Regolatore di tensione

Il regolatore di tensione è un dispositivo che consente di mantenere una tensione costante nel circuito del consumatore. A seconda delle condizioni di utilizzo e delle attività, i disegni differiscono. Ci sono un certo numero di gruppi: trasformatori elettromeccanici, elettronici, ad induzione, compensati. Regolatori di tensione

di tipo elettromeccanico

Considerare la corrente generata in un'automobile. Qui, il regolatore di tensione elettromeccanico rileva un curioso principio di funzionamento che differisce da quello descritto sopra. A bordo c'è un generatore trifase, la cui tensione è rettificata dallo schema Larionov( vedi la recensione sul ponte a diodi).Il circuito è assemblato con un avvolgimento di eccitazione alimentato dal dispositivo. Il motore fa ruotare l'albero, già ad una frequenza di 800 - 1000 giri al minuto, la tensione viene superata rispetto al valore nominale. L'ampiezza dell'EMF dipende da:

1. Alimentazione di corrente dell'avvolgimento di eccitazione. Velocità di ancoraggio
2. .
3. Il consumo corrente della rete di bordo.

La velocità è costantemente variabile e il cambio, di regola, non è regolabile. Il consumo corrente è cambiato da un ordine.È chiaro che nelle condizioni descritte è necessario garantire la stabilità dei parametri. Cosa e cosa fa il regolatore di tensione, cambiando l'avvolgimento di corrente. Il superamento della tensione su quella ottimale solo del 10 percento porta a una riduzione di 2-2,5 volte della durata della batteria. Come risultato del lavoro del regolatore, la deviazione dal valore nominale non supera il tre percento e rimane normale.

La tensione deve essere leggermente superiore alla tensione della batteria. Il parametro specificato dipende dalla temperatura ambiente.È chiaro - cambiando la densità dell'elettrolito. Inoltre, la tensione deve essere aumentata di 0,2 - 0,5 V per batterie vecchie, dove lo strato attivo delle piastre viene distrutto a causa della solfatazione. Il livello dell'elettrolito fa la sua parte: con una diminuzione si suppone riduca la tensione di carica di 0,2 - 0,3 V. Ci sono molti requisiti, ogni guasto porta a conseguenze spiacevoli.

Il regolatore di tensione consente di mantenere i parametri al giusto livello, impostare la tensione attraverso un reostato. Alcuni automobilisti portano persino il dispositivo nella cabina per regolare il dispositivo senza uscire dalla cabina. Tuttavia, in condizioni ottimali per caricare la batteria, vengono creati modi di funzionamento svantaggiosi dei dispositivi di illuminazione, la durata di servizio viene ridotta di 2 o 3 volte. Coerentemente nella catena di lampade, è consigliabile includere resistori che costituiscono il 10% dell'illuminazione nominale.È possibile determinare la correttezza nella modalità operativa dalla caduta di tensione attraverso la resistenza( 1,2 V).

Quando si utilizza da una batteria, i fari si illuminano un po 'più fiochi. Il regolatore di tensione per autoveicoli è in tandem:

1. L'attuatore si presenta sotto forma di un relè con un limitatore di corrente massimo e inverso.
2. Circuito di tracciamento.

Il principio di funzionamento del regolatore di tensione per autoveicoli è semplice. Nello stato iniziale, una corrente addizionale passa attraverso il dispositivo all'avvolgimento di eccitazione del generatore, il contatto è trattenuto dalla molla. Quando la tensione supera il valore di soglia impostato dal potenziometro( reostato), la bobina di induzione tira la forza di tensione e il relè commuta. La corrente nel circuito dell'avvolgimento di eccitazione viene alimentata attraverso un resistore, grazie al quale il sistema torna in modalità.

Il relè viene costantemente acceso e spento, fornendo i parametri necessari. Funziona come una chiave, è vantaggioso sostituire il relè con chiavi elettroniche per aumentare la durata. I picchi di tensione improvvisi vengono attenuati all'EMF nella bobina di eccitazione. Pertanto, i cambiamenti avvengono senza intoppi, il che, in effetti, è richiesto. Si noti che se la differenza aumenta fortemente( a causa dell'assenza di un resistore nel campo dell'avvolgimento di eccitazione), si verificano scintille, causate dall'EMF posteriore.

Il tipo di regolatori considerato appartiene all'elettromeccanico. Nonostante tutti i trucchi( aumento della frequenza di funzionamento, compensazione termica), tali dispositivi non sono in grado di fornire parametri eccellenti. Il processo di regolazione è complicato, inoltre i parametri cambiano per almeno tre motivi( è necessaria una manutenzione preventiva dopo 10-15 mila chilometri): l'agitazione

• modifica gradualmente le impostazioni del potenziometro;I contatti del relè
• bruciano da scintille, il che aumenta la resistenza modificando la corrente di avvolgimento di eccitazione del generatore;
• molla stabilizzatrice elastica.

Limitatori di corrente massima e inversa

Quando si riempie una batteria molto scarica o si attivano contemporaneamente tutti gli utenti di un'automobile, l'avvolgimento di eccitazione o l'armatura potrebbero essere distrutti. Nel solito caso, la corrente non supera 18-20 A, che a una tensione di 12 V equivale a una potenza di poco più di 200 watt. Lo schema di protezione viene eseguito su un modello elettromeccanico. Questo è un relè caricato a molla, nel momento in cui la corrente supera la soglia massima, lanciando i contatti, trascinando il nucleo in un campo magnetico di induttanza.

Una resistenza è inserita nel circuito di avvolgimento di eccitazione, assorbendo una parte della differenza di potenziale sulla sua resistenza. Ciò causa una diminuzione della corrente. Quindi il flusso diminuisce naturalmente, i contatti vengono nuovamente chiusi. Il relè funziona in modo simile a quello precedente, ma è configurato diversamente e funziona meno frequentemente.

Tale protezione può fallire quando si forma un cortocircuito o un brusco aumento della velocità.Il circuito elettronico dei limitatori di corrente è sollevato dagli svantaggi indicati. Il relè di corrente inversa

blocca lo scaricamento della batteria attraverso gli avvolgimenti del generatore. Spegne la batteria quando la tensione del generatore è troppo bassa( 11,8 - 13 V).Per tutto il tempo in cui il generatore è in funzione, la corrente scorre attraverso l'avvolgimento parallelo. Quando la tensione supera la soglia, la batteria viene collegata alla carica. Il relè è disposto in modo intelligente, contiene due avvolgimenti:

1. Seriale collegato lungo il circuito tra il generatore e il cablaggio derivato alla batteria.
2. L'avvolgimento parallelo viene attivato dopo la diramazione, ma prima del caricamento.

Di conseguenza, quando il generatore è acceso, la batteria viene separata da esso da un contatto aperto. Quando la corrente che fluisce attraverso entrambi gli avvolgimenti aumenta, il campo della bobina aumenta. Quando viene raggiunta la soglia, il relè si chiude e la batteria inizia a caricarsi. Se la tensione scende, la batteria è scarica. Inoltre, in un avvolgimento seriale, la corrente è ora diretta al generatore( il potenziale è più basso lì), e in un avvolgimento parallelo scorre nella stessa direzione. Di conseguenza, metà dello sforzo non è in grado di sostenere il nucleo e interrompe la connessione con il generatore. L'alimentazione di bordo proviene dalle batterie.

Man mano che guadagni, la situazione si ripete di nuovo. Ad un certo punto, il potenziale del generatore supera la tensione della batteria e la rete inizia ad alimentare da qui. Attraverso entrambi gli avvolgimenti scorre una corrente a pieno carico diretto, i contatti sono chiusi, la batteria si sta caricando. E così via. Oltre agli svantaggi sopra citati in un relè elettromeccanico, il regolatore è influenzato dalla variabilità della tensione della batteria. La tensione si riduce bruscamente quando si avvia un avviamento per ovvi motivi.

Si osserva un effetto negativo durante la guida in città.L'apertura di un relè richiede una corrente di 6 A, che è un terzo di tutti i costi. A seguito di un funzionamento frequente, la batteria si scarica molto rapidamente. Questo riduce la durata della batteria.

Regolatori di tensione elettronici

I regolatori di tensione elettromeccanici per uso domestico sono leggermente diversi da quelli sopra descritti, ma l'essenza è la stessa: commutazione controllata di più relè.In questo caso, il numero di spire dell'avvolgimento del trasformatore cambia. Un vantaggio dei regolatori elettromeccanici è la velocità dell'elaborazione e dell'accuratezza della modifica del segnale. Questa è l'unica ragione per la scoperta dei dispositivi oggi sul mercato. A volte sono chiamati vibratori.

Consideriamo ora i modelli elettronici. Elenchiamo i brevi passaggi dei componenti:

Relè a corrente inversa

1. .Nel caso più semplice, questo è un normale diodo posto tra i vantaggi del generatore e della batteria. La corrente inversa in questo caso è per definizione impossibile. Quando questa carica sulla tensione del diodo scende di 0,5 V, se il dispositivo è germanio e 1 V, se - silicio. La potenza di uscita può essere calcolata moltiplicando questo valore per la corrente consumata di 20 A( totale 10-20 W).I diodi separati devono essere raffreddati, così come il ponte Larionov. Naturalmente, non è male applicare in questo caso una soluzione tipica per gli alimentatori a impulsi: inserire un diodo Schottky. Ma anche senza questo, si nota che il relè scende di più - da 1,5 a 2 V( se i contatti sono puliti).
2. Come elemento sensibile viene utilizzato un resistore e un diodo Zener, impostando la modalità dell'interruttore a transistor. Questo è uno stabilizzatore di tipo parallelo, l'inconveniente principale è il costante spreco di energia. Una corrente fluirà attraverso il divisore dall'inizio alla fine del generatore e il valore non corrisponde alla corrente di sparo della base del transistor. Ma la catena differisce dalla sorprendente semplicità.Va notato che la caduta di tensione attraverso l'interruttore a transistor è considerevole e richiederà un raffreddamento forzato, ad esempio, del radiatore.

È ovvio che il limitatore di corrente massimo può funzionare in base al circuito del regolatore di tensione. Un partitore simile imposta la modalità operativa dell'interruttore a transistor, che determina l'alimentazione dell'avvolgimento di eccitazione. Spesso vengono usati diodi semplici attraverso i quali viene passata la corrente di carico. Il punto di funzionamento del transistor è scelto in modo che quando la corrente supera 18-20 A e la caduta di tensione attraverso i diodi aumenti a 1,5-2 V( lungo la caratteristica di tensione di corrente), il divisore resistivo corrispondente. Il transistor controlla gli altri interruttori di potenza, che limitano direttamente la corrente dell'avvolgimento di eccitazione del generatore. Lo schema descritto non protegge dai cortocircuiti, ma soddisfa positivamente l'aumento del regime del motore.

Con collegamento in parallelo di due o più diodi, la corrente attraverso ciascuno diminuisce singolarmente, riducendo e la caduta di tensione. A volte è redditizio. E non tutto è così male con la resistenza differenziale dei diodi. A volte un calo significativo dei diodi al silicio può essere utilizzato simultaneamente per limitare la corrente massima( anziché la resistenza).Per l'uso di questo materiale si dice una temperatura più alta consentita. Il silicio può resistere a temperature fino a 150 gradi Celsius. A proposito, con l'aumentare della temperatura diminuisce la resistenza dei diodi.

Per la compensazione termica dello stabilizzatore, è consentito utilizzare la successiva accensione di due diodi Zener. In questo caso, i coefficienti di temperatura sono opposti nel segno e uguali. Inoltre, notiamo che spesso i clic sui relè vengono utilizzati nella rete automobilistica non per caso. Questo è necessario in modo che l'occhio non si accorga del passaggio dello sfarfallio. Pertanto, la frequenza non è inferiore a 25 Hz. E dato il livellamento dovuto alla presenza dell'induzione di avvolgimento, l'effetto farfalla diventa insignificante.

Speriamo che le informazioni ottenute sui regolatori di tensione siano risultate utili e interessanti. Riteniamo inoltre che l'elenco dei fondi forniti sia tutt'altro che completo. Non viene detto sull'uso di termistori e varistori, ma ogni conoscenza è limitata, e solo l'ignoranza è illimitata.