Рис. 179. Генератор Г-130:
1- крышка подшипника; 2, 9 — шарикоподшипники; 3 — коллектор; 4, 11 — крышки; 5 — корпус; 6 — якорь; 7 — обмотка возбуждения; 8 — масленка; 10 — шкив с вентилятором; 12,13 — уплотнения; 14 — стяжной болт; 15 — вал.

Генератор работает следующим образом. В начале работы якорь вращается в магнитном поле, образованном за счет остаточного магнетизма сердечников (полюсов) и корпуса генератора. В витках обмотки якоря индуктируются э.д.с. Электрический ток, вырабатываемый генератором и выпрямляемый коллектором, при замкнутой цепи поступает в нагрузку и частично в обмотку возбуждения, увеличивая напряженность магнитного поля сердечников. В результате индуктируемая в обмотке якоря э.д.с. увеличивается, а значит, повышается напряжение на клеммах генератора.

Реле-регулятор РР-130, так же как и большинство реле-регуляторов генераторных установок постоянного тока, относится к типу вибрационных, состоящих из трех автоматически действующих электромагнитных приборов: реле обратного тока РОТ, регулятора напряжения PH и ограничителя тока ОТ. Эти приборы собраны на общей панели и заключены в кожух. На панели имеются изолированные от массы клеммы Б (батарея), Я (якорь), Ш (шунт) и соединенная с массой клемма М.

Рассмотрим назначение и устройство каждого из приборов РОТ, PH и ОТ.

Реле обратного тока (РОТ) служит для автоматического соединения генератора с цепью нагрузки, когда напряжение на зажимах генератора больше напряжения аккумуляторной батареи, и отъединения генератора от цепи нагрузки, когда его напряжение становится меньше напряжения аккумуляторной батареи.

Основные детали РОТ: ярмо, сердечник, якорек, кронштейн подвески якорька с пружиной, термобиметаллическая пластина ТБП подвески якорька к кронштейну, гибкий провод, шунтирующий ТБП, два серебряных контакта, ограничитель подвески якорька, основная 00 и последовательная ПО обмотки.

Рис. 180. Схема реле-регулятора РР-130:
РО7 — реле обратного тока; ОТ ~ ограничитель тока; PH ~ регулятор напряжения: ТБП — термобиметаллическая пластина; 00 — основная обмотка; ПО — последовательная обмотка; УО — ускоряющая обмотка; ВО — выравнивающая обмотка; ВЗ — выключатель зажигания; КЛ — контрольная лампа: В, Я, Ш, М—клеммы; ДСи ДС2—добавочные сопротивления; УС—ускоряющее сопротивление.

Обмотка 00 состоит из 1420 витков провода диаметром 0,17 мм и является основной, так как главным образом именно она намагничивает сердечник и обеспечивает замыкание контактов. Обмотка, состоящая из 12 витков провода диаметром 1,68 мм, усиливает намагничивание сердечника при прохождении по ней тока от генератора к аккумуляторной батарее и потребителям, а при обратном направлении тока размагничивает сердечник, что приводит к резкому разъединению контактов и надежному отключению генератора.

Подвеска якорька на термобиметаллической пластине ТБП позволяет в определенной мере устранить влияние температуры на режим работы РОТ. Почти весь ток, отдаваемый генератором, проходит не по ТБП, а по шунтирующему ТБП медному проводнику, благодаря чему предупреждается дополнительный нагрев ТБП.

Один конец обмотки 00 присоединен к массе и постоянно связан с отрицательной щеткой генератора. Второй ее конец через сердечник, ярмо, последовательные ПО обмотки РОТ и ОТ, клемму Я соединен с положительной щеткой генератора. Следовательно, обмотка 00 присоединена параллельно к щеткам генератора и при его возбуждении находится под током, величина которого изменяется пропорционально напряжению генератора.

Ограничитель тока (ОТ) служит для предохранения генератора от перегрузки при включении большого числа потребителей, значительно разреженной аккумуляторной батарее и коротких замыканиях.

Основные детали ОТ: ярмо, сердечник, якорек, кронштейн подвески якорька с пружиной, вольфрамовый (нижний) и серебряный (верхний) контакты, пластина верхнего контакта, последовательная 770 и ускоряющая УО обмотки, добавочные сопротивления ДС = 30 ом, ДС2 — = 80 ом и ускоряющее сопротивление УС = 13 ом.

Один конец обмотки ПО, состоящей из 15 витков провода диаметром 1,68 мм, присоединен к зажиму Я реле-регулятора, другой — к последовательной обмотке РОТ. По обмотке ПО проходит весь ток, отдаваемый генератором. Обмотка УО, состоящая из 14 витков провода диаметром 0,72 мм, включена последовательно в цепь обмотки возбуждения генератора: один ее конец, присоединен к сердечнику, а другой — к концам последовательных обмоток РОТ и ОТ. Магнитные потоки, создаваемые обмотками ПО и УО, направлены в одну и ту же сторону.

Регулятор напряжения PH служит для поддержания постоянной величины напряжения генератора при изменении скорости вращения якоря и нагрузки в цепи потребителей.

PH имеет следующие основные детали: ярмо, сердечник, кронштейн подвески якорька с пружиной, термобиметаллическую пластину ТБП температурной компенсации, основную 00, выравнивающую ВО обмотки.

Обмотка 00, состоящая из 1300 витков провода диаметром 0,29 мм, присоединена одним концом к массе через основание реле-регулятора, а следовательно, к отрицательной щетке генератора. Другой конец обмотки 00, припаянный к кронштейну сопротивлений УС и ДС2, через ускоряющее сопротивление УС, сердечник ОТ, ускоряющую и последовательную обмотки ОТ и клеммы Я соединен с положительной щеткой генератора. Такое включение обмотки 00 носит название схемы ускоряющего сопротивления, оно повышает частоту вибрации контактов PH при их размыкании, благодаря чему обеспечиваются снижение колебаний напряжения и нормальная работа потребителей тока. Независимо от положения контактов PH обмотка 00 присоединяется параллельно щеткам генератора и при его возбуждении находится под током, пропорциональным напряжению генератора. Выравнивающая обмотка ВО, состоящая из 35 витков провода диаметром 0,72 мм, предназначена для предупреждения повышения напряжения при увеличении скорости вращения якоря генератора. Она включена последовательно с контактами PH и ОТ в цепь возбуждения генератора. Магнитные потоки, создаваемые обмотками 00 и ВО, направлены навстречу друг другу.

Рассмотрим взаимодействие генераторной установки, аккумуляторной батареи и потребителей электрической энергии при различных режимах работы двигателя и нагрузках внешней цепи.

Двигатель не работает. В этом случае э.д.с. генератора равна нулю, тока в обмотках реле-регулятора нет, поэтому под действием пружин контакты РОТ разомкнуты, а контакты ОТ и PH замкнуты. При разомкнутых контактах РОТ генератор отъединен от внешней цепи и питание всех потребителей осуществляется аккумуляторной батареей.

Двигатель работает на малых оборотах. В этом режиме возбуждение генератора незначительно и его напряжение меньше напряжения аккумуляторной батареи. Вырабатываемый генератором ток поступает в цепь возбуждения генератора и в обмотки реле-регулятора. Однако ток в обмотках реле-регулятора мал и электрическая цепь реле-регулятора остается прежней.

Путь тока в цепи обмотки возбуждения генератора (контакты PH и ОТ замкнуты) следующий: положительная щетка генератора — зажим Я генератора — зажим Я реле-регулятора — обмотка ПО — обмотка УО — сердечник — ярмо — якорек ограничителя тока ОТ— обмотка ВО — контакты— якорек — ярмо регулятора напряжения PH — зажим Ш реле-регулятора — зажим Ш генератора — обмотка возбуждения генератора — отрицательная щетка генератора.

Путь тока в цепи обмотки 770 реле обратного тока РОТ следующий: положительная щетка генератора — зажим Я реле-регулятора — обмотка ПО ограничителя тока ОТ — обмотка 770 — ярмо — сердечник — обмотка ОО реле обратного тока РОТ — масса — отрицательная щетка генератора.

Двигатель работает на средних оборотах. По мере возрастания числа оборотов якоря повышается напряжение на зажимах генератора, усиливается намагничивание сердечника РОТ. В момент, когда напряжение генератора превысит напряжение аккумуляторной батареи на 0,1—0,3 в, сердечник РОТ, преодолевая силу пружины, притянет к себе якорек и замкнет контакты,

Ток генератора потечет во внешнюю цепь и будет питать включенные потребители и заряжать аккумуляторную батарею.

Путь тока в цепи нагрузки будет таким: положительная щетка генератора—-зажим Я генератора—-зажим Я реле-регулятора — обмотка ПО ограничителя тока ОТ — обмотка 770 — ярмо и пластина ТБП — контакты реле обратного тока РОТ — зажим Б реле-регулятора — аккумуляторная батарея (и другие потребители, если они включены) — масса — отрицательная щетка генератора. После замыкания контактов РОТ намагничивание его сердечника будет еще большим, так как через его обмотку ПО пойдет ток нагрузки генератора.

Двигатель работает на повышенных оборотах. По мере возрастания скорости вращения якоря или уменьшения нагрузки во внешней цепи напряжение генератора и намагничивание сердечника регулятора PH увеличиваются. Когда напряжение генератора станет равным 13,5—15 в, якорек PH притянется к сердечнику и контакты PH разомкнутся. При разомкнутых контактах PH путь тока в цепи возбуждения генератора будет следующим: положительная щетка генератора — зажим Я генератора— зажим Я реле-регулятора—обмотка ПО — обмотка УО— сердечник ограничителя тока ОТ — ускоряющее сопротивление УС — добавочное сопротивление ДС2— зажим Ш реле-регулятора—зажим Ш генератора — обмотка возбуждения генератора — отрицательная щетка генератора. Включение в цепь возбуждения генератора сопротивлений УС и ДС2 вызывает уменьшение тока возбуждения и, следовательно, напряжения генератора. Понижение напряжения генератора, в свою очередь, вызовет уменьшение тока в обмотке 00 регулятора напряжения PH и размагничивание его сердечника, в результате чего контакты PH под действием пружины замкнутся. Замыкание контактов PH вновь выводит из цепи возбуждения генератора сопротивления УС и ДС2: ток возбуждения (и напряжение генератора) увеличиваются, и при достижении установленной величины весь процесс регулирования повторяется. Длительность разомкнутого состояния контактов якорька будет тем больше, чем выше скорость вращения якоря и меньше нагрузка внешней цепи генератора. При этом напряжение генератора изменяется в таких небольших пределах, что его можно считать постоянным, обеспечивающим нормальную работу потребителей электрической энергии и зарядку аккумуляторной батареи.

Режим предельных нагрузок генератора. Наибольший ток генератор отдает при одновременном включении потребителей значительной суммарной мощности и зарядке сильно разряженной аккумуляторной батареи. Весь ток нагрузки, отдаваемый генератором, проходит через обмотку ПО ограничителя тока. Когда ток превысит определенную величину (28 а), сердечник оказывается намагниченным настолько, что притягивает якорек, размыкая контакты ОТ.

В результате подключения дополнительных сопротивлений происходит снижение тока возбуждения и понижение напряжения генератора, а следовательно, ограничение его тока нагрузки. В свою очередь, это настолько уменьшает намагничивание сердечника ОТ, что под действием пружины якорька его контакты снова замыкаются: ток возбуждения возрастает, напряжение генератора повышается, а вместе с этим увеличивается ток в обмотках ПО и УО ограничителя тока ОТ, и опять происходит размыкание его контактов. Описанный процесс повторяется с определенной частотой. В период размыкания контактов ОТ в цепь обмотки возбуждения включаются добавочные сопротивления, что уменьшает ток в обмотке УО и намагниченность. сердечника ОТ. Это ускоряет размыкание контактов, повышает частоту их вибрации и сглаживает пульсацию тока.

Двигатель снижает обороты или останавливается. По мере снижения числа оборотов двигателя уменьшается напряжение генератора и в момент, когда оно становится ниже напряжения аккумуляторной батареи, ток меняет направление на обратное. Теперь он протекает от аккумуляторной батареи к генератору через обмотку ПО реле обратного тока РОТ, размагничивая его сердечник и вызывая тем самым размыкание контактов, которые отключают генератор от внешней цепи.

Во время работы реле-регулятора происходит нагревание обмотки 770 реле обратного тока РОТ, сопровождающееся увеличением ее сопротивления, уменьшением тока в ней, а следовательно, снижением магнитного потока сердечника. Это означает, что контакты РОТ будут замыкаться при большем напряжении генератора, то есть при увеличенной скорости вращения якоря, что сократит время зарядки аккумуляторной батареи.