VŠB-TU Ostrava Datum měření: 3. KATEDRA ELEKTRONIKY Napájecí soustava automobilu Fakulta elektrotechniky a informatiky Jména, studijní skupiny: Zadání: 1) Zapojte úlohu podle návodu. 2) Odsimulujte a diskutujte stavy které mohou v napájecí soustavě vzniknout. 3) Ověřte správnou funkci polovodičového regulátoru, zaznamenejte pomocí osciloskopu průběhy budicího proudu. a) Zaznamenejte detailní průběh budícího proudu. b) Ověřte rychlost a kvalitu regulace při skokových změnách zatížení. Přechodové děje zaznamenejte osciloskopem. 4) Změřte závislost budicího proudu na otáčkách motoru.
1) Zapojení měřicího panelu: Před měřením je nutné k měřícímu panelu na přístrojové svorky B+ a B- připojit výstup z alternátoru a to tak, že na svorku B+ zapojíme kladný výstup, napájený z katodové skupiny diod trojfázového můstkového usměrňovače. Ten je zabudován v alternátoru. Na svorku B- se připojí záporný výstup, který je napájen z anodové skupiny diod. Dále je nutno zapojit vývody budícího vinutí na svorky regulátoru DF a D-. Obvod předbuzení alternátoru musí být připojen přes svorku D+. Svorky + a - slouží k připojení akumulátoru. Dále je nutné připojit ke zdroji napětí stejnosměrný motor, který pohání alternátor. Po rozběhu alternátoru je nutné na panelu zapnout spínač předbuzení. Rozsvítí se kontrolka buzení, alternátor se nabudí, začne vyrábět elektrickou energii. Při provozu by kontrolka buzení již svítit neměla a alternátor by se měl budit sám. Obrázek 1: Schéma zapojení laboratorního modelu.
2) Odsimulujte stavy které mohou v nabíjecí soustavě vzniknout: První stav, který se dá na panelu simulovat, je rozběh. To znamená, že alternátor je v klidu a nevyrábí elektrický proud. Pomocí stejnosměrného motoru alternátor roztočíme a připojíme k němu budící obvod. Indikátor dobíjení akumulátorové baterie ukazuje záporné hodnoty proudu, protože akumulátor je vybíjen. (Obrázek 2). Obrázek 2: První stav - buzení a regulace alternátoru.
Druhý stav simulace zobrazuje proud vyrobený z alternátoru, za předpokladu, že jsou všechny spotřebiče vypnuty a veškerá vyrobená elektrická energie slouží k nabíjení akumulátoru. Indikátor nabíjení akumulátoru, bude ukazovat kladná hodnoty proudu. (Obrázek 3). Obrázek 3: Druhý stav - nabíjení akumulátoru.
Třetí stav simulace zobrazuje proud vyrobený alternátorem, za předpokladu, že jsou zapnuty všechny tři spotřebiče a akumulátor je plně nabitý. To znamená, že do akumulátoru již nepoteče žádný elektrický proud a indikátor dobíjení bude na nule. (Obrázek 4). Obrázek 4: Třetí stav - všechny spotřebiče jsou zapnuty a akumulátor není nabíjen.
Čtvrtý stav je kombinací druhého a třetího stavu simulace. Proud vyrobený alternátorem se dělí na proud odebíraný spotřebiči a na proud, který slouží k nabíjení alternátoru. Poměr těchto dvou proudů je závislý na stavu vybití akumulátoru, na počtu připojených elektrických spotřebičů a jejich příkonu. Na obrázku 5 je připojen jeden spotřebič o velikosti 5 W. Obrázek 5: Čtvrtý stav - akumulátor je nabíjen a k síti je připojen spotřebič 5 W.
Pátý stav se od čtvrtého liší pouze tím, že ke spotřebiči o příkonu 5 W je navíc připojen ještě spotřebič s příkonem 10 W. To má za následek větší zatížení alternátoru a změní se poměr proudu sloužícího k nabíjení akumulátoru a proudu, který je odebírán spotřebiči. (Obrázek 6). Obrázek 6: Pátý stav - akumulátor je nabíjen a k síti jsou připojeny spotřebiče 5W a 10W.
Šestý stav simulace se od pátého stavu liší tím, že k sítí je navíc připojen spotřebič o příkonu 21 W. Celkový příkon spotřebičů je 36 W. Při této simulaci mohou nastat dva stavy ze závislosti na výkonu (otáčkách) alternátoru. Při prvním stavu je výkon dostatečně velký (vysoké otáčky), akumulátor se chová jako spotřebič a je dobíjen proudem z alternátoru (obrázek 7) a při druhém stavu je výkon malý (nízké otáčky), akumulátor se chová jako pomocný zdroj pro napájení spotřebičů. (Obrázek 8). Obrázek 7: Šestý stav- k síti jsou připojeny všechny tři spotřebiče a i akumulátor je nabíjen proudem z alternátoru.
Obrázek 8:Šestý stav-k síti jsou připojeny všechny tři spotřebiče a akumulátor funguje jako pomocný zdroj. zde uvedeny. Na laboratorním modelu lze předvést a odsimulovat všechny stavy, které jsou uvedeny
3) Ověřte správnou funkci polovodičového regulátoru: Při měření osciloskopem zaznamenávejte průběh činnosti polovodičového regulátoru. Na obrázku 8.12 je detail budicího proudu. Diskutujte jeho průběh. Obrázek 8.12: Detail budicího proudu. Dalším měřením ověřte rychlost a kvalitu regulace při postupném připojování spotřebičů. Na obrázku 8.13 je zachycena reakce regulátoru (změna velikosti budícího proudu) v závislosti na zatížení. Obrázek 8.13: Reakce regulátoru na změnu zátěže, připojení spotřebiče
4) Změřte závislost budicího proudu na otáčkách motoru: Tabulky naměřených hodnot: Spotřebič [W] n otáčky/min. Ib [A] Budicí proud U [V] Napětí sítě I [A] spotřebiče Tabulka 1 Spotřebič [W] n otáčky/min. Ib [A] Budicí proud U [V] Napětí sítě I [A] spotřebiče Tabulka 2