CC BY
47
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА. ЭНЕРГЕТИКА ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (110) 2012
ГОРЮНОВ Владимир Николаевич, доктор технических наук, профессор кафедры «Энергоснабжение промышленных предприятий», декан энергетического института ОмГТУ.
КОРНЕЕВ Сергей Александрович, доктор технических наук, профессор (Россия), заведующий кафедрой «Сопротивление материалов» ОмГТУ. ХОЛМЯНСКИЙ Игорь Антонович, доктор технических наук, профессор кафедры «Двигатели внутреннего сгорания» Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии.
КОРОТКОВА Наталья Евгеньевна, магистр гр. ТПЭ-610 кафедры «Теплоэнергетика» ОмГТУ. ТЕРЕБИЛОВ Сергей Викторович, аспирант кафедры «Теплоэнергетика» ОмГТУ.
Адрес для переписки: 644050, г. Омск, пр. Мира, 11.
Статья поступила в редакцию 31.01.2012 г.
© А. Г. Михайлов, В. Н. Горюнов, С. А. Корнеев,
И. А. Холмянский, Н. Е. Короткова, С. В. Теребилов
УДК 531.7 В. В. НЕЧАЕВ
Ю. В. БАБКИН А. В. КОЛУНИН А. Е. СИЗОВ
Омский танковый инженерный институт
МЕТОД
ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ПРИБОРОВ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ АВТОМОБИЛЯ________________________________________
В статье представлены метод диагностирования генераторной установки автомобиля при помощи осциллографического устройства.
Ключевые слова: осциллографическое устройство, фигуры Лиссажу, генераторная установка.
К системе электроснабжения предъявляются высокие требования как со стороны надежности работы, так и качества электрической энергии. Интерес к вопросу о качестве напряжения в сети автомобиля в последние годы особенно возрос. Связано это в первую очередь с широким применением на автомобиле электроники, требующей строгого соблюдения рекомендуемых режимов эксплуатации и имеющей незначительную перегрузочную способность.
Генераторная установка состоит из генератора, который непосредственно вырабатывает напряжение, и регулятора напряжения, предназначенного регулировать это напряжение в заданных режимах. От технического состояния генератора и регулятора напряжения, правильной и своевременной регулировки и качественного диагностирования во многом зависит безотказность всей системы электрооборудования. Способы проверки генераторных установок ВАТ отработаны и применяются достаточно хорошо, как и способы проверки всей системы электрооборудования, но быстрая автомобилизация и возрастающие требования, предъявляемые к качеству электрической энергии, привели к необходимости широкого применения новых методов диагностирования. В данном направлении ведутся работы.
В предлагаемом методе диагностирования генераторов переменного тока на обмотку возбуждения подается переменное напряжение незначительной амплитуды и контролируется сигнал на выходе генератора с помощью осциллографического устрой-
ства [1]. При этом амплитуда и частота контролируемого сигнала будут определяться техническим состоянием генератора и при различных неисправностях имеют различный вид. Причем при повороте ротора генератора амплитуда и форма импульса контрольного сигнала несколько изменяются, даже при исправном состоянии генератора. Полное изменение сигнала происходит при повороте ротора на угол а, который можно определить по формуле:
а = 360°/Р, (1)
где Р — количество пар полюсов генератора.
Поэтому для определения неисправности необходимо иметь эталонный сигнал, который сравнивается с контролируемым сигналом. В представленном способе в качестве эталонного сигнала используется напряжение, подаваемое на обмотку возбуждения, которая одновременно подается на усилитель развертки осциллографа, а на вертикальный вход подается контролируемый сигнал с выхода генератора. При этом на экране осциллографа, как показано на рис. 1, наблюдается фигура Лиссажу, по которой определяют техническое состояние генератора и конкретный вид неисправности.
При разработке метода диагностирования регулятора напряжения учитывалась необходимость контроля за напряжением срабатывания и отпускания, наличием колебательных процессов при переключении схемы регулятора и, в случае неисправности, возможность поиска неисправного каскада.
Рис. 1. Фигуры Лиссажу, появляющиеся на экране осциллографа при диагностировании генератора переменного тока
Предлагаемый метод диагностирования регуляторов напряжения основан на их автономной проверке, то есть без генератора. Это позволяет проводить проверку регулятора как на автомобиле, исключив пуск двигателя, так и в демонтированном состоянии. В схему устройства для диагностирования регуляторов напряжения необходимо включить конденсатор, который будет заряжаться максимальным напряжением итах. Это напряжение можно будет измерять простым вольтметром постоянного тока [2].
Данную задачу можно решить, подавая на регулятор напряжения выпрямленное синусоидальное напряжение и контролируя напряжение на нагрузке регулятора с помощью осциллографа при питании развертки осциллографа синусоидальным напряжением. При этом осциллограммы на выходе будут различны в зависимости от вида развертки.
Амплитуда выпрямленного напряжения должна быть несколько выше напряжения срабатывания регулятора. Так для 14-вольтных регуляторов действующее напряжение, подаваемое на вход выпрямителя, должно быть 12 В, а 28-вольтных регуляторов — 24 В. Когда напряжение импульсов достигает порога срабатывания регулятора напряжения, его выходной транзистор закрывается, напряжение на клемме «Ш» повышается.
При линейной развертке (от пилообразного напряжения) будут наблюдаться эпюры, представленные на рис. 2. Пунктирной линией на этом рисунке отражена форма импульсов.
Транзистор усилительного каскада открывается, и напряжение на выходе усилительного каскада уменьшается до напряжения насыщения транзистора. Когда напряжение импульса спадает до напря-
жения отпускания регулятора, напряжение на выходе усилительного каскада вновь возрастает. На выходе каскада будут чередоваться импульсы напряжения, амплитуда которых будет равна напряжению срабатывания и напряжению отпускания регулятора напряжения (в случае, если они отличаются). Импульсы показаны сплошной линией [3].
Вольтметр пиковых значений регистрирует напряжение срабатывания регулятора напряжения. Одновременно импульсы с выхода усилительного каскада поступают на вход усилителя сигналов осцил-лографического устройства, на экране которого будут наблюдаться фигуры Лиссажу, в зависимости от состояния регулятора напряжения (рис. 3). При исправном регуляторе напряжения на экране осциллографа будет наблюдаться фигура (рис. 3а), на которой можно измерить напряжение срабатывания иср регулятора напряжения и напряжение отпускания и отп (если они различны). При наличии колебательных процессов количество вертикальных линий на представленной фигуре увеличивается.
При неисправном регуляторе напряжения (рис. 3б) на экране осциллографа наблюдается фигура, показывающая, что выходной транзистор регулятора пробит или всегда открыт из-за неисправностей в предыдущих каскадах; или фигура (рис. 3в, г), в случае, если выходной транзистор в обрыве или закрыт из-за неисправностей в предыдущих каскадах.
При отсутствии в осциллографе входа усилителя развертки диагностирование данным методом можно производить и при пилообразном напряжении развертки, то есть от собственного генератора осциллографа. При этом на экране осциллографа будут наблюдаться импульсы в виде сплошной линии, если
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (110) 2012 ЭЛЕКТРОТЕХНИКА. ЭНЕРГЕТИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА. ЭНЕРГЕТИКА ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (110) 2012
Рис. 3. Фигуры Лиссажу, наблюдаемые на экране осциллографа
регулятор исправен. Если же регулятор напряжения неисправен, то на экране осциллографа появится прямая горизонтальная линия. Причем высота подъема этой линии относительно нулевого уровня будет определяться характером неисправности.
Подъем линии будет выше, если выходной транзистор регулятора пробит или всегда открыт из-за неисправности в предыдущих каскадах. При обрыве силового транзистора, или его закрытии из-за неисправностей в предыдущих каскадах, горизонтальная линия будет оставаться почти на нулевом уровне.
Из вышеизложенного следует, что данный метод диагностирования, кроме определения напряжения срабатывания и отпускания регулятора напряжения, а также и колебательных процессов, дает возможность выяснить характер неисправности, какой каскад в регуляторе напряжения неисправен, что позволяет получить полную оценку технического состояния регулятора напряжения [4].
Таким образом, диагностирование генераторных установок представленным методом позволяет решить задачи, стоящие перед диагностированием, упрощает процесс диагностирования, не требуется высокая квалификация специалиста, который будет проводить работы по диагностированию, позволяет производить диагностирование регуляторов напряжения автономно, без генератора переменного тока.
Библиографический список
чаев // Тамбов : ТГТУ. — Вестник Тамбовского государственного технического ун-та. — 2004. — № 10. — Тамбов : ТГТУ. — С. 1109-1112.
2. Рогачёв, В. Д. Диагностирование электронных регуляторов напряжения / В. Д. Рогачев, В. В. Нечаев // Автомобильная промышленность . — 2005. — № 1. — С. 23-25.
3. Пат. 2369004 Российская Федерация, МПК Н02Р 9/30. Генераторная установка для автомобилей / В. Д. Рогачёв, В. В. Нечаев, А. В. Ефимов. Заявитель и патентообладатель Ряз. воен. автомоб. ин-т ; 2007114562/09 ; заявл. 17.04.2007 ; опубл. 27.09.2009, Бюл. № 27. — 6 с.
4. Шевченко, Н. П. Диагностирование систем управления двигателем без его пуска / Н. П. Шевченко, В. В. Нечаев, Ю. Н. Меркушов // Автомобильная промышленность. — 2010. — № 1. — С. 37—39.
НЕЧАЕВ Виталий Викторович, кандидат технических наук, доцент (Россия), профессор кафедры ремонта бронетанковой и автомобильной техники Омского танкового инженерного института (ОТИИ). КОЛУНИН Александр Витальевич, кандидат технических наук, доцент кафедры теплотехники и тепловых двигателей Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии, г. Омск.
БАБКИН Юрий Владимирович, заместитель начальника кафедры физической культуры и спорта ОТИИ. СИЗОВ Андрей Евгеньевич, заместитель начальника учебного отдела ОТИИ.
Адрес для переписки: e-mail: [email protected]
1. Зарандия, Ж. А. Диагностирование генераторных установок автомобилей / Ж. А. Зарандия, В. Д. Рогачёв, В. В. Не-
Статья поступила в редакцию 07.12.2011 г.
© В. В. Нечаев, Ю. В. Бабкин, А. В. Колунин, А. Е. Сизов
