|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Доопрацювання автомобільного регулятора напруги 59.3702-01. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Автомобіль. Електронні пристрої Пропоновані удосконалення регулятора забезпечують підвищену стабільність вихідної напруги автомобільного генератора при зміні струму його навантаження та режиму роботи двигуна. Сучасні автомобілі мають складне та багатофункціональне електрообладнання, надійна робота якого забезпечує працездатність транспортного засобу та безпеку його експлуатації. Надійність електроустаткування багато в чому залежить від стабільності напруги в бортовій мережі. Забезпечення незмінності цієї напруги – складне завдання, особливо на перехідних режимах, коли частота обертання генератора та струм його навантаження різко змінюються. Разом із регулятором напруги, що підтримує його сталість, генератор утворює систему автоматичного регулювання. За певних умов така система може втрачати стійкість, що проявляється у вигляді різких коливань вихідної напруги генератора та зарядного струму акумуляторної батареї. Тому дуже важливо забезпечити стійкість системи регулювання за всіх умов експлуатації. Найбільшого поширення сьогодні набули електронні регулятори, які працюють у релейному автоколивальному режимі. Такий регулятор при перевищенні вихідною напругою генератора заданого верхнього порогу відключає обмотку збудження від бортмережі. Струм в обмотці починає спадати, що призводить до зменшення напруги, що генерується. Як тільки воно стає менше нижнього порога, обмотка збудження знову підключається до бортмережі та струм у ній, а з ним і вихідна напруга генератора наростають. Таким чином, напруга генератора постійно коливається, але його середнє значення підтримується стабільним. Регулятори з "примусовою" ШІМ більш досконалі. За рахунок підвищеної частоти комутації обмотки збудження напруга генератора в режимі, що встановився практично незмінно, хоча в перехідних режимах коливання все ж можуть виникати. Такі регулятори (один з них описаний у статті Є. Тишкевича "ШИ регулятор напруги". - Радіо, 1984, № 6, с. 27, 28) не набули широкого поширення, ймовірно, через те, що їх параметри не набагато кращі , ніж звичайних автоколивальних. Хоча вони й випускаються серійно, в магазинах знайти важко. Продавці або взагалі нічого не знають про таких регуляторів, або стверджують, що вони не мають попиту. При експлуатації автомобіля важливу роль має такий параметр, як здатність навантаження генератора при малих оборотах двигуна. Від неї залежить мінімальна частота обертання валу двигуна, за якої забезпечується зарядка батареї. Електронні регулятори напруги найчастіше втрачають стійкість саме у ситуаціях, коли частота обертання мала, а струм навантаження великий. Ця їхня особливість добре відома автомобілістам, деякі з яких замінюють електронні регулятори застарілими контактно-вібраційними, які в цьому відношенні надійніші. Але разом із підвищеною стійкістю вони одержують недоліки, властиві цьому типу регуляторів. Багато автомобілістів замінюють штатну акумуляторну батарею іншою, що має підвищену ємність, оскільки вважають, що це покращує стійкість роботи електронних регуляторів. На жаль, коливання вихідної напруги генератора не беруться усувати в автосервісах. При цьому їх працівники стверджують, що ніякої несправності немає, оскільки акумуляторна батарея все-таки заряджається, хоч і зарядний струм, і напруга генератора пульсують. З огляду на все сказане автор спробував підвищити стійкість роботи стандартного електронного регулятора напруги 59.3702-01. На рис. 1 зображена його схема після першого варіанту доопрацювання, яка звелася до встановлення додаткового ланцюга з резистора R8 та конденсатора C2, виділеної на малюнку кольором. Імпортний діод S1M можна замінити вітчизняним із серії КД202 або КД209.
Принцип роботи регулятора залишився тим самим. У міру збільшення напруги в бортмережі, поданого на висновок "15" регулятора, потенціал бази транзистора VT1 щодо його емітера стає більш негативним і при деякому значенні цієї напруги (заданого перемичками S1-S3) транзистор відкривається. В результаті закриваються транзистори VT2 і VT3, що розривають ланцюг живлення обмотки збудження генератора, підключеної між виведенням "67" регулятора та загальним проводом. Але струм у обмотці, що володіє значною індуктивністю, не може припинитися миттєво. Він продовжує текти через діод VD2, що відкрився, поступово спадаючи. Разом із струмом збудження спадає і напруга, що віддається генератором у бортмережу. Через деякий час транзистор VT1 закривається, а VT2 і VT3 відкриваються, що призводить до наростання струму в обмотці збудження генератора та збільшення напруги. Описаний процес періодично повторюється, середнє значення напруги генератора підтримується незмінним. Ланцюг R7C3 прискорює процес перемикання транзисторів VT1-VT3. При збільшенні напруги в бортмережі, викликаному, наприклад, відключенням потужного навантаження або збільшенням частоти обертання двигуна, знову встановлений конденсатор C2 заряджається, причому зарядний струм, частина якого протікає через базовий ланцюг транзистора VT1 пропорційний швидкості наростання напруги. В результаті VT1 відкривається, а транзистори VT2 та VT3 закриваються раніше, ніж це було без конденсатора. Спад струму в обмотці збудження також починається раніше, що значною мірою уповільнює або зовсім усуває збільшення напруги, спричинене зовнішнім фактором. Подібний процес відбувається і за швидкого зниження напруги. Коливання, що виникають, демпфуються, і їх розмах значно зменшується. При повільних змінах напруги струм через конденсатор C2 малий і практично не впливає на роботу регулятора в режимі, що встановився, а також на точність стабілізації середнього значення напруги. Для перевірки стійкості системи стабілізації напруги можна при працюючому двигуні та генераторі вмикати і вимикати потужний споживач, наприклад фари, контролюючи амперметром струм акумуляторної батареї. При цьому стрілка амперметра після первинного максимального відхилення від положення (воно пов'язане з інерційністю генератора і неминуче навіть при ідеальному регуляторі) повинна повертатися до старого або приходити до нового положення монотонно, без будь-яких коливань. Можна в деяких межах регулювати динамічні характеристики системи, підбираючи ємність C2 конденсатора і опір включеного з ним послідовно резистора R8. Мінімальна тривалість перехідного процесу зазвичай досягається при ємності конденсатора C2, трохи більшої за ту, при якій виникають коливання. Подальше збільшення ємності призводить до сильного уповільнення реакції системи на зовнішні умови, що змінюються. Слід звернути увагу, що для регулятора з описаним доопрацюванням дуже небезпечний момент його первинного підключення до бортмережі. Конденсатор C2 у цей час повністю розряджений. Його зарядний струм може досягти небезпечного для транзисторами значення і вивести його з ладу. Тому не слід значно зменшувати номінал резистора R8 або зовсім виключати його. Хоча в практиці автора відмов допрацьованого регулятора з описаної причини не траплялося, рекомендується вжити заходів щодо обмеження струму, що точиться через базу транзистора VT1, наприклад, включити додатковий резистор у розрив ланцюга, що зв'язує базу з точкою з'єднання резисторів R6-R8, конденсатора C1 . Номінал його слід вибирати максимальним, що не погіршує помітно роботу регулятора без конденсатора C1. Відомо, що для збільшення терміну служби акумуляторної батареї напруга в бортмережі повинна збільшуватися зі зниженням температури. Тому на практиці проводять сезонне регулювання напруги. У регуляторі 59.3702-01 перемичками S1-S3, що замикають резистори R1-R3, середню напругу генератора можна змінювати в межах 13,8...14,6 В. При видаленні перемичок воно зменшується. Резистори R1-R3 можна замінити одним підрядковим, що дозволить регулювати напругу генератора плавно. Призначення світлодіодів HL1 та HL2 після доопрацювання не змінилося. Вони дають змогу оцінити працездатність системи регулювання. При включеному запалюванні і двигуні, що не працює, повинен світитися тільки світлодіод HL2, показуючи, що напруга на обмотку збудження генератора подано. Світло світлодіода HL1 при непрацюючому двигуні означає, що регулятор несправний. Коли двигун працює, світяться обидва світлодіоди. Зменшення частоти його обертання чи збільшення навантаження на бортмережа призводить до того, що яскравість світлодіода HL2 зростає, а HL1 – падає. Зі збільшенням частоти обертання або зниженням навантаження яскравість змінюється у зворотному напрямку. Регулятор до та після описаного доопрацювання був випробуваний на старому автомобілі зі старим акумулятором. Було помічено, що на цьому автомобілі через окислення контактів помітно збільшився опір електропроводки, а акумулятор зріс внутрішній опір. Обидва ці фактори призводять до зниження стійкості системи регулювання напруги. З недопрацьованим регулятором 59.3702-01 стрілка амперметра, включеного в розрив дроту, що з'єднує плюсовий виведення акумуляторної батареї з бортмережею автомобіля, зазвичай коливалася з розмахом 5.10 А. Безпосередньо після запуску двигуна розмах коливань нерідко перевищував 10 А, починаючи. При тривалій їзді з великою швидкістю розмах іноді ставав менше 5 А, але це нечасто. Після розглянутої вище доробки регулятора стрілка амперметра ніколи не вагалася з розмахом більше 0,5.1 А. Після запуску двигуна увімкнені фари ніколи не блимали. При тривалій їзді великої швидкості розмах коливань стрілки зазвичай зменшувався настільки, що важко було помітити. При подальшій доробці з регулятора, що розглядається, були видалені резистор R7 і конденсатор C3, а між базою транзистора VT2 і точкою з'єднання колектора транзистора VT1 з конденсатором C1 і резистором R9 вставлений вузол, схема якого наведена на рис. 2. На схемі, зображеній на рис. 1, місця розривів ланцюгів показані хрестами. Нумерація елементів на рис. 2 продовжує розпочату на рис. 1.
У регулятор додані генератор імпульсів експоненційної форми на логічних елементах DD1.1 та DD1.3 та поріговий пристрій на елементі DD1.2 з підсилювачем імпульсів на транзисторі VT4. Мікросхема DD1 живиться напругою 5 від інтегрального стабілізатора DA1. Після доопрацювання транзистор VT1 служить підсилювачем сигналу неузгодженості. Напруга на його навантаженні - резисторі R9 - лінійно залежить від різниці поточного та номінального значень напруги в бортмережі. Ця напруга за допомогою резисторів R13 та R14 підсумовується з імпульсами генератора. Сума надходить на вхід граничного пристрою. В результаті з його виході формуються імпульси, тривалість яких залежить від відхилення напруги в бортмережі від номіналу, а частота прямування постійна (близько 2 кГц). Через підсилювач на транзисторі VT4 вони надходять на основу транзистора VT2 і керують напругою на обмотці збудження генератора.
Вигляд допрацьованого регулятора зі знятою кришкою показано на рис. 3. Додаткові деталі додані до нього навісним монтажем. Після встановлення цього регулятора на автомобіль стрілка амперметра ніколи не коливалася з розмахом більше 0,5 А. Можна припустити, що при малому перехідному опорі контактів електропроводки та з новою акумуляторною батареєю коливання струму будуть ще меншими. Автор: А. Сергєєв
Шум транспорту затримує зростання пташенят
06.05.2024 Бездротова колонка Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами
05.05.2024
▪ Нові DVD-плеєри самі здійснюватимуть цензуру ▪ Узгоджувальний трансформатор BALF-SPI2-02D3 ▪ Петрушка по тисячі євро за пучок
▪ Розділ сайту Досвіди з фізики. Добірка статей ▪ стаття Сходи-чудесниці. Крилатий вислів ▪ стаття Кого в Стародавньому Римі назвали клієнтами? Детальна відповідь ▪ стаття Санітарно-епідеміологічні вимоги до умов праці
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page