Рубрика: Устройство трактора

Реле-регулятор трактора ДТ-20

Реле-регулятор (рис. 1) служит для автоматического включения в сеть генератора и предохранения его от перегрузки по току. Реле-регулятор подвешен внутри заднего кронштейна топливного бака на амортизирующих пружинах, предохраняющих реле от повреждений и обеспечивающих его нормальную работу при движении трактора.

Схема реле-регулятора генератора трактора ДТ-20
Рис. 1. Схема реле-регулятора: 1 — амперметр; 2 — шунтовая обмотка реле обратного тока; 3 — сериесная обмотка реле обратного тока; 4 — контакт реле обратного тока; 5 — контакт реле ограничителя тока; 6 — сериесная обмотка реле ограничителя тока; 7 — контакт регулятора напряжения; 8 — шунтовая обмотка регулятора напряжения; 9 — регулировочный винт настройки на работу зимой или летом; 10 — вспомогательная обмотка регулятора напряжения; 11 — генератор; Я — якорь генератора; ОВ — обмотка возбуждения генератора; R — сопротивления.

В корпусе реле-регулятора на одной общей панели смонтированы три автоматически действующих электромагнитных прибора: реле обратного тока, ограничитель тока и регулятор напряжения. Каждый из них представляет собой электромагнитную катушку с сердечником и контактное устройство. Реле-регулятор имеет три изолированных от корпуса клеммы с маркировкой Б, Я и Ш. К клемме Б подсоединен провод к аккумуляторной батарее и потребителям, а клеммы Я и Ш соединены с клеммами Я и Ш генератора. Для увеличения надежности работы реле-регулятора его корпус соединяют проводом с винтом массы генератора.

Реле обратного тока предназначено для автоматического включения генератора в сеть, когда напряжение генератора становится равным напряжению аккумуляторной батареи, и отключения генератора, когда его напряжение будет ниже напряжения аккумуляторной батареи. Достигается это посредством двух обмоток и контактной системы, рассчитанной на полный ток генератора. С увеличением напряжения на клеммах генератора увеличивается ток в шунтовой обмотке реле, что приводит к замыканию контактов и включению генератора в сеть. При этом в сериесной обмотке начинает протекать зарядный ток, который дополняет магнитное напряжение шунтовой обмотки, что обеспечивает замкнутое положение контактов.

При уменьшении оборотов двигателя напряжение генератора уменьшается. Когда оно становится ниже напряжения аккумуляторной батареи, ток в сериесной обмотке начинает протекать в обратном направлении, результирующее магнитное притяжение от токов обоих обмоток уменьшится, контакты под действием пружины разомкнутся и отключат генератор от аккумуляторной батареи.

Напряжение замыкания контактов реле обратного тока составляет 11—12В, а сила обратного тока при размыкании контактов не должна превышать 8А. Для уменьшения напряжения замыкания контактов реле обратного тока ослабляют натяжение пружины, а для повышения — увеличивают. Эту регулировку проводят путем подгиба регулировочного крючка.

Регулятор напряжения вибрационного типа предназначен для поддержания постоянного напряжения генератора при изменении оборотов двигателя и нагрузки. С увеличением напряжения генератора сила магнитного притяжения сердечника за счет увеличившегося тока в шунтовой обмотке регулятора напряжения преодолеет усилие пружины и постоянно замкнутые контакты реле напряжения разомкнутся. При этом в цепь обмотки возбуждения генератора включаются сопротивления R1 и R2, что снизит силу проходящего в цепи тока и, следовательно, уменьшит напряжение генератора. Сила магнитного притяжения сердечника уменьшится, контакты замкнутся под действием пружины и дополнительные сопротивления выключатся из цепи. Напряжение генератора снова будет возрастать и цикл работы реле повторится. В результате частых размыканий и замыканий контактов напряжение генератора поддерживается в заданных пределах. Для улучшения работоспособности аккумуляторной батареи регулятор напряжения имеет посезонную регулировку, что дает возможность при температуре ниже 5—10° повышать регулируемое напряжение. Делают так: на корпусе реле-регулятора имеется регулировочный винт, который в холодное время года вывертывают до отказа, а в теплое — завертывают. При вывернутом регулировочном винте последовательно с обмоткой регулятора напряжения включается сопротивление R4, что увеличивает регулируемое напряжение. При завертывании регулировочного винта происходит перемыкание сопротивления.

Напряжение, поддерживаемое реле-регулятором, в положении регулировочного винта «лето» составляет 13,4—14,2В, а в положении регулировочного винта «зима» — 14,1—15,5В. Для уменьшения регулируемого напряжения ослабляют натяжение пружины, поворачивая регулировочную гайку против часовой стрелки, а для повышения — увеличивают натяжение пружины. Поворот гайки на один фиксирующий зубец изменяет напряжение на 0,2В. Регулировать напряжение изменением зазоров нельзя.

Ограничитель тока предназначен для защиты генератора от перегрузки. Работа его аналогична работе регулятора напряжения и сводится к включению в цепь обмотки возбуждения генератора сопротивлений R1, R2, R3. Максимальный ток нагрузки, определяемый ограничителем, должен быть не более 11А. Для уменьшения ограничиваемого тока необходимо ослабить натяжение пружины, а для повышения — увеличить. [Трактор ДТ-20. Калиновский Н.Ф., Левитанус А.Д., Ходулин Ю.А. 1965г.]

Похожие материалы

Реле-регуляторы РР-80Б, РР-80

Регулирование напряжения в генераторах постоянного тока. Постоянное напряжение на зажимах генератора при изменяющихся оборотах двигателя поддерживается за счет изменения величины тока в обмотках возбуждения. Для этого генераторы оборудованы вибрационными регуляторами напряжения.

Основные части регулятора напряжения — электромагнит, вибратор и добавочное сопротивление. Как видно на схеме, обмотка возбуждения 6 генератора включена в цепь якоря параллельно потребителям через стойку 12 регулятора, якорек 2 и контакты 3 и 4. Параллельно контактам в цепи тока возбуждения включено дополнительное сопротивление 5. Обмотка 14 электромагнита регулятора включена в цепь генератора параллельно потребителям.

Когда напряжение на клеммах генератора не превышает допустимого, по обмотке 14 электромагнита проходит небольшой ток, вызывающий незначительное намагничивание сердечника 13. Усилием пружины 11 контакты 3 и 4 удерживаются в замкнутом состоянии. При этом цепь тока возбуждения будет следующей: положительная щетка — масса генератора — обмотка возбудителя — клемма Ш — клемма Я (через стойку 12, якорек 2 и контакты 3 и 4) — отрицательная щетка 10. Добавочное сопротивление 5 закорочено, и ток через него почти не идет.

Когда напряженно генератора превысит допустимое, увеличится и ток в обмотке 14. Сила притяжения якорька 2 электромагнитом станет больше сопротивления пружины 11, и контакты разомкнутся. Ток возбуждения от клеммы Ш к клемме Я в данном случае пойдет лишь через дополнительное сопротивление 5, благодаря чему величина его резко уменьшится. Уменьшение тока возбуждения уменьшает величину магнитного потока, а следовательно, и э.д.с. в обмотке якоря генератора. Поэтому напряжение на клеммах генератора падает, контакты генератора замыкаются, и весь процесс повторяется снова.

Таким образом, при высоких оборотах якорек регулятора все время вибрирует, а напряжение на клеммах генератора колеблется от некоторого максимального значения до минимального. Колебания напряжения вследствие большой их частоты не отражаются на равномерности накала ламп. Величину напряжения регулируют изменением натяжения пружины 11.

Условия совместной работы генератора постоянного тока с аккумуляторной батареей. Начиная от некоторого значения оборотов и при более высоких оборотах напряжение, поддерживаемое регулятором, бывает всегда больше э.д.с. аккумуляторной батареи. Поэтому независимо от количества включенных потребителей батарея всегда будет заряжаться, а ток, отдаваемый генератором во внешнюю цепь, будет увеличиваться пропорционально числу включаемых потребителей.

Таким образом, при работе генератора возможны случаи, когда ток, проходящий через обмотки якоря, будет превышать допустимую величину и в результате сильного нагрева изоляция обмоток может разрушиться (по техническим условиям температура обмотки якоря не должна превышать 120, а обмотки возбуждения 90 градусов Цельсия). Кроме того, аккумуляторная батарея будет перезаряжаться, что приведет к «кипению» электролита и разрыхлению активной массы пластин. Чтобы взбежать указанных последствий, в цепь генератора включают специальный ограничитель тока, который предохраняет генератор от перегрузки и, работая совместно с регулятором напряжения, обеспечивает регулирование величины зарядного тока в зависимости от степени заряженности батареи.

Если двигатель работает на малых оборотах, то напряжение на клеммах генератора оказывается ниже напряжения батареи. Поэтому батарея будет разряжаться не только на потребители, но и на обмотки генератора. Это приводит к нагреву обмотки и неоправданному разряду батареи. Чтобы избежать этих последствий, в тот момент, когда напряжение генератора становится меньше напряжения батареи, их необходимо разъединить, а когда напряжение генератора становится больше э.д.с. батареи, снова соединить, чтобы обеспечить постоянную подзарядку батареи. Замыкание и размыкание цепи генератор — батарея осуществляются автоматически. Для этого вместо выключателя 1 (схема) устанавливают автоматически действующее приспособление — реле обратного тока.

Итак, чтобы обеспечить нормальную совместную работу генератора и аккумуляторной батареи в цепи генератора, необходимо иметь три автоматически действующих устройства: регулятор напряжения, ограничитель тока и реле обратного тока. Конструктивно эти приборы выполняют обычно в виде одного общего узла, называемого реле-регулятором.

Реле-регуляторы РР-80Б и РР-80. На тракторах ДТ-24 в ДТ-14 установлены реле-регуляторы марок РР-80Б и РР-80. Они отличаются друг от друга лишь различной регулировкой ограничителя тока. На основании 2 (рис. 1, а) под герметически установленной крышкой 7 крепится реле обратного тока 4, ограничитель тока 5 и регулятор напряжения 6.

Реле-регуляторы РР-80 и РР-80Б
Рис. 1. Реле-регуляторы РР-80 и РР-80Б. а) Общий вид: 1 — резиновый амортизатор; 2 — основание в сборе; 3 — уплотнительная прокладка; 4 — реле обратного тока; 5 — ограничитель тока; 6 — регулятор напряжении; 7 — крышка, б) Схема электрических соединений: I, II, III — спиральные пружины; IV — регулировочная гайка; R1, R2, R3 и R4 — сопротивления.

Под основанием смонтированы четыре сопротивления: R1=80, R2=15, R3=30 и R4=1 Ом. Первые три сопротивления включаются в цепь при размыкании контактов регулятора напряжения и ограничителя тока, а четвертое включено в цепь постоянно. К трем изолированным зажимам присоединяются провода. От зажима Б провода идут к потребителям и к аккумуляторной батарее, а от зажимов Я и Ш — соответственно к зажимай Я и Ш генератора. Электромагнит реле обратного тока имеет две обмотки: параллельную генератору, состоящую из большого числа витков тонкого провода, и последовательную с ним, состоящую из нескольких витков толстого провода.

На якорьке реле установлены два контакта. Когда якорек притягивается к сердечнику, они соприкасаются с двумя неподвижными контактами стойки. На неработающем двигателе под влиянием пружины 1 (рис. 1, б) контакты реле находятся о разомкнутом состоянии. Когда двигатель начинает работать, на клеммах генератора создается напряжение, под действием которого через параллельную обмотку реле проходит ток от генератора. Как только напряженно достигает величины, на которую отрегулировано реле, якорек притягивается к сердечнику, контакты замыкаются и включают генератор и цепь. При этом весь ток нагрузки генератора проходит через последовательную обмотку реле, что увеличивает силу притяжения якорька к сердечнику, так как обе обмотка намагничивают сердечник в одном направлении.

При снижении оборотов, когда напряжение генератора станет меньше напряжения аккумуляторных батарей, через последовательную обмотку реле начинает проходить обратный ток от батареи к генератору. При этом магнитное поле последовательной обмотки реле противодействует магнитному полю параллельной обмотки 1. По мере увеличения обратного тока сила магнитного притяжения якоря к сердечнику достигнет величины, на которую отрегулировано реле, пружина 1 размыкает контакты, разрывал цепь между генератором и аккумуляторной батареей. Благодаря этому предотвращается разрядка аккумуляторной батареи через обмотки генератора.

Ограничитель тока имеет электромагнит, якорек с подвижным контактом и неподвижный контакт. Усилием пружины контакты удерживаются в замкнутом состоянии.

На сердечнике электромагнита имеются две обмотки: последовательная и ускоряющая. Через последовательную обмотку проходят весь ток нагрузки генератора.

Когда ток, отдаваемый генератором, достигает предельной величины, якорек ограничителя притягивается к сердечнику, размыкая контакты. При этом последовательно с обмоткой возбуждения генератора включаются две параллельные группы добавочных сопротивлений, вследствие чего ток, отдаваемый генератором, уменьшается. При этом сила магнитного притяжения якорька ослабевает и контакты под действием пружины вновь замыкаются, ток возрастает и рабочий цикл ограничителя тока повторяется. В момент размыкания контактов включаются дополнительные сопротивления и ток в ускоряющей обмотке резко снижается, что вызывает более быстрое размагничивание сердечника, а следовательно, и увеличение частоты колебаний якорька.

Регулятор напряжения по конструкции аналогичен ограничителю тока. Принцип действия его был рассмотрен выше. Обмотка электромагнита включена в цепь генератора параллельно обмотке возбуждения.

В магнитной цепи регулятора напряжения имеется магнитный шунт МШ, который обеспечивает повышение напряжения генератора в зимнее время на 0,2—0,3В. Пластинка шунта изготовлена из сплава, магнитное сопротивление которого со снижением температуры уменьшается. При этом доля магнитного потока сердечника, проходящего через магнитный шунт, увеличивается, а через якорек уменьшается. Поэтому, чтобы разомкнуть контакты регулятора, требуется повышенное напряжение генератора.

Регулировочные данные, за исключением максимального тока нагрузки, у обоих реле-регуляторов одинаковы: напряжение включения реле обратного тока составляет 12—13В, обратный ток выключения реле обратного тока — 0,5—6А, напряжение, поддерживаемое регулятором, при скорости вращения якоря генератора 3000 об/мин и токе нагрузки 10А равно 13,8—14,8В. Максимальный ток нагрузки у РР-80 равен 10—11А, у РР-80Б — 12—14А. [Дизельные колесные тракторы. Гельман Б.М. и др. 1959г.]

Похожие материалы

Регуляторы напряжения

Напряжение U вентильного генератора регулируется изменением силы тока возбуждения. Обмотка возбуждения получает питание через регулятор напряжения от двухполупериодного выпрямителя или подсоединяется к однополупериодному дополнительному выпрямителю.
Зависимости напряжения генератора и силы тока возбуждения
Рис. 1. Зависимости напряжения генератора и силы тока возбуждения: а — от частоты вращения ротора; б — от силы тока нагрузки

При увеличении частоты вращения n ротора генератора сила тока Iв возбуждения должна уменьшаться (рис. 1, а), а при увеличении силы тока нагрузки I — возрастать (рис. 1, б). Напряжение необходимо поддерживать постоянным в диапазоне частот вращения ротора от n0 до nmax, при этом сила тока возбуждения будет изменяться от Iв.max до Iв.min. Кратность регулирования по частоте вращения Кn=nmax/n0 для тракторных генераторов составляет 3…4, а кратность регулирования по силе тока возбуждения КI=Iв.max/Iв.min.

На тракторах применяют регуляторы напряжения дискретного действия. Как только напряжение генератора превышает заданный уровень, регулятор напряжения разрывает цепь электроснабжения обмотки возбуждения. В результате сила тока возбуждения и напряжение генератора начинают уменьшаться. При каком-то нижнем уровне напряжения регулятор вновь замыкает цепь питания обмотки возбуждения и напряжение генератора повышается. Процессы переключения периодически повторяются. Частота регулируемого напряжения должна быть выше 25…30 Гц, чтобы пульсации напряжения не вызывали заметных для глаз колебаний стрелок контрольно-измерительных приборов и мигания света ламп приборов освещения и световой сигнализации. При заметном пульсировании силы тока возбуждения и напряжения генератора их средние значения Iв.ср и Uн для заданных частот вращения и токов нагрузки остаются неизменными.

С увеличением частоты вращения ротора генератора относительное время включения цепи питания обмотки возбуждения уменьшается, а время отключения обмотки возбуждения от источника электроэнергии — увеличивается, поэтому среднее значение силы тока Iв.ср возбуждения, при котором стабилизируется напряжение, будет меньше. С увеличением силы тока нагрузки генератора относительное время разомкнутого состояния цепи электроснабжения обмотки возбуждения уменьшается. Включение и отключение обмотки возбуждения в электронных регуляторах обычно осуществляется выходным транзистором, соединенным последовательно с обмоткой возбуждения.

Схема интегрального регулятора напряжения приведена на рис. 2.
,
Рис. 2. Интегральный регулятор напряжения: R1-R8 — резисторы; С1-СЗ — конденсаторы; VD1 — стабилитрон; VD2 — диод; VT1-VT3 — транзисторы; LG — обмотка возбуждения; G — генератор; GB — аккумуляторная батарея; S1 -переключатель «зима-лето»; S2 — выключатель массы; Б, Д, В — выводы генераторной установки

Измеритель напряжения генератора состоит из стабилитрона VD1 и входного делителя напряжения R2, R3 и R4. Переменный резистор R4 служит для посезонного регулирования напряжения (зима 3 и лето Л). Регулирующий каскад имеет составной транзистор VT2-VT3, управляемый транзистором VT1, и резистор базы R6. Составной транзистор — это мощный выходной транзистор VT3 с дополнительным усилительным каскадом на транзисторе VT2. Общий коэффициент усиления составного транзистора примерно равен произведению коэффициентов усиления обоих транзисторов VT2 и VT3, что позволяет иметь в базовой цепи выходного каскада высокоомный маломощный резистор R6.

Для повышения четкости переключения схемы между входом и выходом регулятора включена цепочка гибкой обратной связи R7-C2. Конденсатор СЗ является фильтром. Он исключает работу транзисторов в режиме «дребезга» (генерации).

Между выводом генератора В и обмоткой возбуждения включен резистор подпитки R8, способствующий улучшению самовозбуждения генератора. Конденсатор С1 обеспечивает фильтрацию входного сигнала регулятора в целях уменьшения ошибки регулирования (сглаживает пульсацию выпрямленного напряжения генератора).

Параллельно обмотке возбуждения LG генератора G включен гасящий диод VD2, через который накоротко замыкается ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения при запирании выходного транзистора регулятора напряжения.

Резистор R1 с переключателем S1 посезонной регулировки позволяет повысить уровень регулируемого напряжения на 0,8… 1,2В во время зимней эксплуатации трактора. При разомкнутом состоянии переключателя S1 уровень напряжения соответствует «летнему» значению (13,1… 14В). При замыкании переключателя S1 параллельно нижнему плечу входного делителя напряжения включается резистор R1, что приводит к увеличению регулируемого напряжения до «зимнего» уровня (14…15,3В).

Пока заданный уровень регулируемого напряжения не достигается, стабилитрон VD1 закрыт, соответственно закрыт и управляющий транзистор VT1. Выходной каскад VT2-VT3 открыт базовым током, протекающим по цепи: вывод В генератора — резистор R6 — переходы база-эмиттер транзисторов VT2-VT3 — минус генератора («масса»). Через открытый выходной транзистор ток с дополнительного выпрямителя проходит в обмотку возбуждения.

Когда напряжение генератора достигает регулируемого значения, увеличивается сила тока в делителе напряжения и падение напряжения на резисторе R4 становится равным напряжению пробоя стабилитрона VD1. Через открытый стабилитрон проходит ток базы транзистора VT1, который открывается и шунтирует входную базовую цепь составного транзистора VT2-VT3. Составной транзистор VT2-VT3 запирается и прерывает цепь питания обмотки возбуждения. Напряжение генератора падает, что приводит к снижению падения напряжения на резисторе R4, запиранию стабилитрона VD1, транзистора VT1 и переводу составного транзистора VT2-VT3 в открытое состояние. Процесс периодически повторяется, поддерживая в соответствии с ранее рассмотренным принципом регулирования напряжение генераторной установки на заданном уровне.

Регулятор поддерживает заданный уровень напряжения между выводом В и «массой» при изменении частоты вращения, токовой нагрузки и температуры. В схеме генераторной установки предусмотрена установка указателя РА тока и выключателя S2 аккумуляторной батареи GB. [Тракторы. Конструкция. Под общ. ред. И.П. Ксеневича, В.М. Шарипова. 2001г.]

Похожие материалы