Расчёт элементов регулятор напряжения Я-120

Принцип работы генераторной установки Г-273 на примере включения ее в схему электрооборудования автомобилей КАМАЗ показан на рис.9. При включении выключателя массы ВМ и замка выключателя ВК (положение 1) генераторная установка подключается к аккумуляторной батарее АБ.

Рисунок 9 - Электрическая схема (а) генераторной установки Г-273 и ее подключение в схему (б) электрооборудования автомобиля с дизельным двигателем (без термостарта): R_пр — резистор посезонной регулировки          8,2 — 10 кОм; R_под — резистор подпиточный 14 — 25 Ом; ВК — замок-выключатель; ВМ — выключатель «массы»; А — амперметр; РП — реле промежуточное выключателя «массы»; КН — кнопка дистанционного выключателя массы; П — переключатель посезонной регулировки. Обозначения элементов схемы Я-120: R = 0,02~0,06 Ом; R1 = 300 — 400 Ом; R2 = 300 Ом; RЗ = 1300 Ом; R4 = 800 Ом; R5 = 2000 Ом; Яос = 8 кОм; С1, С2 по 0,1 мкФ; Т1 — транзистор КТ808А; Т2 — транзистор КТ807Б;                     ТЗ — транзистор КТ315Б; Д1 — гасящий диод, переход эмиттер — база транзистора КТ808А; Д2 и ДЗ — стабилитроны, переход эмиттер — база транзистора КТ315. Стрелками показан ток возбуждения I_в при открытом транзисторе Т1; Б и К — маркировка зажимов на приборах ВМ и РП;                 0 — «Выключено», 1 — «Приборы», 2 — «Стартер», 3 — «Стоянка, приемник».

Пути тока:

- тока делителя: «+» АБ, амперметр А, ВК, клеммы В генератора и регулятора, резисторы R4 и RЗ делителя, «масса»;

- тока управления транзистором T1: «+» AБ, клеммы В генератора  и регуляторов, резистор R5, переход  база — эмиттер T2, переход база  — эмиттер T1, резистор R, «масса»;

- тока возбуждения при положении  «СТ» выключателя СТ: «+» AБ, клемма 50 реле стартера, резистор R_под, вывод генератора «О», вывод «Д» регулятора, обмотка возбуждения ОВ, клемма Ш регулятора, открытый коллекторно-эмиттерный переход транзистора T1, резистор R, «масса».

При повышении напряжения генератора выше настройки регулятора напряжения (U_г > U_рн) стабилитроны Д₂ и Д₃ открываются, появляется ток базы транзистора Т₃, транзистор Т₃ открывается, а транзисторы Т₂ и Т₁ запираются, и ток возбуждения снижается. При снижении тока возбуждения напряжение генератора падает, стабилитроны Д₂ и Д₃ вновь запираются, схема переходит в исходное положение, и напряжение генератора снова начинает расти. Процесс повторяется с большой частотой аналогично работе вибрационного регулятора.

Уход за регулятором сводится к  периодической проверке уровня регулируемого  напряжения и проверке надежности контакта между плоскими выводами «В», «Ш», «С» и «Д» (см. рис. 8) и соответствующими шинами щеткодержателя. Замену вышедшего из строя регулятора и щеток надо проводить в мастерской. 

При эксплуатации автомобильных генераторов  переменного тока на автомобиле запрещается:

- пуск двигателя при отключенном  плюсовом проводе генератора (опасно  высокое напряжение на выпрямителе);

- включение батареи в сеть  обратной полярностью (выход из  строя генератора и регулятора  напряжения);

- работа генератора с регулятором  напряжения при отключенной батарее;

- проверять исправность генератора  на «искру»; соединять зажим  «Ш» и зажимы «В» щеткодержателя  и «+» генератора (мгновенный выход  из строя регулятора);

- проверять исправность схемы  электрооборудования от источника  тока с напряжением более 36 В, если генератор с регулятором не отключен от схемы.

Необходимо следить, чтобы вода и масло не попадали на генератор  и регулятор.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчёт элементов регулятора  напряжения  Я -120

 

Исходные данные:

Сопротивление обмотки возбуждения  R_ов = 7,3 Ом; Напряжение генератора U_г=28 В.

В начале определяем ток обмотки возбуждения:

Подбираем силовой  транзистор VT1 с параметрами:

 

 

Исходят из полученных значений выбираем силовой транзистор КТ808А   npn - типа; U_{кб max} = 120 В; U_{кэ max} = 120 В; I_{к мах} = 10 А; P_{к max} = 50 Вт;                       h_{21э VT1 max} = 50; I_{к обр} ≤ 3 мА; U_{нас кэ} <2,5 В.

Определим ток-базы силового транзистора VT1:

 

Примем коэффициент усиления транзистора  h_{21э VT1} = 20, S – степень насыщения транзистора VT1, равная 1,5-2.

Подбираем диод VD1, шунтирующий обмотку возбуждения с параметрами:

 

Исходя из полученных значений выбираем диод КД269ГС:

U_обр = 100 В; I_пр = 5 А;

Подбираем составной транзистор VT2 с параметрами:

 

 

Исходят из полученных значений выбираем составной транзистор 2SC2235   npn - типа; U_{кб max} = 120 В; U_{кэ max} = 120 В; I_{к мах} = 0,8 А; P_{к max} = 0,9 Вт;                h_{21э VT2} = 100.

Определим ток-базы составного транзистора VT2:

 

Примем  коэффициент усиления транзистора  h_{21э VT2} = 30, S – степень насыщения транзистора VT2, равная 1,5-2.

Определим величину сопротивления R₁: Так как напряжение на эмиттер-база транзистора VT1 падает до 0,5 В, то: Ом.

Выберем из ряды номинальных сопротивлений резистор R₁ = 0,13 Ом.

 

Подбираем транзистор VT3 с параметрами:

 

 

Исходят из полученных значений выбираем силовой транзистор BC639:  npn - типа; U_{кб max} = 100 В; U_{кэ max} = 100 В; I_{к мах} = 0,1 А; h_{21э VT3} = 40;                  

Определим ток-базы силового транзистора VT3:

 

Примем коэффициент усиления транзистора  h_21э = 10, S – степень насыщения транзистора VT3, равная 1,5-2.

Подбираем стабилитрон с параметрами:

Так как той схеме применены  два последовательно соединённых  стабилитрона то получим:

 

Диапазон рабочих температур: − 40…+120°С; Температурный коэффициент напряжения стабилизации U_ст  0,2

Исходят из полученных значений выбираем стабилитроны КС183Ж:

P_рас = 0,125 Вт; U_{ном ст} = 8,2 В; R_ст = 40 Ом; U_{min ст} = 7,4 В; U_{max ст} = 9 В;            I_{max ст} = 0,015 А; I_{min ст} = 0,0005 А; Температурный коэффициент напряжения стабилизации U_ст  = 0,08 %/С; Рабочая температура :  − 60…+125 °С.

Для устойчивого закрытия транзистора VT3 и для устранения помех и устойчивой работы в схеме регулятора напряжения применяют RC-фильтр, в котором R₄= 300 Ом, а С = 0,1 мкФ.

Рассчитаем сопротивление R₅ и R₆:

Предположим что: U_бэ = 0,5 В; U_R1 = 0,3 В; I_R5 = 0,005 А, I_ст = 0,005 А.

 

 

 

 

 

Выберем из ряды номинальных сопротивлений резисторы R₅ = 3300 Ом и R₆ = 1100 Ом. 

 

Определим величину сопротивления R₂ и R₃:

 

 

 

 

 

Выберем из ряды номинальных сопротивлений резисторы R₂ = 300 Ом и R₃ = 820 Ом.

 

Определим величину сопротивления R₇.

Этот  резистор применён для заряда в зимнее время АКБ до большего напряжения. Для увеличения напряжения на АКБ в зимнее время, увеличивают напряжение выдаваемое генератором, а также уменьшают сопротивления R₄. Допустим, что напряжение на генераторе в зимнее и в летнее время: U_лг = 27,1 В; U_зг = 30,2 В.

Определим процент изменения напряжения:

, значит на 11% надо увеличить напряжение на АКБ и соответственно уменьшить сопротивление R₄. Для этого параллельно R₄ ставят сопротивление R₇.

 

;

 

Выберем из ряды номинальных сопротивлений резистор R₇ = 27000 Ом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

 

1. Л.Л. Таланов, А.В. Берилов, Д.С. Грузков Электронные преобразовательные устройства. − М.: МЭИ, 2010. −184с.
2. Акимов С.В., Чижков Ю.П. Электрооборудование автомобилей. − М.: «За рулём», 2007. − 336с.
3. Игумнов Д. В. Полупроводниковые приборы непрерывного действия.−М.: радио и связь, 1990. − 256 с.
4. Пряшников В.А. Электроника: полный курс лекций. – 4-е изд. – Спб.: Корона принт, 2004. − 416с.
5. Степаненко И.П. основы теории транзистров и транзисторнах схем. –М: Энергия, 1998. – 608с.
6. Яковлев В.С. «Организация и выполение курсового проектирования (курсовой работы), преддипломной практики и дипломного проектирования» – – Ч. «ВФ МАДИ» 2011г. – 111 с.

 

Ресурсы удалённого доступа

 

1. Регулятор напряжения Я120М1 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.vtnauto.com/ru/120m1.html#sch. Дата обращения: 12.04.2013.
2. Платан [Электронный ресурс].− Режим доступа: http://www.platan.ru/cgi-bin/qwery_i.pl?code=27+%EA%CE%EC. Дата обращения: 28.04.2013.
3. Чип и Дип [Электронный ресурс].− Режим доступа: http://www.chipdip.ru/catalog. Дата обращения: 28.04.2013.
4. Автоклуб Автосоюз [Электронный ресурс].− Режим доступа: http://avtosouz.cc/forum/viewtopic.php?f=276&t=189&sid=239a54ecc80cf9c5aa24332fc2466ae5. Дата обращения: 15.04.2013.

5. Генераторы и реле-регуляторы дизельных двигателей ЯМЗ-236, ЯМЗ-238, КамАЗ-740 [Электронный ресурс].− Режим доступа: http://www.tehimpex.kiev.ua/articleview.php?id=257. Дата обращения: 25.04.2013.

6. БиблиоФон [Электронный ресурс].− Режим доступа: http://bibliofond.ru/view.aspx?id=478240. – Регулятор напряжения автомобильного синхронного генератора с когте образным ротором. Дата обращения: 15.04.2013.
7. Практическая Электроника [Электронный ресурс].− Режим доступа:  http://www.meanders.ru/stabilizator.shtml. − Простые регуляторы напряжения и из расчёт. Дата обращения: 15.04.2013.
8. Практическая электроника [Электронный ресурс].− Режим доступа: http://www.meanders.ru/delitnapr.shtml. − Делитель напряжения. Дата обращения: 15.04.2013.