Spanningsregelaar

Spanningsregelaar is een apparaat waarmee u een constante spanning in het consumentencircuit kunt behouden. Afhankelijk van de gebruiksomstandigheden en taken, verschillen de ontwerpen. Er zijn een aantal groepen: elektromechanische, elektronische, inductie, gecompenseerde transformatoren.

-spanningsregelaars van elektromechanisch type

Overweeg hoe stroom in een auto wordt gegenereerd. Hier detecteert de elektromechanische spanningsregelaar een merkwaardig werkingsprincipe dat verschilt van het hierboven beschreven principe. Aan boord is een driefasige generator waarvan de spanning wordt gecorrigeerd door het Larionov-schema( zie de bespreking van de diodebrug).Het circuit is samengesteld met een bekrachtigingswikkeling die wordt aangedreven door het apparaat. De motor roteert de as, al bij een frequentie van 800 - 1000 toeren per minuut, wordt de spanning over de nominale waarde overschreden. De amplitude van de EMF hangt af van:

1. Stroomtoevoer van de bekrachtigingswikkeling.
2. Ankersnelheid.
3. Het huidige verbruik van het boordnetwerk.

De snelheid is constant variabel en de versnellingsbak is in de regel niet instelbaar. Het stroomverbruik wordt met een grootteorde gewijzigd. Het is duidelijk dat het in de beschreven omstandigheden noodzakelijk is om de stabiliteit van de parameters te verzekeren. Wat en doet de spanningsregelaar, verandert de huidige toevoerspoel. Het overschrijden van de optimale waarde met slechts 10 procent leidt tot een 2-2,5-voudige vermindering van de levensduur van de batterij. Als gevolg van het werk van de toezichthouder, is de afwijking van de nominale waarde niet groter dan drie procent en blijft normaal.

De spanning moet iets hoger zijn dan de accuspanning. De opgegeven parameter is afhankelijk van de omgevingstemperatuur. Het is duidelijk - de dichtheid van de elektrolyt veranderen. Bovendien moet de spanning worden verhoogd met 0,2 - 0,5 V voor oude batterijen, waarbij de actieve laag van de platen wordt vernietigd als gevolg van sulfatering. Het elektrolytniveau doet zijn ding: met een daling zou het de laadspanning met 0,2 - 0,3 V moeten verminderen. Er zijn heel wat vereisten, elke mislukking resulteert in onplezierige gevolgen.

Met de spanningsregelaar kunt u de parameters op het juiste niveau houden en de spanning via een rheostaat instellen. Sommige automobilisten dragen het apparaat zelfs in de cabine om het apparaat aan te passen zonder de cabine te verlaten. Onder optimale omstandigheden voor het opladen van de batterij worden echter nadelige werkingsmodi van verlichtingsinrichtingen gecreëerd, de levensduur wordt met 2 tot 3 maal verminderd. Consequent in de reeks lampen is het aan te bevelen om weerstanden op te nemen die 10% van de nominale verlichting uitmaken. Het is mogelijk om de juistheid in de bedrijfsmodus te bepalen door de spanningsval over de weerstand( 1,2 V).

Bij werking vanaf een batterij zullen de koplampen een beetje dimmer gloeien. Automotive-spanningsregelaar is tandem:

1. De actuator heeft de vorm van een relais met een maximum- en een tegenstroombegrenzer.
2. Volg circuit.

Het principe van de werking van de automotive spanningsregelaar is eenvoudig. In de initiële toestand passeert een extra stroom door het apparaat naar de bekrachtigingswikkeling van de generator, het contact wordt vastgehouden door de veer. Wanneer de spanning hoger is dan de drempelwaarde die is ingesteld door de potentiometer( reostaat), trekt de inductiespoel de spankracht en schakelt het relais. De stroom in het circuit van de bekrachtigingswikkeling wordt door een weerstand gevoerd, waardoor het systeem terugkeert naar de modus.

Het relais wordt constant in- en uitgeschakeld en levert de nodige parameters. Het werkt als een sleutel, het is voordelig om het relais te vervangen door elektronische sleutels om de levensduur te verlengen. Plotselinge spanningspieken zijn teruggevlakte EMF in de excitatiespoel. Daarom vinden veranderingen soepel plaats, wat in feite vereist is. Merk op dat als het verschil sterk toeneemt( vanwege de afwezigheid van een weerstand in het veld van de bekrachtigingswikkeling), er vonken optreden, veroorzaakt door de EMF aan de achterkant.

Het welbekende type regelaars behoort tot elektromechanica. Ondanks alle trucs( toename van de werkingsfrequentie, thermische compensatie), kunnen dergelijke apparaten geen uitstekende parameters bieden. Het aanpassingsproces is gecompliceerd, bovendien veranderen de parameters om ten minste drie redenen( preventief onderhoud is vereist na 10-15 duizend km run):

• -schudden verandert geleidelijk aan de instellingen van de potentiometer;
• -relaiscontacten branden door vonken, wat de weerstand verhoogt door de bekrachtigingswikkelingstroom van de generator te veranderen;
• stretchstabilisatorveer.

Limiet van maximale en tegengestelde stroom

Bij het vullen van een zwaar ontladen batterij of bij het tegelijkertijd inschakelen van alle auto-verbruikers, kan de bekrachtigingswikkeling of het anker vernietigd zijn. In het gebruikelijke geval overschrijdt de stroom niet 18-20 A, wat bij een spanning van 12 V equivalent is met een vermogen van iets meer dan 200 watt. Het beveiligingsschema wordt uitgevoerd op een elektromechanisch patroon. Dit is een veerbelast relais, op het moment dat de stroom de maximale drempel overschrijdt, waarbij contacten worden gegooid en de kern in een magnetisch veld van inductie wordt getrokken.

Een weerstand is ingeschakeld in het bekrachtigingswikkelingcircuit, waardoor een deel van het potentiaalverschil over zijn weerstand dooft. Dit veroorzaakt een stroomafname. Dan neemt de stroom natuurlijk af, de contacten worden weer gesloten. Het relais werkt op dezelfde manier als het vorige, maar is anders geconfigureerd en werkt minder vaak.

Een dergelijke beveiliging kan mislukken als een kortsluiting wordt gevormd of een sterke snelheidsverhoging. Het elektronische circuit van stroombegrenzers is bevrijd van de aangegeven nadelen.

Reverse Current Relay blokkeert batterijontlading door generatorwikkelingen. Schakelt de batterij uit wanneer de generatorspanning te laag is( 11,8 - 13 V).Terwijl de generator draait, stroomt de stroom door de parallelle wikkeling. Wanneer de spanning de drempel overschrijdt, wordt de batterij aangesloten om op te laden. Het relais is slim ingedeeld, het bevat twee wikkelingen:

1. Serieel aangesloten langs het circuit tussen de generator en de aftakbedrading naar de accu.
2. Parallelwikkeling is ingeschakeld na vertakking, maar vóór het laden.

Als gevolg hiervan, wanneer de generator is ingeschakeld, wordt de batterij gescheiden door een open contact. Naarmate de stroom die door beide wikkelingen loopt toeneemt, neemt het spoelveld toe. Wanneer de drempel is bereikt, wordt het relais gesloten en begint de batterij te laden. Als de spanning daalt, is de batterij leeg. Bovendien wordt in een seriële wikkeling de stroom nu naar de generator geleid( de potentiaal is daar lager) en in een parallelle wikkeling stroomt deze in dezelfde richting. Als gevolg hiervan is de helft van de inspanning niet in staat om de kern vast te houden en verbreekt hij de verbinding met de generator. De stroomvoorziening aan boord komt van de batterijen.

Naarmate u meer vaart krijgt, herhaalt zich de situatie opnieuw. Op een gegeven moment overschrijdt het potentiaal van de generator de batterijspanning en begint het netwerk vanaf hier te voeden. Door beide wikkelingen stroomt een volledige directe belastingsstroom, zijn de contacten gesloten, wordt de batterij opgeladen. En zo verder. Naast de bovengenoemde nadelen inherent aan een elektromechanisch relais, wordt de regelaar beïnvloed door de variabiliteit van de accuspanning. Het voltage zakt sterk bij het starten van een starter vanwege voor de hand liggende redenen.

Een negatief effect wordt waargenomen bij het rijden door de stad. Het openen van een relais vereist een stroom van 6 A, wat een derde van alle kosten is. Als gevolg van frequente werking, ontlaadt de batterij extreem snel. Dit verkort de levensduur van de batterij.

Elektronische spanningsregelaars

Elektromechanische spanningsregelaars voor huishoudelijk gebruik verschillen enigszins van de hierboven beschreven, maar de essentie is hetzelfde: geregeld schakelen van meerdere relais. In dit geval verandert het aantal windingen van de transformatorwikkeling. Een pluspunt van elektromechanische regelaars is de snelheid van de signaalveranderingsverwerking en nauwkeurigheid. Dit is de enige reden voor het ontdekken van apparaten die momenteel op de markt zijn. Soms worden ze vibratie genoemd.

We beschouwen nu elektronische modellen. We vermelden de korte componentstappen:

1. Reverse Current Relay. In het eenvoudigste geval is dit een gewone diode geplaatst tussen de plussen van de generator en de batterij. Omgekeerde stroom is in dit geval per definitie onmogelijk. Wanneer deze lading op de diodespanning 0,5 V daalt, als het apparaat germanium is, en 1 V, als - silicium. Het uitgangsvermogen kan worden berekend door deze waarde te vermenigvuldigen met de verbruikte stroom van 20 A( totaal 10 - 20 W).Afzonderlijke diodes moeten worden gekoeld, net als de Larionov-brug. Het is natuurlijk niet slecht om in dit geval een typische oplossing voor gepulseerde voedingen toe te passen: plaats een Schottky-diode. Maar zelfs zonder dit wordt opgemerkt dat het relais meer daalt - van 1,5 tot 2 V( als de contacten schoon zijn).
2. Een weerstand en een zenerdiode worden gebruikt als het gevoelige element, waardoor de transistorschakelmodus wordt ingesteld. Dit is een stabilisator van het parallelle type, het belangrijkste nadeel is de constante verspilling van energie. Er loopt een stroom door de verdeler van het begin tot het einde van de generator en de waarde komt niet overeen met de afvuurstroom van de transistorbasis. Maar de ketting verschilt verbazingwekkende eenvoud. Opgemerkt moet worden dat de spanningsval over de transistorschakelaar aanzienlijk is, en het zal geforceerde koeling vereisen, bijvoorbeeld van de radiator.

Het is duidelijk dat de maximale stroombegrenzer kan werken volgens het circuit van de spanningsregelaar. Een soortgelijke verdeler zal de werkingsmodus van de transistorschakelaar instellen, die de voeding van de bekrachtigingswikkeling bepaalt. Vaak worden eenvoudige diodes gebruikt waardoor de belastingsstroom wordt gepasseerd. Het werkpunt van de transistor is zo gekozen dat wanneer de stroom groter wordt dan 18-20 A en de spanningsval over de diodes toeneemt tot 1,5-2 V( langs de stroom-spanningskarakteristiek), de overeenkomstige resistieve deler. De transistor bestuurt de andere vermogensschakelaars, die de stroom van de generatorbekrachtigingswikkeling direct begrenzen. Het beschreven schema biedt geen bescherming tegen kortsluiting, maar voldoet op positieve wijze aan de toename van het motortoerental.

Met parallelle verbinding van twee of meer diodes neemt de stroom door elk afzonderlijk af, vermindert en vermindert de spanning. Soms is het winstgevend. En niet alles is zo slecht met de differentiële weerstand van de diodes. Soms kan een significante daling in siliciumdiodes gelijktijdig worden gebruikt om de maximale stroom( in plaats van weerstand) te beperken. Voor het gebruik van dit materiaal zegt een hogere toelaatbare temperatuur. Silicium is bestand tegen hitte tot 150 graden Celsius. Trouwens, bij toenemende temperatuur neemt de weerstand van de diodes af.

Voor thermische compensatie van de stabilisator, is het toegestaan ​​om de opeenvolgende inschakeling van twee zenerdioden te gebruiken. In dit geval zijn de temperatuurcoëfficiënten tegengesteld in teken en gelijk. Bovendien merken we op dat vaak klikkende relais niet per ongeluk in het automotive-netwerk worden gebruikt. Dit is nodig zodat het oog niet merkt dat de flikkering omschakelt. Daarom is de frequentie niet lager dan 25 Hz. En gezien de afvlakking vanwege de aanwezigheid van inductie van de wikkeling, wordt het vlindereffect onbeduidend.

We hopen dat de verkregen informatie over spanningsregelaars nuttig en interessant is gebleken. Wij zijn ook van mening dat de lijst met verstrekte fondsen verre van volledig is. Niet verteld over het gebruik van thermistors en varistors, maar elke kennis is beperkt en alleen onwetendheid is onbeperkt.