Диссертация (781805), страница 33
Текст из файла (страница 33)
В результате подготовки составляющая сигнала,имеющая обратную полярность на интервалах времени разряда поотношению к опорному напряжению АЦП, инвертируется с помощьюточного детектора.241Рис. 50. Структурная схема, блока предварительной подготовкисигнала: а - выходной сигнал датчика Д2, б - инвертированный сигналдатчика, в - выходной сигнал БПОС, пропорциональный току разряда; г выходной сигнал БПОС, пропорциональный току заряда, 1 - активныйдетектор канала А, 2 - инвертор, 3 - активный детектор канала Б, 4 - блокпредварительной подготовки тестирующего сигнала, 5 - микроконтроллер.242Вдальнейшемосуществляетсярасчетбалансаколичестваэлектричества (суммарного значения заряда ХИТ в процессе работы).При вычислении балансного значения количества электричествавеличина приращения количества электричества ∆Q на интервалах времениразряда приобретает отрицательный знак, то есть программным способомвычитается из значения количества электричества, поступившего в ХИТ призаряде.Алгоритм работы управляющей программы системы обеспечиваетконтроль баланса количества электричества во всех трех режимах(стартерном режиме, режиме разряда на потребители бортовой сети, режимазаряда) независимо от их последовательности.
Текущее значение балансаколичества электричества определяется согласно выражению:nQ (i) Qii 1.(6.4)В этом выражении ∆Qi определяет суммарное значение количестваэлектричества на шаге интегрирования ∆tИi:Qi Qзi Qстi Q рi,(6.5)где ∆Qзi - количество электричества, поступившее в ХИТ при заряде нанекотором шаге интегрирования ∆tИi; ∆Qстi - количество электричества,отданное ХИТ при разряде в стартерном режиме на некотором шагеинтегрирования ∆tИi; ∆Qрi - количество электричества, отданное ХИТ приразряде на потребители бортовой сети на некотором шаге интегрирования∆tИi.Кроме того, в стартерном режиме алгоритм обеспечивает определениеэлектрических характеристик ХИТ при разряде в режимекороткогозамыкания.
Алгоритм обеспечивает также измерение пикового значения токаразряда, минимального значения напряжения на клеммах ХИТ, а кроме того,энергию и количество электричества, затраченные на пуск ДВС. Системаконтроляопределяетзначениебалансаколичестваэлектричества,243поступившего в ХИТ при эксплуатации транспортного объекта в течениесуток.6.5.
Конструктивные и функциональные особенности регуляторанапряжения, работающего по разработанному алгоритмуВ связи с резким ростом количества электронных систем наавтомобиле,которыеобеспечиваюткомфортибезопасностьприэксплуатации современного автомобиля, значительно возросли техническиетребования к автомобильным генераторным установкам, так как от ихнадежности и работоспособности во многом зависит работоспособностьэлектронных систем автомобиля и, следовательно, работоспособностьавтомобиля.Для улучшения топливной экономичности системы электроснабженияАТС при участии автора разработан новый многофункциональный регуляторнапряжения(ЩУ-5),корректировкииспользующийнапряжениязаряженности АБ.настройкипринципвавтоматизированнойзависимостиотстепениВ регуляторе напряжения используются современныеполупроводниковые компоненты (полевой транзистор и диод Шотки)отечественного производства.По результатам расчетно-теоретических исследований различныхсистем электроснабжения и полученных уравнений разработаны принципыуправлениягенератором,обеспечивающиемаксимальноеповышениефункциональных свойств системы электроснабжения.
Основные принципыработы такой системы состоят в следующем. После пуска двигателяавтомобиля напряжение в бортовой сети непрерывно измеряется ипреобразуется в сигнал, характеризующий его величину. Полученный сигналсравнивается с пороговыми значениями, характеризующими состояниеаккумуляторной батареи. Когда напряжение в бортовой сети уменьшаетсяниже определенного уровня (аккумуляторная батарея заряжена менее чем на24475%) в бортовой сети устанавливается на заданное время повышенныйуровень регулируемого напряжения. После того как аккумуляторная батареядостигает степени заряженности необходимой для надежного пускадвигателя(вбольшинствеслучаевэто75процентов),значениерегулируемого напряжения уменьшается.Принцип работы системы электроснабжения поясняется диаграммойизменения во времени напряжения в бортовой сети (рис.
51 а) и суммарныхпотерь в генераторе, регуляторе напряжения, аккумуляторной батареи ибортовой сети при движении автомобиля в городском режиме эксплуатациизимой (рис. 51 б).Средниепотеривэлементахсистемыэлектроснабжениястрадиционным (849.3702) и разработанным регулятором напряжения,встроенным, в ЩУ-5 в городском режиме эксплуатации зимой приведены втаблице6-1.РасчетпотерьРаспределениепотерьвсистемеэлектроснабжения проведен для автомобиля ВАЗ 1117 (двигателем 21126мощностью 72 кВт) с генератором 9402.3701-06 и аккумуляторной батареейноминальной емкостью 44 А×ч.245Таблица 6-1Средниепотеривэлементахсистемыэлектроснабжениястрадиционным (849.3702) и разработанным регулятором напряжения,встроенным, в ЩУ-5 в городском режиме эксплуатации зимой.Наименование потерьПотери сПотери с ЩУ- Относительное849.3702, Вт5, Втснижениепотерь, %Обмотка статора142013077,9577Обмотка ротора15014006,5333Регулятор напряжения635315,6508302225,1000239122237ивыпрямительныйблокАккумуляторнаябатареяСуммарные потери246а)б)Рис.
51. Диаграмма изменения во времени напряжения в бортовой сети(а) и суммарных потерь в системе электроснабжения (б) при движенииавтомобиля ВАЗ 1117 с двигателем 21126 мощностью 72 кВт в городскомрежиме эксплуатации зимой с генератором 9402.3701-06 с традиционнымрегуляторомнапряжения849.3702напряжения, встроенным в ЩУ-5.иразработаннымрегулятором247На рис. 52 представлена блок – схема, разработанного алгоритма,поясняющая его работу.Рис.
52. Блок-схема алгоритма, снижающего расход топливапараметры алгоритмаРазработанный регулятор напряжения может работать в различныхсхемах систем электроснабжения (рис. 53):-схеме стремядополнительнымидиодами,обеспечивающиепоступление тока в обмотку возбуждения (а, б);- схеме без трех дополнительных диодов (в);- схеме с двумя дополнительными силовыми диодами, подключаемымина нулевую точку обмотки статора, выполненной по схеме звезда дляувеличения максимального тока генератора (а, б);- схеме без дополнительных силовых диодов (в).248Новый регулятор напряжения позволяет облегчить режим пускадвигателя внутреннего сгорания, так как при пуске двигателя регуляторотключает выходной ключ, уменьшая ток разряда аккумуляторной батареи.На схемах присутствует также дополнительное плечо силовоговыпрямителя, подключаемое к нулевой точке обмотки статора (только вслучае выполнения обмотки по схеме звезда).Рис.53.Принципиальныеэлектрическиесхемыгенераторныхустановок АТС (1 – генератор; 2 – обмотка статора генератора; 3 – обмоткавозбуждениягенератора;4– силовойвыпрямитель;5 – регуляторнапряжения; 6, 8 – резисторы в системе контроля работоспособностигенераторнойустановки;7–дополнительныйвыпрямительобмоткивозбуждения; 9 – лампа контроля работоспособного состояния генераторнойустановки;10–выключательаккумуляторная батарея).зажигания;11 –конденсатор;12 –249Для работы регулятора напряжения в схеме без трех дополнительныхдиодов микросхема программируется специальным программатором такимобразом, что после включения замка зажигания силовой транзисторпереходит в режим насыщения и ток поступает на обмотку возбуждениягенератора.Разработанный регулятор напряжения может работать в схеме сдополнительным плечом силового выпрямителя и без него (на схеме рис.
48вприведена схема автомобиля Лада Калина, выпрямительный блок генератораэтого автомобиля не имеет дополнительного силового плеча выпрямителя).Его функциональные свойства при этом не изменятся. Принцип работыдополнительного плеча силового выпрямителя заключается в следующем. Вавтомобильныхгенераторах форма фазного напряжения отличается отсинусоиды. Она представляет собой сумму гармонических составляющих.Частота первой гармоники совпадает с частотой фазного напряжения.Высшие гармоники имеют частоту выше, чем первая. Например, частотатретьей гармоники в три раза выше первой.
Представление реальной формыфазного напряжения в виде суммы двух гармоник (первой и третьей)показано на рис. 54. Из электротехники известно, что в линейномнапряжении, то есть в напряжении, которое подводится к выпрямителю ивыпрямляется, третья гармоника отсутствует. Это объясняется тем, чтотретьи гармоники всех фазных напряжений совпадают по фазе, то естьодновременно достигают одинаковых значений и при этом взаимноуравновешивают друг друга в линейном напряжении.
Таким образом, третьягармоника в фазном напряжении присутствует, а в линейном отсутствует.250Рис. 54. Представление фазного напряжения Uф в виде суммысинусоид первой, U1, и третьей U3, гармоникМощность третьей гармоники фазного напряжения не может бытьиспользованапотребителями.Чтобыприменяютсядополнительныесиловыеиспользоватьдиодывэтумощность,четвертомплечевыпрямителя, присоединенные к нулевой точке обмоток фаз, то есть к точке,где сказывается действие фазного напряжения. Таким образом, эти диодывыпрямляют только напряжение третьей гармоники фазного напряжения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
