Проседает напряжение при нагрузке. Генератор (Причины, расследования)
Предистория…
И вот после нового года приключилось со мной нечто. По пути домой заметил что переодически стала пропадать тяга как будто на галстуке кого то тяну, но пару минут и все стало нормально. Ошибка ЭБУ — бедная смесь, но она там всегда… На следующий день все опять повторилось, краткосрочные провалы… Начал грешить на датчики, МAP, дроссель. Но снова случился провал тяги и взгляд мой привлек вольтметр который я еще осенью всунул в панель, паралельно кнопки подогрева стекла. Обычно он показывал 13.2V при 14V на АКБ.
А тут 16,5V — (O_o) и тяги нет. 13,2V — тяга снова есть. По дороге домой скачки напряжения доходили до 20V на вольтметре и бог его знает до каких велечин на АКБ, странно что ничего не погорело…
Приговорил я к замере реле-регулятор и заказал в тот же день новый.
Ну и так как лень и холод взяли свое, решил я поменять его не снимая генератора, места там хватает и проблем особых не возникло. (не делайте так 🙂
Так же не обошлось без доработки напильником.
Собрал — завел, а лампа то зарядки не тухнет… епрст… вольтметр — 13,5 АКБ — 14,2.
Ну думаю китайский РР хреновый наверное, а ехать то надо. Покатался я денек и понял, что не годится дело.
на ХХ напряжение падает до 12,8 а при включениее света и печки вообще до 11,5.
Оно то и раньше проседало, но ниже 12,8 не падало…
Что же будем снимать и проверять.
Ранее года 4 назад мне меняли на СТО диодный мост и РР. Теперь там стоит такая сборка.
На всякий случай проверил сопротивление на роторе.
Основные мои подозрения пали на диодный мост.
Звоним диоды,
Для тех кто не в курсе — диоды должны прозваниваться в одну сторону и не прозваниваться в обратную, если это не так — меняем диодный мост.
Но все оказалось в порядке, проверил так же обмотки статора, тоже все в порядке.
Ну что же — чудес на свете не бывает — давай чистить все контакты.
— чистим контакты статора (4шт. или 3шт. смотря у кого как) они были очень залипшие.
— чистим контактные площадки диодного моста соответственно (4 или 3шт.)
— чистим площадки на которые ложится реле-регулятор.
— чистим контакты щеточного узла.
Все собираем обратно.
И вот тот самый момент — поворачиваем ключ, запускаем и лампа зарядки тухнет, на вольтметре в салоне 13,5V при полной нагрузке 13,2V, а на АКБ 14,2 и 13,9 соответственно.
Так отменно генератор еще никогда не работал!
— Причиной просадки напряжения были окислы на контактах статора с диодным мостом.
— А причиной горящей лампы заряда плохой контакт РР с мостом.
Удачи вам товарищи, иногда все дело может скрываться в мелочах.
Колебание напряжения в сети (скачки, низкое/высокое напряжение)
Для того чтобы разобраться в причинах колебания напряжения в домашней сети, в том числе и при включении нагрузки, с начала надо понять какие процессы на это влияют. Большинство людей, не имеющих глубоких познаний в области электричества, считают, что у них в розетке ровно 220 Вольт и так оно и должно быть, ни меньше, ни больше. Попробуем разобраться во всем этом. Итак, по порядку…
Предположим, что у нас идеальный источник энергии, внутренним сопротивлением которого можно пренебречь, и к нему напрямую подсоединена нагрузка. Тогда можно смело утверждать, что напряжения на источнике энергии и на нагрузке равны и не меняются при изменении величины нагрузки
Uип=Uн.
Но на самом деле, между источником питания (трансформаторной подстанцией) и обычными потребителями электрической энергии большое количество различных элементов, которые участвуют в передаче энергии от источника до потребителя. К ним относятся сами линии электропередач (провода, шины), различные разъединители, автоматические выключатели, предохранители, счетчики и т.д. Все это в сумме создает дополнительную внутреннюю нагрузку в системе передачи электроэнергии, а, как известно, на каждой нагрузке возникает падение напряжения в зависимости от величины этой нагрузки. При отсутствии внутренней нагрузки ток в линии рассчитывался бы по формуле:
Iн=Uип/Rн, где Uип — напряжение источника питания, Rн — сопротивление нагрузки.
Тогда как с внутренней нагрузкой, ток уже рассчитывается по формуле:
Iн=Uип/Rвн+Rн, где Rвн — сопротивление внутренней нагрузки
Отсюда следует, что снижение напряжения ΔUвн на внутренней нагрузке Rвн равно:
ΔUвн=Iн х Rвн
А напряжение на нагрузке Uн рассчитывается по формуле второго закона Кирхгофа:
Uн=Uип-ΔUвн.
Из формулы видно, при подсоединении нагрузки напряжение снижается на величину падения напряжения на внутренней нагрузке передающей линии электропередач. Соответственно, с повышением нагрузки увеличивается и падение напряжения на внутренней нагрузке линии, что и является фактом снижения напряжения на нагрузке.
Теперь, когда понятно за счет чего происходит изменение напряжения в сети, рассмотрим конкретные причины:
1. Плохой контакт.
Эта причина является самой распространенной, поэтому если у вас вдруг начались проблемы с морганием света, особенно при включении какой-либо нагрузки, то в первую очередь необходимо провести профилактические работы по проверке и протяжке всех основных электрических соединений. Такую работу лучше доверить опытному электрику, т.к. причина может быть как в щите, так и в любой распределительной коробке или в общедомовой линии электропередач. При плохом контакте в соединении увеличивается нагрев контактирующих поверхностей, вследствие этого происходит окисление контакта, что в свою очередь еще хуже влияет на соединение. Это может привести к полной потере контакта (обрыву, разрушению) и даже к возгоранию изоляции проводников. То есть, по сути, плохой контакт не что иное, как дополнительное внутреннее сопротивление в линии, на котором и происходит падение напряжения, отражаясь, например, на мигании света.
2. Малое сечение электропроводки.
Данная причина возможна в старых зданиях, где при строительстве было заложено малое сечение электропроводки (толщина) ввиду отсутствия в то время мощных потребителей. И действительно, еще каких-то тридцать лет назад в быту не было ничего мощнее утюга, а сейчас у каждого огромное количество разных электроприборов: стиральные машины, микроволновые печи, духовки, пылесосы, чайники и т.д. При подключении большого числа энергоемких приборов к сети, которая не была рассчитана на большую мощность, также происходит проседание напряжения из-за сопротивления электропроводки. Омическое сопротивление проводника (электропроводки) обратно пропорционально сечению этого провода, соответственно, чем меньше сечение провода, тем больше его сопротивление. Сечение провода и текущий по нему ток можно сравнить с туннелем и идущим по нему человеком. Чем уже туннель, тем сложнее по нему продвигаться, так и току по проводам. Соответственно, чем больше ток нагрузки и меньше сечение проводов, тем больше падение на этих проводах. Такая причина возможна и в случае неправильно выбранного сечения провода при прокладке электропроводки.
В данной ситуации может помочь только замена электропроводки на провода с большим сечением (рассчитанным под данную нагрузку).
3. Большое количество потребителей на одной линии.
Довольно часто можно услышать такие жалобы, что когда сосед пользуется мощной нагрузкой (например – электро сауна, мощный станок), то у другого соседа свет то притухает, то ярко вспыхивает. Стоит понимать, что все потребители (дома) подключены к линии электропередач параллельно, поэтому если кто то из соседей включает мощную нагрузку, то напряжение начинает проседать не только у него, но и у всех, кто подключен к этой линии. Величина изменения напряжения в сети также зависит и от времени суток. Чаще всего колебания напряжения возникают в час пик, когда большая часть потребителей пользуются электроприборами (вечернее время и выходные).
4. Несимметричная нагрузка.
В бытовых электросетях, где в основном преобладает однофазная нагрузка (ТВ, ПК, стиральные машины, холодильники и т.д.), энергетикам зачастую сложно распределить равномерно потребителей по всем трем фазам линии электропередач, т.к. они самостоятельны и включаются в разное время. Основной причиной увеличения потерь в данном случае является несимметричная нагрузка, из-за которой сильно возрастают потери в трансформаторе подстанции.
Устранить причины колебаний напряжения, описанных в пунктах 3 и 4, поможет стабилизатор напряжения переменного тока. При подборе стабилизатора нужно учесть диапазон его входного напряжения, который должен быть шире значения колебаний напряжения в вашей электросети. Мощность выбираемого стабилизатора напряжения всегда лучше рассчитывать с запасом на 25-30%. Подробнее как выбрать стабилизатор здесь
Почему напряжение проседает под нагрузкой
Почему возникает просадка напряжения при подключении нагрузки. Первым делом нужно различать два понятия: напряжение и ЭДС электродвижущая сила. Если мы выполним измерение напряжения на выводах любого источника питания: аккумулятора, батарейки, трансформатора и т. п. без нагрузки, то мы получим значение ЭДС. Однако любой источник питания имеет свое внутренне сопротивление. Как правило, чем больше мощность источника питания, тем ниже его внутренне сопротивление. До тех пор, пока электрическая цепь разомкнута, т. е. не подключена нагрузка и не протекает электрический ток, не происходи падение напряжения на внутреннем сопротивлении, поэтому мы измеряем только величину ЭДС. При подключении нагрузки электрическая цепь замыкается, в ней протекает ток и происходит падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника питания. В результате этого на нагрузке будет меньшее напряжение нежели ЭДС. Вот таким образом происходит просадка напряжения при подключении нагрузки. Здесь нет никаких противоречий и все подчиняется закону Ома для полной цепи
Дата: 2020-09-16
Комментарии и отзывы: 9
Ростислав
Для многих именно процессы в цепи связанные с таким понятием как напряжение очень сложны для понимания и очень и очень мало кто может объяснить теорию связанную с напряжением. Надо начинать объяснение с того что ЭДС источника изменить нельзя а вот возникшее напряжение в цепи регулировать можно
ответить
Бодя
А почему при подключении 1 кОм напряжение падает до 5. 54 а при подключении 39 Ом до 0. 54, ведь 1кОм по таблице это 1000 Ом, разве больше сопротивление не должно сильнее просаживать напряжение? И почему вы сказали что 39 Ом это более серьезная нагрузка? 39 Ом серьезнее чем 1000 Ом?
ответить
Л
Что же не учитываешь входное сопротивление вольтметра? Оно тоже влияет на показания. Конечно если мощность источника велико, то искажения не большие.
ответить
Vytas
Ну блин люди, какая разница как человек выглядит или какие у него корни. Он старается для нас и объясняет. Все мы разные, ёлки палки.
ответить
БаZZ
А самое интересное не показали — какой ток был при этом и какое в результате внутреннее сопротивление было у этих батареек.
ответить
meqa74
Если я правильно понял, при нагрузке в виде резистора на 39 Ом большую роль играет внутреннее сопротивление, т. 1/40>1/1001?
ответить
Андрей
для полноты не плохо было бы привести формулу расчета внутреннего сопротивления источника питания
ответить
John
Крона — тот случай, когда батарейка действительно является батареей. 🙂 Терминологический консенсус: )
ответить
просадка напряжения
Sergo555
Просмотр профиля
23.3.2008, 21:35
Группа: Пользователи
Сообщений: 3
Регистрация: 24.12.2005
Пользователь №: 4523
Объясните, пожалуйста, почему при увеличении нагрузки происходит посадка напряжения с точки зрения физики?
Victor195002
Просмотр профиля
23.3.2008, 23:12
Группа: Пользователи
Сообщений: 824
Регистрация: 15.4.2007
Из: Москва
Пользователь №: 8550
Добрый вечер.
При увеличении нагрузки происходит увеличение протекающего в цепи тока и, как следствие, увеличение падения напряжения на элементах цепи. С точки зрения наблюдателя, находящегося вблизи нагрузки, напряжение в сети в точке измерения уменьшается.
Удачи.
Виктор
savelij®
Просмотр профиля
23.3.2008, 23:15
Группа: Модераторы
Сообщений: 13410
Регистрация: 30.5.2006
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 5663
Вспомните школу, вспомните закон дедушки Ома.
Теперь представьте, что Ваша нагрузка это R1, провода питающей линии R2, переходные сопротивления контактов R3, можно также учесть внутреннее сопротивление источника R4. Теперь включим все эти элементы последовательно и пустим ток.
При уменьшении сопротивления нагрузки R1, т.е. увеличения потребляемого тока, и неизменном напряжении источника, напряжение на Вашей нагрузке упадёт. Проведите не сложный расчёт и убедитесь. Это и есть «просадка».
Не говорите что мне делать. и я не скажу куда вам идти. ©
Sergo555
Просмотр профиля
23.3.2008, 23:47
Группа: Пользователи
Сообщений: 3
Регистрация: 24.12.2005
Пользователь №: 4523
«и неизменном напряжении источника, напряжение на Вашей нагрузке упадёт» — что это значит? Я понимаю, что при уменьшении сопротивления возрастет ток в цепи по закону Ома, но почему напряжение источника падает?
Victor195002
Просмотр профиля
23.3.2008, 23:59
Группа: Пользователи
Сообщений: 824
Регистрация: 15.4.2007
Из: Москва
Пользователь №: 8550
Добрый вечер.
Цитата(Sergo555 @ 23.3.2008, 23:47)
но почему напряжение источника падает?
Напряжение источника (как генератора напряжения) не падает- увеличивается падение напряжения на элементах схемы, в том числе и на внутреннем сопротивлении самого источника.
Удачи.
Виктор
gomed12
Просмотр профиля
24.3.2008, 11:07
Группа: Пользователи
Сообщений: 6917
Регистрация: 24.5.2007
Из: Москва, Ю. Бутово
Пользователь №: 8743
Добавлю.
1. Сечение проводника включая контактные соединения меньше их пропускной способности по току (мощности) нагрузки.
Часть мощности в виде тепла выделяется на этом участке сети.
2. Мощность источника питания меньше потребляемой мощности.
Происходят потери напряжения в обмотках на их нагрев, те же термические процессы.
3. Длинные линии
При нормальном сечении и мощности ИП, из-за увеличенного внутреннего сопротивления проводника на всем протяжении, потери напряжения на конце линии выше допустимого ГОСТом.
Чем выше нагрузка, тем выше потери на конце линии.
«То, что можно объяснить посредством меньшего, не следует выражать посредством большего»
Скальпель Оккама
24.3.2008, 14:28
Цитата(Victor195002 @ 23.3.2008, 23:59)
Напряжение источника (как генератора напряжения) не падает- увеличивается падение напряжения на элементах схемы, в том числе и на внутреннем сопротивлении самого источника.
Напряжение (разность потенциалов на выходных клеммах) — уменьшается. Не изменяется ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА (ЭДС). Падение напряжения — разность между ЭДС и выходным напряжением — есть потери на внутреннем сопротивлении источника (генератора, трансформатора, батареи электрохимических элементов). Если в качестве источника рассматривать электросеть, то добавляется сопротивление проводов электролинии, защитных и коммутационных аппаратов, переходные сопротивления в точках контакта. Потери прямо пропорциональны произведению силы тока на величину сопротивления (сумму всех перечисленных). Таким образом, уменьшая сопротивление нагрузки, мы увеличиваем силу тока, а значит и потери. Это выражается в уменьшении напряжения, подводимого к нагрузке, т.е. — к «просадке» напряжения сети.
Вообще же — максимальную мощность от источника (сети) можно «взять» только в случае, когда сопротивление нагрузки будет равно внутреннему сопротивлению источника. Тогда половина мощности, развиваемой источником, будет выделяться на нагрузке, а половина — будет нагревать сам источник и соединительные провода. Напряжение в цепи будет равно половине ЭДС, а КПД — 50%. При дальнейшем снижении сопротивления нагрузки мощность, выделяемая на ней, станет меньше (и даже меньше, чем рассеиваемая внутри источника).
Victor195002
Просмотр профиля
24.3.2008, 15:14
Группа: Пользователи
Сообщений: 824
Регистрация: 15.4.2007
Из: Москва
Пользователь №: 8550
Вы правы, просто, как говорит Г. И. Атабеков («ТОЭ»), «в теории электрических цепей пользуются идеализированными источниками электрической энергии: источником напряжения и источником тока. Им приписываются следующие свойства.
И с т о ч н и к н а п р я ж е н и я (или источник э. д. с.) представляет собой активный элемент с двумя зажимами, напряжение на которых не зависит от тока, протекающего через источник…». Далее для приведения этого идеализированного источника напряжения к реальному и вводится понятие внутреннего сопротивления, справедливо использованное Вами. Думается, что в данной теме внутреннее сопротивление источника напряжения составляет весьма незначительную долю от сопротивления, вызывающего видимые «просадки» напряжения.
Удачи.
Виктор
Roman_D
Просмотр профиля
24.3.2008, 22:12
Группа: Пользователи
Сообщений: 1137
Регистрация: 13.10.2007
Из: Рига
Пользователь №: 9607
Наверное, если ответить по возможности проще, провода — самое слабое звено цепи. Внутреннее сопротивление источника, то есть трансформатора, на пару порядков меньше, чем сопротивление проводов.
Поэтому в расчёт нужно брать провода. Причём квартирные. И тут дедушка Ом, как верно заметил savelij, играет свою решающую роль! Простая лабораторка на тему «делитель напряжения».
30.7.2017, 22:01
ЗДС=напряжение на клемме+падения напряжения внутри ЭДС, значит при большем сопротивлении (меньшем токе) падение напряжения внутри меньше U=Ir
. напряжение на клеммах больше.
при меньшем сопротивлении (большем токе), напряжение на клеммах «источника» (это не розетка) УМЕНЬШАЕТСЯ.
haramamburu
Просмотр профиля
31.7.2017, 0:05
Группа: Пользователи
Сообщений: 4022
Регистрация: 27.9.2009
Из: Дмитров
Пользователь №: 15685
Илмир, мы вас 9 лет ждали, чтоб узнать об этом))))
Спасибо вам за это. и за то что подняли так всем нужную.. и к счастью найденную тему..
разумеется Гость_Илмир, у источника есть внутренне сопротивление, что и учтено з-м ОМА для полной цети.
но, даже если и идеализировать, и принять, что внутреннего сопротивления источника нет или пренебрежительно мало. В конце нагруженной линии (в розетке) все равно будет «просадка»
Задавая вопрос, необходимо знать ответ процентов на 70. В противном случае задавать его бессмысленно:
из ответа все равно ничего не будет понятно.