Батарейная система зажигания

Батарейная система зажигания

Второй, наиболее распространённой системой является батарейная система зажигания. В этом случае электропитание осуществляется от автомобильной аккумуляторной батареи, а когда двигатель работает — электроэнергию вырабатывает автомобильный генератор, подключенный параллельно аккумулятору.

Это наиболее простая и часто применяемая система зажигания карбюраторного двигателя. Она состоит из:

• катушки зажигания;
• прерывателя-распределителя 4;
• свечей 1 (зажигания);
• выключателя зажигания.

Система зажигания получает питание от аккумуляторной батареи 10 или генератора, включаемого в схему параллельно батарее (схема подключения генератора и стартера приведена на рисунке).

Система зажигания служит для обеспечения воспламенения горючей смеси в цилиндрах двигателя в нужный момент и изменения момента зажигания (угла опережения зажигания) в зависимости от частоты вращения вала и нагрузки двигателя. В системе батарейного зажигания имеются цепи низкого и высокого напряжения.

В цепь низкого напряжения кроме источников тока входят прерыватель тока низкого напряжения, первичная обмотка катушки зажигания с добавочным сопротивлением и выключатель зажигания.

Цепь высокого напряжения содержит вторичную обмотку индукционной катушки зажигания, распределитель тока высокого напряжения по свечам, провода высокого напряжения и свечи зажигания. Прерыватель и распределитель объединены в одном устройстве — прерывателе-распределителе.

Рис. Схема батарейного зажигания:
а — расположение приборов; б — цепи низкого и высокого напряжения; 1 — свечи зажигания; 2, 15 — помехоподавляющие резисторы; 3, 9 — провода высокого и низкого напряжения соответственно; 4 — прерыватель-распределитель; 5 — конденсатор; 6 — катушка зажигания; 7 — добавочный резистор; 8 — выключатель (замок) зажигания; 10 — аккумуляторная батарея; 11 — реле включения стартера; 12 — стартер; 13 — крышка распределителя; 14 — ротор; 16 — кулачок; 17 — контакты; 18 — рычажок; 19 — клемма прерывателя; 20, 21 — первичная и вторичная обмотки соответственно; ВК,BK—Б — клеммы катушки зажигания; VA — вольтамперметр

При замкнутых контактах 17 и включенном выключателе 8 зажигания в цепи низкого напряжения течет ток силой I1. Из-за значительной индуктивности катушки 6 I1 нарастает до некоторого установившегося значения не мгновенно, а в течение определенного промежутка времени. Быстрому нарастанию силы тока препятствует ЭДС самоиндукции катушки. В момент размыкания контактов сила тока быстро падает до нуля, а созданное им магнитное поле исчезает. В результате исчезновения (уменьшения) магнитного поля во вторичной обмотке индуцируется ЭДС, которая будет тем выше, чем больше скорость уменьшения магнитного потока.

Таким образом, в момент изменения магнитного силового поля ЭДС возникает в витках не только вторичной, но и первичной обмотки 20 катушки зажигания. Это явление называется самоиндукцией. Ток самоиндукции замедляет процесс исчезновения тока в первичной обмотке, что нежелательно, так как в момент размыкания контактов возникает искра, вызывающая их подгорание. В результате снижаются эффективность и надежность системы зажигания. С целью устранения искрообразования параллельно контактам прерывателя подключают конденсатор. В момент размыкания цепи низкого напряжения он заряжается током самоиндукции, а при замыкании контактов разряжается через первичную обмотку.

Добавочный резистор служит для автоматического поддержания постоянной силы тока в первичной обмотке при изменении частоты вращения двигателя. При его пуске катушка зажигания питается от аккумуляторной батареи, напряжение которой понижено вследствие потребления стартером тока большой силы. Пониженное напряжение на катушке зажигания приводит к снижению силы тока I1 и напряжения вторичной обмотки. Для устранения этого явления при пуске двигателя добавочный резистор закорачивается контактами реле включения стартера или тягового реле. Поэтому, несмотря на снижение напряжения аккумуляторной батареи, первичная обмотка катушки зажигания получает необходимое для ее нормальной работы напряжение.

Свеча зажигания служит для воспламенения рабочей смеси в камере сгорания карбюраторного двигателя за счет искрового разряда. Она имеет стержень с центральным электродом, отделенный от «массы» изолятором, и боковой электрод, соединенный через корпус свечи с «массой». Свечи зажигания вворачивают в головку блока цилиндров. Поскольку максимальное давление в цилиндре весьма значительно, под свечи подкладывают уплотнительные шайбы.

Изолятор свечи выполнен из материала (уралит, кристалло-борокорунд и др.), выдерживающего напряжение не менее 30 кВ. Свечи изготавливают с разными тепловыми свойствами. Калильное число характеризует способность свечи работать без «калильного зажигания» смеси, когда последняя воспламеняется не от электрической искры между электродами свечи, а от контакта с раскаленными электродами. Чем выше это число, тем надежнее свеча будет работать в двигателе с высокой степенью сжатия. Калильные числа имеют следующие значения: 8, 11, 14, 17, 20, 23 и 26.

Катушка зажигания предназначена для преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения и состоит из стального корпуса, сердечника, собранного из листов трансформаторного железа, изолированных друг от друга и помещенных в картонную трубку. На эту трубку навита сначала вторичная обмотка, состоящая из большого числа (18 000—20 000) витков медной проволоки диаметром около 0,1 мм, а затем через слой изоляционной бумаги — первичная обмотка (содержащая около 300 витков проволоки диаметром 0,7…0,85 мм). Концы первичной обмотки выведены к клеммам крышки. Внутри катушки к первичной обмотке подсоединен один конец вторичной обмотки, а ее другой конец подведен к центральной клемме катушки. Сердечник с обмотками закрепляется в корпусе катушки с помощью изоляторов. Пространство между обмоткой, изоляторами и корпусом залито специальной мастикой, защищающей обмотки от проникновения влаги.

Прерыватель-распределитель предназначен для периодического размыкания цепи низкого напряжения и распределения возникающего во вторичной обмотке тока высокого напряжения по свечам цилиндров двигателя в необходимой последовательности. Прерыватель-распределитель снабжен центробежным и вакуумным регулятором.

Центробежный регулятор служит для изменения угла опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Вакуумный регулятор, предназначенный для изменения угла опережения зажигания в зависимости от нагрузки двигателя, т.е. степени открытия дроссельной заслонки, работает независимо от центробежного регулятора.

Октан-корректор, имеющийся в прерывателе-распределителе, служит для ручной регулировки угла опережения зажигания в зависимости от сорта применяемого топлива (его октанового числа). Октан-корректор позволяет изменять угол опережения зажигания в пределах ± 12° по углу поворота коленчатого вала двигателя. Изменение угла осуществляется при помощи специальных гаек поворотом корпуса прерывателя-распределителя относительно ведущего валика и контролируется по шкале со стрелкой. После регулировки угла устанавливают крепящие болты и регулировочные гайки.

При повороте корпуса прерывателя по часовой стрелке, т.е. в направлении вращения кулачка, угол опережения зажигания уменьшается (что обеспечивает более позднее зажигание). Угол опережения зажигания необходимо уменьшить, если сгорание топлива с малым октановым числом сопровождается детонацией.

Настройка зажигания на триммере

На бензиновых триммерах используются как двухтактные двигатели внутреннего сгорания (ДВС), так и четырехтактные. Но система зажигания в них ничем не отличается друг от друга, поэтому ремонт и настройка данной системы воспламенения топлива будет одинаковой для разных типов ДВС.

Как функционирует система зажигания на триммере

Система зажигания двухтактного ДВС состоит из 2-х элементов: маховика и катушки (магнето). На рисунке ниже показано, как они выглядят.

На маховике находится крыльчатка, которая работает как вентилятор для охлаждения двигателя. Также на одной стороне маховика находятся постоянные магниты, на рисунке показаны стрелкой.

При вращении маховика в катушке вырабатывается электрический ток, который служит для произведения искры на свече зажигания. Искра появляется в момент, когда магниты находятся непосредственно под магнето.

Зачем нужна регулировка зажигания

В некоторых случаях, когда двигатель не запускается, потребуется регулировка зажигания. Конечно же, сначала нужно проверить исправность свечи и высоковольтного кабеля с колпачком.

Регулировать зажигание на двухтактном двигателе нужно для того, чтобы обеспечить своевременное воспламенение горючего в камере сгорания двигателя. Ниже приведена схема, из которой можно понять принцип работы ДВС.

Искра в свече должна появляться в момент сжатия топлива поршнем, когда он самую малость не доходит до верхней мертвой точки (ВМТ). Когда поршень проходит ВМТ, происходит возгорание топливной смеси, в результате чего поршень под действием энергии взрыва уходит вниз.

Поэтому, если по каким-либо причинам (в основном это происходит из-за смещения маховика на валу относительно его первоначального положения) возгорание топлива происходит раньше, чем поршень пройдет ВМТ, то он возвращается назад, а коленвал прокручивается в обратном направлении. Такое движение может повредить узел стартера, оборвать шнур запуска и т.д. В данном случае происходит раннее зажигание топлива.

Также может быть позднее зажигание на триммере: поршень после сжатия топлива, которое не воспламенилось, уходит вниз, и в этот момент появляется искра. В таком случае двигатель либо не будет запускаться, либо значительно потеряет мощность и будет плохо набирать обороты.

Но такие проблемы с ранним или поздним зажиганием на двухтактных ДВС встречаются довольно редко, поскольку маховик с магнитами установлен уже в правильном положении, которое идеально синхронизировано с движением поршня. К тому же, маховик зафиксирован на валу с помощью шпонки и гайки. Поэтому неправильная установка детали исключена.

В основном, регулировка зажигания заключается в выставлении правильного зазора между магнето и маховиком.

Как проверить исправность магнето

Магнето является главной деталью в системе зажигания двигателя и представляет собой катушку с первичной и вторичной обмотками, расположенными вокруг сердечника. Часто по причине неисправности магнето пропадает искра на свече зажигания, и воспламенение горючего не происходит. Чтобы проверить катушку, потребуется воспользоваться тестером, и выполнить следующие действия.

1. На тестере, перейдя в режим измерения сопротивления, нужно выставить 200 Ом. Этим способом будет проверяться первичная обмотка.
2. Подсоедините один электрод тестера на “массу” катушки, а второй — к контакту, выходящему из магнето. В норме, сопротивление должно быть от 0,4 до 2 Ом.
3. Для проверки вторичной обмотки потребуется установить переключатель прибора на 20 ком. Далее, один щуп прибора вставляется в колпачок свечи, а второй – подсоединяется к “массе”. В норме, показатели сопротивления должны находится в диапазоне от 4-6 ком и выше (зависит от модели).

При обрыве цепи прибор будет показывать бесконечность, а при замыкании — 0 (ноль).

Если же тестера у вас нет, то можно воспользоваться следующим способом, проявляя большую аккуратность, чтобы электрод не коснулся цилиндра, иначе катушка перегорит.

1. Снимите со свечи колпачок. Свечу выкручивать не нужно, чтобы сохранить компрессию.
2. В колпачок необходимо вставить гвоздь без шляпки. Гвоздь должен быть такого диаметра, чтобы хорошо держался в колпачке.
3. Привяжите колпачок с гвоздем к цилиндру, используя диэлектрик, таким образом, чтобы зазор между электродом и корпусом цилиндра был в пределах от 5,5 до 7 мм (но ни в коем случае не касался к “массе”).
4. С помощью стартера произведите несколько раз имитацию запуска двигателя. Кнопка зажигания должна быть включена.
5. Наблюдайте за тем, появляется ли искра, и какой она имеет цвет.

В норме, искра должна быть сильной, белого цвета или иметь голубоватый оттенок. Если искра слабая, и цвет ее оранжевый либо желтый – это говорит о неисправном магнето.

Также следует учитывать тот факт, что иногда магнето в холодном состоянии может давать хорошую искру. Но после нагрева из-за внутренних неисправностей перестает производить ток. Как только катушка остывает, триммер снова запускается и работает некоторое время, пока магнето снова не нагреется. Такую катушку необходимо заменить.

Иногда аналогичную проблему с нагревом может вызывать свеча зажигания, даже если катушка исправна, поэтому нужно проверять обе детали.

Алгоритм регулировки зажигания

Зажигание на триммере регулируется довольно просто.

Снимите кожух с двигателя, открутив все удерживающие его болты. К примеру, на бензокосе Patriot (Патриот) PT 2540, чтобы снять кожух, потребуется открутить корпус воздушного фильтра, и плоской отверткой снять его с защелок. После этого пластиковый корпус легко снимется.

Регулировка напряжения на катушке

Переходные процессы в цепях постоянного тока с катушкой индуктивности

Характеристики катушек индуктивности противоположны характеристикам конденсаторов. Если конденсаторы накапливают энергию в электрическом поле (создаваемом напряжением между двумя пластинами), то катушки индуктивности накапливают энергию в магнитном поле (создаваемом проходящим через провод током). Из этого можно сделать вывод, что энергия, запасенная в конденсаторе, пытается поддерживать на его выводах постоянное напряжение, а энергия, запасенная в катушке индуктивности, пытается поддерживать постоянный ток в ее обмотке. Таким образом, катушка индуктивности выступает против изменения тока и действует противоположно конденсатору, который выступает против изменения напряжения. Полностью разряженная катушка, ток через которую равен нулю, в момент подключения к источнику питания будет действовать как разомкнутая цепь (пытаясь поддерживать нулевой ток). Напряжение на ее выводах при этом будет максимальным. С течением времени, ток через катушку индуктивности будет возрастать до максимально допустимого значения, а напряжение — соответственно уменьшаться. Как только напряжение на выводах катушки снизится до минимума (ноль — для идеальной катушки), ток через нее достигнет максимального значения, и она будет действовать как короткозамкнутая перемычка.

В момент замыкания контактов выключателя напряжение на катушке индуктивности сразу возрастает до величины напряжения источника питания (действует в качестве обрыва цепи), а затем постепенно снижается до нуля (действует в качестве короткозамкнутой перемычки). Чтобы определить напряжение на катушке индуктивности, нужно рассчитать напряжение на резисторе (с учетом тока через катушку) и вычесть его из напряжения источника питания. Ток в момент замыкания контактов выключателя равен нулю. С течением времени он увеличивается, пока не достигнет величины напряжения источника питания поделенной на последовательное сопротивление 1 Ом. Такое поведение противоположно поведению RC цепи, в которой ток начинается с максимального значения, а напряжение — с нуля. Давайте посмотрим как все это работает, используя реальные значения:

Так же как и для RC цепи, подход напряжения катушки к нулевому значению и подход тока через нее к 15 амперам носит асимптотический характер ( обе эти величины с течением времени подходят к окончательным значениям все ближе и ближе, но никогда не достигают их) . В практических целях мы можем сказать, что напряжение на катушке в конечном итоге достигнет нулевого значения, а ток в конечном счете будет равен 15 амперам.

Опять же, при помощи программы SPICE мы можем графически отобразить рассмотренное выше асимптотическое уменьшение напряжения и увеличение тока на катушке индуктивности (ток на графике показан с точки зрения напряжения на резисторе, который используется в качестве шунта для измерения данного тока):

Обратите внимание, как напряжение очень быстро уменьшается в начальный момент времени (с левой стороны графика), и практически не меняется в последующем. Аналогичная ситуация и с током: он очень быстро увеличивается в начальный момент времени (с правой стороны графика), и практически не растет в последующем.

Электрооборудование

Генератор предназначен для работы в качестве источника эпектрической энергии в системе электрооборудования мопедов с двигателем рабочим объемом 50 см3. Работает в комплекте с высоковольтным трансформатором 21.3705 и электронным блоком коммутатор-стабилизатор 251.3734(252.3734). Условия эксплуатации: температура окружающей среды от -40 до +90 °С, относительная влажность воздуха 95 % при 40 °С. Генератор изготовляется в следующих климатических исполнениях: У, Т. Ротор представляет собой постоянный магнит, отлитый из специального сплава. Он устанавливается на конусной цапфе вала, фиксируется шпонкой и крепится болтом. На передней части ротора размещается магнит датчика. В корпусе статора, набранного из листов электротехнической стали, имеется восемь катушек: две из них вырабатывают ток для катушки зажигания, остальные шесть — для питания фары, стоп-сигнала, заднего фонаря и звукового сигнала. На заряжающие катушки устанавливается магнитный шунт из магнитной стали. На передней крышке монтируются выводные клеммы.

Технические характеристики

Генератор . переменного тока, синхронный
возбуждение . от постоянных магнитов

Статор . лента 08кп-М-НТ-2-0-1,5
количество пазов . 8
количество катушек и их соединение:
в цепи освещения . 6, последовательное
в зарядной цепи зажигания . 2, последовательное
в цепи датчика . 1

количество витков в катушке осветительной цепи . 25
марка и диаметр провода катушек осветительной цепи . ПЭВ-2; 1,08 мм

количество витков в зарядной катушке . 1650
марка и диаметр провода зарядных катушек . ПЭВ-2; 0,12 мм

количество витков в обмотке датчика . 1000
марка и диаметр провода обмотки датчика . ПЭВ-2; 0,15 мм

сопротивление, Ом:
цепи освещения . 0,3
зарядной цепи зажигания . 430
цепи датчика . 40

Ротор . с основным постоянным магнигом ЮНД4 и магнитом датчика системы зажигания; залит алюминиевым сплавом
Крышка . лента 10кп-М-НТ-2-О-1,5

Исполнение:
по способу подавления радиопомех . неэкранированный
по степени защиты от проникновения посторонних тел и воды . 1РОО (ГОСТ 14254-80)

Крепление:
сгатора . фланцевое, винтами в картере двигателя
ротора . болтом на конусе хвостовика коленчатого вала
Масса, кг . 2

90%-ный ресурс до первого капитального ремонта (пробег мопеда), тыс. км . 15
Гарантийный срок эксплуатации при наработке не более 6 тыс. км пробега мопеда, мес. . 18

Регулировка зажигания

7-10 витков). Запускают двигатель и светят неонкой на нарисованные риски. Поворачивая статор генератора добиваются совмещения нанесенных рисок. Настройку зажигания следует проводить в темное время, поскольку такая неонка дает очень слабое свечение.
При ходовых испытаниях момент опережения можно будет подкорректировать под конкретные условия эксплуатации мопеда.

Блок коммутатор-стабилизатор 251.3734

Блок коммутатор-стабилизатор 252.3734

Обратите внимание! На обеих печатных платах место под токоограничивающий резистор R5 (R2) не предусмотрено. Не смотря на то, что схема будет работать и без этого резистора, я все же рекомендую его ставить для снижения нагрузки на заряжающую обмотку, поскольку она оказывается закороченной при открытом тиристоре VS1.

Регулировка фары

Состояния свечей зажигания

а) Нормальный вид

Вид свечи: от светло-серого до коричневого с небольшим осадком, а также с незначительной электродной эрозией.
Вывод: состояние двигателя нормальное, воздушно-топливная смесь и зажигание отрегулированы правильно; калильное число свечи подобрано верно; перебои зажигания отсутствуют; система холодного пуска двигателя работает.

б) Загрязнение нагаром

Вид свечи: сухой мягкий нагар интенсивно-черного цвета на изоляторе, электродах и корпусе свечи.
Последствия: плохой запуск двигателя; плохая работа холодного двигателя; перебои в воспламенении воздушно-топливной смеси; плохая реакция на газ.
Вероятные причины: неправильное положение дроссельной заслонки; избыточно богатая воздушно-топливная смесь; позднее зажигание; плохие высоковольтные провода; сильно засорен воздушный фильтр; неправильно подобран тепловой диапазон — слишком «холодная» свеча.
Способы устранения: отрегулировать рабочую смесь; положение дроссельной заслонки; угол опережения зажигания; систему холодного пуска двигателя; поменять воздушный фильтр; почистить свечи или поменять на новые — с правильно подобранным калильным числом.

в) Свинцовые образования

Вид свечи: изолятор покрыт желтыми или коричневыми глянцевыми осаждениями типа глазури.
Последствия: неудавшееся воспламенение воздушно-топливной смеси при резком ускорении или большой нагрузке; перебои в зажигании при больших нагрузках ввиду того, что глазурь становится проводником электричества.
Вероятные причины: использование этилированного бензина с примесями свинца; использование бензина с большим октановым числом.
Способы устранения: использовать бензин нормального качества; свечи поменять на новые — старые очищать бесполезно.

г) Перегрев

Вид свечи: чрезвычайно белый изолятор с маленькими черными вкраплениями и преждевременной электродной эрозией.
Последствия: потеря мощности на высокой скорости или при нагрузке.
Вероятные причины: свеча недостаточно вкручена; система охлаждения двигателя работает ненормально; слишком раннее зажигание; неправильно подобран тепловой диапазон — слишком «горячая» свеча.
Способы устранения: проверить момент затяжки свечи; работу системы охлаждения двигателя; отрегулировать угол опережения зажигания; правильно подобрать калильное число свечи.

д) Преждевременное зажигание

Вид свечи: расплавленные и сожженные центральный и заземляющий электроды (либо один из электродов); вспузырившийся изолятор с металлическими отложениями на нем.
Последствия: значительная потеря мощности двигателя; перебои зажигания. При дальнейшем использовании таких свечей возможно серьезное повреждение двигателя.
Вероятные причины: термическая перегрузка; значительный перегрев деталей свечи из-за калильного зажигания — возгорание начинается раньше, чем появляется надлежащая искра; использование некачественного топлива; догорание остатков воздушно-топливной смеси в камере сгорания из-за неправильно отрегулированной топливной системы или угла опережения зажигания; неправильно подобран тепловой диапазон — слишком «горячая» свеча.
Способы устранения: проверить двигатель, систему зажигания и топливную систему, а также качество рабочей смеси и угол опережения зажигания. Установить новые свечи с правильно подобранным калильным числом.

е) Масляные загрязнения

Вид свечи: влажные маслянистые черные осадки на изоляторе, черный масляный нагар на изоляторе, электродах и корпусе свечи.
Последствия: плохой запуск двигателя, перебои в зажигании.
Вероятные причины: слишком высокий уровень масла; новый или недавно отремонтированный двигатель; в топливной смеси слишком много масла (для двухтактных двигателей).
Способы устранения: отремонтировать двигатель; произвести обкатку нового или отремонтированного двигателя; в правильной пропорции смешать бензин и масло ; установить новые свечи зажигания.

ж) Разрушенный изолятор

Вид свечи: треснутый или расколотый изолятор.
Последствия: перебои в зажигании.
Вероятные причины: резкая детонация двигателя; неправильно отрегулирован зазор свечи; механические повреждения свечи из-за ударов или падений при транспортировке или при установке.
Способ устранения: заменить свечи зажигания на новые с правильно отрегулированным зазором.

5 самых популярных схем регуляторов напряжения (РН) 0-220 вольт своими руками

Регулятор напряжения – это специализированный электротехнический прибор, предназначенный для плавного изменения или настройки напряжения, питающего электрическое устройство.

Важно помнить! Приборы этого типа предназначены для изменения и настройки питающего напряжения, а не тока. Ток регулируется полезной нагрузкой!

4 вопроса по теме регуляторов напряжения

1. Для чего нужен регулятор:

а) Изменение напряжения на выходе из прибора.

б) Разрывание цепи электрического тока

1. От чего зависит мощность регулятора:

а) От входного источника тока и от исполнительного органа

б) От размеров потребителя

1. Основные детали прибора, собираемые своими руками:

а) Стабилитрон и диод

б) Симистор и тиристор

1. Для чего нужны регуляторы 0-5 вольт:

а) Питать стабилизированным напряжением микросхемы

б) Ограничивать токопотребление электрических ламп

Ответы.

2 Самые распространенные схемы РН 0-220 вольт своими руками

Схема №1.

Самый простой и удобный в эксплуатации регулятор напряжения — это регулятор на тиристорах, включенных встречно. Это создаст выходной сигнал синусоидального вида требуемой величины.

СНиП 3.05.06-85

Входное напряжение величиной до 220в, через предохранитель поступает на нагрузку, а по второму проводнику, через кнопку включения синусоидальная полуволна попадает на катод и анод тиристоров VS1 и VS2. А через переменный резистор R2 производится регулировка выходного сигнала. Два диода VD1 и VD2, оставляют после себя только положительную полуволну, поступающую на управляющий электрод одного из тиристоров, что приводит к его открытию.

Важно! Чем выше токовый сигнал на ключе тиристора, тем сильнее он откроется, то есть тем больший ток сможет пропустить через себя.

Для контроля входного питания предусмотрена индикаторная лампочка, а для настройки выходного – вольтметр.

Схема №2.

Отличительная особенность этой схемы — замена двух тиристоров одним симистором. Это упрощает схему, делает ее компактней и проще в изготовлении.

СНиП 3.05.06-85

В схеме, также присутствует предохранитель и кнопка включения, и регулировочный резистор R3, а управляет он базой симистора, это один из немногих полупроводниковых приборов с возможностью работать с переменным током. Ток, проходя через резистор R3, приобретает определенное значение, оно и будет управлять степенью открытия симистора. После этого оно выпрямляется на диодном мосту VD1 и через ограничивающий резистор попадает на ключевой электрод симистора VS2. Остальные элементы схемы, такие как конденсаторы С1,С2,С3 и С4 служат для гашения пульсаций входного сигнала и его фильтрации от посторонних шумов и частот нерегламентированной частоты.

Как избежать 3 частых ошибок при работе с симистором.

1. Буква, после кодового обозначения симистора говорит о его предельном рабочем напряжении: А – 100В, Б – 200В, В – 300В, Г – 400В. Поэтому не стоит брать прибор с буквой А и Б для регулировки 0-220 вольт — такой симистор выйдет из строя.
2. Симистор как и любой другой полупроводниковый прибор сильно нагревается при работе, следует рассмотреть вариант установки радиатора или активной системы охлаждения.
3. При использовании симистора в цепях нагрузок с большим потреблением тока, необходимо четко подбирать прибор под заявленную цель. Например, люстра, в которой установлено 5 лампочек по 100 ватт каждая будет потреблять суммарно ток величиной 2 ампера. Выбирая по каталогу необходимо смотреть на максимальный рабочий ток прибора. Так симистор МАС97А6 рассчитан всего на 0,4 ампера и не выдержит такой нагрузки, а МАС228А8 способен пропустить до 8 А и подойдет для этой нагрузки.

3 Основных момента при изготовлении мощного РН и тока своими руками

Прибор управляет нагрузкой до 3000 ватт. Построен он на использовании мощного симистора, а затвором или ключом его управляет динистор.

Динистор – это тоже, что и симистор, только без управляющего вывода. Если симистор открывается и начинает пропускать через себя ток, когда на его базе возникает управляющее напряжение и остается открытым пока оно не пропадет, то динистор откроется, если между его анодом и катодом появится разность потенциалов выше барьера открытия. Он будет оставаться незапертым, пока между электродами не упадет ток ниже уровня запирания.

СНиП 3.05.06-85

Как только на управляющий электрод попадет положительный потенциал, он откроется и пропустит переменный ток, и чем сильнее будет этот сигнал, тем выше будет напряжение между его выводами, а значит и на нагрузке. Что бы регулировать степень открытия используется цепь развязки, состоящая из динистора VS1 и резисторов R3 и R4. Эта цепь устанавливает предельный ток на ключе симистора, а конденсаторы сглаживают пульсации на входном сигнале.

2 основных принципа при изготовлении РН 0-5 вольт

1. Для преобразования входного высокого потенциала в низкий постоянный используют специальные микросхемы серии LM.
2. Питание микросхем производится только постоянным током.

Рассмотрим эти принципы подробнее и разберем типовую схему регулятора.

Микросхемы серии LM предназначены для понижения высокого постоянного напряжения до низких значений. Для этого в корпусе прибора имеется 3 вывода:

• Первый вывод – входной сигнал.
• Второй вывод – выходной сигнал.
• Третий вывод – управляющий электрод.

Принцип работы прибора очень прост – входное высокое напряжение положительной величины, поступает на входной выход и затем преобразуется внутри микросхемы. Степень трансформации будет зависеть от силы и величины сигнала на управляющей «ножке». В соответствии с задающим импульсом на выходе будет создаваться положительное напряжение от 0 вольт до предельного для данной серии.

СНиП 3.05.06-85

Входное напряжение, величиной не выше 28 вольт и обязательно выпрямленное подается на схему. Взять его можно с вторичной обмотки силового трансформатора или с регулятора, работающего с высоким напряжением. После этого положительный потенциал поступает на вывод микросхемы 3. Конденсатор С1 сглаживает пульсацию входного сигнала. Переменный резистор R1 величиной 5000 ом задает выходной сигнал. Чем выше ток, который он пропускает через себя, тем выше больше открывается микросхема. Выходное напряжение 0-5 вольт снимается с выхода 2 и через сглаживающий конденсатор С2 попадает на нагрузку. Чем выше емкость конденсатор, тем ровнее оно на выходе.

Регулятор напряжения 0 — 220в

Топ 4 стабилизирующие микросхемы 0-5 вольт:

1. КР1157 – отечественная микросхема, с пределом по входному сигналу до 25 вольт и током нагрузки не выше 0.1 ампер.
2. 142ЕН5А – микросхема с максимальным выходным током 3 ампера, на вход подается не выше 15 вольт.
3. TS7805CZ – прибор с допустимыми токами до 1.5 ампер и повышенным входным напряжением до 40 вольт.
4. L4960 – импульсная микросхема с максимальным током нагрузки до 2.5 А. Входной вольтаж не должен превышать 40 вольт.

РН на 2 транзисторах

Данный вид применяется в схемах особо мощных регуляторов. В этом случае ток на нагрузку также передается через симистор, но управление ключевым выводом происходит через каскад транзисторов. Это реализуется так: переменным резистором регулируется ток, который поступает на базу первого маломощного транзистора, а тот через коллектор-эмиторный переход управляет базой второго мощного транзистора и уже он открывает и закрывает симистор. Это реализует принцип очень плавного управления огромными токами на нагрузке.

СНиП 3.05.06-85

Ответы на 4 самых частых вопроса по регуляторам:

1. Какое допустимое отклонение выходного напряжения? Для заводских приборов крупных фирм, отклонение не будет превышать +-5%
2. От чего зависит мощность регулятора? Выходная мощность напрямую зависит от источника питания и от симистора, который коммутирует цепь.
3. Для чего нужны регуляторы 0-5 вольт? Эти приборы чаще всего используют для питания микросхем и различных монтажных плат.
4. Зачем нужен бытовой регулятор 0-220 вольт? Они применяются для плавного включения и выключения бытовых электроприборов.

4 Схемы РН своими руками и схема подключения

Коротко рассмотрим каждую из схем, особенности, преимущества.

Схема 1.

Очень простая схема для подключения и плавной регулировки паяльника. Используется, чтобы предотвратить разгорание и перегрев жала паяльника. В схеме используется мощный симистор, которым управляет цепочка тиристор-переменный резистор.

Схема 2.

Схема основанная на использовании микросхемы фазового регулирования типа 1182ПМ1. Она управляет степенью открытия симистора, который управляет нагрузкой. Применяются для плавного регулирования степени светимости лампочек накаливания.

Схема 3.

Простейшая схема регулирования накалом жала паяльника. Выполнена по очень компактной схеме с использованием легкодоступных компонентов. Управляет нагрузкой один тиристор, степень включения которого регулирует переменный резистор. Также присутствует диод, для защиты от обратного напряжения.

СНиП 3.05.06-85

Схема 4.

Схема, предназначенная для управления уровнем освещения в комнате. Может регулировать степень накала лампочки. Выполнена на основе одного тиристора, который управляется диммером. Поворотом ручки резистора, изменяется воздействие на ключевой вывод тиристора, что изменяет его пропускную способность по электрическому току.

СНиП 3.05.06-85

Китайский РН на 220 вольт

В наше время товары из Китая стали довольно популярной темой, от общей тенденции не отстают и китайские регуляторы напряжения. Рассмотрим самые популярные китайские модели и сравним их основные характеристики.

Существует возможность выбрать любой регулятор именно под свои требования и необходимости. В среднем один ватт полезной мощности стоит менее 20 центов, и это очень выгодная цена. Но все же, стоит обращать внимание на качество деталей и сборки, для товаров из Китая она по-прежнему остается очень низким.