рабочих обмоток ТПТ;

установить сопротивление СТН равным 350 Ом;

на 15-й позиции контроллера, регулируя ток задающей обмотки, установить напряжение генератора равным 570 В;

проверить напряжение питания ТПН, которое должно соответствовать значению но табл. 4, при необходимости произвести подрегулировку сопротивлением СВПВ;

Влияние. изменения нескольких сопротивлений на селективную характеристику 1

Схема проверки трансформаторов ТПТ и ТПН

регулируя ток задающей обмотки амплистата, изменять напряжение генератора и, фиксируя по приборам напряжение генератора и ток ТПН, проверить характеристику ТПН в двух точках при величинах напряжения генератора, указанных в табл. 5.

Ток трансформатора, А

Проверка характеристики амплистата: отключить регулировочную .и управляющую обмотки амплистата, а задающую обмотку включить через потенциометр от вспомогательного генератора;

проложить изоляционную прокладку между силовыми контактами контактора КВ, для исключения повышения наибольшего напряжения генератора в процессе проверки;

установить контроллер на 15-ю позицию и проверить напряжение питания амплистата, которое должно соответствовать значению по табл. 4, при необходимости произвести подрегулировку сопротивлением СВПВ;

установив ток задающей обмотки амплистата в соответствии с. табл. 6, проверить;

а) тестером напряжение максимального выхода амплистата (между плюсовой и минусовой клеммами мостика силовых диодов) ;

б) ток минимального выхода амплистата (по прибору Л6 в Дели обмотки Н1-НН1 возбудителя).

Ток задающей обмотки, а

Параметры «а выходе амплистата

Максимальный выход Минимальный выход

Не менее 20 В Не более 0,5 А

Полученные значения должны соответствовать табл. 6. (Для определения тока минимального выхода амплистата необходимо изменить полярность включения его задающей обмотки.)

После проверок и замены (при необходимости) неисправных аппаратов схема должна быть восстановлена.

Для настройки внешней характеристики генератора на нулевой позиции контроллера необходимо включить регулировочную обмотку амплистата, а затем перевести контроллер на 15-ю позицию.

При нормальных атмосферных условиях, работе вентилятора холодильника при наибольшей частоте вращения и

компрессора на холостом ходу проверить соответствие внешней характеристики кривой 1 (см. рис. 16) (при других условиях величина мощности генератора, замеренная при токе 3600 А, должна соответствовать табл. 7 с учетом графика на рис. 20).

При этом должны быть выполнены следующие условия: при токе генератора 3600 А якорь индуктивного датчика должен находиться в положении минимума (вдвинут). Расстояние от торца корпуса датчика до первой риски на якоре должно быть в пределах 10-30 мм; в зонах ограничения тока и напряжения генератора якорь датчика должен находиться в положении максимума (выдвинут из корпуса); соответствующий этому положению наибольший ток в регулировочной обмотке амплистата должен быть равен примерно 0,7 Л.

В средних точках зоны регулирования мощности ток в регулировочной обмотке должен уменьшаться до 0,3-0,6 Л.

При увеличении сопротивления резистора СОР ток в регулировочной обмотке в зонах ограничения увеличивается, а в зоне регулирования мощности изменяется незначительно за счет действия индуктивного датчика. Б этой зоне воздействовать на ток регулировочной обмотки можно либо изменением параметров селективного узла, либо подрегулировкой уровня мощности объединенным регулятором, как описано ниже.

При мощности генератора, приведенной к атмосферным условиям с учетом температуры топлива, зазор под упором мощности дизеля должен быть равен 0,6-0,8 мм. Несоблюдение указанной величины может приводить к возникновению незатухающих колебаний при работе дизель-генератор а.

Если при выполнении указанных условий мощность дизель-генератора не соответствует требуемой, то при нормальном режиме работы дизеля рекомендуется следующий метод подрегулировки.

При работе тепловоза на нулевой позиции контроллера снять крышку с объединенного регулятора. Вращением головки болта § (рис. 21) установить метку на траверсе 7 против 5-6-го деления рычага 6. Проверить установку игл регулятора мощности. Иглы должны быть отвернуты на 1,5-2 оборота от упора.

Читайте так же:
Усв устройство синхронизации времени

Установить 15-ю позицию контроллера. Отпустить контргайку 4 и вращением штока В отрегулировать уровень мощности дизель-генератора. При уменьшении размера «а» мощ-

сцентрик следует повернуть в обратную сторону (так, чтобы плунжер поднялся). При регулировке мощности необходимо постоянно контролировать частоту вращения вала дизеля во избежание ее снижения ниже допустимой величины («просадки») .

Установить 4-ю позицию контроллера без нагрузки, отпустить контргайку 2 и, наворачивая втулку 1 на шток 3, добиться выхода якоря индуктивного датчика на увеличение нагрузки генератора. Затем, медленно вращая втулку в обратную сторону, заметить момент начала обратного движения якоря датчика и в этом положении законтрить втулку 1 гайкой 2. Якорь индуктивного датчика должен остановиться в положении наименьшей нагрузки.

Незатухающие колебания якоря индуктивного датчика и мощности дизель-генератора обычно являются следствием недостаточного зазора под упором наибольшей мощности дизеля, чрезмерно вывернутых игл или неправильного подключения стабилизирующего трансформатора ТС.

Регулировка плавного трогания. Установить контроллер на 2-ю позицию и при токе тягового генератора 1500 А отрегулировать мощность 250-270 кВт, изменяя сопротивление СОЗ между проводами 451 и 454;

установить контроллер на 1-ю позицию и при токе тягового генератора 800+1000 А отрегулировать мощность 100-120 кВт, изменяя сопротивление СОЗ между проводами 454 и 475.

Регулировка характеристики при отключенном тяговом дви гателе. Отключить один из отключателей двигателей и установить контроллер машиниста на 15-ю позицию. При токе генератора 3000-3200 А отрегулировать мощность генератора в пределах 1050-1100 кВт, изменяя сопротивление СОЗ между проводами 457, 459.

Регулировка аварийной схемы возбуждения. На нулевой позиции контроллера установить переключатель АР в положение «аварийный режим»;

б ость увеличивается. Если шток 3 завернут до верхнего упора, а мощность недостаточна, необходимо отпустить болт 9 и повернуть эксцентрик 10 на 1-2 деления так, чтобы плунжер 11 опустился, после чего снова регулировать мощность изменением размера «а».

Если шток 5 сворачивается вниз с винта 5 до конца резьбы, а мощность дизель-генератора велика, экустановить контроллер на 15-ю позицию и при токе генератора 3600 А отрегулировать напряжение генератора равным 300-330 В (изменяя сопротивление СВВ между проводами 415, 421).

Регулировка плавного трогания при аварийной схеме возбуждения. На нулевой позиции отключить отключатели двигателей и отрегулировать напряжение генератора равным:

на 2-й позиции контроллера 80 В, изменяя сопротивление СВВ между проводами 416, 415;

на 1-й позиции контроллера 30 В, изменяя сопротивление СВВ между проводами 413, 415.

Регулировка включения реле перехода. Ориентировочная кратность тока в токовых катушках реле по отношению к току генератора должна быть равна 2200. Регулируют с помощью сопротивлений в цепи токовых катушек;

включение реле перехода должно происходить при токах генератора, равных: 2450 А для РП1; 2250 А для РП2.

Ток, при котором происходит включение реле, регулируют изменением сопротивления СРП1 и СРП2 в цепи катушек напряжения между проводами: 603-598 А для РП1; 589-593 А для РП2. Для уменьшения тока генератора, при котором включается реле, необходимо увеличить сопротивление, для увеличения тока сопротивление уменьшить;

отключение реле перехода должно происходить при токах генератора, равных 3600 А для РП1; 3450 А для РП2.

Ток отключения реле регулируют изменением сопротивления СРП2 и СРП1 в цепи катушек напряжения соответственно между проводами: 596-589 для РП2; 597-603 для РП1.

Для уменьшения тока генератора, при котором отключается реле, следует увеличить сопротивления, для увеличения тока сопротивление уменьшить.

Установить величину участков сопротивлений СРП1 и СРП2, закорачиваемых контактами реле РУ4 (между проводами 597-602 для РЛ1 и 596-591 для РП2), равной 1350 Ом (примерно 2/3 резистора ПЭ-150-2000 Ом). Регулируют перемещением хомута резистора с проводом 602 для РП1 и хомута резистора с проводом 591 для РП2.

Примечание. После длительной работы тепловоза под нагрузкой из-за изменения температур обмоток реле перехода и электрических машин параметры включения и отключения реле перехода могут отличаться от ранее настроенных на 100-120 А, что существенно не отражается на работе тепловоза, при условии что эти отклонения направлены в одну сторону, т. е. когда реле включается раньше и отключается позже или наоборот.

После настройки электрической схемы следует проверить срабатывание температурных реле ТРМ и ТРВ, включение, работу и отключение компрессора, а также проверить работу и осмотреть распределительные редукторы, гидропривод вентилятора холодильника, вентиляторы охлаждения тяговых электродвигателей и тягового генератора, холодильник, систему отопления кабин, тормозную систему, противопожарные средства, клапаны и редукторы давления, тифоны и свистки, стеклоочистители и другое оборудование.

Устройство автомобилей

Генераторная установка предназначена для обеспечения питанием потребителей, входящих в систему электрооборудования автомобиля, и зарядки аккумуляторной батареи при работающем двигателе. Выходные параметры генератора должны быть таковы, чтобы в любых режимах движения автомобиля и работы двигателя не происходил прогрессивный разряд аккумуляторной батареи или ее перезаряд, а питание потребителей осуществлялось напряжением и током требуемой величины.
Кроме того, напряжение в бортовой сети автомобиля, питаемой генераторной установкой, должно быть стабильно в широком диапазоне изменения частоты вращения и нагрузок.

ЭДС индукции в соответствии с законом Фарадея, зависит от скорости перемещения проводника в магнитном поле и величины магнитного потока:

где с — постоянный коэффициент, зависящий от конструкции генератора;
ω — угловая скорость ротора (якоря) генератора:
Ф — магнитный поток возбуждения.

Поэтому напряжение, вырабатываемое генератором, зависит от частоты вращения его ротора и интенсивности магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения. В свою очередь мощность магнитного потока зависит от величины тока возбуждения, который изменяется пропорционально частоте вращения ротора, поскольку ротор выполнен в виде вращающегося электромагнита.
Кроме того, ток, поступающий в обмотку возбуждения, зависит от величины нагрузки, отдаваемой в данный момент потребителям бортовой сети автомобиля. Чем больше частота вращения ротора и ток возбуждения, тем большее напряжение вырабатывает генератор, чем больше ток нагрузки, тем меньше генерируемое напряжение.

Пульсация напряжения на выходе из генератора недопустима, поскольку это может привести к выходу из строя потребителей бортовой электрической сети, а также перезаряду или недозаряду аккумулятора. Поэтому использование на автомобилях в качестве источника электроэнергии генераторных установок обусловило использование специальных устройств, поддерживающих генерируемое напряжение в приемлемом для работы потребителей диапазоне. Такие устройства называются реле-регуляторы напряжения.
Функцией регулятора напряжения является стабилизация вырабатываемого генератором напряжения при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя и нагрузки в бортовой электросети.

Читайте так же:
Регулировка подачи углекислоты на полуавтомате

назначение, устройство и работа регулятора напряжения

Наиболее просто контролировать величину вырабатываемого генератором напряжения изменением величины тока в обмотке возбуждения, регулируя тем самым мощность создаваемого обмоткой магнитного поля. Можно было бы использовать в качестве ротора постоянный магнит, но управлять магнитным полем такого магнита сложно, поэтому в генераторных установках современных автомобилей применяются роторы с электромагнитами в виде обмотки возбуждения.

На автомобилях для регулирования напряжения генератора применяются регуляторы напряжения дискретного типа, в основу работы которых положен принцип действия различного рода реле. По мере развития электротехники и электроники, регуляторы генерируемого напряжения претерпели существенную эволюцию, от простых электромеханических реле, называемых вибрационными регуляторами напряжения, до бесконтактных интегральных регуляторов, в которых полностью отсутствуют подвижные механические элементы.

Вибрационный регулятор напряжения

схема работы вибрационного регулятора напряжения

Рассмотрим работу регулятора на примере простейшего вибрационного (электромагнитного) регулятора напряжения.
Вибрационный регулятор напряжения (рис. 1) имеет добавочный резистор Rо, который включается последовательно в обмотку возбуждения ОВ. Величина сопротивления резистора рассчитана так, чтобы обеспечить необходимое напряжение генератора при максимальной частоте вращения. Обмотка регулятора ОР, намотанная на сердечнике 4, включена на полное напряжение генератора.

При неработающем генераторе пружина 1 оттягивает якорь 2 вверх, удерживая контакты 3 в замкнутом состоянии. При этом обмотка возбуждения ОВ через контакты 3 и якорь 2 подключена к генератору, минуя резистор Rо.

С увеличением частоты вращения ток возбуждения работающего генератора и его напряжение растут. При этом увеличивается сила тока в обмотке регулятора и намагничивание сердечника. Пока напряжение генератора меньше установленного значения, силы магнитного притяжения якоря 2 к сердечнику 4 недостаточно для преодоления силы натяжения пружины 1 и контакты 3 регулятора остаются замкнутыми, а ток в обмотку возбуждения проходит, минуя добавочный резистор.

При достижении напряжения генератора значения размыкания Uр сила магнитноо 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 реле значения Iр, начнет падать.
Уменьшение тока возбуждения влечет за собой уменьшение напряжения генератора, а это, в свою очередь, приводит к уменьшению тока в обмотке ОР. Когда напряжение уменьшится до значения замыкания Uз, сила натяжения пружины преодолеет силу магнитного притяжения якоря к сердечнику, контакты вновь замкнутся, и ток возбуждения увеличится. При работающем двигателе и генераторе этот процесс периодически повторяется с большой частотой.
В результате происходит пульсация напряжения генератора и тока возбуждения. Среднее значение напряжения Uср определяет напряжение генератора. Очевидно, что это напряжение зависит от силы натяжения пружины реле, поэтому изменяя натяжение пружины можно регулировать напряжение генератора.

В конструкцию вибрационных регуляторов (рис. 1, а) входит ряд дополнительных узлов и элементов, назначение которых — обеспечить повышение частоты колебания якоря с целью уменьшения пульсации напряжения (ускоряющие обмотки или резисторы), уменьшение влияния температуры на величину регулируемого напряжения (добавочные резисторы из тугоплавких металлов, биметаллические пластины, магнитные шунты), стабилизацию напряжения (выравнивающие обмотки).

регулятор напряжения автомобиля ВАЗ

Недостатком вибрационных регуляторов напряжения является наличие подвижных элементов, вибрирующих контактов, которые подвержены износу, и пружины, характеристики которой в процессе эксплуатации меняются.
Особенно сильно эти недостатки проявились в генераторах переменного тока, у которых ток возбуждения почти в два раза больше, чем в генераторах постоянного тока. Использование раздельных ветвей питания обмотки возбуждения и двухступенчатых регуляторов напряжения с двумя парами контактов не решали проблему полностью и приводили к усложнению конструкции регулятора, поэтому дальнейшее совершенствование шло, прежде всего, по пути широкого использования полупроводниковых приборов.
Сначала появились контактно-транзисторные конструкции, а затем и бесконтактные.

Контактно-транзисторные регуляторы напряжения являются переходной конструкцией от механических регуляторов к полупроводниковым. При этом транзистор выполнял функцию элемента, прерывающего ток в обмотку возбуждения, а электромеханическое реле с контактами управляло работой транзистора. В таких регуляторах напряжения сохранялись электромагнитные реле с подвижными контактами, однако, благодаря использованию транзистора ток, протекающий через эти контакты, удалось значительно уменьшить, увеличив тем самым срок службы контактов и надежность работы регулятора.

В полупроводниковых регуляторах ток возбуждения регулируется с помощью транзистора, эмиттерно-коллекторная цепь которого включена последовательно в обмотку возбуждения.
Транзистор работает аналогично контактам вибрационного регулятора. При повышении напряжения генератора выше заданного уровня транзистор запирает цепь обмотки возбуждения, а при снижении уровня регулируемого напряжения транзистор переключается в открытое состояние.

Электронные регуляторы изменяют ток возбуждения путем включения и отключения обмотки возбуждения от питающей сети (дополнительных диодов).
С увеличением частоты вращения ротора напряжение генератора повышается. Когда оно начинает превышать уровень 13,5…14,2 В, выходной транзистор в регуляторе напряжения запирается, и ток через обмотку возбуждения прерывается.
Напряжение генератора падает, транзистор в регуляторе отпирается и снова пропускает ток через обмотку возбуждения.

Чем выше частота вращения ротора генератора, тем больше время запертого состояния транзистора в регуляторе, следовательно, тем сильнее снижается напряжение генератора.
Этот процесс запирания и отпирания регулятора происходит с высокой частотой. Поэтому колебания напряжения на выходе генератора незначительны, и практически можно считать его постоянным, поддерживаемым на уровне 13,5…14,2 В.

Конструктивно регуляторы напряжения могут выполняться в виде отдельного прибора, устанавливаемого раздельно с генератором, или интегральными (интегрированными), устанавливаемыми в корпусе генератора. Интегральные регуляторы напряжения обычно объединяются с щеточным узлом генератора.

Ниже приведены принципиальные схемы подключения и работы полупроводниковых регуляторов напряжения различных типов и конструкций.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector