При напряжении генератора, меньшем регулируемого, контакты замкнуты, а благодаря наличию тока базы транзистор открыт. Сопротивление цепи возбуждения определяет только сопротивление самой обмотки возбуждения. С увеличением частоты вращения ротора напряжение генератора возрастает. При напряжении генератора больше регулируемого электромагнит преодолевает сопротивление пружины и контакты замыкаются, шунтируя переход эмиттер-база. Транзистор запирается, а сопротивление цепи возбуждения увеличивается, так как ток возбуждения должен проходить через добавочный резистор. Уменьшение силы тока возбуждения вызывает уменьшение магнитного потока, ЭДС и напряжения генератора. Это, в свою очередь, приводит к ослаблению усилия электромагнита, и в какой-то момент контакты размыкаются. Этот процесс повторяется периодически и напряжение генератора колеблется около заданного регулируемого напряжения.
Примером контактно-транзисторного регулятора напряжения может служить реле-регулятор РР362 (рис. 4). Роль регулирующего устройства реле выполняет транзистор VT, который через диод VD1 включен в цепь возбуждения. Управление транзистором осуществляет электромагнитное реле с двумя парами контактов KV:1 и KV:2, Реле имеет одну основную обмотку KV управления, оно включено по схеме с ускоряющим и выравнивающим резисторами. Функции выравнивающего резистора выполняет диод VD1, который одновременно обеспечивает состояние отсечки транзистора. Необходимая степень насыщения транзистора обеспечивается подбором сопротивления резистора Rб, по которому протекает ток базы.
Рис. 4. Контактно-транзисторный регулятор РР362
При включении выключателя зажигания в цепи эмиттер-база транзистора через диод смещения VD1 и резистор цепи базы начинает протекать ток от аккумуляторной батареи. Этого достаточно, чтобы транзистор VT открылся и к источнику электроснабжения через диод VD1 и переход эмиттер-коллектор транзистора подключилась обмотка возбуждения. Напряжение генератора подводится к обмотке KV через диод VD1, ускоряющий резистор Rу и резистор термокомпенсации Rтк.
При возрастании напряжения с повышением частоты вращения ротора генератора замыкаются контакты KV:2. Переход эмиттер-база оказывается смещенным в обратном направлении (потенциал эмиттера ниже потенциала базы на величину падения напряжения в диоде VD1). Обратное смещение этого перехода прерывает протекание тока в цепи базы транзистора и переводит его в закрытое состояние. Ток в обмотку возбуждения протекает через ускоряющий Rу и добавочный Rд резисторы, что приводит к снижению силы этого тока и напряжения генератора.
Уменьшение напряжения вызывает размыкание контактов KV:2, отпирание транзистора VT и подключение обмотки возбуждения непосредственно к источнику электроснабжения. Сила тока возбуждения и напряжение генератора возрастают. Далее процесс периодически повторяется.
Для того чтобы исключить перенапряжения на транзисторе VT, возникающие при коммутации цепи возбуждения, обмотка возбуждения генератора шунтирована диодом VD2.
Ускоряющий резистор Ry является элементом жесткой обратной связи. Когда транзистор VT находится в состоянии насыщения (открыт), через резистор Ry протекает ток обмотки электромагнитного реле KV. При закрытом транзисторе сила тока увеличивается на величину силы тока обмотки возбуждения. Следовательно, при переходе транзистора в состояние отсечки (закрытое) падение напряжения на резисторе Rу резко возрастает, что приводит к скачкообразному изменению напряжения на обмотке электромагнита KV. При этом сокращается время разомкнутого состояния контактов и, как следствие, повышается частота их вибрации и уменьшается амплитуда колебаний регулируемого напряжения.
Полупроводниковые элементы регуляторов напряжения требуют защиты от токовых перегрузок и опасных импульсов напряжения. Перегрузки могут возникнуть при замыкании выводов генераторной установки между собой или на массу, а также при перерегулировании присоединенных к ним монтажных проводов. Часто отказ одного из элементов генераторной установки влечет за собой выход из строя другого элемента. Например, пробой выходного транзистора регулятора напряжения может вывести из строя обмотку возбуждения. С другой стороны, межвитковое замыкание в обмотке возбуждения может привести к выходу из строя выходного транзистора. Поэтому любой элемент защиты способствует повышению надежности генераторной установки в целом.
Поскольку транзисторы чувствительны даже к кратковременным перегрузкам, в регуляторе РР362 предусмотрена защита от коротких замыканий. Функции защиты выполняет электромагнитное реле с замыкающими контактами KV:1. Реле КА, имеющее одну обмотку управления, включенную через размыкающие контакты KV:1 и диод VD2 параллельно транзистору VT, переключается в активное состояние и становится неработоспособным вследствие теплового пробоя. К основной обмотке реле КА защиты через замкнувшие контакты KV:1 подается напряжение аккумуляторной батареи. Реле защиты срабатывает, замыкая контакты КА:1, Транзистор переключается из активного состояния в состояние отсечки. Контакты реле защиты будут замкнуты до тех пор, пока не будет устранено короткое замыкание.
Комментарии посетителей