Реле - регулятори напруги для мото з однофазним генератором

Фото. 1, 2 - оригінальний регулятор напруги китайських мопедів Альфа/Дельта
(Honda Dio, Honda Cub) та подібних.

Фото. 3 - 11  - саморобні, перевірені схеми регуляторів напруги 
(Ці схеми працездатні в бортовій мережі мото/мопеда/скутера при змінах, виконаних відповідно до фото №12)

Фото. 12 - Рекомендована схема підключення саморобного РЕГУЛЯТОРА.

Фото. 13 - Один з вариантів стенду для перевірки РЕГУЛЯТОРА.

Фото. 14 - Стенд для перевірки РЕГУЛЯТОРА (варіант 2).

Фото. 15 - Схема бортової мережі Альфа-Дельта-подібних мопедів.

  ВЕЛИКЕ ПРОХАННЯ: при розміщенні на інших ресурсах запозичених в цій темі схем, ОБОВ'ЯЗКОВО робіть посилання на дану тему і навпаки, при розміщенні будь яких схем з інших ресурсів, посилання на ці ресурси ОБОВ'ЯЗКОВЕ!

    Перед тим як задати питання по схемі регулятора напруги її автору,
УВАЖНО ПРОЧИТАЙТЕ:


УВАГА!
Повідомлення з інформацією, яка не відповідає темі, флуд та всілякого роду "лірика" будуть видалятись без попереджень!

Можете конкретней рассказать, нагрев какого именно шунта происходит наибольший? Что из себя представляет этот Ваш шунт?

Собирал, испытывал на мопеде все схемы, выложенные в шапке ветки, сейчас езжу с той что на ВТ151 http://www.moto.com.ua/catpre.php?preview=postphoto/150469_5.jpg
и что самое странное - они почемуто не греются, ни днем (без света) ни ночью (с фарой), интересно, почему?

Вот две диаграммы. На первой - зависимость  тока от сопротивления цепи , на второй - зависимость  мощности от сопротивления цепи. На обеих диаграммах сопротивление меняется с шагом 0.1 Ом в диапазоне 0-2 Ом. Каждая из десяти кривых соответствует оборотам  двигателя     10,20,..100Гц (600-6000 об/мин.).
Зависимость ЭДС от оборотов я определил измерением:  60В при 6000 об/мин.(100Гц) приблизительно. У меня нет тахометра.
Ёмкость катушки подобрал такой, чтобы были правдоподобны значения тока и, соответственно, мощности  – 10мкГн.
На первой диаграмме видно, что при уменьшении сопротивления ток возрастает до определённой величины (около 30А). Интересно, что эта величина не зависит от оборотов.
На второй диаграмме при нулевом сопротивлении мощность равна нулю. Максимум приходится на сопротивление 0.3-0.4 Ом. Это соответствует сопротивлению катушки (случайное совпадение). Это значит, что при коротком замыкании катушки мощность, отбираемая у двигателя максимальна. Катушка греется. Участок, где потери падают, не достигается (менее 0.3Ом).
Такие зависимости справедливы для гармонических колебаний. В случае шунтирующего регулятора будет другая картина. Попробую смоделировать на симуляторе.

Ашипка!!!
На Дельте и еще много где (мото/авто) - 100 Гц = 3000 об/мин! а 6000 об/мин - это уже 200 Гц.

Это я упустил. Исправлю, посмотрю как повлияет на результат.
Если не ошибаюсь, на Дельте стоит 3 магнита, а не 2. Это уже 300Гц. Или всё-таки 200?
А может 4 магнита, тогда может быть 200.

=====
Испрвил ошибки. Теперь пик мощности при сопротивлении 1-3 Ом.
Это уже выше спротивления зашунтированой цепи.
Положение пика сильно зависит от индуктивности катушки, а у меня приблизительные данные. Надо будет померять как следует.

И что нтересно, это - приблизительно равно сопротивлению штатной бортсети.

Ток не будет стремится к бесконечности по той причине, что катушка обладает индуктивным сопротивлением. Оно и ограничивает ток при нулевом активном. Закон Ома.

Вчера измерил ЭДС при 4000 об/мин. - 30В.
Напряжение при нагрузке 0.5 Ом на тех же оборотах - 3.6В.
Сопротивление катушки - 0.6 Ом.
Вычислил индуктивность - 4.8мГ.

По графикам видно, что
1) ток не превосходит 7.5 А
2) При коротком замыкании мощность значительно ниже максимальной.

Вертикальной линией я отметил сопротивление цепи при зашунтированом генераторе - 0.5 Ом. Подписи на горизонтальной шкале смещены на 0.5.

Вот схема.Красным нарисованы не обязательные элементы,это чтобы без АКБ запускался регулятор.
 Сейчас буду делать на каждый тиристор отдельный ключ управления, думаю один на 13,8 в.,а второй на 14,2в.так будет плавнее регулировка. Хотя по сравнению с шунтирующим это небо и земля, но шунтирующий то и не предназначен для работы с АКБ, т.к.при замыкании катушки и последующего закрытия тиристоров резкое изменение магнитного поля наводит в катушке мощный импульс тока (как в контактном зажигании)и он безпрепятственно проходит к выпрямителю (тиристоры закрыты) выпрямляется и лупит в АКБ.
Кондер облегчает жизнь АКБ,т.к. у его менше внутреннее сопротивление, но зато без нагрузки он будет заряжаться не контролируемыми импульсами и напряжение будет превышать установленное,если снизить порог срабатывания стабилитрона,то при включении нагрузки вольты упадут ниже нормы. Поскольку регулирующие элементы находятся за мостом то возникает необходимость установки дополнительного стабилизатора, после
выпрямителя.
В комутирующем регуляторе достаточно ограничить холостой ход генератора, когда закрыты тиристоры, простым резистором, конденсатором, и такой проблемы нет.

Здравствуйте форумчане. На днях разработал и испытал вот такую вот схемку РР (пока макет). Если интересуют характеристики- завтра отвечу.

Конечно интересуют Желательно с описанием работы. Номинал R6 не мал? полевики по моему управляются напряжением а не током. И смущает полевик в цепи переменки. Если можно опиши эти моменты.

Интересно.
А таймер там для чего?

На сколько я понял регулировка напряжения происходит изменением частоты при помощи таймера. Я не очень в управлении микросхем но мне кажется так.

Ну полевики похоже, имеют встроенные диоды, которые при закрытых полевиках, составляют с VD1 обычный выпрямительный мост. Кстати, эти же встроенные диоды (точнее - стабилитроны) шунтируют полевики при отрицательной полуволне. Так что переменка им не страшна.

А вот частота там не должна меняться. ОУ включён как компаратор с ПОС через резистор R5, поэтому на выходе всегда будет или 0 или напряжение питания. Т.е. похоже, что таймер или включен, или выключен...

Настораживает большая глубина ПОС (хотя... может и небольшая, это от ВАХ транзистора зависит) и использование транзистора в нестандартном включении, в качестве стабилитрона. Возможно, температурные параметры схемы будут зависеть от индивидуальных особенностей конкретного экземпляра транзистора.

Ладно, ждём-с комментариев автора.

На двух полевиках, включенных встречно собран ключ переменного тока. Диоды, встроенные внутри полевиков совместно с диодами VD1 образуют мост. Управляется ключ с выхода ne555, которая включена как обычный инвертор. Она имеет мощный выход (при данном включении порядка 300мА ), достаточный для перезаряда входных емкостей полевиков. Не смотря на то, что полевики управляются напряжением, входные емкости (примерно 7000 пф) необходимо заряжать и разряжать и чем выше частота , тем более высокой нагрузочной способностью должен обладать выходной каскад. Кроме того, имеется еще и емкость Миллера (проходная Сз-с). Через нее возникает обратная связь с выхода на затвор полевика ,что приводит к самопроизвольному его открыванию в момент подачи закрывающего сигнала. Для компенсации влияния емкости Миллера между затвором и выходом управляющей микросхемы ставится резистор R6 (в зависимости от типа полевика – 10-560 Ом).
А работает схема так .В начальный момент полевики закрыты и напряжение с генератора через диоды моста заряжает конденсатор С1. На м/с DA собран компаратор на прямой вход которого подано опорное напряжение 7В, а на инверсный- часть входного с делителя R1, R2, R3. VD3- транзистор , включенный стабилитроном. Как только напряжение на инверсном входе станет больше, чем на прямом, на выходе компаратора установится 0, а на выходе DD – 1 (примерно 14В). При этом оба полевика открываются и шунтируют обмотку генератора. Напряжение на выходе начинает уменьшаться и при достижении порога переключения компаратора управляющее напряжение становится равным 0, оба полевика закрываются. Далее все повторяется. Таким образом переключения происходят в те моменты, когда входное напряжение превышает заданное.
Описание немного сумбурное, если у кого имеется компаратор с достаточно мощным выходом, то можно все сделать и на одной м/с.
Предварительные результаты такие:
без нагрузки напряжение на выходе при любых оборотах 14,2В,
при включенных габаритах :  на ХХ – 13,88В, на средних и высоких- 14,2В
при включенной фаре: на средних – 13,8В, на высоких- 14,1В.
Но это все пока предварительно и на  на макете, в некоторых силовых цепях стоят тонкие провода, сделаю окончательный вариант- доложусь.

То есть, полевики срезают ту часть полуволны, которая выше 14,2 В? Великолепно. Тиристоры, насколько помню, остаются открытыми, пока не упадёт напряжение до 0. В общем, ждём генеральных испытаний.

+1   Я не догадался...
А почему вы использовали транзистор, а не стабилитрон (пускай и с термокоррекцией) ?

Ещё момент - не стОит ли дработать схему так, чтобы полевик запирался только в районе перехода синусоиды через 0, чтобы избежать выброса ЭДС самоиндукции?
-----
Добавлено на следующий день:

PS ...перечитал свою последнюю фразу, и обнаружил, что для этого достаточно заменить полевики тиристорами...

PPS Где-то в начале темы, кто-то экспериментировал с полевиками в подобном включении. ЕМНИП, были нарекания на их "немотивированные" отказы. Подозреваю, из-за этих самых выбросов ЭДС...

Ждем результатов испытаний.

Попутные вопросы:
1. как обстоят дела с тепловыделением (полевики, диоды Шоттки)?
2. На АКБ идет только напряжение зарядки?

Установка транзистора КТ3107 вместо стабилитрона не принципиальна, вполне можно подобрать и соответствующий стабилитрон.  Я же это сделал , исходя из того, что:
-  КТ3107 входит в режим стабилизации уже при токе 0,1 мА, у обычных стабилитронов- 3мА, т.е. можно существенно уменьшить ток стабилизации , в моем случае- 1,4 мА.
- в данном варианте включения коллектор- эмиттер такой стабилитрон обладает более высокой термостабильностью, чем Д814 серия, порядка 0,02% / С как раз при напряжениях стабилизации 6,5 – 7,5В, до Д818 конечно не дотягивает, но близко.
- почти 20 летняя практика применения такого рода стабилитронов позволяет говорить о достаточно высокой их надежности. За это время было сделано довольно много разных устройств, (частного применения) где применяется КТ3107 вместо стабилитрона-  и ни одного отказа по причине стабилитрона. Единственный недостаток- большой разброс напряжений стабилизации от экземпляра кэкземпляру.
Теперь о тепловыделении. Полевики – холодные во всех режимах, правда располагались на символических радиаторах -5 кв.см. Диод Шоттки без радиатора грелся, ориентировочно градусов до50- 60, думаю с небольшим радиатором нагрев будет приемлемый.  Это я все сделаю при окончательной отладке.

TL431 нарисованная на третьей схеме в шапке подойдет? 100мА по выходу, компаратор со встроенным ист.опорн.напряжения 2.5 Вольта.

Хотелось бы тебя спросить - а какая цель разработки такой схемы? Это шунтирующий регулятор, схем которых есть штуки три-четыре-пять проверенных. Гараздо более сложный в исполнении. В чем смысл? Чем  этот вариант лучше?

А полевик вообще дешевле тиристра?

Summon чисто профессиональный интерес - ты делал эту схему? 151ые тиристры держат?

У меня на мопеде РР тоже по схеме by Summon. Сделал для проверки как только он ее выложил (она в разы дешевле чем на симисторах) и до сих пор с ней катаюсь.
Тиристоры ВТ-151-500, все в норме и заряд и электрика. Недавно в фару вместо штатной (35/35 Вт) поставил Филлипс 55/60 Вт, несколько раз ездил вечером с включенным светом все в норме - утром перед заводкой дырчика включаю замок и смотрю на "Штурман" - показывает 12,9 вольт.
Можно применить тиристоры помощнее, например 25TTS08 (25 А), они стоят порядка 7 грн., что почти 3 раза дешевле симисторов.