Стартер - генераторное устройство для легковых автомобилей класса ВАЗ-2110, страница 2

Рис.1. Конструкция СГУ (статор слева, ротор справа) и размещение

на двигателе внутреннего сгорания (стенд, АвтоВАЗ).

Блок – схема СГУ приведена на рис.2. Система включает электромеханическую часть (электродвигатель, он же генератор), силовой преобразователь и управляющую электронику - контроллер. К электронике контроллера СГУ подводятся сигналы датчиков положения ротора двигателя, датчика положения педалей акселератора, тормоза и сцепления и, конечно, управление от ключа зажигания. Для наблюдения за работой СГУ контроллер может быть подключен к внешнему персональному компьютеру по обычному последовательному COM порту. Питание управляющей электроники СГУ осуществляется от аккумулятора бортовой сети автомобиля.

Силовой преобразователь СГУ (рис.3) предназначен для выполнения следующих функций:

·  подачи питающих напряжений на обмотки статора от накопительного конденсатора в режиме «Стартера»;

·  приемки выходного напряжения (мощности) с обмоток статора в режиме «Генератора»;

·  зарядки накопительного конденсатора от аккумулятора;

·  зарядки аккумулятора от накопительного конденсатора;

 

КОНДЕНСАТОР 2Ф х 300В

 

PC

ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ РОТОРА

ПОТРЕБИТЕЛИ            12 ВОЛЬТ

АККУМУЛЯТОР            12В

φ

КОНТРОЛЛЕР

СИЛОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

 

	УПРАВЛЯЮЩИЕ СИГНАЛЫ - ПОЛОЖЕНИЕ АКСЕЛЕРАТОРА, ТОРМОЗА, СЦЕПЛЕНИЯ  И КЛЮЧА ЗАЖИГАНИЯ

 

Рис.2. Блок – схема СГУ

Рис.3. Силовой преобразователь СГУ

Силовой преобразователь содержит два преобразователя напряжения: один из них связан непосредственно с обмотками статора и представляет собой трехфазный мост-преобразователь на IGBT транзисторных полумостовых модулях. Преобразователь снабжен буферным суперконденсатором с параметрами: С = 2Ф, U=300В (накопленная энергия до 90кДж). Конденсатор типа ИКЭ 90/300 (изготовитель МНПО «ЭКОНД», г. Москва) имеет размеры: диаметр 250мм, высота 570 мм, масса 38 кг. Преобразователь способен развивать до 30кВт мощности в режиме стартера. Подобной конфигурации силовые преобразователи с применением IGBT  транзисторов и суперконденсаторов, но на существенно большие мощности, разрабатывались нами ранее для решения ряда физических задач [4].

Второе звено силовой цепи – двунаправленный преобразователь напряжения. Он обеспечивает зарядку суперконденсатора от аккумулятора или, наоборот, зарядку аккумулятора от генератора через суперконденсатор. Преобразователь обеспечивает передачу мощности до 2 кВт в обоих направлениях.

Транзисторы преобразователей управляются интеллектуальными драйверами, содержащими защиту от понижения напряжения собственного питания и  цепи блокировки работы при перегрузке транзистора по току. В драйверы также встроены оптопары для гальванической изоляции цепей управления и силовых цепей друг от друга. Управление драйверами силовых транзисторов производится на частоте 20 кГц непосредственно от выходов сигнального процессора.