Redresor   pentru acumulatoare
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

Redresor pentru acumulatoare

on

  • 5,311 views

 

Statistics

Views

Total Views
5,311
Views on SlideShare
5,311
Embed Views
0

Actions

Likes
0
Downloads
31
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Microsoft Word

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

Redresor   pentru acumulatoare Redresor pentru acumulatoare Document Transcript

  • Colegiul tehnic edmond nicolau BucurestiRedresor pentru incarcarea bateriei Auto Lucrare de specialitate
  • Elev: Prof.Indrumator:Costea Cezar DanDumitrescu VioricaClasa XII E3 Cuprins: 1. argument 2. introducere 3. consideratii generale 4. redresor pentru incarcarea de acumulatoare 5. Alte tipuri de redresoare 6. bibliografie 2
  • 1. Argument Am ales aceasta tema deoarece redresorul este un element principal inelectronica si diferite aplicatii electronice, el avand un rol foarte important, si inrandul automobilistilor si nu numai. Acest element foloseste in principal la incarcarea si prelungirea duratei deviata a acumulatorelor auto, si a altor tipuri de acumulatoare. 3
  • 2. introducere Dupa cum s-a aratat, redresoarele sunt elemente care transforma curentalternativ in curent continuu prin procesul de redresare, adica de conducere acurentului intr-un singur sens (unilateral). Redresoarele pot fi realizate cu ajutorul mai multor tipuri de elementeelectronice cum sunt: diode cu vid. gazotroane, tuburi cu vapori de mercur,tiratroane, diode semiconductoare, tranzistoare, tiristoare etc.• Schema bloc a unui redresor (fig. 7.3) care transforma curentulalternativ de la sursa CA in curent continuu (CC) cuprinde in principiu:- transformatorul de retea (TA) care reduce tensiunea retelei de Ia o valoareoarecare la o valoare, convenabila;- blocul redresor propriu-zis (R) reunind elementele cu conductie unilaterala,tensiunea (curentul) obtinuta avand o forma pulsatorie;- filtrul de netezire (F) care permite „netezirea” pulsatiilor, astfel incat tensiunea(curentul) redresat sa aiba o forma cat mai apropiata de cea continua.• Clasificarea circuitelor redresoare se poate face pe baza diverselorcriterii astfel: 4
  • In functie de posibilitatea de a furniza sau nu tensiune (curent)reglabila la iesire , redresoarele se clasifica in:- redresoare simple (necomandate), cum sunt cele folosind diode cu vid sausemiconductoare;- redresoare reglabile (comandate), ca de exemplu cele ce utilizeaza tiristoare(diode, comandate).In functie de numarul de faze al transformatorului de alimentare sedisting:- redresoare monofazate;- redresoare polifazate, cele mai uzuale fiind cele trifazate.Redresoarele polifazate (trifazate) pot fi:- redresoare cu punct neutru — monoalternanta;- redresoare in punte — dubla alternanta.In functie de numarul de semialternante redresate se deosebesc:- redresoare monoalternanta, la care una clin alternante este redresata, iarcealalta este suprimata;- redresoare dubla alternanta, la care se redreseaza ambele alternante. 5
  • Fig. 7.3 Schema bloc a unui redresor.In functie de natura sarcinii redresoarele se pot clasifica in:- redresoare cu sarcina rezistiva (R);- redresoare cu sarcina inductiva (R,L);- redresoare cu sarcina capacitiva (R,C). 6
  • 3. Consideratii generale In prezent pornirea electrica este generalizata pe plan national si mondialla autoturisme, autocamioane, tractoare, combine autopropulsate, motoare sta-bile s.a., datorita avantajelor in exploatare si sigurantei in functionare acomponentelor ei. Consumul mare de baterii se datoreste conditiilor grele de lucru ca :temperaturi scazute,socuri, asistenta tehnica in exploatare, din care sesubliniaza calitatea uneori necontrolata a apei distilate si a acidului,instrumentele de verificare neadecvate, efectuarea cu intarziere a intretinerilortehnice. De asemenea, durata mica de functionare a bateriilor determina greutatiin asigurarea pornirii cu implicatii privind productivitatea agregatelor in cam-paniile de virf, consum ridicat de motorina, prin functionarea motorului in gol, siconsum mare de plumb, materie prima costisitoare. 7
  • Pentru ca bateria sa aiba o durata de exploatare cat mai ridicata, sunt necesarepreocupari privind : imbunatatirea calitatii instalatiei electrice de incarcare abateriei, instruirea permanenta a personalului de exploatare, cat si dotareaunitatilor cu un minimum de aparate si utilaje pentru intretinerea echipamentuluielectric al tractoarelor. Din studiile efectuate de autori, se precizeaza ca toate deficientele ce potsa apara in sistemul electric al agregatelor conduc in final la deteriorareabateriei. 8
  • 4. REDRESOR PENTRU incarcarea de ACUMULATOARE Redresoarele pentru incarcarea bateriilor sunt realizate cu reglaj manualsau automat si se pot face :— la curent constant;— la tensiune constanta;— la curent si tensiune constanta. Redresoarele sunt construite pentru a incarca una sau mai multe baterii.Deoarece tensiunea unei baterii incarcate complet atinge cca 16 V, re-dresoarele trebuie sa poata debita curent sub aceasta tensiune pe o bateriesau sub un multiplu de 16 V pentru redresoarele la care se pot incarca maimulte baterii (legate in serie). Legarea in serie este necesara pentru a puteacontrola curentul de incarcare. 9
  • Redresoarele industriale pentru incarcarea mai multor baterii suntprevazute cu dispozitive automate de mentinere a tensiunii si curentului. Redresoarele pentru incarcarea unei singure baterii de 40—70 Ah nu suntprevazute cu sisteme automate de mentinere a curentului sau tensiunii, ci,eventual, numai cu un dispozitiv simplu care intervine in cazul depasirii unuianuanit curent. Un exemplu il constituie redresorul REDAC-625 a carui schemaeste prezentata in figura IV. 1. El poate debita un curent de maximum 6 A si este prevazut cu undisjunctor cu bimetal, reglat pentru 6,5 A, care protejeaza bateria si redresorulin cazurile : — cand bateria este conectata cu polaritatea gresita; — cand bateria tinde sa absoarba un curent mare. Intr-un asemenea caz, disjunctorul declanseaza si anclanseaza cuintermitenta pana la scaderea curentului de incarcare sub 6,5 A. Aceastafunctionare este semnalizata de o lampa. Redresorul REDAC-625 poate incarca baterii de la 40 la 70 Ah si de 6 si12 V. El nu permite reglarea curentului, deci, nu poate incarca sub curentconstant, clar are transformatorul astfel dimensionat incat curentul de incarcarescade pe masura ce bateria se incarca. 10
  • Fig. IV.1 – Schema electrica a redresorului pentru incarcarea unei baterii de acumulatoare REDAC-625 In acest fel, supraincarcarea unei baterii (incarcate) este atenuata, princurentul relativ mic, dupa depasirea tensiunii de 14,4 V. Alte redresoare de puteri mai mari folosite pentru incarcarea unei bateriide 40 Ah, de exemplu, pot supraincarca bateria. intr-o asemenea situatie, sidaca supraincarcarea este indelungata, bateria isi reduce durata de functionareprin deteriorarea placilor, dupa cum s-a aratat, datorita incalzirii, dar mai ales, 3datorita consumului mare de apa (600 cm la 100 ore), care coboara nivelulelectrolitului lasand placile descoperite, in contact cu aerul. La astfel de redresoare, pentru a preveni supraincarcarea bateriei, estenecesar a se masura densitatea sau tensiunea, din ora in ora, catre sfirsitulincarcarii. Deoarece, in practica un asemenea procedeu este incomod, existadiverse dispozitive automate electronice, care pentru a preveni supraincarcarealimiteaza tensiunea de incarcare la o valoare reglabila continuu, in jurul valorii 11
  • 14,4 V. Un asemenea dispozitiv (fig. IV.2) s-a realizat la I.C.S.T.M.U.A. si el sepoate adapta la oricare din redresoarele de putere, pana la 10 A. Dispozitivul nu intervine pana la atingerea tensiunii limitate, decat in cazulunui scurtcircuit, sau conectarii gresite a bateriei, protejand bateria si re-dresorul. Daca el se regleaza pentru 14,1—14,2 V, bateria se va incarca cu uncurent ce scade pe masura ce se incarca bateria si creste tensiunea pana laatingerea valorii reglate, dupa care incarcarea se continua la tensiuneconstanta de 14,1—14,2 V. La aceasta valoare, bateria poate ramaneconectata un timp nelimitat fara ca sa se produca supraincarcarea insotita defenomenele descrise anterior, inclusiv scaderea nivelului electrolitului, 3consumul de apa fiind de cca 60 cm la 100 ore. Incarcarea bateriei la tensiune constanta 14,4 V este folosită si petractoare si autovehicule, unde bateria se incarca in permanenta. Mentionam ca, la tensiunea de 14,4 V bateria nu se incarca complet, deaceea, pentru probe de performante bateria trebuie incarcata sub curent con-stant, pana la stabilizarea tensiunii care atinge cca 16 V. Pentru reincareareaunei baterii, in perioadele de nefunctionare, este suficienta si chiar recoman-dabila ca incarcarea sa se faca la cca 14,4 V pentru a evita consumul de apa. Incarcarea acumulatoarelor impune o sursa de construcţie speciala caresa permita livrarea unor curenti si tensiuni bine stabilite. Sursa prezentata în 12
  • continuare are cateva particularitati si anume: protecţie la conectarea inversa abateriei, limitarea automata a curentului maxim de incarcare, adaptareapermanenta a curentului la gradul de încarcare a bateriei, oprire automata laincheierea incarcarii, cand tensiunea la bornele bateriei atinge o valoaremaxima prestabilita. La acestea se mai adauga şi avantajul functionarii inimpulsuri, care, dupa cum se stie, contribuie la prelungirea duratei de viata abateriei. Intr-adevar, la montajul prezentat in figura X.10 reglarea curentului mediude incarcare se face prin deschiderea intermitenta a tiristorului, comandat decele patru tranzistoare. Comutatia statica reduce substantial pierderile de energie prin disipatietermica, inevitabile în cazul redresoarelor simple, cu elemente de limitarepasive (becuri, rezistente de putere inseriate etc.). 13
  • Sursa de tensiune continua o constituie un redresor de putere adecvata,nefiltrat (transformator plus punte redresoare). De exemplu, pentru încarcareaacumulatoarelor cu tensiune nominala de 12 V şi capacitatea de pana la 45 Ahse poate folosi un transformator de 220 V/18 V, cu secundarul dimensionatpentru un curent maxim de circa 4,5 A, Puntea redresoare poate fi monolitica(de 10 ... 20 A) sau formata din patru diode de putere (cel puţin 10 A/100 V), inambele cazuri fiind necesare radiatoare pentru evitarea încalzirii periculoase lafunctionare indelungata. Se recomanda ca blocul redresor sa fie verificatseparat, pe o sarcină artificiala care sa-i solicite un curent de 3,5 — 4 A, timpde cel puţin o jumatate da ora. 14
  • Tensiunea la borne nu trebuie sa scada sub circa 20 V, iar încalzirea safie acceptabila. Tensiunea furnizata de redresor s-a luat sensibil mai mare docattensiunea la bornele unui acumulator de 12 V complet incarcat (circa 14,4 V).Diferenţa aceasta este necesara pentru a compensa caderile de tensiune petiristor in conductie si pe rezistenta R11 care joaca aici rolul de traductor decurent. In legatura cu dimensionarea rezistorului R11 se impun cateva observatiiimportante. Valoarea rezistentei sale (in schema initiala 0,33 Ω) estedeterminata in ceea ce priveste plaja in care poate fi reglat din P1 curentulmaxim de incarcare. Pentru comanda ferma a tranzistorului T2 prin divizorul P1—R8 (deci pentru intrarea in actiune a limitarii automate de curent), caderea detensiune la bornele lui R11 trebuie sa fie de cel puţin circa 1 V. Daca dorim deexemplu, sa alegem pragul inferior al curentului maxim de incarcare la circa 3A, vom lua R11 = 1 V/3 A = 0,3 Ω . In unele situatii practice este util sa putemlimita curentul la o valoare chiar mai mica, de exemplu de 2 A (deci R11 = = 0,5Ω). Dupa ce am stabilit acest prag inferior, care devine astfel un parametru datprin constructie, prin manevrarea potentiometrului P1 ne alegem curentulmaxim de lucru dorit. Atentie insa la configuratia divizorului P1—R8: atuncicand cursorul potentiometrului se afla in extremitatea 2, deci cand P1 este 15
  • suntat complet, tranzistorul T2 nu se mai poate „deschide" si, prin urmare,limitarea de curent (blocarea tiristorului) nu mai opereaza. Daca butonulpotentiome-trului nu este etalonat în prealabil, riscam astfel sa suprasolicitampana la distrugere tiristorul, deoarece siguranta fuzibila se arde de regula preatarziu (este insa utila pentru protectia transformatorului şi a bateriei). De aceea se recomanda ca orice reajustare din P1 a curentului maxim deincarcare sa fie urmata de o verificare orientativa prin masurarea caderii de ten-siune pe R11. Un control vizual suplimentar este oferit in acest sens de diodaLED, conectata la bornele lui R11, in serie cu rezistenaa de limitare R1. La dimensionarea rezistorului R11, se va avea in vedere curentul maximpreconizat, de circa 4—4,5 A. Conductorul din care se realizeaza, de preferinta constantan saumanganina, trebuie sa suporte fara incalzire periculoasa acest curent. In cazcontrar se pot rasuci impreuna doua-trei fire mai subtiri (de exemplu, doua firede constantan cu diametrul de 0,7 — 0,3 mm). Valoarea dorita a rezistentei sestabileste masurand caderea de tensiune intre capete, atunci cand conductoruleste parcurs de un curent dat (de exemplu, circa 1,5 V la 3 A). Dupa realizarearezistorului se impune o proba in sarcina maxima, timp de o jumatate de ora.Din punct de vedere al puterii de disipaţie a acestui rezistor, oricesupradimensionare accesibila este utila. Nu trebuie sa uitam ca la functionarea 16
  • in impulsuri, diferenta dintre valoarea medie si cea eficace poate deveniapreciabila. Pe cata vreme un ampermetru inseriat cu R11 (sau un voltmetru inparalel) va indica valoarea medie a curentului (a tensiunii la borne), incalzireaprin efect Joule este determinata de intensitatea eficace a curentului, carepoate depasi cu mult media. Oricum, rezistorul R11 se va plasa pe un peretelateral al cutiei aparatului, distantat corespunzator, pentru o racire eficienta prinautoventilatie. 17
  • 5. Alte tipuri de redresoare Redresoarele se clasifica, in general, in doua mari categorii: - redresoare simple, realizate, de obicei, cu elemente fara electrod de comanda ; - redresoare comandate sau reglabile, realizate cu elemente cu electrod de comanda si care permit sa se regleze in limite largi valoarea medie a curentului sau tensiunii redresate. In functie de numarul de faze ale transformatorului de alimentare, redre- soarele se clasifica in redresoare monofazate si redresoare polifazate.REDRESORUL CU FILTRU CAPACITIVDatele iniţiale: Pentru a calcula un redresor, trebuie sa avem o serie de date initiale. Ingeneral, aceste date sunt: 18
  • Curentul mediu redresat maxim sau curentul continuu maxim consumat desarcina: Ir0=ISmax=0.7A Tensiunea medie redresata sau tensiunea continua pe sarcina (la curentulIro): Vr0 = 20V Caderea relativa de tensiune pe rezistenta interna a redresorului (cand esteimpusa de calculul stabilizatorului): λ = 0.1 Pulsatia tensiunii redresate, exprimata prin amplitudinea componenteifundamentale a pulsatiilor: vrlm = 0.7V S-a luat Ir0 = ISmax deoarece se foloseste un stabilizator cu element de reglareserie fara limitare de curent. In cazul cand redresorul este urmat de un stabilizator,tensiunea Vr0 este determinata la calculul stabilizatorului. Caderea de tensiune I ⋅Rrelativa λ poate fi definita prin relatia λ = U r 0 . r0 irAdoptarea circuitului redresor: Pentru redresoarele monofazate exista posibilitatea de a alege intre cele treivariante: redresor monoalternanta, bialternanta cu punct de nul sau bialternanta inpunte. In cazul de fata se va utiliza ultimul tip specificat, redresor monofazatbialternanta in punte, deoarece prezinta o serie de avantaje cum ar fi un singursecundar si tensiune maxima inversa a diodelor mai mica. 19
  • Schema unui astfel de redresor este prezentata mai jos. Puntea este formatadin cele patru diode D1,D2,D3 şi D4. Condensatorul reprezinta filtrul capacitiv carese adauga redresorului. In cele ce urmeaza se va calcula aceasta capacitate si seva alege si tipul diodelor din punte.Fig.3 Circuit redresor monofazat bialternanţă în punteAdoptarea diodelor redresoare: Pentru a functiona normal redresorul, diodele ce formeaza puntea trebuie saindeplineasca o serie de conditii. Diodele se adopta pe baza urmatoarelor date: VRRM > 1.5 ⋅ U r 0 = 1.5 ⋅ 20 = 30V Tensiunea inversa maxima I 0.7 Curentul mediu redresat maxim I 0 = I FAV > m = 2 = 0.35A unde m este numarul r 0 max de alternante redresate si Ir0max=Ir0=ISmax I 0 .7 Curentul de varf repetitiv maxim I FRM > 8 ⋅ m = 8 ⋅ 2 = 2.8A r 0 max 20
  • Se alege dioda F102 care prezinta urmatoarele caracteristici: VRRM = 100V ,I FAV = 2 A , I FRM = 6.5A şi I FSM = 30 A . Redresoare monofazate (NECOMANDATE): Se deosebesc doua categorii de redresoare monofazate - redresoare care redreseaza o singura alternanta, numite siredresoare monoalternanta - redresoare care redreseaza ambele alternante, numite si redresoaredubla alternanta. In functie de natura sarcinii, redresoarele monofazate pot fi de mai multetipuri: - redresoare cu sarcina rezistiva (R) ; - redresoare eu sarcina inductiva (RL) ; - redresoare cu sarcina capacitiva (RC) ; - redresoare cu sarcina R. sau RL, sau RC, continand insa si o tensiunecontraelectromotoare F. 21
  • In figura 2 se utilizeaza un transformator fara priza mediana si un nu-mar dublu de elemente redresoare.Figura 1 Elementele sunt montate in punte, astfel incat curentul sa treacaprin rezistenta de sarcina (conectata in una din diagonalele puntii)totdeauna in acelasi sens, indiferent de polaritatea tensiunii de alimentare.Tensiunea inversa maxima, insa, este de doua ori mai mica, deoarece infiecare semiperioada a tensiunii de alimentare, curentul trece prin douaelemente redresoare legate in serie. Rezulta deci: π U i max = 2 ⋅ U 2 = ⋅U d 2 In figura 3 poate fi observata forma tensiunii de la intrarea in redresor,aceasta tensiune este sinusoidala cu o frecventa a reţelei, de 50 Hz, si cu oamplitudine de 10 V, amplitudine data de transformatorul Tr. 22
  • Figura 2 Dupa redresare tensiunea va arata aşa ca in figura 4, alternantele pozitive,ramanand neschimbate, iar cele negative, au fost transformate in alternantepozitive.Figura 3 23
  • Se poate observa ca amplitudinea tensiunii redresate este mai mica decâtamplitudinea tensiunii de la intrarea in redresor cu aproximativ 1,2 V, aceastadiferenţa datorându-se căderilor de tensiune de pe diodele care se afla inconducţie pe timpul fiecărei alternante. Funcţionarea redresorului in punte: Pe timpul alternantei pozitive diodele D2 si D4 sunt in conducţie deoarecesunt polarizate direct . Pe timpul acestei alternante , diodele D1 si D3 suntblocate deoarece sunt polarizate invers .Pe timpul alternantei negative , diodeleD1 si D3 vor fi polarizate direct , deci vor intra in conducţie , iar diodele D2 si D4vor fi polarizate invers , deci vor fi blocate. 24
  • 6. bibliografie1. Birca-Galateanu , P. Constantin , s.a. - ElectronicaIndustriala , Editura didactica si pedagogica industriala 19832. Constantin Radoi , D. Stoichescu , s.a. - Aparate, echipamentesi Instalaţii de electronica profesionala - manual pentru claseleXS - Xlî , Editura didactica si pedagogica Bucureşti 1995 25
  • 3. Sergiu Calin , St. Popescu - Aparate , echipamente si instaiatiide electronica industriala -Automatizări- , Editura didactica sipedagocica Bucureşti 1992 26
  • 3. Sergiu Calin , St. Popescu - Aparate , echipamente si instaiatiide electronica industriala -Automatizări- , Editura didactica sipedagocica Bucureşti 1992 26