Диссертация (781805), страница 34
Текст из файла (страница 34)
В2005 - 2013 годы дополнительные диоды силового выпрямителя практическине использовались, в связи с тем, что они увеличивают максимальный токгенератора на 5 - 10 % после 3000 мин-1. Вероятность работы генератора наоборотах выше 3000 мин-1 составляет менее 30 %.Это связано с тем, что в городе на оборотах холостого хода ДВСвероятность работы генератора составляет 40% – 50%, а на частотах до 3000мин-120%-30%.Вероятностиработыполученыврезультатеэксплуатационных испытаний легковых автомобилей в режиме город-зиманочь (Глава 4). Однако в последние три года они вновь нашли применениеиз-за увеличения передаточного отношения генератор – двигатель до 3,7 4,2.251На рис.
55 приведена схема разработанного многофункциональногорегулятора напряжения ЩУ-5.Рис. 55. Принципиальная схема регулятора напряжения 79.3702.На операционном усилителе DA1, транзисторах VT1,2 собран ШИМ регулятор, скважность выходных импульсов которого меняется от 0 до 1 приизменении входного напряжения от 0 до 12В. Чтобы получить повышенноенапряжение+30Вдляпитаниявыходногокаскадаиспользуетсястабилизированный преобразователь напряжения на микросхеме DA2. В252качестве диода VD2 использован диод с рабочим напряжением не менее100В. Диод VD1 предназначен для защиты схемы при коротком замыкании.Используемый в схеме силовой полевой транзистор IRF1405 рассчитан накоммутацию токов до 160А и имеет очень низкое сопротивление открытогоканала.
При использовании транзисторов других типов следует иметь в виду,что сопротивление открытого канала у них увеличивается при уменьшениипаспортного значения рабочего тока, что приводит к росту тепловых потерь.Одной из отличительных особенностей нового многофункциональногорегуляторанапряженияявляетсявозможностьпонижениячастотывозбуждения генератора за счет повышения начального тока, проходящегочерез обмотку возбуждения генераторной установки путем оптимизациирежима широтно-импульсной модуляции выходного транзистора регулятора.Это обеспечивает оптимальные частоты возбуждения генератора, особеннопри пуске двигателя с включенной дополнительной нагрузкой, что непозволяют сделать существующие генераторные установки, оснащенныерегуляторами типа Я212 А11Е, 361.3702.Включениеизмерительнойцепочкирегуляторанапряжениянепосредственно на вывод “плюс” генераторной установки позволяетулучшить качество выходного напряжения.
Появляющийся в этом случаенебольшой ток разряда аккумуляторной батареи на входные цепи регуляторанапряжения составляет 3,2 мкА, что за год составляет 0,03 Ач, а этосущественно ниже суточного саморазряда.Одним из наиболее важных преимуществ разработанного регуляторанапряжения является существенное расширение диагностических функций,особенно индикация повышенного напряжения сети, так как работа блокауправления системой впрыска уже при напряжении 17,5 В приводит квыходу из строя системы, а стоимость системы достаточно высока исущественно выше стоимости регулятора напряжения.
Существующиерегуляторы напряжения типа Я212 А11Е, 361.3702 не обеспечиваютиндикацию повышенного напряжения. Эти регуляторы обеспечивают253индикацию лишь неработающей генераторной установки (пониженногонапряжения), но только при неисправной цепи возбуждения.Кроме того, многофункциональный регулятор напряжения позволяетобеспечитьиндикациюобрывафазноговыводаилинеисправностьвыпрямительного блока.Посвоемупринципу работымногофункциональныйрегуляторнапряжения отличается и при работе в установившемся режиме генераторнойустановки. Прежде всего, в новом регуляторе введена функция контроляроста нагрузки (LRC-функция, то есть плавное увеличение уровнянапряжения), что позволяет обеспечить более стабильную работу двигателя врежиме принудительного холостого хода, а также исключить ударныенагрузки на ремень привода генератора, увеличив тем самым срок егослужбы.Существенно расширена и система защиты от аварийных режимов,возникающих при эксплуатации.
Например, введена защита от короткогозамыкания в цепи контрольной лампы. Возникновение этого режима в цепиконтрольной лампы в существующих генераторах с регулятором типаЯ212А11Е или 361.3702 приводит к выходу из строя дополнительных диодови, следовательно, к выходу из строя генераторной установки в целом (еслитолько не выйдет из строя блок управления впрыском топлива и модульзажигания).Прииспользованиимногофункциональногорегуляторанапряжения работоспособность генераторной установки при короткомзамыкании в цепи контрольной лампы сохраняется, а после устранениядефекта в цепи контрольной лампы восстанавливаются и диагностическиефункции регулятора.В многофункциональном регуляторе напряжения введена и тепловаязащита, что позволяет повысить надежность работы генераторной установкипритяжелыхрежимахэксплуатацииприповышеннойтемпературеокружающей среды. Существующие регуляторы напряжения не имеюттепловой защиты.
Несмотря на отсутствие в схеме генераторной установки254дополнительных диодов за счет внутренней схемы, многофункциональныйрегулятор напряжения имеет защиту выходного каскада регулятора откороткого замыкания в цепи обмотки возбуждения.В новом регуляторе напряжения применена принципиально новаяэлементная база, что позволяет не только повысить надежность регуляторанапряжения,но иулучшитькачество выходного напряжения.Такприменение в выходном каскаде регулятора полевого транзистора ибыстродействующего диода Шотки позволило уменьшить коэффициентпульсаций выходного напряжения с 1В (Я212 А 11Е или 361.3702) до 0,43В иизменить диапазон мгновенных значений напряжений с 10 - 24В (Я212 А 11Еили 361.3702) до 12 - 18В для многофункционального регуляторанапряжения. Изменение выходного напряжения (скриншоты экрана) прииспользовании регулятора Я212А11Е представлено на рис. 56, а изменениевыходногонапряженияприиспользованиирегуляторамногофункционального регулятора напряжения представлено на рис.
57.В настоящее время многофункциональный регулятор напряжения(ЩУ-5) внедрен в производство на ОАО “Электромодуль”, г. Молодечно,Республика Беларусь и устанавливается на генераторные установки новогопоколения для серийных автомобилей ВАЗ и КамАЗ.Рис. 56. Изменение выходного напряжения при использовании регулятораЯ212А11Е.255Рис. 57. Изменение выходного напряжениямногофункционального регулятора напряжения.прииспользованииПульсации напряжения снижают эффективность работы и срок службыпотребителей электроэнергии. В особенности это касается электронныхсистем управления, так как возникновение магнитоэлектрических помех приповышенном уровне пульсаций напряжения приводит к ошибкам в работеили выходу из строя.6.6.Перспективыразвитиясистемэлектроснабженияавтотранспортных средств, обеспечивающих снижение расхода топлива напривод генератора.Современные тенденции развития автомобиля направлены в основномнаповышениеэкономичностиснижениеиснижениетоксичноститоксичностинаповышениеотработавшихтопливнойгазов.Насовременных АТС непрерывно увеличивается количество и мощностьпотребителей электроэнергии.
Число электронных систем на автомобиляхвозрастает в среднем на 6 — 8 % в год, а рост мощности потребителей256электрической энергии от генераторной установки увеличивается, в среднемв 1,5 раза каждые пять лет.Постоянно растущая энергоемкость современных бортовых сетейавтомобиля требует все более мощной системы электроснабжения, чтоприводит к возрастанию доли расхода топлива на выработку электроэнергии.Однимизэффективнейшихспособовэкономиитопливаявляетсяпреобразование кинетической энергии автомобиля при торможении вэлектрическую энергию с накоплением для дальнейшего использования,данный принцип реализован в автомобилях с гибридной силовой установкой.Их отличительные черты: повышенная экономичность.
В связи с тем, чтогибридные автомобили стоят значительно дороже аналогичных моделей сдвигателямивнутреннегосгоранияактуальнапроработкавариантоврекуперации энергии с использованием штатной системы энергоснабжения,за счёт оптимизации разрядно-зарядного цикла АБ.В классической системе энергоснабжения автомобиля после пускаДВС, происходит заряд АБ, напряжение бортовой сети поддерживается вдиапазоне 13,0В — 14,7В регулятором напряжения. Данное напряжениезависит от глубины разряда АБ, текущей суммарной мощности бортовыхпотребителейэлектроэнергии,частотывращенияроторагенератора,температуры окружающей среды.С увеличением мощности потребителей электроэнергии необходимоувеличивать ёмкость АБ и мощность генератора, что приводит к росту долимощности, отбираемой у двигателя внутреннего сгорания генераторнойустановкой и, соответственно, к ухудшению топливной экономичности иприемистости при разгоне.
Поэтому классическая схема нуждается всовершенствовании, одним из перспективных путей является адаптациясистемы энергоснабжения к режиму движения автомобиля.Выделяют три основных режима движения автомобиля: разгон,равномерное движение и торможение. При разгоне ДВС автомобиля работаетс повышенной нагрузкой. На данном режиме одним из основных требований257является обеспечение высокой приемистости, поэтому двигатель по возможности следует разгружать, уменьшать мощность, затрачиваемую на приводнавесного оборудования. Уменьшение мощности, отбираемой генератором,можно достигнуть снижением общего энергопотребления, что не всегдавозможно, или использованием кратковременно в качестве основногоисточника электроснабжения аккумуляторную батарею автомобиля. Приравномерном движении автомобиля, в зависимости от зарядного состояния,АБ можно заряжать или использовать только в качестве буферного элементадля сглаживания пульсаций напряжения генератора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
