Spänningsregulator

Spänningsregulatorn är en enhet som gör att du kan behålla en konstant spänning i konsumentkretsen. Beroende på användningsförhållanden och uppgifter varierar mönstren. Det finns ett antal grupper: elektromekaniska, elektroniska, induktionskompenserade transformatorer.

Spänningsregulatorer av elektromekanisk typ

Tänk på hur strömmen genereras i en bil. Här upptäcker den elektromekaniska spänningsregulatorn en nyfikningsprincip som skiljer sig från det som beskrivits ovan. Ombord är en trefasgenerator vars spänning korrigeras av Larionov-systemet( se översynen om diodbroen).Kretsen är monterad med en excitationslindning som drivs av enheten. Motorn roterar axeln, redan vid en frekvens på 800-1000 varv per minut, spänningen överskrids över nominellt. Ampluden för EMF beror på:

1. Strömförsörjning av excitationslindningen.
2. Ankarhastighet.
3. Den nuvarande förbrukningen av inbyggda nätverket.

Hastigheten är ständigt variabel, och växellådan är som regel inte inställbar. Den nuvarande förbrukningen ändras med en storleksordning. Det är uppenbart att vid de beskrivna betingelserna är det nödvändigt att säkerställa parameterns stabilitet. Vad och spänningsregulatorn, vilket ändrar strömförsörjningen. Att överskrida spänningen över det optimala med endast 10 procent leder till en 2-2,5-faldig minskning av batteriets livslängd. Till följd av regulatorens arbete överstiger avvikelsen från nominellt inte tre procent och är normalt.

Spänningen ska vara något högre än batterispänningen. Den angivna parametern beror på omgivningstemperaturen. Det är klart - ändra elektrolytens densitet. Dessutom bör spänningen ökas med 0,2-0,5 V för gamla batterier, där det aktiva skiktet på plattorna förstörs på grund av sulfatering. Elektrolytnivån gör sin bit: med en minskning är det meningen att sänka laddningsspänningen med 0,2-0,3 V. Det finns många krav, varje misslyckande leder till obehagliga konsekvenser.

Spänningsregulatorn låter dig behålla parametrarna på rätt nivå, ställa in spänningen genom en reostat. Vissa bilister bär även enheten i kabinen för att justera enheten utan att lämna kabinen. Under optimala förhållanden för laddning av batteriet skapas dock nackdeliga driftsätt för belysningsanordningar, livslängden reduceras med 2-3 gånger. Konsekvent i lampkedjan är det lämpligt att inkludera motstånd som utgör 10% av den nominella belysningen. Det är möjligt att bestämma korrektheten i driftläget genom spänningsfallet över motståndet( 1,2 V).

Vid drift från ett batteri lyser strålkastarna en liten dimmer. Automatspänningsregulatorn är tandem:

1. Manöverdonet är i form av ett relä med en max- och backströmbegränsare.
2. Spårningskrets.

Principen för driften av bilspänningsregulatorn är enkel. I det ursprungliga tillståndet passerar en ytterligare ström genom anordningen till generatorns excitationslindning, varvid kontakten hålls av fjädern. När spänningen överskrider tröskelvärdet som ställts in av potentiometern( reostat), drar induktionsspolen spänningskraften och reläet växlar. Strömmen i excitationslindningens krets matas genom ett motstånd, på grund av vilket systemet går tillbaka till läge.

Reläet slås på och av kontinuerligt, vilket ger nödvändiga parametrar. Det fungerar som en nyckel, det är fördelaktigt att byta ut reläet med elektroniska nycklar för att öka livslängden. Plötsliga spänningsöverskott slätas tillbaka EMF i excitationsspolen. Därför sker förändringar smidigt, vilket i själva verket krävs. Observera att om skillnaden ökar starkt( på grund av frånvaro av ett motstånd inom excitationslindningen) uppstår gnistor orsakade av EMF bakåt.

Den bedömda typen av regulatorer hör till elektromekaniska. Trots alla knep( ökning av frekvensen av drift, termisk kompensation), kan sådana enheter inte ge utmärkta parametrar. Justeringsprocessen är komplicerad, dessutom ändras parametrarna för åtminstone tre skäl( förebyggande underhåll krävs efter 10-15 tusen kilometer):

• skakar gradvis inställningarna på potentiometern;
• -reläkontakter brinner från gnistning, vilket ökar motståndet genom att ändra generatorens excitationslindningsström;
• stretchstabiliseringsfjäder.

Gränser för maximal och omvänd ström

Vid fyllning av ett högt urladdat batteri eller samtidigt på alla konsumenter av en bil kan excitationslindningen eller armaturen förstöras. I vanligt fall överskrider strömmen inte 18-20 A, vilket vid en spänning på 12 V motsvarar en effekt på drygt 200 watt. Skyddssystemet utförs på ett elektromekaniskt mönster. Detta är ett fjäderbelastat relä, i det ögonblick då strömmen överskrider det maximala tröskelvärdet, kasta kontakter, drar kärnan i ett induktivt magnetfält.

Ett motstånd är påslagen i excitationslindningskretsen och absorberar en del av potentialskillnaden på dess motstånd. Detta medför en minskning av strömmen. Då sjunker flödet naturligt, kontakterna stängs igen. Reläet fungerar på samma sätt som det föregående, men är konfigurerat annorlunda och fungerar mindre ofta.

Ett sådant skydd kan misslyckas när en kortslutning bildas eller en kraftig ökning av hastigheten. Den elektroniska kretsen av strömbegränsare är befriad från de angivna nackdelarna.

Omvänd strömrelä blockerar batteriladdning genom generatorlindningar. Slår av batteriet när generatorspänningen är för låg( 11,8 - 13 V).Hela tiden när generatorn är igång, strömmar strömmen genom parallelllindningen. När spänningen överskrider tröskeln är batteriet anslutet till laddning. Reläet är smart anordnat, det innehåller två lindningar:

1. Serial ansluten längs kretsen mellan generatorn och grenledningarna till batteriet.
2. Parallelllindning är påslagen efter förgrening, men före laddning.

Som ett resultat, när generatorn är påslagen, separeras batteriet från det med en öppen kontakt. När strömmen strömmar genom båda lindningarna ökar spolfältet ökar. När tröskeln nås stänger reläet och batteriet börjar ladda. Om spänningen sjunker slocknar batteriet. Vidare, i en seriell lindning, riktas strömmen nu till generatorn( potentialen är lägre där), och i en parallelllindning strömmar den i samma riktning. Som ett resultat kan halva ansträngningen inte hålla kärnan, och han bryter anslutningen till generatorn. Den inbyggda strömförsörjningen kommer från batterierna.

När du får fart, upprepar situationen igen. Vid något tillfälle överstiger generatorens potential batterispänningen, och nätverket börjar mata härifrån. Genom båda lindningarna strömmar en full direktlastström, kontakterna är stängda, batteriet laddas. Och så vidare. Förutom ovanstående nackdelar som är förknippade med ett elektromekaniskt relä påverkas regulatorn av variationen i batterispänningen. Spänningen svänger kraftigt när man startar en starter på grund av uppenbara skäl.

En negativ effekt observeras vid körning runt staden. Att öppna ett relä kräver en ström av 6 A, vilket är en tredjedel av alla kostnader. Som ett resultat av frekvent drift, laddar batteriet extremt snabbt. Detta minskar batteriets livslängd.

Elektroniska spänningsregulatorer

Elektromekaniska spänningsregulatorer för hushållsbruk är något annorlunda än de som beskrivits ovan, men kärnan är densamma: styrd växling av flera reläer. I detta fall förändras antalet varv av transformatorlindningen. Ett plus hos elektromekaniska regulatorer är hastigheten på signalförändringen bearbetning och noggrannhet. Detta är den enda anledningen till upptäckten av enheter på marknaden idag. Ibland kallas de vibrerande.

Vi överväger nu elektroniska modeller. Vi listar de korta komponentstegen:

1. Omvänd strömrelä.I det enklaste fallet är det en vanlig diod placerad mellan generatorens och batteriets plus. Omvänd ström i detta fall är per definition omöjlig. När denna laddning på diodspänningen sjunker 0,5 V, om enheten är germanium och 1 V, om - kisel. Utgångseffekten kan beräknas genom att multiplicera detta värde med den förbrukade strömmen på 20 A( totalt 10 - 20 W).Separata dioder måste kylas, liksom Larionovbron. Naturligtvis är det inte dåligt att tillämpa i detta fall en typisk lösning för pulserande nätaggregat: sätt en Schottky-diod. Men även utan detta noteras att reläet faller mer - från 1,5 till 2 V( om kontakterna är rena).
2. Ett motstånd och en zenerdiod används som känsligt element, vilket ställer in transistorns brytningsläge. Detta är en stabiliserare av parallell typ, den största nackdelen är det konstanta slöseri med energi. En ström kommer att strömma genom delaren från början till slutet av generatorn, och värdet motsvarar inte transistorsbasens eldström. Men kedjan skiljer sig från fantastisk enkelhet. Det bör noteras att spänningsfallet över transistorns omkopplare är avsevärt och det kommer att kräva tvångsavkylning, exempelvis av radiatorn.

Det är uppenbart att maxströmbegränsaren kan fungera enligt spänningsreglerkretsen. En liknande delare ställer in transistoromkopplarens driftsläge, vilket bestämmer excitationslindningens strömförsörjning. Ofta används enkla dioder genom vilka belastningsströmmen passeras. Transistorns driftspunkt väljs så att när strömmen överstiger 18-20 A och spänningsfallet över diodema ökar till 1,5-2 V( längs strömspänningsegenskapen), motsvarar resistiv delare. Transistorn styr de andra strömbrytarna, som direkt begränsar strömmen för generatorns excitationslindning. Det beskrivna systemet skyddar inte mot kortslutningar, men uppfyller positivt ökningen i motorvarvtalet.

Med parallellkoppling av två eller flera dioder minskar strömmen genom var och en individuellt, minskar och spänningsfallet. Ibland är det lönsamt. Och inte allt är så dåligt med diodernas differentialmotstånd. Ibland kan en betydande minskning av kiseldioder användas samtidigt för att begränsa maximal ström( i stället för motstånd).För användningen av detta material sägs en högre tillåten temperatur. Silikon kan motstå värme upp till 150 grader Celsius. Förresten, med ökande temperatur minskar diodernas motstånd.

För termisk kompensering av stabilisatorn är det tillåtet att använda två på varandra följande tvådioder. I detta fall är temperaturkoefficienterna motsatta i tecken och lika. Dessutom noterar vi att det ofta inte går att klicka på reläer i fordonsindustrin. Detta krävs så att ögat inte märker flimmeren från att växla. Därför är frekvensen inte lägre än 25 Hz. Och med tanke på förekomsten av lindningsinduktion blir fjärilseffekten obetydlig.

Vi hoppas att den erhållna informationen om spänningsregulatorer visade sig vara användbar och intressant. Vi tror också att listan över medel som ges är långt ifrån fullständig. Inte berättat om användningen av termistorer och varistorer, men all kunskap är begränsad, och endast okunnighet är obegränsad.