Pinge regulaator

Pinge regulaator on seade, mis võimaldab säilitada pidevat pinget tarbijate ahelas. Olenevalt kasutustingimustest ja ülesannetest erinevad disainilahendused. On mitmeid rühmi: elektromehaanilised, elektroonilised, induktsioonilised, kompenseeritud trafod.

Elektromehaanilise tüübi pinge regulaatorid

Mõtle, kuidas auto tekib. Siin tuvastab elektromehaaniline pinge regulaator uudse tööpõhimõtte, mis erineb eespool kirjeldatust. Pardal on kolmefaasiline generaator, mille pinge on parandatud Larionovi skeemiga( vt ülevaadet dioodisilla kohta).Kontuur on kokku pandud ergastava mähisega, mida toidab seade. Mootor pöörleb võlli, juba sagedusega 800-1000 pööret minutis, pinge ületatakse nimiväärtusega. EMF amplituud sõltub:

1. Ergutusmähise voolust.
2. ankurkiirus.
3. Pardal oleva võrgu praegune tarbimine.

Kiirus on pidevalt muutuv ja käigukast tavaliselt ei ole reguleeritav. Praegust tarbimist muudetakse suurusjärku. On selge, et kirjeldatud tingimustes on vaja tagada parameetrite stabiilsus. Mis ja mida pingeregulaator muudab, et muuta voolutoite mähis. Pinge ületamine optimaalse väärtuse võrra ainult 10% võrra vähendab aku kasutusiga 2–2,5 korda. Reguleeriva asutuse töö tulemusena ei ületa nominaalne hälve kolm protsenti ja jääb normaalseks.

Pinge peaks olema veidi suurem kui aku pinge. Määratud parameeter sõltub ümbritsevast temperatuurist. On selge - elektrolüüdi tiheduse muutmine. Lisaks tuleks vanade patareide puhul pinget suurendada 0,2 - 0,5 V võrra, kui plaatide aktiivne kiht hävitatakse sulfatsiooni tõttu. Elektrolüütide tase teeb natuke: vähenemise korral peaks laadimispinge vähendama 0,2 - 0,3 V. Nõuded on palju, iga viga põhjustab ebameeldivaid tagajärgi.

Pinge regulaator võimaldab parameetreid säilitada parimal tasemel, määrata pinge läbi reostaadi. Mõned autojuhid kannavad seadet ka salongi, et seadet ilma salongist lahkuda. Kuid optimaalsetes tingimustes aku laadimiseks luuakse valgustusseadmete ebasoodsad töörežiimid, tööiga lühendatakse 2-3 korda. Lampide ahelas on soovitav lisada takistid, mis moodustavad 10% nominaalsest valgustusest. Võimalik on töörežiimi õigsuse määramine pinge languse kaudu läbi takistuse( 1,2 V).

Kui kasutate patareid, põleb esilaternad veidi hämardust. Auto pinge regulaator on tandem:

1. Täiturmehhanism on relee kujul, millel on maksimaalne ja tagasikäik.
2. jälgimisahel.

Auto pinge regulaatori tööpõhimõte on lihtne. Esialgses olekus läbib seade läbi generaatori ergastusmähise täiendava voolu, kontakti hoiab vedru. Kui pinge ületab potentsiomeetri( reostaat) poolt seatud läviväärtuse, tõmbab sisselaskekate pinget ja relee lülitid välja. Ergastava mähise voolu voolu juhitakse läbi takisti, mille tõttu süsteem läheb tagasi režiimi.

Relee lülitatakse pidevalt sisse ja välja, andes vajalikud parameetrid. See toimib nagu klahv, kasulik on vahetada relee elektrooniliste võtmetega tööea pikendamiseks.Äkki pingetugevused siluvad EMF-i ergastuskoes tagasi. Seetõttu toimuvad muutused sujuvalt, mis tegelikult on vajalik. Pange tähele, et kui erinevus suureneb tugevalt( tänu sellele, et ergutite mähis ei ole takisti), tekivad sädemed, mida põhjustab tagumine EMF.

Vaatlusaluse regulaatori tüüp kuulub elektromehaanilisse. Hoolimata kõigist trikkidest( operatsiooni sageduse suurenemine, termiline kompensatsioon) ei suuda sellised seadmed suurepäraseid parameetreid pakkuda. Kohandamisprotsess on keeruline, lisaks muutuvad parameetrid vähemalt kolmel põhjusel( ennetav hooldus on vajalik 10–15 tuhande kilomeetri järel):

• raputamine vähendab järk-järgult potentsiomeetri seadeid;
• relee kontaktid põletavad sädemetest, mis suurendab vastupanu generaatori ergastusmähise voolu muutmisega;
• veniv stabilisaatori vedru.

Maksimaalse ja tagasivoolu voolu piirid

Täielikult tühjenenud aku täitmisel või samaaegselt kõigi auto tarbijate sisselülitamisel võib ergastav mähis või armatuur hävitada. Tavalisel juhul ei ületa vool 18-20 A, mis pingel 12 V võrdub veidi üle 200 vatti võimsusega. Kaitse skeem viiakse läbi elektromehaanilise mustriga. See on vedruga relee hetkel, mil vool ületab maksimaalset läviväärtust, visates kontakte, tõmmates südamiku induktiivsuse magnetvälja.

Ergastuse mähisahelas on sisse lülitatud takisti, mis neelab osa selle vastupanu võimalikust erinevusest. See põhjustab voolu vähenemist. Seejärel väheneb vool loomulikult, kontaktid suletakse uuesti. Relee toimib sarnaselt eelmisele, kuid konfigureeritakse erinevalt ja toimib harvemini.

Selline kaitse võib ebaõnnestuda lühise tekkimisel või järsu kiiruse suurenemise korral. Voolu piirajate elektrooniline ahel on näidatud puudustest vabastatud.

tagasivoolu relee blokeerib aku tühjenemise generaatori mähiste kaudu. Lülitab aku välja, kui generaatori pinge on liiga madal( 11,8 - 13 V).Kogu generaatori töötamise ajal voolab vool läbi paralleelse mähise. Kui pinge ületab künnise, on aku laadimiseks ühendatud. Relee on targalt paigutatud, sisaldab kahte mähist:

1. seeria, mis on ühendatud vooluahelaga generaatori ja aku vahel.
2. Paralleelne mähis on sisse lülitatud pärast hargnemist, kuid enne laadimist.

Selle tulemusena, kui generaator on sisse lülitatud, eraldatakse aku avatud kontakti abil. Kuna mõlema mähise kaudu voolav vool suureneb, suureneb mähisevälja. Kui lävi on saavutatud, sulgub relee ja aku hakkab laadima. Kui pinge langeb, tühjeneb aku. Veelgi enam, järjestikuses mähises suunatakse vool nüüd generaatorisse( potentsiaal on seal madalam) ja paralleelses mähises voolab see samas suunas. Selle tulemusena ei suuda pool pingutust hoida südamikku ja ta katkestab ühenduse generaatoriga. Pardal olev toiteallikas pärineb patareidest.

Kui jõuad hoogu, kordub olukord uuesti. Mingil hetkel ületab generaatori potentsiaal aku pinge ja võrk hakkab siin toituma. Mõlema mähise kaudu voolab täiskoormusvool, kontaktid on suletud, aku laeb. Ja nii edasi. Lisaks ülaltoodud elektromehaanilisele releele omastele puudustele mõjutab regulaator aku pinge varieeruvust. Alustaja käivitamisel ilmneb ilmsetel põhjustel pinge järsult.

Linnas ringi sõites täheldatakse negatiivset mõju. Relee avamine nõuab voolu 6 A, mis on kolmandik kõigist kuludest. Sagedase töö tulemusena tühjeneb aku väga kiiresti. See vähendab aku kasutusaega.

Elektroonilised pinge regulaatorid

Kodumajapidamises kasutatavad elektromehaanilised pinge regulaatorid erinevad pisut eespool kirjeldatud omadustest, kuid sisuliselt on see sama: mitme relee kontrollitud ümberlülitamine. Sellisel juhul muutub trafo mähiste pöörete arv. Elektromehaaniliste regulaatorite pluss on signaali muutmise töötlemise ja täpsuse kiirus. See on ainus põhjus, miks tänapäeval turul turul avastatakse. Mõnikord nimetatakse neid vibreerivaks.

Nüüd kaalume elektroonilisi mudeleid. Me loetleme lühikesi komponendi samme:

1. tagasivoolu relee. Kõige lihtsamal juhul on see tavaline diood, mis paikneb generaatori ja aku vahel. Pöördvool on antud juhul võimatu. Kui see laeng dioodi pingel langeb 0,5 V, kui seade on germanium, ja 1 V, kui - räni. Väljundvõimsust saab arvutada, korrutades selle väärtuse tarbitud vooluga 20 A( kokku 10-20 W).Eraldi dioodid tuleb jahutada, nagu ka Larionovi sild. Muidugi ei ole halb kohaldada sel juhul tüüpilist lahendust impulss-toiteallikatele: pane Schottky diood. Kuid isegi ilma selleta märgitakse, et relee langeb rohkem - 1,5 kuni 2 V( kui kontaktid on puhtad).
2. Tundliku elemendina kasutatakse takisti ja zeneri dioodi, seades transistori lüliti režiimi. See on paralleelne stabilisaator, peamine puudus on pidev energia raiskamine. Jagaja kaudu voolab generaatori algusest kuni lõpuni vool ja vool ei vasta transistori baasi põletusvoolule. Kuid kett erineb hämmastavast lihtsusest. Tuleb märkida, et pinge langus üle transistori lüliti on märkimisväärne ja see nõuab näiteks radiaatori sunnitud jahutamist.

On selge, et maksimaalne voolupiiraja saab töötada vastavalt pinge reguleerija ahelale. Sarnane jaotur määrab transistorilüliti töörežiimi, mis määrab ergastava mähise toite. Sageli kasutatakse lihtsaid dioode, mille kaudu läbib koormusvool. Transistori tööpunkt valitakse nii, et kui vool ületab 18–20 A ja pinge langus dioodidel suureneb 1,5–2 V-ni( piki voolu-pinge karakteristikut), siis vastav takistusjaotur. Transistor juhib teisi toitelülitusi, mis piiravad otseselt generaatori ergastusmähise voolu. Kirjeldatud skeem ei kaitse lühiste eest, vaid täidab positiivselt mootori pöörlemiskiiruse suurenemist.

Kahe või enama dioodi paralleelse ühendamisega väheneb vool läbi iga üksiku, vähendades ja vähendades pinget. Mõnikord on see tulus. Ja mitte kõik on dioodide diferentsiaalresistentsiga nii halb. Mõnikord saab maksimaalse voolu piiramiseks( vastupanu asemel) samaaegselt kasutada olulist ränidioodide langust. Selle materjali kasutamiseks ütleb kõrgem lubatud temperatuur. Silikoon talub soojust kuni 150 kraadi. Muide, temperatuuri tõusuga väheneb dioodide takistus.

Stabilisaatori termiliseks kompenseerimiseks on lubatud kasutada kahe zener-dioodi korduvat sisselülitamist. Sellisel juhul on temperatuuri koefitsiendid märk ja vastupidi. Lisaks sellele märgime, et sageli klõpsates releed kasutatakse auto- võrgus mitte juhuslikult. See on vajalik selleks, et silma ei täheldataks välklambi lülitumist. Seetõttu ei ole sagedus alla 25 Hz. Ja arvestades mähkimise teket mähise induktsiooni tõttu, muutub liblikate efekt tähtsusetuks.

Loodame, et saadud teave pinge regulaatorite kohta osutus kasulikuks ja huvitavaks. Samuti usume, et antud rahaliste vahendite loetelu ei ole kaugeltki lõpule viidud. Ei räägita termistorite ja varistorite kasutamisest, kuid kõik teadmised on piiratud ja ainult teadmatus on piiramatu.