Регулятор вращения вентилятора для грузового автомобиля

В жаркую погоду от тепла «преют» не только водители отечественных легковых автомобилей (иномарки высокого класса, как правило, оснащены кондиционерами), но также водители и пассажиры грузовиков. При температуре +25…30 °C на улице в замкнутой кабине температура поднимается до +45…60 °C. В такой ситуации не спасают открытые люки и окна. Один из вариантов решения проблемы – установить в кабине дополнительный вентилятор для обдува холодным воздухом.

Особенность грузовиков. В отличие от легковых автомобилей, в том, что напряжение бортовой сети повышено до 24 В. Поэтому схема, приведенная выше, для грузовых автомобилей (без адаптации к повышенному напряжению бортовой сети) непригодна.

Электрическая схема устройства представлена на рис. 3.7.

 

Рис. 3.7. Электрическая схема управления вращением вентилятора с номинальным напряжением 24 В

 

3.5.1. Принцип работы устройства

 

Элемент DA1.1 обеспечивает единичный коэффициент усиления. Резистор R1 – регулируемый делитель напряжения, отключенный к входу первого операционного усилителя. Напряжение на выходе этого ОУ плавно изменяется пропорционально напряжению на входе (вывод 3) микросхемы КР1435УД2.

Поскольку электродвигатель вентилятора при вращении дает в бортовой сети автомобиля помехи, в электронную схему управления введена стабилизационная цепь, состоящая из микросхемы стабилизатора КРЕН5 конденсатора С1. Электролитический конденсатор С4 сглаживает низкочастотные пульсации по питанию. Коэффициент усиления ОУ DA1.2 находится в зависимости от положительной обратной связи R5C2. Составной транзистор VT1 управляется приходящим в его базу через ограничивающий резистор R4 напряжением с выхода микросхемы DA1.2.

Устройство в настройке не нуждается и, собранное без ошибок, начинает работать сразу. Мощный резистор R7 при работе узла может нагреваться до температуры 40 °C, это является нормальным.

Применение данного устройства позволяет сохранить вращающий момент двигателя и при увеличении нагрузки (к примеру, это произойдет, если лопасти электродвигателя по какой‑либо причине будут придерживаться рукой). Благодаря использованию в схеме цепочки положительной обратной связи для компенсации падения напряжения на сопротивления якоря мощность вентилятора остается высокой.

В нестабилизированных электродвигателях постоянного тока с постоянным магнитом скорость вращения может изменяться, снижение скорости при нагрузке особенно сильно проявляется при низких напряжениях питания. Положительная обратная связь создает отрицательное сопротивление, которое компенсирует нелинейные эффекты, связанные с сопротивлением якоря. Поэтому положительная обратная вязь обеспечивает линейную зависимость скорости вращения электродвигателя от напряжения на входе регулятора скорости (DA1.1).

Цепочка C5R6 увеличивает время реакции положительной обратной связи, а также работает в качестве фильтра нижних частот и ослабляет шумы тока двигателя, проходящие на вход элемента микросхемы DA1.2. Необходимо учитывать, что на переходе база‑эмиттер составного транзистора и на резисторе R7 теряется почти 2 В полезного напряжения, поэтому максимальная разница потенциалов, воздействующая на электродвигатель, составит 22–23 В.

 

3.5.2. Варианты применения

 

Рекомендуемую схему можно с пользой применять для других задач, особенно там, где необходимо обеспечить стабильную частоту вращения электродвигателя при увеличении нагрузок (усиливающихся препятствий на крутящий момент).

Переменным резистором R5 в таких случаях добиваются изменения коэффициента усиления элемента DA1.2 так, чтобы скорость вращения вала электродвигателя не менялась при увеличении нагрузки.

 

3.5.3. О деталях

 

Микросхему КР1435УД2 можно заменить на КМ544УД7 или КР1401 УД2 с любым буквенным индексом.

Стабилизатор DA2 может применяться любой – из серийного ряда КР142ЕН5 с напряжением стабилизации +5…6 В. Потребляемый ток от стабилизатора DA2 не превышает единиц миллиампер.

Электролитические (оксидные) конденсаторы типа К50‑20 на рабочее напряжение не ниже 25 В. Остальные конденсаторы в схеме – керамические или типа КМ.

Вместо составного транзистора, управляющего электродвигателем маломощного вентилятора, можно применить прибор КТ834А‑КТ834В.

Составной транзистор VT1 необходимо установить на изолированный от массы автомобиля радиатор; это повысит безопасность электронных элементов и надежность всего узла при длительной эксплуатации прибора в жаркую погоду. Электрические параметры рекомендуемых транзисторов таковы, что весь узел имеет необходимый запас работоспособности. Судите сами: максимальная мощность рассеивания КТ827 и КТ834 100 Вт; максимально допустимый ток через переход коллектор‑эмиттер выше обозначенных составных транзисторов 5–8 А.

Все постоянные резисторы, кроме R7 типа МЛТ‑0,5. R7 – типа ПЭВ‑V (X) или ПЭВР. Ели такого резистора найти не удастся, можно изготовить его самостоятельно, намотав на карандаше 10 витков трансформаторного провода ПЭЛ диаметром 0,8 мм. После намотки каркас (карандаш) следует изъять. Переменный резистор R1 типа СПО‑1. Переменный резистор R5 лучше применить многооборотный, типа СП5‑1ВБ.

 

Устройство успешно испытано в течение лета 2011 года с вентилятором российского производства модели ДВ‑302Т.


Сайт создан на Setup.ru Создать сайт бесплатно