припаяй это по-человечески!: Трехфазный регулятор напряжения (реле-регулятор) для большого мотоцикла (а-ля Scrut)

Эпиграф:

Если вольт вдруг стало много — 

кидай лом на провода!

Лом сгорел? Да не беда!

Лом потолще надо, да!

Электронное оснащение даже относительно дорогих и современных мотоциклов вызывает у меня легкое уныние. Да, появляются новые точные приборы контроля и сервиса (далее свистелки и перделки), всевозможные подогревы булочек, ксеноны, лампочки. Но самое главное — электростанция — то бишь система из АКБ и генератора по-прежнему, в том виде, в коем ее придумали в XX веке. Думаю, что довоенный немецкий Цундапп имел примерно те же средства генерации элетричества, что и Хонда, которая на полвека моложе.

А насколько эта система важна я прочуял, заночевав с высосанной в ноль батареей в д. Яжелбицы.
Переменное напряжение с генератора 1 выпрямляется трехфазным диодным мостом 3 и идёт в бортсеть. При этом, если напряжение бортсети становится выше 14 Вольт, срабатывает шунтирующее устройство 2 и фазы генератора закорачиваются. Помните эпиграф? На фазные провода шунт кидает, по сути, «лом» и начинается продолжительная борьба генератора с шунтом. Лом должен быть мощный, однако.

Если аккуратно подходить к вопросу, не все мотоциклы собраны по этой схеме. Всякие мелкие китайские перделки оснащены однофазным генератором и свет у них от переменки, совковые ИЖи оснащены управляемым выпрямителем и у них есть отдельная обмотка возбуждения (ох уж этот БПВ!!!, сколько их перечинено!), а есть и мажорные мотики, где генератор точь-в-точь автомобильный и туда можно присобачивать всякие жигулевские РР.

Но вернемся к варианту с шунтом. Сколько мотоциклов ездит, а все у них одинаково. Сгоревший РР упорно меняется на новый китайский, тот тоже вылетает, и все по новому кругу. Ситуация такая: включаем много потребителей — перегружаем мост, пффф и он сгорел. Ездим нежно, без света, экономим силы моста — весь лишний ток стравливает (берет) на себя шунт, пффф и он тоже сгорел. Безобразие. Единственная хоть какая-то гарантия избежать такого — покупать массивные крупные РР. Силовая электроника. Вес это надежность, заклинит — можно будет дать по голове!

А если денег на покупку запасного РР нет, придется практиковаться в дендрофекализме*. Наиболее распространена схема Scrut, она с небольшими вариациями встречается в 100% самодельных РР. Учитывая техническую дремучесть большинства байкеров, находятся индивиды, пронюхавшие момент и пилящие себе копеечку на пиво все с той же схемы. Фу таким быть. Вот схемы:

Последнее из творений и было взято за основу моего регулятора. Ибо синхронные выпрямители на исполинских FET это здорово и приятно, но никто такого еще не делал, а регулятор нужен здесь и сейчас. И ни времени, ни средств на разработку не имеется (возвращаемся к идеям дендрофекализма*).

Сперва был найден радиатор, на полке которого можно было разместить три однофазных мостовых выпрямителя KBPC 5010, типа на 50А. Источники ОБС** сообщают о недостаточной надежности этих мостов, мол до 50А им как до Луны. Но. Ток в бортсети ампер 20, фаз три и диоды собраны в пары. Будем посмотреть. От души притянул выпрямители к радиатору, не забыв про термопасту. Должны работать по феншую.

Перемычки ломовые из медной жилы, толстые провода, вот это всё.

Здесь я немного дал волю фантазии. Возьмем исходник. Плюс от АКБ постоянно подключен к катоду стабилитрона. По идее, когда стабилитрон закрыт, ток через него не идет. Но ближе к порогу включения он-таки может протекать, да и случаи утечек через переход не редкость, так что в цепь питания стабилитрона я добавил верхний ключ на P-канальном полевом транзисторе. Открывается он транзистором оптопары PC817. А светодиод оптопары зажигается, стоит лишь появиться переменному напряжению между двух фаз. Схема на фото выше как раз собрана по этому варианту — полный стоковый Scrut с моей включайкой.

В этом варианте девайс не заработал сразу, помешала незамеченная сопля с плюса питания на выход ULN2003, и микруха мгновенно пыхнула.

После устранения ошибки монтажа я решил еще раз все переделать к бениной маме. Хотя агрегат заработал как положено.

Кстати, о проверке. Цепляем РР выходом к регулируемому источнику питания 10-15В и вольтметру. На фазные провода вешаем вспомогательный любой источник напряжения в любой полярности, обязательно через лампу! Увеличивая напряжение на выходе РР, отмечаем при каком напряжении загорится лампа. Погаснет она теперь лишь если снять один из проводов с фазных входов (если вспомогательный источник постоянного тока), однако, тиристоры такие тиристоры, закрываются если снять протекающий через них ток!

Тут я снова решил отступить от канона. И переколбасил измерительную цепь. Scrut рекомендует подбирать выходное напряжение заменой стабилитрона или добавлением последовательно с ним диодов — получается 0,5-0,7 В прибавки на каждом диоде. Паяльником мой мот не оснащен, а очень хотелось бы отрегулировать напряжение по месту.

Так родился мой окончательный крокодил:

То о чем я говорил раньше. VT4 ключ для питания измерительной части, VD5 и DA1 схема его автоматического открывания.

Скрутовская DA2 ULN2003 осталась при своей должности, это нижний ключ Дарлингтона, распахивающий симисторы. Напряжение отслеживает теперь узел на VD1, TL431 с допуском 0,5%, уж поточнее стабилитрона. Резисторы R1, R2 задают порог включения TL431, они рассчитаны так, чтобы в среднем положении движка R3 при питании 14В на управление VD1 пришло 2,5В. Ток через открывшийся TL431 откроет транзистор VT1 и уже дальше по цепочке откроются DA2 и симисторы. VT1 может быть в принципе любого типа структуры p-n-p, это суть инвертор.

Детали измерительного узла собраны на отдельной макетной плате, привинченной под болты симисторов.

Заработал регулятор напряжения сразу. Регулятором R3 надо накрутить примерно 14В при включенной фаре на средних оборотах, после чего залить его лаком.

Регулятор пребывает в опытной эксплуатации с 7 мая 2018 года на мото  Хонда Трансальп с генератором 310/360 Вт.

__________________________________________________________________

*Дендрофекализм — учение, что все на свете можно слепить из говна и палок, такой метод называется дендрофекальным.

** Одна Бабка Сказала

Регулятор напряжения Я212А11 предприятия «ВТН»

Общие
сведения

Технические
данные

Схема
включения

Габаритный
чертеж

Общие
сведения:

Регулятор напряжения Я212А11 предназначен для поддержания напряжения бортовой сети автомобиля
в
заданных пределах во всех режимах работы системы электрооборудования при изменении частоты
вращения ротора генератора, электрической нагрузки, температуры окружающей среды.

Применяемость: автомобили с карбюраторными двигателями ВАЗ-2108,
-09,
-10, ВАЗ-21213, “Ока” с генератором 37.3701 или его модификациями.

В качестве выходного ключа применен мощный MOSFET транзистор, вследствие чего
резко
понижены потери мощности, выделяемые в виде тепла, улучшены нагрузочная и токоскоростная
характеристики изделия, увеличена надежность регулятора.

Регулятор выпускается в климатическом исполнении О2.1 по ГОСТ 15150 для внутреннего
рынка и
на экспорт. По степени защиты от проникновения посторонних тел и воды изделие соответствует
исполнению IP57 по ГОСТ 14254. Рабочий режим регулятора – S1 по ГОСТ 3940.

Регулятор устанавливается непосредственно на генераторе, где предусмотрена установка
регулятора
Я212А11 при помощи штатных винтов.

Гарантийный срок эксплуатации – 3 года с даты ввода в эксплуатацию или со дня продажи в
розничной торговой сети. Гарантийные обязательства производителя имеют силу в течение
четырех
лет с даты выпуска изделия. Дата изготовления нанесена на корпусе изделия.

Технические
данные:

Схема включения в составе генераторной
установки:

Габаритный
чертеж:

Достаточно ли хороша эта схема реле 230 В?

Если мы говорим о схеме как о конструкции, представляющей соединенные элементы, то ниже мне придется более подробно остановиться на ней.

Но сначала я хотел бы дать несколько замечаний по поводу вашего схематического стиля, потому что он не очень хорош, из-за чего его трудно читать и легко пропустить ошибки.

• используйте углы 90° только в вашей проводке, это гораздо меньше сбивает с толку людей, которые привыкли читать схемы.
• Стрелки питающей сети (+5В и т.п.) должны всегда указывает вверх, GND ⟂ всегда вниз. Ты часто делаешь наоборот, что меня чертовски смущает.
• с вращением / зеркалированием ACS723 поместил бы + 5 В сверху, GND снизу и не внес бы «поворот» в вашу линию питания, проходящую через него. Убери эту штуку!
• Очень часто используется соглашение «сигнал поступает слева, покидает схему справа». Или, по крайней мере, будьте последовательны, с входами на одной стороне и выходами на противоположной стороне. Вы не делаете этого: меня это очень смутило.
• Ваш регулятор 3,3 В не связан ни с чем на схеме. Я предполагаю, что это для питания ESP, но вы никогда не говорите нам. Итак, исключите из схемы все, что вы не собираетесь обсуждать, или добавьте то, что связано с регулятором 3,3 В.

Теперь о схеме , в отличие от схемы схема :

• два. В этом случае, имея реле, которое просто отключает или из этих не сохраняйте , потому что вы можете перерезать нейтральный провод. Это легко исправить: используйте двухполюсное реле, которое может подключать и отключать оба одновременно.
• D3 выглядит так, как будто вы имели в виду , чтобы подключить его, но на самом деле не подключили. Провода всегда идут в конец ваших контактов. Если это орел, то действительно есть большая вероятность, что D3 не подключен на этой схеме, и если вы сделаете макет, вы пропустите эти следы!
• Диод не то же самое, что диод (это германизм). Вам нужно будет выбрать правильный тип для D3!
• То же самое относится и к T1.
• Я не знаю, почему у вас есть LED2 на базе NPN, но если ваша схема управления не производит очень высокого напряжения, это нарушит функциональность этого транзисторного каскада: светодиод имеет падение напряжения не менее 2В, а это значит, что ваш транзистор не включится.
• Избегайте использования электролитических конденсаторов на 100 нФ в сигнальных линиях (C3). Это ниже ESR, дешевле, надежнее и обычно делается с керамическими колпачками.
• Хм, я понятия не имею, почему на вашей схеме есть R3-C4. Но это, вероятно, вызовет пожар или убьет кого-то, кто коснется выходного напряжения сети, думая, что устройство выключено. На самом деле это скорее фильтр верхних частот, и переменный ток 50 Гц в определенной степени пропускает. Кроме того, через него очень легко потекут быстрые токи включения (например, кто-то мокрым пальцем касается выключенного выхода). В еще большей степени это относится к устройствам с быстрым изменением тока. У вас будут проблемы, если нагрузка будет импульсным источником питания! (может никогда не выключиться, даже при разомкнутом реле).
• Если вы имели в виду R3-C4 как снаббер, то это означает, что ваша нагрузка не омическая . В таком случае: будьте осторожны с вашим реле! Он может не выдержать напряжения, которое происходит, например. при отключении индуктивной нагрузки или токи, возникающие при подключении емкостной нагрузки. Мы не можем вам этого сказать, потому что, опять же, не вся необходимая информация дана на схеме!
• C4: полярный конденсатор (вероятно, электролитический) с номинальным напряжением > 250 В? Йоуза!
• R4-LED1: Эм, вы ведь знаете, что делает светодиод и как рассчитать последовательный резистор для него, верно? Если предположить, что это красный светодиод с низким прямым напряжением (\$V_F=2\,\text V\$), то ток через этот светодиод будет 3 мА. Я ожидаю, что вам нужно что-то большее в диапазоне от 10 до 20 мА. Значения компонентов не выбираются путем честного броска костей!
• Для потенциально смертельных напряжений схема , а не , достаточно хороша как , так и сама по себе. Необходимо соблюдать изоляционные расстояния, вы не можете просто использовать любой конденсатор и т. д.
• Неполное имя текущего типа датчика. Если это вариант <16А, вам не хватает предохранителей.
• Датчик указывает нулевое выходное текущее напряжение в качестве выходного сигнала датчика. Вы не должны ходить так далеко! Он будет подвержен шуму, если вы не потребляете значительный ток от датчика, но это может привести к падению напряжения. Итак, отсутствует буфер напряжения.

Итак, нет, эта схема не достаточно хороша .

Вообще:

Вы хотите реле переключения, управляемое Wi-Fi, кажется. Так что купите готовое устройство в корпусе. Напряжение в сети — это не шутки, и оно убивает людей.

Существуют также готовые релейные блоки с хорошо изолированными входными контактами, и вы можете использовать один из них.

Что касается вашего текущего датчика: если вам по какой-то причине действительно нужно собрать его самостоятельно, поместите его в отдельную коробку с одним входным и одним выходным разъемом. Добавьте ESP в эту коробку.

напряжение — Катушка реле должна получить полное напряжение 12В или 0В

спросил
6 лет, 2 месяца назад

Изменено
6 лет, 2 месяца назад

Просмотрено
2к раз

\$\начало группы\$

^{имитация этой схемы – Схема создана с помощью CircuitLab}

Как видно из приведенной выше схемы, я преобразовал переменный ток в постоянный.

Трансформатор, используемый в приведенной выше схеме: Если я подаю 230 В на первичную обмотку, то получаю 12 В на вторичной обмотке трансформатора.

Затем я преобразовываю его в постоянный ток, используя 4 диода и конденсатор.

Это постоянное напряжение подается на катушку реле.

Эта схема работает должным образом.

Проблема:

Когда я уменьшаю напряжение на первичной обмотке трансформатора.

Предположим, я подаю напряжение 200 В на первичную обмотку трансформатора, тогда есть вероятность того, что обмотка реле окажется под напряжением.

Что я хочу:

Если на красном прямоугольнике на диаграмме подается напряжение 12 В или выше, то питание должно подаваться только на катушку реле, иначе я должен получить 0 В на двух выводах катушки реле.

Я спросил одного из моих друзей об этой проблеме. Он сказал, что я должен использовать диод Зенера в этой схеме, чтобы добиться того, чего я хочу. Но я не знаю, где мне разместить стабилитрон?

Кто-нибудь может подсказать?

• напряжение
• реле
• выпрямитель

\$\конечная группа\$

4

\$\начало группы\$

На приведенной ниже схеме использована вся вторичная обмотка трансформатора, два выпрямителя исключены, а конденсатор C1 используется для сглаживания двухполупериодного выпрямленного напряжения 16,5 вольт.

U1 — это линейный стабилизатор на 12 В, который понижает напряжение постоянного тока с 16,5 В до 12 В постоянного тока для реле и любых других целей, для которых используются эти 12 В, R6 представляет как катушку реле, так и оставшуюся параллельную нагрузку, если таковая имеется.

U2 — компаратор напряжения с внутренним опорным напряжением 400 мВ. Делитель напряжения R3 R4 используется для установки напряжения на неинвертирующем входе U2 чуть выше 400 мВ, когда на выходе U1 12 вольт. Это вызовет высокий уровень на выходе U2, включит Q1 и подаст питание на катушку реле.

Если по какой-либо причине U1 OUT упадет ниже 12 вольт, напряжение на U2+ упадет ниже 400 мВ, выход U2 станет низким, и реле обесточится, разомкнув нормально разомкнутые контакты.

U2 поставляется с внутренним гистерезисом около 6,5 мВ, и, если требуется больше, его можно использовать снаружи, как показано на странице 10 технического описания .

\$\конечная группа\$

5

\$\начало группы\$

Реле не подходит для прецизионного детектора напряжения.

Втягивающее напряжение зависит от расстояния между железными компонентами в магнитной цепи, которые могут занимать немного разные положения при каждом срабатывании. Это также зависит от сопротивления медной катушки, которое, если вы раньше не встречали такой вариации, может вас удивить. Медь и большинство других чистых металлов имеют большую температуру сопротивления, изменение температуры на 25°С приводит к изменению сопротивления на 10%. Поскольку это ток катушки, который втягивает реле, чувствительность к напряжению также изменяется на 10% при 25°C.

При выходе из школы все становится еще хуже. Железный путь в реле теперь закрыт, и для его удержания требуется гораздо меньший ток. Возможно только четверть. Я ожидаю, что он останется закрытым до 6 В, он может оставаться закрытым до 3 В.

Вам нужно электронное решение. В зависимости от того, насколько точным и нечувствительным к температуре он должен быть, вы должны использовать опорное напряжение (стабилитрон или что-то более стабильное) и компаратор, или, может быть, просто номинальное значение 0,7 В VBE транзистора, это зависит от ваших требований к точности.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Независимо от вашего вопроса, вот ваша основная проблема. ..

Выход переменного тока составляет 12 В, а после выпрямления и сглаживания постоянное напряжение будет около 16 В постоянного тока — это может быть слишком много для катушки вашего реле на 12 В.

Хорошо, с этим предупреждением покончено, так что вы можете добавить некоторое последовательное сопротивление к катушке реле, чтобы убедиться, что она получает 12 вольт вместо 16 вольт.

Сделав еще один шаг вперед, вы можете добавить слишком большое сопротивление последовательно, чтобы реле работало только при 230 В. Затем, когда напряжение немного снижается, реле отключается и дает вам желаемый результат.

Если вам нужно более надежное решение, вам следует использовать регулятор напряжения 7805, питающий компаратор — один входной контакт на компараторе может принимать (скажем) 2,5 вольта путем деления потенциала 5В, а другой входной контакт может принимать напряжение, разделенное потенциалом от выход 16 В постоянного тока для получения 2,51 вольта. Выход компаратора переключится, когда 16 вольт упадут примерно на 100 мВ до 200 мВ.