Regulador de tensão

O regulador de tensão é um dispositivo que permite manter uma tensão constante no circuito do consumidor. Dependendo das condições de uso e tarefas, os desenhos diferem. Existem vários grupos: eletromecânicos, eletrônicos, de indução, transformadores compensados.

Reguladores de tensão do tipo eletromecânico

Considere como a corrente é gerada em um carro. Aqui, o regulador de voltagem eletromecânico detecta um curioso princípio de operação que difere do descrito acima. On board é um gerador trifásico, cuja tensão é retificada pelo esquema Larionov( veja a revisão sobre a ponte de diodos).O circuito é montado com um enrolamento de excitação que é alimentado pelo dispositivo. O motor gira o eixo, já a uma freqüência de 800 - 1000 rotações por minuto, a tensão é excedida sobre a nominal. A amplitude do EMF depende de:

1. Fornecimento atual do enrolamento de excitação. Velocidade de Ancoragem
2. .
3. O consumo atual da rede integrada.

A velocidade é constantemente variável, e a caixa de câmbio, como regra, não é ajustável. O consumo atual é alterado por uma ordem de grandeza.É claro que nas condições descritas é necessário assegurar a estabilidade dos parâmetros. O que e faz o regulador de voltagem, alterando o enrolamento de fornecimento de corrente. Ultrapassar a voltagem em apenas 10 por cento leva a uma redução de 2 a 2,5 vezes a vida útil da bateria. Como resultado do trabalho do regulador, o desvio do nominal não excede três por cento e permanece normal.

A voltagem deve ser um pouco maior que a voltagem da bateria. O parâmetro especificado depende da temperatura ambiente. Está claro - mudando a densidade do eletrólito. Além disso, a tensão deve ser aumentada em 0,2 - 0,5 V para baterias velhas, onde a camada ativa das placas é destruída devido à sulfatação. O nível de eletrólito faz o seu bit: com uma diminuição, é suposto reduzir a tensão de carga em 0,2 - 0,3 V. Há uma série de requisitos, cada falha resulta em conseqüências desagradáveis.

O regulador de tensão permite manter os parâmetros no nível correto, ajustar a tensão através de um reostato. Alguns motoristas até transportam o dispositivo para a cabine para ajustar o dispositivo sem sair da cabine. No entanto, sob condições ótimas para carregar a bateria, são criados modos de operação desvantajosos dos dispositivos de iluminação, a vida útil é reduzida de 2 a 3 vezes. Consistentemente na cadeia de lâmpadas, é aconselhável incluir resistências que constituam 10% da iluminação nominal.É possível determinar a correção no modo de operação pela queda de tensão na resistência( 1,2 V).

Ao operar a partir de uma bateria, os faróis irão brilhar um pouco mais escuro. Regulador de voltagem automotivo é um tandem:

1. O mecanismo executivo na forma de um relé com um limitador de corrente máximo e reverso. Circuito de Rastreamento
2. .

O princípio de operação do regulador de voltagem automotivo é simples. No estado inicial, uma corrente adicional passa através do dispositivo para o enrolamento de excitação do gerador, o contato é mantido pela mola. Quando a tensão excede o valor limiar ajustado pelo potenciômetro( reostato), a bobina de indução puxa a força de tensão, e o relé muda. A corrente no circuito do enrolamento de excitação é alimentada através de um resistor, devido ao qual o sistema retorna ao modo.

O relé é constantemente ligado e desligado, fornecendo os parâmetros necessários. Funciona como uma chave, é vantajoso substituir o relé por chaves eletrônicas para aumentar a vida útil. Surtos repentinos de voltagem são suavizados na EMF na bobina de excitação. Portanto, as mudanças ocorrem sem problemas, o que, de fato, é necessário. Note que se a diferença aumenta fortemente( devido à ausência de um resistor no campo do enrolamento de excitação), ocorrem faíscas, causadas pelo EMF traseiro.

O tipo considerado de reguladores pertence a eletromecânica. Apesar de todos os truques( aumento na frequência de operação, compensação térmica), esses dispositivos são incapazes de fornecer excelentes parâmetros. O processo de ajuste é complicado, além disso, os parâmetros mudam por pelo menos três razões( a manutenção preventiva é necessária após 10 a 15 mil km de operação): o tremor

• altera gradualmente as configurações do potenciômetro;Os contatos do relé
• queimam de faíscas, o que aumenta a resistência, alterando a corrente de enrolamento de excitação do gerador;Mola estabilizadora
• .

Limitadores de corrente máxima e reversa

Ao encher uma bateria altamente descarregada ou ao mesmo tempo ligar todos os consumidores de automóveis, o enrolamento de excitação ou a armadura podem ser destruídos. No caso usual, a corrente não excede 18-20 A, que com uma tensão de 12 V é equivalente a uma potência de pouco mais de 200 watts. O esquema de proteção é realizado em um padrão eletromecânico. Este é um relé de mola, no momento em que a corrente excede o limite máximo, lançando contatos, puxando o núcleo para um campo magnético de indutância.

Um resistor é ligado no circuito de enrolamento de excitação, extinguindo parte da diferença de potencial através de sua resistência. Isso causa uma diminuição na corrente. Então o fluxo naturalmente diminui, os contatos são fechados novamente. O relé funciona de forma semelhante ao anterior, mas é configurado de maneira diferente e funciona com menos frequência.

Essa proteção pode falhar quando um curto-circuito é formado ou um aumento acentuado na velocidade. O circuito eletrônico dos limitadores de corrente é aliviado das desvantagens indicadas. O relé de corrente inversa

bloqueia a descarga da bateria através dos enrolamentos do gerador. Desliga a bateria quando a tensão do gerador está muito baixa( 11,8 - 13 V).O tempo todo enquanto o gerador está funcionando, a corrente flui através do enrolamento paralelo. Quando a tensão excede o limite, a bateria está conectada para carregar. O relé é habilmente organizado, contém dois enrolamentos:

1. Serial conectado ao longo do circuito entre o gerador e a fiação da filial para a bateria.
2. O enrolamento paralelo é ligado após a ramificação, mas antes do carregamento.

Como resultado, quando o gerador é ligado, a bateria é separada por um contato aberto.À medida que a corrente que flui através de ambos os enrolamentos aumenta, o campo da bobina aumenta. Quando o limite é atingido, o relé fecha e a bateria começa a carregar. Se a tensão cair, a bateria está descarregada. Além disso, em um enrolamento serial, a corrente é agora direcionada para o gerador( o potencial é menor lá), e em um enrolamento paralelo flui na mesma direção. Como resultado, metade do esforço não é capaz de manter o núcleo e quebra a conexão com o gerador. A fonte de alimentação a bordo vem das baterias.

À medida que você ganha impulso, a situação se repete novamente. Em algum momento, o potencial do gerador excede a voltagem da bateria, e a rede começa a se alimentar a partir daqui. Através de ambos os enrolamentos, uma corrente de carga direta total flui, os contatos são fechados e a bateria está sendo carregada. E assim por diante. Além das desvantagens inerentes a um relé eletromecânico, o regulador é afetado pela variabilidade da tensão da bateria. A tensão diminui acentuadamente quando se inicia um arranque devido a razões óbvias.

Um efeito negativo é observado ao dirigir pela cidade. Abrir um relé requer uma corrente de 6 A, que é um terço de todos os custos. Como resultado da operação freqüente, a bateria descarrega com extrema rapidez. Isso reduz a vida útil da bateria.

Reguladores de voltagem eletrônicos

Os reguladores eletromecânicos de voltagem para uso doméstico são ligeiramente diferentes dos descritos acima, mas a essência é a mesma: chaveamento controlado de múltiplos relés. Neste caso, o número de voltas do enrolamento do transformador muda. Uma vantagem dos reguladores eletromecânicos é a velocidade do processamento e precisão da mudança de sinal. Esta é a única razão para a descoberta de dispositivos no mercado hoje.Às vezes eles são chamados de vibratórios.

Consideramos agora modelos eletrônicos. Listamos os passos breves do componente:

Relé de Corrente Reversa

1. .No caso mais simples, este é um diodo comum colocado entre as vantagens do gerador e da bateria. Corrente reversa neste caso é, por definição, impossível. Quando esta carga na tensão do diodo cai 0,5 V, se o dispositivo é germânio, e 1 V, se - silício. A potência de saída pode ser calculada multiplicando esse valor pela corrente consumida de 20 A( total 10 - 20 W).Diodos separados precisam ser resfriados, assim como a ponte Larionov. Naturalmente, não é ruim aplicar neste caso uma solução típica para fontes de alimentação pulsadas: colocar um diodo Schottky. Mas mesmo sem isso, note-se que o relé cai mais - de 1,5 a 2 V( se os contatos estiverem limpos).
2. Um resistor e um diodo zener são usados ​​como elemento sensitivo, configurando o modo de comutação do transistor. Este é um estabilizador de tipo paralelo, a principal desvantagem é o constante desperdício de energia. Uma corrente fluirá através do divisor do começo ao fim do gerador, e o valor não corresponderá à corrente de disparo da base do transistor. Mas a cadeia difere simplicidade incrível. Deve notar-se que a queda de tensão através do comutador de transístores é considerável, e exigirá arrefecimento forçado, por exemplo, do radiador.

É óbvio que o limitador de corrente máximo pode funcionar de acordo com o circuito regulador de tensão. Um divisor similar definirá o modo de operação do interruptor do transistor, que determina a fonte de alimentação do enrolamento de excitação. Muitas vezes, diodos simples são usados ​​através dos quais a corrente de carga é passada. O ponto de operação do transistor é escolhido de modo que quando a corrente excede 18-20 A e a queda de tensão entre os diodos aumenta para 1,5 a 2 V( ao longo da característica de tensão atual), o divisor resistivo correspondente. O transistor controla os outros interruptores, que limitam diretamente a corrente do enrolamento de excitação do gerador. O esquema descrito não protege contra curto-circuitos, mas preenche positivamente o aumento na velocidade do motor.

Com conexão paralela de dois ou mais diodos, a corrente através de cada diminui individualmente, reduzindo e a queda de tensão.Às vezes é lucrativo. E nem tudo é tão ruim com a resistência diferencial dos diodos.Às vezes, uma queda significativa nos diodos de silício pode ser usada simultaneamente para limitar a corrente máxima( em vez de resistência).Para o uso deste material, diz uma temperatura admissível maior. O silício pode suportar calor até 150 graus Celsius. By the way, com o aumento da temperatura diminui a resistência dos diodos.

Para compensação térmica do estabilizador, é permitido usar a ativação sucessiva de dois diodos zener. Nesse caso, os coeficientes de temperatura são opostos em sinal e iguais. Além disso, notamos que muitas vezes os cliques em relés são usados ​​na rede automotiva não por acidente. Isso é necessário para que o olho não perceba a cintilação da troca. Portanto, a frequência não é inferior a 25 Hz. E dado o alisamento devido à presença de indução de enrolamento, o efeito borboleta torna-se insignificante.

Esperamos que as informações obtidas sobre os reguladores de tensão sejam úteis e interessantes. Também acreditamos que a lista de fundos concedidos está longe de estar completa. Não é dito sobre o uso de termistores e varistores, mas qualquer conhecimento é limitado, e somente a ignorância é ilimitada.