Принцип действия системы в целом. Характеристики системы

Принцип действия электромеханической системы основан на преобразовании механической энергии в электрическую с заданным качеством. Рассмотрим его подробнее.

Генератор, приводимый в движение через ременную передачу от ДВС, вырабатывает электрическую энергию. Наводимая в обмотках генератора ЭДС описывается следующей формулой:

E _Г= cnФ _ОВ.

Из неё видно, что значение напряжения на выходе генератора прямо пропорционально частоте вращения ротора генератора и току в обмотке возбуждения. Так как обороты генератора нестабильны, а напряжение на нагрузке должно быть неизменным, в систему введён датчик напряжения и регулятор тока обмотки возбуждения. Как правило, датчик напряжения встроен в регулятор, такое устройство называют регулятором напряжения. Выпрямитель преобразует переменное напряжение выдаваемое генератором в постоянное. Это напряжение и подаётся на нагрузку. Любое отклонение напряжения на нагрузке система подавляет увеличивая или снижая ток в обмотке возбуждения генератора. Регулирование тока в обмотке возбуждения осуществляет силовой транзистор управляемый микроконтроллером по принципу ШИМ.

Главной особенностью рассматриваемой системы является то, что от привода (ДВС) не требуется постоянство частоты вращения. Величина напряжения на нагрузке может отклоняться на ±0,15 В от номинального значения (установлено техническими данными генератора).

Частота вращения вала генератора, при которой его напряжение U достигает номинального значения, получила название частоты вращения холостого хода n_х или частоты начала отдачи мощности.

Основные технические данные рассматриваемой ЭМС

а) Параметры выходного напряжения: постоянное 14В. Номинальная мощность нагрузки – 1 кВт;

б) Условия эксплуатации:

– температура окружающего воздуха от –40 °С до +45 °С при относительной влажности до 90% при 25 °С;

– высота над уровнем моря до 4000 м;

в) Максимальное отклонение напряжения при изменении тока нагрузки в пределах от 0,1 I _н до 0,9 I _н ±0,25 В;

г) Точность регулируемого напряжения ±0,1 В при изменении частоты вращения вала генератора в пределах 2000-5000 об/мин;

д) Регулируемое напряжение при отключённой аккумуляторной батарее при частоте вращения ротора генератора 7500 об/мин и токе нагрузки 5 А не превышает 17 В;

е) Диапазон рабочих температур регулятора -40…+120 °С;

ж) Соблюдение требований ГОСТ Р 52230-2004.

Описание элементов, входящих в состав ЭМС