Spenningsregulator

Spenningsregulator er en enhet som lar deg opprettholde en konstant spenning i forbrukerkretsen. Avhengig av bruksforhold og oppgaver, varierer designene. Det finnes en rekke grupper: elektromekaniske, elektroniske, induksjonskompenserte transformatorer.

Spenningsregulatorer av elektromekanisk type

Vurder hvordan strøm genereres i en bil. Her oppdager den elektromekaniske spenningsregulatoren et nysgjerrig driftsprinsipp som er forskjellig fra det som er beskrevet ovenfor. Ombord er en trefasegenerator, hvis spenning er utbedret av Larionov-ordningen( se omtalen av diodebroen).Kredsløpet er montert med en spenningsvikling som drives av enheten. Motoren roterer akselen, allerede med en frekvens på 800-1000 omdreininger per minutt, spenningen overskrides over nominell. Amplituden til EMF avhenger av:

1. Strømtilførsel av eksitasjonsviklingen.
2. Ankerhastighet.
3. Det nåværende forbruket av det innebygde nettverket.

Hastigheten er konstant variabel, og girkassen er som regel ikke justerbar. Strømforbruket er endret med en størrelsesorden. Det er klart at under de beskrevne forhold er det nødvendig å sikre stabiliteten av parametrene. Hva og gjør spenningsregulatoren, forandrer strømforsyningen. Ved å overskride spenningen over det optimale med bare 10 prosent, fører det til en 2-2,5 ganger reduksjon i batteriets levetid. Som følge av regulatorens arbeid overstiger avviket fra den nominelle ikke tre prosent og forblir normalt.

spenningen være litt høyere enn batterispenningen. Den angitte parameteren avhenger av omgivelsestemperaturen. Det er klart - endring av elektrolyttens tetthet. I tillegg skal spenningen økes med 0,2 - 0,5 V for gamle batterier, hvor det aktive laget av platene er ødelagt på grunn av sulfatering. Elektrolyttnivået gjør det litt: med en reduksjon er det meningen å redusere ladningsspenningen med 0,2 - 0,3 V. Det er mange krav, hver feil resulterer i ubehagelige konsekvenser.

Spenningsregulatoren lar deg opprettholde parametrene på riktig nivå, sett spenningen gjennom en reostat. Noen bilister bærer selv enheten i hytta for å justere enheten uten å forlate hytta. Under optimale forhold for ladning av batteriet oppnås imidlertid ulemper for bruk av belysningsapparater, reduseres levetiden med 2 til 3 ganger. Konsekvent i lampekjeden er det tilrådelig å inkludere motstander som utgjør 10% av den nominelle belysningen. Det er mulig å bestemme korrektheten i driftsmodus ved spenningsfall over motstanden( 1,2 V).

Når det brukes fra et batteri, lyser frontlysene en liten dimmer. Automotive spenningsregulator er en tandem:

1. Den utøvende mekanismen i form av et relé med en maksimal og revers strømbegrenser.
2. Sporingskrets.

Prinsipp for drift av bilspenningsregulatoren er enkel. I opprinnelig tilstand går en ekstra strøm gjennom enheten til eksitasjonsviklingen av generatoren, kontakten holdes av fjæren. Når spenningen overskrider terskelverdien satt av potensiometern( rheostat), trekker induksjonsspolen spenningskraften, og reléet slår på.Strømmen i kretsen av eksitasjonsviklingen blir matet gjennom en motstand, på grunn av hvilken systemet går tilbake til modus.

Reléet slås alltid på og av, og gir de nødvendige parametrene. Det fungerer som en nøkkel, det er en fordel å erstatte reléet med elektroniske nøkler for å øke levetiden. Plutselige spenningsstøy blir jevnet tilbake EMF i eksitasjonsspolen. Derfor forekommer endringer jevnt, som faktisk er nødvendig. Merk at hvis forskjellen øker sterkt( på grunn av fravær av en motstand i eksitasjonsviklingen), oppstår gnister forårsaket av EMF bak.

Den vurderte typen regulatorer tilhører elektromekanisk. Til tross for alle triksene( økning i frekvensen av drift, termisk kompensasjon), kan slike enheter ikke gi gode parametere. Justeringsprosessen er komplisert, og parametrene endres i minst tre grunner( forebyggende vedlikehold er påkrevd etter 10-15 tusen kilometer):

• -risting endres gradvis innstilling av potensiometeret;
• -relékontaktene brenner fra gnister, noe som øker motstanden ved å endre generatorens eksitasjonsstrømningsstrøm;
• strekkstabilisatorfjær.

Grenseverdier for maksimal og bakstrøm

Når du fyller et høyt utladet batteri eller slår på alle forbrukere av en bil, kan eksitasjonssvingningen eller armaturet bli ødelagt. I vanlige tilfeller overstiger strømmen ikke 18-20 A, som ved en spenning på 12 V tilsvarer en effekt på litt over 200 watt. Beskyttelsesordningen utføres på et elektromekanisk mønster. Dette er et fjærbelastet relé, i øyeblikket når strømmen overskrider maksimumsgrensen, kaster kontakter, drar kjernen inn i et magnetfelt av induktans.

En motstand er slått på i eksitasjonssvingningskretsen, og absorberer en del av den potensielle forskjellen på motstanden. Dette medfører en nedgang i gjeldende. Da avtar strømmen naturlig, kontakten er lukket igjen. Reléet fungerer på samme måte som forrige, men er konfigurert annerledes og fungerer sjeldnere.

En slik beskyttelse kan mislykkes når en kortslutning dannes eller en kraftig økning i hastigheten. Den elektroniske kretsen av strømbegrensere er lettet over de angitte ulemper.

Reverse Current Relay blokkerer batteriutladning gjennom generatorviklinger. Slår av batteriet når generatorspenningen er for lav( 11,8 - 13 V).Hele tiden mens generatoren går, strømmer strømmen gjennom parallellviklingen. Når spenningen overskrider terskelen, er batteriet koblet til lade. Reléet er klokt arrangert, det inneholder to viklinger:

1. Seriell tilkoblet langs kretsen mellom generatoren og grenledningen til batteriet.
2. Parallell vikling er slått på etter forgrening, men før lasting.

Som følge av at når generatoren er slått på, er batteriet skilt fra det ved en åpen kontakt. Som strømmen som strømmer gjennom begge viklinger øker, øker spolefeltet. Når terskelen er nådd, lukkes reléet og batteriet begynner å lades. Hvis spenningen faller, er batteriet utladet. Videre, i en seriell vikling, er strømmen nå rettet til generatoren( potensialet er lavere der), og i en parallell vikling strømmer den i samme retning. Som et resultat er halvparten av innsatsen ikke i stand til å holde kjernen, og han bryter sammen forbindelsen med generatoren. Strømforsyningen om bord kommer fra batteriene.

Når du får momentum, gjentar situasjonen igjen. På et tidspunkt overgår potensialet til generatoren batterispenningen, og nettverket begynner å mate herfra. Gjennom begge viklinger strømmer en full direkte laststrøm, kontakterne er stengt, batteriet lades. Og så videre. I tillegg til de ovennevnte ulemper som er forbundet med et elektromekanisk relé, påvirkes regulatoren av variasjonen av batterispenningen. Spenningen svinger skarpt når du starter en startbilde på grunn av åpenbare årsaker.

En negativ effekt blir observert når du kjører rundt i byen.Å åpne et relé krever en strøm på 6 A, som er en tredjedel av alle kostnader. Som følge av hyppig drift, utlades batteriet ekstremt raskt. Dette reduserer batteriets levetid.

Elektroniske spenningsregulatorer

Elektromekaniske spenningsregulatorer for hjemmebruk er noe annerledes enn de som er beskrevet ovenfor, men essensen er den samme: kontrollert bytte av flere reléer. I dette tilfellet endres antall svinger på transformatorviklingen. Et pluss av elektromekaniske regulatorer er hastigheten på signalforandringsprosessen og nøyaktigheten. Dette er den eneste grunnen til oppdagelsen av enheter på markedet i dag. Noen ganger kalles de vibrasjon.

Vi vurderer nå elektroniske modeller. Vi viser de korte komponentstrinnene:

1. Omvendt aktuelt relé.I det enkleste tilfellet er dette en vanlig diode plassert mellom generatorens og batteriets plusser. Omvendt strøm i dette tilfellet er per definisjon umulig. Når denne ladningen på diodspenningen faller 0,5 V, hvis enheten er germanium og 1 V, hvis - silisium. Utgangseffekten kan beregnes ved å multiplisere denne verdien med den forbruksstrømmen på 20 A( totalt 10 - 20 W).Separate dioder må avkjøles, som er Larionov-broen. Selvfølgelig er det ikke dårlig å bruke i dette tilfellet en typisk løsning for pulserende strømforsyninger: sett en Schottky-diode. Men selv uten dette merkes det at reléet faller mer - fra 1,5 til 2 V( hvis kontaktene er rene).
2. En motstand og en zener diode brukes som det følsomme elementet, og setter transistorbrytermodus. Dette er en stabilisator av parallell type, den største ulempen er den konstante sløsingen med energi. En strøm vil strømme gjennom deleren fra begynnelsen til slutten av generatoren, og verdien svarer ikke til strømningsstrømmen til transistorbasen. Men kjeden adskiller den fantastiske enkelheten. Det skal bemerkes at spenningsfallet over transistorbryteren er betydelig, og det vil kreve tvungen kjøling, for eksempel av radiatoren.

Det er åpenbart at maksimal strømbegrenseren kan fungere i henhold til spenningsregulatorens krets. En tilsvarende deling vil stille driftsmodus for transistorbryteren, som bestemmer strømforsyningen til eksitasjonsviklingen. Ofte blir enkle dioder brukt som laststrømmen passerer. Driftspunktet til transistoren er valgt slik at når strømmen overstiger 18-20 A og spenningsfallet over diodene øker til 1,5-2 V( langs strømspenningsegenskapen), vil den tilsvarende resistive deleren. Transistoren styrer de andre strømbryterne, som direkte begrenser strømmen til generatorens eksitasjonsvikling. Det beskrevne systemet beskytter ikke mot kortslutning, men tilfredsstiller positivt økningen i motorhastigheten.

Med parallell tilkobling av to eller flere dioder, reduserer strømmen gjennom hver for seg, reduserer og spenningsfallet. Noen ganger er det lønnsomt. Og ikke alt er så ille med differensieresistansen til diodene. Noen ganger kan en betydelig nedgang i silisiumdioder brukes samtidig for å begrense maksimal strøm( i stedet for motstand).For bruken av dette materialet står en høyere tillatt temperatur. Silikon kan tåle varme opp til 150 grader Celsius. Forresten, med økende temperatur, reduseres motstanden til diodene.

For termisk kompensasjon av stabilisatoren, er det tillatt å bruke den etterfølgende tilkoblingen av to zener dioder. I dette tilfellet er temperaturkoeffisientene motsatte i skilt og lik. I tillegg legger vi merke til at ofte klikkreléer brukes i bilnettet ikke ved et uhell. Dette kreves slik at øyet ikke merker at flimmeren skifter. Derfor er frekvensen ikke lavere enn 25 Hz. Og gitt utjevning på grunn av tilstedeværelsen av viklingsinduksjon, blir sommerfugleffekten ubetydelig.

Vi håper at den innhentede informasjonen om spenningsregulatorene viste seg å være nyttig og interessant. Vi tror også at listen over midler gitt er langt fra fullført. Ikke fortalt om bruk av termistorer og varistorer, men kunnskap er begrenset, og kun uvitenhet er ubegrenset.