Optik sensörlü tristör ateşlemesi. Kondansatör (tristör) ateşleme sistemi
P. ALEXEEV
Bir araba motorundaki tristörlü ateşleme sistemi o kadar popülerlik kazandı ki, bugün ona ilgi göstermeyen neredeyse hiç araba tutkunu yok.
Tristör ateşleme sistemi ünitesinin test edilmiş bir versiyonunun şematik diyagramı Şekil 2'de gösterilmektedir. 1.
Pirinç. 1. Tristör ateşleme ünitesinin şematik diyagramı
Noktalı çizgiler bloğun bileşenlerini vurgulamaktadır: yüksek voltaj kaynağı, enerji depolama cihazı, marş darbesi oluşturucu, kontak anahtarı "Elektronik - konvansiyonel".
Yüksek gerilim kaynağı, bir itme-çekme transistör dönüştürücüsü olan (tek çevrim, enerji depolama cihazı için gerekli şarj hızını sağlayamayabilir), bir araba aküsünün veya jeneratörün düşük voltajını (12-14 V) nispeten yüksek bir sabit voltaja dönüştürmek için tasarlanmıştır. 380-400 V. Bu voltajın seçimi tesadüfi değildir. Gerçek şu ki, tristör ateşleme sistemine sahip bir motorun bujisindeki enerji şu ifadeyle belirlenir: A=C*U 2/2. bundan, enerji depolama cihazının kapasitesi (C) ne kadar büyükse ve voltajı (U) ne kadar yüksekse, kıvılcımdaki enerjinin de o kadar büyük olduğu sonucu çıkar. Gerilimdeki artış, ateşleme bobininin birincil sargısının (400-450 V) izolasyonunun elektriksel gücü ile sınırlıdır ve kapasitedeki artış, depolama kapasitörünün şarj süresinden daha az olması gereken şarj süresi ile sınırlıdır. kıvılcımlar arası boşluğun süresi. Buna dayanarak, bir tristör ateşleme sisteminde dönüştürücünün çıkış voltajı genellikle 300-400 V'tur ve depolama kapasitörünün kapasitesi 1-2 μF'dir.
Gerilim dönüştürücü transformatörü, ateşleme sisteminin en emek yoğun unsurudur. Amatör koşullarda şu veya bu makalenin yazarının önerdiği transformatör çeliğini kullanmak her zaman mümkün değildir. Çoğu zaman, sökülmüş eski transformatörlerden ve bobinlerden bilinmeyen özelliklere sahip manyetik çekirdekler kullanılır. Deneyimlerin gösterdiği gibi, voltaj dönüştürücü transformatörü, transformatör çeliğinin kalitesine bağlı olarak ön hesaplamalar yapılmadan yapılabilir, ancak yalnızca dönüştürücünün performansını artıracak olan biraz artırılmış bir güçle yapılabilir.
Transformatör verileri aşağıdaki gibi olabilir: manyetik devrenin kesiti 3,5-4,5 cm2; sargılar I ve IV - 9 telin her birini PEV-2 0,47-0,53 döndürür; sargılar II ve III - 32 tur tel PEV-2 1.0-1.1; sargı V - 830-880 tur PELSHO veya PEV-2 teli 0,31-0,35.
Yüksek gerilim sargısı sıraları arasına ve sargılar arasına vernikli kumaş veya kapasitör kağıdı döşenmesi gerekir. Manyetik devre plakaları sıkı bir şekilde ve boşluksuz olarak monte edilmiştir (bağlantı boşluklarının varlığı transformatörün kalitesini önemli ölçüde azaltır).
Dönüştürücünün tamamını bir ünite şeklinde D3-D6 diyotları üzerine bir doğrultucu ile monte ettikten sonra, aşağıdaki parametrelere göre kontrol edilmelidir: yüksüz akım tüketiminin gücü, çıkışındaki sabit voltajın büyüklüğü dönüştürücü, çıkış sargısı V üzerindeki gerilim eğrisinin şekli, dönüştürücü akımının frekansı.
Kontrol, Şekil 2'de gösterilen şemaya göre gerçekleştirilir. 2.
Pirinç. 2. Gerilim dönüştürücü test devresi
Şu tarihte: doğru dahil etme I, II, III ve IV sargıları, voltaj dönüştürücünün hemen çalışmaya başlaması gerekir (transformatörün manyetik devresinin oluşturduğu zayıf bir ses duyulabilir). IP1 ampermetre tarafından ölçülen voltaj dönüştürücü tarafından tüketilen akım 0,6-0,8 A aralığında olmalıdır (trafo manyetik devresinin kesitine ve çelik derecesine bağlı olarak).
Gücü kapattıktan sonra, R1 direnci (bkz. Şekil 2) çıkarılır, osiloskobun "Y" girişi doğrultucu köprüsünün 3 ve 4 (bkz. Şekil 1) noktalarına ve kapasitesi olan bir kapasitöre geçirilir. 0,25-1, 600 V'luk bir anma gerilimi için 1 ve 2, 0 µF noktalarına ve buna paralel olarak 0-600 V ölçekli bir DC voltmetreye bağlanır. Dönüştürücüye tekrar güç uyguladıktan sonra, DC gerilimini doğrultucunun çıkışı. Rölantide 480 -550 V'a ulaşabilir (V sarımının dönüş sayısına bağlı olarak). R5 direncini seçerek (en yüksek değerden başlayarak) bu voltajı 370-420 V'a düşürmeyi başarıyoruz. Aynı zamanda osiloskop ekranında dönüştürücü çıkış voltaj eğrisinin şekli gözlemleniyor. Rölanti hızında Şekil 2'ye karşılık gelmelidir. 3, a (kenar dalgalanmaları ikincil voltaj genliğinin% 25-30'una ulaşabilir) ve R5 direnci bağlıyken - Şekil 2'de gösterilen eğri. 3, b (ön emisyonlar %10 - 15'e düşürülür). Daha sonra, bir osiloskop kullanılarak dönüştürücünün çalışma frekansı ölçülür - 300-800 Hz aralığında olabilir (transformatörün manyetik devresi dikkatlice monte edilmezse oluşabilecek daha yüksek bir frekans, istenmeyen bir durumdur, çünkü transformatörün daha fazla ısınmasına neden olur).
Pirinç. 3. Dönüştürücünün çıkış voltajının diyagramları
Bu, voltaj dönüştürücünün çalışmasının kontrol edilmesini tamamlar.
D1 ve D2 diyotları, transistörleri kapatan voltajı 0,6-0,8 V seviyesinde sınırlar ve böylece yayıcı bağlantı noktalarını bozulmaya karşı korur ve ayrıca ikincil voltaj cephelerindeki dalgalanmaların genliğini azaltmaya yardımcı olur.
P210A, P209, P217 gibi transistörler ve bunlara benzer, akım aktarım katsayısı en az 12-15 olan diğerleri, bir voltaj dönüştürücüde iyi çalışır. Gerekli koşul aynı akım aktarım katsayısına sahip bir çift transistörün seçilmesidir.
Doğrultucuda (D3-D6) Uar>500-600 V ve Ipr>1 A olan herhangi bir silikon diyotu kullanabilirsiniz.
Enerji depolama 1-2 μF kapasiteli, dönüştürücünün doğrultucusundan 400-300 V'luk bir voltaja şarj edilen ve açma tristörü D7 ve ateşleme bobininin birincil sargısı aracılığıyla kıvılcım anında deşarj olan bir kapasitördür. Söz konusu ateşleme sisteminde, enerji depolamanın rolü C2 kapasitörü tarafından gerçekleştirilir. Nominal gerilimi 500-600 V olan herhangi bir kağıt kapasitör (MBGP, MBGO, vb.) kullanabilirsiniz. Kapasitesi nominal değerden biraz daha büyük olan ve enerji üzerinde olumlu bir etkisi olacak bir kapasitör seçilmesi tavsiye edilir. kıvılcımda (özellikle doğrultucu voltajı 380 V'tan düşük olduğunda).
Şekil 2'de gösterilen devreye göre monte edilmiş bir tristör ateşleme sisteminde. Şekil 1'de, ana enerji depolama cihazına (kondansatör C2) ek olarak, voltaj tarafından tetiklenen P1 röle kontakları (röle çalışma voltajı 6-8 V) kullanılarak C2 kondansatörüne paralel bağlanan bir “başlatma” kondansatörü C3 vardır. Motor marş motorunun çalıştırılması sırasında “VK” terminaline verilir. Bu, akü voltajını 7-9 V'a düşürürken depolama kapasitesini artırarak kıvılcımdaki enerjiyi arttırmak için yapıldı.
Ateşleme sisteminde kullanılan tristörün açma voltajı 500 V'tan az olmalı ve 400 V çalışma voltajındaki kaçak akım 1 mA'yı geçmemelidir. Ne yazık ki, bir partideki tristörlerin açılma voltajı bile önemli ölçüde farklılık gösterebilir, bu nedenle tristörün açılma voltajı ve kaçak akım açısından kontrol edilmesi şiddetle tavsiye edilir.
Tetik puls üreteci bir tristör ateşleme sisteminde en önemli işlevi yerine getirir: belirli bir şekil, süre ve genlikte darbeler üretir ve bunları tam olarak kesici kontakların açıldığı anda tristörün kontrol elektroduna sağlar. Tristör ateşleme ünitesinin kalite göstergelerinin, başlangıç darbe şekillendiricisinin ne kadar mükemmel olduğuna göre belirlendiğini varsayabiliriz. Ek olarak, aracın yerleşik ağındaki her türlü dalgalanma ve voltaj düşüşüne karşı yüksek gürültü bağışıklığına sahip olmalı ve kesicinin çalışma kalitesi ve her şeyden önce kontaklarının tıkırtısı konusunda iddiasız olmalıdır. Bu açıdan en iyi performans, transformatör başlatma darbesi şekillendirici tarafından sağlanır. Bir darbe transformatörü Tr2, diyotlar D8 ve D9, kapasitör C4 ve dirençler R7, R8'den oluşur. Kesici kontakları kapatıldığında, R7, R8 dirençlerinden ve transformatörün birincil sargısından akan akım, transformatör sargılarında bir enerji rezervi oluşturur ve kesicinin temas ettiği anda sekonder sargıda pozitif kutuplu bir darbenin ortaya çıkmasını sağlar. açık. Bu darbe doğrudan D7 tristörünün kontrol elektroduna gider, onu açar ve böylece C2 kapasitörünün ateşleme bobini üzerinden boşalmasını sağlar.
Kesici kontakları sıçradığında meydana gelen yanlış başlatma darbelerini ortadan kaldırmak için, transformatörün birincil sargısı paralel olarak bağlanan D9 diyotu ve C4 kapasitör tarafından şöntlenir. Darbe transformatörünün verilerine bağlı olarak bu kapasitörün kapasitansı deneysel olarak seçilir. Diyot D8, kesici kontaklar kapatıldığında transformatörün II sargısındaki negatif darbeyi 0,6-0,8 V seviyesinde sınırlar ve tristörün kontrol geçişini bozulmaya karşı korur.
Tristörün güvenilir bir şekilde açılması, yaklaşık 5-7 V genlikli ve 100-200 μs süreli bir darbe ile sağlanır.
Darbe transformatörü için, 0,7-1,5 cm2 kesitli W şeklindeki herhangi bir manyetik çekirdeği kullanabilirsiniz. İlk olarak, transformatörün deneysel bir versiyonunun test edilmesi önerilir: çerçeveye 80-120 tur PEV-0,35-0,5 tel sarılır (sargı I) ve üstüne aynı telin 35-40 dönüşü (sargı) II). Manyetik devreyi sıkmadan transformatöre monte ettikten sonra (Şek. 4)
Pirinç. 4. Darbe şekillendiriciyi kontrol etme ve ayarlama şeması
Başlangıç darbe oluşturucusunun (D8, D9, C4, R7 ve R8), kontrol elektrodu ve tristör katotunun tüm elemanları geçici olarak bağlanır (tristör anotu serbest kalır). Bir kesici olarak, elektromanyetik röle P1'in (RES-6 veya RES-22 tipi) P1/1 kontakları, sargısı bir söndürme direnci aracılığıyla şebekeye bağlanan transformatörün birincil sargısının devresine dahil edilir ( Rgac) veya düşürücü bir transformatör. Kontak sıçramasını azaltmak için röle kontak grubuna lastik bir halka yerleştirilmiştir. Böyle bir cihaz, çalıştırma darbesi oluşturucunun, dört silindirli bir motorun 3000 rpm'ye eşit krank mili hızına karşılık gelen 100 Hz frekansında çalışmasını sağlar. Röle kontaklarının kaçınılmaz sıçraması, tetik darbe şekillendiricisini gerçek bir kesiciye kıyasla daha zorlu koşullar altında çalışacak şekilde yapılandırmanıza olanak tanır (bu nedenle kontakları zıplatmayan polarize bir röle kullanılmamalıdır). Gücü açtıktan sonra, osiloskop ekranında tristör girişindeki voltaj eğrisini gözlemleyin; bu, Şekil 1'de gösterilene benzemelidir. 5, a, başlangıç darbesinin başlangıç parametrelerini bulun. Transformatörün sekonder sargısının dönüş sayısını azaltarak veya artırarak, darbenin genliğini buna göre azaltabilir veya artırabilirsiniz ve birincil sargının dönüş sayısını ve C4 kapasitörünün kapasitansını seçerek, darbenin süresi ve kesici kontakların sıçramasına karşı koruma açısından "saflığı". Kural olarak, iki veya üç testten sonra, darbenin gerekli süreye ve genliğe sahip olması ve kesici kontakların sıçramasının çalışma stabilitesini ve voltajın şeklini etkilememesi için parçaların ayrıntılarını seçmek mümkündür. başlangıç darbelerinin eğrisi. Testler sonucunda elde edilen verilere dayanarak darbe transformatörünün çalışan bir versiyonu üretilmektedir.
Pirinç. 5. Başlangıç darbesinin (a) voltajının ve depolama kapasitörünün (b) deşarj darbesinin diyagramları
Kontak anahtarı “elektronik - konvansiyonel”, Geçiş anahtarları veya bisküvi anahtarı üzerine monte edilmiş, bir ateşleme türünden diğerine hızlı geçiş sağlar (tristör ateşleme ünitesinin hasar görmesini önlemek için, anahtarlama yalnızca güç kaynağı kapatıldığında gerçekleştirilir). Kesici kontaklarına ("Pr") paralel olarak normal ateşleme modunda bağlanan kondansatör C5, ateşleme dağıtıcı mahfazasında bulunan kapasitörün yerini alır (tristör ateşleme sisteminin normal çalışmasını bozduğu için çıkarılmalı veya kapatılmalıdır). VK, VKB, Genel ve Pr olarak adlandırılan iletkenlerin terminalleri, ateşleme bobini ve kesicinin ilgili terminallerine bağlanır ve noktalı çizgilerle daire içine alınmış VKB ve VK kontakları, daha önce bağlanmış kabloları bağlamak için kullanılır. ateşleme bobininin aynı terminalleri.
Tamamen monte edilmiş bir tristör ateşleme ünitesi, bir kesiciye ve bujili bir ateşleme bobinine (yüksek voltaj terminali ile güç kaynağının eksi arasına bağlı) bağlanmalı ve ardından ona voltaj uyguladıktan sonra aşağıdaki parametreleri kontrol etmelidir. : akım tüketimi, doğrultucu çıkış voltajı, başlatma darbesinin genliği ve süresi, bir depolama kapasitörünün deşarj darbesi.
Ünitenin güç kaynağı devresine bağlı bir ampermetre ile ölçülen yüklü dönüştürücünün akım tüketimi 1,3-1,5 A olmalıdır. Doğrultucunun (C2 kondansatöründe) çıkış voltajı, Şekil 2'de gösterilen devreye göre ölçülmüştür. 6, açık devre voltajına eşit veya %5-7 oranında (bazen %10'a kadar) daha az olmalıdır.
Pirinç. 6. Tristör ateşleme ünitesi çalışırken bir enerji depolama cihazındaki voltajı ölçmek için devre
Bir osiloskopla ölçülen tetikleme darbesinin genliği ve süresi sırasıyla 5-7 V ve 150-250 μs olmalıdır. Darbeler arasındaki aralıkta, küçük bir genliğe (başlangıç darbesinin genliğinin 0,1-0,2'sinden fazla olmayan) (kontakların kapandığı anda) küçük bir girişim meydana gelir. Küçük "çentikler" görünüyorsa (genellikle dönüştürücünün çalışma frekansında), o zaman C1 kapasitörünün kapasitansını seçmelisiniz.
Osiloskop ekranında görüntülenen depolama kapasitörü C2'nin deşarj darbesi, Şekil 2'de gösterilen forma sahiptir. 5 B. Kapasitörün şarjı, darbeler arasındaki aralığın en geç 2/3'ünde sona ermelidir (genellikle aralığın 1/3-1/2'sinde biter).
Test edilen tristör ateşleme ünitesi, termal koşulları izlemek için 30-40 dakika çalışır durumda bırakılmalıdır. Bu süre zarfında, dönüştürücünün transformatörü 70-80 ° C'yi aşmayan bir sıcaklığa (el bunu tolere edebilir) ve transistörlerin ısı alıcıları - 35-45 ° C'ye kadar ısınmalıdır.
Bloğun tasarımı keyfidir. Gerilim dönüştürücü transistörler, plaka soğutuculara veya 4-5 mm kalınlığında profilli duralumin üzerine monte edilir toplam alana sahip 60-80 cm2.
130X130X60 mm boyutlarında metal bir kasaya monte edilmiş bir tristör ateşleme sistemi ünitesinin olası tasarımı Şekil 1'de gösterilmektedir. 7.
Pirinç. 7. Tristör ateşleme sistemi bloğunun tasarımı
Ünite, VKB, VK ve “Genel” çıkış kablolarının ateşleme bobininin ilgili terminallerine (ateşleme bobininin “Genel” terminalini bağlayan tel) bağlanabilmesi için araca (kaputun altına) yerleştirilmelidir. kesici kaldırıldığında). Daha önce aynı adı taşıyan ateşleme bobini terminallerinde bulunan teller, ateşleme bloğunun “VKB” ve “VK” kontaklarına bağlanır.
Bir kapasitörün elektrostatik alanında enerji depolayan ateşleme sistemlerinde, elektronik rölenin işlevi, bir kontak kesici tarafından kontrol edilen tristörler tarafından gerçekleştirilir, bu nedenle bu tür sistemlere kontak-tristör sistemleri denir. Elektrostatik bir alanda darbeli ve sürekli enerji birikimine sahip sistemler bilinmektedir.
Sürekli enerji depolamalı sistem, iki transistör VT1 ve VT2, transformatör T1, dirençler R2 ve R3 ve kapasitör C1'den oluşan bir itme-çekme voltaj dönüştürücüsü içerir. Dönüştürücünün çıkış voltajını düzeltmek için sıfır noktasına sahip bir tam dalga doğrultucu (VD1 ve VD2 diyotları) kullanılır. Doğrultucu, R4 direncinin bağlandığı paralel olarak depolama kapasitörü C2 ile yüklenir. Tristör VS, ateşleme bobininin (transformatör T2) L1 birincil sargısındaki akımı keser. Tristör, kontak S2 ateşleme zamanlaması senkronizörü tarafından kontrol edilir.
Pirinç. Kapasitörün elektrostatik alanında sürekli enerji biriktiren tristörlü ateşleme sistemi
Kontak anahtarının S1 kontakları kapatıldığında, itme-çekme voltaj dönüştürücüsü etkinleştirilir. Transformatör T1'in sekonder sargısının L2 terminallerinde, 200-500 V genlikli dikdörtgen bir alternatif voltaj belirir.Ateşleme zamanlaması senkronizörünün S2 kontakları kapalıysa, C2 depolama kapasitörünü şarj etmek için düzeltilmiş doğrudan voltaj sağlanır. Tristör kapalı durumdadır, çünkü kontrol devresi senkronizörün kapalı S2 kontakları tarafından atlanır.
Senkronizatörün S2 kontakları açık olduğu anda, GB'den gelen voltaj R1 direnci aracılığıyla tristör VS'nin kontrol elektroduna beslenir. Açık bir tristör aracılığıyla, kapasitör C2, ateşleme bobininin T2 birincil sargısı L1 üzerine boşaltılır, bunun sonucunda ikincil sargısı L2'de yüksek bir EMF indüklenir. Dikkate alınan ateşleme sisteminin elemanlarının parametrelerinin uygun seçimiyle, tüm motor çalışma modlarında kapasitörün tam şarjını sağlamak ve pratik olarak krank mili hızından bağımsız bir ikincil voltaj elde etmek mümkündür. Zincir C1-R2, transistör dönüştürücünün güvenilir şekilde başlatılmasını sağlar.
Darbeli enerji depolamalı bir sistemde, kontak anahtarının S1 kontakları kapatıldığında ve ateşleme zamanlaması senkronizörünün S2 kontakları açıldığında, transistör VT'nin tabanına GB aküsünden pozitif bir voltaj darbesi verilir. Transistör, yayıcı-kollektör bağlantısından ve transformatörün birincil sargısı L1'den bir akım geçirerek doyma durumuna girer ve transformatörde bir manyetik alan oluşturur. Senkronizatörün S2 kontakları kapatıldığında, transistör KG'nin temel devresi kısa devre yapar, transistör kesme durumuna geçer, transformatörün L1 sargısındaki akım kaybolur ve yüksek bir EMF oluşur. ikincil sargıda indüklenir. Bu sırada senkronizörün kapalı kontakları S2 tristör kontrol devresini atlar. Tristör kapalıdır ve C kondansatörü VD1 diyotu üzerinden 200-400 V'luk bir voltaja kadar şarj edilir.
Pirinç. Bir kapasitörün elektrostatik alanında darbeli enerji biriktiren tristörlü ateşleme sistemi
Senkronizatörün S2 kontakları bir daha kapatıldığında, bataryadan gelen voltaj, Ra, Rl, R3 dirençleri aracılığıyla tristörün kontrol elektroduna beslenir. Tristör açılır. Kapasitörün deşarj akımı, transformatör bobininin birincil sargısı L1'den geçer ve ikincil sargının terminallerinde yüksek voltaj darbesi belirir ve bujiye verilir.
Enerjiyi bir kapasitörün elektrostatik alanında depolayan ateşleme sistemleri, ikincil voltajın daha yüksek bir artış oranını sağlar, bu da onu kurum şönt dirençlerinin varlığına karşı daha az duyarlı hale getirir. Ancak sekonder voltajın yüksek büyüme hızı nedeniyle, manyetik alanda enerji depolayan sistemlere göre arıza voltajı artar. Ayrıca kıvılcım deşarjının endüktif bileşeninin süresinin azalması nedeniyle, motor çalıştırıldığında ve kısmi yüklerde çalıştırıldığında hava-yakıt karışımının tutuşması ve yanması bozulur.
Bu cihazın avantajı, motoru çalıştırdıktan sonra çoklu kıvılcım modunun otomatik olarak kapatılmasıdır. Bu, kesici kontaklarındaki boşluk boyutunun optimal olandan büyük olması durumunda, çoklu kıvılcım ateşlemesi sırasında motorun durdurulma olasılığını ortadan kaldırır. Kesici kontaklarının geniş açık açılarında, distribütör boyunca bir sonraki silindire bir kıvılcım sıçrayabilir ve bu da motorun durmasına neden olabilir. Devre 5 ila 20 V besleme gerilimi ile çalışabilir. 1000 rpm motor devrinde elektronik ateşleme cihazı yaklaşık 0,3 A akım tüketir. Motor devri arttıkça akım tüketimi artar ve 6000 rpm'de bir değere ulaşır. yaklaşık 1 A'dır.
Depolama kapasitörünün C8'in yüklendiği yaklaşık 4000 V'luk bir voltaj, harici uyarımlı bir devreye göre yapılmış bir voltaj dönüştürücü kullanılarak üretilir. D2.1 ve D2.2 elemanları kullanılarak multivibratör devresine göre yapılan ana osilatör, giriş 2 ve 13'te mantıksal bir "1" mevcut olduğunda 5...6 kHz frekansında çalışır. D2.3 ve D2.4 elemanları üzerindeki ters çevirme basamaklarının izolasyonu, antifaz dikdörtgen multivibratör darbelerinin, T1 transformatörünün I ve II sargılarına bağlı V6, V7 ve V8, V9 anahtarlarının girişlerine iletilmesini sağlar. Sargı III'te yaklaşık 400 V genlikli dikdörtgen bir voltaj indüklenir, bu voltaj V12 köprüsü kullanılarak doğrultulur ve C8 depolama kapasitörünü şarj eder.
Motoru çalıştırırken çoklu kıvılcım ateşleme modu, D1.3 ve D1.4 elemanlarındaki bir multivibratör kullanılarak sağlanır. Yaklaşık 200 Hz'lik multivibratör frekansı, C1 ve C2 kapasitörleri seçilerek ayarlanır. Multivibratör, marş motoru etkinleştirme rölesinden V2 diyotunun katotuna 12 V beslendiğinde kendi kendine salınım moduna geçer ve onu kapatır. D1.3 elemanının çıkışı 3'ten, multivibratörün dikdörtgen darbeleri, D1.1 ve D1.2 elemanları üzerinde yapılan Schmitt tetikleyicisinin 4 girişine beslenir. Kesici kontakları kapalı olduğunda, D1.1 elemanının 5. girişinde. mantıksal bir "0" vardır ve giriş 4'teki voltaj seviyesinden bağımsız olarak ters çıkışında "mantıksal 1" vardır. Daha sonra multivibratör D2.1, D2.2 çalışır ve depolama kapasitörü şarj edilir. 400 V voltaj. Kesici kontakları açıksa, D1.1 elemanının 6 çıkışında, D1.3, D1A multivibratörün frekansı ile “mantıksal 1” görünür. Negatif bir voltaj düşüşüyle bu çıkıştan farklılaştırılmış bir darbe, tristör V10'u tetikleyen transistör V3'ü açar. Kondansatör C8, tristör ve ateşleme bobininin birincil sargısı yoluyla boşaltılarak bujide bir kıvılcım oluşur. Aynı negatif voltaj düşüşü, multivibratör D2 1, D2.2'nin 2 ila 13 numaralı girişlerine de verilir ve V6...V9 anahtarlarının kapalı olması ve aküden gelen enerjinin tüketilmemesi nedeniyle onu yavaşlatır. C8 kapasitörü boşaldıktan sonra tristör V10 kapanır. Ateşleme bobininin birincil sargısındaki salınım işlemi sayesinde, C8 kondansatörü başlangıç voltajının 0,4...0,5'i seviyesine kadar şarj edilir. Kesicinin kontak plakaları açık olduğu sürece tekrarlanan kıvılcım işlemi gerçekleşir. Motoru çalıştırdıktan ve marş motorunu kapattıktan sonra V2 diyotu açılır, multivibratör D1.3, D1.4 engellenir ve cihaz tek kıvılcımlı ateşleme moduna geçer. Bir şönt kesici olan Kapasitör C, temasın sıçramasına karşı koruma sağlar. S1 anahtarı kullanılarak elektrikli tıraş makinesine güç sağlamak için voltaj dönüştürücü açılır. Bu geçiş anahtarı hırsızlığa karşı koruma aracı olarak kullanılabilir.
Transformatör T1, Ш16x8 tipi М2000НМ tipi bir ferrit çekirdek üzerine sarılır ve Ш8 X 8 dört yarımdan oluşur. Sargı I ve II'nin her biri 22 tur PEV-2 0.26 tel içerir. Cihaz, MLT-0.25 dirençlerini, K50-6 elektrolitik kapasitörleri, S8-MBGO, 1.0 X 600 V'yi kullanır. Transistörler V6, V8 tipi KT503, KT630, MP37, V7, V9 - KT817, KT819, KT805 A, KT808 Ve bir akımla aktarım katsayısı en az 10. Transistörler V3 - KT502G, MP25B, MP26B, V4 - KT815 A...G, KT404 A...G. Diyotlar VI, V2 - düşük güçlü olanlar. Transistörler V7, V9, toplam dağıtım alanı en az 50 cm2 olan ayrı radyatörlere monte edilir.
Bir ateşleme cihazı takarken, ateşleme zamanlamasını bir flaş ışığı kullanarak ayarlamanız önerilir. Doğru şekilde monte edilmiş bir cihaz ayar gerektirmez.
Ateşleme olmadan modern bir araba hayal etmek zordur. Elektronik ateşleme sisteminin sağladığı başlıca avantajlar iyi bilinmektedir; bunlar şunlardır:
yakıtın daha eksiksiz yanması ve buna bağlı olarak güç ve verimlilikte artış;
egzoz gazı toksisitesinin azaltılması;
daha kolay soğuk çalıştırma;
bujilerin ömrünü uzatmak;
enerji tüketiminin azaltılması;
Mikroişlemci ateşleme kontrolü imkanı.
Ancak tüm bunlar esas olarak CDI sistemi için geçerlidir
Açık şu an Otomotiv endüstrisinde, bir kapasitörde enerji birikimine dayanan neredeyse hiç ateşleme sistemi yoktur: CDI (Kapasitör Deşarj Ateşlemesi) - ayrıca tristör (kondansatör) (2 zamanlı ithal motorlar hariç). Ve endüktanstaki enerji birikimine dayanan ateşleme sistemleri: ICI (ateşleme bobini indüktörü), kontaklardan anahtarlara geçişte hayatta kaldı; burada kesici kontaklar, temel değişikliklere uğramadan basitçe bir transistör anahtarı ve bir Hall sensörüyle değiştirildi (bir ateşleme örneği) VAZ 2101...07 ve entegre ateşleme sistemlerinde VAZ 2108...2115 ve sonrası). ICI ateşleme sistemlerinin baskın dağılımının ana nedeni, son kullanıcının ödediği daha ucuz üretim, basitleştirilmiş montaj ve kurulum gerektiren entegre bir tasarım olasılığıdır.
Bu, tabiri caizse, ICI sistemi tüm dezavantajlara sahiptir; bunlardan en önemlisi, çekirdeğin nispeten düşük mıknatıslanma ters oranı ve bunun sonucunda, artan motor hızıyla birlikte birincil sargı akımında keskin bir artış ve kayıptır. enerjinin. Bu, artan hız ile karışımın tutuşmasının kötüleşmesine, bunun sonucunda da flaş basıncının ilk büyüme anının aşamasının bozulmasına ve verimliliğin bozulmasına neden olur.
Kısmi ama çok uzak değil En iyi karar Bu sorun, ikili ve dörtlü ateşleme bobinlerinin (sözde) kullanılmasıyla çözülür, böylece üretici, mıknatıslanma ters dönme frekansına göre yükü bir ateşleme bobininden iki veya dörde dağıtır, böylece çekirdek mıknatıslama ters dönme sıklığını azaltır. bir ateşleme bobini.
Kıvılcımın oldukça yüksek dirençli bir bobindeki akımın mekanik bir kesici ile kesilmesiyle oluşturulduğu ateşleme devresine (VAZ 2101...2107) sahip araçlarda, bunun yerine elektronik bir anahtarla değiştirildiğini belirtmek isterim. veya benzeri yüksek dirençli bobinli araçlarda kontak üzerindeki akım yükünün azalması dışında hiçbir şey vermez.
Gerçek şu ki, bobinin RL parametrelerinin çelişkili gereksinimleri karşılaması gerekir. İlk olarak, aktif direnç R, akü voltajının 1,5 kat düşebileceği durumlarda, başlatma sırasında gerekli miktarda enerji biriktirmeye yetecek bir seviyede akımı sınırlamalıdır. Öte yandan, çok fazla akım, kontak grubunun erken arızalanmasına neden olur, bu nedenle, değiştirici veya pompa darbesinin süresi ile sınırlanır. İkincisi, depolanan enerji miktarını arttırmak için bobinin endüktansını arttırmak gerekir. Aynı zamanda hız arttıkça çekirdeğin yeniden mıknatıslanma zamanı kalmaz (yukarıda anlatıldığı gibi). Sonuç olarak, bobindeki sekonder voltajın nominal değere ulaşması için zaman yoktur ve akımın karesiyle orantılı olan kıvılcım enerjisi, yüksek (~3000'den fazla) motor devirlerinde keskin bir şekilde azalır.
Elektronik ateşleme sisteminin avantajları, enerjinin çekirdek yerine kapta depolandığı kapasitör ateşleme sisteminde tam olarak ortaya çıkar. Bu makalede kapasitör ateşleme sistemi seçeneklerinden biri açıklanmaktadır. Bu tür cihazlar ateşleme sistemi gereksinimlerinin çoğunu karşılar. Bununla birlikte, kütle dağılımları, imalatının zor olduğu bilinen bir yüksek voltaj darbe transformatörünün devresindeki varlığı nedeniyle engellenmektedir (bununla ilgili daha fazla bilgi aşağıdadır).
Bu devrede, yüksek voltajlı bir kapasitör, P210 transistörleri kullanılarak bir DC/DC dönüştürücüden şarj edilir; bir kontrol sinyali alındığında, tristör, şarj edilen kapasitörü ateşleme bobininin birincil sargısına bağlarken, DC-DC devrede çalışır. jeneratör modunu engelleme durduruldu. Ateşleme bobini yalnızca transformatör olarak kullanılır (darbeli LC devresi).
Tipik olarak birincil sargıdaki voltaj 450...500 V'ta normalleştirilir. Yüksek frekanslı bir jeneratörün ve voltaj stabilizasyonunun varlığı, depolanan enerji miktarının akü voltajından ve şaft hızından pratik olarak bağımsız olmasını sağlar. Bu yapı, enerjiyi endüktansta depolamaktan çok daha ekonomiktir, çünkü akım ateşleme bobininden yalnızca kıvılcım oluşumu anında akar. 2 zamanlı kendinden osilatörlü dönüştürücünün kullanılması verimliliğin 0,85'e çıkarılmasını mümkün kıldı. Aşağıdaki şemanın avantajları ve dezavantajları vardır. İLE liyakat atfedilmelidir:
çalışma hızı aralığında krank mili hızından bağımsız olarak ikincil voltajın normalleştirilmesi.
tasarımın basitliği ve sonuç olarak yüksek güvenilirlik;
yüksek verim.
Dezavantajları:
güçlü ısıtma ve sonuç olarak motor bölmesine yerleştirilmesi istenmez. Bana göre en iyi yer arabanın tamponudur.
Ateşleme bobininde enerji depolanan ICI ateşleme sistemiyle karşılaştırıldığında, kapasitör ateşleme sistemi (CDI) aşağıdaki avantajlara sahiptir:
yüksek voltaj voltajının yüksek artış hızı;
ve ark deşarjının yeterli (0,8 ms) yanma süresi ve bunun sonucunda silindirdeki yakıt karışımının flaş basıncında bir artış, bu nedenle motorun patlamaya karşı direnci artar;
ikincil devrenin enerjisi daha yüksektir çünkü ateşleme anından (IM) üst ölü noktaya (TDC) kadar ark yanma süresi ile normalleştirilir ve bobin çekirdeği ile sınırlı değildir. Sonuç olarak yakıtın daha iyi yanıcılığı;
yakıtın daha eksiksiz yanması;
bujilerin ve yanma odalarının daha iyi kendi kendini temizlemesi;
kızdırma ateşlemesi eksikliği.
buji kontaklarının ve distribütörün daha az aşındırıcı aşınması. Sonuç olarak - daha uzun servis ömrü;
Pil bitmiş olsa bile her türlü hava koşulunda güvenli başlangıç. Ünite 7 V'tan itibaren güvenle çalışmaya başlar;
Yalnızca bir yanma cephesi nedeniyle yumuşak motor çalışması.
Transformatör için manyetik geçirgenliği h = 2000, kesiti > = 1,5 cm2 olan bir halka kullanılır (örneğin, “çekirdek M2000NM1-36 45x28x12” iyi sonuçlar vermiştir).
Sarma verileri:
Montaj teknolojisi:
Sargı, epoksi reçineyle yeni emprenye edilmiş bir contayı döndürmek için sırayla uygulanır.
Bir katman tamamlandıktan veya bir katman halinde sarıldıktan sonra, sarım, dönüşler arası boşluklar dolana kadar epoksi reçine ile kaplanır.
Sargı, fazlalığı sıkarak taze epoksi reçine üzerine bir conta ile kapatılır. (vakumlu emprenye eksikliğinden dolayı)
Terminallerin sonlandırılmasına da dikkat etmelisiniz:
Floroplastik bir tüp takılır ve naylon iplikle sabitlenir. Yükseltici sargıda terminaller esnektir ve telden yapılmıştır: MGTF-0.2...0.35.
İlk sıranın (sargılar 1-2-3, 4-5-6) emprenye edilmesinden ve yalıtılmasından sonra, tüm halka katmanının etrafına katmanlar halinde, dönüşten dönüşe bir yükseltici sarım (7-8) sarılır. , katmanların açığa çıkmasına, “kuzulara” izin verilmez.
Ünitenin güvenilirliği ve dayanıklılığı pratik olarak transformatörün kalitesine bağlıdır.
Sargıların konumu Şekil 3'te gösterilmiştir.
Daha iyi ısı dağılımı için bloğun, yaklaşık boyutu - 120 x 100 x 60 mm, malzeme kalınlığı - 4...5 mm olan duralumin kanatlı bir muhafazaya monte edilmesi önerilir.
P210 transistörleri, yalıtkan, ısı ileten bir conta aracılığıyla mahfazanın duvarına yerleştirilir.
Kurulum, yüksek voltajlı, darbeli cihazların kurulum kuralları dikkate alınarak kurulum asılarak gerçekleştirilir.
Kontrol panosu baskılı devre kartı veya devre tahtası üzerinde yapılabilir.
Bitmiş cihaz ayarlama gerektirmez, yalnızca transistörlerin temel devresine 1, 3 numaralı sargıların dahil edilmesini açıklığa kavuşturmak gerekir ve jeneratör çalışmazsa yerleri değiştirin.
CDI kullanılırken dağıtıcıya takılı kondansatör kapatılır.
Detaylar
Uygulama, P210 transistörlerini modern silikon olanlarla değiştirme girişiminin önemli komplikasyonlara yol açtığını göstermiştir. elektrik şeması(KT819 ve TL494'teki 2 alt şemaya bakın), zorlu koşullarda (ısıtma, titreşim) bir ila iki yıl çalıştıktan sonra tekrarlanması gereken dikkatli ayarlama ihtiyacı.
1968'den bu yana kişisel uygulama, P210 transistörlerin kullanımının elektronik üniteyi 5...10 yıl boyunca unutmanıza ve yüksek kaliteli bileşenlerin (özellikle uzun ömürlü dielektrikli bir depolama kapasitörü (MBGC)) kullanılmasına izin verdiğini göstermiştir. ) ve transformatörün dikkatli bir şekilde üretilmesi - daha uzun bir süre için bile.
1969-2006 Bu devre tasarımının tüm hakları V.V. Alekseev'e aittir. Yeniden yazdırırken bir bağlantı gereklidir.
Sağ alt köşede belirtilen adrese soru sorabilirsiniz.
Edebiyat
A. Kuzminsky, V. Lomanovnch
Geleneksel akü ateşleme sisteminin ciddi dezavantajları vardır. Bunlardan en önemlileri şunlardır: düşük kıvılcım gücü, ateşleme bobininin birincil sargısının devresinde yaklaşık 4 A'lık bir akımı anahtarlayan kesici kontakların hızlı aşınması ve yüksek güç tüketimi (yaklaşık 50 W).
Önerilen tristörlü ateşleme sistemleri, aracın elektrik sisteminden tüketilen gücün birkaç kat azaltılmasını ve kesici kontaklardan geçen akımın 20-30 kat azaltılmasını mümkün kılmaktadır. Bu durumda kıvılcım gücü en az 5 kat artar ve bujilerin ve kesicinin durumundan neredeyse bağımsız olur.
Aşağıda “BTZ-1” ve “BTZ-2” tristörlerine dayalı iki elektronik ateşleme ünitesi tasarımının açıklaması bulunmaktadır. Moskvich, Volga ve Zaporozhets markalarının otomobillerinde uzun süreli operasyonlarda kendilerini çok iyi kanıtladılar. Tristör ateşleme üniteleri yaygın olarak kullanılan parçalardan monte edilir.
“BTZ-1”in şematik diyagramı Şekil 2'de gösterilmektedir. 1. Bu ünite, bujilere yüksek voltajla güç vermenin yanı sıra, arabanızda 220 V güç kaynağına (elektrikli tıraş makinesi, diş fırçası vb.) bağlanmak üzere tasarlanmış çeşitli düşük güçlü ev aletlerini kullanmanızı sağlar.
Marş motoru aküden büyük bir akım tükettiğinden, soğuk mevsimde motoru çalıştırırken akü voltajı 6-7 V'a düşebilir. Doğal olarak şu anda kıvılcımlanma koşulları kötüleşiyor ve motoru çalıştırma daha zor hale geliyor. Gerekli kıvılcım gücünü korumak için
Sargısı marş motoruyla aynı anahtarla açılan BTZ-2 ateşleme ünitesinin devresine (Şekil 2) bir elektromanyetik röle P1 sokulur. P1/1 ve P1/2 kontakları, röle etkinleştirildiğinde, Tp1 transformatörünün ilave yükseltici sargısını (V) açın. Bu sayede akü voltajı 5-6 V'a düştüğünde bile gerekli kıvılcım gücünü korumak mümkündür. Güç devresindeki Dr1 ve C1 düşük frekans filtresi radyo parazitini bastırmaya yarar.
Her iki elektronik ateşleme ünitesi de anahtarlama tristörlü kapasitör-kontak devresine göre yapılmıştır. Gerekli kıvılcım enerjisini elde etmek için, yüksek voltajlı bir voltaj dönüştürücüden şarj edilen ve bir tristör aracılığıyla ateşleme bobininin birincil sargısına boşaltılan bir depolama kapasitörü C2 (SZ) kullanılır. Bu durumda, distribütör aracılığıyla motor bujilerine beslenen ateşleme bobininin sekonder sargısında yüksek bir voltaj indüklenir. Her iki ateşleme sistemindeki gerilim dönüştürücüler simetrik blokajlı jeneratör devresine göre tasarlanmıştır. Devre, 77 ve T2 transistörlerini kurmak için kasaya bağlı ortak bir yalıtımsız ısı emiciyi (“ortak eksi”) kullanmanızı sağlar. Aynı zamanda, dönüştürücü düzeneğinin yapısal olarak basitleştirilmesine ek olarak, tüm cihazın termal koşulları önemli ölçüde iyileştirilir ve çalışma güvenilirliği artırılır.
Şekil 2'de gösterilen BTZ-1 ateşleme ünitesinin şemasına daha yakından bakalım. 1. Transformatör geri beslemeli itme-çekme transistörlü jeneratörlerin çalışma prensibi oldukça iyi bilinmektedir. Transistörler T1 ve T2, anahtarlama modunda çalışır ve Tp1 transformatörünün birincil sargısındaki akımı değiştirir. Bu durumda, sekonder sargı Tp1'de simetrik şekle sahip (dikdörtgene yakın) yüksek bir voltaj indüklenir. Yaklaşık 400 V'luk sabit bir voltajın çıkarıldığı ikincil sargı Tpl'ye bir doğrultucu köprü D1-D4 bağlanır.
şarj kondansatörü C2. Tristör D5 başlangıçta kapalıdır. Ateşleme cihazının 3 ve 7 numaralı terminallerine kısa devre yapan kesicinin kontakları kapatıldığında, SZ kapasitörü D8-D9 diyotları ve R7 direnci aracılığıyla akünün neredeyse tam voltajına kadar şarj edilir. Direnç R7, şarj süresinde bir miktar gecikme sağlar ve kapanma anında kesici kontakların "sıçraması" etkisini ortadan kaldırır.
Kesici kontakları açıldığında (terminaller 3-7 BTZ), kapasitör SZ, D7 diyotu, tristörün D5 kontrol elektrodu ve R9-R10 dirençleri aracılığıyla boşaltılır. Bu durumda D5 tristörünün kontrol elektroduna pozitif bir darbe gönderilerek tristör açılır. Yaklaşık 400 V'luk bir voltajla şarj edilen depolama kapasitörü C2, tristör-D5 ve ateşleme bobininin birincil sargısı (BTZ'nin 1 ve 2 terminalleri) aracılığıyla boşaltılır. Aynı zamanda açılan tristör D5, voltaj dönüştürücünün çıkış devresini şöntleyerek üretimi kesintiye uğratır.
Tristör D5'i değiştirdikten sonra ateşleme bobininin birincil sargısından R8-D6 zinciri boyunca gelen negatif darbe, S3 kapasitörünü anında şarj eder. Sonuç olarak tristörü açan kontrol darbesinin süresi 2 μs'yi geçmez. Bu, bir kıvılcımın oluşmasını sağlar ve aynı zamanda tristörün birden çok kez değişmesini önler. C2 kapasitörü boşaldıktan sonra D5 tristör kapatılır, dönüştürücüdeki üretim devam eder ve tüm süreç tekrarlanır.
Gerilim dönüştürücünün başlatılmasını kolaylaştırmak için, R1, R2 ve R3, R4 voltaj bölücülerinden 77 ve T2 transistörlerinin tabanlarına küçük bir negatif önyargı ayarlanır. Gerilim dönüştürücünün ve aracın elektrikli ekipmanının bazı elemanlarının (jeneratör, röle kontrolörü, sinyal lambaları vb.) çalışması sırasında ortaya çıkan parazitin etkisi altında tristör D5'in kendiliğinden anahtarlanmasını önlemek için, C1 D9 filtresi filtreye yerleştirildi. tristör kontrol devresi. Ek olarak, R6 D8 zincirinden çıkarılan tristör D5'in kontrol elektroduna ek olarak 0,5-0,7 V'lik koruyucu bir negatif önyargı ayarlanır.
İkinci voltaj dönüştürücü (Şekil 2) ile birincisi arasındaki fark, iki kademeli sargıya (I ve V) sahip olmasıdır. Elektromanyetik röle R1'in kontaklarını kullanarak, motoru çalıştırmanın zor olduğu durumlarda D1-D4 doğrultucu köprüsünün girişine sağlanan voltajı artırmak için bu sargılar seri olarak bağlanabilir. D5-D8 diyotları üzerine monte edilen ikinci doğrultucu köprü, ek düşük güçlü akım tüketicilerine güç sağlamak için tasarlanmıştır. 220-230 V voltajda yaklaşık 20 W güç sağlayabilir. Terminal VI (“senkronizasyon”), motor kontrol ve düzenleme sisteminin yardımcı cihazlarını (takometre voltaj dengeleyici vb.) bağlamak için kullanılır. Ateşleme ünitelerinin detayları ve tasarımı. Bir ateşleme cihazı üretirken, elektronik ünitenin güvenilirliğinin esas olarak bağlı olduğu voltaj dönüştürücü transformatörüne özel dikkat gösterilmelidir. Bu transformatörü yapmak için E330-E340 çelik sınıfından (KhVP) veya 34NKMP veya 79NM (permalloy) alaşımından yapılmış toroidal bir çekirdek kullanmak en iyisidir. İlk durumda, OL25/40X12.5 çekirdeği veya benzerini kullanabilirsiniz, ancak kesiti biraz daha büyüktür. Permalloy çekirdekler için OL25/40X6.5 (2 adet) önerebiliriz.
Bu transformatörü yapmak için ayrıca E42 veya E43 sınıfı sıradan transformatör çeliğinden (Sh16 plakalar, 16 mm set) yapılmış bir çekirdek de kullanabilirsiniz. Bir çekirdek seçerken manyetik çekirdeğinin kesitinin en az 2 cm2 olması gerektiği dikkate alınmalıdır. Transformatör bobininin çerçevesi elektrikli kartondan yapılmıştır, sargıların terminalleri çerçeve yanaklarının çevresine sabitlenmiştir. Transformatörün nem direncini arttırmak için, bobin sarıldıktan sonra elektrik yalıtım verniği veya bileşiği (örneğin, KP-10) ile emprenye edilir.
W şeklinde ve toroidal çekirdekler üzerine yapılan transformatör Tp1'in sarım verileri tabloda verilmiştir.
İlk olarak bobin üzerine yükseltici sargı I sarılır.Kablo kağıdı ara katman izolasyonu için kullanılabilir. Yükseltici sargıyı döşemeden önce, toroidal çekirdek iki veya üç kat vernikli kumaş veya floroplastik ile yalıtılmıştır. Daha sonra II, III ve IV sargıları sarılır. Dönüştürücünün simetrisini iyileştirmek ve transformatörün kaçak endüktansını azaltmak için, taban ve verici sargılar iki tel halinde sarılır ve III ve IV sargılarının dönüşleri II sargısının dönüşleri arasına yerleştirilir.
|
Dönüş sayısı |
Not |
|||
|
çekirdek Ш16Х16 |
çekirdek OL25/40Х12B |
|||
|
Sarma iki tel halinde gerçekleştirilir |
||||
Şekil 2'deki devredeki transformatör Tp1. Şekil 2, OL32/50 X 16 tipi toroidal bir çekirdek üzerinde yapılmıştır. Ana yükseltici sargısı I, 1200 tur PELSHO 0,25 tel içerir; ilave yükseltici sargı V aynı telin 600 dönüşüne sahiptir; verici sargısı II, 33 + 33 tur PEV-2 1.0 tel içerir; taban sargıları III ve IV'ün her biri 10 turluk PELSHO 0,41 teline sahiptir. Şekil 2'deki devrede sargılar Tp1 ile aynı sırada düzenlenmiştir. 1.
Belirtilen marka ve boyutlarda çekirdek yoksa mevcut çekirdeğin belirtilen transformatörlere uygunluğunu belirlemek kolaydır. Gerilim dönüştürücüde kullanılan transformatörün toplam gücü, toplam yüküne göre belirlenir. Bu da, maksimum motor devrinde kıvılcım için harcanan güce ve elektronik üniteye bağlanabilen bir veya daha fazla mevcut tüketicinin maksimum gücüne eşittir. Araç hareket halindeyken bu akım tüketicileri kullanılmazsa, belirtilen yüklerden yalnızca biri (maksimum) dikkate alınır.
Kıvılcım çıkarmak için harcanan faydalı güç miktarı, motor silindirlerinin sayısına ve krank milinin dönüş hızına bağlıdır.
Dört zamanlı bir motor için kıvılcım frekansı:
n, dakikadaki krank mili devir sayısıdır; Nc — silindir sayısı.
C - depolama kapasitör kapasitesi (farad)
U, depolama kapasitörü üzerindeki voltajdır. Bizim durumumuzda, C = 1,0 µF'den U = 400 V'ye
6000 rpm'de kıvılcım çıkarmak için harcanan güç:
Elektrikli tıraş makinesini çalıştırırken yaklaşık olarak aynı güç tüketilir (15-18 W). Elektronik ünite genellikle belirtilen yüklerden birine güç sağlamak için kullanıldığından, dönüştürücünün maksimum gücünün 18-20 W'ı geçemeyeceği açıktır.
Mevcut çekirdeğin doygunluk indüksiyonunun (W) değerinin bilinmemesi durumunda, şu yönteme başvurunuz: deneysel yöntem. Taban ve emitör sargıları, dönüştürücüye dahil edilmek üzere çekirdeğe sarılır. Şekil 2'deki diyagramda gösterildiği gibi birbirlerine bağlanırlar ve T1 ve T2 transistörlerine bağlanırlar. 1. Sarma iki tel halinde gerçekleştirilir; Taban sargıları 10-15 tur PELSHO 0,25-0,31 telden, emitör sargıları ise 30-50 tur PEL-2 1,0 telden oluşmalıdır. Güç kaynağını bağlayarak cihazın tükettiği üretim frekansını ve akımı belirleyin. Frekansı ölçmek için elektronik osiloskop veya frekans ölçer kullanmak en iyisidir. Evde yaklaşık olarak belirleyebilirsiniz
Dönüştürücünün çalışması sırasında duyulan sesin perdesini bir müzik enstrümanının, örneğin piyanonun tonuyla karşılaştırarak jeneratörün frekansını belirleyin. Tipik olarak üretim frekansı 200-600 Hz'yi (çekirdeğe bağlı olarak) aşmaz. Üretilen salınımların şekli mümkün olduğu kadar dikdörtgene yakın olmalı, cihaz tarafından tüketilen akım 12 V güç kaynağı voltajında 0,5-0,6 A'yı geçmemelidir. W değeri aşağıdaki formülle belirlenir:
f, dönüştürücü tarafından üretilen frekanstır, Hz;
Sst - çekirdek kesiti, cm2;
Kst, çekirdeğin çelikle doldurulma katsayısıdır;
Ue, yayıcı sargının yarısındaki alternatif voltajın değeridir, V.
Şerit toroidal çekirdekler için Kst değeri 0,9 - 0,95 aralığındadır. Sıradan W şeklindeki plakalardan yapılan çekirdekler için Kst = 0,75 -0,8.
Belirli bir çekirdek üzerine yapılmış bir transformatörden alınabilecek maksimum güç, aşağıdaki formül kullanılarak belirlenir:
I, W, Sst, Kst değerleri zaten tarafımızdan bilinmektedir ve transformatörün (a) sargılarındaki akım yoğunluğu genellikle 3-5 A/mm2 aralığında seçilir.
ntР - transformatör verimliliği (toroidal çekirdekler için t) = 0,9, ShL tipi çekirdekler için n = 0,85 ve sıradan transformatör çeliğinden yapılmış Sh şekilli çekirdekler için n = 0,75-0,8);
Swindows—çekirdek pencerenin cm2 cinsinden kesiti;
Bakır - sargılı pencerenin doldurma faktörü 0,2 - 0,25 aralığında seçilir.
Geleneksel bir transformatör çelik çekirdeği üzerine yapılmış bir transformatöre sahip bir dönüştürücü için optimum frekansın 200 - 250 Hz'yi geçmemesi gerektiğine dikkat edilmelidir. Aksi takdirde termal
transformatör çekirdeğindeki kayıplar keskin bir şekilde artar, böylece ısınması izin verilen değeri aşabilir. Ayrıca, düşük elektromanyetik parametrelere sahip çekirdekler kullanıldığında, dönüştürücünün frekansındaki bir artışın, üretilen voltaj şeklinin bozulmasına ve dönüştürücünün verimliliğinde önemli bir azalmaya yol açtığını unutmayın. ShL tipi çekirdekler için dönüştürücünün optimum frekansı 250-300 Hz aralığında ve OL tipi çekirdekler için - 600-700 Hz aralığındadır. Dönüştürücünün frekansı arttıkça yarı iletken cihazlardaki kayıpların arttığını ve dönüştürücünün akım tüketiminin arttığını da hesaba katmak gerekir.
Cihazın güvenilirliğini arttırmak için, hesaplama sırasında dönüştürücü transformatör için iki kat güç rezervi sağlanması tavsiye edilir.
Çekirdek seçildikten sonra transformatörün sargı verileri belirlenir. Verici sargısının yarısının dönüş sayısı (transistör başına) aşağıdaki ifade kullanılarak bulunur:
burada Ue = Umaks - Uke;
Uke - açık bir transistördeki voltaj düşüşü (doyma voltajı) = 0,5 - 1 V. Akü voltajı 12 V ise, Uts = 12 - 0,5 = 11,5 V. Geri kalan parametreler de bizim tarafımızdan bilinmektedir ve hesaplama için kullanılabilir.
Takviye sargısının dönüş sayısı şu ifade kullanılarak bulunur:
Daha sonra dönüştürücü transformatörün tüm sargıları için tel çapını belirliyoruz. Bunu yapmak için önce T1 ve T2 transistörlerinin kollektör akımının genlik değerini buluyoruz.
burada Ptoplam = 20 W;
npr (dönüştürücü verimliliği) = 0,7;
Verici sargısı Tp1'deki akımın etkin değerini buluyoruz:
T1 ve T2 transistörleri için ortalama akım kazancını (Vst) 10'a eşitlersek, temel sargıdaki akımın etkin değeri aşağıdaki ilişki kullanılarak belirlenebilir:
(b - transformatör sargılarındaki akım yoğunluğu 3-5 A/mm2). Daha sonra, 20 W nominal güçte dönüştürücünün çıkış voltajı (400 V) verildiğinde, Şekil 2'deki devrede yükseltici sargı Tp1'deki akımın etkin değerini belirleriz. 1:
Aynı şekilde, Şekil 2'deki devrede ilave yükseltici sargı Tpl'deki akımın etkin değerini de belirliyoruz. 2:
Transistörleri ısı emiciye takmadan önce iyi durumda olduklarından emin olmanız gerekir. Kolektör bağlantılarının ters akım değerlerine ve mevcut kazanç faktörlerine (Vst) eşit (veya mümkün olduğunca yakın) değerlere sahip transistörlerin seçilmesi tavsiye edilir. M3 dişli dört vida kullanılarak ısı emiciye sabitlenen transistörlerin yüzeyine güvenilir bir uyum sağlamak için ısı emicinin düzlemi dikkatlice parlatılmalıdır. Şekil 2'deki diyagramlarda buna dikkat edin. 1 ve 2, herhangi bir güçlü transistörü kullanabilirsiniz (örneğin, P213-217, P210, vb.). Yalnızca transistörün toplayıcısı ile vericisi arasındaki izin verilen voltajı ve güç dağılımını dikkate almanız gerekir. Transistörler 77 ve T2 tarafından salınan toplam dağıtım gücü 15 - 22 W aralığındadır. T1 ve T2 transistörlerini monte etmek için kullanılan plaka soğutucusunun (radyatör) yüzeyi en az 25 - 30 cm2 alana sahip olmalıdır. Bu durumda dönüştürücü transistörlerin maksimum sıcaklığı 60 - 70 ° C'yi aşmayacaktır.
Ateşleme ünitesi devresine takılmadan önce tüm doğrultucu diyotlar kontrol edilmelidir. D1—D4 ve D10 diyotları 600 V'luk sabit bir voltaj kaynağına bağlandığında, kaçak akım 10 μA'yı geçmemelidir. Şekil 2'deki devredeki D5-D8 diyotlarını kontrol etmek için. 2, test voltajı 400 V'a düşürülebilir.
Gerilim ve anahtarlama akımı açısından D5 ve D11 tristörlerinin kontrol edilmesi tavsiye edilir. Bunu yapmak için Şekil 2'de gösterilen devreleri monte edin. 3,a ve b. Daha sonra, güç kaynağının voltajını kademeli olarak artırarak (örneğin, bir otomatik transformatör LATR-1 veya LATR-2 kullanarak), tristörlerin belirtilen parametreleri kontrol edilir. Tristör D5'in değiştirildiği anda voltmetre B1'in (Şekil 3,a) okumaları aniden sıfıra düşecek ve miliammetre A1, akımda keskin bir artış fark edecektir. Ateşleme cihazlarında anahtarlama gerilimi 500 V'un altında olan tristörlerin kullanılmaması gerektiğini unutmayın. Aynı şekilde Şekil 2'deki devrelerde kullanılması önerilmez. 1 mA'den fazla kaçak akıma sahip 1 ve 2 tristör (Şekil 3.6). Bu tür tristörler çalışma sırasında büyük ölçüde aşırı ısınacak ve hızla arızalanacaktır. Tristörleri kontrol ederken, bazılarının (örneğin, KU202N tipi tristörler için) anahtarlama voltajının 700 V'a ulaşabileceğini ve 400-450 V çalışma voltajındaki kaçak akımın onlarca μA'yı aşar.
Şekil 2'deki devrelerde kullanılan tüm sabit dirençler. 1 ve 2, MLT-0.5 ve MLT-2 yazın. Şekil 2'deki diyagramda. 1 kapasitör C1 - elektrolitik, K.50-6 tipi, C2 - 400 V nominal voltaj için MBGO tipi, SZ - metal kağıt, MBM. Şekil 2'deki diyagramda. 2 kapasitör C1 - elektrolitik tip K50-6, C2 - üç paralel bağlı kapasitör tipi K50-6 100.0X25 V, SZ - 600 V nominal voltaj için MBGO, C4 - metal kağıt, MBM.
Gaz kelebeği Dr1 (Şekil 2) bir KD-TD-4 çekirdeği (ShL 16X20) üzerinde yapılmıştır. Sargısı 120 tur PEV-2 1.0 tel içerir. Elektromanyetik röle P1 (Şekil 2) tip RES-9 (pasaport No. RS4.524.203).
Ateşleme ünitesinin tabanı, Şekil 2'deki şemaya göre yapılmıştır. Şekil 1'de 160X70X6 mm ölçülerinde duralumin plaka kullanılmıştır. Transistörler 77 ve T2 güçlendirildi
70 X 45 X 6 mm ölçülerinde bir duralumin plaka üzerinde. Taban plakasının kenarından 50 mm mesafeye monte edilir ve iki adet M4 dişli vida kullanılarak dikey konumda sabitlenir. Bu plakanın üst uç kısmında, M3 dişli üç vida, ateşleme ünitesinin neredeyse tüm küçük devre parçalarını (transformatör Tp1, depolama kapasitörü C2 hariç) birleştiren sütunlu modülün üst kartının parçasız kenarını sabitler. transistörler T1 ve T2 ve tristör D5). Modüle takılacak tüm parçalar Şekil 2'de gösterilen konuma yerleştirilir. Modülün üst ve alt panoları arasında 4 sıra, birbirinden 35 mm mesafeye monte edilmiştir. Modül kartlarındaki atlama tellerinin bağlantı şeması Şekil 2'de gösterilmektedir. 5,a ve b. Modüldeki tüm lehimleme işlemlerinin kurulum kalitesinin ve güvenilirliğinin kusursuz olması gerektiğini unutmayın, aksi takdirde bir araba üzerinde çalışırken hızlı bir şekilde arızalanır. Modül kartları folyo fiberglas veya getinax'tan yapılmış baskılı devre kartları kullanılarak yapılabilir. Ancak uygulama, montaj tırnaklarına veya pistonlara monte edilmiş ataşmanlara sahip hacimsel modüllerin kullanımda çok daha güvenilir olduğunu kanıtlamıştır. Kurulum için 0,5-0,75 mm çapında gümüş kaplı bakır tel kullanılması en iyisidir.
Hacimsel modülü T1 ve T2 transistörlerinin radyatörüne sabitledikten sonra, taban plakasının yanına bir Tp1 transformatörü monte edilir. Modülün diğer tarafında bir depolama kapasitörü C2 ve küçük bir bakır veya pirinç dirsek kullanılarak tabana sabitlenen ve aynı zamanda tristör için ek bir soğutucu görevi gören bir tristör D5 bulunmaktadır. Tristör gövdesi, 0,05-0,1 mm kalınlığında iki mika pul ve bir montaj vidasına takılan floroplastik bir burç kullanılarak yalıtılmıştır.
Ateşleme ünitesi, Şekil 2'deki şemaya göre yapılmıştır. 1, 155X80X75 mm ölçülerinde koruyucu metal bir kasaya yerleştirilmiştir. 1,5-2,0 mm kalınlığında duralumin sacdan veya 1,0 mm kalınlığında çelik sacdan yapılabilir. Daha iyi sızdırmazlık için, taban ile ünitenin kasası arasına lastik bir kenar döşenmesi önerilir.
Doğru şekilde monte edilmiş bir ateşleme ünitesi, özellikle devreye takılan tüm parçalar dikkatlice kontrol edilirse, genellikle ek ayar gerektirmez. Ateşleme cihazı sürekli üretim moduna geçerse ve kesici kontaklar tarafından kontrol edilmiyorsa, ya düşük anahtarlama voltajına sahip bir tristör kullanır ya da D9 diyotu bozulmuştur. Bazen bu fenomen, C1 kapasitörünün yetersiz kapasitansı ve D6 diyotunun arızalanması nedeniyle gözlemlenebilir. T1 ve T2 transistörleri açıkça iyi çalışıyorsa, ancak hala üretim yoksa, voltaj dönüştürücünün arızasının nedenini belirlemek için önce C2 kapasitörünü transformatör Tpl'in yükseltme sargısından, ardından D5 tristörünün bağlantısını kesin. ve doğrultucu köprüsü D1-D4'ü kontrol edin ve arızalı parçaları değiştirin. Dönüştürücünün çalışmasına boğuk veya tıslama sesinin eşlik ettiği durumlarda, D1-D4 diyotlarının ve T1-T2 transistörlerinin servis edilebilirliğini kontrol edin. Depolama kapasitörünün C2 arızasının nedeni, terminallerden birinin mahfazaya kısa devresi veya kapasitörün plakaları arasında bir arıza olabilir. D5 tristörün arızalanması durumunda öncelikle tristör gövdesini montaj braketinden izole eden mika pulların ve burcun sağlam olduğundan emin olmanız gerekir. Yalıtım hasar görmemişse ve tristörün kendisi çalışıyorsa, ancak Tpl yükseltici sargının listelenen tüm parçalardan bağlantısı kesildiğinde bile hala üretim yoksa, arızanın nedeni voltaj dönüştürücü transformatöründe aranmalıdır. kendisi (yanlış bağlantı, sargılarda kopma veya dönüşler arası kısa devreler).
Kesici kontakları açıldığında yeni bir oluşumun olmaması, tristör kontrol devresinin açık olduğunu gösterir (örneğin, D9 diyotu hasarlıysa).
Ateşleme cihazını aracın dışında kontrol ederken, ateşleme bobini mahfazasını elektronik ünite mahfazasına bağladığınızdan emin olun, aksi takdirde bobin bozulabilir ve elektronik ünitenin parçaları hasar görebilir.
Ateşleme ünitesini bir araca monte ederken, motor egzoz manifoldundan mümkün olduğunca kaputun altına monte edilir ve M5 veya M6 dişli dört vidayla sabitlenir. Ünitenin kurulum yerindeki sıcaklık +70° C'yi aşmamalıdır, aksi takdirde yarı iletken cihazların aşırı ısınması nedeniyle ateşleme cihazının güvenilirliği azalır.
Ateşleme cihazını aracın yerleşik ağına bağlamak için, Şekil 2'de gösterildiği gibi uygun bir fiş konektörü (örneğin, RSHABPB-14 tipi) kullanmak en iyisidir. 6. Aynı zamanda
bir ateşleme türünden diğerine hızlı geçiş sağlar. Bunu yapmak için, Şekil 2'de gösterildiği gibi fişin konektör soketindeki konumunu 180° değiştirmeniz yeterlidir. 6 (“OZ” - geleneksel ateşleme, “TZ” - tristör ateşlemesi). Ayrıca fiş, hırsızlık önleme cihazı için bir "anahtar" görevi görebilir - prizden çıkarırsanız, her iki ateşleme sistemi de kapatılacaktır. "Anahtar" şemasını bilmeden, Şekil 2'de gösterilenlere ek olarak motoru çalıştırmak zor olacaktır. Şekil 6'da, fişteki atlama tellerinin konumu için birçok başka seçenek mümkündür.
Ateşleme ünitesinin 6 volt akülü araçlarda kullanılması durumunda, voltaj dönüştürücü transformatörünün sargı verilerinin yeniden hesaplanmasına ek olarak, R1-R2 ve R3-R4 dirençlerinin direnç değerinin de ayarlanması gerekir ( T1-T2 transistörlerinin temel devrelerindeki voltaj bölücüler).
Yükleniyor...
