Лабораторки / Lab_raboty_po_Avtomatike_Vorontsov / Лаб. работа 6

Лабораторная работа №6.

Изучение работы системы автоматической

стабилизации напряжения у автомобильного генератора

Цель работы: Изучить принципиальные схемы вибрационного и электронного регуляторов напряжения, научиться составлять по принципиальной схеме функциональную, научиться снимать статические характеристики системы, определять тип системы по признакам классификации.

Описание работы автоматической системы.

Напряжение, вырабатываемое автомобильным генератором, зависит от числа оборотов якоря - n, тока нагрузки -Iн и магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения - Ф. Два первых фактора являются возмущающими, они действуют на систему извне и их изменение приводит к изменению напряжения. Магнитный поток Ф является управляющим воздействием. При изменении возмущающих воздействий автоматическое управляющее устройство (реле- регулятор) изменяет ток в обмотке возбуждения генератора - Iв ( а значит и магнитный поток) таким образом, чтобы управляемая величина (напряжение) была постоянной.

Системы электрооборудования автомобилей снабжаются электронным или вибрационным регуляторами. Рассмотрим работу генератора с простейшим электронным устройством (рис1.). Чтобы напряжение подавалось на обмотку возбуждения ОВ генератора, нужно, чтобы был открыт транзистор VT2, а для этого нужно, чтобы у базы этого транзистора был отрицательный, по отношению к эмиттеру, потенциал. Это возможно, когда закрыт транзистор VT1, и тогда отрицательное смещение на базу VT2 подается через резистор R3. Отрицательное смещение на базу транзистора VT1 подается через делитель напряжения, состоящий из сопротивлений R1 и R2. Стабилитрон VD1 обладает следующим свойством: если на него подавать невысокое обратное напряжение ( меньше напряжения стабилизации Uст ), то он почти не пропускает ток. При значительных напряжениях в цепи на стабилитроне удерживается постоянное напряжение Uст, не зависящее от протекающего через стабилитрон тока.

Если генератор вырабатывает напряжение меньше заданного , то стабилитрон VD1 заперт, ток через него не протекает, транзистор VT1 закрыт, а значит открыт транзистор VT2, через который протекает ток на обмотку возбуждения ОВ. Это приводит к увеличению магнитного потока и напряжения генератора. Когда напряжение генератора станет больше заданного, стабилитрон VD1 начинает пропускать ток, открывается транзистор VT1, а транзистор VT2 закрывается.

Падение напряжения на сопротивлении R1, а приблизительно и на стабилитроне, можно найти из выражения:

,

где Uген - напряжение, вырабатываемое генератором.

R1 - величина сопротивления R1.

R2 - величина сопротивления R2.

Из этого выражения видно, что на напряжение генератора, при котором происходит пробой стабилитрона, влияет величина переменного сопротивления R2. Меняя это сопротивление можно менять режим работы транзистора VT1 и тем самым настраивать систему на другое напряжение. Если транзистор VT1 открыт, то его сопротивление мало по сравнению с R3. Это приводит к повышению потенциала на базе транзистора VT2, транзистор VT2 закрывается и ток по обмотке возбуждения ОВ генератора протекать не будет. Чтобы при запирании транзистора VT2 не было его пробоя, обмотка возбуждения ОВ шунтируется диодом VT2.

На рис. 1 приведена упрощенная схема электронного регулятора. В реальных регуляторах предусмотрены добавочные устройства, позволяющие уменьшить напряжение генератора при увеличении температуры окружающего воздуха.

С вибрационным регулятором (рис.2) генератор работает следующим образом: если напряжение генератора мало, то ток на обмотку возбуждения ОВ идет через нормально замкнутые контакты реле-регулятора. В этом случае магнитный поток в обмотке увеличивается и напряжение генератора растет. Растет напряжение и на катушке реле. При определенном значении напряжения контакты реле размыкаются и ток на обмотку возбуждения ОВ будет поступать через дополнительное сопротивление R, это приведет к уменьшению тока возбуждения Iв, магнитного потока и напряжения генератора Uген. При номинальном напряжении генератора реле размыкается 50-70 раз в секунду.

Описание лабораторной установки (рис.3).

Ротор автомобильного генератора G получает вращение от двигателя постоянного тока М. Частоту вращения можно регулировать электронным регулятором оборотов. Число оборотов можно наблюдать на указателе, но его шкала отградуирована для специальных целей и чтобы получить действительное значение числа оборотов генератора, показания прибора нужно разделить на 2. При положении переключателя SА7 "Разомкнуто" автоматическая система разомкнута и ток на обмотку возбуждения ОВ генератора поступает, минуя автоматические управляющие устройства.

При положении переключателя SA7 "Замкнуто" и SA8 "Вибр." генератор работает с вибрационным регулятором. При положении SA7 "Замкнуто" и SA8 "Элек. рег." генератор управляется электронным регулятором.

С помощью переключателей SА2 - SА6 можно изменить ток нагрузки. Напряжение генератора и ток нагрузки можно наблюдать на приборах. Показания вольтметра нужно умножить на 10.

Порядок проведения работы.

1. Ознакомление с работой автоматической системы, оборудованной электронным и вибрационным регуляторами.

2. Перечертить в тетрадь принципиальные схемы автоматической системы.

3. Нарисовать функциональную схему автоматической системы с вибрационным регулятором.

4. Определить тип автоматической системы по признакам классификации.

5. На лабораторной установке снять зависимость напряжения генератора от тока нагрузки f(Iн)=Uген при постоянных оборотах генератора n для разомкнутой и замкнутой систем. (Выбор типа регулятора по указанию преподавателя ). Начертить графические зависимости.

6. Определить зависимости напряжения генератора от оборотов якоря f(n)=Uген для разомкнутой и замкнутой системы при постоянном токе нагрузки Iн (или постоянном сопротивлении нагрузки по указанию преподавателя). Начертить графические зависимости.