Журнал Радио 5 номер 2003 год.

ЭЛЕКТРОНИКА ЗА РУЛЕМ

Стабилизатор напряжения для тяжелых мотоциклов

А. СТАРОВЕРОВ, г. Вологда

Преимущество электронной системы стабилизации бортового напряжения перед электромеханической состоит в высокой надежности работы, возможности быстрой и удобной установки напряжения генератора, в отсутствии необходимости каких-либо профилактических операций, связанных с эксплуатацией стабилизатора. На автомобилях электронные стабилизаторы применяют уже сравнительно давно, а сейчас ими стали оборудовать и мотоциклы. Одно из таких устройств описано в этой статье.

Стабилизатор предназначен для установки на тяжелые мотоциклы «Днепр» и «Урал», у которых источником электроэнергии служит синхронный генератор Г-424, а стабилизирует напряжение серийный электромеханический реле-регулятор РРЗЗ0. Напряжение бортовой сети — 12 В.

Описываемое устройство представляет собой собственно стабилизатор и узел индикации режима работы генератора.

Стабилизатор собран на основе устройства [1], ставшего уже стандартным. Измерительный элемент — VD1, VT1, а усилительный — VT2, VT3 (см. схему). Диод VD2 служит для защиты транзистора VT3 от высоковольтных импульсов самоиндукции обмотки возбуждения, возникающих при быстром закрывании транзистора.

Узел индикации состоит из транзисторного переключателя—усилителя тока VT4VT5, нагруженного контрольной лампой КЛ (на схеме не показанной), порогового устройства, собранного на элементах R8—R10, VD6, детектора превышения напряжения R7VD4VD5 и выпрямителя VD3 со сглаживающим конденсатором С1.

Относительным недостатком стабилизатора является то, что при уменьшении напряжения батареи аккумуляторов ниже 7 В контрольная лампа гореть не будет. Но такое с батареей, номинальное напряжение которой 12 В, возможно только в случае ее аварийной разрядки, чреватой сульфатацией пластин.

Пока напряжение генератора мало, транзистор VT1 закрыт, a VT2 и VT3 открыты и через обмотку возбуждения генератора течет ток, из-за чего напряжение генератора увеличивается. Как только оно достигнет номинального уровня, откроется стабилитрон VD1. Это приведет к открыванию транзистора VT1, закрыванию транзисторов VT2, VT3 и прекращению тока через обмотку возбуждения. В результате выходное напряжение генератора начинает уменьшаться.

Как только оно уменьшится до значения, при котором закроется стабилитрон VD1, транзистор VT1 закроется, a VT2 и VT3 откроются, возобновляя ток через обмотку возбуждения генератора, напряжение на его выходе снова начнет увеличиваться. Описанные процессы повторяются, а бортовое напряжение колеблется в очень узких пределах около номинального значения, которое устанавливают подстроечным резистором R2.

При включенном зажигании, но неработающем двигателе напряжение, приложенное к стабилитрону VD6, превышает его напряжение стабилизации, поэтому составной транзистор VT4VT5 открыт, через контрольную лампу протекает ток. Напряжение на резисторе R8 — около 5 В.

Как только двигатель заработает, появится переменное напряжение на зажиме «~» (вывод фазы генератора) — оно равно примерно 5,5 В относительно корпуса мотоцикла [2]. После выпрямления диодом VD3 и сглаживания конденсатором С1 оно будет приложено к резистору R8, при этом напряжение на стабилитроне VD6 станет ниже напряжения стабилизации, он закроется, значит, закроется и составной транзистор VT4VT5 — контрольная лампа погаснет.

Если напряжение генератора, увеличиваясь, превысит значение, равное приблизительно 14 В, откроется стабилитрон VD4 и напряжение на аноде диода VD5 более возрастать не будет. Напряжение же на выводе +12 В будет увеличиваться, в результате откроется стабилитрон VD6 и вслед за ним составной транзистор VT4VT5. Диод VD5 предотвращает шунтирование резистора R8 стабилитроном VD4 в рабочих режимах. В тех случаях, когда сигнализации о превышении напряжения не требуется, элементы R7, VD4, VD5 нужно исключить.

Стабилизатор некритичен к параметрам компонентов. Транзисторы VT1, VT4 можно заменить любыми маломощными соответствующей структуры, VT2 — средней мощности, VT3, VT5 — мощными, лишь бы их статический коэффициент передачи тока был более 10. Транзисторы VT3 и VT5 необходимо установить на теплоотводы.

Стабилитрон VD1 может быть на напряжение в пределах 3...10 В, но желательно с отрицательным температурным коэффициентом напряжения стабилизации, что обеспечит некоторое увеличение напряжения генератора при снижении температуры. Стабилитроны КС168А (VD4, VD6) можно заменить на КС168В.

Постоянные резисторы — МЛТ, подстроечные — любые. Конденсатор С1 — любой оксидный. Диоды Д2Б (VD3, VD5) можно заменить любыми маломощными с прямым током не менее 10 мА, а Д7А (VD2) — любым из серий Д7, Д226, КД105.

Правильно собранное устройство налаживания не требует, нужно только установить номинальное напряжение генератора и напряжение срабатывания узла сигнализации превышения напряжения генератора.

Для этого нужно подключить вольтметр непосредственно к батарее аккумуляторов. При работающем двигателе установить напряжение генератора резистором R2 на уровне около 13,7 В. Убедиться, что при значительном увеличении оборотов двигателя оно не превышает 14 В.

Далее, замкнув зажимы «+,» и «Ш» и увеличив частоту вращения коленчатого вала двигателя так, чтобы напряжение стало равным 14,5 В, резистором R9 установить слабое свечение контрольной лампы. Разомкнуть зажимы «+» и «Ш» и убедиться, что при напряжении 14 В лампа гаснет полностью, а при увеличении напряжения выше 14,5 В светит в полный накал.

Стабилизатор смонтирован и установлен на мотоцикле «Урал» в отдельной коробке рядом с имеющимся реле-регулятором. Эксплуатация устройства в течение нескольких лет показала его надежную и стабильную работу. Необходимости в дополнительной регулировке не возникало.

ЛИТЕРАТУРА

Алексеев П. Электронный регулятор напряжения: Сб.: «В помощь радиолюбителю», вып. 53, с. 81. — М.: ДОСААФ, 1976.
Котов А. Ремонт мотоциклов «Днепр» и «Урал». — М.: Россельхозиздат, 1987, с. 205.