Znak-ekb.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Термокомпенсация для реле регулятора

Термокомпенсация для реле регулятора

Поиск

Температурная компенсация регулятора напряжения
Статьи
10.01.2014 23:42

При увеличении температуры обмоток регулятора увеличивается их сопротивление, уменьшается ток и намагничивание сердечника, что приводит к повышению напряжения, поддерживаемого регулятором.

Для поддержания постоянного напряжения генератора при изменении температуры регулятора применяют сопротивление температурной компенсации и магнит­ные шунты.

Сопротивление температурной компенсации выполняют из нихрома и включают последовательно основной обмотке регулятора. Вследствие незначительного изменения сопротивления нихрома при повышении температуры напряжение генератора будет возрастать незначительно (до 12%).

Магнитный шунт представляет собой пластинку из сплава никеля с железом (31% никеля, 69% железа) или из сплава никеля с железом и алюминием (34% никеля, 1,5% алюминия, 64,5% железа). При работе регулятора напряжения магнитный поток между сердечником и ярмом замыкается в основном через стальной якорек и частично через магнитный шунт, минуя якорек.

С помощью магнитного шунта обеспечивается температурное корректирование напряжения генератора. При повышении температуры окружающей среды напряжение генератора понижается, а при понижении повышается, что обеспечивает, нормальный режим заряда аккумуляторной батареи.

Магнитное сопротивление шунта возрастает при увеличении температуры сплава и снижается при ее уменьшении.

При повышении температуры окружающей среды возрастает и температура магнитного шунта. При этом магнитное сопротивление шунта становится большим и замыкающаяся через него часть магнитного потока уменьшается. Несмотря на уменьшение магнитного потока сердечника вследствие уменьшения тока в обмотке при нагреве величина замыкающейся через якорек части магнитного потока остается неизменной. При этом размыкание контактов регулятора напряжения, а следовательно, и величина регулируемого напряжения будет оставаться постоянной независимо от температуры регулятора.

Двухступенчатый регулятор уменьшает искрение контактов, зависящее от величины добавочного сопротивления, подобранного для предельных чисел оборотов вала двигателя. На средних числах оборотов регулятор работает на контактах 12. При дальнейшем повышении числа оборотов генератора контакты 12 разомкнутся. Напряжение генератора начнет увеличиваться, а следовательно, и увеличится ток в обмотке регулятора.

Якорек регулятора еще более притянется к сердечнику и контакты 2-3 замкнутся. Обмотка возбуждения окажется накоротко замкнутой и ток в ней резко уменьшится. Напряжение генератора начнет падать, контакты 23 разомкнутся и процесс будет повторяться. Регулятор будет работать на верхней паре контактов 23. Так как в этом случае добавочное сопротивление рассчитывается на меньший диапазон изменения числа оборотов, то величина его может быть взята меньшая, чем величина добавочного сопротивления двухконтактного регулятора, и искрение контактов будет небольшим.

В одноступенчатом регуляторе для уменьшения искрения параллельно контактам включается конденсатор.

Термокомпенсация для реле регулятора

Поиск

Температурная компенсация регулятора напряжения
Статьи
10.01.2014 23:42

При увеличении температуры обмоток регулятора увеличивается их сопротивление, уменьшается ток и намагничивание сердечника, что приводит к повышению напряжения, поддерживаемого регулятором.

Для поддержания постоянного напряжения генератора при изменении температуры регулятора применяют сопротивление температурной компенсации и магнит­ные шунты.

Сопротивление температурной компенсации выполняют из нихрома и включают последовательно основной обмотке регулятора. Вследствие незначительного изменения сопротивления нихрома при повышении температуры напряжение генератора будет возрастать незначительно (до 12%).

Магнитный шунт представляет собой пластинку из сплава никеля с железом (31% никеля, 69% железа) или из сплава никеля с железом и алюминием (34% никеля, 1,5% алюминия, 64,5% железа). При работе регулятора напряжения магнитный поток между сердечником и ярмом замыкается в основном через стальной якорек и частично через магнитный шунт, минуя якорек.

С помощью магнитного шунта обеспечивается температурное корректирование напряжения генератора. При повышении температуры окружающей среды напряжение генератора понижается, а при понижении повышается, что обеспечивает, нормальный режим заряда аккумуляторной батареи.

Магнитное сопротивление шунта возрастает при увеличении температуры сплава и снижается при ее уменьшении.

При повышении температуры окружающей среды возрастает и температура магнитного шунта. При этом магнитное сопротивление шунта становится большим и замыкающаяся через него часть магнитного потока уменьшается. Несмотря на уменьшение магнитного потока сердечника вследствие уменьшения тока в обмотке при нагреве величина замыкающейся через якорек части магнитного потока остается неизменной. При этом размыкание контактов регулятора напряжения, а следовательно, и величина регулируемого напряжения будет оставаться постоянной независимо от температуры регулятора.

Двухступенчатый регулятор уменьшает искрение контактов, зависящее от величины добавочного сопротивления, подобранного для предельных чисел оборотов вала двигателя. На средних числах оборотов регулятор работает на контактах 12. При дальнейшем повышении числа оборотов генератора контакты 12 разомкнутся. Напряжение генератора начнет увеличиваться, а следовательно, и увеличится ток в обмотке регулятора.

Якорек регулятора еще более притянется к сердечнику и контакты 2-3 замкнутся. Обмотка возбуждения окажется накоротко замкнутой и ток в ней резко уменьшится. Напряжение генератора начнет падать, контакты 23 разомкнутся и процесс будет повторяться. Регулятор будет работать на верхней паре контактов 23. Так как в этом случае добавочное сопротивление рассчитывается на меньший диапазон изменения числа оборотов, то величина его может быть взята меньшая, чем величина добавочного сопротивления двухконтактного регулятора, и искрение контактов будет небольшим.

В одноступенчатом регуляторе для уменьшения искрения параллельно контактам включается конденсатор.

Термокомпенсация для реле регулятора

Бесплатная техническая библиотека:
▪ Все статьи А-Я
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
▪ Новости науки и техники
▪ Журналы, книги, сборники
▪ Архив статей и поиск
▪ Схемы, сервис-мануалы
▪ Электронные справочники
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Голосования
▪ Ваши истории из жизни
▪ На досуге
▪ Случайные статьи
▪ Отзывы о сайте

Справочник:
▪ Большая энциклопедия для детей и взрослых
▪ Биографии великих ученых
▪ Важнейшие научные открытия
▪ Детская научная лаборатория
▪ Должностные инструкции
▪ Домашняя мастерская
▪ Жизнь замечательных физиков
▪ Заводские технологии на дому
▪ Загадки, ребусы, вопросы с подвохом
▪ Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
▪ Искусство аудио
▪ Искусство видео
▪ История техники, технологии, предметов вокруг нас
▪ И тут появился изобретатель (ТРИЗ)
▪ Конспекты лекций, шпаргалки
▪ Крылатые слова, фразеологизмы
▪ Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
▪ Любителям путешествовать — советы туристу
▪ Моделирование
▪ Нормативная документация по охране труда
▪ Опыты по физике
▪ Опыты по химии
▪ Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
▪ Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
▪ Охрана труда
▪ Радиоэлектроника и электротехника
▪ Строителю, домашнему мастеру
▪ Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
▪ Чудеса природы
▪ Шпионские штучки
▪ Электрик в доме
▪ Эффектные фокусы и их разгадки

Техническая документация:
▪ Схемы и сервис-мануалы
▪ Книги, журналы, сборники
▪ Справочники
▪ Параметры радиодеталей
▪ Прошивки
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатный архив статей
(150000 статей в Архиве)

Алфавитный указатель статей в книгах и журналах

Бонусы:
▪ Ваши истории
▪ Загадки для взрослых и детей
▪ Знаете ли Вы, что.
▪ Зрительные иллюзии
▪ Веселые задачки
▪ Каталог Вивасан
▪ Палиндромы
▪ Сборка кубика Рубика
▪ Форумы
▪ Карта сайта

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на http://www.diagram.com.ua


сделано в Украине

Реле-регулятор с термокомпенсацией

В статье рассмотрен автомобильный реле-регулятор на микроконтроллере PIC12F675, встраиваемый в штатный корпус регулятора. Основная его особенность — поддержание оптимального напряжения на выводах аккумуляторной батареи при работающем двигателе в зависимости от ее температуры.

В журналах и Интернете довольно много сказано о «жизни» автомобильных аккумуляторных батарей (АКБ) и представлено немало различных зарядных устройств, от простых до сложных, восстанавливающих «жизнь» АКБ. Большой интерес обусловлен тем, что автомобильные реле-регуляторы напряжения зачастую не обеспечивают оптимальной подзарядки батареи, особенно в зимнее время. К тому же зарядные устройства предназначены для профилактической зарядки вне автомобиля, что не совсем удобно. Как известно, напряжение свинцового аккумулятора зависит от его температуры. Чем ниже температура, тем ниже скорость протекания химических реакций и тем больше должно быть приложено напряжение к АКБ при зарядке. Штатные реле-регуляторы зачастую построены по простым компараторным схемам и неспособны обеспечить правильную зарядку. В продаже есть и термокомпенсированные регуляторы, но установленные внутрь генератора, и нагревшись от двигателя, они также неспособны правильно следить за температурой АКБ. Существуют еще трехуровневые регуляторы, но они требуют хотя и редкого, но ручного переключения режима по напряжению (например, «минимум», «норма», «максимум») в соответствии с температурой за бортом автомобиля.

Предлагаемое устройство заменяет штатный реле-регулятор напряжения и позволяет эффективно использовать АКБ, не допуская ее перезарядки и недозарядки при изменении температуры самой АКБ.


Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Схема регулятора представлена на рис. 1. Его «сердцем» является микроконтроллер DD1 PIC12F675-I/SN, тактирующийся от внутреннего генератора частотой 4 МГц. На микроконтроллер через делитель на резисторах R1 и R2 подается напряжение непосредственно с плюсового вывода аккумулятора (+АКБ). На ней же и закреплен датчик температуры ВК1 (LM135Z). Это аналоговый датчик с линейной зависимостью напряжения от температуры (ТКН = +10 мВ/К). Конденсаторы С1 и C3 — помехоподавляющие. Микроконтроллер с помощью встроенного АЦП преобразует аналоговый сигнал датчика в цифровой код. Шаг измерения температуры в программе — 2 °С. По полученному значению программа вычисляет нужное напряжение.


Рис. 2

Вычисление происходит на основе загруженной таблицы, построенной по графику, показанному на рис. 2. Вычисленное напряжение сравнивается с реальным на аккумуляторе, и если оно меньше необходимого, то микроконтроллер включает обмотку возбуждения (ОВ) генератора автомобиля. Чтобы исключить многократные переключения на пороговых значениях напряжений, предусмотрен гистерезис около 0,2 В между включением и выключением ОВ. Обмотка управляется ключом на полевом транзисторе VT1 IRLR2705.

Для повышения надежности устройства и ускорения переключения транзистора VT1 затвор последнего подключается сразу к двум выходам GP4 и GP5 микроконтроллера DD1. Питается микроконтроллер напряжением +5 В от интегрального стабилизатора DA1 L78L05CD. Такое же напряжение используется и в качестве образцового для внутреннего АЦП микроконтроллера. Сток транзистора VT1 подключен к проводу, идущему на зажим Ш, а через диод VD1 — к проводу, идущему на зажим В штатного реле-регулятора (см. схему электрооборудования автомобиля ВАЗ-2109). Потребляемый ток устройства — около 4 мА.


Рис. 3


Рис. 4

Печатная плата изготовлена из одностороннего фольгированного стеклотекстолита размерами 27×21 мм. Чертеж платы показан на рис. 3, а на рис. 4 — расположение элементов в масштабе 2:1. Все резисторы и неполярные конденсаторы — для поверхностного монтажа типоразмера 0805, С4 — оксидный танталовый типоразмера А или В. К контактным площадкам на плате припаяны выходящие наружу через отверстие провода со стандартной четырехконтактной колодкой на конце. Собранный регулятор помещен в корпус штатного реле-регулятора автомобиля ВАЗ-2109 старого образца. Корпус был аккуратно вскрыт, и на место старой платы приклеена новая. Датчик температуры LM135Z приклеен к толстой латунной шайбе теплопроводящим клеем. Эту шайбу затем фиксируют болтом крепления плюсового провода к выводу АКБ. К ней же припаивают питающий провод устройства, идущий от зажима Б.

Разьем ICSP для программирования не предусмотрен, поэтому микроконтроллер необходимо запрограммировать заранее либо соединить разъем программатора с соответствующими печатными площадками на плате тонкими проводами.


Рис. 5

Внешний вид собранного регулятора показан на рис. 5. Его необходимо наладить при температуре +20 °С до установки в корпус. Отключают датчик температуры ВК1 и резистор R1, к затвору транзистора VT1 подключают вольтметр (желательно цифровой). Далее от

регулируемого источника питания подают напряжение +13,8 В на вход стабилизатора DA1 и проверяют наличие напряжения +5±0,1 В на его выходе. На затворе VT1 должен быть высокий логический уровень. Подключают вывод резистора R1. В этот момент высокий логический уровень на затворе VT1 должен смениться на низкий. Подборкой резистора R2 добиваются четкого появления высокого уровня при напряжении 13,6 В и низкого при 13,8 В. Затем подключают вывод датчика температуры ВК1. При +20 °С порог переключения должен быть 14. 14,2 В. Подключив маломощную лампу на 12 В между стоком транзистора VT1 и плюсом источника питания, убеждаются в правильном переключении транзистора при изменении напряжения питания. На этом налаживание можно считать законченным.

При установке на автомобиль необходимо следить, чтобы провода от регулятора не оказались рядом с высоковольтными, а также защитить контактную колодку от попадания воды и грязи. Желательно применить экранированные провода для цепей питания и датчика температуры.

Этот регулятор напряжения эксплуатируется на автомобиле уже два года, и сбоев замечено не было. Во время лютых сибирских морозов аккумулятор отдавал заметно больший ток стартеру, а в жаркие дни не перезаряжался.

Программу микроконтроллера и чертеж печатной платы в формате Lay можно скачать с ftp://ftp.radio.ru/pub/2013/04/termoreg.zip.

Смотрите другие статьи раздела Автомобиль. Электронные устройства.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Автомобильное реле напряжения с термокомпенсацией.

Каждый автолюбитель знает, что со старым аккумулятором это не жизнь. Поэтому сегодня разработано немало зарядных устройств, способных продлить срок эксплуатации автомобильных аккумуляторных батарей посредством проведения их оптимальной подзарядки.

Как известно, напряжение свинцово-кислотного аккумулятора напрямую зависит от его температуры. Чем температура ниже, там медленнее протекают химические реакции. Соответственно, тем выше должно быть приложено напряжение к батарее при ее подзарядке. Большинство штатных реле напряжения не учитывают эту особенность.

На рис. 1 указана принципиальная схема автомобильного реле напряжения с термокомпенсацией, которое не допускает недозарядку и перезарядку аккумуляторной батареи при изменении ее температуры. Обозначения «Б», «В» и «Ш» адаптированы под схему электрооборудование автомобиля ВАЗ-2109.

Реле построено на базе микропроцессора DD1 PIC12F675-I/SN с тактовой частотой 4 МГц. Питание микропроцессора DD1 происходит от интегрального стабилизатора DA1 L78L05CD, напряжением +5 В. Это же напряжение используется как образцовое для аналогово-цифрового преобразователя микропроцессора.

Непосредственно с плюсовой клеммы аккумулятора, через резисторы R1 и R2 напряжение подаётся на микропроцессор DD1. На этой клемме также закреплен аналоговый датчик температуры ВК1 LM135Z с прямой зависимостью напряжения от температуры. При этом конденсаторы С1 и С3 выполняют функцию подавления помех.

Далее, встроенный в микропроцессор аналогово-цифровой преобразователь преобразует аналоговый сигнал датчика в цифровой с шагом изменения температуры в 2 ?С. На основании графика зависимости напряжения от температуры (см. рис. 2), программа вычисляет необходимое напряжение.

Если оно ниже реального напряжения на клеммах аккумулятора, микропроцессор подает сигнал на включение обмотки возбуждения генератора автомобиля. Программой микропроцессора предусмотрен гистерезис напряжением около 0,2 В между включением и отключением обмотки возбуждения с целью исключения многократных переключений на пороговых значениях напряжения.

Обмотка генератора управляется при помощи полевого транзистора VT1 IRLR2705. Он подключен сразу к двум входам GP4 и GP5 микропроцессора DD1. Это сделано с целью повышения надежности устройства в целом и ускорения переключения самого транзистора VT1. Сток транзистора VT1 подключен к клемме «Ш», а также через диод VD1 – к клемме «В» штатного регулятора напряжения. Потребляемый устройством ток не превышает 4 мА.

Все элементы реле напряжения размещены на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита размером 21*27 мм. На рис. 4 показан чертеж платы с расположением элементов. Все элементы печатной платы предназначены для поверхностного монтажа и имеют типоразмер «0805», за исключением оксидного танталового конденсатора С4 типоразмера «А» или «В». Реле подключается при помощи проводов, припаянных к контактным площадкам на плате и стандартным четырех-контактным клеммником на конце.

Собранное реле помещается в корпус штатного реле напряжения автомобиля. Для этого корпус реле необходимо аккуратно вскрыть и на место старого реле прикрепить по месту новое. Датчик температуры ВК1 LM135Z крепится к толстой медной или латунной шайбе при помощи термопасты или теплопроводящего клея. Затем шайбу с датчиком температуры монтируют на плюсовую клемму аккумуляторной батареи. Сюда же припаивают провод питания идущего от клеммы «Б» реле.

Микропроцессор DD1 устройства необходимо запрограммировать заранее, поскольку в реле не предусмотрен разъем для программирования. Для этого при помощи тонких проводов необходимо соединить разъем программатора с соответствующими площадками на печатной плате.

Собранное реле необходимо наладить до установки в корпус. Наладку необходимо проводить при температуре окружающей среды +20 ?С. Датчик температуры ВК1 и резистор R1 следует отключить. К затвору транзистора VT1 подключается цифровой вольтметр. Затем от регулируемого источника питания на вход стабилизатора DA1 подают напряжение +13,8 В. На выходе со стабилизатора напряжение должно быть равным +5 В с отклонением не более ±0,1 В. При этом на затворе транзистора VT1 должен быть высокий логический уровень. При подключении вывода резистора R1 логический уровень затвора транзистора VT1 должен смениться на низкий.

Подборкой сопротивления резистора R2 необходимо добиться четкого появления высокого логического уровня транзистора при напряжении 13,6 В и низкого – при 13,8 В. При подключении вывода датчика температуры ВК1, при температуре +20 ?С, порог переключения должен составлять 14,0-14,2 В. Правильность переключения полевого транзистора VT1 при изменении напряжения можно проверить при помощи маломощной лампы на 12 В. Ее подключают между плюсом источника питания и стоком транзистора VT1. Если при включении и отключении лампы происходит переключение – наладку можно считать оконченной.

При установке реле на автомобиль необходимо применять экранированные провода датчика температуры и цепей питания. Монтаж проводки от реле следует проводить так, чтобы она не оказалась рядом с высоковольтными проводами. Также необходимо защитить клеммную колодку от попадания грязи и воды.

Люди, которые опробовали это реле в работе, утверждают, что при пуске двигателя в лютый мороз аккумулятор отдает заметно больший ток стартеру, а жарким летом не поддается перезарядке.

Программу микроконтроллера и чертёж печатной платы в формате Lay можно скачать ЗДЕСЬ …

Автор; Н. Овчинников, г. Красноярск

Читать еще:  Томагавк 9010 инструкция по автозапуску как настроить
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector