Regulador de voltaje

El regulador de voltaje

es un dispositivo que le permite mantener un voltaje constante en el circuito del consumidor. Dependiendo de las condiciones de uso y tareas, los diseños difieren. Hay una serie de grupos: transformadores electromecánicos, electrónicos, de inducción, compensados.

Reguladores de voltaje de tipo electromecánico

Considere cómo se genera la corriente en un automóvil. Aquí, el regulador de voltaje electromecánico detecta un curioso principio de operación que difiere del descrito anteriormente. A bordo se encuentra un generador trifásico, cuya tensión se rectifica mediante el esquema Larionov( consulte la revisión sobre el puente de diodos).El circuito se ensambla con un devanado de excitación alimentado por el dispositivo. El motor hace girar el eje, ya a una frecuencia de 800 a 1000 revoluciones por minuto, la tensión se excede por encima de la nominal. La amplitud del EMF depende de:

1. Suministro de corriente del devanado de excitación.
2. Velocidad de anclaje.
3. El consumo actual de la red a bordo.

La velocidad es constantemente variable, y la caja de cambios, por regla general, no es ajustable. El consumo de corriente se modifica en un orden de magnitud. Es claro que en las condiciones descritas es necesario asegurar la estabilidad de los parámetros.¿Qué y hace el regulador de voltaje, cambiando el suministro de corriente de bobinado. Superar el voltaje por encima del óptimo en solo un 10 por ciento conduce a una reducción de 2 a 2.5 veces en la vida útil de la batería. Como resultado del trabajo del regulador, la desviación de la nominal no excede el tres por ciento y permanece normal.

El voltaje debe ser ligeramente superior al voltaje de la batería. El parámetro especificado depende de la temperatura ambiente. Está claro - cambiando la densidad del electrolito. Además, el voltaje se debe aumentar en 0.2 - 0.5 V para las baterías viejas, donde la capa activa de las placas se destruye debido a la sulfatación. El nivel de electrolito cumple con su cometido: con una disminución, se supone que reduce el voltaje de carga entre 0.2 y 0.3 V. Hay muchos requisitos; cada falla produce consecuencias desagradables.

El regulador de voltaje le permite mantener los parámetros en el nivel correcto, establecer el voltaje a través de un reóstato. Algunos conductores incluso llevan el dispositivo a la cabina para ajustar el dispositivo sin salir de la cabina. Sin embargo, en condiciones óptimas para cargar la batería, se crean modos de operación desventajosos de los dispositivos de iluminación, la vida útil se reduce de 2 a 3 veces. Consistentemente en la cadena de lámparas, es aconsejable incluir resistencias que constituyan el 10% de la iluminación nominal. Es posible determinar la corrección en el modo de operación por la caída de voltaje a través de la resistencia( 1.2 V).

Cuando se opera con una batería, los faros brillarán un poco más tenue. El regulador de voltaje del automóvil es tándem:

1. El actuador tiene la forma de un relé con un limitador de corriente inversa y máximo. Circuito de seguimiento
2. .

El principio de funcionamiento del regulador de voltaje automotriz es simple. En el estado inicial, una corriente adicional pasa a través del dispositivo al devanado de excitación del generador, el contacto se mantiene en el resorte. Cuando la tensión excede el valor umbral establecido por el potenciómetro( reóstato), la bobina de inducción tira de la fuerza de tensión y el relé conmuta. La corriente en el circuito del devanado de excitación se alimenta a través de una resistencia, debido a la cual el sistema vuelve al modo.

El relé se enciende y apaga constantemente, proporcionando los parámetros necesarios. Funciona como una llave, es ventajoso reemplazar el relé con llaves electrónicas para aumentar la vida útil. Las sobretensiones repentinas de voltaje se suavizan y devuelven el EMF en la bobina de excitación. Por lo tanto, los cambios se producen sin problemas, lo que, de hecho, es necesario. Tenga en cuenta que si la diferencia aumenta considerablemente( debido a la ausencia de una resistencia en el campo del devanado de excitación), se producen chispas, causadas por el EMF posterior.

El tipo considerado de reguladores pertenece a los electromecánicos. A pesar de todos los trucos( aumento en la frecuencia de operación, compensación térmica), tales dispositivos no pueden proporcionar parámetros excelentes. El proceso de ajuste es complicado, además, los parámetros cambian por al menos tres razones( se requiere un mantenimiento preventivo después de 10–15 mil kilómetros): la agitación

• cambia gradualmente la configuración del potenciómetro;Los contactos del relé
• se queman debido a chispas, lo que aumenta la resistencia al cambiar la corriente de bobina de excitación del generador;Estabilizador de estiramiento
• .

Limitadores de corriente máxima e inversa

Cuando se llena una batería muy descargada o al mismo tiempo se enciende en todos los consumidores de automóviles, el devanado de excitación o la armadura pueden destruirse. En el caso habitual, la corriente no supera los 18-20 A, que a un voltaje de 12 V es equivalente a una potencia de poco más de 200 vatios. El esquema de protección se realiza sobre un patrón electromecánico. Este es un relé con resorte, en el momento en que la corriente supera el umbral máximo, lanzando contactos, tirando del núcleo hacia un campo magnético de inductancia.

Se enciende una resistencia en el circuito de bobinado de excitación, absorbiendo una parte de la diferencia de potencial en su resistencia. Esto provoca una disminución de la corriente. Entonces el flujo disminuye naturalmente, los contactos se cierran de nuevo. El relé funciona de manera similar al anterior, pero se configura de manera diferente y funciona con menos frecuencia.

Dicha protección puede fallar cuando se forma un cortocircuito o un aumento brusco de la velocidad. El circuito electrónico de los limitadores de corriente se libera de las desventajas indicadas. El relé de corriente inversa

bloquea la descarga de la batería a través de los devanados del generador. Apaga la batería cuando el voltaje del generador es demasiado bajo( 11.8 - 13 V).Todo el tiempo mientras el generador está funcionando, la corriente fluye a través del devanado paralelo. Cuando la tensión supera el umbral, la batería se conecta para cargar. El relé está dispuesto inteligentemente, contiene dos devanados: Serie

1. conectada a lo largo del circuito entre el generador y el cableado de la rama a la batería.
2. El bobinado paralelo se activa después de la ramificación, pero antes de la carga.

Como resultado, cuando se enciende el generador, la batería se separa de él por un contacto abierto. A medida que aumenta la corriente que fluye a través de ambos devanados, aumenta el campo de la bobina. Cuando se alcanza el umbral, el relé se cierra y la batería comienza a cargarse. Si el voltaje cae, la batería se descarga. Además, en un devanado en serie, la corriente ahora se dirige al generador( el potencial es más bajo allí), y en un devanado paralelo fluye en la misma dirección. Como resultado, la mitad del esfuerzo no es capaz de mantener el núcleo, y él rompe la conexión con el generador. La fuente de alimentación a bordo proviene de las baterías.

A medida que ganas impulso, la situación se repite nuevamente. En algún momento, el potencial del generador excede el voltaje de la batería, y la red comienza a alimentarse desde aquí.A través de ambos devanados fluye una corriente de carga directa completa, los contactos se cierran, la batería se está cargando. Y así sucesivamente. Además de las desventajas anteriores inherentes a un relé electromecánico, el regulador se ve afectado por la variabilidad del voltaje de la batería. El voltaje se reduce drásticamente cuando se inicia un arranque debido a razones obvias.

Se observa un efecto negativo al conducir por la ciudad. La apertura de un relé requiere una corriente de 6 A, que es un tercio de todos los costos. Como resultado de la operación frecuente, la batería se descarga extremadamente rápido. Esto reduce la duración de la batería.

Reguladores de voltaje electrónicos

Los reguladores de voltaje electromecánicos para uso doméstico son ligeramente diferentes de los descritos anteriormente, pero la esencia es la misma: la conmutación controlada de múltiples relés. En este caso, el número de vueltas del devanado del transformador cambia. Una ventaja de los reguladores electromecánicos es la velocidad del cambio y la precisión de la señal. Esta es la única razón para el descubrimiento de dispositivos en el mercado hoy en día. A veces se les llama vibratorio.

Ahora consideramos los modelos electrónicos. Enumeramos los pasos del componente breve:

1. Relé de corriente inversa. En el caso más simple, este es un diodo ordinario colocado entre las ventajas del generador y la batería. Corriente inversa en este caso es por definición imposible. Cuando esta carga en el diodo cae 0.5 V, si el dispositivo es germanio y 1 V, si - silicio. La potencia de salida se puede calcular multiplicando este valor por la corriente consumida de 20 A( total 10 - 20 W).Los diodos separados deben ser enfriados, al igual que el puente Larionov. Por supuesto, no es malo aplicar en este caso una solución típica para fuentes de alimentación de impulsos: poner un diodo Schottky. Pero incluso sin esto, se observa que el relé cae más, de 1.5 a 2 V( si los contactos están limpios).
2. Se utiliza una resistencia y un diodo Zener como elemento sensible, configurando el modo de interruptor de transistor. Este es un estabilizador de tipo paralelo, el principal inconveniente es el constante desperdicio de energía. Una corriente fluirá a través del divisor desde el principio hasta el final del generador, y el valor no corresponde a la corriente de disparo de la base del transistor. Pero la cadena difiere de una sencillez asombrosa. Cabe señalar que la caída de voltaje en el interruptor del transistor es considerable, y requerirá enfriamiento forzado, por ejemplo, del radiador.

Es obvio que el limitador de corriente máxima puede funcionar de acuerdo con el circuito regulador de voltaje. Un divisor similar establecerá el modo de operación del interruptor de transistor, que determina la fuente de alimentación del devanado de excitación. A menudo, se utilizan diodos simples a través de los cuales se pasa la corriente de carga. El punto de operación del transistor se elige de modo que cuando la corriente exceda de 18-20 A y la caída de voltaje en los diodos aumente a 1.5–2 V( a lo largo de la característica de voltaje actual), el divisor resistivo correspondiente. El transistor controla los otros interruptores de alimentación, que limitan directamente la corriente del devanado de excitación del generador. El esquema descrito no protege contra cortocircuitos, pero cumple positivamente el aumento en la velocidad del motor.

Con la conexión paralela de dos o más diodos, la corriente a través de cada uno disminuye individualmente, reduciendo y la caída de voltaje. A veces es rentable. Y no todo es tan malo con la resistencia diferencial de los diodos. A veces, se puede usar simultáneamente una caída significativa en los diodos de silicio para limitar la corriente máxima( en lugar de la resistencia).Por el uso de este material dice una temperatura más alta permisible. El silicio puede soportar el calor hasta 150 grados centígrados. Por cierto, al aumentar la temperatura disminuye la resistencia de los diodos.

Para la compensación térmica del estabilizador, se permite utilizar la activación sucesiva de dos diodos Zener. En este caso, los coeficientes de temperatura son opuestos en signo e iguales. Además, observamos que a menudo los relés de clic se utilizan en la red automotriz, no por accidente. Esto es necesario para que el ojo no note el parpadeo al cambiar. Por lo tanto, la frecuencia no es inferior a 25 Hz. Y dado el alisado debido a la presencia de inducción del devanado, el efecto mariposa se vuelve insignificante.

Esperamos que la información obtenida sobre los reguladores de voltaje sea útil e interesante. También creemos que la lista de los fondos dados está lejos de ser completa. No se habla del uso de termistores y varistores, pero cualquier conocimiento es limitado y solo la ignorancia es ilimitada.