Tyristorové zapaľovanie s optickým snímačom. Kondenzátorový (tyristorový) zapaľovací systém
P. ALEKSEEV
Tyristorový zapaľovací systém v motore automobilu si získal takú veľkú obľubu, že dnes už prakticky neexistujú motoristi, ktorí by oň neprejavili záujem.
Schematický diagram osvedčenej verzie bloku tyristorového zapaľovacieho systému je znázornený na obr. 1.
Ryža. 1. Schematický diagram tyristorovej zapaľovacej jednotky
Prerušované čiary zvýrazňujú komponenty bloku: zdroj vysokého napätia, zásobník energie, generátor štartovacích impulzov, spínač zapaľovania „Elektronický - konvenčný“.
zdroj vysokého napätia, ktorý je push-pull tranzistorovým meničom (jeden cyklus nemusí poskytnúť požadovanú rýchlosť nabíjania zásobníka energie), je určený na premenu nízkeho napätia (12-14 V) batérie alebo generátora automobilu na relatívne vysoké konštantné napätie 380-400 V. Výber takéhoto napätia nie je náhodný. Faktom je, že energia v zapaľovacej sviečke motora s tyristorovým zapaľovacím systémom je určená výrazom A \u003d C * U 2 / 2. z čoho vyplýva, že čím väčšia je kapacita (C) zásobníka energie a čím vyššie napätie (U), tým väčšia je energia v iskre. Nárast napätia je limitovaný medzou elektrickej pevnosti izolácie primárneho vinutia zapaľovacej cievky (400-450 V) a prírastok kapacity je obmedzený dobou nabíjania akumulačného kondenzátora, ktorá by mala byť menšia ako trvanie medziiskriska. Na základe toho je v tyristorovom zapaľovacom systéme výstupné napätie meniča zvyčajne 300-400 V a kapacita akumulačného kondenzátora je 1-2 mikrofarady.
Transformátor meniča napätia je časovo najnáročnejší prvok zapaľovacieho systému. V amatérskych podmienkach nie je vždy možné použiť transformátorovú oceľ odporúčanú autorom konkrétneho článku. Najčastejšie sa magnetické obvody s neznámymi charakteristikami používajú z demontovaných starých transformátorov, tlmiviek. Ako ukázali skúsenosti, transformátor meniča napätia môže byť vyrobený bez predbežných výpočtov v závislosti od kvality transformátorovej ocele, ale s mierne nadhodnoteným výkonom, čo len zlepší výkon meniča.
Údaje transformátora môžu byť nasledovné: prierez magnetického obvodu je 3,5-4,5 cm2; vinutia I a IV - 9 závitov drôtu PEV-2 0,47-0,53; vinutia II a III - 32 závitov drôtu PEV-2 1,0-1,1 každé; vinutie V - 830-880 závitov drôtu PELSHO alebo PEV-2 0,31-0,35.
Medzi radmi vysokonapäťových vinutí, ako aj medzi vinutiami musí byť položená lakovaná tkanina alebo kondenzátorový papier. Montáž dosiek magnetického obvodu sa vykonáva tesne a bez medzier (prítomnosť dokovacích medzier prudko znižuje kvalitu transformátora).
Po zložení celého meniča s usmerňovačom na diódach D3-D6 v podobe jedného celku treba skontrolovať podľa parametrov: sila spotrebovaného prúdu naprázdno, hodnota konštantného napätia na výstupe tl. meniča, tvar krivky napätia na výstupnom vinutí V, frekvenciu prúdu meniča.
Kontrola sa vykonáva podľa schémy znázornenej na obr. 2.
Ryža. 2. Testovací obvod meniča napätia
O správne zaradenie vinutia I, II, III a IV, menič napätia by mal okamžite fungovať (počuť slabý zvuk vytváraný magnetickým obvodom transformátora). Prúd spotrebovaný meničom napätia, meraný ampérmetrom IP1, musí byť v rozmedzí 0,6-0,8 A (v závislosti od prierezu a triedy ocele magnetického obvodu transformátora).
Po vypnutí napájania sa odstráni rezistor R1 (pozri obr. 2), vstup "Y" osciloskopu sa prepne do bodov 3 a 4 (pozri obr. 1) usmerňovacieho mostíka a kondenzátor s kapacitou 0,25-1 je k bodom 1 a 2 pripojený 0 uF pre menovité napätie 600 V a paralelne s ním jednosmerný voltmeter so stupnicou 0-600 V. Opätovným privedením energie do meniča zmerajte jednosmerné napätie na výstupe z usmerňovača. Pri voľnobehu môže dosiahnuť 480 -550 V (v závislosti od počtu závitov vinutia V). Voľbou odporu R5 (počnúc od najvyššieho hodnotenia) dosiahnu pokles tohto napätia na 370-420 V. Zároveň je na obrazovke osciloskopu pozorovaný tvar krivky výstupného napätia meniča. Pri voľnobehu by mala zodpovedať obr. 3, a (predné rázy môžu dosiahnuť 25-30% amplitúdy sekundárneho napätia) a s pripojeným odporom R5 - krivka znázornená na obr. 3, b (emisie čel sú znížené na 10 - 15%). Ďalej sa pomocou osciloskopu meria frekvencia meniča - môže byť v rozsahu 300-800 Hz (vyššia frekvencia, ktorá môže byť spôsobená nedostatočne starostlivou montážou magnetického obvodu transformátora, je nežiaduca, pretože vedie na zvýšené zahrievanie transformátora).
Ryža. 3. Schémy výstupného napätia meniča
Týmto je skúška činnosti meniča napätia ukončená.
Diódy D1 a D2 obmedzujú na úrovni 0,6-0,8 V napätia, ktoré uzatvárajú tranzistory, a tým chránia prechody emitorov pred poruchou a tiež pomáhajú znižovať amplitúdu rázov sekundárnych napäťových čel.
V meniči napätia fungujú dobre tranzistory ako P210A, P209, P217 a iné im podobné s koeficientom prenosu prúdu najmenej 12-15. Predpoklad je výber dvojice tranzistorov s rovnakým koeficientom prenosu prúdu.
V usmerňovači (D3-D6) môžete použiť ľubovoľné kremíkové diódy s Uobr> 500-600 V a Ipr> 1 A.
Skladovanie energie je kondenzátor s kapacitou 1-2 uF, nabíjaný z usmerňovača meniča na napätie 400-300 V a vybíjaný v momente iskrenia cez otvárací tyristor D7 a primárne vinutie zapaľovacej cievky. V uvažovanom zapaľovacom systéme zohráva kondenzátor C2 úlohu zásobníka energie. Môžete použiť akékoľvek papierové kondenzátory (MBGP, MBGO atď.) s menovitým napätím 500-600 V. Je vhodné vybrať kondenzátor, ktorého kapacita je o niečo väčšia ako menovitá, čo pozitívne ovplyvní energiu v iskre (najmä ak je napätie usmerňovača menšie ako 380 V).
V tyristorovom zapaľovacom systéme zostavenom podľa schémy znázornenej na obr. 1 je okrem hlavného zásobníka energie (kondenzátor C2) poskytnutý „štartovací“ kondenzátor C3, zapojený paralelne ku kondenzátoru C2 pomocou reléových kontaktov P1 (ovládacie napätie relé 6-8 V), ktorý sa spúšťa privádzaným napätím. na svorku „VK“ počas štartovania štartéra motora. Bolo to urobené s cieľom zvýšiť energiu v iskre zvýšením akumulačnej kapacity pri znížení napätia batérie na 7-9 V.
Zapínacie napätie tyristora použitého v zapaľovacom systéme musí byť menšie ako 500 V a zvodový prúd pri prevádzkovom napätí 400 V nesmie prekročiť 1 mA. Bohužiaľ, zapínacie napätie tyristorov aj jednej šarže sa môže výrazne líšiť, takže je veľmi žiaduce skontrolovať tyristor na zapínacie napätie a zvodový prúd.
Spustite tvarovač pulzu v tyristorovom zapaľovacom systéme plní najdôležitejšiu funkciu: generuje impulzy určitého tvaru, trvania a amplitúdy a dodáva ich do tyristorovej riadiacej elektródy presne v momente rozopnutia kontaktov ističa. Môžeme predpokladať, že kvalitatívne ukazovatele tyristorovej zapaľovacej jednotky sú určené tým, aký dokonalý je tvarovač štartovacích impulzov. Okrem toho musí mať vysokú odolnosť voči šumu voči všetkým druhom prepätia a poklesu napätia palubnej siete automobilu a musí byť nenáročný na kvalitu prerušovača a predovšetkým na odskok jeho kontaktov. Najlepší výkon z tohto pohľadu poskytuje transformátorový tvarovač štartovacích impulzov. Pozostáva z impulzného transformátora Tr2, diód D8 a D9, kondenzátora C4 a rezistorov R7, R8. Keď sú kontakty ističa zatvorené, prúd pretekajúci cez odpory R7, R8 a primárne vinutie transformátora vytvára vo vinutiach transformátora energetickú rezervu, ktorá zaisťuje výskyt impulzu s kladnou polaritou v sekundárnom vinutí v momente, keď istič kontakty otvorené. Tento g impulz smeruje priamo na riadiacu elektródu tyristora D7, otvára ju a tým zabezpečuje vybitie kondenzátora C2 cez zapaľovaciu cievku.
Pre elimináciu falošných štartovacích impulzov, ktoré vznikajú v momente odskoku kontaktov ističa, je primárne vinutie transformátora premostené paralelne zapojenou diódou D9 a kondenzátorom C4. Kapacita tohto kondenzátora sa v závislosti od údajov impulzného transformátora vyberá empiricky. Dióda D8 obmedzuje na úrovni 0,6-0,8 V záporný impulz na vinutí II transformátora, ku ktorému dochádza, keď sú kontakty ističa zatvorené, čím chráni riadiaci prechod tyristora pred poruchou.
Spoľahlivé otvorenie tyristora zabezpečuje impulz s amplitúdou asi 5-7 V a trvaním 100-200 μs.
Pre pulzný transformátor je možné použiť akékoľvek magnetické jadro v tvare W s prierezom 0,7-1,5 cm2. Najprv je žiaduce otestovať experimentálnu verziu transformátora: 80-120 závitov drôtu PEV-0,35-0,5 je navinutých na ráme (vinutie I) a nad nimi 35-40 závitov toho istého drôtu (vinutie II). Po zložení magnetického obvodu bez jeho utiahnutia k transformátoru (obr. 4)
Ryža. 4. Schéma kontroly a nastavenia tvarovača impulzov
Dočasne pripojte všetky prvky tvarovača štartovacích impulzov (D8, D9, C4, R7 a R8), riadiacu elektródu a tyristorovú katódu (tyristorová anóda zostáva voľná). Ako istič sú kontakty P1 / 1 elektromagnetického relé P1 (typ RES-6 alebo RES-22) zahrnuté v obvode primárneho vinutia transformátora, ktorého vinutie je pripojené k sieti cez zhášací odpor. (Rgas) alebo znižovací transformátor. Na skupinu kontaktov relé je nasadený gumený krúžok, aby sa znížil odraz kontaktu. Takéto zariadenie zabezpečuje činnosť generátora štartovacích impulzov s frekvenciou 100 Hz, ktorá zodpovedá frekvencii otáčania kľukového hriadeľa štvorvalcového motora rovnajúcej sa 3000 ot./min. Nevyhnutný odskok kontaktov relé vám umožňuje nakonfigurovať tvarovač štartovacích impulzov tak, aby pracoval v drsnejších podmienkach ako skutočný istič (z tohto dôvodu by ste nemali používať polarizované relé, ktoré neodskakuje kontakty). Po zapnutí napájania sledujte na obrazovke osciloskopu krivku napätia na vstupe tyristora, ktorá by mala mať tvar znázornený na obr. 5, a, zistite počiatočné parametre štartovacieho impulzu. Znížením alebo zvýšením počtu závitov sekundárneho vinutia transformátora je možné znížiť alebo zvýšiť amplitúdu impulzu a výberom počtu závitov primárneho vinutia a kapacity kondenzátora C4 - zmena trvanie impulzu a jeho "čistota" z hľadiska ochrany pred odskokom kontaktov ističa. Spravidla po dvoch alebo troch testoch je možné vybrať údaje dielov tak, aby impulz mal požadovanú dobu trvania a amplitúdu a odskok kontaktov ističa neovplyvnil stabilitu prevádzky a tvar krivka napätia štartovacích impulzov. Podľa údajov získaných v dôsledku testov sa vyrába pracovná verzia impulzného transformátora.
Ryža. 5. Diagramy napätia štartovacieho impulzu (a) a vybíjacieho impulzu akumulačného kondenzátora (b) Obr.
Spínač zapaľovania "elektronický - konvenčný", namontovaný na prepínačoch alebo sušienkových spínačoch, poskytuje rýchly prechod z jedného typu zapaľovania na druhý (aby sa predišlo poškodeniu tyristorovej zapaľovacej jednotky, prepínanie sa vykonáva iba pri vypnutom zdroji energie). Kondenzátor C5, zapojený v normálnom režime zapaľovania paralelne s kontaktmi ističa („Pr“), nahrádza kondenzátor umiestnený na kryte rozdeľovača zapaľovania (musí byť odstránený alebo odpojený, pretože narúša normálnu prevádzku tyristorového zapaľovacieho systému ). Svorky vodičov, označené VK, VKB, General a Pr, sú pripojené k príslušným svorkám zapaľovacej cievky a ističa a kontakty VKB a VK zakrúžkované prerušovanými čiarami sa používajú na pripojenie vodičov predtým pripojených k zásuvke. vývody zapaľovacej cievky s rovnakým názvom.
Plne zostavená tyristorová zapaľovacia jednotka by mala byť pripojená k prerušovaču a zapaľovacej cievke so zapaľovacou sviečkou (pripojená medzi vysokonapäťovú svorku a mínus zdroja energie) a potom po privedení napätia na ňu skontrolujte nasledujúce parametre : odber prúdu, výstupné napätie usmerňovača, amplitúda a trvanie štartovacieho impulzu, vybíjací impulz akumulačného kondenzátora.
Sila spotrebovaného prúdu zaťaženého meniča, meraná ampérmetrom pripojeným k napájaciemu obvodu jednotky, by mala byť 1,3-1,5 A. Výstupné napätie usmerňovača (na kondenzátore C2), merané podľa znázorneného obvodu na obr. 6, by sa malo rovnať napätiu naprázdno alebo menšie ako 5-7% (niekedy až 10%).
Ryža. Obr. 6. Schéma merania napätia na zásobníku energie pri chode tyristorovej zapaľovacej jednotky.
Amplitúda a trvanie spúšťacieho impulzu merané osciloskopom by mali byť 5-7 V a 150-250 µs. V intervale medzi impulzmi dochádza k malému rušeniu s malou amplitúdou (nie viac ako 0,1-0,2 amplitúdy štartovacieho impulzu) (v okamihu uzavretia kontaktov). Ak sú viditeľné malé "zárezy" (zvyčajne s frekvenciou meniča), potom by sa mala zvoliť kapacita kondenzátora C1.
Vybíjací impulz akumulačného kondenzátora C2, videný na obrazovke osciloskopu, má tvar znázornený na obr. 5 B. Nabíjanie kondenzátora musí skončiť najneskôr v 2/3 medzery medzi impulzmi (zvyčajne končí na 1/3-1/2 medzery).
Testovaná tyristorová zapaľovacia jednotka by mala byť ponechaná v prevádzkovom stave 30-40 minút, aby sa reguloval tepelný režim. Počas tejto doby sa musí transformátor meniča zahriať na teplotu nepresahujúcu 70 - 80 ° C (ruka trpí) a chladiče tranzistorov - až na 35 - 45 ° C.
Konštrukcia bloku je ľubovoľná. Tranzistory meniča napätia sú namontované na doskové chladiče alebo profilovaný dural s hrúbkou 4-5 mm s celkovou plochou 60-80 cm2.
Možné prevedenie jednotky tyristorového zapaľovacieho systému namontovaného v kovovom puzdre s rozmermi 130X130X60 mm je znázornené na obr. 7.
Ryža. 7. Konštrukcia bloku tyristorového zapaľovacieho systému
Jednotka by mala byť umiestnená na aute (pod kapotou), aby jej výstupné vodiče VKB, VK a „Common“ bolo možné pripojiť k príslušným svorkám zapaľovacej cievky (kábel spájajúci svorku „Common“ zapaľovacej cievky k prerušovaču sa odstráni). Drôty, ktoré predtým stáli na svorkách zapaľovacej cievky s rovnakým názvom, sú pripojené ku kontaktom VKB a VK podložiek bloku zapaľovania.
V zapaľovacích systémoch s akumuláciou energie v elektrostatickom poli kondenzátora plnia funkciu elektronického relé tyristory riadené kontaktným ističom, preto sa takéto systémy nazývajú kontaktné tyristory. Známe systémy s pulznou a nepretržitou akumuláciou energie v elektrostatickom poli.
Kontinuálny systém akumulácie energie obsahuje push-pull menič napätia pozostávajúci z dvoch tranzistorov VT1 a VT2, transformátora T1, rezistorov R2 a R3 a kondenzátora C1. Na usmernenie výstupného napätia meniča sa používa celovlnný usmerňovač s nulovým bodom (diódy VD1 a VD2). Usmerňovač je zaťažený akumulačným kondenzátorom C2, paralelne s ktorým je zapojený odpor R4. Tyristor VS prerušuje prúd v primárnom vinutí L1 zapaľovacej cievky (transformátor T2). Tyristor je riadený kontaktným synchronizátorom časovania zapaľovania S2.
Ryža. Tyristorový zapaľovací systém s nepretržitým ukladaním energie v elektrostatickom poli kondenzátora
Keď sú kontakty S1 spínača zapaľovania zatvorené, aktivuje sa push-pull menič napätia. Na svorkách sekundárneho vinutia L2 transformátora T1 sa objavuje striedavé napätie pravouhlého tvaru s amplitúdou 200-500 V. Usmernené jednosmerné napätie je privádzané do náboja akumulačného kondenzátora C2, ak sú kontakty S2 synchronizátor časovania zapaľovania sú zatvorené. Tyristor je v uzavretom stave, pretože jeho riadiaci obvod je posunutý uzavretými kontaktmi S2 synchronizátora.
V okamihu rozopnutia kontaktov S2 synchronizátora je napätie z GB privedené cez rezistor R1 na riadiacu elektródu tyristora VS. Cez otvorený tyristor je kondenzátor C2 vybitý do primárneho vinutia L1 zapaľovacej cievky T2, v dôsledku čoho sa v jeho sekundárnom vinutí L2 indukuje vysoká EMF. Pri vhodnom výbere parametrov prvkov uvažovaného zapaľovacieho systému je možné zabezpečiť plné nabitie kondenzátora vo všetkých prevádzkových režimoch motora a získať sekundárne napätie, ktoré je prakticky nezávislé od otáčok kľukového hriadeľa. Reťazec C1-R2 poskytuje spoľahlivý štart tranzistorového meniča.
V systéme s pulzným ukladaním energie, keď sú kontakty S1 spínača zapaľovania zatvorené a kontakty S2 synchronizátora časovania zapaľovania sú otvorené, je na bázu tranzistora VT privedený kladný napäťový impulz z batérie GB. Tranzistor prechádza do saturácie, prechádza cez prechod emitor-kolektor a primárne vinutie L1 prúdu transformátora, ktorý vytvára magnetické pole v transformátore. V momente zopnutia kontaktov S2 synchronizátora sa skratuje základný obvod tranzistora KG, tranzistor prejde do vypnutého stavu, prúd vo vinutí L1 transformátora zmizne a je vysoké EMF. indukované v sekundárnom vinutí. V tomto čase uzavreté kontakty S2 synchronizátora posúvajú riadiaci obvod tyristora. Tyristor je uzavretý a kondenzátor C sa nabíja cez diódu VD1 na napätie 200-400 V.
Ryža. Tyristorový zapaľovací systém s impulzným ukladaním energie v elektrostatickom poli kondenzátora
Pri ďalšom uzavretí kontaktov S2 synchronizátora sa napätie privádza z batérie do riadiacej elektródy tyristora cez odpory Ra, Rl, R3. Tyristor sa otvorí. Vybíjací prúd kondenzátora prechádza cez primárne vinutie L1 cievky transformátora a na svorkách sekundárneho vinutia sa objaví vysokonapäťový impulz, ktorý sa aplikuje na zapaľovaciu sviečku.
Zapaľovacie systémy s akumuláciou energie v elektrostatickom poli kondenzátora poskytujú vyššiu rýchlosť nárastu sekundárneho napätia, čím sú menej citlivé na prítomnosť sadzí. V dôsledku vysokej rýchlosti rastu sekundárneho napätia sa však prierazné napätie zvyšuje v porovnaní so systémami s akumuláciou energie v magnetickom poli. Okrem toho sa v dôsledku skrátenia trvania indukčnej zložky iskrového výboja zhorší zapaľovanie a spaľovanie zmesi vzduch-palivo pri štartovaní motora a prevádzke pri čiastočnom zaťažení.
Výhodou tohto zariadenia je automatické vypnutie multiiskrového režimu po naštartovaní motora. Tým sa eliminuje možnosť zastavenia motora pri viaciskrovom zapaľovaní, ak je medzera v kontaktoch prerušovača väčšia ako optimálna. Pri veľkých otvorených uhloch kontaktov prerušovača môže iskra prekĺznuť do ďalšieho valca pozdĺž rozdeľovača, čo spôsobí zastavenie motora. Obvod môže pracovať pri napájacom napätí 5 až 20 V. Pri otáčkach motora 1000 ot./min. odoberá elektronické zapaľovacie zariadenie prúd asi 0,3 A. So zvyšovaním otáčok motora sa spotrebovaný prúd zvyšuje a pri 6000 ot./min. hodnotu asi 1 A.
Napätie asi 4000 V, na ktoré sa nabíja akumulačný kondenzátor C8, sa vytvorí pomocou meniča napätia vyrobeného podľa externe budeného obvodu. Hlavný oscilátor, vyrobený podľa multivibračného obvodu na prvkoch D2.1 a D2.2, pracuje pri frekvencii 5 ... 6 kHz, keď je na vstupoch 2 a 13 prítomná logická "1". Oddeľovacie invertujúce stupne na prvkoch D2.3 a D2.4 zabezpečujú prenos protifázových pravouhlých impulzov multivibrátora na vstupy kľúčov V6, V7 a V8, V9 pripojených na vinutia I a II transformátora T1. Vo vinutí III sa indukuje pravouhlé napätie s amplitúdou asi 400 V. Toto napätie je usmernené pomocou mostíka V12 a nabíja akumulačný kondenzátor C8.
Režim viaciskrového zapaľovania pri štartovaní motora je zabezpečený pomocou multivibrátora na prvkoch D1.3 a D1.4. Frekvencia multivibrátora asi 200 Hz sa nastavuje výberom kondenzátorov C1 a C2. Multivibrátor sa prepne do samooscilačného režimu pri privedení 12 V zo štartovacieho relé na katódu diódy V2 a uzavrie ju. Z výstupu 3 prvku D1.3 sú pravouhlé impulzy multivibrátora privádzané na vstup 4 Schmittovej spúšte, vyrobené na prvkoch D1.1 a D1.2. Keď sú kontakty ističa zatvorené, na vstupe 5 prvku D1.1. existuje logická "0" a na jej inverznom výstupe - "logická 1" bez ohľadu na úroveň napätia na vstupe 4. Potom funguje multivibrátor D2.1, D2.2 a akumulačný kondenzátor je nabitý na napätie 400 V. Ak sú kontakty ističa otvorené, potom sa na výstupe 6 prvku D1.1 objaví "logická 1" s frekvenciou multivibrátora D1.3, D1A. Pri negatívnom poklese napätia diferencovaný impulz z tohto výstupu otvorí tranzistor V3, ktorý zabezpečí spustenie tyristora V10. Kondenzátor C8 sa vybíja cez tyristor a primárne vinutie zapaľovacej cievky, čím sa v sviečke vytvorí iskra. Rovnaký záporný pokles napätia sa aplikuje na vstupy 2 až 13 multivibrátora D2 1, D2.2 a spomaľuje ho, v dôsledku čoho sú kľúče V6 ... V9 zatvorené a z batérie sa nespotrebúva žiadna energia. Po vybití kondenzátora C8 sa tyristor V10 uzavrie. V dôsledku oscilačného procesu v primárnom vinutí zapaľovacej cievky sa kondenzátor C8 nabije na úroveň 0,4 ... 0,5 počiatočného napätia. Proces opakovaného iskrenia prebieha, pokiaľ sú kontaktné dosky prerušovača otvorené. Po naštartovaní motora a vypnutí štartéra sa otvorí dióda V2, multivibrátor D1.3, D1.4 sa spomalí a prístroj sa prepne do režimu jednoiskrového zapaľovania. Kondenzátor C, skratový istič, poskytuje ochranu pred odrazom kontaktu. Spínač S1 zapína menič napätia na napájanie holiaceho strojčeka. Tento prepínač možno použiť ako zariadenie proti krádeži.
Transformátor T1 je navinutý na feritovom jadre W16x8 typu M2000NM a pozostáva zo štyroch polovíc W8 X 8. Vinutia I a II obsahujú po 22 závitov drôtu PEV-2 0,26. Zariadenie používa odpory MLT-0,25, elektrolytické kondenzátory K50-6, S8-MBGO, 1,0 X 600 V. Tranzistory V6, V8 typ KT503, KT630, MP37, V7, V9 - KT817, KT819, KT805 A, KT808 koeficient prenosu najmenej 10. Tranzistory V3 - KT502G, MP25B, MP26B, V4 - KT815 A ... G, KT404 A ... G. Diódy VI, V2 - akékoľvek s nízkym výkonom. Tranzistory V7, V9 sú inštalované na samostatných radiátoroch s celkovou plochou rozptylu najmenej 50 cm2.
Pri inštalácii zapaľovacieho zariadenia je vhodné opraviť časovanie zapaľovania pomocou stroboskopu. Správne zostavené zariadenie nie je potrebné nastavovať.
Moderné auto je ťažké si predstaviť bez zapaľovania. Hlavné výhody, ktoré poskytuje elektronický zapaľovací systém, sú dobre známe, sú nasledovné:
dokonalejšie spaľovanie paliva a s tým spojené zvýšenie výkonu a účinnosti;
zníženie toxicity výfukových plynov;
úľava pri studenom štarte
zvýšenie zdroja zapaľovacích sviečok;
znížená spotreba energie;
možnosť mikroprocesorového riadenia zapaľovania.
To všetko ale platí hlavne pre systém CDI.
Zapnuté tento moment, v automobilovom priemysle prakticky neexistujú zapaľovacie systémy založené na akumulácii energie v kondenzátore: CDI (Capacitor Discharge Ignition) - je to tiež tyristor (kondenzátor) (okrem 2-taktných dovážaných motorov). A zapaľovacie systémy založené na akumulácii energie v indukčnosti: ICI (induktor zapaľovacej cievky) prežil moment prechodu z kontaktov na spínače, kde boli kontakty prerušovača tristo nahradené tranzistorovým kľúčom a Hallovým snímačom bez toho, aby prešli zásadnými zmenami (príklad zapaľovania vo VAZ 2101 ... 07 av integrálnych zapaľovacích systémoch VAZ 2108 ... 2115 a ďalších). Hlavným dôvodom dominantnej distribúcie zapaľovacích systémov ICI je možnosť integrálneho vyhotovenia, čo so sebou nesie lacnejšiu výrobu, zjednodušenie montáže a inštalácie, za čo platí konečný užívateľ.
S týmto, takpovediac, systém ICI má všetky nevýhody, z ktorých hlavnou je relatívne nízka miera remagnetizácie jadra a v dôsledku toho prudké zvýšenie prúdu primárneho vinutia so zvyšujúcimi sa otáčkami motora a energiou. stratu. To vedie k tomu, že so zvyšovaním rýchlosti sa zapaľovanie zmesi zhoršuje, v dôsledku čoho sa stráca fáza počiatočného momentu zvýšenia bleskového tlaku a účinnosť sa zhoršuje.
Čiastočné, ale ďaleko od Najlepšie rozhodnutie Tento problém spočíva v použití dvojitých a štvorcových zapaľovacích cievok (tzv.), čím výrobca rozložil záťaž z hľadiska frekvencie spätného chodu magnetizácie z jednej zapaľovacej cievky na dve alebo štyri, čím znížil frekvenciu remagnetizácie jadra na jednu zapaľovaciu cievku. zapaľovacia cievka.
Chcem poznamenať, že na autách so zapaľovacím obvodom (VAZ 2101 ... 2107), kde iskra vzniká prerušením prúdu v dostatočne vysokoodporovej cievke s mechanickým prerušovačom, že sa nahradí elektronickým spínačom z resp. podobný v autách s vysokoodporovou cievkou nerobí nič, len znižuje prúdové zaťaženie na kontakt.
Faktom je, že RL-parametre cievky musia spĺňať protichodné požiadavky. Po prvé, aktívny odpor R musí obmedziť prúd na úroveň dostatočnú na akumuláciu potrebného množstva energie počas štartovania, keď napätie batérie môže klesnúť 1,5 krát. Na druhej strane príliš veľký prúd vedie k predčasnému zlyhaniu skupiny kontaktov, preto je obmedzená variátorom alebo trvaním impulzu čerpadla c. Po druhé, na zvýšenie množstva uloženej energie je potrebné zvýšiť indukčnosť cievky. Zároveň s nárastom otáčok jadro nemá čas na remagnetizáciu (ako je opísané vyššie). Výsledkom je, že sekundárne napätie v cievke nestihne dosiahnuť nominálnu hodnotu a energia iskry, úmerná štvorcu prúdu, prudko klesá pri vysokých (viac ako ~ 3000) otáčkach motora.
Výhody elektronického zapaľovacieho systému sa najplnšie prejavia v kondenzátorovom zapaľovacom systéme s akumuláciou energie v nádrži, a nie v jadre. Jedna z možností pre systém zapaľovania kondenzátora je popísaná v tomto článku. Takéto zariadenia spĺňajú väčšinu požiadaviek na zapaľovací systém. Ich distribúcii hmoty však bráni prítomnosť vysokonapäťového impulzného transformátora v obvode, ktorého výroba je známym problémom (viac o tom nižšie).
V tomto obvode sa vysokonapäťový kondenzátor nabíja z meniča DC / DC, na tranzistoroch P210 pri príjme riadiaceho signálu tyristor pripojí nabitý kondenzátor na primárne vinutie zapaľovacej cievky, pričom DC-DC pracuje v režime blokovacieho generátora sa zastaví. Zapaľovacia cievka sa používa len ako transformátor (nárazový LC obvod).
Zvyčajne je napätie na primárnom vinutí normalizované na 450 ... 500 V. Prítomnosť vysokofrekvenčného generátora a stabilizácie napätia robí množstvo akumulovanej energie prakticky nezávislé od napätia batérie a rýchlosti hriadeľa. Takáto konštrukcia je oveľa ekonomickejšia, ako keď je energia uložená v induktore, pretože prúd preteká zapaľovacou cievkou iba v momente iskrenia. Použitie 2-taktného samooscilačného meniča umožnilo zvýšiť účinnosť na 0,85. Nižšie uvedená schéma má svoje výhody a nevýhody. TO cnosti treba pripísať:
normalizácia sekundárneho napätia bez ohľadu na otáčky kľukového hriadeľa v rozsahu prevádzkových otáčok.
jednoduchosť dizajnu a v dôsledku toho vysoká spoľahlivosť;
vysoká účinnosť.
K nevýhodám:
silné zahrievanie a v dôsledku toho je nežiaduce umiestniť ho na miesto motorového priestoru. Najviac je podľa mňa dobré umiestnenie nárazníka auta.
V porovnaní so zapaľovacím systémom ICI s akumuláciou energie v zapaľovacej cievke má kondenzátorové zapaľovanie (CDI) nasledujúce výhody:
vysoká rýchlosť nábehu vysokého napätia;
a dostatočná (0,8 ms) doba horenia oblúkového výboja a v dôsledku toho zvýšenie tlaku záblesku palivovej zmesi vo valci, čím sa zvyšuje odolnosť motora voči detonácii;
energia sekundárneho okruhu je vyššia, pretože je normalizovaná dobou horenia oblúka od okamihu zapálenia (MZ) do hornej úvrate (TDC) a nie je obmedzená jadrom cievky. V dôsledku toho - lepšia horľavosť paliva;
úplnejšie spaľovanie paliva;
lepšie samočistenie zapaľovacích sviečok, spaľovacích komôr;
nedostatok predzápalu.
menšie erozívne opotrebovanie kontaktov zapaľovacích sviečok, rozdeľovača. V dôsledku toho - dlhšia životnosť;
spoľahlivý štart za každého počasia, dokonca aj pri vybitej batérii. Jednotka začne pracovať s istotou od 7 V;
mäkký chod motora vďaka iba jednému prednému spaľovaniu.
Pre transformátor sa používa krúžok s magnetickou permeabilitou h = 2000, prierez >= 1,5 cm 2 (napríklad sa ukázali dobré výsledky: „jadro M2000NM1-36 45x28x12“).
Údaje o navíjaní:
Technológia montáže:
Vinutie sa aplikuje otočením na prevrátenie čerstvo impregnovaného epoxidového tesnenia.
Po ukončení vrstvy alebo navinutia v jednej vrstve sa vinutie prekryje epoxidovou živicou, kým sa nevyplnia medzizávitové dutiny.
Vinutie je uzavreté tesnením cez čerstvú epoxidovú živicu, pričom prebytok sa vytlačí. (kvôli nedostatku vákuovej impregnácie)
Mali by ste tiež venovať pozornosť ukončeniu záverov:
nasadí sa fluoroplastová trubica a upevní sa nylonovou niťou. Na zvyšovacom vinutí sú vodiče flexibilné, vyrobené z drôtu: MGTF-0,2 ... 0,35.
Po impregnácii a izolácii prvého radu (vinutia 1-2-3, 4-5-6) sa okolo celého krúžku vo vrstvách navinie stupňovité vinutie (7-8), ktoré sa otáča. , expozícia vrstiev, "jahňatá" - nie sú povolené.
Z kvality výroby transformátora je spoľahlivosť a životnosť jednotky takmer závisťou.
Umiestnenie vinutí je znázornené na obrázku 3.
Pre lepší odvod tepla sa odporúča blok montovať do duralového rebrovaného puzdra, približný rozmer je 120 x 100 x 60 mm, hrúbka materiálu 4...5 mm.
Tranzistory P210 sú umiestnené na stene skrine cez izolačné teplovodivé tesnenie.
Montáž sa vykonáva závesnou montážou, berúc do úvahy pravidlá pre montáž vysokonapäťových, impulzných zariadení.
Riadiaca doska môže byť vyrobená na doske plošných spojov alebo na prototypovej doske.
Hotové zariadenie nevyžaduje úpravu, je potrebné iba objasniť zahrnutie vinutí 1, 3 do základného tranzistorového obvodu a ak sa generátor nespustí, vymeňte ich.
Kondenzátor nainštalovaný na rozvádzači pri používaní CDI je vypnutý.
Podrobnosti
Prax ukázala, že pokus nahradiť tranzistory P210 moderným kremíkom vedie k značnej komplikácii elektrický obvod(pozri 2 nižšie diagramy na KT819 a TL494), nutnosť starostlivého ladenia, ktoré sa po jednom alebo dvoch rokoch prevádzky v náročných podmienkach (prehrievanie, vibrácie) musí znova vykonať.
Osobná prax od roku 1968 ukázala, že použitie tranzistorov P210 umožňuje zabudnúť na elektronickú jednotku na 5 ... 10 rokov a použitie vysokokvalitných komponentov (najmä akumulačného kondenzátora (MBGCH) s dlhým nestarnúcim dielektrikom) a presná výroba transformátora - a na dlhšie obdobie.
1969-2006 Všetky práva na tento návrh obvodu patria VV Alekseevovi. Pri opätovnom vytlačení odkazu sa vyžaduje.
Otázku môžete položiť na adrese uvedenej v pravom dolnom rohu.
Literatúra
A. Kuzminsky, V. Lomanovnch
Bežný batériový zapaľovací systém má vážne nevýhody. Najvýznamnejšie z nich sú: nízky výkon iskry, rýchle opotrebovanie kontaktov prerušovača, spínací prúd rádovo 4 A v obvode primárneho vinutia zapaľovacej cievky a vysoká spotreba energie (rádovo 50 W) .
Navrhované tyristorové zapaľovacie systémy umožňujú niekoľkonásobne znížiť výkon spotrebovaný z elektrického systému vozidla a znížiť prúd pretekajúci kontaktmi ističa o faktor 20-30. V tomto prípade sa výkon iskry zvýši najmenej 5-krát a je takmer nezávislý od stavu sviečok a prerušovača.
Nižšie je uvedený popis dvoch návrhov elektronických zapaľovacích jednotiek na báze tyristorov "BTZ-1" a "BTZ-2". Veľmi dobre sa osvedčili počas dlhodobej prevádzky na autách značiek Moskvič, Volga a Záporožec. Tyristorové zapaľovacie bloky sú zostavené z bežných dielov pre širokú škálu aplikácií.
Schematický diagram „BTZ-1“ je znázornený na obr. 1. Okrem napájania zapaľovacích sviečok s vysokým napätím umožňuje táto jednotka používať v aute rôzne domáce spotrebiče s nízkym príkonom, ktoré sú určené na pripojenie k napájaniu 220 V (elektrický holiaci strojček, zubná kefka atď.) .
Keďže štartér spotrebúva veľa prúdu z batérie, v chladnom období môže napätie batérie pri štartovaní motora klesnúť na 6-7 V. Prirodzene, v tomto momente sa podmienky iskrenia zhoršujú a štartovanie motora je náročné. Na udržanie požadovaného výkonu iskry
do obvodu zapaľovacej jednotky BTZ-2 bolo zavedené elektromagnetické relé P1 (obr. 2), ktorého vinutie sa zapína rovnakým spínačom ako štartér. Kontakty P1 / 1 a P1 / 2, keď je relé aktivované, zapínajú dodatočné zvyšovacie vinutie (V) transformátora Tp1. Tak je možné udržať požadovaný výkon iskry aj pri poklese napätia batérie na 5-6 V. Nízkofrekvenčný filter Dr1 a C1 v silovom obvode slúži na potlačenie rádiového rušenia.
Obe elektronické zapaľovacie jednotky sú vyrobené podľa kondenzátorovo-kontaktného obvodu so spínacím tyristorom. Na získanie potrebnej iskriacej energie slúži akumulačný kondenzátor C2 (C3), ktorý sa nabíja z vysokonapäťového meniča napätia a vybíja sa cez tyristor do primárneho vinutia zapaľovacej cievky. Zároveň sa na sekundárnom vinutí zapaľovacej cievky indukuje vysoké napätie, ktoré je cez rozdeľovač privádzané do sviečok motora. Napäťové meniče v oboch zapaľovacích systémoch sú vyrobené podľa schémy symetrického blokovacieho generátora. Obvod umožňuje použiť na inštaláciu tranzistorov 77 a T2 spoločný neizolovaný chladič pripojený k šasi („spoločné mínus“). Zároveň sa okrem konštrukčného zjednodušenia meničovej jednotky výrazne zlepšuje tepelný režim celého zariadenia a zvyšuje sa spoľahlivosť jeho prevádzky.
Pozrime sa podrobnejšie na schému zapaľovacej jednotky BTZ-1 zobrazenú na obr. 1. Princíp činnosti push-pull tranzistorových generátorov s transformátorovou spätnou väzbou je dobre známy. Tranzistory T1 a T2 pracujú v kľúčovom režime, spínajú prúd v primárnom vinutí transformátora Tp1. V sekundárnom vinutí Tp1 sa indukuje vysoké napätie symetrického tvaru (takmer pravouhlého). Na sekundárne vinutie Tpl je pripojený usmerňovací mostík D1-D4, z ktorého je odobraté konštantné napätie cca 400 V, ktoré slúži na
nabíjací kondenzátor C2. Tyristor D5 je na začiatku uzavretý. V momente zopnutia kontaktov ističa, ktorý skratuje svorky 3 a 7 zapaľovacieho zariadenia, sa cez diódy D8-D9 a odpor R7 nabije kondenzátor C3 takmer na plné napätie batérie. Rezistor R7 poskytuje určité oneskorenie v čase nabíjania, čím eliminuje účinok „odskoku“ kontaktov prerušovača v momente zatvorenia.
Pri otvorení kontaktov ističa (svorky 3-7 BTZ) sa kondenzátor C3 vybije cez diódu D7, riadiacu elektródu tyristora D5 a odpory R9-R10. V tomto prípade sa do riadiacej elektródy tyristora D5 privádza kladný impulz, ktorý otvára tyristor. Akumulačný kondenzátor C2, nabitý na napätie asi 400 V, sa vybíja cez tyristor-D5 a primárne vinutie zapaľovacej cievky (svorky 1 a 2 BTZ). Súčasne otvorený tyristor D5 premení výstupný obvod meniča napätia, čím sa preruší generovanie.
Záporný impulz vychádzajúci z primárneho vinutia zapaľovacej cievky cez reťaz R8-D6 po prepnutí tyristora D5 okamžite dobije kondenzátor C3. Výsledkom je, že trvanie riadiaceho impulzu, ktorý otvára tyristor, nepresiahne 2 μs. To zaisťuje vznik jednej iskry a zároveň chráni tyristor pred viacnásobným spínaním. Po vybití kondenzátora C2 sa uzavrie tyristor D5, obnoví sa generovanie v prevodníku a celý proces sa opakuje.
Na uľahčenie štartu meniča napätia na báze tranzistorov 77 a T2 sa nastaví malé záporné predpätie z napäťových deličov R1, R2 a R3, R4. Aby sa zabránilo spontánnemu spínaniu tyristora D5 pod vplyvom rušenia, ku ktorému dochádza pri prevádzke meniča napätia a niektorých prvkov elektrického vybavenia automobilu (generátor, reléový regulátor, smerové svetlá atď.), Filter C1 D9 sa zavedie do riadiaceho obvodu tyristora. Okrem toho je okrem riadiacej elektródy tyristora D5 nastavená ochranná záporná odchýlka 0,5–0,7 V, ktorá sa odstráni z reťaze R6 D8.
Rozdiel medzi druhým meničom napätia (obr. 2) a prvým je v tom, že má dve zvyšovacie vinutia (I a V). Pomocou kontaktov elektromagnetického relé R1 je možné tieto vinutia zapnúť sériovo, aby sa zvýšilo napätie privádzané na vstup usmerňovacieho mostíka D1-D4, keď je ťažké naštartovať motor. Druhý usmerňovací mostík, zostavený na diódach D5-D8, je určený na napájanie ďalších spotrebičov s nízkym výkonom. Dokáže poskytnúť výkon cca 20 W pri napätí 220-230 V. Svorka VI („sync“) slúži na pripojenie pomocných zariadení riadiaceho a regulačného systému motora (tachometrický stabilizátor napätia a pod.). Detaily a prevedenie blokov zapaľovania. Pri výrobe zapaľovacieho zariadenia by sa mala venovať osobitná pozornosť transformátoru meniča napätia, od ktorého závisí hlavne spoľahlivosť elektronickej jednotky. Na výrobu tohto transformátora je najlepšie použiť toroidné jadro vyrobené z ocele triedy E330-E340 (HVP) alebo zliatiny 34NKMP alebo 79NM (permalloy). V prvom prípade môžete použiť jadro OL25 / 40X12,5 alebo podobné, ale s trochu väčším prierezom. Z permalloy jadier možno odporučiť OL25 / 40X6,5 (2 ks).
Na výrobu tohto transformátora môžete použiť aj jadro z bežnej transformátorovej ocele triedy E42 alebo E43 (platne Sh16, sada 16 mm). Pri výbere jadra treba brať do úvahy, že prierez jeho magnetického obvodu musí byť minimálne 2 cm2. Rám pre cievku transformátora je vyrobený z elektrokartónu, vodiče vinutia sú upevnené na obvode líc rámu. Aby sa transformátoru zvýšila odolnosť proti vlhkosti, cievka po navinutí je impregnovaná elektrickým izolačným lakom alebo zmesou (napríklad KP-10).
Údaje o vinutí transformátora Tp1, vyrobeného na jadrách tvaru W a toroidných jadrách, sú uvedené v tabuľke.
Najprv sa na cievku navinie stúpacie vinutie I. Na medzivrstvovú izoláciu možno použiť káblový papier. Toroidné jadro je pred položením zvyšovacieho vinutia izolované dvoma alebo tromi vrstvami lakovanej látky alebo fluoroplastu. Potom sa navinú vinutia II, III a IV. Na zlepšenie symetrie meniča a zníženie únikovej indukčnosti transformátora sú vinutia základne a emitora navinuté do dvoch drôtov, pričom závity vinutia III a IV sa umiestnia medzi závity vinutia II.
|
Počet otáčok |
Poznámka |
|||
|
jadro Ш16Х16 |
Jadro OL25/40H12B |
|||
|
Navíjanie sa vykonáva v dvoch drôtoch |
||||
Transformátor Tp1 v obvode na obr. 2 je vyrobený na toroidnom jadre typu OL32 / 50 X 16. Hlavné zvyšovacie vinutie I má 1200 závitov drôtu PELSHO 0,25; prídavné zvyšovacie vinutie V má 600 závitov toho istého drôtu; vinutie emitora II obsahuje 33 + 33 závitov drôtu PEV-2 1,0; každé základné vinutie III a IV má 10 závitov drôtu PELSHO 0,41. Vinutia sú usporiadané v rovnakom poradí ako pre Tp1 v obvode na obr. 1.
Ak neexistujú žiadne jadrá špecifikovaných značiek a veľkostí, potom je ľahké určiť vhodnosť existujúceho jadra pre špecifikované transformátory. Celkový výkon transformátora použitého v meniči napätia je určený jeho celkovým zaťažením. Na druhej strane sa rovná výkonu vynaloženému na iskrenie pri maximálnych otáčkach motora a maximálnemu výkonu jedného alebo viacerých súčasných spotrebičov, ktoré je možné pripojiť k elektronickej jednotke. Ak sa tieto súčasné spotrebiče počas jazdy nepoužívajú, berie sa do úvahy iba jedna z uvedených záťaží (maximálna).
Množstvo užitočnej energie vynaloženej na iskrenie závisí od počtu valcov motora a rýchlosti otáčania kľukového hriadeľa.
Pre štvortaktný motor je frekvencia iskrenia:
n je počet otáčok kľukového hriadeľa za minútu; Nts je počet valcov.
C je kapacita akumulačného kondenzátora (farad)
U je napätie na akumulačnom kondenzátore. V našom prípade pri C \u003d 1,0 μF až U \u003d 400 V
Výkon vynaložený na iskrenie pri 6000 ot./min:
Pri prevádzke elektrického holiaceho strojčeka sa spotrebuje približne rovnaký výkon (15-18 W). Keďže elektronická jednotka sa zvyčajne používa na napájanie jednej zo špecifikovaných záťaží, je zrejmé, že maximálny výkon meniča nesmie presiahnuť 18-20 wattov.
V prípade, že hodnota indukcie saturácie (W) dostupného jadra nie je známa, použite experimentálna metóda. Vinutia základne a emitora sú navinuté na jadre, aby sa začlenili do konvertora. Sú navzájom spojené a spojené s tranzistormi T1 a T2, ako je znázornené v obvode na obr. 1. Navíjanie sa vykonáva v dvoch drôtoch; základné vinutia by mali mať 10-15 závitov drôtu PELSHO 0,25-0,31, emitor - 30-50 závitov drôtu PEL-2 1,0. Pripojením zdroja energie určite frekvenciu generovania a prúd spotrebovaný zariadením. Na meranie frekvencie je najlepšie použiť elektronický osciloskop alebo merač frekvencie. Doma môžete približne určiť
naliať frekvenciu generátora porovnaním výšky zvuku počutého počas činnosti meniča s tónom hudobného nástroja, ako je klavír. Typicky frekvencia generovania nepresahuje 200-600 Hz (v závislosti od jadra). Tvar generovaných kmitov by mal byť čo najbližšie k obdĺžniku, prúd spotrebovaný zariadením by nemal presiahnuť 0,5-0,6 A pri napájacom napätí 12 V. Hodnota W je určená vzorcom:
kde f je frekvencia generovaná prevodníkom, Hz;
Sst je prierez jadra, cm2;
Kst je faktor plnenia jadra oceľou;
Ue - hodnota striedavého napätia na polovici vinutia emitora, V.
Pre páskové toroidné jadrá je hodnota Kst v rozmedzí 0,9 - 0,95. Pre jadrá vyrobené z obyčajných dosiek v tvare W je Kst \u003d 0,75 - 0,8.
Maximálny výkon, ktorý možno odobrať z transformátora vyrobeného na danom jadre, sa určuje pomocou nasledujúceho vzorca:
Hodnoty I, W, Sst, Kst sú nám už známe a hustota prúdu vo vinutí transformátora (a) sa zvyčajne volí v rozmedzí 3-5 A / mm2.
ntr je účinnosť transformátora (pre toroidné jadrá t) = 0,9, pre jadrá typu ShL n = 0,85 a pre jadrá tvaru W z bežnej transformátorovej ocele n = 0,75-0,8);
Swindows - časť okna jadra v cm2;
Kmedi - faktor plnenia okna s vinutím sa volí v rozmedzí 0,2 - 0,25.
Je potrebné zdôrazniť, že optimálna frekvencia pre menič s transformátorom vyrobeným na klasickom transformátorovom oceľovom jadre by nemala presiahnuť 200 - 250 Hz. Inak termálne
straty v jadre transformátora sa prudko zvyšujú, takže jeho ohrev môže prekročiť prípustnú hodnotu. Poznamenávame tiež, že pri použití jadier s nízkymi elektromagnetickými parametrami vedie zvýšenie frekvencie meniča k skresleniu tvaru generovaného napätia a výraznému zníženiu účinnosti meniča. Pre jadrá typu SHL je optimálna frekvencia meniča v rozmedzí 250-300 Hz a pre jadrá typu OL - 600-700 Hz. Treba tiež vziať do úvahy, že so zvýšením frekvencie meniča sa straty v polovodičových zariadeniach zvyšujú a prúdový odber meniča sa zvyšuje.
Aby sa zlepšila spoľahlivosť zariadenia, je žiaduce poskytnúť pri výpočte dvojnásobnú výkonovú rezervu pre konvertorový transformátor.
Po výbere jadra sa určia údaje o vinutí transformátora. Počet závitov polovice vinutia emitora (na jeden tranzistor) sa zistí pomocou nasledujúceho výrazu:
kde Ue \u003d Umax - Uke;
Uke - pokles napätia na otvorenom tranzistore (saturačné napätie) \u003d 0,5 - 1 V. Ak je napätie batérie 12 V, Uc \u003d 12 - 0,5 \u003d 11,5 V. Ostatné parametre sú nám tiež známe a môžu použiť na výpočet .
Počet závitov zvyšovacieho vinutia sa zistí pomocou výrazu:
Potom určíme priemer drôtu pre všetky vinutia transformátora meniča. Aby sme to urobili, najprv nájdeme hodnotu amplitúdy kolektorového prúdu tranzistorov T1 a T2.
kde Ptot = 20 W;
npr (účinnosť meniča) = 0,7;
Nájdeme efektívnu hodnotu prúdu vo vinutí emitora Tp1:
Ak vezmeme priemerný prúdový zisk (Wst) pre tranzistory T1 a T2 rovný 10, potom efektívnu hodnotu prúdu v základnom vinutí možno určiť pomocou nasledujúceho vzťahu:
(b - prúdová hustota vo vinutí transformátora 3-5 A / mm2). Potom, vzhľadom na výstupné napätie meniča (400 V) pri menovitom výkone 20 W, určíme efektívnu hodnotu prúdu v zvyšovacom vinutí Tp1 v obvode z obr. 1:
Rovnakým spôsobom určíme efektívnu hodnotu prúdu v prídavnom zvyšovacom vinutí Tpl v obvode na obr. 2:
Pred inštaláciou tranzistorov na chladič sa musíte uistiť, že sú v dobrom stave. Je žiaduce vybrať tranzistory s rovnakými (alebo čo najbližšie) spätnými prúdmi kolektorových prechodov a prúdovými ziskami (Vst). Rovina chladiča musí byť starostlivo zbrúsená, aby sa zabezpečilo bezpečné pripevnenie k povrchu tranzistorov, ktoré sú pripevnené k chladiču pomocou štyroch skrutiek so závitom M3. Všimnite si, že v diagramoch na obr. 1 a 2, môžete použiť akékoľvek výkonné tranzistory (napríklad P213-217, P210 atď.). Je potrebné brať do úvahy iba prípustné napätie medzi kolektorom a emitorom tranzistora a stratový výkon. Celkový stratový výkon uvoľnený na tranzistoroch 77 a T2 je v rozsahu 15 - 22 wattov. Plocha doskového chladiča (radiátora) používaného na inštaláciu tranzistorov T1 a T2 musí mať plochu najmenej 25 - 30 cm2. V tomto prípade hraničná teplota pre tranzistory meniča nepresiahne 60 - 70 ° C.
Všetky usmerňovacie diódy musia byť pred inštaláciou do obvodu zapaľovacieho bloku skontrolované. Pri pripájaní diód D1-D4 a D10 na zdroj konštantného napätia 600 V by zvodový prúd nemal presiahnuť 10 μA. Na testovanie diód D5-D8 v obvode na obr. 2 testovacie napätie možno znížiť na 400 V.
Je žiaduce skontrolovať tyristory D5 a D11 na napätie a spínací prúd. Na tento účel sú obvody znázornené na obr. 3a a b. Potom sa postupným zvyšovaním napätia zdroja energie (napríklad pomocou autotransformátora LATR-1 alebo LATR-2) skontrolujú špecifikované parametre tyristorov. Hodnoty voltmetra B1 (obr. 3, a) v okamihu spínania tyristora D5 náhle klesnú na nulu a miliampérmeter A1 zaznamená prudký nárast prúdu. Všimnite si, že tyristory so spínacím napätím pod 500 V by sa nemali používať v zapaľovacích zariadeniach. Podobne sa neodporúča používať v obvodoch na obr. 1 a 2 tyristory so zvodovým prúdom väčším ako 1 mA (obr. 3.6). Takéto tyristory sa počas prevádzky prehrievajú a rýchlo zlyhajú. Pri kontrole tyristorov je potrebné vziať do úvahy, že pre niektoré z nich (napríklad tyristory typu KU202N) môže spínacie napätie dosiahnuť 700 V a zvodový prúd pri prevádzkovom napätí 400 - 450 V neprekročí niekoľko desiatok mikroampérov.
Všetky pevné odpory použité v obvodoch na obr. 1 a 2, typ MLT-0,5 a MLT-2. V diagrame na obr. 1 kondenzátor C1 - elektrolytický, typ K.50-6, C2 - typ MBGO pre menovité napätie 400 V, SZ - kov-papier, MBM. V diagrame na obr. 2 kondenzátor C1 - elektrolytický typ K50-6, C2 - tri paralelne zapojené kondenzátory typ K50-6 100,0X25 V, SZ - MBGO pre menovité napätie 600 V, C4 - kov-papier, MBM.
Tlmivka Dr1 (obr. 2) je vyrobená na jadre KD-TD-4 (SHL 16X20). Jeho vinutie obsahuje 120 závitov drôtu PEV-2 1.0. Elektromagnetické relé R1 (obr. 2) typ RES-9 (číslo pasu RS4.524.203).
Základňa zapaľovacieho bloku, vyrobená podľa schémy na obr. 1, slúži ako duralová platňa s rozmermi 160X70X6 mm. Tranzistory 77 a T2 sú zosilnené
na duralovej platni s rozmermi 70 X 45 X 6 mm. Inštaluje sa vo vzdialenosti 50 mm od okraja základnej dosky a upevňuje sa vo zvislej polohe pomocou dvoch skrutiek so závitom M4. Na hornej koncovej časti tejto dosky je okraj hornej dosky stĺpového modulu bez dielov upevnený tromi skrutkami so závitom MZ, ktorý spája takmer všetky časti malého obvodu zapaľovacej jednotky (okrem transformátora Tp1, akumulačný kondenzátor C2, tranzistory T1 a T2 a tyristor D5). Všetky diely, ktoré sa majú nainštalovať do modulu, sa nachádzajú v krabici znázornenej na obr. 4 v poradí medzi hornú a spodnú dosku modulu, inštalované vo vzdialenosti 35 mm od seba. Schéma zapojenia prepojok na doskách modulu je znázornená na obr. 5, a a b. Upozorňujeme, že kvalita inštalácie a spoľahlivosť všetkého spájkovania v module musia byť dokonalé, inak pri práci na aute rýchlo zlyhá. Dosky modulu môžu byť vyrobené pomocou tlačenej kabeláže z fóliového sklolaminátu alebo getinakov. Prax však ukázala, že objemové moduly s prídavnými zariadeniami namontovanými na montážnych úchytkách alebo uzáveroch sa ukázali byť v prevádzke oveľa spoľahlivejšie. Na inštaláciu je najlepšie použiť postriebrený medený drôt s priemerom 0,5-0,75 mm.
Po upevnení hromadného modulu na žiarič tranzistorov T1 a T2 je vedľa neho na základnej doske nainštalovaný transformátor Tp1. Na druhej strane modulu sa nachádza akumulačný kondenzátor C2 a tyristor D5, ktoré sú na základni upevnené malým medeným alebo mosadzným štvorčekom, ktorý zároveň slúži ako prídavný chladič pre tyristor. Telo tyristora je izolované dvoma sľudovými podložkami s hrúbkou 0,05-0,1 mm a fluoroplastovou objímkou, nasadenou na upevňovaciu skrutku.
Zapaľovací blok vyrobený podľa schémy na obr. 1 je umiestnený v ochrannom kovovom obale s rozmermi 155X80X75 mm. Môže byť vyrobený z duralového plechu hrúbky 1,5–2,0 mm alebo oceľového plechu hrúbky 1,0 mm. Pre lepšie utesnenie sa odporúča medzi základňu a plášť jednotky položiť gumenú hranu.
Správne zostavená zapaľovacia jednotka, najmä s dôkladnou kontrolou všetkých častí inštalovaných v okruhu, zvyčajne nepotrebuje dodatočné úpravy. Ak sa zapaľovacie zariadenie prepne do režimu nepretržitého generovania a nie je ovládané kontaktmi prerušovača, potom sa v ňom použije buď tyristor s nízkym spínacím napätím, alebo je dióda D9 prerušená. Niekedy je možné tento jav pozorovať v dôsledku nedostatočnej kapacity kondenzátora C1 a poruchy diódy D6. Ak je známe, že tranzistory T1 a T2 sú dobré, ale stále neexistuje žiadna generácia, potom na identifikáciu príčiny poruchy meniča napätia najskôr odpojte kondenzátor C2 od zvyšovacieho vinutia transformátora Tpl, potom tyristora D5 a usmerňovací mostík D1-D4 a vymeňte chybné diely. V prípadoch, keď je činnosť meniča sprevádzaná chrapľavým alebo syčivým zvukom, skontrolujte funkčnosť diód D1-D4 a tranzistorov T1-T2. Príčinou poruchy akumulačného kondenzátora C2 môže byť skrat jedného z vodičov k puzdru alebo porucha medzi doskami kondenzátora. V prípade poruchy tyristora D5 sa musíte najskôr uistiť, že sú neporušené sľudové podložky a puzdro, ktoré izoluje kryt tyristora od montážnej konzoly. Ak izolácia nie je poškodená a samotný tyristor je v dobrom stave, ale stále nedochádza k generovaniu ani pri odpojení posilňovacieho vinutia Tpl od všetkých uvedených častí, potom treba hľadať príčinu poruchy v transformátore meniča napätia (nesprávne spínanie, otvorený alebo prepínací skrat vo vinutí).
Neprítomnosť novotvaru pri otvorení kontaktov ističa naznačuje, že riadiaci obvod tyristora je otvorený (napríklad ak je poškodená dióda D9).
Pri kontrole zapaľovacieho zariadenia mimo auta je bezpodmienečne nutné pripojiť puzdro zapaľovacej cievky k puzdru elektronickej jednotky, inak môže dôjsť k poruche cievky a poškodeniu častí elektronickej jednotky.
Pri montáži zapaľovacej jednotky na automobil je táto inštalovaná pod kapotou čo najďalej od výfukového potrubia motora a zaistená štyrmi skrutkami so závitom M5 alebo M6. Teplota v mieste inštalácie jednotky by nemala prekročiť + 70 ° C, inak sa spoľahlivosť zapaľovacieho zariadenia zníži v dôsledku silného prehriatia polovodičových zariadení.
Na pripojenie zapaľovacieho zariadenia k palubnej sieti automobilu je najlepšie použiť vhodný konektor (napríklad typ RSHABPB-14), ako je znázornené na obr. 6. Zároveň
poskytuje rýchly prechod z jedného typu zapaľovania na druhý. Na to stačí zmeniť polohu zástrčky v konektorovej zásuvke o 180°, ako je znázornené na obr. 6 („OZ“ - konvenčné zapaľovanie, „TK“ - tyristorové zapaľovanie). Okrem toho môže zástrčka slúžiť ako "kľúč" zariadenia proti krádeži - ak ho vyberiete zo zásuvky, oba systémy zapaľovania sa vypnú. Bez znalosti schémy „kľúča“ bude ťažké naštartovať motor, pretože okrem tých, ktoré sú uvedené na obr. 6 je možných mnoho ďalších možností umiestnenia prepojok v zástrčke.
V prípade použitia zapaľovacej jednotky na vozidlách so 6-voltovou batériou je potrebné okrem prepočtu údajov vinutia transformátora meniča napätia upraviť aj hodnotu odporu rezistorov R1-R2 a R3-R4 (napätie deliče v základných obvodoch tranzistorov T1-T2).
Načítava...
