Предисловие . Решил я свою ПВХшку чутка электрифицировать. Приделал к ней фару, установил разъёмы для подключения эхолота и т.д., даже прикуриватель поставил. Фотку начала этой работы как то выкладывал в теме "Nissamaran". Пришла пора запитать все эти приблуды. В моторе установлен генератор (катушка света), стал я думать про выпрямитель/стабилизатор.
В моторе оказался установлен некий блочок - rectifier-limiter. Что за зверь? Решено провести эксперимент. Итак:
Часть первая. "Кто виноват?"Целью эксперимента было выяснить технические возможности выпрямителя-ограничителя (rectifier-limiter) SH625-12 от ПЛМ Yamaha 15FMHS. Этот выпрямитель стоит параллельно генератору и должен снижать выходное переменное напряжение, которое у генераторов «магдино» на максимальных оборотах достигает 60-80 вольт (а именно такие генераторы стоят на подавляющем большинстве мотоциклов, скутеров и ПЛМ). Такая схема включения присуща стабилизаторам «шунтирующего типа», но об этом немного позже.
За неимением генератора для эксперимента был взят сетевой трансформатор с вторичными обмотками на 9; 20; 36 и 60 вольт. Напряжение контролировалось осциллографом прямо на выводах обмоток трансформатора. Итак…
1. Напряжение 9 вольт. Выпрямитель не оказывает на работу генератора никакого влияния. На экране видна «чистая» синусоида.
2. Напряжение 20 В. Хорошо видно, что выпрямитель «вырезал» часть нижней полуволны , тем самым уменьшив напряжение на выходе.
3. Напряжение 36 В. Нижняя полуволна ещё более ограничена, выпрямитель пытается сдержать рост напряжения генератора.
4. Напряжение 60 В. Фотка куда то похерилась
, поверьте на слово. Нижняя полуволна вырезана практически полностью.
ВЫВОД. Выпрямитель-ограничитель (rectifier-limiter) SH625-12 ограничивает лишь ОДНУ полуволну переменного напряжения. Следовательно, он даже теоретически не может уменьшить напругу генератора (80В, а то и более) более чем наполовину. Распространённое название таких устройств «недовыпрямитель» с технической точки зрения не совсем верно, скорее это «недоограничитель»
. Выпрямляет он как раз и нормально. При подключении к плюсовому выводу нагрузки в 110 Вт в течении 10 минут он не сгорел. Но даже при использовании после этого стабилизатора (в «буфере») аккумулятора большой ёмкости, последний будет выкипать.
ВЕРДИКТ: ФТОПКУ.
Часть вторая. "Что делать?"Таким образом ответ на один из вопросов классика «Кто виноват?» получен. Остается второй вопрос – «Что делать?». Ведь хочется использовать возможности мотора полностью. Зарядить аккумуляторы для эхолота (навика, телефона, фотика, рации и тд…), установить ходовые огни, магнитолу подключить в конце концов… Особенно всё это становится актуальным при дальних и длительных выездах на воду. Следовательно, нам нужен выпрямитель-стабилизатор. Можно купить фирменный, но это дорого и не всегда очень хорошо. Сделать самому или купить "самопал"? Уже дешевле, их есть много, и хороших и разных. Так что выбрать? Для ответа на этот вопрос (да простит меня нетерпеливый и(или) несведущий в электронных дебрях читатель) немного теории.
Генераторы магдино (магнето + динамо) используемые в ПЛМ имеют неподвижно закреплённую обмотку и вращающиеся постоянные магниты. Всё это очень просто, надёжно, имеет небольшой вес и габариты, но есть одно НО. У генераторов этого типа нет возможности регулировать выходное напряжение. Оно находится в прямой зависимости от оборотов ротора , и , как писалось выше, может достигать 80 и более вольт (до100). Есть несколько типов стабилизаторов для борьбы с этим безобразием.
Способ первый: линейный стабилизаторРегулирующий элемент включён после выпрямителя в одно из плеч питания.
ПЛЮСЫ. Проще не придумаешь, дешевле не найдёшь.
МИНУСЫ. КПД ни о чём, особенно при большом перепаде напряжений, а это именно наш случай. Температурный режим – печка. Даже не рассматриваем,
ФТОПКУ.
Способ второй, он же самый распространённый. Стабилизатор шунтирующего типа.
Принцип его работы основан на особенностях генераторов магдино. Эти генераторы не боятся короткого замыкания на выходе, при увеличении нагрузки (т.е. снижения сопротивления нагрузки, вплоть до КЗ) падает выходное напряжение генератора, оставляя неизменным ток. При превышении напряжения выше заданного порога, шунтирующий стабилизатор начинает закорачивать выход генератора, «обрезая» обе полуволны (в отличии от родного ямаховского «недоограничителя»). В итоге напряжение на выходе генератора остаётся более менее стабильным.
ПЛЮСЫ: Относительная простота, дешевизна.
МИНУСЫ: Необходимость подключения на выход стабилизатора аккумулятора или конденсаторов большой ёмкости (а это габариты). Недостаточная стабильность напряжения. Повышенные пульсации напряжения (есть нагрузки требовательные к качеству питающего напряжения – ксенон, музыка…). И в независимости от того используете вы генератор или нет, если у вас установлен такой стабилизатор, то через него ВСЕГДА (при заведённом двигателе естественно) течет ток. Даже без нагрузки примерно 60-80% мощности генератора будет расходоваться впустую . Т.е. постоянно отбираться от мощности двигателя, ведь у нас ПЛМ, а не Perpetum mobile. И пусть это не так много по сравнению с 11кВт (15 л.с.), тем не менее это 0,6-0,7%, зачем сжигать лишние граммы бензина? Так что, вердикт вынесенный выпрямителю-ограничителю (rectifier-limiter) SH625-12, можно расширить : ФТОПКУ ВСЕМ, даже если вы не используете генератор.
С
пособ третий. Стабилизатор с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ)
ПЛЮСЫ. Высокая стабильность выходного напряжения (+/-0,1 В) при изменении питающего напряжения от 15 до 100 В. Высокий КПД (до 98%). Отсутствие пульсаций на выходе (эхолоты, навигаторы и т.д. можно подключать напрямую, без аккума)
МИНУСЫ. Высокая, по сравнению с остальными, цена (даже при самостоятельном изготовлении), сложность изготовления.
ВЫВОД.
ВЕРДИКТ: Сложностей мы не боимся, буду делать самодельный стабилизатор с ШИМ. Думаю рубликов в 500 уложиться.
ПОСЛЕСЛОВИЕ за много буквов, но вдруг кому интересно. Да и мне, выражая мысли буквами, думается лучше...
ПС. Всё выше сказанное ИМХО.
ППС. Теорию описал очень примитивно не потому , что не знаю. Просто для пущей "понятности".