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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Um dispositivo para carregar baterias de carros. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Carregadores, baterias, células galvânicas Em redes elétricas de energia relativamente baixa, a operação simultânea de muitas ferramentas elétricas e máquinas de solda causa tais picos e quedas na tensão de rede que todos os carregadores que montei anteriormente simplesmente se recusaram a funcionar ou exigiram monitoramento contínuo. Num aparelho com regulação manual da corrente de carga, com forte diminuição da tensão de rede - até 170 V - era necessário colocar o regulador de corrente no máximo. Se ele não acompanhasse a tensão da rede, a corrente de carga ultrapassou o valor limite e, na melhor das hipóteses, o fusível queimou, na pior, o transformador. Os reguladores estabilizados não conseguiram rastrear uma gama tão ampla de mudanças na tensão da rede e, com saltos e quedas acentuados, levaram às consequências descritas acima. Eu tive que abordar esse problema mais profundamente e, como a prática mostrou, não em vão. Vários anos de operação do novo carregador confirmaram que apenas uma completa ausência de tensão de rede pode impedir o carregamento da bateria. O uso de um controlador de integração proporcional (PI) no novo dispositivo possibilitou manter com mais precisão a corrente de carga especificada sob a ação de quaisquer fatores desestabilizadores. O controlador PI é um sistema no qual uma resposta de frequência especial do filtro é formada no circuito de realimentação para garantir a estabilidade da regulação. Com uma saída lenta do parâmetro controlado do valor definido, o filtro se comporta como um integrador e com uma partida rápida - como um link sem inércia. A transição de um modo para outro é determinada pelo valor da frequência de corte, na qual a mudança de fase no anel de controle não excede o valor permitido e a estabilidade do sistema é garantida. O diagrama esquemático do carregador é mostrado na fig. 1.
A fonte de corrente de carga são dois enrolamentos secundários IV e V do transformador de rede T1, que formam com os diodos VD1, VD2 e VD3, VD4, respectivamente, dois retificadores de onda completa conectados em paralelo. A corrente pode ser alterada suavemente por um resistor variável R14 na faixa de 1 a 10 A com estabilização do valor definido. Este nó é feito de acordo com o esquema tradicional de controle de fase, com a única diferença de que não é um tiristor, mas um poderoso transistor de efeito de campo VT1 é usado como elemento regulador. Esta decisão levou à facilidade de controle e conveniência de design. O método de controle de fase envolve o uso de uma tensão dente de serra para gerar pulsos de controle para o elemento regulador. Para sincronizar esta tensão com os momentos em que a tensão da rede passa por zero, é utilizado um nó, montado nos elementos VD6-VD8, R1, R2, R9, R10 e o comparador DA4, alimentado pelo transformador conectado em série de acordo com o meias voltas II I I-2. Quando a tensão no enrolamento II é zero, o diodo VD7 é fechado pela tensão reversa que passa pelos resistores R9, R10 das saídas da fonte de alimentação auxiliar dos microcircuitos, e o comparador muda para um estado em que a saída do coletor aberto (pino 9) é de baixa tensão. Através desta saída e do resistor limitador de corrente R13, o capacitor C8 é descarregado, que é constantemente carregado através do resistor R8 da mesma fonte auxiliar. Assim, uma tensão dente de serra é formada no capacitor C8 com referência à fase zero da tensão na rede. O comparador DA5 controla o transistor regulador VT1 de acordo com a tensão dente de serra aplicada à entrada inversora e a tensão de saída do filtro PI na entrada não inversora. Após a tensão dente de serra atingir o nível presente na entrada não inversora, será estabelecida uma tensão próxima de zero na saída coletor aberto, que fechará o transistor VT1. Dois resistores R3 e R5 conectados em paralelo e desempenhando a função de elemento de medição de corrente estão incluídos no circuito positivo da bateria recarregável. Os pulsos de corrente de carga retirados desses resistores são alimentados na entrada do filtro passa-baixa de Bessel ativo montado no amplificador operacional DA3. A escolha do tipo de filtro deve-se à uniformidade de sua resposta em frequência, bem como à alta linearidade da resposta de fase e ao curto tempo de estabilização. A frequência de corte do filtro passa-baixo é de cerca de 8 Hz. É determinado pelos elementos R4, R6, C3, C4. O filtro suprime efetivamente o harmônico fundamental da corrente de carga de 100 Hz, no entanto, sua inércia não deve ser excessivamente grande. Um microamperímetro RA1 com resistores adicionais R12, R16 é conectado à saída do filtro passa-baixa, cujas leituras são diretamente proporcionais ao valor médio da corrente de carga. Calibre o microamperímetro em amperes da corrente de carga com um resistor de compensação R16. Da saída do filtro passa-baixa, a tensão também é fornecida ao somador formado pelos resistores R11, R14, R15. O resistor variável R14 regula a corrente de carga. A diferença dos sinais fornecidos ao ponto de conexão dos resistores R11 e R15 é alimentada na entrada do filtro PI. O filtro PI é montado no amplificador operacional DA6 e nos elementos R17, R19. C10. Com base na inércia do filtro passa-baixa, a frequência de corte do regulador foi escolhida próxima a 8 Hz. À medida que a frequência diminui, o ganho do filtro aumenta e, próximo a frequência zero, teoricamente aumenta até o infinito. Isso atinge uma discrepância mínima entre os valores definidos e reais da corrente de carga. A uma frequência de 8 Hz ou mais, o coeficiente de transmissão é determinado apenas pelos valores dos resistores R17, R19. É igual a aproximadamente 27 dB. Assim, o sinal de incompatibilidade, atuando no transistor de controle VT1 através do comparador DA5, anula a diferença nos valores de tensão dos sinais acima no ponto de junção dos resistores R11 e R15. Para alimentar comparadores, amplificadores operacionais e outros componentes do dispositivo, é fornecida uma fonte bipolar auxiliar, formada pelos semi-enrolamentos III.1, III.2 do transformador T1, retificador VD5, estabilizadores de tensão DAI, DA2 e capacitores de óxido de suavização C1, C2, C5 C6. O LED HL1 é um indicador de que o dispositivo está conectado à rede. Um ventilador com motor elétrico M1 é usado para resfriamento forçado de um bloco de diodos poderosos VD1-VD4 e um transistor VT1. A maioria das partes do dispositivo é colocada em uma placa tecnológica universal, a instalação é feita por pedaços de fio isolado. Resistores R3 ... R5 - fio C5-16V. As constantes restantes são OMLT, MLT ou MT. Variável R14 - fio com característica linear. Ajuste PPB-1 R16 - SPZ-39A. Os capacitores de óxido são melhor usados para operação em temperaturas elevadas. O resto dos capacitores - qualquer. Transformer T1 - TS-180 de uma TV de tubo antiga. O circuito magnético deve ser desmontado, todos os enrolamentos, exceto o primário I, devem ser enrolados nas bobinas, retendo as juntas intermediárias de papel e enrolando novas. Primeiro, os enrolamentos II.1 são colocados em uma bobina e II.2 na outra, 37 voltas de fio cada. PEV-2 0,18. e também III.1 e III.2, 55 voltas de fio cada. PEV-2 0.38. Os enrolamentos IV e V são enrolados por último, 150 voltas de fio cada. PEV-2 0,86 com um toque do meio. Juntas entrelaçadas e intercamadas são necessárias. Os meios-enrolamentos localizados em bobinas diferentes e enrolados no mesmo sentido devem ser conectados em sentidos opostos (ou seja, ponta a ponta), conforme indicado no diagrama. Os diodos VD1-VD4 e o transistor VT1 são instalados sem juntas isolantes em um dissipador de calor comum do conjunto do processador do computador com a ventoinha DL-43. Um dissipador de calor em forma de placa com área de cerca de 5 cm2 também deve ser fornecido com um estabilizador DA1. Microamperímetro RA1 - M4206 com uma corrente de deflexão total da flecha 100 μA. Chave seletora de rede SA1 - MT-1. Os clipes para os cabos da bateria recarregável são do tipo mola grande, tipo "crocodilo", podem ser adquiridos em uma loja de peças de rádio ou autopeças. A vista do carregador com a tampa removida é mostrada na fig. 2.
Para uma verificação inicial do desempenho do carregador, uma carga ativa com potência de 100 W é conectada à sua saída (uma lâmpada de farol de carro com filamentos conectados em paralelo). Antes disso, o regulador de corrente de carga R14 é colocado na posição de resistência máxima, que corresponderá à corrente mínima. A carga foi conectada em série com um amperímetro de controle à saída do carregador. Eles estão convencidos de que o regulador R14 permite alterar a corrente de carga dentro dos limites estabelecidos, que, se necessário, podem ser ajustados selecionando o resistor R15. Em seguida, uma bateria é conectada à saída do dispositivo em série com um amperímetro de controle. Uma corrente de carga de 10 A é ajustada no amperímetro de controle e, movendo o controle deslizante do resistor R1, coloque a seta do microamperímetro RA1 na divisão final. Autor: Dymov A.
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Comentários sobre o artigo: convidado A seção ou diâmetro do fio indicado no artigo não corresponde à corrente declarada de dez amperes.
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