Trīsfāzu motociklu sprieguma regulatora shēmas

Šajā ziņojumā ir apspriests PWM kontrolētas vienkāršas trīsfāzu motociklu sprieguma regulatora ķēdes saraksts, ko var izmantot, lai kontrolētu akumulatora uzlādes spriegumu lielākajā daļā divu riteņu. Ideju pieprasīja Juniora kungs.

Tehniskās specifikācijas

sveiki, mans vārds ir jaunākais, dzīvojošs Brazīlijā, un strādāju ar ražošanas un atjaunošanas regulatora taisngrieža motocikla spriegumu, un es novērtētu palīdzību u no sistēmas 300 vati,

Es gaidu atgriešanos
uz.
jaunākais

Dizains

Piedāvātā motocikla trīsfāzu sprieguma regulatora ķēde ir redzama zemāk redzamajā diagrammā.

Shēma ir diezgan viegli saprotama.

Ģeneratora 3 fāžu izeja tiek secīgi pielietota trīs jaudas tranzistoros, kuri būtībā darbojas kā manevrēšanas ierīces ģeneratora strāvai.

Tā kā mēs visi to darbināmies, ģeneratora tinumu var pakļaut milzīgiem reversajiem EML, tādā mērā, lai varētu saplēst tinuma izolācijas pārsegu, kas to neatgriezeniski iznīcina.

Ģeneratora potenciāla regulēšana, izmantojot manevru vai īssavienojuma metodi, palīdz kontrolēt ģeneratora potenciālu, neradot tajā negatīvas sekas.

Manevrēšanas perioda laiks šeit ir izšķirošs un tieši ietekmē strāvas lielumu, kas beidzot var sasniegt taisngriezi un uzlādēto akumulatoru.

Ļoti vienkāršs veids kontrolējot manevru laika periodu ir, kontrolējot trīs BJT vadīšanu, kas savienoti visā ģeneratora 3 tinumā, kā parādīts diagrammā.

BJT vietā varēja izmantot arī Mosfets, taču tas varētu būt dārgāks nekā BJT.

Metode tiek ieviesta, izmantojot a vienkārša 555 IC PWM shēma.

Mainīgais PWM izvads no IC pin3 tiek piemērots pāri BJT pamatnēm, kuras savukārt ir spiestas vadīt kontrolēti atkarībā no PWM darba cikla.

Saistītais katls ar IC 555 ķēde ir atbilstoši noregulēts, lai iegūtu pareizu vidējo RMS spriegumu uzlādējamam akumulatoram.

Metode, kas parādīta trīsfāzu motocikla sprieguma regulatora ķēdē, izmantojot mosfetus, var tikt vienlīdz ieviesta atsevišķiem ģeneratoriem, lai iegūtu identiskus rezultātus.

Maksimālā sprieguma regulēšana

Lai uzturētu pievienotā akumulatora drošu uzlādes sprieguma līmeni, iepriekš minētajā ķēdē var iekļaut pīķa sprieguma regulēšanas funkciju.

Kā redzams, IC 555 zemes līniju pārslēdz NPN BC547, kura pamatni kontrolē ģeneratora maksimālais spriegums.

Kad maksimālais spriegums pārsniedz 15 V, BC547 vada un aktivizē IC 555 PWM shēmu.

Tagad MOSFET vada un sāk manevrēt lieko spriegumu no ģeneratora uz zemi ar ātrumu, ko nosaka PWM darba cikls.

Šis process novērš ģeneratora sprieguma pārsniegšanu virs šī sliekšņa, tādējādi nodrošinot, ka akumulators nekad nav pārāk uzlādēts.

Transistors ir BC547, un pin5 kondensators ir 10nF

Motociklu akumulatoru uzlādes sistēma

Otrs zemāk parādītais dizains ir Rectifier plus Regulator motociklu trīsfāzu uzlādes sistēmai. Taisngriezis ir pilna viļņa, un regulators ir šunta tipa regulators.

Autors: Abu Hafss

Motocikla uzlādes sistēma atšķiras no automašīnas. Automašīnu sprieguma ģenerators vai ģenerators ir elektromagnēta tips, kuru ir diezgan viegli regulēt. Tā kā motociklu ģeneratori ir pastāvīga magnēta tipa.

Ģeneratora sprieguma izeja ir tieši proporcionāla apgriezieniem minūtē, t.i., pie liela apgriezienu skaita ģenerators radīs augstu spriegumu, kas pārsniedz 50 V, tāpēc regulators kļūst būtisks, lai aizsargātu visu elektrisko sistēmu un arī akumulatoru.

Dažiem maziem velosipēdiem un trīsriteņu braucamrīkiem, kas nedarbojas lielā ātrumā, ir tikai 6 diodes (D6-D11), lai veiktu pilnvada labošanu. Viņiem nav nepieciešama regulēšana, bet šīs diodes ir ar augstu ampēru nominālu un darbības laikā izkliedē daudz siltuma.

Velosipēdiem ar pienācīgi regulētu uzlādes sistēmu parasti tiek izmantots šunta tipa regulējums. Tas tiek darīts, saīsinot ģeneratora tinumus vienam maiņstrāvas viļņu formas ciklam. Katrā fāzē kā manevrēšanas ierīci izmanto SCR vai dažreiz tranzistoru.

Ķēdes shēma

Ķēdes darbība

Tīkls C1, R1, R2, ZD1, D1 un D2 veido sprieguma noteikšanas ķēdi, un tas ir paredzēts iedarbināšanai pie aptuveni 14,4 voltiem. Tiklīdz uzlādes sistēma pārsniedz šo sliekšņa spriegumu, T1 sāk vadīt.

Tas nosūta strāvu uz visiem trīs SCR S1, S2 un S3 vārtiem caur strāvas ierobežojošajiem rezistoriem R3, R5 un R7. D3, D4 un D5 ir svarīgi, lai izolētu vārtus viens no otra. R4, R6 un R8 palīdz iztukšot iespējamo noplūdi no T1. S1, S2 un S3 vajadzētu termiski iegremdēt un izolēt viens no otra, izmantojot vizlas izolatoru, ja izmanto kopēju siltuma izlietni.

Taisngriezim ir trīs iespējas:

a) Sešas automobiļu diodes

b) Viens trīsfāžu taisngriezis

c) divi tilta taisngrieži

Visiem jābūt vismaz 15A vērtībā un karstiem.

Automobiļu diodes ir divu veidu pozitīvs vai negatīvs, tāpēc tās attiecīgi jāizmanto. Bet viņiem var būt grūti sazināties ar siltuma izlietni.

Divu tilta taisngriežu izmantošana

Ja izmantojat divus tilta taisngriežus, tos var izmantot, kā parādīts attēlā.

Tilta taisngriezis

Automobiļu diodes

3 fāžu taisngriezis

Tilta taisngriezis

Efektīva akumulatora uzlāde, izmantojot motocikla šunta regulēšanu

Šī e-pasta saruna starp dedzīgu pētnieku / inženieri Leoneardu un mani palīdz mums uzzināt dažus ļoti interesantus faktus par motociklu šunta regulatoru trūkumiem un ierobežojumiem. Tas arī palīdz mums uzzināt, kā uzlabot koncepciju vienkārši par efektīvu, tomēr lētu dizainu.

Leonards:

Jums ir interesanta trase, bet .....
Manam motociklam ir 30 ampēru ģenerators, par kuru esmu pārliecināts, ka tā ir RMS, un tā maksimums ir 43,2 ampēri. Jūsu 25 Amp ķēde, visticamāk, vispār neizturēs ilgi.
Tomēr .....
Ieteikto taisngriežu vietā SQL50A ir novērtēts ar 50 ampēriem pie 1000 voltu. Tas ir trīsfāzu taisngriežu modulis, un tam nevajadzētu būt problēmām, apstrādājot 45 ampēru maksimumu. (Man ir divi pie rokas.)
Tas arī nozīmē, ka SCR būs jārīkojas ar to, ka Amperage un trim HS4040NAQ2 ar RMS strāvu 40 ampēri (neatkārtojas līdz 520 ampēriem) vajadzētu rīkoties ar to diezgan labi. Protams, viņiem būs nepieciešams diezgan veselīgs radiators un laba gaisa plūsma.
Es domāju, ka vadības ķēdei vajadzētu darboties diezgan daudz, kā tas ir.
Pēdējo trīs mēnešu laikā esmu nomainījis 3 regulatorus, un es esmu mēģinājis iemest labu naudu pēc sliktas. Pēdējais kopumā ilga desmit sekundes, pirms arī tas gāja slikti. Es gatavojos būvēt pats un, ja man tas ir jābūvē, lai darbinātu kaujas kuģi, lai tā būtu.
Vēl viena lieta, ko esmu pamanījis, ģeneratorā izmantotie laminējumi ir ievērojami biezāki nekā elektromotoros izmantotie. 18 polu tinums un motors, kas darbojas ar šosejas ātrumu, nozīmē daudz lielāku frekvenci un daudz vairāk virpuļstrāvas dzelzs. Kāda būtu ietekme uz šīm virpuļstrāvām, ja izmantotu virknes regulatoru, kas ļautu spriegumam sasniegt pat 70 voltus (RMS)? Vai tas palielinātu virpuļstrāvas līmeni līdz dzelzs pārkaršanai un varētu sabojāt ģeneratora tinumus? Ja tā, būtu jēga neļaut spriegumam pārsniegt 14 voltu, bet man joprojām ir 20 ampēri, kas nāk no ģeneratora ar ātrumu 1500 apgr./min.

Es:

Paldies! Jā, jums ir jāatbrīvojas no tā augstsprieguma, kas var radīt milzīgu spiedienu uz ģeneratora tinumu, labākais veids ir to pārvietot, izmantojot lielas slodzes MOSFET uz radiatora
https://homemade-circuits.com/wp-content/uploads/2012/10/shunt-3.png

Leonards:

Patiesībā mani ne tuvu neuztrauc sprieguma ietekme uz tinumiem. Tie, šķiet, ir pārklāti ar Poly-Armor Vinyl, ko izmanto arī nejaušiem brūču statoriem, kas darbojas ar 480 voltu spriegumu. Mani daudz vairāk uztrauc siltums no virpuļstrāvām laminējumos, jo tie ir tik biezi. Šeit štatos ar 60 Hz līnijas strāvu motoru laminējumu biezums ir daļa no tā, kas atrodas ģeneratorā. Braucot uz ceļa, frekvence no ģeneratora var būt 1,2 Khtz vai lielāka. Citos gadījumos tas prasītu ferīta serdi, lai novērstu virpuļstrāvas.
Es cenšos izprast virpuļstrāvu lomu šajā lietojumprogrammā. Palielinoties apgriezieniem minūtē, palielinās arī frekvence un virpuļstrāvas. Parazītu slodze, lai izlīdzinātu radīto spriegumu? Līdzeklis, lai izlīdzinātu strāvu, kas radīta ar lielu apgriezienu skaitu? Cik daudz siltuma tas rada? Pietiek, lai sadedzinātu tinumu ar lielu apgriezienu skaitu?
Atrodoties motora iekšpusē, es varu saprast, ka agregāta atdzesēšanai tiek izmantota motoreļļa, tomēr ar spararata centrbēdzes spēku un tajā esošajiem tinumiem es nevaru iedomāties, ka reāls eļļas daudzums nokļūtu pie tiem dzesēšanai.
Augstākais spriegums, ko esmu spējis nolasīt, ir 70 voltu RMS. Ar to nepietiek, lai izlocītos caur PAV pārklājumu uz stieples, ja vien siltums nekļūst pārmērīgs. Tomēr, pārbīdot lieko daudzumu uz zemes, vai ir kāds skaitītājs EMF, kas pretojas rotējošo magnētu magnētiskajam laukam? Un ja tā, cik efektīva tā ir?

Es:

Jā, frekvences palielināšanās radīs lielāku virpuļstrāvu dzelzs bāzes serdenī un palielinās siltumu. Esmu lasījis, ka šunta vadības metode ir laba motoru ģeneratoriem, taču tas nozīmēs arī lielāku slodzi uz ģeneratora riteni un lielāks transportlīdzekļa degvielas patēriņš. Vai ventilatora dzesēšana ir iespēja? ventilatora strāvai var piekļūt no paša ģeneratora.

Leonards:

Baidos, ka dzesēšanas ventilators nav ģeneratora variants. Tas ir uzstādīts iekšpusē, motora iekšpusē, un manam Vulcan ir divi alumīnija pārsegi. (Ģeneratora tinuma nomaiņa nozīmē motora noņemšanu no motocikla.) Es neredzu iespēju samazināt virpuļstrāvas, jo tās ir ko izraisa magnēti, kas rotē spararata iekšpusē. Tomēr es varu samazināt manevrēto strāvu līdz zemei, paaugstinot šunta spriegumu līdz 24 voltiem un sekojot tam ar virknes regulatoru, kas iestatīts uz 14 voltiem. Testējot ģeneratoru, es neredzu lielu efektu no skaitītāja EMF, samazinot īssavienojuma strāvu. Es varu ielādēt ģeneratoru līdz 30 ampēriem, un, saīsinot vadus, es joprojām lasīju 29 ampērus.
Tomēr, ja virpuļstrāvas izmanto kā parazītisku slodzi, lai izlīdzinātu spriegumu un strāvu ar lielu apgriezienu skaitu, tas, šķiet, ir diezgan efektīvs. Kad atvērtās ķēdes spriegums sasniedz 70 V (RMS), tas nepalielinās pat tad, ja motora apgriezienu skaits ir dubultojies. Manevrēšana uz 20 ampēriem uz zemes (kā to dara rūpnīcas regulatori), papildus virpuļstrāvām palielina tinuma siltumu. Samazinot strāvu caur tinumiem, jāsamazina arī tinumu radītais siltums. Tas nesamazinās virpuļstrāvas, bet tam vajadzētu samazināt ģeneratora ģenerēto kopējo siltumu, cerams, saglabājot tinumu izolāciju.
Ņemot vērā tinumu pārklājumu, es ne tuvu neuztraucos par radīto spriegumu. Gadiem ilgi strādājot elektromotoru atjaunošanā, es apzinos, ka HEAT ir vissliktākais izolācijas ienaidnieks. Izolācijas kvalitāte tiek samazināta, palielinoties darba temperatūrai. Apkārtējās temperatūras apstākļos PAV pārklājums var noturēt 100 voltu pagriezienu pret pagriezienu. Bet paaugstiniet šo temperatūru par 100 C, un tā var arī nebūt.
Es arī esmu ziņkārīgs. Elektromotori izmanto tērauda sakausējumu ar 3% silīcija, lai samazinātu izturību pret magnētiskā lauka maiņu dzelzs iekšienē. Vai tie to iekļauj savās laminācijās vai izlaiž silīciju, lai vēl vairāk samazinātu sprieguma un strāvas pieaugumu pie liela apgriezienu skaita? Tas nepapildina siltumu, bet samazina dzelzs efektivitāti, jo lielāks apgriezienu skaits minūtē. Palielinot pretestību magnētiskā lauka maiņai kodolā, magnētiskais lauks var neiekļūt tik dziļi kodolā, pirms tam nav nepieciešams mainīt. Tātad, jo lielāks apgriezienu skaits minūtē, jo mazāk magnētiskā lauka iespiešanās. Virpuļstrāvas var vēl vairāk samazināt šo iespiešanos.

Es:

Jūsu analīze ir jēga un šķiet ļoti tehniski pamatota. Tā kā es būtībā esmu elektronikas puisis, manas zināšanas par elektrību nav pārāk labas, tāpēc man var būt grūti ieteikt motora iekšējo darbību un modifikācijas. Bet, kā jūs teicāt pēdējos teikumos, ierobežojot magnētisko iesniegto, virpuļstrāvu var novērst dziļu iekļūšanu. Es mēģināju meklēt šo problēmu, taču līdz šim nevarēju atrast neko noderīgu!

Leonards:

Tātad, strādājot ar elektromotoriem 13 gadus, vai jums ir neliels neizdevīgums? Lai arī manas studijas ir bijušas arī elektronikas jomā, un tāds pats bija arī mans darbs, līdz es atklāju, ka es varētu nopelnīt vairāk naudas, strādājot ar motoriem. Tas arī nozīmēja, ka es netiku līdzi integrētajām shēmām, un MOSFET bija maigi sīkumi, kurus ātri varēja izpūst ar mazāko statisko lādiņu. Tātad, runājot par elektroniku, jums esmu neizdevīgākā situācijā. Es nespēju sekot līdzi jaunākajām norisēm.
Interesanti, ka man nav izdevies atrast lielu daļu savas informācijas vienuviet. Šķiet, it kā neviens no jēdzieniem nebūtu savstarpēji saistīts. Tomēr, saliekot tos visus kopā, viņiem ir jēga. Jo augstāka frekvence, jo mazāk pagriezienu ir nepieciešams, lai iegūtu tādu pašu induktīvo reaktivitāti. Tātad, jo lielāks apgriezienu skaits minūtē, jo mazāk magnētiskais lauks kļūst efektīvs. Tas ir aptuveni vienīgais veids, kā viņi var saglabāt nemainīgu jaudu, kad izeja sasniedz 70 voltu.
Bet, skatoties uz modeli osciloskopā, es neesmu pārsteigts. Milisekundes uzlādes laiks, kam seko 6 līdz 8 milisekundes iezemētas izejas. Vai tas varētu būt iemesls, kāpēc motociklu akumulatori nedarbojas ilgi? No sešiem mēnešiem līdz gadam, kamēr automobiļu akumulatori darbojas piecus vai vairāk gadus. Tāpēc es izvēlos sprieguma līmeni zemāk piespiest pie augstāka sprieguma, un tas ir nemainīgs. Pēc tam seko sērijas regulators, lai uzturētu nemainīgu uzlādes ātrumu atbilstoši akumulatora, gaismas un ķēžu nepieciešamībai. Tad, izstrādājot to darbam ar 50 ampēriem, man nekad vairs nevajadzētu nomainīt regulatoru.
Es strādāju ar 50 Amp vērtējumu, bet es ceru, ka, izmantojot 'clipper', Amperage jābūt ievērojami zemākam par 20 ampēriem līdz zemei. Varbūt tikpat zemu kā četri ampēri. Tad sērijas regulators ļauj (aptuveni) septiņus ampērus akumulatoram, gaismas un ķēdes motoram. Viss labi atbilst komponentu jaudas vērtībai un nepietiekama sprieguma, lai apstrīdētu tinumu pārklājumu.
Jūs uzrakstījāt ļoti labu rakstu par šunta regulatoriem, bet 25 ampēri ir vienkārši par mazu manam pieteikumam. Tomēr tā ir laba iedvesma.

Es:

Jā, tā ir taisnība, darbības cikls 1/6 neuzlādēs akumulatoru pareizi. Bet to var viegli atrisināt, izmantojot tilta taisngriezi un lielu filtra kondensatoru, kas nodrošinās, ka akumulators saņem pietiekami daudz līdzstrāvas efektīvai uzlādēšanai. Es priecājos, ka mans raksts patika. Tomēr 25 Amp ierobežojumu var viegli uzlabot, palielinot MOSFET amp specifikācijas. Vai, iespējams, paralēli pievienojot vairāk ierīču.

Leonards:

Tajā pašā laikā es cenšos saglabāt visu kompaktu, lai tas ietilptu pieejamajā telpā, tā ka liela filtra kondensatora kondensators kļūst par problēmu. Tas nav vajadzīgs arī tad, ja visas trīs fāzes tiek apgrieztas pēc tilta taisngrieža. Visa viļņošanās ir nogriezta, un sērijas regulators uztur 100% uzlādes laiku.
Jūsu ķēde arī uztur 100% uzlādes laiku, tomēr strāva, kuru jūs šuntējat uz zemes, būs daudz lielāka, jo jūs to sagriežat pie akumulatora sprieguma.

Kā redzat viļņu formās, kondensatoram nevajadzētu būt. Bet, apgriežot augstākā līmenī, strāvai, kas manevrēta uz zemes, jābūt zemākai. Tad, samazinot spriegumu pāri sērijas regulatoram, nevajadzētu neko ievainot. Lai akumulators būtu uzlādēts, vajadzētu būt vairāk nekā pietiekami.
Viena piezīme. Svina / skābes akumulatora optimālais uzlādes spriegums faktiski ir 13,7 volti. Turot to pie 12 voltu, akumulators var nedot pietiekami daudz dzinēja iedarbināšanas. Un mana ķēde ir provizoriska, un tā joprojām var mainīties.

Rūpnīca savā darbībā izskatās gandrīz primitīva. Viņu ķēde uzlādē akumulatoru, līdz tas sasniedz sprūda līmeni. tad tas novirza visu strāvu uz zemi, līdz akumulators nokrītas zem sprūda līmeņa. Rezultāts ir viļņa forma ar īsu, skarbu uzlādes uzliesmojumu, kas varētu būt pat 15 ampēri. (Es to nemērīju.) Pēc tam sekoja garāka līnija ar nelielu lejupejošu slīpumu un vēl viena pārsprāgt.
Esmu redzējis, ka automobiļu akumulatori kalpo 5 līdz 10 gadus vai ilgāk. Bērnībā fermā mans tēvs, izmantojot automašīnas ģeneratoru, pārveidoja vienu no vecajiem traktoriem no sešiem voltiem par divpadsmit voltu sistēmu. Piecpadsmit gadus vēlāk tas pats akumulators joprojām iedarbināja traktoru. Skolā, kurā strādāju (Māca motociklu drošību), viena gada laikā ir jānomaina visas baterijas. KĀPĒC? ? ? Vienīgais, ko esmu spējis izdomāt, ir uzlādes sistēma. Lielākajai daļai akumulatoru, ar kuriem esmu strādājis, ir paredzēts tikai 2 ampēru uzlādes līmenis. Akumulatora spailēm īsos sprādzienos uzklāts līdz 70 voltiem, kas spēj darboties ar 30 ampēriem, var izraisīt iekšējus bojājumus un saīsināt akumulatora kalpošanas laiku. Jo īpaši akumulatoros, kur nevar pārbaudīt šķidruma līmeni. Vienīgā problēma ar akumulatoru var būt šķidruma līmenis, taču jūs neko nevarat darīt. Ja es spēju pārbaudīt un uzturēt šķidruma līmeni, akumulatora darbības laiks ir ievērojami pagarināts.
Vadi, kas nāk no ģeneratora, būtu metriskais ekvivalents # 16. Saskaņā ar AWG tabulu tas ir piemērots 3,7 ampēriem kā pārvades līnijai un 22 ampēriem šasijas elektroinstalācijā. Uz 30 Amp ģeneratora ar šunta regulatoru? Šunta līmenim un Amperage jābūt apgrieztai proporcijai, tāpēc, samazinot spriegumu uz pusēm, man vajadzētu ievērojami samazināt Amperage. Aplūkojot koriģēto viļņu formu, lielākā EMF koncentrācija ir apakšējā pusē. Loģika liecina, ka strāva tiks samazināta līdz daļai. Uzzināšu, kad to nodošu lietošanā.
Ar 1500 kubikcentimetru motoru es nedomāju pamanīt samazinātu dzinēja pretestību, bet mana degvielas ekonomija var uzlaboties. Un es atceros, ka tad, kad viņi pirmo reizi sāka uzstādīt cietvielu regulatorus automobiļu ģeneratoriem, burvju skaitlis bija 13,7 volti. Tomēr es plānoju iestatīt savu sērijas regulatoru apmēram 14,2 voltiem. Pārāk augsts un šķidrums iztvaiko ātrāk. Jūs bijāt daudz noderīgāks, nekā zināt. Sākotnēji man bija sešas dažādas shēmas, kuras es apsvēru, un es gatavojos katru no tām ierīvēt. Jūsu raksts izslēdza piecus no tiem, tāpēc es ietaupīšu daudz laika un koncentrējos tikai uz vienu. Tas ietaupa man labu darba apjomu. Tas ir ļoti vērts laika, lai ar jums sazinātos.
Jums ir mana atļauja eksperimentēt ar manu shēmu un redzēt, ko jūs izdomājat. Dažādos forumos es lasu, kur daudzi cilvēki runā par sērijveida regulatoru apmeklēšanu. Citi piesardzīgi izturas pret pārāk augstu spriegumu, kas iznīcina izolēto stieples pārklājumu. Man ir aizdomas, ka laimīgā vide var būt abu sistēmu kombinācija, taču tā nenovirza pilnu jaudu līdz zemei. Ķēde joprojām ir vienkārša, ar dažiem komponentiem, bet ne arhaiska.
Liels paldies par veltīto laiku un uzmanību. Viens no maniem tehniskās informācijas avotiem ir: OCW.MIT.EDU Es tur dažus gadus esmu vadījis inženieru kursus. Par to veikšanu jūs nesaņemat nekādu kredītu, taču tas ir arī pilnīgi bez maksas.