Proiectarea circuitelor PWM regulator de vitezămotor DC.
Unitatea de control pentru ventilatorul electric al sistemului de răcire „Borey” (BU EVSO) sau controlerul pentru soba „Argest”, ca regulator de viteză PWM, este format din:
- microprocesor(generarea semnalului PWM, măsurarea curentului și a temperaturii, indicarea modului);
- tranzistor de putere(comutarea curentului, elementul de acționare al regulatorului de viteză PWM al ventilatorului electric);
- filtru (eliminarea interferențelor electromagnetice).
Viteza de rotație a motorului comutatorului poate fi reglată prin schimbarea tensiunii furnizate acestuia. La o valoare constantă a tensiunii sursei de alimentare - baterie, tensiunea motorului poate fi schimbată prin schimbarea rezistenței în circuitul motorului, de exemplu, folosind un reostat sau un tranzistor. Cu toate acestea, atunci când controlați unități puternice, această metodă duce la eliberarea unei puteri termice mari la rezistență (tranzistor) și la o scădere a eficienței sistemului.
Puteți crește eficiența aplicând tensiune completă la motor, dar pentru o perioadă limitată de timp. Dacă acest lucru se face cu o frecvență înaltă, atunci prin controlul duratei de pornire, puteți modifica de fapt tensiunea medie furnizată motorului.
Modificarea duratei impulsurilor cu o perioadă de repetare constantă (frecvență constantă) se numește modulare pe lățimea impulsurilor ( PWM, în texte în limba engleză: PWM-Modularea lățimii impulsului).
Când controlați turația motorului utilizând modularea lățimii impulsului, motorului i se aplică alimentare completă, dar timpul pentru care este aplicat este controlat. Relativ vorbind, regulatorul de viteză a ventilatorului PWM închide comutatorul de alimentare în fiecare secundă pentru o zecime de secundă, dacă avem nevoie de 10% din puterea motorului, dacă avem nevoie de 25% din putere, atunci regulatorul de viteză PWM închide comutatorul de alimentare pt. un sfert de secundă, dacă 50% din putere - atunci o jumătate de secundă etc. Când trebuie să învârtim motorul la putere maximă, regulatorul de viteză PWM închide comutatorul de alimentare pentru o secundă completă, adică, de fapt, întrerupătorul de alimentare nu se deschide deloc. 
Desigur, în realitate microprocesorul controlează întrerupătorul de alimentare cu o frecvență mult mai mare decât o dată pe secundă, dar principiul rămâne același. La o frecvență suficient de mare, ondulația curentului din sarcina inductivă este netezită și o tensiune efectivă este aplicată de fapt motorului. Să zicem, cu o tensiune de alimentare de 12V și o durată a impulsului de 50% din perioadă, se obține exact același rezultat ca atunci când se aplică motorului o tensiune de 6V.
Când se operează o mașină în ciclul urban cu temperaturi ambientale ridicate, când probabilitatea de supraîncălzire a motorului este maximă (în special în ambuteiajele), modul de schimbare lină a vitezei de rotație a ventilatorului cu 30-60% folosind un regulator de viteză PWM este suficient pentru a limitați temperatura motorului mașinii. Utilizarea unității de control EVSO în sistemul de răcire a mașinii elimină necesitatea pornirii ventilatorului la o putere mai mare de 60% (mai ales la putere maximă), asigurând astfel absența aproape completă a zgomotului în interiorul mașinii, spre deosebire de vuiet enervant al unui ventilator electric care funcționează la capacitate maximă într-un sistem convențional de răcire a motorului mașinii.
Un ventilator de răcire a motorului este un dispozitiv special care asigură fluxul de aer către radiator și motorul de mașină încălzit prin eliminarea constantă și uniformă a căldurii în exces din atmosferă.
Ventilator de răcire a motorului - tipuri de dispozitive
Designul acestui mecanism, care este adesea numit ventilator al radiatorului, este destul de simplu. Acesta prevede un scripete pe care sunt plasate patru sau mai multe lame. În raport cu planul de rotație, acestea sunt montate într-un anumit unghi, datorită căruia intensitatea injecției de aer crește (mai jos vă vom spune exact unde sufla ventilatorul).
Designul include și un drive. Poate fi: hidromecanic; mecanic; electric. Acționarea de tip hidromecanic este un cuplaj hidraulic sau vâscos special. Acesta din urmă primește mișcarea necesară de la arborele cotit. Un astfel de cuplaj se blochează parțial sau complet atunci când temperatura compusului siliconic care îl umple crește.
Creșterea temperaturii în sine este cauzată de o creștere a sarcinii pe motorul vehiculului, care are loc odată cu creșterea numărului de rotații ale arborelui cotit. Ventilatorul pornește în momentul în care ambreiajul se blochează. Dar unitatea de ambreiaj hidraulic pornește când se schimbă volumul de ulei din ea. Aceasta este diferența sa fundamentală față de dispozitivul vâscos.
Prin mecanică înțelegem o antrenare efectuată de o transmisie prin curea de la. La mașinile moderne, practic nu este utilizat, deoarece puterea semnificativă a motorului cu ardere internă este cheltuită pentru a roti ventilatorul (motorul eliberează prea mult din puterea sa). Dar acționarea electrică, dimpotrivă, este folosită foarte des. Este format din două componente principale - un sistem de control și un motor electric pentru ventilatorul de răcire a motorului.
Sistemul de control monitorizează temperatura motorului mașinii și asigură funcționarea mecanismului de răcire. Motorul electric de antrenare este conectat la computerul de bord. Circuitul de control al unei acționări electrice standard constă din:
- ECU();
- un senzor de temperatură care monitorizează temperatura lichidului de răcire;
- debitmetru de aer;
- un releu (în esență un regulator), la a cărui comandă se pornește și se oprește ventilatorul;
- senzor pentru numărarea rotațiilor arborelui cotit.
Actuatorul în acest caz este motorul electric care asigură antrenarea. Principiul de funcționare al circuitului anunțat este destul de simplu: senzorii transmit mesaje către ECU; unitatea electronică unde sosesc semnalele le prelucrează; După analizarea mesajelor, ECU pornește regulatorul (releul) ventilatorului.
Multe mașini din ultimii ani de producție nu au un regulator în design, ale cărui comenzi pornesc și opresc ventilatorul, ci o unitate de control separată. Utilizarea acestuia garantează o funcționare mai economică și cu adevărat eficientă a întregului sistem de răcire (unitatea știe întotdeauna unde sufla ventilatorul, în ce unghi se află, când este necesară oprirea dispozitivului și așa mai departe).
Diagnosticarea defecțiunilor ventilatorului de răcire
Nici cel mai inovator motor electric cu putere mare, nici unitatea de control sau controlerul ultra-fiabil nu sunt capabili să protejeze sută la sută sistemul de răcire de defecțiuni. Având în vedere că un ventilator de răcire defect care suflă în direcția greșită sau care nu se rotește deloc poate provoca supraîncălzirea motorului, este necesar să se monitorizeze constant funcționarea normală a acestuia.
Repararea la timp a componentelor sistemului vă va salva mașina de multe probleme, dar este important să determinați corect cauza defecțiunii ventilatorului. Cu alte cuvinte, mai întâi trebuie să găsiți o problemă în care, de exemplu, regulatorul de turație a arborelui cotit sau unitatea de control sau motorul electric nu funcționează. Orice șofer poate diagnostica defecțiunile ventilatorului pe baza recomandărilor de mai jos.
Verificarea ar trebui să înceapă prin demontarea conectorului (ștecherul) senzorului de temperatură și inspectarea acestuia. În cazurile în care senzorul este unic, trebuie să luați o mică bucată de fir obișnuit și să închideți bornele din priză. Dacă ventilatorul funcționează corect, unitatea de control sau releul ar trebui să dea o comandă de pornire când este închis. Dacă dispozitivul care ne interesează nu se pornește în timpul unui astfel de test, înseamnă că necesită reparație sau înlocuire.
Dacă există un senzor de temperatură dublu, principiul de testare se modifică ușor și se efectuează în două etape:
- Firele roșu și roșu-alb sunt închise. În acest caz, ventilatorul ar trebui să se rotească încet.
- Firele roșii și negre sunt conectate. Rotația ar trebui acum să se accelereze semnificativ.
Dacă rotația nu este respectată, ventilatorul va trebui scos și un dispozitiv nou instalat în locul său. Dacă ventilatorul de răcire a radiatorului funcționează în mod constant (suflă fără întrerupere), există posibilitatea ca senzorul de activare a acestuia să fi eșuat. Nu este greu de verificat această suspiciune. Trebuie să porniți contactul și apoi să scoateți vârful firului de la senzor.
Dacă dispozitivul nu se oprește după aceasta, puteți cumpăra în siguranță un nou regulator (senzor) pentru oprirea dispozitivului. Situațiile în care ventilatorul de răcire a radiatorului funcționează constant nu sunt neobișnuite, iar acum știi cum să rezolvi această problemă. De asemenea, are sens să verificați siguranța în cazurile în care vă îndoiți de funcționalitatea mecanismului descris în articol. Acest lucru se face astfel:
- de la borna pozitivă a bateriei, alimentarea este furnizată la firele roșu-negru sau roșu-alb din conectorul ventilatorului;
- De la borna negativă este furnizată o sarcină firului maro.
Dacă regulatorul sau unitatea nu răspunde (dispozitivul nu pornește), verificați cablul senzorului de temperatură (toți conectorii și ștecherele de pe acesta). Cablul poate necesita reparații simple (de exemplu, izolarea acestuia, înlocuirea mufei). Dacă problema nu este în fir, atunci va trebui să achiziționați un nou ventilator, deoarece al tău este stricat.
Dezmembrarea, întreținerea și repararea de către dvs. a unui ventilator de răcire
Un nivel decent de răcire a radiatorului și a motorului mașinii este atins numai dacă ventilatorul este verificat periodic pentru diverse daune minore și contaminare. Nu este deloc dificil să efectuați în mod regulat o astfel de verificare și să folosiți o perie pentru a curăța dispozitivul de murdărie și praf.
Principiul demontării ventilatorului este simplu: scoateți firul de împământare din baterie; deconectați toate firele fără excepție care sunt potrivite pentru nodul în cauză; Deșurubați șuruburile care fixează dispozitivul. Acum puteți muta ușor carcasa ventilatorului și puteți privi starea acestuia. O astfel de inspecție vă permite să identificați multe defecțiuni și să efectuați:
- Decuparea și înlocuirea firelor: contactul lor slab este adesea motivul pentru funcționarea necorespunzătoare a ventilatorului.
- Repararea periilor (sau mai degrabă înlocuirea lor): acest element al sistemului se defectează mai des decât altele, deoarece periile se uzează foarte repede, adunând toată murdăria de pe drum.
- Eliminarea scurtcircuitului sau ruperii înfășurărilor rotorului: uneori sunt în stare de funcționare, dar nu funcționează bine din cauza contaminanților acumulați pe ele. Rezolvarea acestei probleme nu este deloc dificilă - doar înmuiați o cârpă în solvenți și curățați bine înfășurările (dacă este necesar, puteți folosi și perii speciale de curățare).
Uneori este necesar să schimbați motorul electric (de exemplu, când ventilatorul nu pornește când motorul este bine încălzit). Din păcate, această parte importantă a dispozitivului de răcire nu poate fi reparată.
Unde sufla ventilatorul de racire?
În acest articol nu putem ignora întrebarea unde explodează mecanismul care ne interesează. Este exact ceea ce utilizatorii întreabă experții și colegii pasionați de mașini pe zeci și sute de forumuri dedicate întreținerii vehiculelor. De fapt, răspunsul la aceasta este foarte simplu.
Însuși scopul dispozitivului de răcire și principiul funcționării acestuia, descris mai sus, ne spune că suflă exclusiv pe motor, aspirând aer rece prin radiator.
Dacă în mașina dvs. fluxul de aer este direcționat nu către motor, ci către radiator, aceasta înseamnă doar că ventilatorul a fost conectat incorect după lucrări de întreținere sau reparații. Cel mai probabil, terminalele au fost pur și simplu amestecate. Instalați-le corect și nu vă mai întrebați niciodată unde ar trebui să direcționeze ventilatorul fluxul de aer răcit.
O schemă excelentă pentru cei care doresc să seteze singuri temperaturile de răcire a motorului. Puteți seta pragul de pornire a ventilatoarelor de răcire în intervalul de la 15 la 150 de grade. Ce înseamnă? Asta înseamnă că într-o vară foarte călduroasă, când sunt blocat într-un ambuteiaj, pot porni forțat ventilatorul sau pot seta temperatura mult mai mică decât cea setată pentru pornire (în acest fel mașina nu va fierbe și nu se va supraîncălzi). Ei bine, în vremuri foarte reci îl pot încălzi ca să nu mă îngheț)
Deci acesta nu este un circuit inteligent care a fost lipit împreună
În viața reală arată așa)
Este conectat la contact sau printr-o siguranță la pozitiv, dar al doilea contact este în mod natural la negativ) are un LED (lumină de control pornire), două ieșiri la releu (plus și minus) și un fir este conectat la senzorul de temperatură sau senzorul ohm)
Permiteți-mi să vă reamintesc problema mea) Datorită faptului că mașina mea are acum cablaje ușor diferite și creierul a fost schimbat, ventilatorul de răcire, la pornirea motorului, pornește la a doua turație și nu se oprește până când mașina motorul se oprește complet (((dar datorită acestei scheme nu inteligente, am depășit această problemă) Puteți spune fără o fermă colectivă, dar prin reglare) (după înțelegerea mea, o fermă colectivă înseamnă tăierea firelor, instalarea unui forțat butonul din cabină.Acest lucru nu este corect, deoarece atunci când conduceți o mașină trebuie să vă bucurați de plimbare și să nu vă gândiți când să-l porniți ventilatorul, astfel încât motorul să nu fiarbă! Ei bine, despre tuning) Cu acest circuit, Pot regla temperatura la care pornește ventilatorul de la 15 grade la 150 de grade.Ce înseamnă asta?Asta înseamnă că într-o vară foarte fierbinte, când sunt blocat într-un ambuteiaj, pot porni ventilatorul forțat sau pot seta temperatura mult mai jos decat cel setat la pornire (astfel masina nu va fierbe si nu se va supraincalzi).Pai pe vremuri foarte reci pot sa o incalzesc ca sa nu ma inghete) si bineinteles acest circuit este montat in carcasa si își are locul în apropierea blocurilor de relee din cabină de sub bord sau sub capotă.
Și așa arată corpul și versiunea finită
În această schemă, ventilatorul sau răcitorul sistemului de răcire este controlat de un semnal termistor pentru o perioadă de timp specificată. Circuitul este simplu, asamblat cu doar trei tranzistoare.
Acest sistem de control poate fi utilizat într-o varietate de domenii ale vieții în care este necesară răcirea prin intermediul unui ventilator, de exemplu, răcirea unei plăci de bază a unui PC, în amplificatoare audio, în surse de alimentare puternice și în alte dispozitive care se pot supraîncălzi în timpul funcționării. Sistemul este o combinație de două dispozitive: un temporizator și un releu termic.
Descrierea funcționării circuitului de control al ventilatorului
Când temperatura este scăzută, rezistența termistorului este mare și, prin urmare, primul tranzistor este oprit deoarece tensiunea de la bază este sub 0,6 volți. În acest moment, condensatorul de 100 µF este descărcat. Al doilea tranzistor PNP este de asemenea oprit, deoarece tensiunea de la bază este egală cu tensiunea de la emițătorul său. Și al treilea tranzistor este, de asemenea, blocat.
Pe măsură ce temperatura crește, rezistența termistorului scade. Astfel, tensiunea la baza primului tranzistor crește. Când această tensiune depășește 0,6 V, primul tranzistor începe să treacă curent, încărcând condensatorul de 100 uF și aplică un potențial negativ la baza celui de-al doilea tranzistor, care se deschide și pornește al treilea tranzistor, care la rândul său activează releul.
După ce ventilatorul pornește, temperatura scade, dar condensatorul de 100uF se descarcă treptat, ținând ventilatorul să funcționeze ceva timp după ce temperatura revine la normal.
Rezistorul trimmerului (indicat ca 10 kohm în diagramă) ar trebui să aibă o valoare a rezistenței de aproximativ 10% din rezistența termistorului la 25 de grade. Termistorul folosit este EPCOS NTC B57164K104J la 100 kOhm. Astfel, rezistența subșirului de rezistență (10%) este de 10 kOhm. Dacă nu găsiți acest model, puteți utiliza altul. De exemplu, atunci când utilizați un termistor de 470 kOhm, rezistența trimmerului va fi de 47 kOhm.
Schema de conectare pentru un ventilator alimentat la 12 volți.
Schema de conectare pentru un ventilator alimentat la 220 volți
Puteți vedea două rezistențe de tăiere pe placa de circuit imprimat. Primul este la 10 kOhm pentru a regla pragul ventilatorului, al doilea la 1 mOhm vă permite să reglați timpul de funcționare după ce temperatura s-a normalizat. Dacă aveți nevoie de un interval de timp mai lung, condensatorul de 100 µF poate fi mărit la 470 µF. Dioda 1N4005 este utilizată pentru a proteja tranzistorul de supratensiunile inductive din releu.
