Как же устранить такой недостаток?
Обычно генератор снабжают несколькими регулирующими и предохранительными устройствами. Так, с генераторами переменного тока работает регулятор напряжения. Он поддерживает величину напряжения постоянной (обычно 13,8—14,8 В), начиная с определенной частоты вращения ротора независимо от изменения частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Регулятор напряжения состоит из П-образного ярма (рис. 118), сердечника с обмоткой и якорька. Ярмо, сердечник и якорек являются хорошими магнитопроводами. На ярме закреплены неподвижная пластина с вольфрамовым контактом, а на термобиметаллической пластине — стальной якорек с таким же контактом. Якорек поднимается в верхнее положение пружиной, удерживающей контакты в замкнутом состоянии. На сердечнике расположена обмотка, включенная параллельно с генератором. Параллельно контактам включен резистор.
Рис. 118. Схема регулятора напряжения
Из рис. 118 видно, что ток от аккумуляторной батареи (указан пунктирными красными стрелками) поступает параллельно в обмотку возбуждения (ОВ) генератора через контакты, якорек, ярмо и в обмотку регулятора напряжения.
Если напряжение генератора меньше величины, на которую отрегулирован регулятор напряжения, контакты удерживаются пружиной в замкнутом состоянии. При повышении частоты вращения ротора генератора увеличиваются напряжение и сила тока, проходящего по обмотке регулятора. В результате увеличивается намагничивание сердечника и якорек сильнее притягивается к сердечнику. Как только эта сила превысит силу натяжения пружины, якорек притянется к сердечнику и разомкнет контакты регулятора напряжения.
Путь тока изменится (указан красными стрелками). Последовательно в цепь обмотки возбуждения (ОВ) генератора включается резистор. Это вызовет уменьшение силы тока в обмотке возбуждения и величину индуктируемой ЭДС в обмотке статора. Напряжение генератора уменьшится. В результате понизится сила тока в обмотке регулятора напряжения, уменьшится намагничивание сердечника и сила притяжения якорька. Под действием пружины якорек замкнет контакты. Этот процесс будет продолжаться во все время работы регулятора напряжения. Напряжение будет поддерживаться в заранее определенных пределах независимо от частоты вращения ротора генератора.
Через обмотку регулятора напряжения проходит ток, достигающий большой величины. Иногда это вызывает не только значительный нагрев обмотки (до +80°С), но и возрастание ее сопротивления, а значит, и понижение силы тока. Уменьшаете? намагничивание сердечника, и контакты будут оставаться замкнутыми при напряжении, на которое отрегулирован регулятор. Напряжение регулятора возрастет, появятся все нежелательные последствия, о которых мы говорили раньше.
От всех этих неприятностей спасает термобиметаллическая пластина. Она состоит из двух сваренных пластин, обладающих разными коэффициентами теплового расширения, т. е. пластин, которые при нагревании удлиняются на разную величину.
При нагреве термобиметаллическая пластина деформируется, появляется дополнительная сила, притягивающая якорек к сердечнику. Поэтому, несмотря на уменьшение силы тока и, следовательно, ослабленном намагничивании сердечника якорек будет притягиваться к сердечнику и вызывать размыкание контактов при постоянном напряжении.
Для улучшения работы в регуляторы напряжения вводят различные усовершенствования. С целью уменьшения искрения контактов, а следовательно, увеличения их надежности и долговечности применяют двухступенчатые регуляторы напряжения. Замыкание и размыкание пени обмотки возбуждения проводят при помощи транзистора в контактно-транзисторных и в бесконтактно-транзисторных регуляторах напряжения. С ними можно ознакомиться в специальной литературе.