Elektron rostlagichlaming keyingi taraqqiyoti natijasida mikroelektronika ele￾mentlari ishlatilgan integral rostlagichlar ishlab chiqildi

26

Elektron rostlagichlaming keyingi taraqqiyoti natijasida mikroelektronika ele￾mentlari ishlatilgan integral rostlagichlar ishlab chiqildi. Integral rostlagichlaming olchamlarini va massasini juda kichikligi, temperaturaga chidamlilik darajasi nis￾batan yuqori boiganligi tufayli, ulami to‘g‘ridan to4g‘ri generatoming ichki qismi￾ga (ba’zi generatorlarda cho‘tkatutqichga) joylashtirish imkoniyatini beradi.Hozirgi vaqtda ikki turdagi integral rostlagichlar chiqarilmoqda: 14 V ga moijallangan Я-112 va 28 V ga - Я-120. Ulaming gabarit olchamlari va massa￾si PP-350 rostlagich 14-24 marta kichik, temperaturaga chidamliligi esa 1,6 marta yuqori. Я-112А rusumidagi rostlagichlar «Москвич», ВАЗ-2105, 2107 yengil avtomobillarida va ПАЗ, J1A3 avtobuslarida o‘rnatilgan. GM-Uzbekistan qo‘shma korxonasidan chiqarayotgan avtomobillarida ham (Damas, Nexia, Matiz, Lacetti, Spark) integral rostlagichlar ishlatilgan (1.17- drasmga qarang).Я-112А rostlagichi (1.34-rasm) integral rostlash elementi 2 va folgalangan getinaksdan yasalgan chiqish qisqichlari 4 o‘matilgan metall asos 1 dan iborat. Integral rostlash elementi tarkibiga plyonkali qarshiliklar bloki 3, yarimo4tkazgich asboblar (tranzistorlar, diodlar, stabilitron) bloki 5 va kondensator 6 kiradi. Bloklar issiqlik o‘tkazuvchanlik qobiliyati katta boigan keramik plastinalar￾dan iborat boiib, ularga qobiqsiz tranzistorlar, diodlar, stabilitron payvadlan￾gan va qalin plyonka ko‘rinishidagi qarshiliklar yopishtirilgan. Rostlash elemen￾ti qopqoq 9 bilan yopilib, asos 1 ga yelimlanadi va teshik 8 orqali maxsus germe￾tik pasta quyiladi. Asosning turtib chiqqan joyi 7 rostlagichning cholkatutqichga to‘g‘ri o‘rnatilishini ta’minlaydi. Integral rostlagichlar qismlarga ajratilmaydi va ta’mirlanmaydi.Avtomobil generatorlarini ishlab chiqarish bo‘yicha ixtisoslashgan dunyo￾ning BOSCH (Germaniya), Valeo (Fransiya), Magneti Marelli (Italiya), DelcoRemi (AQSH), Mitsubishi (Yaponiya) va boshqa yetakchi firmalar tomonidanoxirgi yillarda jahon bozoriga chiqarilgan zamonaviy generatorlarda aksariyat hollar￾da kuchlanish rostlagichi va cho‘tkatutqich bir yaxlit qobiqga joylashtirilmoqda. M it￾subishi firmasining ba’zi generatorlarida to‘g‘rilagich bloki, kuchlanish rostlagichi va cho‘tkatutqich bir konstruktiv tugunga bir￾lashtirilgan.

27

Rostlagich quyidagicha ishlaydi (1.36-rasm). Generatoming kuchlanishi rost￾lanish qiymatidan past boiganda, stabilitron VDl va tranzistor VT1 berk boMadi,qo‘shma tranzistor VT2, VT3 ochiq boMadi, chunki unda baza toki mavjud boMadiva u quyidagi zanjir orqali o ‘tadi: «+» qutb - UOK - generator va rostlagichning -«В» qisqichi - R5 - VD2 - VT2 tranzistorning baza - emittor oMish joyi - VT3tranzistorning emitter-baza o ‘tish joyi - «massa» - «-»qutb. Qo‘shma tranzistorochiq holda generatoming uyg‘otish toki mavjud boMadi va u quyidagi zanjir orqa￾li o‘tadi: «+» qutb - «B» qisqich - uyg‘otish chulg‘ami UCH - «Ш» qisqich -qo‘shma tranzistor VT2-VT3 ning kollektor - emitter o ‘tish joyi - «massa» - «-qutb.Generator kuchlanishi belgilangan qiymatga yetganda, stabilitron VDl va tran￾zistor VT1 ochiladi. Ochiq tranzistor VT1 ning kollektor-emitter o4ish joyi qarshi￾ligi juda kichik boMganligi tufayli unga parallel ulangan, VD2 va R6 dan tashkil top￾gan zanjirdan oMayotgan tok kuchi keskin kamayadi. Natijada, qo'shma tranzistor VT2-VT3 ning baza va emitterining manfiy potensiali bir-biriga teng boMib qola￾di, qo‘shma tranzistor VT2-VT3 yopiladi va uyg‘otish toki zanjiri uziladi. Gene￾rator kuchlanishi kamaya boshlaydi. Kuchlanish maMum belgilangan qiymatgacha kamayganda stabilitron va VT1 tranzistor yopiladi, qo‘shma tranzistor VT2-VT3 ochiladi, uyg‘otish chulg‘amiga yana tok o‘ta boshlaydi. Bu jarayon davriy ravish￾da qaytariladi. R4 va SI dan iborat boMgan teskari aloqa zanjiri tranzistorlarning ochilib-yopilishi tez va ravon boMishini ta’minlash uchun xizmat qiladi. S2 konden￾sator filtr vazifasini bajaradi. VD3 diod qo‘shma tranzistor VT2-VT3 keskin berkil￾ganda uyg‘otish chulg‘amida hosil boMadigan o4zinduksiya EYuK ni so‘ndiradi va shu tarzda qo'shma tranzistorni kuyishdan saqlaydi.

28

Qo'rg'oshin-kislotali akkumulatorlarning ishlash prinsipi va ulardagielektrokimyoviy jarayonlar

Bir-biridan ajratilgan elektrodlar orasida sodir bo'ladigan oksidlanish-tiklanish kimyoviy jarayonlari hisobiga ulardagi ozod energiyani elektr energiyasiga aylan￾tiruvchi moslamalarga elektr tokining kimyoviy manbayi deb ataladi.Ishlash tartibiga qarab kimyoviy tok manbalari ikki turga bo'linadi:

1. Birlamchi kimyoviy tok manbalari yoki galvanik elementlar;

2. Ikkilamchi kimyoviy tok manbalari yoki akkumulatorlar.

Birlamchi kimyoviy tok manbalarini bir marta ishlatish mumkin, chun￾ki ulami razryad qilinganda hosil bo'ladigan moddalami dastlabki holatiga qay￾tarib bo'lmaydi. Shuning uchun to'la razryadlangan galvanik elementni ishlatib bo'lmaydi.

Ikkilamchi kimyoviy tok manbalari energiyasi qayta tiklanuvchi manbalar sira￾siga kiradi. To'la razryadlangan holda ham zaryadlash usuli bilan ularning ish qobi￾lyatini tiklash mumkin. Buning uchun ikkilamchi tok manbayidan razryad jarayoni￾dagi tok yo'nalishiga teskari yo'nalishda tok o'tkazilishi kerak bo'ladi. Bunda: raz￾ryad jarayonida hosil bo'lgan moddalar o'zining dastlabki holatiga qaytadi.Shu tarzda, ko'p marta kimyoviy energiyani elektr eneriyaga (razryad) va elektr energiyani kimyoviy energiyaga (zaryad) aylantirish jarayoni sodir bo'ladi.To'la zaryadlangan qo‘rg'oshin-kislotali akkumulatorlarda tok hosil bo'lish jarayonida ishtirok etadigan aktiv moddalar quyidagilar:- musbat plastinada - qo'rg'oshin ikki oksidi P b 0 2 (to'q jigar rang) oksid￾lovchi;- manfiy plastinada - g'ovak qo'rg'oshin Pb (kul rang) tiklovchi;- elektrolit - sulfat kislotaning (H2 S 0 4) distillangan suvdagi eritmasi.Suv eritmasidagi kislota molekulalari bir qismi doimo musbat zaryadlanganvodorod ionlari N~ va manfiy zaryadlangan sulfat SO^~ ionlariga ajralgan hol￾da bo'ladi.Razryad jarayonida akkumulatorlarda sodir bo'ladigan elektrokimyoviy jara￾yonlar 1-jadvalda keltirilgan.Manfiy plastinadagi aktiv massa bo‘lgan g'ovak qo'rg'oshinning (oksid￾lovchi) bir qismi elektrolitda eriydi va oksidlanib musbat ionlar P b + 1 ni hosil qiladi. Bu jarayonda ozod bo'lgan ortiqcha elektronlar plastinaga manfiy zaryad uzatada va ular tashqi yopiq zanjir orqali musbat plastina tomoniga harakatlana boshlaydi.

29

Xizm at ko‘rsatilmaydigan» akkum ulatorlar batareyasi

Oddiy qo‘rg‘oshin-kislotali akkumulator batareyalariga xos kamchiliklaming (elektrolit sathining tez kamayib ketishi, musbat qutbli plastinalarning tez yemirili￾shi, o‘z-o‘zidan razryad boMishi va hokazo) ko‘pchiligi plastina panjaralari tarkibi￾da 4...6 % surm a borligidan kelib chiqadi.Surma elektrolit tarkibidagi suv elektroliz boMishiga katalizator sifatida ta’sir qiladi. Suv vodorod va kislorodga parchalanish potensialini generatoming ishchi kuchlanishlari darajasigacha pasaytirib, surma akkumulatordan gazlar ajralib chi￾qishini tezlatadi. Natijada, akkumulatordagi elektrolit sathi nisbatan tez pasayadi, ajralib chiqayotgan gazlar musbat plastina panjaralari, qutb quloqlari va avtomobil￾laming metall qismlari korroziyalanishiga olib keladi.

Oddiy akkumulator batareyalarining yuqorida keltirilgan kamchiliklarini bar￾taraf qilish maqsadida o‘tgan asming yetmishinchi yillari oxiridan boshlab AQSH￾da «xizmat ko‘rsatilmaydigan» akkumulatorlar ishlab chiqarila boshlandi. Bu akku￾mulatorlarda musbat va manfiy plastina panjaralarini quyish uchun qo‘rg‘oshin￾kalsiy-qalay qotishmasi ishlatilib, unda kalsiyning miqdori 0,07...0,1 %, qalay esa 0,1 ...0,12 %da boMib, qolgani qo‘rgloshin boMgan. Bu, akkumulatorlarda gaz ajra￾lib chiqish va o ‘z-o‘zidan razryad boMish jarayonini ancha kamaytirish va bata￾reyani 2 yil davomida suv quymasdan ishlatish imkonini berdi. Lekin bu bata￾reyalar ikki-uch marta chuqur razryad qilinganda, o‘zining sig4imini 40...50 %ga yo‘qotib, starterni ishga tushirish uchun deyarli yaroqsiz holga kelgan. Shu￾ning uchun bunday batareyalar yevropada, xususan sobiq ittifoqda uncha keng qoMlanilmadi.Qo‘rg‘oshin-kalsiy texnologiyali xizmat ko‘rsatilmaydigan batareyalar ishlab chiqarish bilan deyarli bir vaqtning o‘zida AQSHda «kalsiy plyus» texnologiyasi ishlatila boshlandi. Bu usulga ko‘ra musbat plastina panjarasi tarkibiga 1,5 %gacha surma, 1,3... 1,5 % kadmiy qo‘shilib, manfiy plastina qo‘rg‘oshin-kalsiy-qalay qotishmasidan (0,06...0,09 % - kalsiy, 1,0 %gacha qalay) tayyorlangan. Saksonin￾chi yillaming boshida Yevropada ham xizmat ko‘rsatilmaydigan batareyalarni ishlab chiqarish yoMga qo'yilib, bu yerda akkumulatorlarning panjarasidagi surma miqdori 1,25 %gacha kamaytirildi. Keyin Yevropada musbat plastina panjarasida surma miqdori 2,0...2,5 % doirasida boMgan, har xil legirlovchi elementlar (mish￾yak, qalay, mis, selen va hokazo) qo'shilgan va manfiy plastinasi qo‘rg‘oshin-kal￾siy qotishmasidan tayyorlangan gibrid batareyalar ishlab chiqarila boshlandi. Bu akkumulatorlar «kam xizmat ko'rsatiladigan» nom bilan yuritilib, ularda suv sarfi va o'z o'zidan razryad bo'lish ko'rsatkichlari oldingi batareyalarga nisbatan ancha yaxshilandi.90-yillarning oxirida AQSH va G'arbiy Yevropada har ikkala plastina pan￾jaralari qo'rg'oshin-kalsiyli qotishmadan tayyorlangan va ko'p komponentli legi￾rovchi elementlar, shu jumladan kumush qo'shilgan batareyalar ishlab chiqarish yo'lga qo'yildi. Bu akkumulatorlar kuchli razryad qilinganda ham qo'rg'oshin￾kalsiyli texnologiya bo'yicha tayyorlangan birinchi avlod batareyalariga nisbatan sigMmini kamroq va sekinroq yo'qotish qobilyatiga ega bo'ldi. Bu batareyalarda suvning sarfi juda kam bo'lganligi uchun qopqoqdagi suyuqlik quyish teshiklari olib tashlandi va akkumulator butun ishlash davrida mutlaqo suv quyilmaydigan holga keltirildi.Albatta, batareyalar konstruksiyasining bu darajada o'zgarishi va xizmat ko'rsatilmaydigan akkumulatorlarning imkoniyatlaridan to'la foydalanish uchun avtomobilning generator qurilmasi benuqson ishlashi, belgilangan zaryad kuchla￾nishi ±0,1 V aniqlik bilan barqaror ta’minlanishi zarur boMadi. Shuning uchun avto￾mobillami ishlatish davrida generator va kuchlanish rostlagichlarini me’yorida ish￾lashiga, elektr jihozlarda tokning oqib ketish hollari bo'lmasligiga katta e’tibor berish kerak.«Xizmat ko'rsatilmaydigan» va «kam xizmat ko'rsatiladigan» akkumulatorlar￾da separatorlarning yangi turi - «separator-konvert» (1.47- b rasm) o ‘matilmoqda. Bu separatorlar yuqori g‘ovaklikka ega boMgan polietilendan konvert ko'rinishida tayyorlanib, ikki yoni va ostki qismi kavsharlangan boMadi. Separator-konvertga akkumulatorning musbat qutbli (ba’zi hollarda manfiy qutbli) plastinasi joylashti￾riladi. Bu ko'rinishdagi separatorlarni qoMlash, elektrodlarning aktiv massasidan to'kiladigan cho'kmalar orqali plastinalar orasida qisqa tutashuv yuzaga kelishi istisno qiladi. Natijada, akkumulator yaxlit qobigMning tubidagi qovurg'alarga ehti￾yoj yo'qoladi. Separator-konvertlar ishlatilishi, plastina bloklarini bevosita akku￾mulator qobigMning tubiga joylashtirish va shuning hisobiga qobiq balandligini o'zgartirmasdan plastinalar yuzasini hamda akkumulatorga quyiladigan elektrolit miqdorini oshirish imkonini beradi (1.47-rasm).«Xizmat ko'rsatilmaydigan» batareya plastinalarining shaklanish jarayo￾ni odatda blok usulida amalga oshiriladi. Bu usulda akkumulator batareyasi aw al toMa yigMladi, keyin unga zichligi 1,25 g/sm3 boMgan elektrolit quyiladi va tasdiq￾langan tartibda plastinalarning shakllanishi o'tkaziladi.

30

Quyiqlashtirilgan elektrolitli akkumulatorlar

To'la xizmat ko'rsatilmaydigan qo'rg'oshin-kislotali akkumulator yaratish, musbat elektrodlardan ajralib chiqadigan gazni manfiy elektrod yuzasiga singdirish usiillarini (ya’ni, kislorod siklining amalga oshishi) ishlab chiqish bilan bog'liq. Buning uchun akkumulatorlardagi manfiy plastinalarning sig'imi musbat plastina￾larnikiga nisbatan bir necha foizga kamroq bo'lishi kerak. Unda, zaryad jarayonida musbat plastinalar manfiy plastinalarga nisbatan tezroq to'la zaryadlanib boMadi. Shuning uchun, musbat plastinadan kislorodni aktiv holda ajralib chiqa boshlashi manfiy plastinada vodorod ajralib chiqishidan oldinroq boshlanadi. Natijada ajra￾lib chiqayotgan kislorod manfiy plastina aktiv massasi bilan kimyoviy reaksiyaga kirishadi.

Kislorodning musbat elektroddan manfiy elektrodga kelishini tezlatish uchun erkin elektrolit hajmini cheklash zarur. Shu sababli bu turdagi akkumulatorlarni ishlab chiqish uchun suyuq elektrolitni bog'lash usullari ishlab chiqilgan:

• Quyuqlashtirilagan, gel shaklidagi elektrolit tayyorlash;

• Suyuq elektrolitni katta hajmiy g'ovaklikka ega (masalan, shisha namatga)

boMgan separatorlarga singdirish

Quyuqlashtirilgan elektrolitli qo‘rg‘oshin-kislotali batareyalarning mus￾bat plastinalarining sigMmini va elektrolit hajmini sun’iy ravishda cheklash ular￾ning sigMmining suyuq elektrolitli batareyalarnikidan 15-20 %ga kam boMishiga

olib keladi. Gelsimon elektrolit hosil qilish uchun silikagel, alyumogel va boshqa

quyyuqlashtiruvchi moddalar sulfat kislota bilan aralashtiriladi. Elektrolit separa￾torga singdirilgan zichlashtirilagan akkumulatorlarda juda ham yupqa tolali shisha

namat ishlatiladi [bunday separatorlar AGM (Absorbed Glass Mat) - separatorlari

deb yuritiladi]. Zamonaviy shisha separatorlarning hajmiy g‘ovakligi 90...95 %ni

tashkil qiladi. Elektrolit separatorga singdirilgan batareyalarning ishlab chiqarish

texnologiyasi gelsimon elektrolitli akkumulatorlarga nisbatan birmuncha arzon,

lekin sigMm ko‘rsatkichlari pastroq boMadi. Bu batareyadagi elektrolit miqdorini

yanada kamayishi bilan bogMiq.

Quyuqlashtirilgan elektrolitli qo4rg‘oshin-kislotali akkumulator batareyala￾rining tuzilishi 1.49-rasmda keltirilgan.

Quyuqlashtirilgan elektrolitli qo‘rgkoshin batareyalarga VRLA (Valve

Regulated Acid Batteries) turidagi rostlovchi klapan o ‘rnatilgan. Bu klapan akku￾mulatorni ishlatish davrida, uning ichidagi bosimni ushbu batareyaning qobiq

qismlarinng mustahkamligi nuqtai nazaridan belgilangan bosimdan oshib ketmas￾ligini ta’minlash uchun xizmat qiladi. Chunki musbat plastinalarning sigMmini

cheklash choralarining qoMlanishiga qaramasdan razryad jarayonida (ayniq￾sa, yakunlovchi bosqichda) manfiy

plastinalardan vodorod ajralib chiqi￾shini toMa bostirish mumkin emas.

Buning ustiga, zaryad jarayonining

oxirida vodorod ajralib chiqish tezligi

kislorod ajralib chiqish tezligidan bir￾muncha yuqori boMadi. Vodorodning

ortiqcha qismi akkumulatorning ichi￾dagi bosimning ortishiga olib keladi.

Bosim ortishining belgilangan chega￾ralardan oshib ketmasligini cheklash

saqlovchi klapan zimmasiga yuklatil￾gan. Batareya qobigMga joylashtiril￾gan bir tomonli yuqori bosim kla￾pani g ‘ovak gidrofob filtrlardan tash￾kil topgan boMib, u gazlarni tashqari￾ga chiqarib yuboradi, lekin elektrolitni chiqarmaydi. Akkumulatorning iashi jarayonida hosil bo'ladigan bug1 har bir batareyaning qobig‘idagi murak￾kab havo yo‘Ilarida katalitik usul bilan kondensatga avlantiriladi va suv akkumu￾latorda qoldiriladi.

Zichlashtirilgan qo‘rgkoshin akkumulatorlarini me’yorida ishlatish uchun

kuchlanish rostlagichlarining ishiga yanada qattiqroq talab qo‘yiladi. Zichlashtiril￾gan qo4rg’oshin batareyalar uchun zaryad kuchlanishining maksimal qiymati

14,35 V ni tashkil qiladi. Agar bu ko‘rsatkich hatto 0,05 V ga oshirilsa, gaz ajralib

chiqish jarayoni keskin ortib ketadi va kislorod siklining barqarorligi buziladi. Nati￾jada, ortiqcha gaz ajralib chiqish jarayoni plastinalardagi aktiv massa bilan elektrolit

orasidagi kontaktning buzilishiga va batareyaning ish qobiliyati to‘la yo‘qolishiga

olib keladi.

Zaryad kuchlanishi darajasini cheklash bo‘yicha juda yuqori talablar va narxi￾ning «xizmat ko‘rsatilmaydigan» akkumulatorlarga nisbatan ancha balandli￾gi zichlashtirilgan quyuq elektrolitli batareyalarni avtotransport texnikasida keng

koMamda ishlatilishiga to‘sqinlik qilmoqda.