Регулятор состоит из электромагнита Y, якоря с подвижным контактом S, неподвижного контакта и добавочного резистора R1, включенного в цепь обмотки возбуждения LG генератора.
При нормальном напряжении контакты замкнуты, и обмотка возбуждения генератора получает питание от якоря, минуя резистор. Как только напряжение на выводах генератора увеличится, электромагнит Y, преодолевая сопротивление пружины П, притянет якорь и разомкнет контакт. В результате ток в обмотку возбуждения будет поступать через дополнительный резистор, и напряжение на выводах генератора уменьшится.
Рис. 1. Принцип действия регулятора напряжения вибрационного типа
Это вызовет уменьшение тока в катушке электромагнита Y, контакт замкнется, дополнительный резистор будет выключен. Обмотка возбуждения окажется включенной на полное напряжение, ток в ней возрастет, и напряжение генератора повысится. Включение и выключение добавочного резистора в цепь обмотки возбуждения генератора происходит с частотой 20 - 30 раз в секунду, что при наличии индуктивности обмотки возбуждения делает колебания напряжения в сети практически незаметными. Среднее значение продолжительности включенного состояния контакта S относительно выключенного будет определять среднее значение тока возбуждения, а следовательно, напряжение генератора.
Таким образом, пределы регулирования напряжения генератора устанавливаются включенным и выключенным состоянием контакта S. Значение продолжительности включенного состояния контакта регулируется натяжением пружины П.
Большое количество судов малого водоизмещения, в том числе и суда на подводных крыльях, имеют напряжение в сети 24 В. Источниками электроэнергии являются генераторы небольшой мощности (1200 или 1500 Вт), навешенные на дизель и аккумуляторные батареи. На судах малого водоизмещения чаще всего используют генераторы Г-732 с реле-регулятором вибрационного типа РРТ-32 и генераторами ГСК-1500 с реле-регулятором вибрационного типа РК-1500.
На рис. 2 показана схема реле-регулятора РРТ-32, скомплектованного из пяти электромагнитных приборов: реле обратного тока К1, двух ограничителей тока К2, К3 и двух регуляторов напряжения К4, К5.
Рис. 2. Принципиальная схема реле-регулятора РРТ-32
Ограничители тока (контакты K2.1, К3.1) и регуляторы напряжения (контакты К4.1, К5.1) работают по принципу вибрационных регуляторов. Контакт К1.1 обеспечивает работу реле обратного тока. Обмотки 1—12 являются обмотками управления реле-регулятора.
Вибрационные регуляторы напряжения генераторов (рис. 3, а) применяются на земснарядах. Основным элементом такого регулятора является электромагнит, принцип действия которого иллюстрируется рис. 3, б. Магнитный поток Ф1, создаваемый обмоткой L1, зависит от напряжения генератора; поток Ф3 создается обмоткой L3, включенной последовательно с обмоткой возбуждения генератора; поток Ф2 создается обмоткой L2, включенной параллельно обмотке возбуждения генератора.
Рис. 3. Принципиальная схема вибрационного
регулятора напряжения генератора постоянного тока
При работе регулятора в зависимости от воздействия обмоток электромагнита сердечник может занимать промежуточное положение, тогда контакты К1 и К2 будут разомкнуты, или любое крайнее положение, тогда будет замкнут контакт К1 или К2. Суммарный магнитный поток электромагнита зависит от напряжения генератора и влияния температуры на элементы системы возбуждения.
Вместо вибрационных регуляторов для судовых генераторов в настоящее время используют бесконтактные реле-регуляторы (рис. 4).
Действие их заключается в следующем. По мере увеличения напряжения на выводах генератора ток возбуждения будет возрастать, так как при напряжении, меньшем номинального, стабилитрон V1 не пропускает ток и потенциал базы транзистора V2 становится выше потенциала эмиттера — транзистор V2 закрыт. При закрытом транзисторе V2 напряжение на базе транзистора V3 ниже потенциала его эмиттера, поэтому транзистор V3 открыт, и в обмотке возбуждения генератора течет ток.
Рис. 4. Принципиальная схема бесконтактного регулятора напряжения
Как только напряжение на выводах генератора превысит номинальное значение, стабилитрон VI пропустит ток, падение напряжения на резисторе R4 превысит падение напряжения на диоде V4, и транзистор V2 откроется; при этом потенциал транзистора V3 станет выше потенциала эмиттера, и транзистор V3 закроется. Ток возбуждения, а также напряжение генератора будут уменьшаться. Снижение напряжения будет продолжаться до тех пор, пока не закроется стабилитрон V1. После этого транзистор V2 закроется, а транзистор V3 откроется, и весь цикл повторится.
Применение диода V4 в качестве элемента обратной связи ухудшает самовозбуждение генератора, особенно при предварительно включенной нагрузке, когда пороговое сопротивление диода оказывается выше критического сопротивления цепи возбуждения генератора. Для улучшения условий самовозбуждения генератора рекомендуется диод V4 шунтировать резистором R3.
Ток генератора ограничивается с помощью транзистора V5. При номинальном токе напряжение на диоде V6 превышает напряжение на резисторе R8, поэтому потенциал базы транзистора V5 выше потенциала эмиттера, и транзистор закрыт. Если ток генератора станет больше номинального, напряжение на резисторе R8 превысит напряжение на диоде V6, транзистор V5 откроется, вследствие чего потенциал базы транзистора V3 станет выше потенциала эмиттера, и транзистор V3 закроется, ток возбуждения прекратится, и напряжение генератора снизится, уменьшая ток нагрузки.
Обратный ток ограничивается с помощью диода V7, который пропускает ток в одну сторону и закрывается при приложении к нему напряжения обратной полярности.
