Работа регулятора напряжения

В процессе пуска дизеля на зажимах вспомогательного генератора (ВГ) появляется напряжение, и ток от «плюса» ВГ (см. рис.174.) начинает течь по проводу 150, через резистор R24, провод 153, неподвижную НК и подвижную ПК катушки, провод 154, резистор R23 и по проводу 101 уходит на «минус» ВГ. По окончании пуска вспомогательный генератор переходит на самовозбуждение, причем если напряжение на его зажимах меньше 115 В, то положение контактов регулятора не меняется, т.е. ток в обмотку возбуждения ВГ поступает через те же резисторы, что и при первоначальном возбуждении от батареи. В этом случае ток возбуждения наибольший, так как в цепь возбуждения введено наименьшее общее сопротивление.

При возрастании напряжения на зажимах вспомогательного генератора до 115 В ток в катушках регулятора увеличивается настолько, что электромагнитная сила преодолевает усилие пружины и отсоединяет подвижные контакты от правых неподвижных. Теперь ток в обмотку возбуждения ВГ поступает только через резистор R26, т.е. общее сопротивление в цепи возбуждения ВГ увеличивается. Соответственно уменьшаются ток возбуждения, магнитный поток и напряжение на зажимах вспомогaтельного генератора. Ток в катушках регулятора РН также уменьшается, электромагнитная сила снижается, и пружина возвращает якорь регулятора в первоначальное положение, т.е. подвижные контакты снова прижимаются к правым неподвижным. В дальнейшем этот процесс многократно повторяется. Следовательно, при работе дизеля с малой или средней частотой вращения коленчатого вала (позиции 0 - 4) подвижные контакты регулятора РН вибрируют возле правых неподвижных контактов.

При увеличении частоты вращения коленчатого вала, а следовательно, и напряжения на зажимах ВГ – электромагнитная сила взаимодействия катушек возрастает настолько, что якорь регулятора перемещается в крайнее левое положение, при котором подвижные контакты прижимаются к левым неподвижным контактам. Теперь после протекания по резистору R26 меньшая часть тока направляется в обмотку возбуждения ВГ, а большая часть от зажима 162 через подвижные и левые неподвижные контакты, провода 159 и 160, резистор R29/2, провод 161, резистор R28 и провод 101 уходит на «минус» вспомогательного генератора. Ток возбуждения ВГ уменьшается, напряжение на его зажимах снижается. При дальнейшей работе дизеля с большой частотой вращения коленчатого вала - подвижные контакты регулятора вибрируют возле левых неподвижных контактов.

Работа регулятора осложняется тем, что обмотка возбуждения ВГ (четыре последовательно соединенные катушки главных полюсов, имеющие по 800 витков) обладает значительной индуктивностью, так как создаваемый обмоткой переменный магнитный поток, пронизывая витки катушек, наводит в них э.д.с. самоиндукции. По известному закону Ленца эта э.д.с. имеет такое направление, при котором она препятствует изменению вызвавшего ее тока, т.е. индуктивность обмотки возбуждения ВГ не позволяет мгновенно изменить ток возбуждения при передвижении контактов регулятора.

Следовательно, индуктивность обмотки возбуждения ВГ задерживает изменение напряжения вспомогательного генератора и тока в катушках чувствительного элемента, т.е. уменьшает частоту вибрации контактов, увеличивая этим амплитуду колебаний напряжения ВГ, что, разумеется, нежелательно.

4. Работа регулятора напряжения - обратная связь.

Для увеличения частоты вибрации контактов с целью поддержания постоянного напряжения на зажимах вспомогательного генератора (ВГ) регулятор оснащен обратной связью, роль которой выполняет резистор R27 на 1000 Ом, включенный между зажимами 162 и 155.

Изменение положения подвижных контактов регулятора (а значит, и изменение схемы включения резисторов в цепи возбуждения ВГ) приводит к мгновенному изменению потенциала на зажиме 162 (начало обмотки возбуждения ВГ). От значения этого потенциала зависят направление и сила тока в резисторе R27. Если потенциал на зажиме 162 больше потенциала на зажиме 155, то ток через резистор R27 протекает от точки б к точке а, т.е. идет подпитка подвижной катушки ПК, увеличивающая электромагнитную силу взаимодействия катушек. Когда же потенциал на зажиме 162 становится меньше потенциала на зажиме 155, то ток в подвижной катушке уменьшается за счет частичной утечки его через резистор R27 (от точки а к точке б), т.е. электромагнитная сила взаимодействия катушек ослабевает.

При правом положении подвижных контактов потенциал на зажиме 162 наибольший (примерно 68 В). На зажиме 155 потенциал несколько меньше (примерно 62 В). За счет разности потенциалов подвижная катушка получает незначительную подпитку, которая помогает катушкам НК и ПК при достижении напряжения 115 В на зажимах ВГ переместить контакты в среднее положение. Новое положение контактов мгновенно уменьшает потенциал на зажиме 162 примерно до 41 В, что приводит к изменению направления тока в резисторе R27. За счет частичной утечки тока через этот резистор уменьшается ток в подвижной катушке, в результате чего пружина возвращает контакты в первоначальное положение.

Таким образом, обратная связь - позволяет чувствительному элементу регулятора реагировать на изменение положения контактов, а не на изменение напряжения ВГ, увеличивая тем самым частоту вибрации контактов, что необходимо для поддержания постоянного напряжения на зажимах вспомогательного генератора (ВГ).

Для уменьшения искрения между контактами, вызванного высокой частотой вибрации, используются конденсаторы С3 и С4 емкостью 4 мкФ каждый. Конденсатор С3 подключен параллельно правым неподвижным и подвижным контактам. При размыкании контактов конденсатор заряжается, ослабляя электрическую дугу между контактами. Когда контакты замыкаются, конденсатор разряжается, подготавливаясь к очередному циклу работы. Конденсатор С4, работающий аналогично, подключен параллельно подвижным и левым неподвижным контактам.