Regulador trifasico esquema

para quem interesse fazer ou estudar um regulador trifasico..desse usado na RD 135..


aos poucos sera traduzido para o portugues correto..

Introdução:
Este projeto é um regulador de tensão para uma ign. de ímã permanente de 3 fases encontrada em motocicletas. O mesmo desenho pode ser usadas para ign monofásicos simplesmente eliminando algumas partes. Este projeto descreve apenas o regulador, apesar de um rectificador ser incorporado na unidade.

Resumo:
A forma como este tipo de regulador controla a tensão de saída do alternador é simplesmente curto-circuito do enrolamento do estator para um ciclo da forma de onda de corrente alternada. Isto é chamado de manobra. Isto é feito porque é muito mais fácil de um indutor de curto-circuito (o enrolamento do estator é um indutor) de circuito aberto para um indutor. Voltagens muito elevadas são induzidas quando um circuito indutor está aberto. Isso pode causar um colapso no isolador do enrolamento.

O dispositivo utilizado para a derivação de um ciclo de uma fase é um SCR. Um retificador controlado de silício funciona como um diodo quando acionado em sua porta. Ele impede a condução quando a corrente cai abaixo de um valor muito baixo limiar. Uma vez que se pára a condução, que não irá conduzir novamente até receber outro sinal de porta.  

Um circuito de detecção de tensão é utilizado para accionar a porta de cada um dos três SCR. O limiar de tensão para accionar o Gate é selecionada como 14.6volt (no sistema de tensão da motocicleta). Isto é, quando o GATE (chamarei de portao) provocaria se não houvesse capacitor, conforme descrito no parágrafo seguinte.

Desde que a tensão de um alternador flutua, o circuito de detecção irá disparar durante um pico na forma de onda de uma das fases, mas isto faz com que a tensão média seja muito baixa. Para levantar o sistema média tensão sem aumentar o limiar de detecção, um condensador simples é utilizado para atrasar o desencadeamento do SCR (o gate). O condensador funciona como um filtro para reduzir a ondulação de corrente alternada passando ao circuito de detecção. Se a tensão do sistema era estritamente tensão DC (sem ondulação) o portão provocaria em 14.6V ea tensão média seria de 14.6V. Na realidade, a tensão média é sempre menor que a tensão de limiar. A tensão de ignição real é superior 14.6V, mas a tensão média é mais baixo do que 14.6V. Como a ondulação diminui, as médias e desencadeam tensões proxima 14.6V.
R1, Z1, D1, D2 e ​​R2 formam o circuito de detecção. R1 permite uma "idle" o fluxo de corrente através do circuito de detecção de modo que o díodo Zener Z1 e diodos regulares D1 e D2 são na porção linear da sua gama de funcionamento. Como elétricas aumenta sistema de tensão da motocicleta passado um limite definido, Q1 passa a conduzir. Isso envia corrente para as portas dos SCRs. D3-D5 ato de isolar as portas do outro. R3, R5 e R7 atuam como resistores limitadores de corrente para as portas. R4, R6, R8 e atuam como drenos para qualquer possível fuga em Q1.

Para determinar os valores dos componentes, provavelmente é melhor começar na saída e trabalhar em direção à entrada. ..

Seleção de S1-S3:
S1 até S3 deve derivação uma grande quantidade de corrente para reduzir a tensão de saída do alternador. Tipicamente, isto pode aproximar-se 15 ou 20 ampères durante curtos períodos de tempo. O atacante típico tensão-drop no SCR será de cerca de 1 ou 2 volts. Isto resulta numa potência significativa que deve ser dissipada pelo SCR. Os SCRs até 25 amp que pode alcançar até 300 amperes. Eles terão de ser termicamente protegidos com gel térmico para lidar com a alimentação.

O número de peça comercial é NTE5460 ou ECG5460. Estes são os componentes mais caros do projeto.

Selecionando D3-D5:
D3 a D5 são simplesmente para isolar os três SCR do outro. Não se sabe o quão importante são os diodos do circuito, mas eles foram colocados em apenas como medida de precaução. Eles são selecionados como pequenos diodos de sinal. diodos 1N4148. Não há corrente ou potência para se preocupar .

Selecção de R3, R5, R7:
Estes três resistências actuar para limitar a corrente para o SCR portões. As especificações para o lugar SCR 0,040 ampères como o limite para o atual portão. As resistências será seleccionado para limitar a corrente de 0,019 ampères. A tensão de porta é de aproximadamente 0,8 volts. A tensão em R3 podem ser encontrados como se segue:

R3voltage tensão do sistema = - Tensão Q1 - D3 tensão - tensão de porta
R3 = tensão 14.6V - 0,1 v - v 0,7 - 0,8 v = 13v

O valor de R3 pode ser encontrado já que a corrente e tensão são conhecidos:

R3 = R3voltage / R3current
R3 = 13v / 0,019 ampères
R3 = 684 ohms

A potência em R3 é encontrado:
R3power = R3voltage * R3current
R3power = 13v * 0,019 ampères = 0,247 watt

Por razões de segurança, uma resistência de 0,5 watts serão utilizados.

R5 e R7 encontram-se do mesmo modo como R3.
R3, R5, R7 e será seleccionado como 680 ohms, resistências de 0,5 watt.

Seleção de R4, R6, R8:
Estes três resistores são para drenar qualquer vazamento possível que pode haver no Q1. Eles serão selecionados de tal forma que eles vão drenar cerca de 0,001 ampères, assim como o portão está provocando. A tensão da porta é o mesmo que a tensão em R4. Por conseguinte, R4 é encontrado:

R4 = portão de voltagem / 0,001 ampères
R4 = 0,8 v / 0,001 ampères = 800 ohms

Uma vez que não é critico, por conveniência, R4, R6, e R8 será seleccionado como 680 ohms para coincidir com R3, R5 e R7.

A potência em R4 for encontrado:
R4power = R4voltage * R4current
R4power = 0,8 v * 0,0012 = 0,00096 watts

R4 pode ser um resistor de 0,25 watt de forma segura, mas ao utilizar o mesmo papel que R3, R5 e R7, que também pode ser 0,5 watts.

R6 e R8 são o mesmo que encontrado R4.
R4, R6 e R6 será selecionado como 680 ohm, resistores de 0,5 watt.

Seleção Q1:
Q1 é um transistor PNP. Uma vez que cada um dos três circuitos de porta vai chamar 0,02 ampères, o transistor deve fornecer 0,06 ampères. Por razões de disponibilidade e confiabilidade, Q1 será selecionado como um transistor TIP42. O transistor pode lidar com 10 ampères e tem uma potência de 65 watts. Isso excede em muito os requisitos do Q1. Portanto, o transistor não precisa sequer de um dissipador de calor em tudo. O ganho mínimo é de 20 para um TIP42, mas geralmente têm um ganho mais próximo de 100. Será assumido, por conseguinte, o ganho é de pelo menos 50 neste pedido de patente.

Circuito de detecção:
Z1, D1, D2, R1 e R2 formam o circuito de detecção de tensão. R1 determina o que o atual ocioso será antes Q1 conduz. A corrente inativa garante que Z1, D1 e D2 estão operando em sua faixa linear antes Q1 começa a conduzir. As necessidades atuais ociosas em cerca de 0,013 ampères para conseguir isso.

A junção emissor-base de Q1 atinge cerca de 0,6 v antes de conduzir. Essa tensão vai ser utilizado para determinar o valor de R1 para obter a corrente de repouso desejada. A tensão em R1 será sempre a mesma que a junção de eb em Q1, por isso nunca ir muito mais elevado do que cerca de 0,6 volts.

R2 é o resistor limitador de corrente no caso de o sistema executa alta tensão ou de um carregador de bateria ou outra fonte de tensão é aplicada ao sistema. R2 deve ser feita tão pequena quanto possível, de modo que a tensão de limiar do circuito de detecção não será afectada tanto pela corrente no circuito de detecção. R2 serão selecionados para fazer o ajuste final para a tensão de limiar, mantendo sua função atual-limite.

Z1, D1 e D2, deve ter uma queda de tensão relativamente constante, que não é relativamente afectada por uma alteração na corrente. Normalmente, pode-se usar um único diodo Zener para manter a queda de tensão necessário. No entanto, neste caso, a tensão necessária não é encontrada em um díodo de Zener prontamente disponível, pelo menos, não é facilmente encontradas em Radio Shack. Devido a isto, D1 e D2 são necessários para aumentar a queda de tensão total. Se Z1 eram uma tensão Zener superior, D1 e D2 podem ser eliminadas.

Antes de qualquer corrente pode fluir em Q1, a tensão no sistema deve ser maior do que a soma das tensões sobre R1, Z1, D1, D2, e R2, enquanto a corrente de repouso está fluindo.

Seleção de R1:
Sabendo que a corrente de repouso, o valor de R1 pode ser determinada. A tensão sobre R1 será 0,6 v eo idle-corrente será 0,013 ampères.

R1 = R1voltage / corrente inativa
R1 = 0,6 v / 0,013 a = 46,2 ohm

A potência dissipada no R1 pode ser encontrado:
R1power = R1voltage * R1current
R1power = 0,6 v * 0,013 a = 0,0078

R1 será selecionado como um ohm de 47 anos, 0,25 watt resistor.

Selecionando Z1:
Para disponibilidade, Z1 é selecionado como um 12v, 1 watt Zener diodo. O número de peça comercial é 1N4742A. Uma vez que é um watt, a corrente máxima, em Z1 pode ser encontrado:

Z1max atual = 1 watt / 12v
Z1max atual = 0,083 ampères

A corrente máxima permitida no Z1 é 0,083 ampères.

A tensão real no diodo Zener na corrente de repouso (0,013 ampères) é de cerca de 11,7 v Este valor pode variar de diodo para diodo. O valor pode variar entre cerca de 11.55v 11.95v. Portanto, a tensão de limiar pode variar de acordo com a mesma distância (cerca de 0,4 volt). No entanto, a concepção será construído em torno 11.7v como valor típico para o díodo de Zener.

Seleção de D1 e D2:
Os díodos D1 e D2 são seleccionados para se obter a queda de tensão adicional, constante no circuito de detecção. Diodos são utilizados desde que a sua tensão não variar (muito) com uma alteração na corrente. (Ao contrário de um resistor, cuja tensão varia proporcionalmente com corrente).

D1 e D2 serão pequenos díodos de sinal. O número comercial é 1N4148.

No 0,013 ampères, a queda de tensão direta sobre cada diodo é de cerca de 0,7 v

Não há dissipação de energia significativa nestas diodos.

Seleção de R2:
R2 é um resistor, cujo valor pode ser alterado para alterar a tensão de saída do regulador. Também protege o díodo de Zener de uma condição de excesso de tensão causada por uma fonte de tensão externa, tal como um alternador ou um carregador de bateria de carro.

A fim de proteger Z1, que se deve limitar a corrente de 0,083 ampères. A proteção deve ser fornecido até uma tensão de sistema de 17 volts. Aos 17 volts, o circuito de detecção pode ter mais do que 0,083 ampères fluir. No 0,083 ampères, Z1 terá cerca de 12,5 volts sobre ele. D1 e D2 terão cada um cerca de 0,8 volts sobre eles. R1 terá cerca de 0,8 volts sobre ele.

Em um sistema de tensão de 17 volts e 0,083 ampères no circuito de detecção, a tensão em R2 pode ser encontrado.

R2voltage tensão do sistema = - R1voltage - Z1voltage - D1voltage - D2voltage
R2voltage = 17v - 0,8 v - 12,5 V - 0,8 v - 0,8 v
R2voltage = 2.1v

A partir daí, o valor mínimo de R2 pode ser encontrado.

R2minimum = R2voltage / R2current
R2minimum = 2.1v / 0,083 a = 25ohm

R2 não pode ser menos do que 25 ohms. Desde R2 será um valor mais elevado, conforme será discutido abaixo, o circuito será protegido a uma tensão muito maior.

O valor real de R2 será determinado pelas necessidades do circuito de detecção. A tensão de limiar será seleccionado como 14,65 volts. A corrente inativa foi fixado em 0,013 ampères. Na 0,013 ampères, Z1 tensão é 11.7v, tensão D1 é 0,7 V, a tensão D2 é 0,7 V e a tensão R1 é 0,6 v A tensão de repouso em R2 é encontrado como se segue:

R2idleVoltage tensão Sistema = - Z1voltage - D1voltage - D2voltage - R1voltage
R2idleVoltage = 14.65v - 11.7v - 0,7 v - 0,7 v - 0,6 v
R2idleVoltage = 0,95 v

O valor de R2 pode então ser encontrado:

R2 = R2voltage / corrente inativa
R2 = 0,95 v / 0,013 a = 73 ohms

A dissipação de potência no R2 será maior quando o excesso de tensão de 17 volts ocorre. Portanto, o fator de potência será calculado com isso em mente.

Em um sistema de tensão de 17 volts, a voltagem em R2 pode chegar a 3 volts. A potência é encontrado como se segue:

R2power = ((R2voltage) ^ 2) / R2
R2power = ((3v) ^ 2) / R2
R2power = (9v ^ 2) / 73 ohms
R2power = 0,123 watt

Por razões de segurança, uma resistência de 0,5 watts serão utilizados.

Para disponibilidade, R2 será selecionado como um 75ohm, 0,5 watt resistor.
Provavelmente, R2 será composta de duas 150ohm, 0,25 watt resistência em paralelo.

Selecionando C1:
C1 é utilizado para elevar a tensão média do sistema. C1 atrasa o acionamento dos SCRs, permitindo assim que o sistema de tensão instantânea para ultrapassar a tensão de limiar, enquanto a média da tensão do sistema permanece abaixo do limiar de tensão. À medida que a carga sobre as gotas do sistema eléctrico, a tensão média do sistema se aproxima do limite de tensão.

O valor para C1 foi determinada experimentalmente, em vez de ser calculada.

C1 é selecionado como a 10 microfarad, 35volt (mínimo) capacitor eletrolítico.

É possível que os alternadores diferentes podem requerer diferentes valores para C1. No entanto, 10uF provavelmente deve ser adequada. Se o condensador é muito grande, pode ocorrer oscilações. Se o condensador é muito pequena, a tensão média do sistema permanece demasiado baixo. Um condensador deve ser seleccionado que dá uma média tensão máxima entre 14,0 V e 14.6V.


Notas:
Deve notar-se que a tensão do sistema pode ter até 2 volts (ou mais) de ondulação como medido num osciloscópio em função da rotação do motor e da carga eléctrica.