Regulator de tensiune a generatorului. Cum funcționează un regulator electronic de tensiune și instrucțiuni de instalare

Verificarea regulatorului de tensiune a generatorului poate fi necesar atunci când încep să apară probleme cu bateria. În special, a început să se reîncarce. Când apare o astfel de defecțiune, este timpul să verificați releul regulatorului de tensiune al generatorului.

Releul ar trebui să se oprească la 14,2-14,5 V

Sarcina acestui dispozitiv simplu este de a regla tensiunea curentului electric la baterie. Când eșuează, bateria fie nu este încărcată suficient, fie, dimpotrivă, supraîncărcată, ceea ce este și periculos, deoarece aceasta reduce semnificativ durata de viață a bateriei.

De acord că o astfel de perspectivă nu este foarte bună din cauza unui mic detaliu. De aceea este atât de important să monitorizați starea de funcționare a regulatorului de tensiune (poate fi numit și pastilă sau baton de ciocolată). Dar pentru a verifica corect regulatorul de tensiune, trebuie să cunoașteți tipul acestuia și câteva caracteristici importante.

Tipuri de regulatoare de tensiune

După ce am înțeles ce tipuri de aceste dispozitive există, care sunt caracteristicile și proprietățile lor, va veni o înțelegere completă a procedurilor efectuate în timpul testării. Acest lucru va oferi, de asemenea, răspunsul la ce schemă, în ce mod și cum se verifică regulatorul de tensiune al generatorului. Există două tipuri de regulatoare:

combinate;
separa.

În primul caz, se înțelege că carcasa regulatorului este combinată cu ansamblul periei direct în carcasa generatorului. În al doilea caz, regulatorul este o unitate separată, care se află pe caroseria mașinii, în compartimentul motor, iar firele de la generator merg la el, iar firele de la acesta merg la baterie.

Caracteristicile regulatorilor este că trupurile lor sunt neseparabile. Ele sunt de obicei umplute cu etanșant sau rășină specială. Și nu are rost să le reparați, deoarece dispozitivul este ieftin. Prin urmare, principala problemă în acest sens este verificarea releului regulatorului de tensiune a generatorului. Indiferent de tipul de regulator, simptomele de tensiune vor fi aceleași.

Simptomele unei probleme

Deci, în caz de tensiune scăzută, bateria pur și simplu nu se va încărca. Adică dimineața nu veți putea porni mașina, luminile de pe tabloul de bord s-ar putea să nu se aprindă sau vor apărea probleme în timpul conducerii. De exemplu, farurile slabe pe timp de noapte, funcționarea instabilă a sistemului electric (probleme cu aparatele electrice - ștergătoare, încălzitoare, radio etc.).

În cazul creșterii tensiunii, există o probabilitate mare de scădere a nivelului de electrolit din băncile de baterii sau de fierbere a acestuia. Un strat alb poate apărea și pe carcasa bateriei. La supraîncărcare, bateria se poate comporta inadecvat.

Semne, defecțiuni și reparații ale generatorului și regulatorului de tensiune

În plus, puteți identifica și următoarele semne ale unui regulator de tensiune defect (în unele cazuri, unele dintre ele pot fi prezente sau nu, totul depinde de situația specifică):

când puneți contactul pe tabloul de bord indicatorul luminos nu se aprinde(deși acesta poate fi un semn al altor defecțiuni, de exemplu, că s-a ars, contactul a căzut și așa mai departe);
după lansare Indicatorul bateriei nu se stinge pe tabloul de bord, adică există defecțiuni evidente la încărcarea bateriei;
Luminozitatea farurilor devine dependentă de turația motorului(puteți verifica acest lucru undeva într-un loc pustiu, plasând mașina vizavi de un perete și accelerând - dacă strălucirea se schimbă, atunci cel mai probabil regulatorul de tensiune este defect);
masina a încetat să pornească normal din prima dată;
în mod constant bateria este descărcată;
când turația motorului depășește 2000 rpm indicatoarele de pe tabloul de bord se sting;
caracteristicile dinamice ale automobilului scad, acest lucru este vizibil mai ales la turații mari ale motorului;
în unele cazuri poate fierbe bateria.

Motive pentru defecțiunea regulatorului releului

Motivele defecțiunii regulatorului de tensiune pot fi:

scurtcircuit în circuit, inclusiv scurtcircuit interturn al înfășurării de excitație;
defectarea punții redresoare (defectarea diodei);
polaritate inversă sau conexiune incorectă la bornele bateriei;
pătrunderea umidității în carcasa regulatorului și/sau generatorului (de exemplu, atunci când spălați o mașină sau conduceți pe ploaie abundentă);
deteriorarea mecanică a unității;
uzura naturală a unității, inclusiv perii;
calitate proastă a dispozitivului testat direct.

Există o serie de metode simple de verificare a regulatorului, indiferent dacă unitatea este detașabilă sau nu.

Cel mai simplu mod de a verifica regulatorul de tensiune al generatorului

Cea mai simplă metodă de verificare a regulatorului este măsurarea tensiunii la bornele bateriei cu un multimetru. Cu toate acestea, merită să faceți imediat o rezervă că algoritmul prezentat mai jos nu oferă o probabilitate de 100% de defecțiune a regulatorului. Pot fi, . Dar avantajul acestei metode este că este simplă și nu este nevoie să demontați dispozitivul din mașină. Deci, algoritmul pentru verificarea regulatorului de tensiune a generatorului cu un multimetru este următorul:

Setați testerul în modul de măsurare a tensiunii DC la o limită de aproximativ 20 V (în funcție de modelul specific, principalul lucru este că afișează valorile de până la 20 V cât mai precis posibil).
Porniți motorul.
Măsurați tensiunea la bornele bateriei în modul inactiv (1000...1500 rpm). Dacă regulatorul și generatorul funcționează corect, valoarea ar trebui să fie între 13,2...14 V.
Măriți viteza la 2000...2500 rpm. În starea normală a circuitului electric, tensiunea corespunzătoare va crește la 13,6...14,2 V.
Când viteza crește la 3500 rpm și peste, tensiunea nu trebuie să depășească 14,5 V.

Dacă în timpul testului valorile tensiunii sunt foarte diferite de cele date, atunci cel mai probabil regulatorul de tensiune al mașinii este defect. Amintiți-vă că tensiunea nu trebuie să scadă sub 12V și nu trebuie să crească peste 14,5V.

După cum sa menționat mai sus, regulatorul poate fi separat sau combinat cu un generator. În prezent, aproape toate mașinile străine și majoritatea mașinilor moderne moderne au relee combinate instalate. Acest lucru se datorează specificului muncii lor și economiei de spațiu.

Verificarea releului-regulator combinat

Verificarea regulatorului de tensiune VAZ 2110

Pentru a efectua verificarea corespunzătoare, este necesară asamblarea circuitului prezentat în figură. Pentru a face acest lucru, utilizați un încărcător sau o sursă de alimentare cu o sarcină reglabilă (este important ca cu ajutorul acestuia să fie posibilă reglarea valorii tensiunii în circuit), un bec de 12 V (de exemplu, de la un semnal de întoarcere sau un far). , cu o putere de 3...4 W), un multimetru, direct regulatorul de tensiune (acesta poate fi de la un Bosch, Valeo sau alt generator). Este recomandabil să folosiți firele pentru comutare cu „crocodili”.

Verificarea regulatorului de tensiune al generatorului 37.3701: 1 - baterie; 2 - borna de masă a regulatorului de tensiune; 3 - regulator de tensiune; 4 – terminalul „Ш” al regulatorului; 5 - ieșirea „B” a regulatorului; 6 - lampă de control; 7 - borna „B” a regulatorului de tensiune.

Dacă asamblați un circuit în care tensiunea este la o valoare standard de 12,7 V, atunci becul va străluci pur și simplu. Dar dacă folosiți un regulator de tensiune pentru a-i crește valoarea la 14...14,5 V, atunci dacă releul funcționează, lumina ar trebui să se stingă. În caz contrar, regulatorul este defect. Adică când tensiunea ajunge la 14...14,5 V (în funcție de modelul mașinii și, în consecință, de regulator) și mai sus, lumina se stinge, iar când scade la același nivel se aprinde din nou.

Este important ca lumina să nu se stingă până când tensiunea furnizată regulatorului nu ajunge la 14 V. În caz contrar, la relanti, generatorul nu va putea reîncărca corect bateria.

Verificarea regulatorului de tensiune VAZ 2107

Verificarea regulatorului de tensiune pe mașinile VAZ 2108/2109

Până în 1996, un VAZ 2107 cu un generator 37.3701 a fost echipat cu un regulator de tensiune de stil vechi (17.3702). Procedura de verificare este prezentată mai sus. După 1996, a fost folosit un generator mai modern al mărcii G-222 (regulator integrat RN Ya112V (V1).

După cum puteți vedea, algoritmul de verificare pentru toate autoritățile de reglementare este aproape același. Singura diferență o reprezintă valorile de tăiere atunci când releul este activat.

Verificarea unui regulator individual

Verificarea regulatorului de tensiune al generatorului G-222: 1 - baterie; 2 - regulator de tensiune; 3 - lampă de control.

De regulă, regulatoarele de tensiune separate au fost instalate pe mașinile vechi, inclusiv pe VAZ-uri domestice. Dar unii producători continuă să facă acest lucru până în prezent. Procesul de verificare este similar. Pentru a face acest lucru, trebuie să aveți o sursă de alimentare cu un regulator de tensiune, un bec de 12 V, un multimetru și un regulator testat direct.

Pentru a verifica, trebuie să asamblați circuitul prezentat în figură. Procesul în sine este similar cu cel de mai sus. În stare normală (la o tensiune de 12 V), becul se aprinde. Când valoarea tensiunii crește la 14,5 V, se stinge, iar când scade, se aprinde din nou. Dacă în timpul procesului lampa se aprinde sau se stinge la alte valori, înseamnă că regulatorul s-a defectat.

Verificare releu tip 591.3702-01

Diagrama test relee tip 591.3702-01

De asemenea, puteți găsi în continuare un regulator de tensiune de tip 591.3702-01, care a fost instalat pe VAZ-uri cu tracțiune spate (de la VAZ 2101 la VAZ 2107), GAZ și Moskvich. Dispozitivul se montează separat și se instalează pe corp. În general, testul este similar cu cel descris mai sus, dar diferențele sunt în contactele utilizate.

În special, are două contacte principale - „67” și „15”. Primul dintre ele este un minus, iar al doilea este un plus. În consecință, pentru a verifica este necesară asamblarea circuitului prezentat în figură. Principiul verificării rămâne același. În stare normală, la o tensiune de 12 V, becul se aprinde, iar atunci când valoarea corespunzătoare crește la 14,5 V, se stinge. Când valoarea revine la valoarea inițială, lumina se aprinde din nou.

Un regulator clasic de acest tip este un dispozitiv de marca PP-380, instalat pe mașinile VAZ 2101 și VAZ 2102. Oferim date de referință cu privire la acest regulator.

Testarea unui releu cu trei niveluri

Unii proprietari de mașini instalează relee cu trei niveluri, care sunt mai avansate din punct de vedere tehnologic, pe mașinile lor în loc de „batoane de ciocolată” standard. Diferența lor este prezența a trei niveluri de tensiune la care alimentarea bateriei este întreruptă (de exemplu, 13,7 V, 14,2 V și 14,7 V). Nivelul adecvat poate fi setat manual folosind un regulator special.

Astfel de relee sunt mai fiabile și permit reglarea flexibilă a nivelului tensiunii de întrerupere. În ceea ce privește verificarea unui astfel de regulator, este complet similar cu procedurile descrise mai sus. Doar nu uitați de valoarea setată pe releu și, în consecință, verificați-o cu un multimetru.

Verificarea generatorului

Există o metodă prin care puteți verifica performanța unui generator auto echipat cu un releu regulator 591.3702-01 cu elemente de diagnosticare. Este după cum urmează:

deconectați firele care au mers la pinii 67 și 15 ai regulatorului de tensiune;
conectați un bec la acesta (excluzând regulatorul din circuit);
Scoateți firul de la borna pozitivă a bateriei.

Dacă, în urma acestor acțiuni, motorul nu se oprește, atunci putem spune că generatorul mașinii este în regulă. În caz contrar, este defect și trebuie verificat și înlocuit.

Pentru a crește durata de viață a regulatorului de tensiune, este necesar să se respecte mai multe reguli simple care vizează implementarea măsurilor preventive. Printre acestea:

nu permiteți contaminarea excesivă a generatorului, verificați periodic starea acestuia și, dacă este necesar, demontați și curățați unitatea;
verificați tensiunea curelei alternatorului, strângeți-o dacă este necesar (de unul singur sau într-un service auto);
monitorizați starea înfășurărilor generatorului, în special, nu le permiteți să se întunece;
verificați contactul de pe firul de control al releului-regulator, atât calitatea acestuia, cât și prezența oxidării pe acesta;
Efectuați verificări periodice ale tensiunii bateriei vehiculului cu motorul pornit.

Respectarea acestor reguli simple vă va permite să creșteți resursele și durata de viață atât a generatorului, cât și a regulatorului de tensiune al vehiculului.

Rezultate

Verificarea releului regulatorului de tensiune nu este o sarcină dificilă și aproape orice pasionat de mașini cu abilități de bază de reparații se poate descurca. Principalul lucru este să aveți instrumentele adecvate pentru aceasta - un multimetru, o sursă de alimentare cu un regulator de tensiune (deși o puteți conecta la o baterie cu un încărcător), o lampă de 12 V și bucăți de fire pentru montarea circuitului corespunzător.

Dacă în timpul procesului de inspecție aflați că regulatorul este defect, atunci acesta trebuie inlocuit(lucrările de reparații de obicei nu se efectuează). Principalul lucru este să nu faceți o greșeală atunci când o alegeți și să cumpărați piesa care este potrivită special pentru mașina dvs.

În prezent, sarcinile de reglare a tensiunii au primit o bază materială sub formă de dispozitive de reglare și compensare. Tensiunea constantă în fiecare punct al rețelei poate fi asigurată prin utilizarea regulatoarelor locale în circuitele electrice. Astfel, se pune întrebarea despre crearea sistemelor locale de control automat al tensiunii în rețeaua electrică.

Distribuiți-vă munca pe rețelele sociale

Dacă această lucrare nu vă convine, în partea de jos a paginii există o listă cu lucrări similare. De asemenea, puteți utiliza butonul de căutare

INTRODUCERE 3

Descrierea dispozitivului 4

Scopul principal și domeniul de aplicare 5

Tipuri de regulatoare de tensiune 6

Regulatoare de tensiune alternativă bazate pe tiristoare 7

Regulatoare de tensiune AC bazate pe amplificatoare magnetice 8

regulatoare de tensiune AC pe bază de tranzistori 9

compensator sincron: scop, principiu de funcționare 10

Principiul de funcționare al regulatorului de tensiune 1 3

Concluzia 1 4

Referințe 1 5

Introducere: Reglarea tensiunii permite nu numai îmbunătățirea calității energiei electrice, ci și îmbunătățirea progresului proceselor de producție la întreprinderile industriale: reducerea produselor defecte, îmbunătățirea calității acestora, creșterea productivității oamenilor și a productivității mecanismelor și, în unele cazuri, reducerea pierderi de energie. În prezent, sarcinile de reglare a tensiunii au primit o bază materială sub formă de dispozitive de reglare și compensare. Calculele arată că, de regulă, costurile suplimentare asociate cu utilizarea dispozitivelor de control și automatizarea acestora sunt compensate prin economiile realizate prin îmbunătățirea condițiilor de tensiune în rețelele și sistemele electrice. Tensiunea constantă în fiecare punct al rețelei poate fi asigurată prin utilizarea regulatoarelor locale în circuitele electrice. Astfel, se pune întrebarea despre crearea unor sisteme locale pentru reglarea automată a tensiunii în rețeaua electrică. Pare potrivit să construim un sistem local de control automat folosind tranzistori.

Scopul studiului: Studierea principiului de funcționare și aplicare a regulatoarelor de tensiune pentru îmbunătățirea eficienței dispozitivelor electrice.

Obiectivele cercetării:

Aflați scopul și aplicația regulatorului de tensiune.
Determinați tipurile de regulatoare de tensiune.
Studiați principiul de funcționare a regulatoarelor de tensiune.
Trageți concluzii despre munca depusă.

1. Descrierea dispozitivului:

Un regulator de tensiune este un dispozitiv electric care reglează tensiunea electrică produsă de un alternator sau un generator de curent continuu în intervalul de la 14 la 14,4 V la o tensiune nominală de rețea de 12 V și de la 7 la 7,2 V la o tensiune nominală de rețea de 6 V. .

Tensiunea, reglată în intervalul specificat, asigură funcționarea corectă a bateriei și protejează dispozitivele de distrugere. O condiție prealabilă pentru funcționarea corectă este prevenirea posibilității de supraîncărcare a puterii electrice a regulatorului. De exemplu: Regulatorul are o putere electrică maximă de 200 W. Aceasta înseamnă că puterea alternatorului trebuie să fie P alt<= 200 Вт. Далее, суммарное электропотребление приборов в сети транспортного средства не должно превышать 200 Вт. Dacă este supraîncărcat, regulatorul poate fi distrus sau bateria poate fi descărcată și distrusă.

Regulatorul de tensiune AC oferă o valoare medie a tensiunii într-un interval specificat. Aceasta înseamnă că, de exemplu, tensiunea măsurată de un osciloscop se modifică periodic cu o cantitate mai mare decât tensiunea nominală. De exemplu, +- 20 până la 30 V. Această valoare medie asigură că dispozitivele precum becurile nu se sparg. Cu toate acestea, există o regulă conform căreia suma consumului electric al dispozitivelor ar trebui să fie Ps[W]<= Preg[Вт]. То есть, регулятор необходимо выбирать согласно номинальному напряжению [В] и макс. электропотреблению [Вт].

2. Scopul principal și domeniul de aplicare:

Reglarea tensiunii permite nu numai îmbunătățirea calității energiei electrice, ci și îmbunătățirea progresului proceselor de producție la întreprinderile industriale: reducerea produselor defecte, îmbunătățirea calității acestora, creșterea productivității oamenilor și a productivității mecanismelor și, de asemenea, în unele cazuri, reduce pierderile de energie. Există diferite moduri de reglare a tensiunii. Varietatea soluțiilor este determinată de cerințele de stabilitate, precizia de control necesară, parametrii de încărcare, factori economici și alți factori.

Reglementare în sursele de alimentare secundare

Mărimea tensiunii redresate în unele cazuri trebuie schimbată. O astfel de nevoie poate apărea la pornirea motoarelor puternice, a lămpilor generatoare de încălzire, pentru a reduce supratensiunile de curent atunci când sunt pornite. Reglarea tensiunii redresate poate fi efectuată pe partea de curent alternativ (intrare), pe partea de curent continuu (ieșire) și în redresor în sine folosind supape reglabile.

Următoarele sunt utilizate ca regulatoare de tensiune pe partea AC:

transformatoare reglabile sau autotransformatoare.

bobine de reglare (amplificatoare magnetice).

Într-un transformator sau autotransformator reglabil, înfășurarea primară sau secundară este realizată cu mai multe borne. Folosind un comutator, se modifică numărul de spire ale înfășurării și, în consecință, tensiunea de ieșire a transformatorului sau a autotransformatorului. La comutarea înfășurărilor, unele dintre spire pot fi scurtcircuitate de motorul comutatorului, ceea ce va duce la crearea de curenți excesiv de mari în spirele închise și va duce la defectarea transformatorului. Prin urmare, se recomandă să efectuați o astfel de comutare după deconectarea transformatorului de la rețea. Acesta este un mare dezavantaj.

3. Tipuri de regulatoare de tensiune.

1. După numărul de noduri dintr-o carcasă:

numai regulator de tensiune
regulator de tensiune împreună cu redresor de curent electric
regulator combinat pentru tensiune AC și tensiune DC cu redresor

2. În funcție de tensiunea nominală din rețeaua vehiculului și modificarea tensiunii:

tensiune nominală 6 sau 12 V
Tensiune AC sau tensiune DC

3. În funcție de puterea electrică (sarcina) regulatorului

4. În funcție de numărul de faze în 1-fazat și 3-fazat

5. Ca tip de generator DC reglabil pentru generatoare cu excitație independentă și generatoare cu magneți permanenți.

3.1. Regulatoare de tensiune AC pe bază de tiristoare:

Regulatoarele tiristoare pot reduce semnificativ dimensiunea fizică a dispozitivului, pot reduce costul acestuia și pot reduce pierderile de energie, dar au dezavantaje semnificative care le limitează capacitățile. În primul rând, introduc interferențe destul de vizibile în rețeaua electrică, care afectează adesea negativ funcționarea televizoarelor, radiourilor și casetofonelor. Regulatoarele de tensiune alternativă cu tiristoare sunt utilizate pe scară largă în acționările electrice și, de asemenea, pentru alimentarea instalațiilor electrotermale. Utilizarea tiristoarelor pentru comutarea circuitelor statorice ale motoarelor asincrone cu un rotor cu cușcă veveriță face posibilă rezolvarea problemei creării unei acționări electrice asincrone fără contact simple și fiabile. Puteți influența eficient procesele de accelerare, decelerare, frânare intensivă și oprire precisă. Comutarea fără scântei, absența pieselor în mișcare și un grad ridicat de fiabilitate permit utilizarea regulatoarelor cu tiristoare în medii explozive și agresive.

O diagramă generalizată a unui regulator de tensiune alternativă cu tiristor este prezentată în Fig. 1:

3.2. Regulatoare de tensiune AC bazate pe amplificatoare magnetice:

Să luăm în considerare regulatoarele de tensiune AC bazate pe amplificatoare magnetice, tiristoare și tranzistoare. Un amplificator magnetic (MA) este un dispozitiv electromagnetic static care permite, folosind un semnal de control DC de putere redusă, să controleze puteri semnificative într-un circuitAC. Choke-ul de reglare (sau amplificatorul magnetic) este pornit la intrarea redresorului. Dacă înfășurările de curent alternativ ale amplificatorului magnetic sunt conectate în serie cu sarcina și curentul din înfășurarea de control este schimbat, atunci reactanța inductivă a înfășurărilor inductoare și scăderea de tensiune pe aceste înfășurări se vor modifica. Prin urmare, se va schimba. Când crește, descrește, descrește, descrește și crește.

Regulatoarele de tensiune construite pe baza amplificatoarelor magnetice au o serie de avantaje: durată de viață practic nelimitată, ușurință în exploatare, temperatură ridicată și stabilitate în timp a caracteristicilor, eficiență ridicată. În ciuda o serie de avantaje, regulatoarele construite pe baza amplificatoarelor magnetice sunt rareori utilizate în sistemele de control moderne, deoarece un dezavantaj semnificativ al unor astfel de dispozitive este dimensiunile și greutatea lor mari, cauzate de caracteristicile de proiectare ale amplificatoarelor magnetice.

3.3. Regulatoare de tensiune AC pe bază de tranzistori:

Regulatorul de tensiune a tranzistorului nu interferează cu rețeaua electrică și poate fi utilizat pentru a controla sarcini atât cu reactanță activă, cât și inductivă. Regulatorul poate fi utilizat pentru a regla luminozitatea unui candelabru sau a unei lămpi de masă, a temperaturii de încălzire a unui fier de lipit sau a unei plite, viteza de rotație a unui ventilator sau a unui motor de foraj și tensiunea de pe înfășurarea transformatorului.

O diagramă generalizată a regulatoarelor de tensiune AC cu tranzistori este prezentată în Figura 2:

3.4. Scopul compensatorului sincron, principiu de funcționare:

Înțelegerea importanței calității puterii (raportul dintre factorul de putere al componentelor sale active și reactive) este în continuă creștere și, odată cu aceasta, utilizarea corectării factorului de putere (PFC) va crește. Îmbunătățirea calității energiei prin creșterea factorului de putere reduce costurile și asigură o rentabilitate rapidă a investiției. În distribuția de energie în rețele cu joasă și medie tensiune, KKM se concentrează pe raportul dintre componentele active și reactive ale puterii (cosφ) și optimizarea stabilității tensiunii, prin generarea de putere reactivă în scopul creșterii calității și stabilității tensiunii la nivel de distribuție. .

Compensator sincron, un motor electric sincron care funcționează fără sarcină activă, proiectat să îmbunătățească factorul de putere și să regleze tensiunea în liniile electrice și rețelele electrice se modifică tensiunea la consumator (la capetele de recepție ale liniei de transmisie a puterii). Dacă sarcina de pe rețeaua electrică este mare și de natură inductivă, un sistem de condensatori care funcționează într-un mod supraexcitat este conectat la rețea, ceea ce este echivalent cu conectarea unei sarcini capacitive. La transmiterea energiei electrice pe o linie lungă cu o sarcină scăzută, modul de funcționare al rețelei este afectat semnificativ de capacitatea distribuită în linie. În acest caz, pentru a compensa curentul capacitiv din rețea, la linie este conectat un sistem de condensatori care funcționează într-un mod subexcitat. Tensiunea constantă în linie este menținută prin reglarea curentului de excitație de la tensiunea regulatorului. Începeți K.s. realizat în același mod ca și motoarele sincrone convenționale; puterea curentului de pornire K.s. este de 30100% din valoarea sa nominală. K. s. fabricat cu o putere de până la 100 kVA sau mai mult; puternic K. s. sunt răcite cu hidrogen sau cu apă. Folosit în principal în stațiile electrice.

Orice echipament electric care utilizează câmpuri magnetice (motoare, bobine, transformatoare, echipamente de încălzire prin inducție, generatoare de sudare cu arc) este supus unei anumite întârzieri în schimbarea curentului, care se numește inductanță. Această întârziere a echipamentelor electrice menține direcția curentului pentru un anumit timp, în ciuda faptului că tensiunea negativă încearcă să o schimbe. Atâta timp cât această schimbare de fază persistă, curentul și tensiunea au semne opuse. Puterea negativă produsă în tot acest timp este reintrodusă în rețea. Când curentul și tensiunea sunt din nou egale în semn, aceeași energie este necesară pentru a restabili câmpurile magnetice ale echipamentului de inducție. Această energie de inversare magnetică se numește putere reactivă. În rețelele cu tensiune de curent alternativ (50/60 Hz), acest proces se repetă de 50-60 de ori pe secundă. Calea evidentă de ieșire din această situație este acumularea de energie magnetică reversibilă în condensatoare pentru a elibera rețeaua (linia de alimentare). Acesta este motivul pentru care sistemele automate de compensare a puterii reactive (dezacordate/standard) sunt instalate pe sarcini de mare putere, de exemplu, în fabrici. Astfel de sisteme constau din mai multe unități de condensator care pot fi conectate și deconectate după cum este necesar și sunt controlate de un controler PFC pe baza datelor transformatorului de curent.

Factorul de putere scăzut (cosφ) duce la: costuri și consumuri crescute de energie, putere redusă transmisă prin rețea, pierderi de putere în rețea, pierderi crescute la transformator, cădere crescută de tensiune în rețelele de putere distribuită. O creștere a factorului de putere poate fi realizată prin: compensarea puterii reactive cu condensatoare, compensarea activă utilizarea semiconductorilor, supraexcitarea mașinilor sincrone (motor / generator)

În sistemul de alimentare cu energie, pierderile din rețea reprezintă 812% din volumul producției. Pentru a reduce aceste pierderi este necesar: n distribuirea sarcinilor electrice; transmite și distribuie rațional energia electrică; asigura gradul de fiabilitate necesar; asigura calitatea necesara a energiei electrice; furniza energie electrică O compatibilitatea magnetică a receptorului cu rețeaua; economisi energie. Se creează activități care pot asigura obiectivele de mai sus O dezvoltarea mijloacelor de mare viteză de compensare a puterii reactive, îmbunătățire h calitate; reducerea pierderilor se realizează prin compensarea puterii reactive, creșterea sarcinii pe transformatoare, reducerea pierderilor în acestea, apropierea transformatoarelor de sarcini, folosind economii de energie h a echipamentelor noi și optimizarea modurilor de funcționare ale acestuia. Modul de funcționare al sistemului de alimentare este caracterizat de trei parametri: tensiune, curent și putere activă. Putere reactivă a parametrilor auxiliari. Puterea reactivă și energia degradează performanța sistemelor energeticeŞi verifică consumul de combustibil; pierderile în rețelele de alimentare și receptoare cresc; Căderea de tensiune în rețele crește. Jet mo sch puterea este consumată de astfel de elemente ale rețelei de alimentare precum transformatoarele electrice La trostații; principalele centrale electrice step-down, liniile electrice, aceasta reprezintă 42% din puterea reactivă a generatorului, din care 22% este la O transformatoare superioare; 6,5% pe liniile electrice raionale Cu subiecte; 12,5% pentru transformatoarele descendente. Principalii consumatori de putere reactivă sunt electrice asincrone O motoare care consumă 40% din toată puterea împreună cu nevoile casnice și personale. Cu alte cuvinte, există receptoare de putere care necesită putere reactivă. Puterea reactivă furnizată numai de generator nu este suficientă. UvelŞi Nu este practic să se măsoare puterea reactivă furnizată de generator din motivele de mai sus, i.e. trebuie să emită mo reactiv sch putere exact acolo unde este nevoie cel mai mult.

4. Principiul de funcționare al regulatorului de tensiune:

În prezent, toate grupurile electrogene sunt echipate cu regulatoare electronice de tensiune cu semiconductor, construite de obicei în interiorul generatorului. Designul și designul lor pot fi diferite, dar principiul de funcționare al tuturor regulatorilor este același. Când conectați regulatorul la sursa de alimentare, nu este permisă schimbarea + și polii bateriei. Regulatorul poate fi distrus.

Tensiunea unui generator fără regulator depinde de viteza de rotație a rotorului său, de fluxul magnetic creat de înfășurarea câmpului și, în consecință, de puterea curentului din această înfășurare și de cantitatea de curent furnizată de generator consumatorilor. Cu cât este mai mare viteza de rotație și curentul de excitare, cu atât este mai mare tensiunea generatorului, cu atât este mai mare curentul de sarcină, cu atât este mai mică această tensiune.

Funcția regulatorului de tensiune este de a stabiliza tensiunea atunci când viteza de rotație și sarcina se modifică prin influențarea curentului de excitație. Desigur, puteți schimba curentul în circuitul de excitare prin introducerea unui rezistor suplimentar în acest circuit, așa cum s-a făcut în regulatoarele de tensiune de vibrații anterioare, dar această metodă este asociată cu o pierdere de putere în acest rezistor și nu este utilizată în regulatoarele electronice. . Regulatoarele electronice modifică curentul de excitație prin pornirea și oprirea înfășurării de excitație din rețeaua de alimentare, schimbând în același timp durata relativă a timpului de pornire a înfășurării de excitație. Dacă pentru a stabiliza tensiunea este necesar să se reducă curentul de excitație, timpul de comutare al înfășurării de excitație este redus, dacă este necesară creșterea acestuia, acesta crește.

Concluzie:

Reglarea tensiunii permite nu numai îmbunătățirea calității energiei electrice, ci și îmbunătățirea progresului proceselor de producție la întreprinderile industriale: reducerea produselor defecte, îmbunătățirea calității acestora, creșterea productivității oamenilor și a productivității mecanismelor și, în unele cazuri, reducerea pierderi de energie. După ce am tras concluzii despre proiectarea și aplicarea regulatorului de tensiune AC, putem spune cu încredere că acest dispozitiv poate facilita suficient munca atât a tehnicienilor radio, cât și a persoanei obișnuite în utilizarea acestuia pentru a îmbunătăți calitatea energiei electrice consumate.

Referinte:

Butov A. „Dispozitiv de protecție pentru lămpi cu incandescență de putere redusă”, Revista „Radio” nr. 2, 2004.
Chekarov A. „Regulator de tensiune fără interferențe” Revista radio, nr. 11, 1999.
Fundamentele ingineriei radio [Text] / N. M. Izyumov, D. P. Linde. - Ed. a IV-a, revizuită. si suplimentare - M.: Radio și Comunicații, 1983. - 376 p. : bolnav. - (Biblioteca de radio de masă; numărul 1059). - B. c.
Inginerie radio [Text]: la studiul disciplinei / I. P. Zherebtsov. - Ed. a IV-a, revizuită. si suplimentare - M.: [b. i.], 1958. - 495 p. - B. c.
Atelier de inginerie electrică și radio [Text]: un manual pentru studenți. ped. Institutul / Ed. N.N. Malova. - M.: Uchpedgiz, 1958. - 166 p. - B. c.
Curs de inginerie electrică și radio [Text]: manual: pentru profesori. Institutul / N.N. Malov. - M.: Gosfizmat, 1959. - 424 p. - B. c.

PAGINA \* MERGEFORMAT 2

Alte lucrări similare care vă pot interesa.vshm>
11466.		Managementul strategic ca bază pentru creșterea eficienței unei întreprinderi într-o situație de criză	32,6 KB
	În trecut, întreprinderile puteau funcționa cu succes acordând atenție în principal muncii zilnice și problemelor interne asociate cu creșterea eficienței utilizării resurselor în activitățile curente. Acum, deși sarcina utilizării raționale a potențialului în activitățile curente nu este înlăturată, devine extrem de importantă implementarea unui astfel de management care să asigure adaptarea întreprinderii la condițiile de mediu în schimbare rapidă. Strategice sunt acele decizii și acțiuni care au...
16837.		Problema utilizării ratei de înlocuire ca principal indicator al eficienței sistemului de pensii din Rusia	8,8 KB
	În principal din poziția persoanei asigurate, eficacitatea funcționării schemelor de asigurări de pensii în care finanțarea plăților se realizează prin plata primelor de asigurare poate fi judecată după nivelul de înlocuire a câștigurilor pierdute ale salariatului cu o pensie. În teoria asigurării de pensie, un astfel de indicator se numește rata de înlocuire. Astfel, proiectul de Strategie pentru dezvoltarea pe termen lung a sistemului de pensii al Federației Ruse prevede că obiectivele dezvoltării sistemului de pensii sunt asigurarea ratei de înlocuire a pensiei pentru limită de vârstă...
2542.		Introducere în circuitele practice ale regulatoarelor automate de tensiune SG	306,51 KB
	Schema schematică a AVR-ului generatoarelor din seria TMV Reglarea automată a tensiunii din seria TMV SG este asigurată cu o precizie de 57 de către sistemul AFK. În plus, regulatorul are un corector de tensiune care mărește acuratețea stabilizării tensiunii la 12. Un inductor trifazat Dr inclus în fiecare fază a înfășurării de tensiune a transformatorului excitator este utilizat ca rezistență de amestecare.
948.		Modalități de îmbunătățire a eficienței muncii comerciale într-o organizație de comerț cu amănuntul	100,41 KB
	Baze teoretice pentru studierea eficacității activităților comerciale ale unei întreprinderi comerciale. Funcțiile, scopurile și obiectivele activităților comerciale ale unei organizații de comerț cu amănuntul. Activitatea comercială este unul dintre cele mai importante domenii ale activității umane care rezultă din diviziunea muncii. Cu toate acestea, o astfel de interpretare amplă a activității comerciale nu este în concordanță cu abordarea prezentată anterior a comerțului ca procese comerciale care implică punerea în aplicare a actelor de cumpărare și vânzare de mărfuri.
5380.		Dezvoltarea unui stand de instruire Proiectarea și principiul de funcționare a unei imprimante ca mijloc de îmbunătățire a calității pregătirii pentru studenții de specialitatea Întreținere echipamente informatice și rețele de calculatoare	243,46 KB
	Imprimantele sunt clasificate în funcție de cinci poziții principale: principiul de funcționare al mecanismului de imprimare, dimensiunea maximă a colii de hârtie, utilizarea tipăririi color, prezența sau absența suportului hardware pentru limbajul PostScript, precum și încărcarea lunară recomandată.
19917.		Direcții pentru îmbunătățirea pregătirii personalului și creșterea eficienței JSC SB „Bank of China in Kazakhstan”	146,22 KB
	Rolul pregătirii personalului în strategia de dezvoltare a organizației. Procesul de formare profesională și evaluarea eficacității acestuia. Managementul procesului de instruire și formare a personalului eficient al organizației. Metode de îmbunătățire a pregătirii personalului.
15626.		Modalități de creștere a eficienței organizării muncii sociale și pedagogice cu adolescenți neglijați din punct de vedere pedagogic într-o instituție de învățământ general	68,85 KB
	Analiza muncii sociale și pedagogice cu adolescenții neglijați din punct de vedere pedagogic ca problemă de cercetare. Un studiu al experienței străine și interne în studierea problemei neglijării pedagogice. Starea organizării muncii sociale și pedagogice cu adolescenții neglijați din punct de vedere pedagogic într-o instituție de învățământ general. Justificarea unui model de muncă socio-pedagogică cu adolescenți neglijați din punct de vedere pedagogic într-o școală cuprinzătoare.
598.		Conceptul de împământare de protecție și principiul funcționării acesteia. Tipuri de dispozitive de împământare	8,92 KB
	Conceptul de împământare de protecție și principiul funcționării acesteia. Scopul împământării este de a elimina riscul de electrocutare în cazul contactului cu carcasa. Calculele de împământare se fac pe baza tensiunilor de atingere și trepte admise sau rezistența admisă la răspândirea curentului electrodului de masă. Calculele de împământare urmăresc stabilirea parametrilor principali de împământare: numărul conductoarelor verticale de împământare și dimensiunile acestora, ordinea de amplasare a conductorilor de împământare, lungimea conductorilor de împământare și secțiunea lor transversală.
6655.		Tranzistoare cu efect de câmp, principiul lor de funcționare	48,85 KB
	Pe măsură ce valoarea negativă a tensiunii U crește, lățimea joncțiunii pn crește datorită unei scăderi a lățimii canalului n cm. Astfel, fluxul purtătorilor de sarcină de lucru în tranzistorul cu efect de câmp este controlat prin modificarea rezistenței canalului. se modifică tensiunea la poartă. Evident, gradul de scădere a lățimii canalului și, prin urmare, rezistența acestuia va crește odată cu creșterea tensiunii U. La valori scăzute ale tensiunii U, scăderea lățimii canalului cauzată de această tensiune nu este semnificativă și...
14245.		Scopul, proiectarea și principiul de funcționare a radioului	68,26 KB
	Principalele unități funcționale ale reportofonului sunt mecanismul de unitate de bandă LPM, blocul de capete magnetice BMG BVG pentru înregistrarea redării și ștergerea semnalelor și dispozitivele electronice care asigură funcționarea BMG. Caracteristicile CVL-ului au cel mai mare impact asupra calității reproducerii sunetului a dispozitivului în ansamblu, deoarece distorsiunile pe care un CVL neideal le introduce în semnal nu pot fi corectate prin nicio corecție în calea electronică analogică...

Orez. 1. Metode de reglare a curentului de excitaţie: G - generator cu excitaţie paralelă; W in - înfăşurare de excitaţie; R d - rezistență suplimentară; R - rezistența la balast; K - comutator de curent (corp de reglare) în circuitul de excitație; a, b, c, d, e sunt indicate în text.

Un motor modern de automobile cu ardere internă (ICE) funcționează pe o gamă largă de turații (900:... 6500 rpm). În consecință, se modifică viteza rotorului generatorului de automobile și, prin urmare, tensiunea de ieșire a acestuia.

Dependența tensiunii de ieșire a generatorului de turația motorului cu ardere internă este inacceptabilă, deoarece tensiunea din rețeaua de bord a vehiculului trebuie să fie constantă, nu numai când se modifică turația motorului, ci și când se modifică curentul de sarcină. Funcția de reglare automată a tensiunii într-un generator auto este realizată de un dispozitiv special - regulator de tensiune al generatorului auto. Acest material este dedicat luării în considerare a regulatorilor de tensiune ale alternatoarelor auto moderne.

Reglarea tensiunii la generatoarele cu excitație electromagnetică

Metode de reglementare. Dacă câmpul magnetic principal al generatorului este indus de excitația electromagnetică, atunci forța electromotoare E g a generatorului poate fi o funcție a două variabile: frecvența de rotație a rotorului n și curentul I în înfășurarea de excitație - E g = f( n, eu in).

Este acest tip de excitație care are loc în toate generatoarele de curent alternativ de automobile moderne care funcționează cu o înfășurare de excitație paralelă.

Când generatorul funcționează fără sarcină, tensiunea sa U g este egală cu forța sa electromotoare EMF E g:
U g = E g = SF n (1).

Tensiunea U g a generatorului sub curent de sarcină I n este mai mică decât EMF E g cu cantitatea de cădere de tensiune pe rezistența internă r g a generatorului, adică. putem scrie asta
E g = U g + I n r g = U g (1 + β) (2).

Valoarea β = I n r g /U g se numește factor de sarcină.

Dintr-o comparație a formulelor 1 și 2 rezultă că tensiunea generatorului
U g = nSF/(1 + β), (3)
unde C este un factor de proiectare constant.

Ecuația (3) arată că atât la frecvențe diferite (n) de rotație a rotorului generatorului (n = Var), cât și la o sarcină variabilă (β = Var), tensiunea constantă U g a generatorului poate fi obținută doar printr-o modificarea corespunzătoare a fluxului magnetic F.

Fluxul magnetic F într-un generator cu excitație electromagnetică este format de forța magnetomotoare F in = W I în înfășurarea de excitație W in (W este numărul de spire ale înfășurării W in) și poate fi ușor controlat folosind curentul I din înfăşurare de excitaţie, adică Ф = f (I in). Apoi U g = f 1, ceea ce vă permite să mențineți tensiunea U g a generatorului în limitele de control specificate pentru orice modificări ale vitezei și sarcinii sale, selectând în mod corespunzător funcția de control f (I in).

Funcția de reglare automată f(Iv) în regulatoarele de tensiune se reduce la reducerea valorii maxime a curentului Iv în înfășurarea de excitație, care apare atunci când Iv = U g /R w (Rw este rezistența activă a înfășurării de excitație) și poate să fie redusă în mai multe moduri ( Fig. 1): prin conectarea unei rezistențe suplimentare R la înfășurarea W în paralel (a) sau în serie (b): prin scurtcircuitarea înfășurării de excitație (c); ruperea circuitului de curent de excitație (d). Curentul prin înfășurarea de excitație poate fi crescut prin scurtcircuitarea rezistenței suplimentare în serie (b).

Toate aceste metode modifică curentul de excitație în trepte, de exemplu. Există o reglementare curentă intermitentă (discretă). În principiu, este posibilă și reglarea analogică, în care valoarea rezistenței suplimentare în serie în circuitul de excitare se modifică fără probleme (d).

Dar în toate cazurile, tensiunea generatorului Ug este menținută în limitele de control specificate prin ajustarea automată corespunzătoare a valorii curentului de excitație.

Discret - control puls

În generatoarele de automobile moderne, forța magnetomotoare F în înfășurările de excitație și, prin urmare, fluxul magnetic F, este modificată prin întrerupere periodică sau o scădere bruscă a curentului de excitație I cu o frecvență de întrerupere controlată, de exemplu. Se folosește reglarea în impulsuri discrete a tensiunii de funcționare U g a generatorului (anterior reglarea analogică era folosită, de exemplu, în regulatoarele de tensiune cu carbon).

Esența reglării cu impulsuri discrete va deveni clară din luarea în considerare a principiului de funcționare a unui grup electrogen, constând dintr-un regulator simplu de tensiune de contact-vibrație și un generator de curent alternativ (ACG).

Orez. 2. Scheme funcționale (a) și electrice (b) ale unui grup electrogen cu un regulator de tensiune de vibrație.

O diagramă funcțională a unui grup electrogen care funcționează împreună cu o baterie de bord (AB) este prezentată în Fig. 2a, iar schema electrică este în Fig. 26.

Generatorul este format din: înfășurări de fază W f pe statorul ST, un rotor rotativ R, un redresor de putere VP pe diode semiconductoare VD, o înfășurare de excitație W in (cu rezistență activă R w). Rotorul generatorului primește energie mecanică de rotație A m = f (n) de la motorul cu ardere internă. Regulatorul de tensiune de vibrație RN este realizat pe un releu electromagnetic și include un element de comutare CE și un element de măsurare IE.

Elementul de comutare CE este un contact electric vibrator K, care face sau rupe o rezistență suplimentară Rd, care este conectată în serie cu înfășurarea de excitație W a generatorului. Când elementul de comutare este declanșat (contact de deschidere K), la ieșirea acestuia este generat un semnal τR d (Fig. 2a).

Elementul de măsurare (IE, în Fig. 2a) este acea parte a releului electromagnetic care implementează trei funcții:

funcția de comparație (CS) a forței elastice mecanice F n a arcului de revenire P cu forța magnetomotoare F s = W s I s a înfășurării releului S (W s este numărul de spire ale înfășurării S, I s este curent în înfășurarea releului), iar rezultatul comparației este formată într-un interval cu perioada T (T = t p + t h) oscilațiile armăturii N;
funcția elementului sensibil (SE) în circuitul de feedback (DSP) al regulatorului de tensiune, elementul sensibil în regulatoarele de vibrații este înfășurarea S a releului electromagnetic, conectat direct la tensiunea U g a generatorului și la baterie (la acesta din urmă prin cheia de contact VZ);
funcția unui dispozitiv principal (SD), care se realizează folosind un arc de revenire P cu o forță elastică F p și o forță de sprijin F o.

Funcționarea unui regulator de tensiune cu un releu electromagnetic poate fi explicată clar folosind caracteristicile de viteză ale generatorului (Fig. 3 și 4).

Orez. 3. Modificarea U g, I c, R b în timpul t: a - dependența valorii curente a tensiunii de ieșire a generatorului de timpul t - U g = f (t); b - dependenţa de timp a valorii curentului în înfăşurarea de excitaţie - I in = f (t); c - dependenţa valorii medii aritmetice a rezistenţei din circuitul de excitaţie de timpul t - R b = f(t); I este timpul corespunzător frecvenței (n) de rotație a rotorului generatorului.

În timp ce tensiunea U g a generatorului este mai mică decât tensiunea U b a bateriei (U g

Pe măsură ce turația motorului crește, tensiunea generatorului crește și când se atinge o anumită valoare U max) > U b) forța magnetomotoare F s a înfășurării releului devine mai mare decât forța F p a arcului de retur P, adică. F s = I s W s > F p Releul electromagnetic este activat și contactul K se deschide, iar rezistența suplimentară este conectată la circuitul de înfășurare de excitație.

Chiar înainte de deschiderea contactului K, curentul I din înfășurarea de excitație atinge valoarea sa maximă I în max = U g R w > I wb, de la care, imediat după deschiderea contactului K, începe să scadă, tinzând spre valoarea sa minimă I în min = Ug/(R w + R d). În urma scăderii curentului de excitație, tensiunea generatorului începe să scadă corespunzător (U g = f(I in), ceea ce duce la o scădere a curentului I s = U g /R s în înfășurarea releului S și contactul K este deschis din nou de forța arcului de retur P (F p > F s La momentul deschiderii contactului K, tensiunea generatorului U g devine egală cu valoarea sa minimă U min, dar rămâne puțin mai mare decât tensiunea bateriei (U g). min > U b).

Începând din momentul în care contactul K se deschide (n = n min, Fig. 3), chiar și cu o frecvență constantă n de rotație a rotorului generatorului, armătura N a releului electromagnetic intră în modul de auto-oscilații mecanice și contactul K , vibrând, începe periodic, cu o anumită frecvență de comutare f la = I/T = I/(t p + t h) apoi se închide și apoi se deschide rezistența suplimentară R d în circuitul de excitare a generatorului (linia verde în secțiunea n = n av = const, Fig. 3). În acest caz, rezistența R în circuitul curent de excitație se modifică treptat de la valoarea lui Rw la valoarea lui Rw + Rd.

Deoarece în timpul funcționării regulatorului de tensiune, contactul K vibrează cu o frecvență suficient de mare f până la comutare, atunci R in = R w + τ r unde valoarea lui τ r este timpul relativ al stării deschise a contactului K, care este determinat prin formula τ r = t r /( t з + t р), I/(t з + t р) = f к - frecvența de comutare. Acum, valoarea medie a curentului de excitație stabilită pentru o anumită frecvență de comutare f poate fi găsită din expresia:

I în medie = U g avg /R în = U g avg /(R w +τ r R d) = U g avg /(R w + R d t r /f k),
unde R in este valoarea medie aritmetică (efectivă) a rezistenței pulsatorii din circuitul de excitație, care, cu creșterea timpului relativ τ p al stării deschise a contactului K, crește și ea (linia verde în Fig. 4).

Orez. 4. Caracteristicile de viteză ale generatorului.

Procese în timpul comutării cu curent de excitație

Să luăm în considerare mai detaliat ce se întâmplă în timpul comutării cu curentul de excitație. Când contactul K este închis pentru o perioadă lungă de timp, curentul maxim de excitație I în = U g / R w trece prin înfășurarea de excitație W.

Cu toate acestea, înfășurarea de excitație W a generatorului este o bobină conductoare electric cu inductanță mare și un miez feromagnetic masiv. În consecință, curentul prin înfășurarea de excitație după închiderea contactului K crește odată cu decelerația. Acest lucru se întâmplă deoarece rata de creștere a curentului este împiedicată de histerezisul în miez și contracararea curentului în creștere - fem-ul auto-inductiv al bobinei.

Când contactul K se deschide, curentul de excitație tinde către o valoare minimă, a cărei valoare pentru un contact lung deschis este determinată ca I in = U g /(R w + R d). Acum EMF de auto-inducție coincide în direcție cu curentul descrescător și prelungește oarecum procesul de scădere a acestuia.

Din cele de mai sus rezultă că curentul din înfășurarea de excitație nu se poate schimba instantaneu (brut, ca rezistența suplimentară R d) nici la închiderea, fie la deschiderea circuitului de excitație. Mai mult, la o frecvență mare de vibrație a contactului K, curentul de excitație poate să nu atingă valoarea sa maximă sau minimă, apropiindu-se de valoarea medie (Fig. 4), deoarece valoarea t r = τ r / f k crește odată cu creșterea frecvenței f k de comutare, iar timpul absolut t din starea închisă de contact K scade.

Dintr-o analiză comună a diagramelor prezentate în Fig. 3 și fig. 4, rezultă că valoarea medie a curentului de excitație (linia roșie b în Fig. 3 și Fig. 4) cu creșterea vitezei n scade, deoarece în același timp valoarea medie aritmetică (linia verde în Fig. 3 și Fig. 4) din rezistența totală, pulsantă în timp, R în circuitul de excitație (legea lui Ohm). În acest caz, valoarea medie a tensiunii generatorului (U avg în Fig. 3 și Fig. 4) rămâne neschimbată, iar tensiunea de ieșire U g a generatorului pulsează în intervalul de la U max la U min.

Dacă sarcina generatorului crește, atunci tensiunea reglată Ug scade inițial, în timp ce regulatorul de tensiune crește curentul în înfășurarea câmpului atât de mult încât tensiunea generatorului crește înapoi la valoarea sa inițială.

Astfel, atunci când curentul de sarcină al generatorului se modifică (β = V ar), procesele de reglare în regulatorul de tensiune se desfășoară în același mod ca atunci când se modifică turația rotorului.

Ondularea de tensiune reglată. La o frecvență constantă n de rotație a rotorului generatorului și la o sarcină constantă, pulsațiile de funcționare ale curentului de excitație (ΔI în Fig. 46) induc pulsații corespunzătoare (în timp) ale tensiunii reglate a generatorului.

Amplitudinea pulsației ΔU g - 0,5(U max - U min)* a regulatorului de tensiune U g nu depinde de amplitudinea pulsațiilor de ton ΔI din înfășurarea de excitație, deoarece este determinată de intervalul de control specificat cu ajutorul elementului de măsurare a regulatorului. Prin urmare, pulsațiile de tensiune Ug la toate vitezele rotorului generatorului sunt aproape identice. Cu toate acestea, rata de creștere și scădere a tensiunii U g în intervalul de reglare este determinată de viteza de creștere și scădere a curentului de excitație și, în cele din urmă, de frecvența de rotație (n) a rotorului generatorului.

* Trebuie remarcat faptul că ondularea 2ΔU g este un efect secundar inevitabil și dăunător al funcționării regulatorului de tensiune. La generatoarele moderne, acestea sunt conectate la masă printr-un condensator de șunt Сш, care este instalat între borna pozitivă a generatorului și carcasă (de obicei Сш = 2,2 μF)

Când sarcina generatorului și viteza de rotație a rotorului acestuia nu se modifică, frecvența de vibrație a contactului K este de asemenea neschimbată (f к = I/(t з + t р) = const). În acest caz, tensiunea U g a generatorului pulsează cu o amplitudine ΔU р = 0,5(U max - U min) în jurul valorii sale medii U avg.

Când turația rotorului se modifică, de exemplu, spre o creștere sau când sarcina generatorului scade, timpul t din starea închisă devine mai mic decât timpul t p al stării deschise (t

Pe măsură ce frecvența rotorului generatorului scade (n↓), sau pe măsură ce sarcina crește (β), valoarea medie a curentului de excitație și ondulația acestuia vor crește. Dar tensiunea generatorului va continua să fluctueze cu o amplitudine ΔU g în jurul unei valori constante U g avg.

Constanța valorii medii a tensiunii Ug a generatorului se explică prin faptul că este determinată nu de modul de funcționare al generatorului, ci de parametrii de proiectare ai releului electromagnetic: numărul de spire Ws ale înfășurării releului S, rezistența sa Rs, mărimea întrefierului σ dintre armătura N și jugul M, precum și forța F p a arcului de revenire P, adică. valoarea U avg este o funcție a patru variabile: U av = f(W s, R s, σ, F p).

Prin îndoirea suportului arcului de retur P, releul electromagnetic este reglat la valoarea U cf în așa fel încât la turația inferioară a rotorului (n = n min - Fig. 3 și Fig. 4), contactul K să înceapă să devină. deschis, iar curentul de excitație ar avea timp să atingă valoarea sa maximă I în = U g / R w. Atunci pulsațiile ΔI în și timpul t z ale stării închise sunt maxime. Aceasta setează limita inferioară a domeniului de funcționare a controlerului (n = n min). La viteze medii ale rotorului, timpul t s este aproximativ egal cu timpul t p, iar pulsațiile curentului de excitație devin de aproape două ori mai mici. La frecvența de rotație n, aproape de maxim (n = n max - Fig. 3 și Fig. 4), valoarea medie a curentului I in și pulsațiile sale ΔI in sunt minime. La n max, auto-oscilațiile regulatorului eșuează și tensiunea generatorului Ug începe să crească proporțional cu turația rotorului. Limita superioară a domeniului de funcționare a regulatorului este stabilită de valoarea rezistenței suplimentare (la o anumită valoare a rezistenței R w).

Concluzii. Cele de mai sus despre reglarea discretă a impulsurilor pot fi rezumate după cum urmează: după pornirea motorului cu ardere internă (ICE), cu o creștere a turației acestuia, vine un moment în care tensiunea generatorului atinge limita superioară de control (U g = U max). În acest moment (n = n min) elementul de comutare FE din regulatorul de tensiune se deschide și rezistența în circuitul de excitare crește treptat. Aceasta duce la o scădere a curentului de excitație și, în consecință, la o scădere corespunzătoare a tensiunii U g a generatorului. O scădere a tensiunii U g sub limita minimă de control (U g = U min) duce la închiderea inversă a elementului de comutare FE și curentul de excitație începe să crească din nou. În plus, din acest moment, regulatorul de tensiune intră în modul de auto-oscilație și procesul de comutare a curentului în înfășurarea de excitație a generatorului se repetă periodic, chiar și la o viteză constantă a rotorului generatorului (n = const).

Cu o creștere suplimentară a frecvenței de rotație n, proporțional cu aceasta, timpul t din starea închisă a elementului de comutare FE începe să scadă, ceea ce duce la o scădere lină (în conformitate cu creșterea frecvenței n) a mediei valoarea curentului de excitație (linia roșie din Fig. 3 și Fig. 4) și amplitudinile ΔI în pulsația sa. Din acest motiv, începe să pulseze și tensiunea U g a generatorului, dar cu o amplitudine constantă ΔU g în jurul valorii sale medii (U g = U avg) cu o frecvență de oscilație destul de mare.

Aceleași procese de comutare a curentului Iv și a ondulației de tensiune Ug vor avea loc și atunci când curentul de sarcină a generatorului se modifică (vezi formula 3).

În ambele cazuri, valoarea medie a tensiunii U g a generatorului rămâne neschimbată pe întregul interval de funcționare al regulatorului de tensiune la frecvența n (U g av = const, de la n min la n max) și când curentul de sarcină a generatorului se modifică de la I g = 0 la I g = max.

Acesta este principiul de bază al reglarii tensiunii generatorului prin schimbarea intermitentă a curentului din înfășurarea sa de câmp.

Regulatoare electronice de tensiune pentru generatoare de automobile

Regulatorul de tensiune de vibrație (VVR) cu un releu electromagnetic (releu EM) discutat mai sus are o serie de dezavantaje semnificative:

ca vibrator mecanic, VRN-ul nu este de încredere;
contactul K din releul EM se arde, ceea ce face ca regulatorul să fie de scurtă durată;
Parametrii VVR depind de temperatură (valoarea medie U avg a tensiunii de operare U g a generatorului plutește);
VVR-ul nu poate funcționa în modul de deconectare completă a înfășurării de excitație, ceea ce îl face să fie scăzut sensibil la modificările tensiunii de ieșire a generatorului (ondulare de înaltă tensiune U g) și limitează limita superioară a funcționării regulatorului de tensiune;
contactul electromecanic K al releului electromagnetic limitează curentul maxim de excitație la 2...3 A, ceea ce nu permite utilizarea regulatoarelor de vibrații pe generatoarele moderne de curent alternativ puternice.

Odată cu apariția dispozitivelor semiconductoare, a devenit posibilă înlocuirea contactului K al releului EM cu joncțiunea emițător-colector a unui tranzistor puternic cu controlul său de bază prin același contact K al releului EM.

Așa au apărut primele regulatoare de tensiune cu tranzistor de contact. Ulterior, funcțiile releului electromagnetic (SU, CE, UE) au fost implementate integral folosind circuite electronice de nivel scăzut (nivel scăzut) pe dispozitive semiconductoare. Acest lucru a făcut posibilă producerea regulatoarelor de tensiune pur electronice (semiconductori).

O caracteristică a funcționării regulatorului electronic (ER) este că nu are un rezistor suplimentar Rd, adică. în circuitul de excitare, curentul din înfășurarea de excitație a generatorului este aproape complet oprit, deoarece elementul de comutare (tranzistorul) în stare închisă (deschisă) are o rezistență destul de mare. Acest lucru face posibilă controlul unui curent de excitație mai mare și la o viteză de comutare mai mare. Cu un astfel de control cu impulsuri discrete, curentul de excitație are o natură în impulsuri, ceea ce face posibilă controlul atât a frecvenței impulsurilor de curent, cât și a duratei acestora. Cu toate acestea, funcția principală a ERN (menținerea unei tensiuni constante Ug la n = Var și β = Var) rămâne aceeași ca și în ERN.

Odată cu dezvoltarea tehnologiei microelectronice, regulatoarele de tensiune au început să fie produse mai întâi într-un design hibrid, în care dispozitivele semiconductoare neambalate și elementele radio miniaturale montate au fost incluse în circuitul electronic al regulatorului împreună cu elemente rezistive microelectronice cu peliculă groasă. Acest lucru a făcut posibilă reducerea semnificativă a greutății și dimensiunilor regulatorului de tensiune.

Un exemplu de astfel de regulator electronic de tensiune este regulatorul hibrid-integral YA-112A, care este instalat pe generatoarele casnice moderne.

Regulator Ya-112A(vezi diagrama din Fig. 5) este un reprezentant tipic al soluției circuitului la problema reglării în impulsuri discrete a tensiunii generatorului U g de către curentul de excitație I v. Dar în design și design tehnologic, regulatoarele electronice de tensiune produse în prezent au diferențe semnificative.

Orez. 5. Schema schematică a regulatorului de tensiune Ya-112A: R1...R6 - rezistențe cu peliculă groasă: C1, C2 - condensatoare miniaturale montate; V1...V6 - diode și tranzistoare semiconductoare neambalate.

În ceea ce privește proiectarea regulatorului YA-112A, toate diodele și triodele semiconductoare ale acestuia sunt dezambalate și montate folosind tehnologia hibridă pe un substrat ceramic comun împreună cu elemente pasive cu peliculă groasă. Întreaga unitate de reglare este sigilată.

Regulatorul Ya-112A, ca și regulatorul de tensiune de vibrație descris mai sus, funcționează într-un mod intermitent (comutator), atunci când controlul curentului de excitație nu este analog, ci cu impuls discret.

Principiul de funcționare al regulatorului de tensiune Ya-112A al generatoarelor de automobile

Atâta timp cât tensiunea U g a generatorului nu depășește o valoare predeterminată, treapta de ieșire V4-V5 este într-o stare constant deschisă, iar curentul I din înfășurarea de excitație depinde direct de tensiunea U g a generatorului (secțiunea 0). -n în Fig. 3 și Fig. 4). Pe măsură ce viteza generatorului crește sau sarcina acestuia scade, Ug devine mai mare decât pragul de răspuns al circuitului sensibil de intrare (V1, R1-R2), dioda zener se sparge și treapta de ieșire V4-V5 se închide prin tranzistorul de amplificare V2. În acest caz, curentul I din bobina de excitație este oprit până când U g devine din nou mai mic decât valoarea specificată U min. Astfel, atunci când regulatorul funcționează, curentul de excitație circulă prin înfășurarea de excitație intermitent, trecând de la Iv = 0 la Iv = Imax. Când curentul de excitație este întrerupt, tensiunea generatorului nu scade imediat, deoarece există inerție în demagnetizarea rotorului. Poate chiar să crească ușor cu o scădere instantanee a curentului de sarcină a generatorului. Inerția proceselor magnetice din rotor și fem-ul auto-inductiv în înfășurarea de excitație exclud o modificare bruscă a tensiunii generatorului atât atunci când curentul de excitație este pornit, cât și atunci când este oprit. Astfel, tensiunea de ondulare U g a generatorului rămâne chiar și cu reglarea electronică.

Logica pentru construirea unei scheme de circuit a unui regulator electronic este următoarea. V1 - dioda zener cu divizor R1, R2 formează un circuit de întrerupere a curentului de intrare I in la U g > 14,5 V; tranzistorul V2 controlează treapta de ieșire; V3 - diodă de blocare la intrarea etajului de ieșire; V4, V5 - tranzistoare puternice ale etajului de ieșire (tranzistor compozit), conectate în serie cu înfășurarea de excitație (element de comutare FE pentru curent I V); Diodă șunt V6 pentru a limita EMF al autoinducției înfășurării de excitație; Lanțul de feedback R4, C1, R3, accelerând procesul de întrerupere a curentului de excitație I.

Un regulator de tensiune și mai avansat este un regulator electronic într-un design integrat. Acesta este un design în care toate componentele sale, cu excepția etajului de ieșire puternic (de obicei un tranzistor compozit), sunt implementate folosind tehnologia microelectronică cu peliculă subțire. Aceste regulatoare sunt atât de miniaturale încât nu ocupă practic niciun volum și pot fi instalate direct pe carcasa generatorului din suportul periei.

Un exemplu de design al IRI este regulatorul BOSCH-EL14V4C, care este instalat pe generatoare de curent alternativ cu o putere de până la 1 kW (Fig. 6).

Regulatoarele mențin tensiunea generatorului în anumite limite pentru funcționarea optimă a aparatelor electrice incluse în rețeaua de bord a vehiculului. Toate regulatoarele de tensiune au elemente de măsurare, care sunt senzori de tensiune și actuatoare care o reglează.

Mașinile moderne folosesc regulatoare electronice fără contact cu semiconductor, care, de regulă, sunt încorporate în generator și combinate cu ansamblul periei. Ele modifică curentul de excitație prin modificarea timpului în care înfășurarea rotorului este conectată la rețeaua de alimentare. Aceste regulatoare nu sunt supuse ajustărilor greșite și nu necesită nicio întreținere, în afară de monitorizarea fiabilității contactelor.

Regulatoarele de tensiune au proprietatea compensării termice - modificarea tensiunii furnizate bateriei, în funcție de temperatura aerului din compartimentul motor pentru o încărcare optimă a bateriei. Cu cât temperatura aerului este mai scăzută, cu atât este mai mare tensiunea care trebuie furnizată bateriei și invers. Valoarea compensației termice ajunge până la 0,01 V la 1°C.

Principiul de funcționare al regulatorului de tensiune

Funcția regulatorului de tensiune este de a stabiliza tensiunea atunci când viteza de rotație și sarcina se modifică prin influențarea curentului de excitație. Regulatoarele electronice modifică curentul de excitație prin pornirea și oprirea înfășurării de excitație din rețeaua de alimentare, schimbând în același timp durata relativă a timpului de pornire a înfășurării de excitație. Dacă pentru a stabiliza tensiunea este necesară reducerea curentului de excitație, timpul de comutare al înfășurării de excitație este redus, dacă este necesară creșterea acestuia, acesta este mărit.

Este convenabil să se demonstreze principiul de funcționare al regulatorului electronic folosind o diagramă destul de simplă a unui regulator de tip EE 14V3 de la Bosch, prezentată în Fig. 5.6:

Senzorul de tensiune este o diodă zener VD2. Când este atinsă valoarea specificată a tensiunii, dioda zener „sparge” și curentul începe să curgă prin ea. Tensiunea este furnizată diodei zener VD2 de la ieșirea generatorului „D+” printr-un divizor de tensiune pe rezistențele R1 (R3 și dioda VD1, care efectuează compensarea temperaturii. Când tensiunea este scăzută, dioda zener nu trece curentul electric iar prin becul HL curentul trece la înfăşurarea de excitaţie a generatorului Când tensiunea atinge valoarea maximă, dioda zener se sparge şi unitatea electronică încetează să furnizeze curent înfăşurării de excitaţie (Fig. 5.7).

Din fig. 5.6 arată clar rolul lămpii HL pentru monitorizarea stării de funcționare a grupului generator (lampa de monitorizare a încărcăturii de pe tabloul de bord al mașinii). Când motorul mașinii nu funcționează, închiderea contactelor contactului SA permite curentului de la bateria GA să circule prin această lampă în înfășurarea de excitație a generatorului. Aceasta asigură excitația inițială a generatorului. În același timp, lampa se aprinde, semnalând că nu există nicio întrerupere în circuitul de înfășurare de excitație. După pornirea motorului, la bornele generatorului „D+” și „B+” apare aproape aceeași tensiune și lampa se stinge. Dacă generatorul nu dezvoltă tensiune în timp ce motorul mașinii funcționează, lampa HL continuă să se aprindă în acest mod, ceea ce este un semnal al unei defecțiuni a generatorului sau al unei curele de transmisie rupte. Introducerea rezistorului R în setul generator ajută la extinderea capacităților de diagnosticare ale lămpii HL. Dacă această rezistență este prezentă, în cazul unui circuit întrerupt în înfășurarea câmpului în timp ce motorul mașinii funcționează, lampa HL se aprinde.

În prezent, tot mai multe companii trec la producția de grupuri electrogene fără un redresor suplimentar de înfășurare cu excitație. În acest caz, ieșirea fazei generatorului este alimentată în regulator. Când motorul mașinii nu funcționează, nu există tensiune la ieșirea fazei generatorului, iar regulatorul de tensiune în acest caz intră într-un mod care împiedică descărcarea bateriei la înfășurarea de excitație. De exemplu, când comutatorul de aprindere este pornit, circuitul regulator comută tranzistorul de ieșire într-un mod oscilator, în care curentul din înfășurarea câmpului este mic și se ridică la fracțiuni de amper. După pornirea motorului, semnalul de la ieșirea fazei generatorului comută circuitul regulatorului la funcționarea normală. În acest caz, circuitul regulator controlează și lampa pentru monitorizarea stării de funcționare a grupului electrogen.

Introducere

Scopul este de a studia parametrii de proiectare și diagnosticare ai regulatoarelor de tensiune.

1. Luați în considerare proiectarea regulatoarelor de tensiune.

2. Studiați procedura de conectare a generatorului și a regulatorului de tensiune la instalație.

3. Îndepărtați parametrii de diagnosticare ai regulatorului de tensiune conform procedurii de efectuare a lucrărilor de laborator.

4. Evaluați rezultatele obținute.

5. Întocmește un raport cu privire la munca depusă.

Teorie

Principiul de funcționare al regulatorului de tensiune

Regulatorul de tensiune menține tensiunea rețelei de bord în limitele specificate în toate modurile de funcționare - atunci când se modifică viteza rotorului generatorului, sarcina electrică și temperatura ambiantă. În plus, poate îndeplini funcții suplimentare - protejează elementele grupului electrogen de condiții de urgență și suprasarcini, include automat circuitul de putere al grupului generator sau înfășurarea de excitație în rețeaua de bord.

Conform designului lor, regulatoarele sunt împărțite în tranzistori fără contact, tranzistori de contact și vibrații (regulatoare cu relee). Un tip de regulatoare cu tranzistori fără contact sunt regulatoare integrate, realizate folosind o tehnologie hibridă specială, sau monolitice - pe un singur cristal de siliciu. În ciuda unui design atât de variat, toate regulatoarele funcționează pe același principiu.

Tensiunea generatorului depinde de trei factori - viteza de rotație a rotorului său, curentul de sarcină și mărimea fluxului magnetic creat de înfășurarea câmpului, care depinde de curentul din această înfășurare. Orice regulator de tensiune conține:

· un element sensibil care detectează tensiunea generatorului (de obicei un divizor de tensiune la intrarea regulatorului),

· element de comparație, în care tensiunea generatorului este comparată cu o valoare de referință,

· un regulator care modifică puterea curentului în înfăşurarea de excitaţie dacă tensiunea generatorului diferă de valoarea de referinţă.

În regulatoarele reale, mărimea de referință poate să nu fie neapărat tensiunea electrică, ci orice mărime fizică care își menține valoarea destul de stabil, de exemplu, forța de tensiune a arcului în regulatoare de vibrații și de contact-tranzistor.

În regulatoarele cu tranzistori, valoarea de referință este tensiunea de stabilizare a diodei zener, la care este furnizată tensiunea generatorului printr-un divizor de tensiune. Curentul din înfășurarea câmpului este controlat de un releu electronic sau electromagnetic.

Viteza rotorului și sarcina generatorului se modifică în funcție de modul de funcționare al vehiculului, iar un regulator de tensiune de orice tip compensează efectul acestei modificări asupra tensiunii generatorului prin afectarea curentului din înfășurarea câmpului. În acest caz, un regulator de vibrații sau de contact-tranzistor conectează și deconectează un rezistor în serie de la circuitul de înfășurare de excitație (în regulatoarele de vibrații în două trepte, când funcționează în a doua etapă, „scurtcircuitează” această înfășurare la masă), și un regulator de tensiune a tranzistorului fără contact conectează și deconectează periodic înfășurarea de excitație de la circuitele de putere.

În ambele opțiuni, modificarea curentului de excitație se realizează prin redistribuirea timpului în care elementul de comutare al controlerului se află în stările pornit și oprit.

Dacă curentul de excitație trebuie crescut, de exemplu, pentru a stabiliza tensiunea, atunci la regulatoarele de vibrații și de contact cu tranzistor timpul de pornire a rezistorului scade în comparație cu timpul în care se oprește, iar la un regulator de tranzistor timpul de înfășurare a câmpului scade. este pornit în circuitul de alimentare crește în raport cu timpul de oprire.

În fig. Figura 2.1 prezintă efectul regulatorului asupra intensității curentului în înfășurarea câmpului pentru două viteze ale rotorului generatorului n1 și n2, iar viteza de rotație n2 este mai mare decât n1.

La o viteză de rotație mai mare, timpul relativ de pornire a înfășurării de excitație la circuitul de putere de către regulatorul de tensiune a tranzistorului scade, valoarea medie a curentului de excitație scade și astfel se realizează stabilizarea tensiunii.

Orez. 2.1. Modificarea curentului în înfășurarea câmpului

la viteză diferită a rotorului n(n2>n1)

ton și toff – timpul în care releul este în stările pornit și, respectiv, oprit.

Pe măsură ce sarcina crește, tensiunea scade, timpul relativ de pornire al înfășurării crește, iar curentul mediu crește, astfel încât tensiunea generatorului rămâne practic neschimbată.

În fig. Figura 2.2 prezintă caracteristicile de control tipice ale unui grup electrogen, arătând modul în care curentul din înfășurarea câmpului se modifică cu o tensiune constantă și o modificare a vitezei de rotație sau a curentului de sarcină. Limita inferioară a frecvenței de comutare a controlerului este de 25-30 Hz.

Orez. 2.2. Dependența tensiunii și curentului generatorului în înfășurarea câmpului de viteza de rotație (a) și curentul de sarcină (b)