Регулятор напряжения генератора лодочного мотора
Генератор — это электрическая машина, которая преобразует механическую энергию вращения в энергию переменного тока. Переменный ток, вырабатываемый катушками генератора, выпрямляется диодами и заряжает лодочные аккумуляторы. Регулятор напряжения поддерживает постоянным напряжение на выходе с генератора, а для трехступенчатой зарядки тяговых лодочных аккумуляторов устанавливают внешний или шунтирующий регулятор. Без него быстрая зарядка аккумуляторов глубокого разряда от генератора лодочного мотора невозможна.
Простейший генератор
Простейший генератор – это металлический стержень с намотанной вокруг него проволокой. Если под стержнем перемещать постоянный магнит, то стержень будет намагничиваться в разном направлении, а возникающее в проводе переменное магнитное поле вызовет импульсы тока переменной полярности.
Ток, возникающий в проводнике, прямо пропорционален силе магнитного поля, скорости движения магнита и количеству витков проволоки вокруг стержня.
Генератор обретет привычный вид, если поступательное движение магнита заменить на вращательное и разместить катушки, в которых возникает ток, по окружности. Однако регулировать ток в таком генераторе можно будет только оборотами двигателя, а это очень неудобно.
Как работает регулятор напряжения на лодочном моторе
Реальным генератором управляют изменяя силу магнита. Для этого вместо постоянного используют электромагнит, в железном сердечнике которого сосредоточено магнитное поле, создаваемое протекающим через катушку током. Сила магнитного поля пропорциональна току в катушке возбуждения, поэтому изменяя ток в катушке повышают или понижают мощность генератора. Устройство, которое управляет током возбуждения и мощностью генератора называется регулятором напряжения.
Электромеханические регуляторы — первые устройства этого типа. Ток возбуждения протекает через рычаг реле, который вращается относительно точки F и замыкает точки «Зажигание» и «Масса». «Зажигание» подсоединяется к положительной клемме аккумулятора через ключ зажигания двигателя. Регулировочная пружина удерживает рычаг реле напротив контакта «Зажигание».
Если напряжение на аккумуляторе низкое, ток возбуждения максимальный и генератор выдает максимальный ток. Когда напряжение на аккумуляторе возрастает до установленного значения (между 13.8 и 14.2 вольта) ток, протекающий от зажигания на массу через катушку реле увеличивается, реле срабатывает, толкает рычаг вниз и размыкает контакт. Ток возбуждения падает до нуля, выход с генератора падает до нуля, напряжение на аккумуляторе падает и реле замыкает контакт зажигания. Процесс начинается сначала.
Чем больше напряжение на аккумуляторе, тем больше времени, контакт остается в нижнем положении. Выход генератора переключается между максимальным и нулевым сотни раз в секунду, сохраняя среднее напряжение постоянным, при токе, стремящемся к нулю (плюс ток, потребляемый подключенной нагрузкой). Напряжение заряда аккумулятора в электромеханическом регуляторе устанавливается натяжением пружины.
Принцип работы электронного регулятора напряжения аналогичен. Если напряжение на аккумуляторе низкое, значит низкое напряжение и на базе транзистора 1, и он выключен. В этом состоянии транзистор 1 работает как большое сопротивление между базой транзистора 2 и массой, поэтому напряжение на базе транзистора 2 высокое и он включен. Транзистор 3 усиливает ток коллектор-эмиттер транзистора 2 в двадцать раз и больше, вызывает высокий ток в катушке возбуждения и максимальный выходной ток генератора.
После того как напряжение на аккумуляторе увеличивается транзистор 1 включается. Сопротивление между базой транзистора 2 и массой уменьшается и транзисторы 2 и 3 выключаются, прерывая течение тока в катушке возбуждения. Без тока возбуждения генератор перестает выдавать ток.
Транзисторы включаются и выключаются сотни раз в секунду. Средний ток возбуждения и выходной ток генератора зависят от того как долго система находится во включенном и выключенном состоянии.
Зачем нужен шунтирующий регулятор напряжения
Стандартные регуляторы напряжения генераторов лодочных моторов – это регуляторы автомобильного типа, которые отлично работают в следующих условиях:
- аккумулятор – это стартовый аккумулятор с тонкими пластинами
- аккумулятор почти всегда полностью заряжен
- разница температур между регулятором и аккумулятором невелика
- падение напряжения между аккумулятором и генератором меньше 0,1 вольта
В автомобилях во время запуска двигателя аккумулятор разряжается на 5-10%, после этого даже на холостом ходу мощности генератора достаточно для питания всех потребителей и подзарядки аккумуляторной батареи. Поскольку стартовый аккумулятор сильно не разряжается, его зарядка не занимает много времени и вторая стадия зарядки, необходимая тяговым аккумуляторам, становится лишней.
Регуляторы напряжения лодочных моторов – это зарядные устройства с ограничением максимального тока и напряжением 13,8 – 14,2 вольта. Но напряжение 13.8 вольт выше рекомендуемого напряжения стадии поддерживающей зарядки для аккумуляторов глубокого разряда, а напряжение 14,2 ниже напряжения стадии насыщения.
Генератор со стандартным регулятором никогда полностью не зарядит аккумулятор глубокого разряда, но только перезарядит его и выведет из строя, если будет подключен к аккумулятору длительное время.
Что умеют внешние регуляторы напряжения
Умный регулятор напряжения лодочного мотора управляет зарядкой тяговых лодочных аккумуляторов. Он заряжает аккумуляторы глубокого разряда в три стадии, которые называют стадией насыщения, поглощения и поддерживающей зарядки.
Графики напряжения и тока во время трех стадий зарядки аккумулятора глубокого разряда. Подзарядка происходит при падении напряжения на аккумуляторе ниже 12,8 Вольт
Во время стадии насыщения, при зарядке постоянным током, аккумулятор быстро набирает емкость 75-80% от номинальной, а напряжение на его клеммах повышается до 14,4-14,8 вольт (в зависимости от типа). В этот момент регулятор переключается в фазу поглощения. На этой стадии зарядка происходит медленнее, а ток зарядки постепенно снижается, чтобы соответствовать текущему состоянию батареи. После того как ток снизился до 1-2% емкости, зарядка завершается и регулятор переключается в режим поддерживающей зарядки во время которого контролирует напряжение на аккумуляторе и выполняет подзарядку, если напряжение опускается ниже 13 вольт.
- Чтобы не повредить аккумулятор во время зарядки, внешние регуляторы напряжения оснащаются встроенными тепловыми сенсорами. Зарядка прекращается, если температура батареи повышается до 50 градусов.
- Аккумуляторы различного типа и размера требуют разных кривых зарядки и разных значений напряжения и тока, поэтому в умных регуляторах зашиты предустановленные режимы для зарядки жидко-кислотных, AGM и гелевых батарей.
- Внешний регулятор напряжения устанавливается на лодочный мотор параллельно стандартному, который включается в работу, если умный регулятор выходит из строя.
Недостатки шунтирующих регуляторов
Хотя умные регуляторы подходят для всех типов лодочных генераторов и аккумуляторных батарей, их установка может показаться сложной для тех, кто не имел ранее навыков работы с электричеством. В некоторых случаях чтобы подключить регулятор потребуется определить тип используемого генератора и снять его с мотора. Кроме того, не рекомендуется устанавливать шунтирующие регуляторы напряжения на новые лодочные моторы, чтобы не нарушать их гарантию.
Зарядное устройство Sterling Power для работы с генератором до 120 А (12 Вольт) позволяет в пять раз быстрее заряжать аккумуляторы глубокого разряда и подключать несколько батарей аккумуляторов
Сложностей установки и проблем с гарантией можно избежать, если использовать бортовые зарядные устройства, работающие от генератора лодочного мотора. Они так же заряжают аккумуляторы в три стадии, работают с генераторами до 400 А и выдают напряжение 12, 24 или 36 вольт. Мощные модели имеют встроенные сплит диоды для подключения нескольких батарей аккумуляторов.
Водонепроницаемое зарядное устройство Sterling Power BBW 1212. Ток зарядки до 25 ампер. Работает от генератора лодочного мотора. Подключается к стартовому аккумулятору и начинает работать только после его полной зарядки
Задайте вопрос,
и получите консультацию по лодочным электромоторам, аккумуляторам или зарядным устройствам для катера или яхты
Выпрямитель-регулятор напряжения для скутера, мотоцикла и лодочного мотора своими руками.
Выпрямитель-регулятор напряжения для скутера, мотоцикла и лодочного мотора своими руками.
В статье приведена схема и пример изготовления выпрямителя-регулятора на мото технику.
Данный выпрямитель-регулятор можно использовать на всех моторах, где используется генератор на постоянных магнитах.
Регулятор рассчитан на ток 35 А.
Принципиальная схема регулятора
Схема состоит из трехфазного диодного моста 36MT120, трех симисторов BTA26, микросхемы ULN2003, стабилитрона 14В 0.5Вт, четырех резисторов 300 Ом 0.5Вт и конденсатора 1000пФ.
Для изготовления понадобится радиатор типа HS 145-100 100х100х26 мм, крепеж и термопаста.
Радиатор подобран таким образом, чтобы обеспечить хороший теплоотвод.
Диаметр проводов — 2.5 мм.
В радиаторе нужно высверлить отверстия и нарезать резьбу, для крепления диодного моста и симисторов.
На основе данной схемы можно изготовить 2-фазный выпрямитель- регулятор.
Для этого нужно удалить из схемы несколько элементов.
В этом случае, вместо 3-х фазного диодного моста нужно использовать однофазный диодный мост.
Для более мощного выпрямителя регулятора можно установить два однофазных моста.
Фото собранного 2-х фазного выпрямителя-регулятора с двумя однофазными диодными мостами.
После проверки остается только залить эпоксидной смолой.
Схема отличается надёжностью, простотой в изготовлении и низкой ценой.
Если нужна помощь в изготовлении данного регулятора пишите на E-mail
Вопросы и предложения оставляйте в комментариях.
Реле-регулятор для ПЛМ
#1 VASILILYAI
Дата регистрации: 25-Июнь 14
Отправить ЛС- Город: Рубцовск
- Могу быть полезен: электроника
В общем инициатор темы в моей голове ovkos знающим о том что я разбираюсь в электронике, задавший мне вопрос об установке на плм реле-регулятора и питании от встроенного в плм генератора рыболовной электроники и прочего электрооборудования в лодке. Готовый можно конечно купить и просто установить в плм, но тут тоже загвоздка как оказалось-погуглил и обнаружил что все «заводские» реле регуляторы поголовно шунтирующие(т.е. регулировка напряжения на выходе регулируется нагрузкой на генератор, это значит что реле постоянно потребляет ток от генератора и не маленький-кпд генератора естественно падает как минимум на треть.) и цена не очень гуманная для содержимого «коробочки с проводами».
Нагуглил несколько самодельных схем на ресурсах мотоциклистов, на скутерах японского и китайского производства установлены тоже шунтирующие реле-регуляторы и генераторы такие-же как и в плм, знающие люди разработали несколько схемок, очень просты в изготовлении и надёжны в работе, подключение тоже очень простое как и штатного(у кого не установлено для этого выведены 2 провода с катушки освещения генератора-можно нагуглить или посмотреть в документации к мотору)
все детали у меня в запасе есть, стоят копейки по сравнению с «заводским» реле в ближайшее время буду собирать, и испытывать на мопеде(генератор на мопеде такой-же как на плм).
Сообщение отредактировал VASILILYAI: 23 Ноябрь 2015 — 00:26
- Nik(дядьКоля), Радист, танкист и еще 1 это нравится
#2 ФокС
Дата регистрации: 23-Июнь 14
Не понимаю ничего в электронике, поэтому спрошу просто — а это нафига ?
#3 НЕМО
Дата регистрации: 23-Июнь 14
Отправить ЛС- Город: Барнаул
Не понимаю ничего в электронике, поэтому спрошу просто — а это нафига ?
электричество с плм брать , как я понял , тебе не надо
- Георгич, VASILILYAI и Santila это нравится
#4 VASILILYAI
Дата регистрации: 25-Июнь 14
Отправить ЛС- Город: Рубцовск
- Могу быть полезен: электроника
Не понимаю ничего в электронике, поэтому спрошу просто — а это нафига ?
допустим питание ходовых огней, зарядка аккумулятора от которого питается вся рыболовная аппаратура и т.д. от штатного генератора плм, как в автомобиле.
#5 Ром.Ан
Дата регистрации: 26-Сентябрь 15
Отправить ЛС- Город: Барнаул,Поток
- Могу быть полезен: Сварной (водопровод)
полезно. я тоже хочу себе воткнуть. жду лета.))
#6 Лохматый
Дата регистрации: 20-Март 16
Отправить ЛС- Город: Барнаул
Одно время тоже изучал данный вопрос. Дилема везде была одна: шунтирующее или нешунтирующее РР? Причем готовых решений, кроме шунтирующих РР отечественных умельцев не находил. Сомнения вызывали следующие моменты: потеря мощности и нагрев катушки освещения. Были, правда, и некоторые разработки (схемы) нешунтирующих, но рабочих вариантов не находил. Уточню: изучал этот вопрос в зиму 2014-2015, возможно с того времени что-то изменилось. В итоге, после долгих сомнений, решил все-таки попробовать штатное РР китайских моторов. У меня YAMAHA 9.9 , оригинальное РР выдает только 6V постоянки. Заказал, получил, подключил. В тестовом баке при замерах мультитестер показал 14V на выходе. Напряжение зависит от оборотов двигателя, на маленьких гораздо меньше. Это логично. Радовало, что от средних до максимальных оборотов напряжение не поднималось выше 14V, что и требуется. Весь сезон 2015 (каждый выходной) отходил без проблем. Через мотоциклетный аккумулятор (для выравнивания напряжения) были подключены эхолот, навигатор, телефон на зарядку (при необходимости), в планах на этот год — подключить фонарь. Эхолот вообще практически не выключал, т.к. аккум подзаряжался теперь на переходах. По навигатору потерю в максимальной скорости не обнаружил, проблем с электрикой ни разу не было. В общем, очень доволен. Так что, может не греть голову и пользоваться готовыми решениями?