Įtampos reguliatorius

Įtampos reguliatorius yra įrenginys, kuris leidžia išlaikyti pastovią įtampą vartotojų grandinėje. Priklausomai nuo naudojimo sąlygų ir užduočių, dizainas skiriasi. Yra keletas grupių: elektromechaniniai, elektroniniai, indukciniai, kompensuoti transformatoriai.

Elektromechaninio tipo įtampos reguliatoriai

Apsvarstykite, kaip automobilis generuoja srovę.Čia elektromechaninis įtampos reguliatorius nustato smalsų veikimo principą, kuris skiriasi nuo pirmiau aprašyto. Laive yra trifazis generatorius, kurio įtampą ištaiso Larionovo schema( žr. Apžvalgą apie diodo tiltą).Grandinė surenkama su sužadinimo apvija, kurią maitina prietaisas. Variklis sukasi veleną, jau esant 800–1000 apsisukimų per minutę, įtampa viršijama nominalia. EMF amplitudė priklauso nuo:

1. sužadinimo ritės srovės tiekimas.
2. inkarų greitis.
3. Borto tinklo dabartinis suvartojimas.

Greitis nuolat kinta ir pavarų dėžė paprastai nėra reguliuojama. Srovės suvartojimas keičiamas pagal dydį.Akivaizdu, kad aprašytomis sąlygomis būtina užtikrinti parametrų stabilumą.Ką ir ką daro įtampos reguliatorius, keičiant srovės tiekimo apviją.Per 10 procentų viršijant įtampą viršijant optimalų akumuliatoriaus tarnavimo laiką, baterijos eksploatavimo trukmė sumažėja 2–2,5 karto. Reguliatoriaus darbo rezultatas, nukrypimas nuo vardinio neviršija trijų procentų ir išlieka normalus.

Įtampa turėtų būti šiek tiek didesnė už akumuliatoriaus įtampą.Nurodytas parametras priklauso nuo aplinkos temperatūros. Aišku - keisti elektrolito tankį.Be to, įtampa turėtų būti padidinta 0,2 - 0,5 V senosioms baterijoms, kur aktyvus plokščių sluoksnis sunaikinamas dėl sulfacijos. Elektrolitų lygis veikia šiek tiek: mažėjant reikia sumažinti įkrovimo įtampą 0,2 - 0,3 V. Yra daug reikalavimų, kiekvienas gedimas sukelia nemalonių pasekmių.

Įtampos reguliatorius leidžia išlaikyti parametrus tinkamu lygiu, įtampą per reostatą.Kai kurie vairuotojai netgi patraukia prietaisą į saloną, norėdami reguliuoti prietaisą nepalikdami kabinos. Tačiau optimaliomis baterijos įkrovimo sąlygomis sukuriami nepalankūs apšvietimo prietaisų veikimo būdai, eksploatavimo trukmė sumažinama 2-3 kartus. Nuosekliai į lempų grandinę patartina įtraukti rezistorius, kurie sudaro 10% vardinio apšvietimo. Galima nustatyti darbo režimo teisingumą pagal įtampos kritimą per varžą( 1,2 V).

Kai dirbate iš akumuliatoriaus, priekiniai žibintai šviečia truputį.Automobilio įtampos reguliatorius yra tandeminis:

1. Pavaros mechanizmas yra relės forma su maksimalios ir atbulinės srovės ribotuvu.
2. sekimo grandinė.

Automobilių įtampos reguliatoriaus veikimo principas yra paprastas. Pradinėje būsenoje papildoma srovė eina per prietaisą prie generatoriaus sužadinimo apvijos, kontaktas laikomas spyruokle. Kai įtampa viršija potenciometro( reostato) nustatytą ribinę vertę, indukcinė ritė traukia įtempimo jėgą ir relės jungiklius. Srovė virimo apvijos grandinėje tiekiama per rezistorių, dėl kurio sistema grįžta į režimą.

Relė nuolat įjungiama ir išjungiama, užtikrinant būtinus parametrus. Jis veikia kaip raktas, naudinga pakeisti relę su elektroniniais raktais, kad padidintumėte tarnavimo laiką.Staigūs įtampos padidėjimai yra išlyginti EMF žadinimo ritėje. Todėl pokyčiai vyksta sklandžiai, o tai iš tikrųjų reikalinga. Atkreipkite dėmesį, kad jei skirtumas stipriai padidėja( dėl to, kad sužadinimo apvijos srityje nėra rezistoriaus), atsiranda kibirkščių, kurias sukelia atgalinis EMF.

Aptariamas reguliatorių tipas priklauso elektromechaniniam. Nepaisant visų gudrybių( padidėjęs veikimo dažnis, terminis kompensavimas), tokie prietaisai negali suteikti puikių parametrų.Koregavimo procesas yra sudėtingas, be to, parametrai pasikeičia bent dėl ​​trijų priežasčių( prevencinė priežiūra reikalinga po 10–15 tūkst. Kilometrų):

• drebulys palaipsniui keičia potenciometro nustatymus;
• relės kontaktai dega iš kibirkščių, o tai padidina varžą keičiant generatoriaus sužadinimo apvijų srovę;
• tempimo stabilizatoriaus spyruoklė.

Maksimalios ir atbulinės srovės ribotuvai

Pripildant labai išsikrovusį akumuliatorių arba vienu metu įjungiant visus automobilio vartotojus, sužadinimo apvija arba armatūra gali būti sunaikintos.Įprastu atveju srovė neviršija 18-20 A, kuri esant 12 V įtampai prilygsta vos 200 vatų galingumui. Apsaugos schema vykdoma elektromechaniniu būdu. Tai spyruoklinė relė tuo metu, kai srovė viršija maksimalią slenkstinę ribą, metant kontaktus, traukiant šerdį į magnetinį induktyvumo lauką.

Atsparumas yra įjungtas sužadinimo apvijos grandinėje, išjungiant dalį galimo skirtumo tarp jo atsparumo. Dėl to sumažėja srovė.Tada srautas natūraliai mažėja, kontaktai vėl uždaromi. Relė veikia panašiai kaip ir ankstesnė, tačiau yra sukonfigūruota skirtingai ir veikia rečiau.

Tokia apsauga gali sugesti, kai susidaro trumpasis jungimas arba staiga padidėja greitis. Srovės ribotuvų elektroninė grandinė atleidžiama nuo nurodytų trūkumų.

atbulinės srovės relė blokuoja akumuliatoriaus iškrovimą per generatoriaus apvijas. Išjungia akumuliatorių, kai generatoriaus įtampa yra per maža( 11,8 - 13 V).Visą laiką, kai generatorius veikia, srovė teka per lygiagrečią apviją.Kai įtampa viršija ribą, akumuliatorius prijungtas prie įkrovimo. Relė yra sumaniai išdėstyta, jame yra du apvijos:

1. serija, prijungta prie grandinės tarp generatoriaus ir šakotosios elektros laido su baterija.
2. Paralelinis apvijos yra įjungtas po šakotuvo, bet prieš pakrovimą.

Dėl to, kai generatorius yra įjungtas, baterija atskiriama nuo atviro kontakto. Didėjant srovei, tekančiai per abu apvijas, ritės laukas padidėja. Kai pasiekiama riba, relė užsidaro ir baterija pradeda įkrauti. Jei įtampa nukrenta, baterija išsikrauna. Be to, serijinio apvijos metu srovė dabar nukreipiama į generatorių( potencialas yra mažesnis), o lygiagrečiai jis teka ta pačia kryptimi. Dėl to pusė pastangų negali išlaikyti branduolio, ir jis nutraukia ryšį su generatoriumi. Borto maitinimo šaltinis yra iš baterijų.

Kai įsibėgėsite, situacija kartojasi. Tam tikru momentu generatoriaus potencialas viršija akumuliatoriaus įtampą ir tinklas pradeda maitinti iš čia. Per abu apvijas pilnos tiesioginės apkrovos srovės teka, kontaktai uždaryti, baterija įkraunama. Ir taip toliau. Be minėtų trūkumų, būdingų elektromechaninei relei, reguliatorių veikia akumuliatoriaus įtampos kintamumas.Įsijungus starteriui, dėl akivaizdžių priežasčių įtampa smarkiai sumažėja.

Važiuojant aplink miestą pastebimas neigiamas poveikis. Relės atidarymui reikia 6 A srovės, kuri sudaro trečdalį visų išlaidų.Dėl dažno veikimo baterija labai greitai išsikrauna. Tai sumažina baterijos veikimo laiką.

Elektroniniai įtampos reguliatoriai

Buitiniam naudojimui skirti elektromechaniniai įtampos reguliatoriai šiek tiek skiriasi nuo pirmiau aprašytų, tačiau esmė yra tokia pati: valdomas daugelio relių perjungimas. Tokiu atveju pasikeičia transformatoriaus apvijų skaičius. Elektromechaninių reguliatorių pliusas yra signalo keitimo apdorojimo ir tikslumo greitis. Tai vienintelė priežastis, kodėl šiandien rinkoje randama įrenginių.Kartais jie vadinami vibraciniais.

Dabar svarstome elektroninius modelius. Pateikiame trumpus komponentų veiksmus:

1. atbulinės eigos relė.Paprasčiausia atveju tai yra paprastas diodas, esantis tarp generatoriaus ir akumuliatoriaus pliusų.Atvirkštinė srovė šiuo atveju yra neįmanoma. Kai šis įkrovos diodų įtampa sumažėja 0,5 V, jei prietaisas yra germaniumas ir 1 V, jei - silicis. Išėjimo galia gali būti apskaičiuojama šią vertę padauginus iš suvartotos srovės 20 A( iš viso 10 - 20 W).Atskiri diodai turi būti aušinami, kaip ir Larionovo tiltas.Žinoma, šiuo atveju nėra blogai taikyti tipinį impulsinio maitinimo šaltinio sprendimą: įdėkite Schottky diodą.Bet net ir be to, pastebima, kad relė sumažėja daugiau - nuo 1,5 iki 2 V( jei kontaktai yra švarūs).
2. Atsparumas ir zenerio diodas yra naudojami kaip jautrus elementas, nustatantis tranzistoriaus jungimo režimą.Tai yra lygiagretus stabilizatorius, pagrindinis trūkumas yra nuolatinis energijos švaistymas. Srovės srautas per daliklį nuo generatoriaus pradžios iki galo teka, o vertė neatitinka tranzistorinės bazės srovės. Tačiau grandinė skiriasi nuostabiu paprastumu. Pažymėtina, kad įtampos kritimas per tranzistorinį jungiklį yra didelis, todėl reikės priverstinio aušinimo, pavyzdžiui, radiatoriaus.

Akivaizdu, kad didžiausias srovės ribotuvas gali veikti pagal įtampos reguliatoriaus grandinę.Panašus skirstytuvas nustatys tranzistoriaus jungiklio veikimo režimą, kuris nustatys sužadinimo apvijos maitinimą.Dažnai naudojami paprasti diodai, per kuriuos perduodama apkrovos srovė.Transistoriaus darbo taškas pasirenkamas taip, kad kai srovė viršytų 18–20 A, o įtampos kritimas per diodus padidėtų iki 1,5–2 V( išilgai srovės įtampos charakteristikų), atitinkamas pasipriešinimo daliklis. Tranzistorius valdo kitus maitinimo jungiklius, kurie tiesiogiai riboja generatoriaus sužadinimo apvijos srovę.Aprašyta schema neapsaugo nuo trumpojo jungimo, tačiau teigiamai atitinka variklio sūkių skaičiaus padidėjimą.

Sujungus dvi ar daugiau diodų, srovė per kiekvieną atskirai mažėja, mažėja ir įtampa sumažėja. Kartais tai yra pelninga. Ir ne viskas yra tokia bloga, kai diodai yra atsparūs diferencialui. Kartais galima žymiai sumažinti silicio diodų kiekį, kad būtų galima apriboti didžiausią srovę( vietoj atsparumo).Naudojant šią medžiagą, nurodoma didesnė leistina temperatūra. Silicis gali atlaikyti šilumą iki 150 laipsnių Celsijaus. Beje, didėjant temperatūrai, sumažėja diodų atsparumas.

Stabilizatoriaus šiluminiam kompensavimui leidžiama naudoti vieną iš dviejų zenerio diodų įjungimą.Šiuo atveju temperatūros koeficientai yra priešingi ženkle ir lygūs. Be to, pastebime, kad dažnai paspaudimo relės automobilių tinkle naudojamos ne atsitiktinai. Tai reikalinga, kad akis nepastebėtų mirksėjimo. Todėl dažnis yra ne mažesnis kaip 25 Hz. Ir dėl švelninimo dėl apvijų indukcijos, drugelio efektas tampa nereikšmingas.

Tikimės, kad gauta informacija apie įtampos reguliatorius pasirodė naudinga ir įdomi. Mes taip pat manome, kad suteiktų lėšų sąrašas toli gražu nėra baigtas. Ne apie termistorių ir varistorių naudojimą, bet bet kokios žinios yra ribotos, ir tik nežinojimas yra neribotas.