Spændingsregulator

Spændingsregulator er en enhed, der giver dig mulighed for at opretholde en konstant spænding i forbrugskredsløbet. Afhængigt af betingelserne for brug og opgaver varierer mønstret. Der er en række grupper: elektromekaniske, elektroniske, induktions-, kompenserede transformere.

Spændingsregulatorer af elektromekanisk type

Overvej hvordan strøm genereres i en bil. Her opdager den elektromekaniske spændingsregulator et nysgerrig driftsprincip, der adskiller sig fra det ovenfor beskrevne. Om bord er en trefasegenerator, hvis spænding korrigeres af Larionov-ordningen( se anmeldelsen om diodebroen).Kredsløbet er samlet med en excitationsvikling, der drives af enheden. Motoren roterer akslen, allerede med en frekvens på 800-1000 omdrejninger pr. Minut, spændingen overskrides over den nominelle. Ampluden af ​​EMF afhænger af:

1. Nuværende tilførsel af excitationsviklingen.
2. Ankerhastighed.
3. Det nuværende forbrug af det indbyggede netværk.

Hastigheden er konstant variabel, og gearkassen er som regel ikke indstillelig. Det aktuelle forbrug ændres med en størrelsesorden. Det er klart, at under de beskrevne betingelser er det nødvendigt at sikre parameternes stabilitet. Hvad og gør spændingsregulatoren, som ændrer strømforsyningen. At overskride spændingen over den optimale med kun 10 procent fører til en 2-2,5-faldig reduktion i batteriets levetid. Som følge af regulatorens arbejde overstiger afvigelsen fra den nominelle ikke tre procent og forbliver normal.

Spændingen skal være lidt højere end batterispændingen. Den angivne parameter afhænger af omgivelsestemperaturen. Det er klart - ændring af elektrolytens tæthed. Derudover skal spændingen øges med 0,2 - 0,5 V for gamle batterier, hvor det aktive lag af pladerne ødelægges på grund af sulfatering. Elektrolytniveauet gør det lidt: med et fald er det meningen at reducere ladningsspændingen med 0,2-0,3 V. Der er mange krav, hver fejl fører til ubehagelige konsekvenser.

Spændingsregulatoren giver dig mulighed for at opretholde parametrene på det rigtige niveau, indstil spændingen gennem en reostat. Nogle bilister bærer endda enheden i kabinen for at justere enheden uden at forlade kabinen. Under optimale betingelser for opladning af batteriet skabes der ulemper ved brug af belysningsindretninger, reduceres levetiden med 2 til 3 gange. Konsekvent i lampens kæde er det tilrådeligt at indbefatte modstande, der udgør 10% af den nominelle belysning. Det er muligt at bestemme korrektheden i driftstilstanden ved spændingsfaldet over modstanden( 1,2 V).

Ved drift fra et batteri lyser forlygterne en smule lysdæmper. Automotive spændingsregulator er tandem:

1. Aktuatoren er i form af et relæ med en maksimal og omvendt strømbegrænser.
2. Sporingskreds.

Betjeningsprincippet for bilspændingsregulatoren er enkel. I den indledende tilstand passerer en yderligere strøm gennem anordningen til generatorens excitationsvikling, holdes kontakten af ​​fjederen. Når spændingen overskrider den tærskelværdi, der er indstillet af potentiometeret( rheostat), trækker induktionsspolen spændingskraften, og relæet skifter. Strømmen i kredsløbet af excitationsviklingen ledes gennem en modstand, på grund af hvilken systemet går tilbage til tilstanden.

Relæet er konstant tændt og slukket og giver de nødvendige parametre. Det fungerer som en nøgle, det er fordelagtigt at udskifte relæet med elektroniske nøgler for at øge levetiden. Pludselige spændingsstødninger glattes tilbage EMF i excitationsspolen. Derfor sker ændringer jævnt, hvilket faktisk er påkrævet. Bemærk, at hvis forskellen stiger stærkt( på grund af fraværet af en modstand inden for excitationsviklingen), forekommer gnister forårsaget af den bageste EMF.

Den betragtede type regulatorer tilhører elektromekanisk. På trods af alle tricks( stigning i hyppigheden af ​​drift, termisk kompensation), kan sådanne enheder ikke give fremragende parametre. Justeringsprocessen er kompliceret. Endvidere ændres parametrene i mindst tre grunde( forebyggende vedligeholdelse er påkrævet efter 10-15 tusind km løb):

• ryster gradvist ændrer potentiometerets indstillinger;
• -relækontakter brænder fra gnistning, hvilket øger modstanden ved at ændre generatorens excitationsvindingsstrøm;
• stretch stabilisatorfjeder.

Grænser for maksimal og omvendt strøm

Når du fylder et kraftigt udladet batteri eller samtidig tænder alle bilforbrugere, kan excitationsviklingen eller armaturet blive ødelagt. I det sædvanlige tilfælde overstiger strømmen ikke 18-20 A, som ved en spænding på 12 V svarer til en effekt på lige over 200 watt. Beskyttelsesordningen udføres på et elektromekanisk mønster. Dette er et fjederbelastet relæ, i det øjeblik, hvor strømmen overskrider maksimumstærsklen, kaster kontakter, trækker kernen i et magnetfelt af induktans.

En modstand er tændt i excitationsviklingskredsløbet, der slukker en del af den potentielle forskel på tværs af dens modstand. Dette medfører et fald i strømmen. Derefter falder strømmen naturligt, kontakterne lukkes igen. Relæet fungerer på samme måde som det foregående, men er konfigureret forskelligt og fungerer mindre hyppigt.

En sådan beskyttelse kan mislykkes, når der opstår kortslutninger eller en kraftig stigning i hastigheden. Det elektroniske kredsløb af strømbegrænsere er lettet over de angivne ulemper.

Reverse Current Relay blokerer batteriudladning gennem generatorviklinger. Slukker batteriet, når generatorspændingen er for lav( 11,8 - 13 V).Hele tiden, mens generatoren løber, strømmer strømmen gennem parallelviklingen. Når spændingen overskrider tærsklen, er batteriet forbundet med opladning. Relæet er klogt arrangeret, det indeholder to viklinger:

1. Serial tilsluttet langs kredsløbet mellem generatoren og grenledningerne til batteriet.
2. Parallell vikling er tændt efter forgrening, men før lastning.

Som følge heraf er batteriet adskilt fra en åben kontakt, når generatoren er tændt. Da strømmen strømmer gennem begge viklinger øges, spoler feltet øges. Når tærsklen er nået, lukker relæet, og batteriet begynder at oplades. Hvis spændingen falder, aflades batteriet. Desuden er strømmen i en seriel vikling nu rettet mod generatoren( potentialet er lavere der), og i en parallelvikling strømmer den i samme retning. Som et resultat er halvdelen af ​​indsatsen ikke i stand til at holde kernen, og han bryder forbindelsen med generatoren. Strømforsyningen om bord kommer fra batterierne.

Som du får fart, gentager situationen igen. På et tidspunkt overstiger generatorens potentiale batterispændingen, og netværket begynder at fodre herfra. Gennem begge viklinger strømmer en fuld direkte belastningsstrøm, kontakterne lukkes, batteriet oplades. Og så videre. Ud over de ovennævnte ulemper, der er forbundet med et elektromekanisk relæ, påvirkes regulatoren af ​​variabiliteten af ​​batterispændingen. Spændingen sker kraftigt, når du starter en starter på grund af indlysende grunde.

En negativ effekt observeres, når du kører rundt i byen.Åbning af et relæ kræver en strøm på 6 A, hvilket er en tredjedel af alle omkostninger. Som følge af hyppig drift aflades batteriet ekstremt hurtigt. Dette reducerer batteriets levetid.

Elektroniske spændingsregulatorer

Elektromekaniske spændingsregulatorer til husholdningsbrug er lidt forskellige fra de ovenfor beskrevne, men essensen er den samme: Styret omskiftning af flere relæer. I dette tilfælde ændres antallet af omdrejninger af transformatorviklingen. Et plus af elektromekaniske regulatorer er hastigheden af ​​signalændringen og præcisionen. Dette er den eneste grund til opdagelsen af ​​enheder på markedet i dag. Nogle gange kaldes de vibrerende.

Vi overvejer nu elektroniske modeller. Vi beskriver de korte komponentstrin:

1. Reverse Current Relay. I det enkleste tilfælde er det en almindelig diode placeret mellem generatorens og batteriets plus. Omvendt strøm er i dette tilfælde umuligt. Når denne ladning på diodspændingen falder 0,5 V, hvis enheden er germanium og 1 V, hvis - silicium. Udgangseffekten kan beregnes ved at multiplicere denne værdi med den forbrugte strøm på 20 A( i alt 10 - 20 W).Separate dioder skal afkøles, ligesom Larionov-broen. Det er selvfølgelig ikke dårligt at anvende i dette tilfælde en typisk løsning til pulserende strømforsyninger: læg en Schottky diode. Men selv uden dette bemærkes, at relæet falder mere - fra 1,5 til 2 V( hvis kontakterne er rene).
2. En modstand og en zener diode bruges som det følsomme element, hvorved transistor switch mode indstilles. Dette er en stabilisator af parallel type, den største ulempe er det konstante spild af energi. En strøm vil strømme gennem deleren fra begyndelsen til enden af ​​generatoren, og værdien svarer ikke til transistorbasens brændestrøm. Men kæden adskiller den fantastiske enkelhed. Det skal bemærkes, at spændingsfaldet over transistoromskifteren er betydeligt, og det vil kræve tvungen afkøling for eksempel af radiatoren.

Det er klart, at maksimal strømbegrænseren kan fungere i henhold til spændingsregulator kredsløb. En lignende divider indstiller driftstilstanden for transistoromskifteren, som bestemmer strømforsyningen til excitationsviklingen. Ofte anvendes enkle dioder, hvorigennem belastningsstrømmen er passeret. Transistorens driftspunkt vælges således, at når strømmen overstiger 18-20 A, og spændingsfaldet over dioderne stiger til 1,5-2 V( langs strømspændingskarakteristikken), den tilsvarende resistive divider. Transistoren styrer de andre strømafbrydere, som direkte begrænser strømmen af ​​generatorens excitationsvikling. Den beskrevne ordning beskytter ikke mod kortslutninger, men opfylder positivt stigningen i motorhastigheden.

Ved parallelt tilslutning af to eller flere dioder, reducerer strømmen gennem hver individuelt, reducerer og spændingsfaldet. Nogle gange er det rentabelt. Og ikke alt er så dårligt med diodernes differentiale modstand. Nogle gange kan et betydeligt fald i siliciumdioder bruges samtidigt til at begrænse maksimumstrømmen( i stedet for modstand).For brugen af ​​dette materiale siges en højere tilladt temperatur. Silikone kan modstå varme op til 150 grader Celsius. Af den måde, med stigende temperatur mindsker modstanden af ​​dioder.

For termisk kompensation af stabilisatoren er det tilladt at anvende den successive tilkobling af to zener dioder. I dette tilfælde er temperaturkoefficienterne modsat i skilt og lige. Derudover bemærker vi, at ofte klikrelæer bruges i bilnetværket ikke ved et uheld. Dette er nødvendigt, så øjet ikke mærker flimmeren fra at skifte. Derfor er frekvensen ikke lavere end 25 Hz. Og da udjævningen skyldes tilstedeværelsen af ​​snoede induktion, bliver sommerfugleffekten ubetydelig.

Vi håber, at de opnåede oplysninger om spændingsregulatorer viste sig at være nyttige og interessante. Vi mener også, at listen over midler, der gives, er langt fra fuldstændig. Ikke fortalt om brugen af ​​termistorer og varistorer, men enhver viden er begrænset, og kun uvidenhed er ubegrænset.