Питание двигателя постоянного тока от аккумулятора

Электронный регулятор скорости вращения

коллекторного двигателя постоянного тока на основе

широтно-импульсного модулятора

1. Конструкция 1:

Реостатные схемы регулирования скорости вращения коллекторных двигателей постоянного тока, в том числе с применением силовых транзисторов, на которых падает часть напряжения, обладают низким КПД при малых и

средних оборотах. На балластных транзисторных ключах рассеивается значительная тепловая мощность, что ужесточяет требования к системе их охлаждения. Поэтому разработка системы регули- рования скорости вращения от нулевой до максимальной была проведена на основе импульсной схемы с изменением ширины прямоугольных импульсов напряжения, подаваемых на обмотку двигателя (широтно-импульсная модуляция - ШИМ).

На рис. 1 приведена принципиальная схема регулятора, на рис. 2 показан внешний вид печатной платы.

Рис.1. Схема принциапиальная регулятора скорости вращения двигателя постоянного тока

На операционных усилителях (ОУ) DA1, DA2 собран генератор треугольного напряжения частотой около 5 кГц. ОУ DA3 включен по схеме компаратора, сравнивающего треугольное напряжение с опорным напряжением, снимаемым с движка потенциометра R7, служащего в качестве задатчика скорости вращения. В момент, когда треугольное напряжение становится меньше опорного, положительный сигнал с выхода компаратора открывает ключ VT1VT2, и на обмотки коллекторного двигателя подается полное напряжение питания (в данном случае 27 вольт). Когда треугольное напряжение больше опорного, ключ VT1VT2 закрыт, и напряжение на двигатель не поступает. При этом диод VD1 выполняет роль демпфирующего, поддерживая ток в обмотках двигателя. Цепочка стабилитронов VS1VS2, подключенная через балластный резистор R1 к источнику питания, служит для обеспечения питания ОУ двухполярным напряжением со средней точкой. По аналогичной схеме могут быть построены ШИМ-регуляторы на другие напряжения питания.

Рис. 2. Внешний вид печатной платы регулятора скорости вращения двигателя постоянного тока. Размер платы 70 х 100 мм2.

2. Конструкция 2:

Не менее простая схема приведена на втором рисунке. Она содержит в основе очень широко распространённый интегральный таймер NE555N (КР1006ВИ1), нагруженный на затвор полевого транзистора.




Схема содержат микросхему с большим выходным током, что позволяет использовать практически любые полевые транзисторы с любой паразитной ёмкостью затвора. При токе нагрузки до 0,1А нагрузку можно включать непосредственно на выходы микросхем, не используя полевые транзисторы. Как было указано на предыдущих страницах, для полного открытия канала силового полевого транзистора на его затворе должно быть напряжение не менее 12 ... 15 В, поэтому напряжение питания всех ранее рассмотренных схем не должно быть меньше 12 ... 15 В. Если требуется регулировать меньшее напряжение, например 0 ... 6 В для регулировки яркости переносных фонарей, вместо полевых транзисторов можно использовать биполярные NPN транзисторы, предназначенные для работы в ключевых схемах и имеющие очень малое падение напряжения в открытом состоянии. При токах нагрузки до 1А хорошо подходит транзистор КТ630А, а при больших токах ( до 10А, 30В) просто идеален КТ863А, В. В цепь базы транзисторов необходимо включить токоограничительный резистор сопротивлением 150 ... 510 Ом. Все схемы , описанные в разделе, позволяют регулировать напряжение значительно большее 12 В. Для этого требуется обеспечить напряжение 12 ... 15 В для питания ШИМ схемы регулирования, а полевой транзистор выбрать соответственно требуемому напряжению и току нагрузки.


3. Конструкция 3:

Простая схема на операционном усилителе и однопереходном транзисторе:


Ссылки:

1.Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. - М.: Мир, 1982. - 512 с., ил.

1."Широтно-импульсные регуляторы постоянного тока", http://kravitnik.narod.ru/switch/switch4.html

ПРИМЕЧАНИЕ: Приведенные схемы годятся (практически) только для слабосильных

                    электродвигателей.

                    Для более мощных требуется отдельная разработка схемы управления.

Проверка стартера автомобиля с помощью мультиметром

Большинство автомобилистов сталкивались с ситуацией, когда при повороте ключа зажигания машина не заводится. Обычно это связано с электропроводкой. Возможно, отсоединилась общая клемма, неисправна контактная группа в замке зажигания, разрядился аккумулятор или неисправен стартер. Есть ли возможность это как-то проверить?

Принцип работы

Автомобильный стартер по сути своей это двигатель постоянного тока. При подаче на него электрического напряжения 12 В он начинает вращаться. Так как через ременную передачу стартер соединен с валом двигателя, он вращает и его. Это происходит каждый раз, когда шофер садится и заводит автомобиль.

При заведенном двигателе, независимо от того стоит автомобиль или едет, происходит обратный процесс с точки зрения электротехники. Из двигателя постоянного тока стартер превращается в генератор. Двигатель, вращая вал стартера, вызывает выработку электрического тока напряжением 12-14 вольт. Но стартер состоит не только из генератора-двигателя постоянного тока. Для управления им, переводом в режим генератора или двигателя, на стартере установлено тяговое реле. Поэтому при проверке стартера мультиметром или другим прибором нужно будет выяснить функционирование реле.

Когда включается зажигание, на обмотку тягового реле поступает управляющий ток. Это вызывает перемещение якоря реле и штока, который давит на рычаг, вызывающий зацепление бендикса с маховиком.

В это же время происходит соединение пятаков, с помощью которых подается электрический ток на пуск электродвигателя.

Функционально стартер так отработан, что отличить различные бренды можно только по мощности, конструкции корпуса и используемым материалам.

Если человек разобрался с одним стартером и смог его проверить и отремонтировать, значит, он сможет это сделать с любым другим.

Самые уязвимые элементы стартера – это втягивающее реле, коллектор и втулка якоря, щетки генератора, бендикс, пятаки, демпферная пружина и вилка.
Причина выхода их из строя заключается в предельных нагрузках, испытываемых генератором при запуске двигателя. Через его обмотки протекает ток в сотни ампер.

На сегодняшний день отсутствуют диагностическая аппаратура, способная проверить работоспособность генератора. Поэтому приходится полагаться на опыт и добрый старый мультиметр.

Проверка батареи и шины заземления

Если на стартер подано напряжение, а он не реагирует, надо сделать следующее.

Переключитьмультиметр в режим вольтметра, выбрать шкалу 20-100 вольт для постоянного тока и замерить напряжение на клеммах батареи. Прибор покажет 12-13 В. Это напряжение необходимое для пуска двигателя. При меньших показаниях, необходимо зарядить батарею. При осуществлении замеров необходимо соблюдать технику безопасности, так как кругом металл, вероятны короткие замыкания. Очки не помешают.

Затем, следует проверить, в каком состоянии находится земляная шина. При наличии в мультиметре чувствительного омметра, измеряют сопротивление между коннекторами «минус» аккумулятора — шасси автомашины, корпус двигателя и генератора. Прибор должен показывать везде 0 Ом.

Можно сделать иначе. Мультиметр переводят в режим вольтметра с минимальной шкалой и, при включенном зажигании, измеряют напряжения между минусом аккумулятора, шасси автомашины, корпусом двигателя и генератора. Показания должны быть с точностью до десятых «ноль». Если больше, то нужно проверить контакты соединений. Если потребуется, зачистить их и плотно затянуть.

Для последующих манипуляций требуется компьютерная диагностика. В автомобилях с компьютерным управлением запуск двигателя может блокировать иммобилайзер. Вмешательство в электрическую часть, иногда, приводит к блокировке пуска автомобиля.

Прозвон реле и соединительных проводов

Для последующей диагностики генератора нужна электрическая схема автомашины и мнемосхема положения реле. Пуск двигателя осуществляется двумя способами. Первый – управляющий ток на втягивающее реле поступает с контактов замка зажигания. Второй вариант, более современный, применяется специальное реле стартера, которое и подает соответствующий ток. Проверить работоспособность реле можно мультимтером, в режиме вольтметра.
Измеряемое напряжение на обмотке должно быть +12 В.

Затем приступают к обследованию самого генератора. Он может располагаться между радиатором и двигателем или около маховика. Требуется прозвонить все проводники, идущие от стартера. Это два провода: один сечением 25 мм2 на щетке генератора и второй, управляющий втягивающим реле.

Возможные неполадки

Потом ко второму проводу нужно присоединить проводник сечением 2-4 мм2, а его уже к плюсовой клемме аккумулятора. Если генератор никак не среагирует, возможно следующее:

  • перегорела катушка втягивающего реле;
  • износились щетки генератора;
  • поломка контактов коллектора;
  • разрыв обмотки якоря;
  • нарушено соединение на тонком проводнике;
  • нарушен контакт корпуса двигателя автомашины с землей.

Обрыв и отсутствие контакта можно проверить мультиметром в режиме прозвона сопротивления. Показание бесконечности свидетельствует об обрыве.

Если реле отработало, но двигатель стартера не вращается, тогда надо тестером проверить напряжение + 12 В на выходе проводника.

Мультиметр перевести в режим омметра и проверить реле на обрыв и на замыкание (сопротивление обмотки). Измерение производится между проводником и корпусом. Показания должны лежать в пределах 3-20 Ом, зависит от типа стартера.

Если ничего не помогло, тогда надо снять стартер и продолжить диагностику в снятом состоянии.

Поиск неисправностей снятого генератора

Демонтаж стартера проводят следующим образом. Выключается зажигание. Отсоединяются провода от клемм аккумулятора. Затем снимается сам стартер.
Когда генератор снят, можно его спокойно проверить. Необходимо замкнуть минус аккумулятора и корпус генератора медным кабелем сечением 6-8 мм2, плюс батареи с коннектором реле. Генератор должен работать.

Если не вращается, значит, износились щетки, их надо поменять. Если непорядок с коллектором, то в этом случае проще заменить генератор. Может присутствовать обрыв обмотки якоря, что определяется замером сопротивления с помощью мультиметра. Если показал бесконечность, значит, есть обрыв.

Дальше надо проверить остальные движущиеся части генератора. С положительной клеммы аккумулятора напряжение подают на коннектор втягивающего реле. При правильной работе слышен щелчок. Вилка должна толкнуть бендикс до самого конца. Вал стартера должен крутиться. Необходимо произвести многократный запуск генератора, убедиться, что все работает нормально.

Затем проверяется вал генератора на биения. Для замены щеток обычно требуется разборка генератора. Заодно проверяются все параметры обмоток на соответствие паспорту изделия.

При должном ремонте стартер поработает без отказов еще несколько лет. Длительность эксплуатации с зависит от соблюдения нескольких правил. Во первых, пуск двигателя не должен превышать 15 секунд. При беспричинных сбоях при пуске или непонятных звуках нужно прекратить эксплуатацию до выяснения и устранения причин. Необходимо контролировать состояние коннекторов на втягивающем реле. Нормально работающий стартер станет залогом спокойствия в пути.

Водяной насос постоянного тока с питанием от солнечных батарей или АКБ

Для того, что бы вибрационный насос "Малыш" работал от постоянного тока необходимо собрать схему ШИМ контроллера, такая схема была мною разработана и опробована, результаты следующие:
диапазон напряжений от 40 до 75 вольт,
потребляемая мощность не более 15 - 20вт,
максимальное давление не более 1,8 атм.
Объем перекачиваемой воды при давлении в 0,1 атм от 8 литров в час (40 вольт) до 30 литров в час (75 вольт).
С помощью такого насоса достаточно просто организовать систему автономного водоснабжения небольшого частного дома.
Для этого нужно иметь:
1) солнечную батарею с напряжением от 40 в до 75 в.
2) аккумулирующий бак для воды (100л-200л) расположенный выше точек водоразбора на 3 - 5 м.
Насос работающий от СБ за световой день накачает в накопительный бак не менее 50 литров воды, которой должно хватать для проживания 2 человек.
Объем воды зависит от мощности СБ и от погодных условий, поэтому СБ нужно брать с большим запасом по мощности, тогда объем накаченной воды за сутки воды можно значительно увеличить.
Такая система водоснабжения полностью энергонезависима, проста и надежна.
Основной недостаток насоса- это небольшой объем получаемой воды, однако это нужно проверить на практике, так как вполне возможно что в реальных условиях воды будет значительно больше.

Устройство предназначено для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов напряжением 12В и емкостью 55…75А*Ч, а так же это зарядное устройство может использоваться как малогабаритный источник бесперебойного питания.

BPa56565656kkk

Схема устройства содержит полу мостовой инвертор на VT3 VT4 и С7 С8. Для внешнего возбуждения инвертора применен генератор на КР1211ЕУ1 который вырабатывает противофазные импульсы.(f=50кГц определяется R6С1)

Первоначальное питание генератора DA3 осуществляется от заряжаемой батареи, поэтому при включении зарядного устройства без батареи в сеть запуск не происходит (I потребления зарядного устройства при этом равен 0), подключение батареи запускает устройство, что вызывает протекание импульсного тока в обмотке I T2 и появляется импульсное противофазное напряжение на секциях обмотки T2 выпрямляемое диодами VD2 VD3. Напряжением снимаемое с выхода выпрямителя заряжают батарею и питают генератор на DA3.
Оплата услуг более 300 провайдеров за WebMoney, RBK Money, , WebCreds и Яндекс.Деньги
R1-R5, DA1, VT1 — узел защиты батареи от перезарядки ( 14В макс )
VT2 и R7-R9 ограничивают ток зарядки до 6-7А

ДЕТАЛИ

Lф готовый от телевизора 3УСЦТ или самодельный из феррита 2000HM К28*16*9 100…150 витков провода диаметром 0,35мм.
Т1 К16*10*4,5 феррит 2000НМ I обмотка 80 витков, диаметр провода 0,35мм,II и III по 18 витков провода диаметром 0,69мм.

Т2 два кольца соединенных вместе К38*24*7 феррит 2000НМ I обмотка 80 витков, диаметр провода 0,8мм,II обмотка 12 витков жгутом из восьми проводов диаметром 0,72 каждый, затем эту обмотку (после намотки) разделяем на две части(2 полу обмотки) по 4 провода в каждой, после чего начало одной обмотки соединяем с концом другой( средняя точка)

VT3 VT4 устанавливаем на ребристый теплоотвод 65*92 мм
VD1 германиевый любой мощный с U обр не менее 10В.

Настройка — подборкой R1 добиваемся возникновения на выводе 2 DA3 сигнала высокого уровня.
Литература — Радио 9-2006 (Автор — М.ОЗОЛИН, с. Красный Яр, Томской области)

Проблема - завести зимой двигатель. Перед стоянкой попробуйте укутать прогретый двигатель каким-нибудь старым пледом. Для утепления аккумулятора используйте поролон. Если заранее Вы не успели утеплить двигатель или аккумулятор, то возьмите из дома небольшой обогреватель и удлинитель. Некоторые автомобилисты зимой все время возят их в машине. Прогрев обогревателем двигатель, через несколько минут Вы без труда заведете машину.