Kомпоненты, приборы, оборудование      
 |  Главная |  Каталог предприятий Украины |  Схемотехника |
 

Раздел на реконструкции, некоторые ссылки могут не работать!
  • Аудио
  • Безопасность
  • Бытовая электроника
  • Видео
  • Видеокамеры
  • Высоковольтные
  • Генераторы
  • Измерения
  • Интерфейсы
  • Коммутация
  • Компьютер
  • Медицина
  • Моделирование
  • Передатчики
  • Питание
  • Обработка данных
  • Предусилители
  • Радио

  • Веб-мастерам
    и писателям:
    Биржа статей. Продать - купить статью. Уникальные статьи: готовые и на заказ.


    Назад
       РЕЛЕ-РЕГУЛЯТОРЫ
       
        Ведущий рубрики Н.П. Горейко
       Сфера реле-регуляторов во всемирной паутине находится во "взвешенном" состоянии: - американцы и сегодня продают реле к старинным авто старинной же конструкции (рис.1): - СНГ представлен громоздкими и неуклюжими схемами; - пресловутые "таблетки" почему-то обязательно должны быть в запасе. Регуляторы напряжения в бортовой сети авто-мото средств различаются: - по напряжению стабилизации (7/14/28 В); - по способу управления генератором (подачей "плюса" / замыканием на корпус); - по элементной базе (старые - на электромагнитных реле / новые - на полупроводниках); - выделяются колоритом схемы с тиристорами в силовых цепях. Часто встречается вариант регулятора бортового напряжения 14 В через "минусовой" вывод обмотки возбуждения генератора (второй вывод обмотки возбуждения соединён с "плюсом" бортовой сети). Назначение клемм импортного регулятора "старой" конструкции (рис.1): E - корпус; D - генератор; WL - сигнальная лампа; F - к обмотке возбуждения генератора; B - батарея. В данном варианте реле регулировка его параметров осуществляется не подгибанием держателей пружин (как в советских конструкциях), а вращением лимбов! На рис.2 приведено подключение обмоток регулятора напряжения грузовика 1956 STUDEBAKER V8 Golden Hawk Series 56J. Генератор представляет собой коллекторную машину постоянного тока с внешним возбуждением. Клемма "А" силовая - выход тока в бортовую сеть. Клемма "F" - минусовой вывод обмотки возбуждения. При вращении двигателя остаточное намагничивание статора приводит к возникновению ЭДС на щётках коллектора. Мощность этого тока небольшая, но обмотка возбуждения не может его "ослабить", потому что отбираемая обмоткой возбуждения мощность усиливается электрической машиной (за счёт отбора механической мощности с приводного вала). С силовой клеммы "A" по токовой обмотке реле тока и токовой обмотке реле обратного тока запитывается обмотка напряжения реле обратного тока. Это приводит к срабатыванию реле обратного тока - узел генератора соединяется с батареей. С данного момента генератор подзаряжает батарею. При достижении бортовым напряжением верхнего значения "нормы" реле напряжения разрывает соединение клеммы "F" с корпусом - ток обмотки возбуждения прерывается, напряжение в бортовой сети начинает понижаться. При достижении бортовым напряжением нижнего порога "нормы" якорь реле напряжения отрывается от сердечника и питание обмотки возбуждения восстанавливается. Чрезмерно большой ток заряда батареи приводит к срабатыванию реле тока, питание обмотки возбуждения генератора тоже разрывается (это явление происходит периодически). Таким образом при работающем двигателе реле-регулятор обеспечивает поддержание номинального напряжения в бортовой сети, не допуская выхода из строя генератора в аварийных режимах. Надо только восхищаться мудростью конструкторов данного узла - в некоторых моделях немагнитный зазор в реле напряжения обеспечивается биметаллической пластиной, поэтому напряжение на батарее зависит от окружающей температуры! При останове двигателя прекращается вырабатывание тока генератором - проходит импульс обратного тока из батареи к генератору, реле обратного тока размыкает контакт и узел генератора отключается от батареи (обмотки тока в таком режиме противодействует обмотке напряжения)! Проволочные резисторы в данном реле и в подобных разработках необходимы для устранения "дребезга" контактов и согласования режимов работы отдельных реле. Переключения контактов регулятора происходят чётко, другими словами - в триггерном режиме. Обслуживание реле состоит в поддержании в норме качества контактов. Регулировка порогов срабатывания каждого электромагнитного реле требует определённой квалификации, притом что логика настройки "с виду" несложная - более сильному натяжению пружины соответствует большее значение контролируемого параметра. Регулировать натяжение пружины необходимо методом артиллерийской "вилки" - в большую сторону, потом в меньшую затухающими шагами с обязательным контролем результата каждого шага. Технология "авось" здесь категорически не подходит! Обрыв обмоток или результаты неквалифицированного регулирования реле сильно осложняют ситуацию. Современная элементная база позволяет изготовить электронный аналог такого реле-регулятора (рис.3). Вместо реле обратного тока установлен достаточно прочный выпрямительный диод VD3. Цепочка SB1, HL2 служит для намагничивания статора после длительного простоя агрегата. Выполнять эту операцию необходимо только при вращающемся генераторе, достаточно кратковременного нажатия SB2. Напряжение бортовой сети подводится к цепям регулятора через контакты замка зажигания SA1. Измерительным элементом схемы служит регулируемый стабилитрон VD1, входной делитель напряжения которого R1, R2 настроен так, чтобы потенциал управляющего электрода вблизи "нормы" бортового напряжения был около 2,5 В. Резистор R5, положительная обратная связь с выхода регулятора на его входной делитель напряжения, обеспечивает резкое переключение регулируемого стабилитрона. Низкое напряжение батареи приводит к "выключению" стабилитрона VD1, зажиганию светодиода HL1 и открыванию регулирующего транзистора VT1. Обмотка возбуждения запитывается током и генератор выдаёт "усиленный" ток в бортовую сеть. Вспомним: раньше был известен даже термин "электромашинный усилитель"… Высокое напряжение батареи приводит к "включению" стабилитрона VD1 и снижению напряжения на его выводах, погасанию HL1 и закрыванию VT1. Снятие тока возбуждения генератора приводит к снижению бортового напряжения и повторению цикла регулирования. Резистор R4 необходим для быстрого закрывания выходного транзистора и снижения рассеиваемой транзистором мощности. Разрыв тока в обмотке возбуждения приводит к возникновению э.д.с. индукции, для защиты от которой параллельно-встречно обмотке возбуждения присоединён диод VD2. Характерной особенностью данной схемы есть отсутствие тока в обмотке возбуждения при остановленном двигателе, ведь обмотка возбуждения при наличии силового диода VD3 не может потреблять ток от батареи. В обмотку возбуждения можно взять только ток, снятый щётками коллектора с вращающейся обмотки якоря, поэтому выход регулятора при остановленном двигателе не разряжает батарею. Этим схема выгодно отличается от современных. Схема регулятора напряжения 13.3702 (13.3702-01) применяется в автомобиле ГАЗ-3110 и выглядит внушительно. Если же эту схему перерисовать более грамотно (рис.4) и проанализировать работу её элементов, выяснится: конденсатор С1 сглаживает колебания напряжения на базе V2; резистор R2 противодействует резкому переключению схемы. Работа данных элементов замедляет процесс переключения выходного составного транзистора V6...V8, поэтому транзистор перегревается! Непонятны задумки и уловки конструктора в функционировании элементов C2, V5, V4 с резисторами "обвязки". Цепочка V7, C3 предназначена для хитрой рекуперации запасённой в обмотке возбуждения энергии в момент закрывания составного транзистора. Конденсатор С3 должен зарядиться до напряжения в десятки вольт и плавно отдать свой заряд в бортовую сеть через дроссель L1. При работе с электронным зажиганием и отключенными фарами данный узел будет выдавать всплески напряжения в бортовую сеть. Но электролитический конденсатор С3 недолговечен, после его высыхания в подкапотном пространстве на схему начнут воздействовать резкие импульсы напряжения. Энергия переключения обмотки возбуждения малозначима для бортовой сети, гораздо важнее обеспечить надёжность работы регулятора. Выбросы напряжения в момент рекуперации этой небольшой энергии "портят" саму идею стабилизации напряжения в бортовой сети. Для работы старых схем контактной системы зажигания такие выбросы не страшны, а вот экономным электронным узлам может быть нанесён вред. Такой схемной "находки" по экономии энергии в ущерб надёжности, наверное, нет нигде в мире! Новые комплектующие позволяют изготовить более надёжную схему (рис.5). Аналогично рис.3 делитель напряжения R1, R2 при нормальном напряжении в бортовой сети подаёт на вход регулируемого стабилитрона напряжение 2,5 В. R5 обеспечивает релейный режим работы схемы. Светодиод HL1 зелёного цвета сигнализирует о заряде батареи (работе генератора). Параллельно выходному транзистору включен светодиод HL2 красного цвета с балластным резистором R6 - сигнализатор выключенного состояния генератора (разряда батареи). Введение в схему двух сигнальных диодов позволяет оперативно разобраться в режиме работы генератора: "зелёный" - автоматика "требует" заряда батареи; "красный" - батарея не заряжается (разряжается). В зависимости от оборотов двигателя, ёмкости батареи и мощности потребителей тока светодиоды будут переключаться с определённым периодом. Одновременное свечение или погасание обоих светодиодов - сигнал о неисправности: светятся оба светодиода - автоматика требует заряда, а выходной транзистор закрыт; оба потушены - напряжение в бортовой сети завышено, а выходной транзистор навсегда открыт (пробит)! При низких и средних оборотах двигателя и малой мощности потребителей светодиоды переключаются сравнительно редко, а при высоких оборотах двигателя и большой мощности потребителей оба светодиода "непрерывно" видны светящимися. Проблемы тут нет - перевод двигателя на холостой ход сразу проясняет ситуацию. Непрерывное свечение только одного светодиода на средних оборотах явно свидетельствует о неполадках. Применение составного транзистора на выходе реле-регулятора невыгодно по двум причинам: большое падение напряжения на транзисторе ограничивает эффективную работу регулятора на низких оборотах генератора; повышенный нагрев транзистора и необходимость изолированного радиатора ухудшают ситуацию. Применение одного биполярного транзистора на выходе (рис.6) позволяет снизить потерю напряжения до долей вольта (пропорционально снижается и нагрев транзистора). Коллекторная цепь VT1 питается через балластные резисторы R7, R8, ограничивающие ток до необходимой величины. Два резистора достаточно для питания всякого генератора, который автолюбитель может установить. Одного резистора достаточно для обычных генераторов ВАЗ, ГАЗ. Питание выхода регулируемого стабилитрона и базовых цепей транзисторов взято от цепочки контроля давления масла в двигателе, поэтому реле-регулятор включается только при работающем двигателе! Выключенное состояние реле контролируется красным светодиодом HL2 "разряд". Светодиод потребляет ток всё время, пока не отключена "масса". Мы вынуждены пойти на такую меру, чтобы можно было легко удостовериться, что выходной транзистор не пробит (тогда расход тока увеличится в 500 раз!). К сожалению, это недостаток самой схемы регулирования "минусовым" проводом, старая "газоновская" и первых моделей ВАЗ схема управления генератором через "плюс" обесточивалась через замок зажигания полностью. Наша минимизированная схема при меньшем количестве элементов работает с большей отдачей, чем штатные схемы, автоматически выключается в случае останова двигателя (даже без поворота ключа зажигания). Имеющаяся сигнализация режима позволяет водителю при нештатных ситуациях быстро оценить обстановку и заниматься ремонтом других узлов. Для обеспечения термокомпенсации напряжения батареи без усложнения схемы (рис.7) можно использовать медную обмотку электромагнитного реле Rt. Резистор R2 устанавливается такого номинала, чтобы при напряжении 12 В выходной транзистор реле был открыт, номинал R1 - вдвое больше (более опытным посоветуем взять номинал R1 даже в пять раз больше, чем R2). Многооборотный резистор R2 позволит точно настроить порог переключения реле и даже выполнить сезонную подстройку. Назначение двух балластных резисторов R4 - R4` ясно из предыдущей схемы (два резистора устанавливаются только при работе с нештатным мощным генератором для уверенного открывания выходного транзистора VT3). Чёткость переключения схемы обеспечивается необычным триггером Шмитта, выполненном на VT1 - VT2 - VD1. Кремниевый диод VD2 увеличивает рабочее напряжение на транзисторе VT1 для обеспечения большего коэффициента усиления. Обмотка реле датчика температуры используется без сердечника. Повышение температуры меди на 1 градус приведёт к снижению бортового напряжения на 1/300 часть. В литературе рекомендуется снижать напряжение на батарее на 40 мВ при нагреве на 1 градус - это 40/14200 = 1/355 часть. Наша схема имеет запас регулирования, и можно включить последовательно с термодатчиком резистор R0 сопротивлением 1/6 .. 1/8 сопротивления термодатчика, но и без этого резистора схема работает нормально - батарея летом не "кипит". Вернёмся к промышленному прототипу (рис.4) и сделаем вывод: не нужно отдавать в ремонт штатные реле-регуляторы - пора переходить на новые. (Продолжение следует)


     SVITEL © 2014  Мир электроники.  Admin  При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна. Rambler's Top100