Управление электроснабжением потребителей электроэнергии на автомобилях и тракторах

Когда напряжение генератора и напряжение стабилизации стабилитрона становятся равны, стабилитрон открывается ("пробивается"), транзистор VT1 переходит в состояние насыщения (напряжение на переходе эмиттер-коллектор мало) и шунтирует переход база-эмиттер транзистора VT2. Транзистор VT2 закрывается, ток через обмотку возбуждения не протекает. Напряжение генератора начинает уменьшаться,

и при определенном его значении стабилитрон закрывается. Весь процесс регулирования периодически повторяется. Пульсации выходного напряжения генератора сглаживаются на выходном емкостном фильтре, функции которого выполняет аккумуляторная батарея.

В применяемых в настоящее время САР напряжения АиТ регуляторы напряжения выполняются исключительно на электронных элементах. В генераторных установках электронные элементы, узлы и устройства изготавливаются из полупроводниковых материалов (чаще всего из кремния) с использованием различных технологических процессов. Для элементов базовыми являются гибридная и полупроводниковая (интегральная) технологии.

Узлы и устройства, имеющие определенное схемное решение, могут быть воплощены в различных конструкциях, при изготовлении которых используются соответствующие технологии. Современный уровень развития микроэлектроники позволяет производить узлы и устройства в виде интегральных микросхем и отказаться от традиционных конструкций со сборкой, монтажом и пайкой дискретных элементов на платах.

На рис.1.5. представлена принципиальная схема САР напряжения автомобильного генератора типа EE14V3 фирмы Bosch, работа которой полностью соответствует ранее рассмотренной САР. Практические схемы усложняются за счет введения дополнительных элементов, улучшающих качество работы системы и ее динамические характеристики. Так, с помощью диода VD1 осуществляют температурную компенсацию параметров стабилитрона, конденсатор С является фильтром на входе регулятора, сопротивление R7 выполняет функции жесткой обратной связи, обеспечивающей ускоренное переключение транзисторов, диод VD3 гасит обратное напряжение на транзисторах. Соединение транзисторов VT2 и VT3, при котором их коллекторные выводы объединены, а питание базовой цепи одного транзистора производится от эмиттера другого, называется схемой Дарлингтона. При таком соединении оба транзистора могут рассматриваться как один составной транзистор с большим коэффициентом усиления. Использование дополнительного выпрямителя VD4 . VD6 до питания обмотки возбуждения устраняет разряд батареи GA при выключенном двигателе.

Все системы автомобилей, как правило, снабжаются устройствами контроля и диагностики. В генераторной установке для контроля работоспособности используются лампа HL и резистор R8. При неработающем двигателе автомобиля замыкание контактов выключателя зажигания SA позволяет току от аккумуляторной батареи GA через лампу HL поступать в обмотку возбуждения генератора. Этим обеспечивается первоначальное возбуждение генератора. Если лампа HL горит, значит в цепи обмотки генератора нет обрыва. После запуска двигателя напряжения на выводах генератора D+ и В+ выравниваются и лампа гаснет. Если генератор при работающем двигателе не вырабатывает напряжение, то лампа HL продолжает гореть и в этом режиме, что является сигналом об отказе генератора или обрыве его привода. Введение резистора R8 в цепь лампы позволяет контролировать целость обмотки возбуждения. В случае обрыва обмотки возбуждения при работающем двигателе лампа загорается.

Рассмотрим процесс регулирования в непрерывной двухпозиционной системе автоматического регулирования.

Характер процесса регулирования при использовании непрерывных квантованных сигналов в регуляторе позиционного действия определяется статической характеристикой релейного элемента и свойствами элементов системы автоматического регулирования, описываемыми линейными дифференциальными уравнениями. В линейной части системы первостепенное значение имеют параметры объекта регулирования, которые определяют характер дифференциального уравнения, описывающего его функционирование. В теории автоматического регулирования дифференциальные уравнения представляются в виде передаточных функций.

В замкнутой САР при статической характеристике релейного элемента с зоной нечувствительности в установившемся режиме возникают устойчивые автоколебания с определенной частотой (периодом) и амплитудой. Зона нечувствительности определяется порогами срабатывания Ucp6p и возврата С4озр релейного элемента. Параметры колебательного процесса в установившемся режиме определяются передаточной функцией объекта регулирования.

где UH и Un - напряжения, приложенные к цепи возбуждения соответственно во время импульса и паузы тока возбуждения; RB„ и RBn - сопротивления цепи возбуждения соответственно во время импульса и паузы; LB. „ и LB п - индуктивности цепи возбуждения соответственно во время импульса и паузы.

где к - коэффициент, учитывающий изменение структуры регулятора, равный UnRBj(UKRBn); с - коэффициент, учитывающий изменение параметров цепи возбуждения, равный Твп/Тви = = А,. ПЛВИ/(ХВИЛВП); Твм, Тва - электромагнитные постоянные цепи возбуждения, равные соответственно LBJRBK, LBJRBn.

Начальные силы тока /, и /2 можно определить из граничных условий (см. рис.1.2, а): ^(0) = h(x2); 'i(ti) = 'г(О). Для граничных условий:

Решая систему уравнений (1.3), можно найти выражения для токов 1Х = / [(с, ух, к, тв); /2 = /2(с, ут, к, тв) и пульсацию силы тока возбуждения А/в = /j - h, где ут = хх/Т - относительная длительность импульса; тв = Т/Твм - относительная длительность периода переключений реле; Т=тх + т2 - период переключений реле. Среднюю силу тока возбуждения определяют путем интегрирования:

 Скачать реферат