Управление электроснабжением потребителей электроэнергии на автомобилях и тракторах

При включении привода генератора на обмотку возбуждения ОВ через регулирующий орган подается напряжение аккумуляторной батареи и генератор самовозбуждается. При увеличении частоты вращения ротора генератора возрастает напряжение UT на выходе. Напряжение UT воспринимается датчиком Д. Сигнал Ux с датчика поступает на устройство сравнения УСр, где сравнивается с заданным значениемUz. Сигнал Uly2c

УСр поступает на устройство управления УУ, являющееся релейным элементом с зоной нечувствительности и формирующее закон управления.

где Uсрб. р - напряжение срабатывания релейного элемента (см. рис.1.2, б); Uвоз. р - напряжение возврата.

Разность ∆U= Ucp6. p - Uвоз. р является зоной нечувствительности релейного элемента и определяет пульсацию выходного напряжения генератора. Отношение Ucp6. p/Uвоз. р называется коэффициентом возврата реле р.

При равенстве напряжения генератора напряжению срабатывания Ucp6 в цепи возбуждения исполнительное устройство изменяет скачкообразно сопротивление коммутации RK. Сила тока возбуждения через регулирующий орган, а следовательно, и через обмотку возбуждения ограничивается. В результате сила тока возбуждения и напряжение UT уменьшаются. Когда напряжение генератора становится равным U, срабатывает УУ и в цепи возбуждения восстанавливается прежнее значение сопротивления. Сила тока возбуждения и напряжение генератора возрастают, а при напряжении, равном Ucp6, снова срабатывает реле.

Далее процесс регулирования периодически повторяется. При этом средние значения напряжения, равного номинальному значению UH, и тока возбуждения остаются постоянными при данной частоте вращения якоря. Процесс регулирования напряжения происходит следующим образом: при увеличении или уменьшении напряжения регулятор САР соответственно уменьшает или увеличивает силу тока возбуждения и стабилизирует напряжение в заданных пределах.

Рассмотрим процессы преобразования, происходящие в элементах системы. Энергия и информация в любой системе могут передаваться от элемента к элементу только с материальным потоком (потоком вещества), поступающим на вход элемента. Поток вещества характеризуется тремя параметрами: видом энергии, носителем информативного параметра (физической величиной процесса) и формой информативного параметра (видом модуляции).

Энергетический преобразователь ЭП преобразует механическую энергию М углового перемещения ротора генератора Ga, представляемого аналоговым носителем процесса преобразования AM, в электрическую энергию Е переменного напряжения Ј4 с носителем AM с дальнейшим преобразованием носителя в напряжение постоянного тока UT. Процесс преобразования осуществляется под воздействием второго параметра физического явления, которое заключается в преобразовании электрической величины Е (тока возбуждения /„) с амплитудно-кодовой модуляцией АКМ в магнитную величину Mg (магнитный поток Ф) с амплитудной модуляцией AM.

Датчик Д преобразует поступивший на него с выхода генератора электрический сигнал Е в виде напряжения Ј7Г(АМ) в напряжение Ux с непрерывным по форме носителем информационного сигнала и амплитудной модуляцией AM: UX(AM) E. В устройстве сравнения УСр происходит сравнение (вычитание) величин Ux и Uz и квантование носителя информативного параметра. УСр является релейным элементом. Амплитудно-модули-рованный с квантованным на два уровня носителем информативного параметра АКМ сигнал (двоичный сигнал) на выходе УСр имеет вид U{> 2(AKM) Ј. Он преобразуется в УУ в сигнал иу(АКМ) Е, амплитуда и фаза которого определяют алгоритм управления.

Исполнительное устройство ИУ осуществляет преобразование Uy(AKM) E ^ Rk(AKM) E. В регулирующем органе РО происходит следующее преобразование: ЛК(АКМ) Ј'-* 1В(АКМ) Е.

В генераторе также происходит и побочная широтно-импульс-ная модуляция носителя информативного параметра - тока возбуждения: /В(ШИМ) ЈГ.

Тепловая энергия, которая является продуктом побочного преобразования механической и электрической энергий в тепло, отводится с помощью потока теплоносителя, создаваемого вентилятором 4.

Параметры теплоносителя на входе FX(TX) и выходе F2(T2) указаны на рис.1.3.

Двухпозиционные регуляторы с амплитудной модуляцией

Принципиальная схема САР напряжения генераторной установки представлена на рис.1.4.

В САР можно выделить следующие функциональные устройства:

· датчик Д, чувствительным элементом которого является резистивный делитель Rl, R2. С него снимается информация о значении напряжения генератора. Простота датчика объясняется тем, что на его входе и выходе информация передается однородными электрическими величинами - напряжениями. В этом случае функции датчика может выполнять простой электрический контакт;

· устройство сравнения УСр, включающее в себя стабилитрон VD1 и резистор R3. Стабилитрон выполняет функции задающего устройства. Напряжение стабилизации стабилитрона и значения резисторов R1 . R3 определяют величину заданного напряжения Uz;

· устройство управления УУ, реализованное на транзисторе VT1 с нагрузкой R4. Оно по сигналу с УСр формирует закон управления исполнительным устройством. На базу транзистора VT1 поступает сигнал Ј/i) 2 = (kUx-Uz), где к - коэффициент деления делителя; исполнительное устройство ИУ, представляющее собой усилительный каскад на транзисторе VT2, работающем в ключевом режиме. Диод VD2 играет вспомогательную роль. Он защищает транзистор от больших обратных напряжений при отключении обмотки возбуждения;

· регулирующий орган РО - сопротивление добавочного резистора или сопротивление коммутирующего элемента, обеспечивающее изменение тока в обмотке возбуждения ОВ. В РО формируется управляющая величина - ток возбуждения;

· объект регулирования ОР - электрогенератор, переменное напряжение которого преобразуется диодным выпрямителем VD3 . VD8 в постоянное.

Работает система автоматического регулирования напряжения следующим образом. Если напряжение генератора UT меньше заданного Uz, определяемого напряжением стабилизации стабилитрона VD1, то стабилитрон закрыт, его сопротивление велико и базовый ток управления транзистора VT1 недостаточен для его открытия. Транзистор VT1 закрыт. На базу транзистора VT2 через резистор R4 подается положительное напряжение и он открывается. Через открытый транзисторный ключ VT2 в обмотку возбуждения поступает ток от источника питания.

 Скачать реферат