Regulátor napätia

Regulátor napätia je zariadenie, ktoré umožňuje udržiavať konštantné napätie v spotrebnom obvode. V závislosti od podmienok použitia a úloh sa dizajny líšia. Existuje niekoľko skupín: elektromechanické, elektronické, indukčné, kompenzované transformátory.

Regulátory napätia elektromechanického typu

Zvážte, ako sa generuje prúd v aute. Tu elektromechanický regulátor napätia detekuje zvedavý princíp činnosti, ktorý sa líši od toho, ktorý je popísaný vyššie. Na palube je trojfázový generátor, ktorého napätie je napravené systémom Larionov( pozri prehľad o mostíku diód).Okruh je zostavený s budiacim vinutim, ktorý je poháňaný zariadením. Motor otáča hriadeľ už pri frekvencii 800 - 1000 otáčok za minútu, napätie sa prekročí nad menovitý.Amplitúda EMF závisí od:

1. Aktuálna dodávka budiaceho vinutia. Rýchlosť kotvy
2. .
3. Aktuálna spotreba palubnej siete.

Rýchlosť je stále premenlivá a prevodovka nie je spravidla nastaviteľná.Aktuálna spotreba sa mení podľa poriadku. Je zrejmé, že v opísaných podmienkach je potrebné zabezpečiť stabilitu parametrov.Čo a čo robí regulátor napätia, ktorý mení aktuálne napájacie napätie. Prekročenie napätia oproti optimálnemu napätiu iba o 10 percent vedie k 2 až 2,5-násobnému zníženiu životnosti batérie. V dôsledku práce regulátora odchýlka od nominálnej hodnoty nepresahuje tri percentá a zostáva normálna.

Napätie by malo byť o niečo vyššie ako napätie batérie. Zadaný parameter závisí od teploty okolia. Je jasné - zmena hustoty elektrolytu. Navyše by sa malo zvýšiť napätie o 0,2 - 0,5 V pre staré batérie, kde je aktívna vrstva dosiek zničená kvôli sulfácii.Úroveň elektrolytu má svoj bit: s poklesom sa má znížiť nabíjacie napätie o 0,2 - 0,3 V. Existuje veľa požiadaviek, každá porucha vedie k nepríjemným následkom.

Regulátor napätia umožňuje udržiavať parametre na správnej úrovni, nastaviť napätie cez reostat. Niektorí vodiči dokonca nosia zariadenie do kabíny, aby upravili zariadenie bez toho, aby opustili kabínu. Avšak za optimálnych podmienok pre nabíjanie batérie vzniknú nevýhodné spôsoby prevádzky osvetľovacích zariadení, životnosť je znížená o 2 až 3 krát. Dôsledne v reťazci svietidiel odporúčame zaradiť odpory, ktoré tvoria 10% nominálneho osvetlenia. V prevádzkovom režime je možné určiť pokles napätia cez odpor( 1,2 V).

Pri prevádzke z batérie svetlomety trochu stmievajú.Automobilový regulátor napätia je tandem:

1. Výkonný mechanizmus vo forme relé s maximálnym a spätným obmedzovačom prúdu. Sledovací obvod
2. .

Princíp činnosti regulátora automobilového napätia je jednoduchý.V počiatočnom stave prechádza cez prístroj prídavný prúd k budiacemu vinutiu generátora, kontakt je držaný pružinou. Ak napätie prekročí prahovú hodnotu nastavenú potenciometrom( reostat), indukčná cievka vytiahne napínanú silu a relé sa prepne. Prúd v obvode budiaceho vinutia je vedený cez odpor, vďaka ktorému sa systém vráti späť do režimu.

Relé sa neustále zapína a vypína a poskytuje potrebné parametre. Funguje to ako kľúč, je výhodné vymeniť relé pomocou elektronických kľúčov na zvýšenie životnosti. Náhle prepätie napätia zmierňuje EMF v excitačnej cievke. Zmeny preto prebiehajú hladko, čo sa v skutočnosti vyžaduje. Upozorňujeme, že ak sa rozdiel výrazne zvyšuje( v dôsledku absencie rezistora v oblasti excitačného vinutia), vznikajú iskry spôsobené spätným EMF.

Zvažovaný typ regulátorov patrí elektromechanickému. Napriek všetkým trikom( zvýšenie frekvencie prevádzky, tepelná kompenzácia) takéto zariadenia nedokážu poskytnúť vynikajúce parametre. Proces nastavovania je komplikovaný, parametre sa menia z troch dôvodov( preventívna údržba je potrebná po 10-15 tisíc km jazdy): pretrepávanie

• postupne mení nastavenia potenciometra;Reléové kontakty
• spaľujú z iskrenia, čo zvyšuje odpor zmenou budiaceho vinutia generátora;Pružina stabilizátora
• .

Obmedzovače maximálneho a spätného prúdu

Pri plnení silne vybitého akumulátora alebo pri súčasnom zapnutí všetkých spotrebičov automobilov môže dôjsť k zničeniu budiaceho vinutia alebo kotvy. V bežnom prípade prúd nepresahuje 18-20 A, čo pri napätí 12 V zodpovedá výkonu len trochu nad 200 wattov. Ochranná schéma sa vykonáva elektromechanickým vzorom. Jedná sa o pružinové relé v momente, keď prúd prekročí maximálnu hranicu, vyhadzovaním kontaktov a ťahaním jadra do magnetického poľa indukčnosti.

Rezistor je zapnutý v obvode budiaceho vinutia, pričom jeho potenciál je rozdielny. To spôsobuje pokles prúdu. Potom prietok prirodzene klesá, kontakty sa opäť zatvoria. Relé pracuje podobne ako predchádzajúce, ale je nastavené inak a funguje menej často.

Takáto ochrana môže zlyhať, ak vznikne skrat alebo prudké zvýšenie rýchlosti. Elektronický obvod obmedzovačov prúdu je zbavený uvedených nevýhod.

Reverzné prúdové relé blokuje výboj batérie vinutia generátora. Ak je napätie generátora príliš nízke( 11,8 - 13 V), batéria sa vypne. Po celú dobu, keď generátor beží, prúd preteká paralelným vinutím. Keď napätie presiahne prah, batéria je pripojená na nabíjanie. Relé je šikovne usporiadané, obsahuje dve vinutia:

1. Sériovo zapojené pozdĺž obvodu medzi generátorom a vedením vedenia k batérii.
2. Paralelné vinutie je zapnuté po rozvetvení, ale pred načítaním.

Výsledkom je, že keď je generátor zapnutý, batéria je od neho oddelená otvoreným kontaktom. Keď prúd preteká oboma vinutiami, stúpne pole cievky. Po dosiahnutí prahu sa relé zatvorí a batéria začne nabíjať.Pokiaľ dôjde k poklesu napätia, batéria sa vybije. Navyše v sériovom vinutí sa prúd teraz smeruje k generátoru( potenciál je tam nižšie) a v paralelnom vinutí tok tečie v rovnakom smere. Výsledkom toho je, že polovica úsilia nie je schopná udržať jadro a zlomí spojenie s generátorom. Palubný napájací zdroj pochádza z batérií.

Keď získavate dynamiku, situácia sa znova opakuje. V určitom momente potenciál generátora prevyšuje napätie batérie a sieť sa začne napájať odtiaľ.Prostredníctvom obidvoch vinutia prúdi plný priamy prúd záťaže, kontakty sú zatvorené a batéria sa nabíja. A tak ďalej. Okrem vyššie uvedených nevýhod vlastných elektromechanickému relé je regulátor ovplyvnený variabilitou napätia batérie. Pri štartovaní štartéra sa kvôli zjavným dôvodom prudko napne.

Pri jazde po meste je pozorovaný negatívny vplyv. Otvorenie relé vyžaduje prúd 6 A, čo predstavuje tretinu všetkých nákladov. V dôsledku častého fungovania sa batéria veľmi rýchlo vybije. Tým sa znižuje životnosť batérie.

Elektronické regulátory napätia

Elektromechanické regulátory napätia pre domáce použitie sa mierne líšia od vyššie popísaných, ale podstatou je to isté: riadené prepínanie viacerých relé.V tomto prípade sa mení počet závitov vinutia transformátora. Plusom elektromechanických regulátorov je rýchlosť spracovania a presnosti zmeny signálu. To je jediný dôvod na objavovanie zariadení na dnešnom trhu. Niekedy sa nazývajú vibračné.

Teraz uvažujeme o elektronických modeloch. Uvádzame krátke kroky komponentov:

1. reléové relé.V najjednoduchšom prípade ide o obyčajnú diódu umiestnenú medzi preplnením generátora a batériou. Spätný prúd je v tomto prípade definitívne nemožný.Keď tento náboj na napätí diódy klesne o 0,5 V, ak je zariadenie germánium a 1 V, ak je - kremík. Výstupný výkon sa môže vypočítať vynásobením tejto hodnoty spotrebovaným prúdom 20 A( celkovo 10 - 20 W).Oddelené diódy sa musia ochladiť, rovnako ako most Larionov. Samozrejme, nie je zlé použiť v tomto prípade typické riešenie pre pulzné napájacie zdroje: dať Schottkyho diódu. Ale aj bez toho je potrebné poznamenať, že relé klesá viac - od 1,5 do 2 V( ak sú kontakty čisté).
2. Ako citlivý prvok sa používa odpor a zenerová dióda, nastavenie režimu prepínača tranzistorov. Ide o paralelný typ stabilizátora, hlavnou nevýhodou je konštantná strata energie. Prúd prejde cez deliacu jednotku od začiatku do konca generátora a hodnota nezodpovedá spúšťaciemu prúdu tranzistorovej základne. Ale reťaz sa líši úžasnou jednoduchosťou. Treba poznamenať, že pokles napätia naprieč tranzistorovým spínačom je značný a bude vyžadovať nútené chladenie, napríklad chladiča.

Je zrejmé, že maximálny obmedzovač prúdu môže pracovať podľa obvodu regulátora napätia. Podobný delič nastaví prevádzkový režim tranzistorového spínača, ktorý určuje napájanie budiaceho vinutia.Často sa používajú jednoduché diódy, ktorými prechádza zaťažovací prúd. Pracovný bod tranzistora je zvolený tak, že keď prúd presiahne 18-20 A a pokles napätia cez diódy sa zvýši na 1,5-2 V( pozdĺž prúdovej charakteristiky), zodpovedajúci odporový delič.Transistor ovláda ostatné vypínače, ktoré priamo obmedzujú prúd generátora budenia generátora. Opísaná schéma nechráni pred skratom, ale pozitívne spĺňa nárast otáčok motora.

Pri paralelnom pripojení dvoch alebo viacerých diód sa prúd cez každý jednotlivo zníži, zníži a pokles napätia. Niekedy je to ziskové.A nie všetko je také zlé s diferenciálnym odporom diód. Niekedy môže byť súčasne použitý významný pokles kremíkových diód, aby sa obmedzil maximálny prúd( namiesto odporu).Pri použití tohto materiálu sa hovorí o vyššej prípustnej teplote. Kremík odoláva teplu až do 150 stupňov Celzia. Mimochodom, so zvyšujúcou sa teplotou sa znižuje odpor diód.

Pre tepelnú kompenzáciu stabilizátora je možné použiť postupné zapínanie dvoch zenerových diód. V tomto prípade sú teplotné koeficienty opačné v znamení a rovnaké.Okrem toho si všimneme, že často sa používajú relé, ktoré sa používajú v automobilovej sieti nie náhodou. Je to potrebné, aby oko nezaznamenalo blikanie pri prepínaní.Preto frekvencia nie je nižšia ako 25 Hz. A vzhľadom na vyhladzovanie kvôli prítomnosti indukcie navíjania sa účinok motýľa stáva nevýznamným.

Dúfame, že získané informácie o regulátoroch napätia sa ukázali ako užitočné a zaujímavé.Takisto veríme, že zoznam poskytnutých finančných prostriedkov nie je zďaleka úplný.Nie je povedané o používaní termistorov a varistorov, ale všetky vedomosti sú obmedzené a len nevedomosť je neobmedzená.