Автореферат (781803), страница 7
Текст из файла (страница 7)
При уменьшениисигнала 11 (рис. 19 б) ниже Uп1 компаратор 6 (рис. 19 а) переключается, фиксируя моменты времени t2, t8, и своим выходным сигналом переключает триггер 7 (рис. 19 а). В момент времени t2выходная цепь регулятора напряжения 3 (рис. 19 а) переводится в режим поддержания максимального напряжения генератора ≈ 14,8 В .
Это производится с помощью установки управляемого ключа 9 (рис. 19 а) сигналом с триггера 7 (рис. 19 а). В момент времени t8 выходная цепьрегулятора напряжения 3 (рис. 19 а) и триггер 7 (рис. 19 а) уже находились в режиме поддержания максимального напряжения от первого провала напряжения, поэтому переключения не происходит. В период времени t1-t11 или t2-t10, таймер выключен. Однако условие поддержания максимального напряжения может не выполняться, так как мощность генератора определяется частотой вращения двигателя, которая зависит от дорожной обстановки.
Если мощность генератора 1 (рис. 19 а) недостаточна для поддержания максимального уровня напряжения, схема ожидает момент времени, когда сигнал 11 (рис. 19 б) в первый раз после провала напряжения повысится до Uп2 (t3, t6, t9 или t4, t10). В эти моменты времени выходной сигнал компаратора 6 (рис. 19а) меняет свой уровень и запускает таймер 7 (рис. 19 а). После этого момента выходная цепь33регулятора напряжения 3 (рис. 19 а) продолжает поддерживать максимальное напряжение вбортовой сети в течение заданного времени (≈120 секунд). Это время ездового цикла.
Послетого, как таймер отсчитает ≈120 секунд триггер 7 (рис. 19 а) выключает таймер 8 (рис. 19 а). Врезультате этого выходная цепь регулятора напряжения 3 (рис. 19 а) переводится в режим поддержания минимального напряжения генератора ≈ 13,8В (t11 или t12), а таймер 8 (рис. 19 а) останавливается (t11 или t12) и переводится в исходное состояние.
Если в течение ≈120 секунд, отсчитываемого от моментов t3, t6 или t4, максимальное напряжение из-за характера режима движения не поддерживается непрерывно, то при уменьшении сигнала 10 или 11 (рис. 19 б) нижеUп1 (t5, t7 или t8) срабатывает компаратор 6 (рис. 19 а). Его выходной сигнал подается на входтриггера 7 (рис. 19 а), подтверждая его прежнее состояние, и останавливает таймер 8 (рис. 19 а)(t5, t7 или t8). Таким образом, схема в любом случае обеспечивает режим непрерывного зарядааккумуляторной батареи при максимальном напряжении в течение ≈ 120 секунд независимо отрежима движения.В таблице 3 представлены численные значения параметров, используемых в разработанном алгоритме для 12В и 24В систем электроснабжения. Эти значения получены исходя из зависимостей (6), (7) и (8).Таблица 3Численные значения параметров, используемых в разработанном алгоритме для 12В и24В систем электроснабженияНапряжение системы электроснаб- Uп1, Вжения12 В1224 В24Uп2, В12,424,6Uн.
макс,В. Uн. мин,В.14,829,213,827,0Для повышения топливной экономичности и как следствие улучшения экологическихпоказателей системы электроснабжения при участии автора разработан новый многофункциональный регулятор напряжения ЩУ-5, использующий алгоритм автоматизированной корректировки напряжения настройки регулятора в зависимости от напряжения в бортовой сети при разряде аккумуляторной батареи (принципы регулирования напряжения по разработанному алгоритму описаны выше).Разработанный регулятор напряжения может работать в различных схемах систем электроснабжения с тремя дополнительными диодами и двумя силовыми, и без них.Новый регулятор напряжения позволяет облегчить режим пуска двигателя внутреннегосгорания, так как при пуске регулятор отключает выходной ключ, уменьшая ток разряда аккумуляторной батареи.Одной из отличительных особенностей нового многофункционального регуляторанапряжения является возможность понижения частоты вращения, при которой напряжение генератора достигает номинального значения.
Это достигается за счет повышения начального тока, проходящего через обмотку возбуждения генераторной установки. Оптимизация режимаширотно-импульсной модуляции выходного транзистора регулятора обеспечивает оптимальныечастоты возбуждения генератора, особенно при пуске двигателя с включенной дополнительнойнагрузкой, что не позволяют сделать существующие генераторные установки, оснащенные регуляторами типа Я212 А11Е, 361.3702.34Включение измерительной цепочки регулятора напряжения непосредственно на вывод“плюс” генераторной установки позволяет улучшить качество выходного напряжения. Появляющийся в этом случае небольшой ток разряда аккумуляторной батареи на входные цепи регулятора напряжения составляет 3,2 мкА, что за год составляет 0,03 Ач и существенно ниже суточного саморазряда аккумуляторной батареи.Одним из наиболее важных преимуществ разработанного регулятора напряжения является существенное расширение диагностических функций, особенно индикация повышенногонапряжения сети, так как работа блока управления системы впрыска топлива уже при напряжении 17,5В приводит к выходу его из строя, а стоимость этого блока составляет более 9000 рублей, что существенно выше стоимости регулятора напряжения.
Существующие регуляторынапряжения типа Я212 А11Е, 361.3702 не обеспечивают индикацию повышенного напряжения.Многофункциональный регулятор напряжения имеет функцию контроля роста нагрузки.Эта функция обеспечивает стабильную работу двигателя в режиме принудительного холостогохода и исключает ударные нагрузки на ремень привода генератора. В схему регулятора напряжения введена защита от короткого замыкания в цепи контрольной лампы.В многофункциональном регуляторе напряжения введена и тепловая защита, увеличивающая надежность работы генераторной установки в тяжелых режимах эксплуатации при повышенной температуре окружающей среды.
Существующие регуляторы напряжения не имеюттепловой защиты.В новом регуляторе напряжения применена принципиально новая элементная база, чтопозволяет не только повысить его надежность, но и улучшить качество выходного напряжения.Так, применение в выходном каскаде регулятора полевого транзистора и быстродействующегодиода Шотки позволило уменьшить пульсации выходного напряжения с 2В (Я212А11Е или361.3702) до 0,43В и изменить диапазон мгновенных значений напряжений с 10 - 18В (Я212 А11Е или 361.3702) до 13 -15В для многофункционального регулятора напряжения. Изменениевыходного напряжения при использовании регулятора Я212А11Е представлено на рис.
20, а длямногофункционального регулятора напряжения – на рис. 21.Пульсации напряжения снижают эффективность работы и срок службы потребителейэлектроэнергии. В особенности это касается электронных систем управления, так как возникновение магнитоэлектрических помех при повышенном уровне пульсаций напряжения приводит кошибкам в работе или выходу из строя.35Рис. 20 Изменение выходного напряжения с регулятором Я212А11ЕРис. 21 Изменение выходного напряжения с разработанным регулятором напряженияЩУ - 5Разработанный регулятор напряжения ЩУ - 5 внедрен в производство на ОАО “Электромодуль”, г.
Молодечно, Республика Беларусь и устанавливается на генераторные установкинового поколения для серийных автомобилей ВАЗ и КамАЗ.ЗаключениеВ диссертации изложены научно обоснованные технические решения, направленные наповышение топливной экономичности автотранспортных средств, внедрение которых вноситсущественный вклад в развитие экономики.36Основные результаты и выводы диссертационной работы:1. Обоснована необходимость повышения энергетической эффективности систем электрооборудования для повышения топливной экономичности автотранспортных средств. Предложено применение автоматизированного выбора уровня стабилизации напряжения в бортовой сети,который должен изменяться в зависимости от степени заряженности аккумуляторной батареи.Показаны преимущества такой стратегии управления перед существующими, исторически сложившимися и во многом устаревшими подходами к ограничению напряжения на одном уровне,изменяющемся в зависимости только от температуры окружающего воздуха.2.
Выявлены и исследованы зависимости для синтеза стратегии управления генераторнойустановкой, обеспечивающей снижение расхода топлива на работу системы электрооборудования.3. Разработана методика синтеза алгоритмов работы системы электрооборудования,обеспечивающих повышение энергетической и эффективности и топливной экономичности.Методика позволяет:- выявлять и исследовать зависимости для синтеза стратегии управления генераторнойустановкой, обеспечивающей снижение расхода топлива на работу системы электрооборудования;- устанавливать количественные зависимости, связывающие рациональный уровень стабилизации напряжения в бортовой сети с током генераторной установки, током нагрузки и частотой вращения ротора генератора – параметры, которые необходимы для выбора оптимального для определённого режима значения напряжения в бортовой сети;- определить оптимальную частоту вращения генератора на оборотах холостого хода двигателя по критерию обеспечения заданного среднего напряжения в бортовой сети.4.
На основе анализа мгновенных значений токов и напряжений в бортовой сети транспортного средства предложена математическая модель для определения влияния системы электрооборудования на расход топлива.5. Сформулирована математическая модель системы электроснабжения (СЭС) и пуска садаптивными алгоритмами управления уровнем стабилизации напряжения генераторной установки в эксплуатации, обеспечивающая учет случайного характера изменения эксплуатационных факторов (частоты вращения, электрической нагрузки, температуры окружающей среды,режима движения), учитывающая варианты структуры СЭС, условий эксплуатации и типы автотранспортных средств.6.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
