Принцип работы реле регулятора генератора автомобиля: Реле регулятор напряжения: стабильность напряжения бортовой электросети

Содержание

Как работает регулятор напряжения генератора автомобиля

Здравствуйте любители авторемонта. Сегодня поговорим о том, как устроен и работает электронный регулятор напряжения генератора автомобиля, что это такое и зачем он нужен в автомобиле.

Назначение регулятора напряжения в генераторе автомобиля

Как известно эта диковенная вещица находится в генераторе автомобиля или где то рядом с генератором в зависимости от конструкции автомобили (или генератора).

В статье «Как устроен автомобильный генератор и принцип его работы» вы узнаете, что из себя представляет генератор автомобиля и где в нем находится регулятор напряжения.

Регулятор напряжения в автомобиле выполняет одну единственную задачу – регулирует выходное напряжение генератора. Иными словами он пытается держать это напряжение равным 14,2 – 14,4 Вольт.

Когда двигатель автомобиля работает на холостом ходу, ротор генератора вращается с минимальной скоростью и фактически находится на грани срыва (возбуждение пропадает из за нехватки оборотов, зарядка АКБ прекращается, генератор перестает работать), а напряжение должно быть равным 14,4 вольт.

Подобная ситуация происходит и при больших оборотах двигателя, только с точностью  да наоборот, ротор генератора вращается быстро, а напряжение на его выходе возрастает до больших величин.

Вот именно в обуздании этих двух прямо противоположных явлениях и заключается принцип работы регулятора напряжения генератора автомобиля.

Только благодаря этому регулятору в электрооборудовании автомобиля поддерживается постоянное напряжение 14,4 Вольта.

Как работает регулятор напряжения генератора автомобиля

Когда ротор генератора начал вращаться на щеточный механизм подается напряжение (напряжение бортовой сети 12,6 вольт), чего достаточно для возбуждения обмотки статора генератора.

Обмотка статора за счет электромагнитных сил начинает выдавать повышенное переменное напряжение на диоды генератора, которые переменное напряжение  преобразуют в постоянное.

И вот это повышенное напряжение идет в электрооборудование автомобиля, и одновременно на регулятор напряжения генератора автомобиля, который его тут же сбрасывает на нужную величину по средствам внутренней электронной схемы.

Переключения регулятора напряжения происходят с большой частотой, поэтому обычным прибором его не зафиксировать.

Рекомендую так же посмотреть не менее интересную статью «Как самому повысить напряжение на генераторе своего автомобиля».

Вот и разобрались в принципе работы электронного реле регулятора генератора автомобиля. Если у кого-то остались вопросы, задавайте.

C уважением автор блога: Doctor Shmi

Принцип работы реле регулятора генератора автомобиля

Многие знают о таком устройстве, как регулятор напряжения генератора, но не каждый способен сказать, какие принципы лежат в основе его работы и как можно осуществить диагностику. Стоит отметить, что этот прибор крайне важен, ведь с его помощью происходит стабилизация напряжения на выходе генератора. Представьте, как работает двигатель в процессе движения. Обороты его постоянно изменяются, причем в широком диапазоне, начиная от 700-900 об/мин, а заканчивая пятью, семью либо даже десятью тысячами. Как следствие – частота вращения ротора генератора также изменяется в широком диапазоне. И при любом значении оборотов должно поддерживаться стабильное напряжение, которого будет достаточно для зарядки аккумуляторной батареи. Если имеются какие-либо дефекты, то требуется тщательная проверка регулятора напряжения генератора.

Механические регуляторы напряжения

История автомобилестроения насчитывает уже более сотни лет, за это время было изобретено и внедрено множество конструкций, которые улучшают показатели всех агрегатов. Среди них и реле-регулятор, так как современная машина не сможет без него нормально работать. Изначально использовались механические устройства, в основе которых лежало электромагнитное реле. Например, регулятор напряжения генератора ВАЗ первых моделей был именно таким.

У него, как оказалось позднее, нет никаких плюсов, сплошь и рядом недостатки. Причем основной минус – это низкая надежность вследствие того, что присутствуют подвижные контакты. Они со временем стираются, так как прибор работает постоянно, без остановок. Кроме того, иногда требуется проводить регулировочные работы, что не очень хорошо сказывается на эксплуатации автомобиля. Современность диктует правило, по которому машина должна проходить техобслуживание своевременно в сервисных центрах. И водитель не должен уметь проводить сложный ремонт, от него требуется только умение управлять автомобилем и менять колесо (это максимум).

Электронные реле-регуляторы

По причинам, указанным выше, широкое распространение получили регуляторы напряжения электронного типа. Прогресс не стоит на одном месте, поэтому на смену электромагнитным реле пришли ключевые транзисторы, симисторы, тиристоры. У них очень высокая надежность, так как отсутствуют механические контакты, вместо которых имеется кристалл полупроводника. Конечно, технология производства таких устройств должна быть продумана. В противном случае возможен выход из строя полупроводника. Осуществляется проверка регулятора напряжения генератора такого типа достаточно просто, нужно только учесть его особенности.

Если сравнивать с предыдущим, механическим типом реле-регуляторов, можно увидеть одну особенность – электронные выпускаются в одном корпусе с щетками. Это позволяет сэкономить место, а самое главное – облегчить процедуру замены и диагностики. Особая черта электронных типов – это точность регулирования напряжения. Свойства полупроводника не изменяются в процессе работы. Поэтому напряжение на выходе генератора всегда будет одинаковым. Но стоит поговорить и о способе регулирования, о том, как происходит весь процесс. А он достаточно интересный, придется рассмотреть в общих чертах конструкцию генератора.

Из каких элементов состоит автомобильный генератор

Основа – это корпус, иначе он называется статором. Это неподвижная часть любой электрической машины. В статоре имеется обмотка. В автомобильных генераторах она состоит из трех частей. Все дело в том, что на выходе генерируется трехфазное переменное напряжение, значение его — около 30 Вольт. Причина использования такой конструкции – уменьшение пульсаций, так как фазы перекрывают друг друга, в результате появляется после выпрямителя постоянный ток. Для преобразования напряжения используются шесть полупроводниковых диодов. Они имеют одностороннюю проводимость. Если произойдет пробой, то определить это при помощи тестера достаточно просто.

Но не будет на выходе статорной обмотки напряжения, если не учесть одно условие – необходимо магнитное поле, причем движущееся. Сделать его несложно, достаточно на металлическом якоре намотать обмотку и подать на нее питание. Но теперь возникает вопрос о стабилизации напряжения. Делать это на выходе нет смысла, так как элементы потребуются очень мощные, ведь токи большие. Но тут приходит на помощь конструкторам одна особенность электрических машин – если на роторную обмотку подать стабилизированное напряжение, то магнитное поле не будет изменяться. Следовательно, на выходе генератора также стабилизируется напряжение. Так же работает и генератор ВАЗ 2107, регулятор напряжения которого функционирует на тех же принципах, что и у «десяток».

Компоненты регулятора напряжения

Современные автомобили оснащаются довольно простыми конструкциями. Они неразборные, совмещены в одном корпусе два элемента – непосредственно регулятор и графитовые щетки, передающие напряжение питания на роторную обмотку генератора. Причем электронные типы устройств могут быть двух видов. Например, регулятор напряжения генератора ВАЗ-2110 выпуска конца 90-х годов был изготовлен на монтажной плате небольшого размера. Современные же устройства делаются с использованием одного кристалла полупроводника, в котором находятся все элементы. Можно даже сказать, что это небольшая микросхема.

Графитовые щетки подключаются к выводам монтажной платы или полупроводникового элемента. Напряжение к ним подается от аккумуляторной батареи через лампу, которая необходима для диагностики генератора. Обратите внимание на то, что нельзя ставить вместо нее светодиодные элементы, так как у них нет внутреннего сопротивления. Грубо говоря, лампа накаливания работает и в качестве предохранителя. Если нить перегорает, то прекращается подача напряжения на роторную обмотку, генератор перестает работать. Если же загорается лампа, то имеется поломка. Либо щетки стерлись, либо ремень порвался, но иногда случается и так, что выходят из строя полупроводниковые диоды в выпрямителе. В таком случае необходима замена регулятора напряжения генератора на новый.

Как снять регулятор

Если неисправность только лишь в регуляторе напряжения, то работ по его замене немного. Инструмента тоже особого потребуется – хватит одной отвертки. Полностью разбирать генератор не нужно, так как щетки с регулятором напряжения находятся на задней его крышке.

Не потребуется даже ослаблять ремень. Снимать регулятор напряжения генератора 2110 нужно в двух случаях:

  1. Стерлись полностью щетки.
  2. В полупроводнике произошел пробой.

Варианты проверки прибора будут представлены ниже. Для начала отключите аккумуляторную батарею. Дело в том, что от нее идет к генератору силовой провод, на нем нет никакой защиты, потому как с его помощью происходит зарядка АКБ. А ток потребления этой цепи очень высокий. На корпусе регулятора имеется один разъем, от него отсоедините провод. Теперь можно выкрутить два болта крепления. После этого регулятор напряжения генератора без труда извлекается из задней крышки. Настало время проверить его.

Диагностика регулятора напряжения

Первым делом обратите внимание на состояние щеток – если их длина меньше 0,5 см, то необходимо менять узел в сборе. Не стоит заниматься изобретением велосипеда. Припаивать новые щетки нет смысла, так как надежность от этого только пострадает. Так как проверить регулятор напряжения генератора можно несколькими способами, начать стоит с самого сложного – со снятием прибора. Для диагностики вам потребуется блок питания, на выходе которого напряжение можно изменять в пределах 10-18 Вольт.

Также вам необходима лампа накаливания. Ее электрические параметры следующие: напряжение питания — 12 Вольт, мощность — 2-3 Ватта. Подаете питание следующим образом:

  1. Плюсовой вывод на разъем в корпусе регулятора (он на новых образцах единственный).
  2. Минус на общую пластину.

Лампа накаливания включается между двумя щетками. Порядок действий следующий:

  1. При подаче напряжения 12-12,5 Вольт лампа накаливания должна гореть.
  2. При напряжении свыше 15 Вольт она должна гаснуть.

Если она горит при любом напряжении питания, либо не горит ни в одном из этих случаев, то имеется поломка регулятора и его требуется заменить.

Как сделать диагностику без снятия?

Не рекомендуется проводить такую проверку, так как нет возможности оценить состояние щеточного узла. Но случаи бывают разные, поэтому даже такая диагностика может дать свои плоды. Для работы вам потребуется мультиметр или, если такового нет, лампа накаливания. Для вас главное – это провести замер напряжения в бортовой сети автомобиля, определить, нет ли скачков. Но их можно заметить и при езде. Например, мигание света при изменении оборотов коленчатого вала двигателя.

Но точнее окажутся измерения, проведенные с использованием мультиметра или вольтметра с растянутой шкалой. Заведите двигатель и включите ближний свет. Подключите мультиметр к клеммам аккумуляторной батареи. Напряжение не должно превышать 14,8 Вольт. Но и нельзя, чтобы оно опускалось ниже 12. Если оно находится не в дозволенном интервале, то имеется поломка регулятора напряжения. Не исключено, что нарушены контакты в местах соединения прибора с генератором, либо окислены контакты проводов.

Модернизация схемы регулятора

То, насколько полной будет зарядка аккумулятора, напрямую зависит от регулятора напряжения. К сожалению, простые конструкции, описанные выше, имеют большой разброс параметров. Поэтому, купив в одном магазине три экземпляра одинаковых устройств, вы получите различное напряжение на выходе. И это факт, никто и спорить не будет. Если не хватает аккумулятору зарядки, то он будет за короткое время терять свою емкость. И завести двигатель не сможет. Потребуется его восстанавливать только стационарным зарядным устройством.

Но ведь можно установить регулятор напряжения генератора трехуровневый, который позволяет изменять характеристики простым переключением тумблера. В его схеме находятся два полупроводника, у которых характеристики немного отличаются. За счет этого появляется возможность регулировки выходного напряжения. При включении одного полупроводника на выходе появляется 14,5 Вольт, а если другой пустить в цепь, то будет несколько выше. Использование такого устройства актуально в зимний период времени, когда емкость АКБ снижается и требуется дополнительная зарядка.

Как установить трехуровневый регулятор?

Для этой процедуры вам потребуется небольшой набор инструментов. Нужна отвертка, термоусадочная изоляция, саморезы, возможно, что необходима будет дрель со сверлом 2-4 мм. Итак, все по порядку. Первым делом нужно выкрутить два болта, которыми крепится щеточный узел и регулятор. На его место нужно поставить новый, который идет в комплекте. Отличие его от простого в том, что там только стоят щетки, полупроводники расположены в отдельном блоке. Второй узел вам нужно расположить недалеко от генератора, на кузове автомобиля.

Для этого сделайте небольшие отверстия для крепления. Стоит заметить, что блок с полупроводниками нуждается в дополнительном охлаждении. Поэтому потребуется его устанавливать на радиатор из алюминия, только после этого производить крепеж к элементам кузова. Если не обеспечить достаточное охлаждение, то возможен выход из строя прибора, а также нарушение его работы – регулирование будет происходить неправильно. После окончания крепежных работ соединяете два узла проводами, проводите изоляцию. Желательно соединительные провода крепить с помощью хомутов-стяжек к имеющимся жгутам.

Можно ли самостоятельно изготовить трехуровневый регулятор?

Если вы знакомы с радиотехникой, можете найти на диоде катод и анод, то для вас не составит труда самому сделать такое устройство. Вопрос в том, есть ли в этом смысл. Вам потребуется для изготовления два диода Шоттки. Если они у вас имеются, то цена конструкции окажется мизерной. Но если же их придется покупать (причем неизвестно, по какой цене), то можно сравнить затраты со стоимостью готового трехуровневого регулятора. Схема регулятора напряжения генератора трехуровневого типа несложная, повторить ее сможет любой человек, который умеет обращаться с паяльником.

Для реализации вашей задумки потребуется еще пластиковый корпус. Можно использовать и алюминий, это даже будет лучше, так как охлаждение будет происходить эффективнее. Только желательно покрыть все поверхности слоем изоляции, чтобы при езде не произошло замыкание контактов на корпус. Также вам потребуется установить переключатель, который будет коммутировать полупроводниковые элементы. Работы по установке прибора на автомобиль аналогичны тем, что были описаны в прошлом пункте. Стоит также заметить, что вам необходимо все равно приобретать щеточный узел.

Выводы

Не нужно пренебрегать таким прибором, как регулятор напряжения автомобильного генератора. От его качества и состояния зависит срок службы аккумуляторной батареи. И если имеются какие-либо дефекты в приборе, то его необходимо заменить. Следите за состоянием этого элемента, при необходимости зачищайте контакты, чтобы не появлялись сбои. Генератор находится в нижней части моторного отсека, а если нет грязезащитного щитка, то на него попадает очень много воды и грязи в плохую погоду. А это приводит к появлению дефектов, причем не только в регуляторе напряжения, но даже в обмотках статора и ротора. Поэтому для нормального функционирования всех систем необходим уход за автомобилем. И перед тем как проверить регулятор напряжения генератора, проведите тщательный осмотр и очистите от загрязнений все элементы конструкции.

Рейтинг 2.5/5 (112 голосов)

Регулятор напряжения поддерживает напряжение бортовой сети в заданных пределах во всех режимах работы при изменении частоты вращения ротора генератора, электрической нагрузки, температуры окружающей среды. Кроме того, он может выполнять дополнительные функции — защищать элементы генераторной установки от аварийных режимов и перегрузки, автоматически включать в бортовую сеть цепь обмотки возбуждения или систему сигнализации аварийной работы генераторной установки.

Все регуляторы напряжения работают по единому принципу. Напряжение генератора определяется тремя факторами — частотой вращения ротора, силой тока, отдаваемой генератором в нагрузку, и величиной магнитного потока, создаваемой током обмотки возбуждения. Чем выше частота вращения ротора и меньше нагрузка на генератор, тем выше напряжение генератора. Увеличение силы тока в обмотке возбуждения увеличивает магнитный поток и с ним напряжение генератора, снижение тока возбуждения уменьшает напряжение.

Все регуляторы напряжения, отечественные и зарубежные, стабилизируют напряжение изменением тока возбуждения. Если напряжение возрастает или уменьшается, регулятор соответственно уменьшает или увеличивает ток возбуждения и вводит напряжение в нужные пределы.

Блок-схема регулятора напряжения представлена на рис. 1.

Регулятор 1 содержит измерительный элемент 5, элемент сравнения 3 и регулирующий

элемент 4. Измерительный элемент воспринимает напряжение генератора 2 Ud и преобразует его в сигнал Uизм., который в элементе сравнения сравнивается с эталонным значением Uэт.

Если величина Uизм. отличается от эталонной величины Uэт, на выходе измерительного элемента появляется сигнал Uo, который активизирует регулирующий элемент, изменяющий ток в обмотке возбуждения так, чтобы напряжение генератора вернулось в заданные пределы.

Таким образом, к регулятору напряжения обязательно должно быть подведено напряжение генератора или напряжение из другого места бортовой сети, где необходима его стабилизация, например, от аккумуляторной батареи, а также подсоединена обмотка возбуждения генератора. Если функции регулятора расширены, то и число подсоединений его в схему растет.

Чувствительным элементом электронных регуляторов напряжения является входной делитель напряжения. С входного делителя напряжение поступает на элемент сравнения, где роль эталонной величины играет обычно напряжение стабилизации стабилитрона. Стабилитрон не пропускает через себя ток при напряжении ниже напряжения стабилизации и пробивается, т.е. начинает пропускать через себя ток, если напряжение на нем превысит напряжение стабилизации. Напряжение же на стабилитроне остается при этом практически неизменным.

Ток через стабилитрон включает электронное реле, которое коммутирует цепь возбуждения таким образом, что ток в обмотке возбуждения изменяется в нужную сторону. В вибрационных и контактно-транзисторных регуляторах чувствительный элемент представлен в виде обмотки электромагнитного реле, напряжение к которой, впрочем, тоже может подводиться через входной делитель, а эталонная величина — это сила натяжения пружины, противодействующей силе притяжения электромагнита.

Коммутацию в цепи обмотки возбуждения осуществляют контакты реле или, в контактно-транзисторном регуляторе, полупроводниковая схема, управляемая этими контактами.

Особенностью автомобильных регуляторов напряжения является то, что они осуществляют дискретное регулирование напряжения путем включения и выключения в цепь питания обмотки возбуждения (в транзисторных регуляторах) или последовательно с обмоткой дополнительного резистора (в вибрационных и контактно- транзисторных регуляторах), при этом меняется относительная продолжительность включения обмотки или дополнительного резистора.

Поскольку вибрационные и контактно-транзисторные регуляторы представляют лишь исторический интерес, а в отечественных и зарубежных генераторных установках в настоящее время применяются электронные транзисторные регуляторы, удобно рассмотреть принцип работы регулятора напряжения на примере простейшей схемы, близкой к отечественному регулятору напряжения Я112А1 и регулятору EE14V3 фирмы BOSCH (рис. 2).

Регулятор 2 на схеме работает в комплекте с генератором 1, имеющим дополнительный

выпрямитель обмотки возбуждения. Чтобы понять работу схемы, следует вспомнить, что, как было показано выше, стабилитрон не пропускает через себя ток при напряжениях ниже величины напряжения стабилизации. При достижении напряжением этой величины стабилитрон пробивается, и по нему начинает протекать ток.

Транзисторы же пропускают ток между коллектором и эмиттером, Т.е. открыты, если в цепи база-эмиттер ток протекает, и не пропускают этого тока, т.е. закрыты, если базовый ток прерывается.

Напряжение к стабилитрону VD1 подводится от выхода генератора Д через делитель напряжения на резисторах R1, R2. Пока напряжение генератора невелико, и на стабилитроне оно ниже напряжения стабилизации, стабилитрон закрыт, ток через него, а, следовательно, и в базовой цепи транзистора VT1 не протекает, транзистор VT1 закрыт. В этом случае ток через резистор R6 от вывода Д поступает в базовую цепь транзистора VT2, он открывается, через его переход эмиттер-коллектор начинает протекать ток в базе транзистора VT3, который открывается тоже. При этом обмотка возбуждения генератора оказывается через переход эмиттер-коллектор VT3 подключена к цепи питания.

Соединение транзисторов VT2, VT3, при котором их коллекторные выводы объединены, а питание базовой цепи одного транзистора производится от эмиттера другого, называется схемой Дарлингтона. При таком соединении оба транзистора могут рассматриваться как один составной транзистор с большим коэффициентом усиления. Обычно такой транзистор и выполняется на одном кристалле кремния.

Если напряжение генератора возросло, например, из-за увеличения частоты вращения его ротора, то возрастает и напряжение на стабилитроне VD1. При достижении этим напряжением величины напряжения стабилизации стабилитрон VD1 пробивается, ток через него начинает поступать в базовую цепь транзистора VT1, который открывается и своим переходом эмиттер-коллектор закорачивает вывод базы составного транзистора VT2, VТЗ на «массу». Составной транзистор закрывается, разрывая цепь питания обмотки возбуждения. Ток возбуждения спадает, уменьшается напряжение генератора, закрываются стабилитрон VD2, транзистор VT1, открывается составной транзистор VT2, VТЗ, обмотка возбуждения вновь включается в цепь питания, напряжение генератора возрастает и т.д., процесс повторяется.

Таким образом регулировка напряжения генератора регулятором осуществляется дискретно через изменение относительного времени включения обмотки возбуждения цепи питания. При этом ток в обмотке возбуждения изменяется так, как показано на рис. 3.

Если частота вращения генератора возросла или нагрузка его уменьшилась, время включения обмотки уменьшается, если частота вращения уменьшилась или нагрузка возросла — увеличивается.

В схеме регулятора по рис. 2имеются элементы, характерные для схем всех применяющихся на автомобилях регуляторов напряжения. Диод VD2 при закрытии составного транзистора VT2, VT3 предотвращает опасные всплески напряжения, возникающие из-за обрыва цепи обмотки возбуждения со значительной индуктивностью. В этом случае ток обмотки возбуждения может замыкаться через этот диод, и опасных всплесков напряжения не происходит. Поэтому диод VD2 называется гасящим.

Сопротивление R3 является сопротивлением жесткой обратной связи. При открытии составного транзистора VT2, VT3 оно оказывается подключенным параллельно сопротивлению R2 делителя напряжения. При этом напряжение на стабилитроне VD2 резко уменьшается, что ускоряет переключение схемы регулятора и повышает частоту этого переключения. Это благотворно сказывается на качестве напряжения генераторной установки.

Конденсатор С1 является своеобразным фильтром, защищающим регулятор от влияния импульсов напряжения на его входе. Вообще конденсаторы в схеме регулятора либо предотвращают переход этой схемы в колебательный режим и возможность влияния посторонних высокочастотных помех на работу регулятора, либо ускоряют переключения транзисторов. В последнем случае конденсатор, заряжаясь в один момент времени, разряжается на базовую цепь транзистора в другой момент, ускоряя броском разрядного тока переключение транзистора и, следовательно, снижая потери мощности в нем и его нагрев.

Из рис. 2 хорошо видна роль лампы контроля работоспособного состояния генераторной установки НL. При неработающем двигателе внутреннего сгорания замыкание контактов выключателя зажигания SA позволяет току от аккумуляторной батареи GA через эту лампу поступать в обмотку возбуждения генератора. Этим обеспечивается первоначальное возбуждение генератора. Лампа при этом горит, сигнализируя, что в цепи обмотки возбуждения нет обрыва.

После запуска двигателя, на выводах генератора Д и «+» появляется практически одинаковое напряжение и лампа гаснет. Если генераторная установка при работающем двигателе автомобиля не развивает напряжения, то лампа HL продолжает гореть и в этом режиме, что является сигналом об отказе генераторной установки или обрыве приводного ремня.

Введение резистора R в генераторную установку способствует расширению диагностических способностей лампы HL. При наличии этого резистора, если при работающем двигателе автомобиля произойдет обрыв цепи обмотки возбуждения, то лампа HL загорится.

Аккумуляторная батарея для своей надежной работы требует, чтобы с понижением температуры электролита напряжение, подводимое к батарее от генераторной установки, несколько повышалось, а с повышением температуры — понижалось.

Для автоматизации процессов изменения уровня поддерживаемого напряжения применяется датчик, помещенный в электролит аккумуляторной батареи и включаемый в схему регулятора напряжения. В простейшем случае термокомпенсация в регуляторе подобрана таким образом, что в зависимости от температуры поступающего в генератор охлаждающего воздуха напряжение генераторной установки изменяется в заданных пределах.

В рассмотренной схеме регулятора напряжения, как и во всех регуляторах аналогичного типа, частота переключений в цепи обмотки возбуждения изменяется по мере изменения режима работы генератора. Нижний предел этой частоты составляет 25-50 Гц. Однако имеется и другая разновидность схем электронных регуляторов, в которых частота переключения строго задана. Регуляторы такого типа оборудованы широтно-импульсным модулятором (ШИМ), который и обеспечивает заданную частоту переключения.

Применение ШИМ снижает влияние на работу регулятора внешних воздействий, например, уровня пульсаций выпрямленного напряжения и т.п.

В настоящее время все больше зарубежных фирм переходит на выпуск генераторных установок без дополнительного выпрямителя. Для автоматического предотвращения разряда аккумуляторной батареи при неработающем двигателе автомобиля в регулятор такого типа заводится фаза генератора.

Регуляторы, как правило, оборудованы ШИМ, который, например, при неработающем двигателе переводит выходной транзистор в колебательный режим, при котором ток в обмотке возбуждения невелик и составляет доли ампера.

После запуска двигателя сигнал с вывода фазы генератора переводит схему регулятора в нормальный режим работы. Схема регулятора осуществляет в этом случае и управление лампой контроля работоспособного состояния генераторной установки.

Как известно, в любом транспортном средстве генератор является одним из основных узлов, выход из строя которого не позволит осуществить запуск двигателя. Такое устройство состоит из множества компонентов, но одним из самых основных является трехуровневый регулятор. Что представляет собой это устройство напряжения, каково его назначение, какие бывают виды, как произвести диагностику — читайте ниже.

Характеристика регулятора напряжения

Новое и старое реле регулятора

Сколько генератор должен выдавать напряжения, какие существуют виды выносных реле, как работает элемент? Какие признаки неисправности, как повысить или увеличить выходные показатели, что делать если напряжение прыгает? В первую очередь, необходимо разобраться с вопросами конструкции и назначения.

Назначение

Итак, какие признаки неисправности, какие функции выполняет трехуровневый регулятор напряжения? Когда двигатель любого автомобиля запускается, в первую очередь, под воздействием постоянного тока, начинает работать коленвал. Именно из-за постоянного тока он начинает задавать движение ротору, и только после этих действий в работу вступает непосредственно автомобильный генератор. Трехуровневый регулятор напряжения производит мониторинг всех этих процессов, этот элемент также часто называется реле постоянного тока.

Без этого устройства ток в бортовой сети не сможет запустить сам генератор в работу, тем более, что не будет осуществляться контроль подачи тока. Кроме того, трехуровневый регулятор напряжения позволяет удерживать ток в определенном интервале.

Конструкция

Общая схема работы

Даже самый простой и самодельный регулятор должен быть способным оптимально регулировать напряжения, что осуществляется в результате работы ротора. Как правило, в автомобилях современного производства ротор крутится вправо, но бывают и исключения.

Любой регулятор напряжения генератора, даже самодельный и простой будет состоять из следующих компонентов:

  1. Крыльчатка. Этот компонент монтируется на внешней стороне устройства. Его предназначение заключается в обдуве, а также дальнейшем охлаждении обмотки.
  2. Крышка корпуса, предназначена для закрытия доступа к внутренним компонентам устройства, чтобы защитить конструкцию от грязи, пыли и прочего мусора. Помимо этого, крышка может быть дополнительно оснащена кожухом. Если кожух имеется, то сам регулятор будет установлен за ним.
  3. Устройство выпрямителей. Такая схема состоит из нескольких диодов. Как правило, диодов шесть. Следует отметить, что все диоды схемы подсоединяются друг к другу по так называемому мосту.
  4. Ротор с обмоткой. Данный компонент вращается вокруг оси, таким образом, ротор должен выдавать магнитное поле в корпусе.
  5. Статор — еще один компонент схемы. На корпусе статора находится три обмотки, которые соединены между собой. Эти обмотки схемы позволяют не только выдать большое количество заряда и мощности для АКБ, но и обеспечить постоянным током всю бортовую цепь машины.
  6. Непосредственно реле. Благодаря автомобильному реле схема может поддерживать оптимальный уровень напряжение в необходимом диапазоне. Напряжение не должно быть слишком большое — оно всегда оптимальное (автор видео — Николай Пуртов).

Сколько мощности в амперах должен выдавать автомобильный регулятор после подключения? Схема выработки напряжения осуществляется по определенному принципу. В результате вращений ротора, на обмотку возбуждения всегда воздействует не очень большое напряжение, пока генератор подключен к АКБ. Пока происходит вращение, на выводах появляется переменный ток, поступающий на обмотку. Вращение ротора обеспечивается ремешком генератора.

Сколько должен выдать энергии этот прибор — второстепенный вопрос, ведь когда эта энергия сгенерированная, в первую очередь большое напряжение нужно выпрямить. Для этой цели используются диодные мосты. Поскольку напряжение большое, в работу вступает электронный регулятор напряжения. Данный компонент реагирует на изменения тока, которые происходят на схеме, после чего отправляет эту информацию к сравнивающему прибору, предназначенному для анализа необходимых показаний с теми, которые поступили. Если напряжение на зажимах генератора становится более низким, регулятор начинает увеличивать уровень постоянного тока в схеме, повышая его до необходимого.

Принцип работы

Если подключить к источнику питания обмотку без регулятора, то уровень постоянного тока будет слишком высоким. Благодаря реле на схеме происходит выравнивание этого параметра, чтобы не допустить выхода из строя оборудования. Сам регулятор представляет собой, по сути, выключатель. В том случае, если уровень тока возрастает до 13.-14 вольт, устройство автоматически отключает от сети обмотку и включает ее, если уровень тока слишком низкий. В итоге осуществляется регулярная коммутация проводки с высокой частотой, соответственно, генератор может вырабатывать более высокое напряжение (автор видео — Alex ZW).

Разновидности

Для подключения к бортовой схеме автомобиля существует несколько типов регуляторов, предназначенных для работы в условиях постоянного тока в амперах. Следует отметить, что для некоторых из них характерны определенные неисправности. Но, как показывает практика, в большинстве случаев неисправности у этих устройств обычно идентичные друг другу. Перед тем, как мы расскажем о том, как осуществляется проверка регулятора напряжения постоянного тока в автомобиле и как выявить неисправности, уделим внимание видам.

Так вы сможете понять, какой тип лучше:

  1. Двухуровневый тип является морально устаревшим, но наши автолюбители сегодня продолжают его использовать. В основе таких регуляторов лежит электромагнит, который подключается к датчику обмотки. В качестве задающих элементов выступают пружины, а функцию сравнивающего компонента выполняет подвижный рычаг. Его габариты довольно небольшие, с его помощью выполняется коммутация. Основным недостатком, который зачастую приводит к неисправности, является небольшой ресурс использования устройства.
  2. Электронные устройства на 40 ампер считаются полупроводниковыми. Они характеризуются высоким ресурсом эксплуатации, соответственно, с неисправностями владельцы автомобилей с электронными регуляторами сталкиваются реже.
  3. Трехуровневые конструкции по своему устройству практически не отличаются от тех, которые мы уже рассмотрели. Принципиальная разница заключается только в том, что такие устройства оснащены добавочным сопротивлением.
  4. Многоуровневые — еще один вид. Некоторые эксперты считают, что такие регуляторы лучше других, поскольку они оснащаются тремя и даже пятью добавочными сопротивлениями. Кроме того, есть модели, которые могут работать в следящем режиме.

Стоимость регуляторов может варьироваться в зависимости от типа и модели. Какой лучше приобрести — дело сугубо каждого. В среднем стоимость таких элементов варьируется в районе 5 долларов. Если вам позволяет бюджет, лучше приобрести сразу два регулятора. Почему лучше? Потому что эта деталь является незаменимой в дороге.

Проведение диагностики регулятора напряжения своими руками

Как проверить регулятор напряжения автомобиля для выявления неисправностей своими руками? Что лучше замерить своими руками — амперы или вольты, чем лучше воспользоваться. Для выявления неисправностей своими руками необходимо использовать мультиметр или вольтметр. Необходимо, чтобы на устройстве была шкала для измерений на 15-30 вольт. Диагностику неисправностей автомобильного реле на 40 ампер или ниже своими руками с помощью мультиметра необходимо осуществлять только при заряженном аккумуляторе.

Диагностика вышедшего из строя реле с помощью вольтметра

  1. Сначала необходимо включить зажигание.
  2. Запустите своими руками двигатель, дайте ему поработать, при этом фары необходимо включить. Пусть мотор работает, пока количество оборотов не составит около 2.5-3 тыс. Как правило, для этого необходимо подождать около 10 минут.
  3. При помощи вольтметра произведите замер напряжения на клеммах АКБ. Параметр должен составлять около 14.1-14.3 вольт.

В том случае, если во время диагностики показатели получились ниже или выше, лучше приобрести новое реле на 40 ампер. В ходе диагностики штекеры ни в коем случае нельзя перемыкать, поскольку это может привести к деформации и неработоспособности выпрямительного блока. Для получения более точных показателей необходимо убедиться в том, что ремень генератора натянут хорошо.

Видео «Диагностика состояния реле регулятора»

Как своими руками осуществить проверку неисправностей этого элемента — узнайте из видео ниже (автор видео — Вячеслав Чистов).

Извините, в настоящее время нет доступных опросов.

Реле-регулятор. Устройство реле-регулятора

Рассмотрим устройство и принцип действия реле-регулятора ⭐ контактно-вибрационного типа, регулирующего работу генератора постоянного тока и состоящего из РОТ, РН и ОТ.

Реле обратного тока включает в себя последовательную 1 и параллельную 4 обмотки. Если напряжение генератора 13 ниже напряжения аккумуляторной батареи 16, то магнитный поток, создаваемый параллельной обмоткой, мал. Поэтому якорь 5 не может притянуться к сердечнику и замкнуть контакты 6 РОТ. По мере увеличения частоты вращения коленчатого вала двигателя повышается напряжение, вырабатываемое генератором. Когда напряжение превысит напряжение включения РОТ (достигнет 12,5 В в 12-вольтной системе или 25 В в 24-вольтной системе электрооборудования), якорь притянется к сердечнику, и контакты 6 замкнутся. Ток пойдет по обмоткам 1 и 4 в таком направлении, что их магнитные поля совпадут. В результате магнитное поле последовательной обмотки 1 усилит эффект прижатия контактов 6. Генератор будет обеспечивать питание потребителей, а излишек его мощности будет использован для подзарядки аккумуляторной батареи.

С уменьшением частоты вращения вала двигателя или при его остановке напряжение генератора становится меньше напряжения на клеммах батареи. Электрический ток при этом стремится течь от нее к якорю 15 генератора, что может привести к перегрузке последнего. Магнитный поток последовательной обмотки 1 сразу изменит направление и размагнитит сердечник 2, контакты 6 разомкнутся и генератор отключится от батареи. Пружина 3 способствует быстрому размыканию контактов РОТ.

Регулятор напряжения представляет собой прибор, аналогичный РОТ. Контакты РН 10 в отличие от контактов РОТ под воздействием пружины стремятся быть замкнутыми. Они остаются в этом положении, если напряжение Ur генератора 13 ниже напряжения Uрh, на которое отрегулирован РН. Ток возбуждения генератора проходит по цепи вывод Я генератора — обмотки 7 и 8 ОТ — замкнутые контакты 10 — вывод Ш обмотки возбуждения 14 генератора — «масса» (корпус) генератора.

Рис. Схема реле-регулятора:
1 — последовательная обмотка РОТ; 2 — сердечник РОТ; 3 пружина; 4 — параллельная обмотка РОТ; 5 — якорь; 6 — контакт РОТ; 7 — последовательная обмотка ОТ; 8 — ускоряющая обмотка ОТ; 9 — контакт ОТ; 10 — контакт РН; 11 — выравнивающая обмотка РН; 12 — параллельная обмотка РН; 13 — генератор; 14 — обмотка возбуждения генератора; 15 — якорь генератора; 16 — аккумуляторная батарея; 17 — стартер; 18 — выключатели зажигания; 19 — контрольная лампа; 20—22 — резисторы; А, Б, Ш, Я — маркировка выводов реле-регулятора

В момент, когда Ur > Uph, контакты 10 разомкнутся и ток возбуждения, минуя контакты 9 ОТ, пойдет через резисторы 20 и 21. Это произойдет при напряжении 14,5… 15 В в 12-вольтной системе и 29… 30 В в 24-вольтной. В результате сила тока в обмотках возбуждения уменьшится, а напряженность магнитного силового поля генератора снизится. Значение ЭДС в обмотке якоря и напряжение на выходных клеммах генератора также понизятся.

При снижении напряжения генератора уменьшится сила притяжения якоря параллельной обмоткой 12 РН, контакты 10 вновь замкнутся, и сила тока возбуждения увеличится.

Рассмотренный процесс повторяется периодически при частоте размыкания и замыкания контактов 10 в пределах 30… 200 с-1. Однако колебание напряжения на выводах генератора при этом не превышает 0,2 В. Напряжение, поддерживаемое РН, остается примерно постоянным и не сказывается на изменении силы света ламп освещения.

Ограничитель тока работает аналогично РН, но его последовательная обмотка 7 реагирует не на напряжение, а на силу отдаваемого генератором 13 тока. До тех пор пока мощность включенных потребителей не превышает номинальной мощности генератора, сердечник ОТ намагничен слабо и пружина подвижных контактов 9 удерживает их в замкнутом положении. Если мощность включенных потребителей превысит номинальную мощность генератора, то сердечник ОТ намагнитится настолько, что разомкнет контакты 9. В этом случае ток возбуждения пойдет двумя путями:

  1. через резистор 22, замкнутые контакты 10 Ph и далее к выводу Ш генератора 13
  2. через ускоряющую обмотку 8 ОТ, резисторы 20 и 21 и далее также к выводу Ш

Обмотка 8 способствует ускорению замыкания контактов 9, поскольку включена последовательно в цепь обмотки возбуждения генератора и создает магнитный поток, совпадающий по направлению с магнитным потоком основной обмотки ОТ.

Ответы на вопросы

Что такое реле регулятор?

Реле регулятор напряжения (или просто реле напряжения) – это устройство, предназначенное для сохранения бортового напряжения сети, получаемого с генератора.

Как работает реле регулятор напряжения?

Регулятор содержит 3 элемента: измерительный, сравнения и регулирующий. Измерительный элемент воспринимает напряжение генератора и преобразует его в сигнал, который в элементе сравнения сравнивается с эталонным значением. Если измеренная величина отличается от эталонной величины, на выходе измерительного элемента появляется сигнал, который активизирует регулирующий элемент, изменяющий ток в обмотке возбуждения так, чтобы напряжение генератора вернулось в заданные пределы.


Регулятор напряжения генератора

Для корректной работы автомобильного генератора необходима регулировка напряжения. Благодаря устройству потенциал поддерживается в рабочем диапазоне.

Общий вид автомобильного генератора

Важно знать об устройстве, принципе работы, диагностике, ремонте и замене регулятора напряжения в автомобиле. Это позволит избежать ряда негативных ситуаций в дороге, таких как незапуск двигателя, сгорание проводки автомобиля.

Строение генератора

Вне зависимости от марки и модели автомобиля, типа автомобильного генератора, всегда в конструкцию включен регулятор напряжения, позволяющий поддерживать работоспособность независимо от частоты вращения ротора. Регулировка осуществляется за счет изменения силы электротока на обмотке ротора.

Узлы генератора (схема):

  • Статор (корпус) – неподвижная часть автомобильного генератора.
  • Обмоток три, соединены они в одну звездой, которая формирует трехфазное переменное напряжение.
  • Ротор, на лопатках которого образуется магнитное поле, и ЭДС.
  • Выпрямитель трехфазный – полупроводниковые диоды, преобразующие напряжение. Одна сторона диодов токопроводящая, другая – с изолированной поверхностью.
  • Устройство автоматического регулирования напряжения.

Ротор генератора автомобиля

Три обмотки позволяют значительно снизить пульсацию за счет перекрытия фаз между собой.

Принцип работы генератора

При движении ротора возникает ЭДС на выходе автомобильного генератора, который напрямую связан с АКБ. С помощью регулировки она передается на обмотку возбуждения статора. При увеличении частоты вращения ротора, напряжение начинает изменяться.

Напряжение на обмотке присутствует всегда.

Для стабилизации величины напряжения устанавливается реле регулятора напряжения, где происходит обработка, сравнение (в аналитическом блоке) входного сигнала. При отклонении от нормы блок управления подает сигнал на исполнительный механизм, где происходит снижение силы тока. После этого напряжение на выходе автомобильного генератора стабилизируется. При слишком низком значении тока, регулятор повышает выходное напряжение.

Принцип работы регулятора напряжения

Для повышения надежности работы регуляторы выполняют по упрощенным схемам. Включает несколько устройств: сравнение сигнала, орган управления, задающий и специальный датчики.

Готовая схема состоит из двух основных элементов:

  • Регулятор. Устройство, которое позволяет настраивать и контролировать напряжение. Изготавливается в двух исполнениях – аналоговом (механическом) и цифровом (электронном).
  • Графитовые щетки, которые подключаются к полупроводниковым элементам. Предназначены для сообщения напряжения на ротор автомобильного генератора.

Графитовые щетки передают напряжение на ротор генератора автомобиля

Современные устройства имеют микропроцессорную базу.

Двухуровневая схема регулирования

В состав входят три основных элемента: генератор, аккумуляторная батарея, выпрямитель. Внутри устройства находится магнит, обмотка которого соединена с контроллером. В качестве задающих устройств используются металлические пружины, а сравнивающих – подвижные рычаги. Контактная группа используется в качестве измерительного прибора, а постоянное сопротивление в качестве устройства регулирования.

Двухуровневый регулятор напряжения

Принцип работы двухуровневого регулятора

При возникновении напряжения и электромагнитного поля происходит сравнение сигналов. В качестве сравнивающего устройства применяется пружина, которая действует на плечо рычага. Магнитное поле действует на рычаг в нескольких направлениях  (замыкает, размыкает, остается неизменным), после чего схема регулятора действует в зависимости от величины напряжения.

При выходе сигнала из рабочего диапазона в большую сторону происходит размыкание контактов.

В цепь подключено постоянное напряжение.

При этом на обмотку подается меньший ток и напряжение стабилизируется. Если изначально происходит замыкание контактов, которое свидетельствует о низком напряжении, сила тока увеличивается, и генератор продолжает работать в нормальном режиме.

Недостатки механических моделей:

  • быстрый износ деталей;
  • применение электромагнитных реле.

Электронные регуляторы

Работают идентично аналоговым моделям за исключением того, что механические элементы заменены на цифровые датчики. Вместо электромагнитных классических реле применяют тиристоры, симисторы, транзисторы и др. Чувствительный элемент представляет собой систему постоянных резисторов, установленных на делителе напряжения.

Схема электронного регулятора

Принцип работы состоит в следующем: при подаче напряжения на тиристоры происходит сравнение выходных сигналов. Исполнительный орган в зависимости от полученных данных замыкает или размыкает, при необходимости включая в схему добавочное сопротивление.

Преимущества электронных моделей:

  • высокая точность регулировки;
  • регулятор установлен в едином блоке со щетками, что позволяет экономить место, упрощать диагностику, ремонт и замену оборудования;
  • повышенная надежность и долговечность;
  • более тонкая настройка прибора;
  • в качестве выпрямителей применяются полупроводниковые диоды, благодаря которым обеспечивается стабильность напряжения на выходе;
  • задающий элемент выполнен в виде стабилитрона.

Для новых моделей автомобилей целесообразно применение более совершенных систем регулирования ввиду более сложного технического устройства.

Снятие регулятора напряжения

Для того чтобы убрать регулятор с задней крышки автомобильного генератора, необходима отвертка (крестовидная или плоская). Сам автогенератор и ремень снимать не нужно.

Снимать конструкцию можно только после отсоединения аккумуляторной батареи. Далее необходимо отсоединить провод от автомобильного генератора, открутив крепежные болты.

Главные причины неисправностей автогенератора:

  • стирание угольных щеток;
  • пробой изоляции полупроводниковых элементов.

Проверка работоспособности регулятора

Практически на всех моделях авто реле регулятора диагностируется аналогично. Для проведения диагностики необходим источник постоянного напряжения (аккумулятор, батарейки), лампа 12 В или вольтметр.

Контакт минус присоединяется к пластине устройства, «плюс» – к разъему реле регулятора.

После снятия регулятора с корпуса необходимо проверить работоспособность щеток. Если они менее 5мм в длину, то щеточный узел подлежит замене.

Лампа накаливания должна быть включена в схему между парой щеток:

  • потухание лампочки при увеличении напряжения говорит об исправности аппарата;
  • постоянное свечение лампочки при изменении параметров сигнализирует о неисправности регулятора напряжения.

Пайка новых щеток не принесет результата, т.к. надежность конструкции значительно уменьшится. Недопустимо использовать для проверки светодиодную продукцию, т.к. проведение диагностики по данной схеме не даст реальных результатов.

Проверка без снятия напряжения

Заключается в измерении бортового напряжения в автомобиле. Наличие скачков в сети также определяется миганием ламп во время поездки. Для проверки понадобится мультиметр (либо обычная лампа накаливания). Мультиметр позволяет получить более точные результаты.

Порядок действий:

  1. Завести двигатель, включить фары.
  2. Присоединить измерительный прибор к АКБ.
  3. Рабочее напряжение колеблется в пределах 12..14,8 В. При выходе за данный интервал регулятор напряжения считается неисправным.

Проверка под напряжением не позволяет определить состояние щеточного узла. Выход за рабочие параметры напряжения может быть связан с ослаблением или окислением контактов.

Происходит усовершенствование работы систем регулирования в автомобилях. Для современных авто нет смысла использовать двухуровневое регулирование. Более совершенные системы имеют 2 и более добавочных сопротивлений. В новых моделях вместо традиционного добавочного сопротивления используется принцип увеличения частоты срабатывания электронного ключа.

Наравне с классическими, применяются системы следящего автоматического регулирования, в которых нет электромагнитного реле.

Самым распространенным методом является трехуровневая схема регулировки с частотной модуляцией для управления логическими элементами.

Трехуровневая схема регулирования

Качество зарядки аккумуляторной батареи зависит от эффективности работы регулятора напряжения. При неполной зарядке аккумулятор теряет емкость с большой скоростью, и впоследствии завести двигатель становится невозможно.

Трехуровневый регулятор напряжения

Двухуровневые модели имеют большой недостаток – разброс величины напряжения на выходе. Поэтому для повышения стабильности работы системы применяют трехуровневую систему регулировки, в состав которой входит тумблер (изменяет параметры системы).

Применение данного вида моделей позволяет более точно проводить диагностику и контролировать потенциал на выходе генератора, что важно для новых моделей среднего ценового уровня, где производители используют не всегда качественные механизмы.

Наиболее актуально применение данной системы в зимнее время года  в регионах с холодным климатом, когда от низких температур сильно снижается емкость АКБ. На смену механическим регуляторам пришли бесконтактные трехуровневые, более совершенные.

Схема и принцип работы схожи с двухуровневыми моделями за исключением того, что напряжение сначала поступает в блок обработки информации. При отклонении от рабочего значения подается звуковой сигнал (рассогласования). После этого сила электротока, поступающая на обмотку, меняется до рабочего значения.

Принцип установки

Допускается установка трехуровневых моделей в любой автомобиль самостоятельно при условии знания схемы подключения:

  • Необходимо отсоединить щеточный узел, открутив болты.
  • Полупроводниковый узел установить на корпусе авто, сделав необходимые крепления.
  • Полупроводниковый узел устанавливается сначала на алюминиевый радиатор, т.к. требует эффективного охлаждения, а затем закрепляется на корпусе.

При отсутствии системы охлаждения регулирование будет происходить некорректно.

  • После установки двух узлов необходимо обеспечить электрическую связь между ними проводами, обеспечив качественную изоляцию корпусов.

Поверхности необходимо покрыть изолирующим материалом, чтобы предотвратить замыкания на корпус. Для коммутации полупроводников следует предусмотреть переключатель.

Для установки конструкции необходим корпус. Обычно применяют пластик или алюминий, который обладает большей теплоотдачей, т.е. охлаждение будет происходить более эффективно.

Видео. Генератор в автомобиле

Регулятор напряжения в схеме автомобиля занимает одно из ключевых мест. Необходимо постоянно следить за состоянием прибора, своевременно проводить плановые осмотры, зачищать контакты (для предотвращения сбоев в работе). Т.к. деталь расположена в нижней, не защищенной от пыли и влаги, стороне моторного отсека, регулярно очищать поверхности от загрязнений.

При наличии внешних дефектов и повреждений не следует пользоваться таким устройствам, т.к. в этом случае возможен быстрый разряд аккумулятора либо полный выход из строя автомобильного генератора, а также электрической части автомобиля (из-за резкого повышения напряжения в бортовой сети).

Следует выбирать зарекомендовавшие себя марки, т.к. регулятор напряжения должен быть максимально стабильным, долговечным и надежным.

Оцените статью:

Регулятор напряжения генератора – что это такое

Электрооборудование любого автомобиля включает в себя генератор — устройство, преобразующее механическую энергию, получаемую от двигателя, в электрическую. Вместе с регулятором напряжения он называется генераторной установкой. На современные автомобили устанавливаются генераторы переменного тока. Они в наибольшей степени отвечают предъявляемым требованиям.

Что такое регулятор напряжения генератора?

Регулятор напряжения поддерживает напряжение бортовой сети в заданных пределах во всех режимах работы при изменении частоты вращения ротора генератора, электрической нагрузки, температуры окружающей среды. Кроме того, он может выполнять дополнительные функции — защищать элементы генераторной установки от аварийных режимов и перегрузки, автоматически включать в бортовую сеть цепь обмотки возбуждения или систему сигнализации аварийной работы генераторной установки.

Принцип действия регулятора напряжения

В настоящее время все генераторные установки оснащаются полупроводниковыми электронными регуляторами напряжения, как правило встроенными внутрь генератора. Схемы их исполнения и конструктивное оформление могут быть различны, но принцип работы у всех регуляторов одинаков. Напряжение генератора без регулятора зависит от частоты вращения его ротора, магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения, а, следовательно, от силы тока в этой обмотке и величины тока, отдаваемого генератором потребителям. Чем больше частота вращения и сила тока возбуждения, тем больше напряжение генератора, чем больше сила тока его нагрузки — тем меньше это напряжение.

Функцией регулятора напряжения является стабилизация напряжения при изменении частоты вращения и нагрузки за счет воздействия на ток возбуждения. Конечно можно изменять ток в цепи возбуждения введением в эту цепь дополнительного резистора, как это делалось в прежних вибрационных регуляторах напряжения, но этот способ связан с потерей мощности в этом резисторе и в электронных регуляторах не применяется. Электронные регуляторы изменяют ток возбуждения путем включения и отключения обмотки возбуждения от питающей сети, при этом меняется относительная продолжительность времени включения обмотки возбуждения. Если для стабилизации напряжения требуется уменьшить силу тока возбуждения, время включения обмотки возбуждения уменьшается, если нужно увеличить увеличивается.

Проверка регулятора напряжения

Прежде чем проверить регулятор напряжения, нужно убедиться, что проблема кроется именно в нём, а не в других элементах генератора (слабо натянут ремень, окислилась масса и т.д.), для этого нужно проверить сам генератор (Как проверить генератор?). После этого вам нужно снять регулятор напряжения. Процесс демонтажа регулятора описан в статье «как снять регулятор напряжения?». В двух словах скажу, что сначала нужно снять минусовую клемму, снять все провода с генератора, снять пластиковый кожух с генератора, затем открутить и вынуть регулятор напряжения в сборе вместе с щётками.

Давайте перейдём непосредственно к проверке регулятора напряжения. Проверять регулятор напряжения нужно обязательно в сборе с щёткодержателями – т.к. в случае обрыва цепи щёток и регулятора напряжения, мы сразу это заметим. Перед проверкой, обратите внимание на состояние щёток: если они обломаны или их длина короче 5мм, неподвижны и не пружинят, – то их нужно заменить. Для проверки нам понадобится:

– провода;

– аккумулятор автомобильный;

– лампочка на 12в 1-3Вт;

– две обычные пальчиковые батарейки.

Чтобы проверить регулятор напряжения, нам нужно будет построить две схемы: К щёткам подключаем лампочку, К выводам Б и В подключаем «+» от аккумулятора, «-» аккумулятора закрепляем на массу регулятора. Делаем ту же схему, но добавляем последовательно две пальчиковые батарейки. Вывод из всего вышесказанного таков. Исправный регулятор напряжения: в первой схеме лампа горит, во второй схеме лампа не горит, т.к. напряжение выше 14,7в и подача напряжения на щётки должна быть прекращена. Неисправный регулятор напряжения: в обоих случая лампа горит, значит в регуляторе пробой. Лампа не горит вообще – значит, отсутствует контакт между щётками и регулятором или обрыв цепи в регуляторе.

Трехуровневые регуляторы напряжения

Сначала узнаем, для чего нужен этот регулятор. Автомобильный генератор во время движения и работы двигателя должен подпитывать аккумуляторную батарею. Тем самым восстанавливается ёмкость аккумулятора, когда он разряжается во время стоянки. Если мы ездим каждый день, то аккумулятор почти не разряжается, если он в исправном состоянии.

Хуже приходиться аккумулятору, когда машина долго стоит без движения, ведь его энергия постепенно уходит на поддержание работы авто сигнализации. Ещё хуже дела обстоят зимой, когда при отрицательных температурах аккумуляторная батарея разряжается очень быстро. А если вы ездите помалу и не часто, то аккумулятор не заряжается полностью во время движения и может полностью разрядится как-то утром.

Справиться с вышеуказанной проблемой, призван трехуровневый регулятор напряжения. У него три положения работы: это максимальное (выдаёт напряжение на генераторе 14,0-14,2 В), нормальное (13,6-13,8 В) и минимальное (13,0-13,2 В). Как мы знаем из статьи про проверку работоспособности аккумулятора, нормальное напряжение при заведённом двигателе должно быть от 13,2-13,6 В. Это означает, что генератор работает в нормальном режиме и АКБ заряжается в полном объёме.

Это соответствует среднему (нормальному) положению регулятора напряжения. А вот зимой, желательно повысить напряжение до 13,8-14,0 В, т.к. аккумулятор быстрее разряжается при отрицательных температурах. Это делается простым переводом рычажка на регуляторе напряжения. Так будет обеспечена лучшая зарядка АКБ зимой при работающем двигателе.

Летом, особенно когда жара превышает +25 градусов и выше — желательно понизить напряжение генератора до 13,0-13,2 В. Зарядка от этого не пострадает, но генератор не будет “выкипать”, т.е. не будет терять свою номинальную ёмкость и не сокращать ресурс.

Как снять или заменить регулятор напряжения?

Перед заменой регулятора напряжения, обязательно проверьте генератор в целом (Как проверить генератор?). Регулятор напряжения нужно менять, если напряжение под нагрузкой бортовой сети (включены дальний, обогрев зеркал, печка) меньше 13в. Так же регулятор напряжения может стать причиной высокого напряжения (выше 14,7в). Но, как писалось выше, перед снятием регулятора нужно проверить сам генератор, ознакомиться с другими возможными неисправностями (например слабо натянут ремень генератора), и только потом приступать к замене регулятора напряжения. Так же данная статья вам понадобится для замены щёток генератора, т.к. щётки и регулятор напряжения устанавливаются на генератор в сборе.

Итак, как же снять регулятор напряжения? Открываем капот, снимаем минусовую клемму аккумулятора, находим генератор, отсоединяем колодку проводов «D».

— Снимаем защитный резиновый колпачок с наконечников проводов вывода «+». Откручиваем гайку крепления этих проводов, снимаем их с блока генератора.

— Далее нам нужно снять сам пластиковый блок генератора (чаще всего он черного цвета). Для этого нужно отсоединить три пружинных фиксатора, расположенных по периметру блока.

— Находим регулятор напряжения, и крестовой отверткой откручиваем его крепления.

— Вынимаем регулятор напряжения в сборе с щётками, и отключаем от него колодку проводов.

— Далее нам нужно проверить регулятор напряжения, дабы убедиться в его неисправности.

Устанавливаем регулятор напряжения строго в обратной последовательности. Стоит отметить, что в последнее время, многие автолюбители стали пользоваться трёхуровневым регулятором напряжения, для того, чтобы избавиться от просадок напряжения в бортовой сети.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Назначение реле регулятора автомобиля — АвтоТоп

Рейтинг 2.5/5 (112 голосов)

Регулятор напряжения поддерживает напряжение бортовой сети в заданных пределах во всех режимах работы при изменении частоты вращения ротора генератора, электрической нагрузки, температуры окружающей среды. Кроме того, он может выполнять дополнительные функции — защищать элементы генераторной установки от аварийных режимов и перегрузки, автоматически включать в бортовую сеть цепь обмотки возбуждения или систему сигнализации аварийной работы генераторной установки.

Все регуляторы напряжения работают по единому принципу. Напряжение генератора определяется тремя факторами — частотой вращения ротора, силой тока, отдаваемой генератором в нагрузку, и величиной магнитного потока, создаваемой током обмотки возбуждения. Чем выше частота вращения ротора и меньше нагрузка на генератор, тем выше напряжение генератора. Увеличение силы тока в обмотке возбуждения увеличивает магнитный поток и с ним напряжение генератора, снижение тока возбуждения уменьшает напряжение.

Все регуляторы напряжения, отечественные и зарубежные, стабилизируют напряжение изменением тока возбуждения. Если напряжение возрастает или уменьшается, регулятор соответственно уменьшает или увеличивает ток возбуждения и вводит напряжение в нужные пределы.

Блок-схема регулятора напряжения представлена на рис. 1.

Регулятор 1 содержит измерительный элемент 5, элемент сравнения 3 и регулирующий

элемент 4. Измерительный элемент воспринимает напряжение генератора 2 Ud и преобразует его в сигнал Uизм., который в элементе сравнения сравнивается с эталонным значением Uэт.

Если величина Uизм. отличается от эталонной величины Uэт, на выходе измерительного элемента появляется сигнал Uo, который активизирует регулирующий элемент, изменяющий ток в обмотке возбуждения так, чтобы напряжение генератора вернулось в заданные пределы.

Таким образом, к регулятору напряжения обязательно должно быть подведено напряжение генератора или напряжение из другого места бортовой сети, где необходима его стабилизация, например, от аккумуляторной батареи, а также подсоединена обмотка возбуждения генератора. Если функции регулятора расширены, то и число подсоединений его в схему растет.

Чувствительным элементом электронных регуляторов напряжения является входной делитель напряжения. С входного делителя напряжение поступает на элемент сравнения, где роль эталонной величины играет обычно напряжение стабилизации стабилитрона. Стабилитрон не пропускает через себя ток при напряжении ниже напряжения стабилизации и пробивается, т.е. начинает пропускать через себя ток, если напряжение на нем превысит напряжение стабилизации. Напряжение же на стабилитроне остается при этом практически неизменным.

Ток через стабилитрон включает электронное реле, которое коммутирует цепь возбуждения таким образом, что ток в обмотке возбуждения изменяется в нужную сторону. В вибрационных и контактно-транзисторных регуляторах чувствительный элемент представлен в виде обмотки электромагнитного реле, напряжение к которой, впрочем, тоже может подводиться через входной делитель, а эталонная величина — это сила натяжения пружины, противодействующей силе притяжения электромагнита.

Коммутацию в цепи обмотки возбуждения осуществляют контакты реле или, в контактно-транзисторном регуляторе, полупроводниковая схема, управляемая этими контактами.

Особенностью автомобильных регуляторов напряжения является то, что они осуществляют дискретное регулирование напряжения путем включения и выключения в цепь питания обмотки возбуждения (в транзисторных регуляторах) или последовательно с обмоткой дополнительного резистора (в вибрационных и контактно- транзисторных регуляторах), при этом меняется относительная продолжительность включения обмотки или дополнительного резистора.

Поскольку вибрационные и контактно-транзисторные регуляторы представляют лишь исторический интерес, а в отечественных и зарубежных генераторных установках в настоящее время применяются электронные транзисторные регуляторы, удобно рассмотреть принцип работы регулятора напряжения на примере простейшей схемы, близкой к отечественному регулятору напряжения Я112А1 и регулятору EE14V3 фирмы BOSCH (рис. 2).

Регулятор 2 на схеме работает в комплекте с генератором 1, имеющим дополнительный

выпрямитель обмотки возбуждения. Чтобы понять работу схемы, следует вспомнить, что, как было показано выше, стабилитрон не пропускает через себя ток при напряжениях ниже величины напряжения стабилизации. При достижении напряжением этой величины стабилитрон пробивается, и по нему начинает протекать ток.

Транзисторы же пропускают ток между коллектором и эмиттером, Т.е. открыты, если в цепи база-эмиттер ток протекает, и не пропускают этого тока, т.е. закрыты, если базовый ток прерывается.

Напряжение к стабилитрону VD1 подводится от выхода генератора Д через делитель напряжения на резисторах R1, R2. Пока напряжение генератора невелико, и на стабилитроне оно ниже напряжения стабилизации, стабилитрон закрыт, ток через него, а, следовательно, и в базовой цепи транзистора VT1 не протекает, транзистор VT1 закрыт. В этом случае ток через резистор R6 от вывода Д поступает в базовую цепь транзистора VT2, он открывается, через его переход эмиттер-коллектор начинает протекать ток в базе транзистора VT3, который открывается тоже. При этом обмотка возбуждения генератора оказывается через переход эмиттер-коллектор VT3 подключена к цепи питания.

Соединение транзисторов VT2, VT3, при котором их коллекторные выводы объединены, а питание базовой цепи одного транзистора производится от эмиттера другого, называется схемой Дарлингтона. При таком соединении оба транзистора могут рассматриваться как один составной транзистор с большим коэффициентом усиления. Обычно такой транзистор и выполняется на одном кристалле кремния.

Если напряжение генератора возросло, например, из-за увеличения частоты вращения его ротора, то возрастает и напряжение на стабилитроне VD1. При достижении этим напряжением величины напряжения стабилизации стабилитрон VD1 пробивается, ток через него начинает поступать в базовую цепь транзистора VT1, который открывается и своим переходом эмиттер-коллектор закорачивает вывод базы составного транзистора VT2, VТЗ на «массу». Составной транзистор закрывается, разрывая цепь питания обмотки возбуждения. Ток возбуждения спадает, уменьшается напряжение генератора, закрываются стабилитрон VD2, транзистор VT1, открывается составной транзистор VT2, VТЗ, обмотка возбуждения вновь включается в цепь питания, напряжение генератора возрастает и т.д., процесс повторяется.

Таким образом регулировка напряжения генератора регулятором осуществляется дискретно через изменение относительного времени включения обмотки возбуждения цепи питания. При этом ток в обмотке возбуждения изменяется так, как показано на рис. 3.

Если частота вращения генератора возросла или нагрузка его уменьшилась, время включения обмотки уменьшается, если частота вращения уменьшилась или нагрузка возросла — увеличивается.

В схеме регулятора по рис. 2имеются элементы, характерные для схем всех применяющихся на автомобилях регуляторов напряжения. Диод VD2 при закрытии составного транзистора VT2, VT3 предотвращает опасные всплески напряжения, возникающие из-за обрыва цепи обмотки возбуждения со значительной индуктивностью. В этом случае ток обмотки возбуждения может замыкаться через этот диод, и опасных всплесков напряжения не происходит. Поэтому диод VD2 называется гасящим.

Сопротивление R3 является сопротивлением жесткой обратной связи. При открытии составного транзистора VT2, VT3 оно оказывается подключенным параллельно сопротивлению R2 делителя напряжения. При этом напряжение на стабилитроне VD2 резко уменьшается, что ускоряет переключение схемы регулятора и повышает частоту этого переключения. Это благотворно сказывается на качестве напряжения генераторной установки.

Конденсатор С1 является своеобразным фильтром, защищающим регулятор от влияния импульсов напряжения на его входе. Вообще конденсаторы в схеме регулятора либо предотвращают переход этой схемы в колебательный режим и возможность влияния посторонних высокочастотных помех на работу регулятора, либо ускоряют переключения транзисторов. В последнем случае конденсатор, заряжаясь в один момент времени, разряжается на базовую цепь транзистора в другой момент, ускоряя броском разрядного тока переключение транзистора и, следовательно, снижая потери мощности в нем и его нагрев.

Из рис. 2 хорошо видна роль лампы контроля работоспособного состояния генераторной установки НL. При неработающем двигателе внутреннего сгорания замыкание контактов выключателя зажигания SA позволяет току от аккумуляторной батареи GA через эту лампу поступать в обмотку возбуждения генератора. Этим обеспечивается первоначальное возбуждение генератора. Лампа при этом горит, сигнализируя, что в цепи обмотки возбуждения нет обрыва.

После запуска двигателя, на выводах генератора Д и «+» появляется практически одинаковое напряжение и лампа гаснет. Если генераторная установка при работающем двигателе автомобиля не развивает напряжения, то лампа HL продолжает гореть и в этом режиме, что является сигналом об отказе генераторной установки или обрыве приводного ремня.

Введение резистора R в генераторную установку способствует расширению диагностических способностей лампы HL. При наличии этого резистора, если при работающем двигателе автомобиля произойдет обрыв цепи обмотки возбуждения, то лампа HL загорится.

Аккумуляторная батарея для своей надежной работы требует, чтобы с понижением температуры электролита напряжение, подводимое к батарее от генераторной установки, несколько повышалось, а с повышением температуры — понижалось.

Для автоматизации процессов изменения уровня поддерживаемого напряжения применяется датчик, помещенный в электролит аккумуляторной батареи и включаемый в схему регулятора напряжения. В простейшем случае термокомпенсация в регуляторе подобрана таким образом, что в зависимости от температуры поступающего в генератор охлаждающего воздуха напряжение генераторной установки изменяется в заданных пределах.

В рассмотренной схеме регулятора напряжения, как и во всех регуляторах аналогичного типа, частота переключений в цепи обмотки возбуждения изменяется по мере изменения режима работы генератора. Нижний предел этой частоты составляет 25-50 Гц. Однако имеется и другая разновидность схем электронных регуляторов, в которых частота переключения строго задана. Регуляторы такого типа оборудованы широтно-импульсным модулятором (ШИМ), который и обеспечивает заданную частоту переключения.

Применение ШИМ снижает влияние на работу регулятора внешних воздействий, например, уровня пульсаций выпрямленного напряжения и т.п.

В настоящее время все больше зарубежных фирм переходит на выпуск генераторных установок без дополнительного выпрямителя. Для автоматического предотвращения разряда аккумуляторной батареи при неработающем двигателе автомобиля в регулятор такого типа заводится фаза генератора.

Регуляторы, как правило, оборудованы ШИМ, который, например, при неработающем двигателе переводит выходной транзистор в колебательный режим, при котором ток в обмотке возбуждения невелик и составляет доли ампера.

После запуска двигателя сигнал с вывода фазы генератора переводит схему регулятора в нормальный режим работы. Схема регулятора осуществляет в этом случае и управление лампой контроля работоспособного состояния генераторной установки.

Электрическая сеть любого автомобиля питается за счет генератора, который приводится во вращение двигателем при помощи ременной передачи. Его обороты постоянно меняются, начиная от 900 и заканчивая несколькими тысячами, вызывая соответствующее вращение ротора. Для нормальной работы всех электроприборов и зарядки аккумулятора, в бортовой сети напряжение должно быть стабильным, что обеспечивает реле-регулятор. Являясь самым слабым звеном в системе электроснабжения, устройство в первую очередь нуждается в проверке при обнаружении неполадок зарядки АКБ и других поломках электросети автомобиля.

Принцип работы

Регулятор напряжения автогенератора предназначен для поддержания напряжения бортовой сети в необходимых пределах при любом режиме работы и различной частоте вращения генератора, изменении нагрузки и перепадах внешней температуры. Также он способен выполнять дополнительные функции – защищать генератор от перегрузок и аварийного режима работы, автоматически подключать к бортовой цепи обмотки возбуждения или систему сигнализации аварии генератора.

Работа любого регулятора напряжения основана на одном и том же принципе, и определяется следующими факторами:

  1. Частотой оборотов ротора.
  2. Силой тока, которую генератор отдает в нагрузку.
  3. Показателем магнитного потока, которую создает ток обмотки возбуждения.

Более высокие обороты ротора определяют повышение напряжения генератора. Рост силы тока на обмотке возбуждения делает сильнее магнитный поток, и одновременно напряжение. Любой регулятор напряжения стабилизирует его за счет изменения тока возбуждения. При росте или снижении напряжения, регулятор понижает или повышает ток возбуждения, регулируя напряжение в необходимых пределах.

Сам реле-регулятор представляет собой электронную схему с выходами к графитным щеткам. Его устанавливают как в самом корпусе генератора рядом со щетками, так и вне его, и тогда щетки крепятся к щеткодержателю.

Неисправности

Чаще всего реле-регулятор выходит из строя по следующим причинам:

  1. При исправном АКБ отсутствует ток зарядки, из-за чего он не заряжается. Это происходит при плохом присоединении проводов к зажимам реле или при обрыве цепи от генератора к батарее. Устраняется закреплением провода в цепи, проверкой и регулировкой регулятора напряжения и реле-регулятора.
  2. Недостаточный ток зарядки при разряженной АКБ или большой при полностью заряженном аккумуляторе вызваны нарушением регулировки регулятора напряжения. Устраняется регулировкой устройства или его заменой.
  3. Горение и перегорание ламп с чрезмерным накалом происходит при нарушении регулировки реле-регулятора или замыкании контактов. Устраняется разъединением и зачисткой замкнувших контактов, регулировкой или заменой регулятора напряжения.
  4. Большой ток разряда после остановки мотора. Происходит при замыкании контактов реле-регулятора (спекании контактов, поломке пружины якоря) или коротком замыкании электропровода. Ремонтируется нахождением и устранением короткого замыкания при отключенном аккумуляторе, проверкой и регулировкой ограничителя тока, размыканием и зачисткой контактов, заменой пружины с регулировкой ее зазора и натяжения.

Как проверить реле регулятор

Поломка реле-регулятора проявляется в систематическом недозаряде или перезаряде аккумулятора. Простейшая проверка устройства проводится тестером в режиме вольтметра на постоянном токе в пределах от 0 до 20В. Щупы прибора при неработающем двигателе подсоединяются к клеммам АКБ и фиксируют показания вольтметра, которые от состояния батареи варьируются в пределах 12-12,8 В.

После двигатель запускают и смотрят на показания прибора: напряжение должно повыситься до 13-13,8 В, в зависимости от оборотов коленвала. Дальнейшее повышение оборотов должно соответственно увеличивать напряжение. Так, на средней частоте вращения оно составляет 13,5-14 В, а при максимальных достигает 14-14,5 В. Отсутствие повышения напряжения после запуска мотора свидетельствует о неисправности реле-регулятора.

Существует вероятность, зарядка аккумулятора отсутствует по другой причине, к примеру, из-за неисправности в самом генераторе. С целью установки диагноза, реле-регулятор снимается для более точной проверки при помощи тестера и 12-вольтовой лампы. Дополнительно понадобятся провода с клеммами, блок питания или зарядное устройство, в котором можно регулировать ток.

После подключения реле к схеме и включении блока питания лампа загорится. Регулятором напряжения постепенно увеличивают ток и следят за показаниями вольтметра или шкалой подключенного тестера. При показаниях до 14,5 В лампа должна гореть, а после превышения гаснуть. Если после уменьшения ниже 14,5 она загорается снова, значит реле-регулятор исправен. При отклонениях работы в ту или иную сторону реле будет давать перезаряд или не выдавать необходимый ток для заряда, что является поводом для его замены.

Подобным образом проверяются интегральные реле, которые в народе называют «шоколадки», применяемые на более старых моделях отечественных машин. Схема также подключается к блоку питания или зарядному устройству через лампочку, которая должна гаснуть при достижении необходимого предела напряжения. При этом нужно обратить внимание на состояние клемм, которые при загрязнении или окислении могут создать дополнительное сопротивление и при исправном реле вызывать потерю напряжения.

Замена реле регулятора генератора

Замена реле необходима в следующих случаях:

  1. Износ щеток, при котором контакт с реле-регулятором пропадает и генератор не работает.
  2. Пробой в схеме устройства, который вызывает в системе увеличение напряжения.
  3. Поломка креплений или корпуса, которое может привести к замыканию.

Процесс замены устройства рассмотрен на примере генератора Лада-Калина. Замена реле-регулятора связан с демонтажем генератора, и осуществляется в следующем порядке:

  1. Снятие с генератора клеммы «минус».
  2. Демонтаж генератора.

3. Отщелкивание на крышке генератора пластиковых фиксаторов и ее снятие.

4. Отключение разъема диодного моста.

5. Откручивание гайки и демонтаж втулки контактной группы.

6. Выкручивание пары винтов, удерживающих реле-регулятор.

Как известно, в любом транспортном средстве генератор является одним из основных узлов, выход из строя которого не позволит осуществить запуск двигателя. Такое устройство состоит из множества компонентов, но одним из самых основных является трехуровневый регулятор. Что представляет собой это устройство напряжения, каково его назначение, какие бывают виды, как произвести диагностику — читайте ниже.

Характеристика регулятора напряжения

Новое и старое реле регулятора

Сколько генератор должен выдавать напряжения, какие существуют виды выносных реле, как работает элемент? Какие признаки неисправности, как повысить или увеличить выходные показатели, что делать если напряжение прыгает? В первую очередь, необходимо разобраться с вопросами конструкции и назначения.

Назначение

Итак, какие признаки неисправности, какие функции выполняет трехуровневый регулятор напряжения? Когда двигатель любого автомобиля запускается, в первую очередь, под воздействием постоянного тока, начинает работать коленвал. Именно из-за постоянного тока он начинает задавать движение ротору, и только после этих действий в работу вступает непосредственно автомобильный генератор. Трехуровневый регулятор напряжения производит мониторинг всех этих процессов, этот элемент также часто называется реле постоянного тока.

Без этого устройства ток в бортовой сети не сможет запустить сам генератор в работу, тем более, что не будет осуществляться контроль подачи тока. Кроме того, трехуровневый регулятор напряжения позволяет удерживать ток в определенном интервале.

Конструкция

Общая схема работы

Даже самый простой и самодельный регулятор должен быть способным оптимально регулировать напряжения, что осуществляется в результате работы ротора. Как правило, в автомобилях современного производства ротор крутится вправо, но бывают и исключения.

Любой регулятор напряжения генератора, даже самодельный и простой будет состоять из следующих компонентов:

  1. Крыльчатка. Этот компонент монтируется на внешней стороне устройства. Его предназначение заключается в обдуве, а также дальнейшем охлаждении обмотки.
  2. Крышка корпуса, предназначена для закрытия доступа к внутренним компонентам устройства, чтобы защитить конструкцию от грязи, пыли и прочего мусора. Помимо этого, крышка может быть дополнительно оснащена кожухом. Если кожух имеется, то сам регулятор будет установлен за ним.
  3. Устройство выпрямителей. Такая схема состоит из нескольких диодов. Как правило, диодов шесть. Следует отметить, что все диоды схемы подсоединяются друг к другу по так называемому мосту.
  4. Ротор с обмоткой. Данный компонент вращается вокруг оси, таким образом, ротор должен выдавать магнитное поле в корпусе.
  5. Статор — еще один компонент схемы. На корпусе статора находится три обмотки, которые соединены между собой. Эти обмотки схемы позволяют не только выдать большое количество заряда и мощности для АКБ, но и обеспечить постоянным током всю бортовую цепь машины.
  6. Непосредственно реле. Благодаря автомобильному реле схема может поддерживать оптимальный уровень напряжение в необходимом диапазоне. Напряжение не должно быть слишком большое — оно всегда оптимальное (автор видео — Николай Пуртов).

Сколько мощности в амперах должен выдавать автомобильный регулятор после подключения? Схема выработки напряжения осуществляется по определенному принципу. В результате вращений ротора, на обмотку возбуждения всегда воздействует не очень большое напряжение, пока генератор подключен к АКБ. Пока происходит вращение, на выводах появляется переменный ток, поступающий на обмотку. Вращение ротора обеспечивается ремешком генератора.

Сколько должен выдать энергии этот прибор — второстепенный вопрос, ведь когда эта энергия сгенерированная, в первую очередь большое напряжение нужно выпрямить. Для этой цели используются диодные мосты. Поскольку напряжение большое, в работу вступает электронный регулятор напряжения. Данный компонент реагирует на изменения тока, которые происходят на схеме, после чего отправляет эту информацию к сравнивающему прибору, предназначенному для анализа необходимых показаний с теми, которые поступили. Если напряжение на зажимах генератора становится более низким, регулятор начинает увеличивать уровень постоянного тока в схеме, повышая его до необходимого.

Принцип работы

Если подключить к источнику питания обмотку без регулятора, то уровень постоянного тока будет слишком высоким. Благодаря реле на схеме происходит выравнивание этого параметра, чтобы не допустить выхода из строя оборудования. Сам регулятор представляет собой, по сути, выключатель. В том случае, если уровень тока возрастает до 13.-14 вольт, устройство автоматически отключает от сети обмотку и включает ее, если уровень тока слишком низкий. В итоге осуществляется регулярная коммутация проводки с высокой частотой, соответственно, генератор может вырабатывать более высокое напряжение (автор видео — Alex ZW).

Разновидности

Для подключения к бортовой схеме автомобиля существует несколько типов регуляторов, предназначенных для работы в условиях постоянного тока в амперах. Следует отметить, что для некоторых из них характерны определенные неисправности. Но, как показывает практика, в большинстве случаев неисправности у этих устройств обычно идентичные друг другу. Перед тем, как мы расскажем о том, как осуществляется проверка регулятора напряжения постоянного тока в автомобиле и как выявить неисправности, уделим внимание видам.

Так вы сможете понять, какой тип лучше:

  1. Двухуровневый тип является морально устаревшим, но наши автолюбители сегодня продолжают его использовать. В основе таких регуляторов лежит электромагнит, который подключается к датчику обмотки. В качестве задающих элементов выступают пружины, а функцию сравнивающего компонента выполняет подвижный рычаг. Его габариты довольно небольшие, с его помощью выполняется коммутация. Основным недостатком, который зачастую приводит к неисправности, является небольшой ресурс использования устройства.
  2. Электронные устройства на 40 ампер считаются полупроводниковыми. Они характеризуются высоким ресурсом эксплуатации, соответственно, с неисправностями владельцы автомобилей с электронными регуляторами сталкиваются реже.
  3. Трехуровневые конструкции по своему устройству практически не отличаются от тех, которые мы уже рассмотрели. Принципиальная разница заключается только в том, что такие устройства оснащены добавочным сопротивлением.
  4. Многоуровневые — еще один вид. Некоторые эксперты считают, что такие регуляторы лучше других, поскольку они оснащаются тремя и даже пятью добавочными сопротивлениями. Кроме того, есть модели, которые могут работать в следящем режиме.

Стоимость регуляторов может варьироваться в зависимости от типа и модели. Какой лучше приобрести — дело сугубо каждого. В среднем стоимость таких элементов варьируется в районе 5 долларов. Если вам позволяет бюджет, лучше приобрести сразу два регулятора. Почему лучше? Потому что эта деталь является незаменимой в дороге.

Проведение диагностики регулятора напряжения своими руками

Как проверить регулятор напряжения автомобиля для выявления неисправностей своими руками? Что лучше замерить своими руками — амперы или вольты, чем лучше воспользоваться. Для выявления неисправностей своими руками необходимо использовать мультиметр или вольтметр. Необходимо, чтобы на устройстве была шкала для измерений на 15-30 вольт. Диагностику неисправностей автомобильного реле на 40 ампер или ниже своими руками с помощью мультиметра необходимо осуществлять только при заряженном аккумуляторе.

Диагностика вышедшего из строя реле с помощью вольтметра

  1. Сначала необходимо включить зажигание.
  2. Запустите своими руками двигатель, дайте ему поработать, при этом фары необходимо включить. Пусть мотор работает, пока количество оборотов не составит около 2.5-3 тыс. Как правило, для этого необходимо подождать около 10 минут.
  3. При помощи вольтметра произведите замер напряжения на клеммах АКБ. Параметр должен составлять около 14.1-14.3 вольт.

В том случае, если во время диагностики показатели получились ниже или выше, лучше приобрести новое реле на 40 ампер. В ходе диагностики штекеры ни в коем случае нельзя перемыкать, поскольку это может привести к деформации и неработоспособности выпрямительного блока. Для получения более точных показателей необходимо убедиться в том, что ремень генератора натянут хорошо.

Видео «Диагностика состояния реле регулятора»

Как своими руками осуществить проверку неисправностей этого элемента — узнайте из видео ниже (автор видео — Вячеслав Чистов).

Извините, в настоящее время нет доступных опросов.

Схема реле регулятора напряжения

Реле-регуляторы напряжения широко используются в системе электрооборудования автомобилей. Его основной функцией является поддержание нормального значения напряжения при изменяющихся режимах работы генератора, электрических нагрузках и температуре. Дополнительно схема реле регулятора напряжения обеспечивает защиту элементов генератора при аварийных режимах и перегрузках. С ее помощью происходит автоматическое включение силовой цепи генератора в бортовую сеть.

Принцип работы реле-регулятора

Конструкции регуляторов могут быть бесконтактными транзисторными, контактно-транзисторными и вибрационными. Последние как раз и являются реле-регуляторами. Несмотря на разнообразие моделей и конструкций, у этих приборов имеется единый принцип работы.

Значение напряжения генератора может изменяться в зависимости от того, с какой частотой вращается его ротор, какова сила нагрузочного тока и магнитного потока, который создает обмотка возбуждения. Поэтому в реле содержатся чувствительные элементы различного назначения. Они предназначены для восприятия и сравнивания напряжения с эталоном. Кроме того, выполняется регулирующая функция по изменению силы тока в обмотке возбуждения, если напряжение не совпадает с эталонной величиной.

В транзисторных конструкциях стабилизация напряжения выполняется с помощью делителя, подключенного к генератору через специальный стабилитрон. Для управления током используются электронные или электромагнитные реле. Автомобиль постоянно меняет режим работы, соответственно, это влияет на частоту вращения ротора. Задачей регулятора является компенсация этого влияния путем воздействия на ток обмотки.

Такое воздействие может осуществляться по-разному:

  • В регуляторе вибрационного типа происходит включение в цепь обмотки и выключение резистора.
  • В двухступенчатой конструкции обмотка замыкается на массу.
  • В бесконтактном транзисторном регуляторе выполняется периодическое включение и отключение обмотки в питающую цепь.

В любом случае,на ток оказывает влияние включенное и выключенное состояние элемента переключения, а также время нахождения в таком состоянии.

Схема работы реле регулятора

Реле регулятор служит не только для стабилизации напряжения. Это устройство необходимо с целью уменьшения тока, воздействующего на аккумулятор, когда автомобиль находится на стоянке. Ток в управляющей цепи прерывается, и электронное реле оказывается выключенным. В результате, ток перестает поступать в обмотку.

В некоторых случаях в выключателе зажигания падает напряжение, оказывая влияние и на регулятор. Из-за этого возможны колебания стрелок приборов, мигание осветительных и сигнальных ламп. Чтобы избежать подобных ситуаций применяется более перспективная схема реле-регулятора напряжения. К обмотке возбуждения дополнительно подключен выпрямитель, в состав которого входит три диода. Плюсовой вывод выпрямителя соединяется с обмоткой возбуждения. Аккумуляторная батарея на стоянке разряжается под действием малых токов, проходящих через цепь регулятора.

Работоспособность генератора контролируется реле, у которого контакты находятся в нормальном замкнутом состоянии. Через них поступает питание для контрольной лампы. Она загорается при включенном замке зажигания, а после запуска двигателя гаснет. Это происходит под действием генераторного напряжения, разрывающего замкнутые контакты реле и отключающего лампы от цепи. Горение лампы во время работы двигателя означает неисправность генераторной установки. Существуют разные схемы подключения, и каждая из них применяется индивидуально, в тех или иных типах автомобилей.

Как проверить реле регулятор

Регуляторы напряжения, схемы, типы, принцип работы, конструкция, применение

Регулятор напряжения предназначен для автоматической «регулировки» уровня напряжения. Он в основном понижает входное напряжение до желаемого уровня и поддерживает его на том же уровне во время подачи питания. Это гарантирует, что даже при приложении нагрузки напряжение не упадет.

Таким образом, регулятор напряжения используется по двум причинам:

  1. Для регулирования или изменения выходного напряжения схемы.
  2. Для поддержания постоянного выходного напряжения на желаемом уровне, несмотря на изменения напряжения питания или тока нагрузки.

Чтобы узнать больше об основах этой темы, вы также можете обратиться к Регулируемый блок питания .

Регуляторы напряжения находят свое применение в компьютерах, генераторах переменного тока, электростанциях, где схема используется для управления выходной мощностью установки. Регуляторы напряжения могут быть классифицированы как электромеханические или электронные.Его также можно классифицировать как регуляторы переменного тока или регуляторы постоянного тока.

Мы уже рассказывали о IC регуляторах напряжения .

Электронный регулятор напряжения

Все электронные регуляторы напряжения будут иметь стабильный источник опорного напряжения, который обеспечивается рабочим диодом с обратным напряжением пробоя, называемым стабилитроном. Основной причиной использования регулятора напряжения является поддержание постоянного выходного напряжения постоянного тока. Он также блокирует пульсации переменного напряжения, которые не могут быть заблокированы фильтром.Хороший регулятор напряжения может также включать в себя дополнительные схемы защиты, такие как короткое замыкание, схема ограничения тока, отключение при перегреве и защита от перенапряжения.

Электронные регуляторы напряжения

разработаны с использованием любого из трех или комбинации любого из трех регуляторов, указанных ниже.

1. Транзисторный регулятор напряжения, управляемый Зенером

Регулятор напряжения, управляемый стабилитроном, используется, когда эффективность регулируемого источника питания становится очень низкой из-за высокого тока.Существует два типа стабилизаторов напряжения на транзисторах, управляемых стабилитроном.

Регулятор напряжения серии стабилитронов на транзисторах

Такая схема также называется регулятором напряжения эмиттерного повторителя. Он называется так потому, что используемый транзистор подключен по схеме эмиттерного повторителя. Схема состоит из N-P-N транзистора и стабилитрона. Как показано на рисунке ниже, выводы коллектора и эмиттера транзистора включены последовательно с нагрузкой. Таким образом, этот регулятор имеет название серии.Используемый транзистор представляет собой транзистор с последовательным проходом.

Регулятор напряжения серии транзисторов с стабилитронным управлением

Отфильтрованный выходной сигнал выпрямителя затем подается на входные клеммы, и на нагрузочном резисторе Rload получается регулируемое выходное напряжение Vload. Опорное напряжение обеспечивается стабилитроном, а транзистор действует как переменный резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от рабочих условий тока базы Ibase.

Основной принцип работы такого регулятора заключается в том, что большая часть изменения питающего или входного напряжения приходится на транзистор, и, таким образом, выходное напряжение имеет тенденцию оставаться постоянным.

Таким образом, выходное напряжение может быть записано как

.

Vout = Vzener – Vbe

Напряжение базы транзистора Vbase и напряжение стабилитрона Vzener равны, поэтому значение Vbase остается почти постоянным.

Операция

Когда входное напряжение питания Vin увеличивается, выходное напряжение Vload также увеличивается. Это увеличение Vload приведет к уменьшению напряжения базы-эмиттера транзистора Vbe, поскольку напряжение стабилитрона Vzener является постоянным.Это уменьшение Vbe вызывает снижение уровня проводимости, что еще больше увеличивает сопротивление коллектор-эмиттер транзистора и, таким образом, вызывает увеличение напряжения коллектор-эмиттер транзистора, и все это приводит к уменьшению выходного напряжения Vout. Таким образом, выходное напряжение остается постоянным. Работа аналогична, когда входное напряжение питания уменьшается.

Следующим условием будет влияние изменения выходной нагрузки на выходное напряжение. Рассмотрим случай, когда ток увеличивается за счет уменьшения сопротивления нагрузки Rload.Это приводит к уменьшению значения выходного напряжения и, таким образом, к увеличению напряжения база-эмиттер транзистора. Это приводит к уменьшению значения сопротивления коллектор-эмиттер из-за увеличения уровня проводимости транзистора. Это приводит к небольшому увеличению входного тока и, таким образом, компенсирует уменьшение сопротивления нагрузки Rload.

Самым большим преимуществом этой схемы является то, что изменения тока стабилитрона уменьшаются на коэффициент β, и, таким образом, эффект стабилитрона значительно уменьшается, и получается гораздо более стабилизированный выходной сигнал.

Выходное напряжение последовательного регулятора Vout = Vzener – Vbe. Ток нагрузки Iload схемы будет максимальным эмиттерным током, который может пропустить транзистор. Для обычного транзистора, такого как 2N3055, ток нагрузки может достигать 15 А. Если ток нагрузки равен нулю или не имеет никакого значения, то ток, потребляемый от источника питания, можно записать как Izener + Ic(min). Такой регулятор напряжения эмиттерного повторителя более эффективен, чем обычный стабилитрон. Обычный стабилитрон, который имеет только резистор и стабилитрон, должен обеспечивать базовый ток транзистора.

Ограничения

Перечисленные ниже ограничения доказывают, что использование регулятора напряжения этой серии подходит только для низких выходных напряжений.

  1. С повышением комнатной температуры значения Vbe и Vzener имеют тенденцию к снижению. Таким образом, выходное напряжение не может поддерживаться постоянным. Это еще больше увеличит напряжение базы-эмиттера транзистора и, следовательно, нагрузку.
  2. Нет возможности изменить выходное напряжение в схеме.
  3. Из-за небольшого процесса усиления, обеспечиваемого всего одним транзистором, схема не может обеспечить хорошую стабилизацию при больших токах.
  4. По сравнению с другими регуляторами этот регулятор имеет плохую регулировку и подавление пульсаций в отношении изменений входного сигнала.
  5. Рассеиваемая мощность проходного транзистора велика, потому что она равна Vcc Ic, и почти все изменения возникают при Vce, а ток нагрузки примерно равен току коллектора. Таким образом, для пропуска больших токов нагрузки транзистору приходится рассеивать большую мощность и, следовательно, сильно нагреваться.

 Транзисторный шунтирующий регулятор напряжения, управляемый стабилитроном

На изображении ниже показана принципиальная схема шунтирующего регулятора напряжения.Схема состоит из NPN-транзистора и стабилитрона, а также последовательного резистора Rseries, который последовательно подключен к источнику питания. Стабилитрон подключен через базу, а коллектор транзистора подключен через выход.

Транзисторный шунтирующий регулятор напряжения, управляемый Зенером

Эксплуатация

При падении напряжения на последовательном сопротивлении Rseries нерегулируемое напряжение также уменьшается вместе с ним. Величина падения напряжения зависит от тока, подаваемого на нагрузку Rload.Величина напряжения на нагрузке зависит от напряжения стабилитрона и базы-эмиттера транзистора Vbe.

Таким образом, выходное напряжение можно записать как

Vout = Vzener + Vbe = Vin – I.Rсерия

Выход остается почти постоянным, так как значения Vzener и Vbe почти не меняются. Это условие поясняется ниже.

 Когда напряжение питания увеличивается, выходное напряжение и напряжение базы-эмиттера транзистора увеличиваются и, таким образом, увеличивается ток базы Ibase и, следовательно, вызывает увеличение тока коллектора Icoll (Icoll = β.ибаза).

Таким образом, напряжение питания увеличивается, вызывая увеличение тока питания, что, в свою очередь, вызывает падение напряжения на последовательном сопротивлении Rseries и тем самым уменьшение выходного напряжения. Этого снижения будет более чем достаточно, чтобы компенсировать начальный рост выходного напряжения. Таким образом, выход остается почти постоянным. Работа, описанная выше, происходит в обратном порядке, если напряжение питания уменьшается.

При уменьшении сопротивления нагрузки Rнагрузка ток нагрузки Iнагрузка увеличивается из-за уменьшения токов через базу и коллектор Iбаза и Icoll.Таким образом, на Rseries не будет падения напряжения, а входной ток останется постоянным. Таким образом, выходное напряжение останется постоянным и будет представлять собой разницу напряжения питания и падения напряжения на последовательном сопротивлении. Это происходит в обратном порядке, если сопротивление нагрузки увеличивается.

Ограничения

Последовательный резистор приводит к огромным потерям мощности.

1. Ток питания будет больше через транзистор, чем через нагрузку.

2. В цепи могут возникнуть проблемы, связанные с перенапряжением.

2. Дискретный транзисторный регулятор напряжения

Дискретные транзисторные регуляторы напряжения можно разделить на две категории. Они объясняются ниже. Эти две схемы способны создавать регулируемое выходное напряжение постоянного тока, которое регулируется или поддерживается на заданном уровне, даже если входное напряжение изменяется или нагрузка, подключенная к выходной клемме, изменяется.

Стабилизатор напряжения на дискретных транзисторах

Блок-схема регулятора напряжения дискретного транзисторного типа приведена ниже.Для сбора нерегулируемого входа размещен управляющий элемент, который регулирует величину входного напряжения и передает его на выход. Затем выходное напряжение возвращается в схему дискретизации, затем сравнивается с опорным напряжением и отправляется обратно на выход.

Регулятор напряжения на дискретных транзисторах

Таким образом, если выходное напряжение имеет тенденцию к увеличению, схема компаратора выдает управляющий сигнал, заставляющий управляющий элемент уменьшать величину выходного напряжения, пропуская его через схему дискретизации и сравнивая его, тем самым поддерживая постоянное и стабильное выходное напряжение.

Предположим, что выходное напряжение имеет тенденцию к уменьшению, схема компаратора выдает управляющий сигнал, который заставляет элемент последовательного управления увеличивать величину выходного напряжения, поддерживая таким образом устойчивость.

Дискретный транзисторный шунтирующий регулятор напряжения

Блок-схема дискретного транзисторного шунтирующего стабилизатора напряжения приведена ниже. Как следует из названия, регулирование напряжения обеспечивается за счет отвода тока от нагрузки. Управляющий элемент шунтирует часть тока, который образуется в результате входного нестабилизированного напряжения, подаваемого на нагрузку.Таким образом регулируется напряжение на нагрузке. Из-за изменения нагрузки, если есть изменение выходного напряжения, оно будет скорректировано путем подачи сигнала обратной связи на схему компаратора, которая сравнивается с опорным напряжением и подает выходной управляющий сигнал на управляющий элемент для корректировки величины. сигнала, необходимого для шунтирования тока от нагрузки.

Дискретный транзисторный шунтирующий регулятор напряжения

Если выходное напряжение увеличивается, шунтирующий ток увеличивается и, таким образом, создает меньший ток нагрузки и поддерживает регулируемое выходное напряжение.Если выходное напряжение уменьшается, шунтирующий ток уменьшается и, таким образом, создается больший ток нагрузки и поддерживается регулируемое постоянное выходное напряжение. В обоих случаях важную роль играет схема дискретизации, схема компаратора и управляющий элемент.

Ограничения транзисторных регуляторов напряжения

Постоянное и стабилизированное выходное напряжение, получаемое от регулятора, ограничено диапазоном напряжения (30-40) Вольт. Это связано с малым значением максимального напряжения коллектор-эмиттер транзистора (50 Вольт).Это накладывает ограничения на использование транзисторных источников питания.

3. Электромеханический регулятор

Как следует из названия, это регулятор с комбинацией электрических и механических характеристик. Процесс регулирования напряжения осуществляется спиральным чувствительным проводом, работающим как электромагнит. Магнитное поле создается соленоидом в соответствии с током, проходящим через него. Это магнитное поле притягивает движущийся материал железного сердечника, который связан с натяжением пружины или гравитационным притяжением.Когда напряжение увеличивается, ток усиливает магнитное поле, поэтому сердечник притягивается к соленоиду. Магнит физически соединен с механическим переключателем. Когда напряжение уменьшается, магнитное поле, создаваемое сердечником, уменьшается, поэтому натяжение пружины заставляет сердечник втягиваться. Это закрывает механический переключатель и позволяет течь мощности.

Если конструкция механического регулятора чувствительна к малым колебаниям напряжения, к соленоиду можно добавить селекторный переключатель в диапазоне сопротивлений или обмотки трансформатора для постепенного увеличения и уменьшения выходного напряжения или для поворота положения движущегося катушка регулятора переменного тока.

В более ранних автомобильных генераторах и генераторах переменного тока использовались механические регуляторы. В таких регуляторах процесс осуществляется с помощью одного, двух или трех реле и различных резисторов, чтобы установить выходное напряжение генератора немного больше 6 или 12 вольт, и этот процесс не зависит от оборотов двигателя или нагрузки, изменяющейся на транспортном средстве. электрическая система. Реле используются для осуществления широтно-импульсной модуляции для регулирования выхода генератора и контроля тока возбуждения, проходящего через генератор.

Регулятор, используемый для генераторов постоянного тока, отключается от генератора, когда он не работает, чтобы предотвратить обратный поток электричества от батареи к генератору. В противном случае он будет работать как двигатель.

4. Автоматический регулятор напряжения (АРН)

Этот активный системный регулятор в основном используется для регулирования выходного напряжения очень больших генераторов, которые обычно используются на кораблях, нефтяных платформах, больших зданиях и т. д. Схема AVR сложна и состоит из всех активных и пассивных элементов, а также микроконтроллеров.Основной принцип АРН такой же, как у обычного регулятора напряжения. Входное напряжение возбудителя генератора контролируется АРН, и когда напряжение генератора увеличивается или уменьшается, выходное напряжение генератора автоматически увеличивается или уменьшается. Там будет заданная уставка, по которой АРН определяет количество напряжения, которое должно передаваться на возбудитель каждую миллисекунду. Таким образом регулируется выходное напряжение. Та же операция усложняется, когда для регулирования нескольких генераторов, соединенных параллельно, используется только один АРН.

5. Трансформатор постоянного напряжения (CVT)

В некоторых случаях в качестве регулятора напряжения используется также вариатор. CVT состоит из высоковольтной резонансной обмотки и конденсатора, который создает регулируемое выходное напряжение для любого типа входного переменного тока. Как и обычный трансформатор, вариатор имеет первичную и вторичную обмотки. Первичная обмотка находится на стороне магнитного шунта, а вторичная обмотка находится на противоположной стороне с цепью настроенной катушки. Регулирование поддерживается за счет магнитного насыщения во вторичных катушках.Чтобы узнать больше о вариаторе, ознакомьтесь с нашей статьей «Трансформатор постоянного напряжения ».

Некоторые области применения регуляторов напряжения

  • Использование во всех блоках питания электронных гаджетов для регулирования напряжения и защиты устройства от повреждений
  • Используется с генератором переменного тока двигателей внутреннего сгорания для регулирования мощности генератора.
  • Используется в электронных схемах для подачи точного напряжения

Примечание. Регуляторы напряжения отличаются от стабилизаторов напряжения.Регуляторы используются для понижения напряжения до желаемого уровня, тогда как стабилизатор «стабилизирует» напряжение. Регуляторы в основном используются для постоянного тока, а стабилизаторы в основном для переменного тока. Стабилизаторы не дают напряжению стать слишком высоким или слишком низким, чтобы не повредить подключенное к нему устройство, например телевизор или холодильник.

5 основных характеристик автоматических регуляторов напряжения

Как выбрать автоматический регулятор напряжения?

Ниже мы перечисляем пять основных характеристик высококачественного автоматического регулятора напряжения, чтобы помочь вам найти наилучшее решение для вашего приложения.


1. Регулирование напряжения

Оптимальное регулирование напряжения достигается, когда значение напряжения эквивалентно всем нагрузкам электрооборудования. На регулирование напряжения могут влиять несколько факторов, в том числе размер и тип проводов и кабелей, реактивное сопротивление трансформатора и кабели, пускатель двигателя, схема и коэффициент мощности. Независимо от этих потенциальных препятствий, регулировка напряжения должна выбираться с точностью ±1%. Это требование устраняет проблемы с трехфазным дисбалансом и сводит к минимуму отклонения напряжения.


2. Диапазон входного напряжения

Первым шагом в выборе наилучшего автоматического регулятора напряжения является указание диапазона входного напряжения. Диапазон входного напряжения должен быть широким и сдвинутым, потому что линейные напряжения падают больше, чем растут. Эта функция допускает более низкую коррекцию, а не высокую коррекцию. Это также позволяет автоматическому регулятору напряжения быть более настраиваемым для понижения или повышения напряжения, обеспечивая максимальную коррекцию напряжения в экстремальных случаях.


3.Низкий импеданс

Импеданс — это сопротивление компонента протеканию электрического тока, измеряемое в омах. Целью автоматического регулятора напряжения является достижение низкого импеданса. Взаимодействие между током нагрузки и импедансом источника может привести к низкому напряжению, гармоническим искажениям и дисбалансу напряжения. В идеале ваш автоматический регулятор напряжения избегал бы всего этого, если бы имел низкое полное сопротивление.


4. Совместимость нагрузки

Решения по регулированию напряжения должны быть совместимы с указанной нагрузкой, чтобы обеспечить ее работу и избежать помех работе других нагрузок, подключенных к тому же источнику питания.Высокоэффективные автоматические регуляторы напряжения должны работать с нагрузками с высокими пусковыми токами, всеми коэффициентами мощности и высокими коэффициентами амплитуды. Чтобы предотвратить нестабильность, скорость отклика регулятора должна быть рассчитана на работу с электронными источниками питания, используемыми в большей части современного оборудования.


5. Точность напряжения

Основной задачей автоматического регулятора напряжения является повышение точности уровней напряжения, но каков оптимальный уровень точности для вашего приложения? Точность напряжения зависит от требований критической нагрузки.Как правило, автоматические регуляторы напряжения работают в цепях, где регулирование напряжения не может быть достигнуто путем изменения размера проводника. Перечисленные выше пять характеристик имеют решающее значение для надежной работы автоматического регулятора напряжения в требовательных приложениях. В приложениях, где импульсы напряжения, всплески и переходные процессы являются серьезной проблемой, вы также должны рассматривать подавление переходных процессов как критически важную функцию.

Электрические системы

  • Основная функция бортовой электросистемы заключается в выработке, регулировании и распределении электроэнергии по всему самолету.На самолетах имеется несколько различных источников питания для питания электрических систем самолета. Эти источники питания включают в себя: генераторы переменного тока (AC) с приводом от двигателя, вспомогательные силовые установки (APU) и внешнее питание. Электроэнергетическая система самолета используется для работы бортовых приборов, основных систем, таких как защита от обледенения, и обслуживания пассажиров, таких как освещение салона
  • Электроэнергия производится двух видов в зависимости от их использования:
    • Постоянный ток (DC): батарея, генератор, трансформатор-выпрямитель
    • Переменный ток (AC): генератор, инвертор
  • Большинство самолетов оборудовано 14- или 28-вольтовой электрической системой постоянного тока
  • Электрическая система состоит из множества компонентов, которые питают различные системы самолета
  • Генератор/генератор
  • Аккумулятор
  • Главный переключатель/переключатель батареи
  • Выключатель генератора/генератора
  • Шина, предохранители и автоматические выключатели
  • Регулятор напряжения
  • Амперметр/измеритель нагрузки
  • Статические фитили
  • Сопутствующая электропроводка
  • Справочник пилотов по авиационным знаниям, электрическая схема
    • Генераторы переменного тока и/или генераторы представляют собой аксессуары для источников питания с приводом от двигателя, которые подают электрический ток в электрическую систему для полетов, поддерживая при этом достаточный электрический заряд батареи
      • Генераторы переменного тока вращают магнитное поле внутри стационарных катушек проводов
      • Генераторы переменного тока производят ток, достаточный для работы всей электрической системы, даже при низких оборотах двигателя, за счет выработки переменного тока, который преобразуется в постоянный
      • Электрическая мощность генератора более постоянна в широком диапазоне частот вращения двигателя
      • На некоторых самолетах есть розетки, к которым может быть подключен внешний наземный блок питания (GPU) для подачи электроэнергии для запуска, что может быть очень полезно, особенно при запуске в холодную погоду
      • В генераторе проводники представляют собой медные провода, намотанные на якорь, прикрепленный болтами к ведущему шкиву
      • При вращении якоря медные провода движутся через магнитное поле, создаваемое постоянными магнитами, которое вырабатывает электроэнергию
      • Генераторы не развивают номинальную мощность до тех пор, пока частота вращения двигателя не достигнет среднего рабочего диапазона — обычно выше 1400 об/мин
      • Пилоты, которые сталкивались с быстрым затемнением посадочных огней при снижении оборотов двигателя на коротком финальном этапе, поймут один из недостатков системы с питанием от генератора
      • Недостатки:
        • Тяжелый
        • Нижний электрический выход
        • Электрический шум и статические помехи, излучаемые на другое бортовое электронное оборудование
        • Требуют большего обслуживания, чем генераторы переменного тока
      • Преимущества:
        • Нечувствителен к блуждающим электрическим пикам или обратной полярности
        • производить электроэнергию, даже если батарея разряжена
    • Узнайте больше об обслуживании генератора переменного тока, прочтите статьи AOPA об уходе за генератором переменного тока и осмотрах через 500 часов
    • Электрическая энергия, хранящаяся в аккумуляторной батарее, обеспечивает источник электроэнергии для запуска двигателя и ограниченный запас электроэнергии для использования в случае выхода из строя генератора переменного тока или генератора
    • Большинство генераторов постоянного тока не производят достаточное количество электрического тока при низких оборотах двигателя для работы всей электрической системы
    • Во время работы при низких оборотах двигателя электроэнергию необходимо получать от аккумулятора, который может быстро разряжаться
    • Справочник пилотов по авиационным знаниям,
      Главный переключатель
    • Электрическая система включается или выключается главным выключателем
      • Это было бы эквивалентно повороту ключа от машины для запуска электрических компонентов без фактического запуска автомобиля
    • Поворот главного выключателя в положение ВКЛ подает электроэнергию на все цепи электрооборудования, кроме системы зажигания
    • Многие самолеты оснащены выключателем аккумуляторной батареи, который управляет подачей электроэнергии в самолет аналогично главному выключателю
    • .
    • Кроме того, установлен выключатель генератора, который позволяет пилоту отключать генератор от электрической системы в случае отказа генератора
    • Когда половина выключателя генератора находится в положении OFF, вся электрическая нагрузка возлагается на аккумулятор
    • Все второстепенное электрическое оборудование должно быть отключено для экономии заряда батареи
    • Шина используется в качестве терминала в электрической системе самолета для подключения основной электрической системы к оборудованию, использующему электричество в качестве источника энергии
    • Это упрощает систему проводки и обеспечивает общую точку, от которой напряжение может распределяться по всей системе
    • Плавкие предохранители или автоматические выключатели используются в электрической системе для защиты цепей и оборудования от электрической перегрузки
    • Запасные предохранители соответствующего предела силы тока должны иметься на борту воздушного судна для замены неисправных или перегоревших предохранителей
    • Автоматические выключатели выполняют те же функции, что и предохранители, но их можно сбрасывать вручную, а не заменять, если в электрической системе возникает состояние перегрузки
    • Таблички на панели предохранителей или автоматических выключателей идентифицируют цепь по названию и показывают ограничение силы тока
    • Амазонка, вольтметр
    • Регулятор напряжения регулирует скорость заряда аккумулятора, стабилизируя электрическую мощность генератора или генератора переменного тока
    • Выходное напряжение генератора/генератора переменного тока должно быть выше напряжения аккумуляторной батареи
    • Например, 12-вольтовая батарея будет питаться от системы генератор/генератор переменного тока примерно на 14 вольт
    • Разница в напряжении поддерживает заряд батареи
    • Рассмотрите резервные решения для панельных приборов, которые можно подключать к прикуривателям (если таковые имеются).
      • Убедитесь, что цифровой вольтметр соответствует электрической системе (т., 12В или 24В)
    • Амазонка, вольтметр
    • Статические фитили контролируют электрический разряд в атмосферу, изолируя шум и предотвращая его воздействие на оборудование связи самолета
    • Этот разряд предотвращает отложения, что обеспечивает удовлетворительную работу бортовых систем навигации и радиосвязи
  • Оборудование, которое обычно использует электрическую систему, включает:
  • Системы освещения самолета включают устройства как внутреннего, так и наружного освещения
  • Внешнее освещение состоит из противоаварийных и навигационных огней
    • Система огней для предупреждения столкновений самолета может использовать один или несколько проблесковых маячков и/или стробоскопов красного или белого цвета
    • Они помогают другим привлечь внимание к местонахождению действующего самолета, особенно ночью, когда их использование является обязательным
    • Следует соблюдать осторожность при их работе в ночное время, когда они находятся рядом с другими людьми, находясь на земле.
      • Это означает, что их использование на земле должно быть ограничено, когда это необходимо (при работающем двигателе), если в противном случае их использование может ослепить пилотов, работающих поблизости
      • Таким образом, при проведении предполетной проверки быстро проверьте работу огней, а затем выключите их на оставшуюся часть обхода
    • Навигационные огни представляют собой красный (левое крыло) и зеленый (правое крыло) огни, которые обеспечивают информацию о местоположении самолета
    • Кроме того, в кормовой части самолета установлен белый огонь
    • .
  • Этот тип манометра имеет шкалу, начинающуюся с нуля, и показывает нагрузку, воздействующую на генератор переменного тока/генератор
    • Электрическая система 28 В постоянного тока
    • Питание от 60-амперного генератора (с ременным приводом) и 24-вольтовой батареи (левая передняя сторона брандмауэра)
    • Модуль распределения питания (J-box), расположенный на левой передней стороне брандмауэра, содержит все реле, блок управления генератором и разъем внешнего питания внутри модуля
    • Электрическая система 14 В постоянного тока
    • Питание от генератора на 60 ампер (с ременным приводом) и 12-вольтовой батареи на 35 ампер-часов
  • Если у вас его еще нет, рассмотрите возможность приобретения портативного радиоприемника
  • Все еще что-то ищете? Продолжить поиск:

Copyright © 2022 CFI Notebook. Все права защищены.| Политика конфиденциальности | Условия обслуживания | Карта сайта | Патреон | Контакт

Принцип работы (автомобиль)

14.8.

Генераторы

14.8.1.

Принцип работы

Принцип работы генератора показан на рис. 14.14. Одиночная петля проводника проходит через полюса подковообразного ярма из мягкого железа. Открытые концы петли образуют выводы для внешней цепи (в данном случае подключенной к лампочке).Постоянный магнит вращается между полюсными наконечниками и создает магнитное поле (линии потока) вокруг ярма. Когда вал ротора приводится в движение ременной передачей вентилятора, постоянный магнит вращается вокруг своей оси. Во время этого вращения по мере изменения ориентации магнита относительно полюсных наконечников магнитное поле в ярме постоянно находится в состоянии нарастания и затухания. В результате силовые линии магнитного потока постоянно пересекают два полупроводника контура. Всякий раз, когда два полюса магнита соприкасаются с полюсами ярма, линии максимального потока пересекают два полупроводника, благодаря чему в петле проводника устанавливается протекание тока под действием ЭДС индукции.

Рис. 14.14. Базовый одноконтурный генератор.
На рис. 14.14А магнит вращается по часовой стрелке, его северный полюс находится слева, а южный полюс — справа от железного ярма. Линии потока циркулируют вокруг ярма по часовой стрелке от Северного к Южному полюсу. Кроме того, движение магнита заставляет линии потока пересекать проводники, а индуцированное напряжение создает ток в петле проводника по часовой стрелке.
На рис. 14.14B магнит теперь поворачивается еще на пол-оборота, так что положение полюсов магнита меняется на противоположное: северный полюс находится с правой стороны ярма, а южный полюс — с левой стороны. . В результате направление линий магнитного потока вокруг ярма направлено против часовой стрелки. Это меняет направление потока генерируемого тока против часовой стрелки.
Таким образом, из-за вращения магнита полюса ярма постоянно меняют свою северную и южную полярность.Следовательно, направление линий потока постоянно меняется на противоположное, так что ток в проводниках непрерывно изменяется от максимального значения в одном направлении до максимального значения в противоположном направлении. Ток с многократно изменяющимся направлением его течения называется переменным током (AC). У двухполюсного магнита изменение его направления происходит один раз за каждый полный оборот магнита. Выход, произведенный за один полный оборот, называется циклом переменного тока.14.8.2. Конструкция
В генераторах переменного тока на практике используется множество проводниковых обмоток вокруг кольцеобразного ярма, известных как обмотки статора и ярма статора (рис. 14.15А). Кроме того, ротор состоит из двух половин, чтобы еще больше уменьшить колебания напряжения, и каждая половина имеет несколько сегментных полюсов одинаковой полярности, так что при соединении они образуют кольцо из чередующихся северных и южных полюсов (рис. 14.15В).

Рис. 14.15. Генератор. А. Вид в разрезе. B. Графический вид ротора и статора.
Типичный генератор переменного тока (Lucas) в разобранном виде показан на рис. 14.16. Этот генератор переменного тока представляет собой 3-фазную 12-полюсную машину с выпрямителем и микроэлектронным регулятором. Корпус генератора изготовлен из легкого алюминиевого сплава и содержит:
(i) ротор для формирования магнитных полюсов,
(ii) статор для несущих обмоток, в которых генерируется ток, (Hi) выпрямитель. блок для преобразования переменного и постоянного тока и
(iv) регулятор для ограничения выходного напряжения.

Рис. 14.16. Разобранный вид генератора.


Ротор.

Ротор имеет обмотку возбуждения, намотанную на железный сердечник и припрессованную к валу. Железный коготь помещен на каждом конце сердечника, чтобы сформировать 12 магнитных полюсов. Каждая коготь имеет по 6 пальцев, образующих отдельно северный и южный полюса (рис. 14.17).
Обмотка возбуждения магнита намотана на сердечник из мягкого железа. Две угольные щетки трутся о два медных контактных кольца и соприкасаются с обмотками.Используются два типа расположения щеток;
(a) Цилиндрического или бочкообразного типа, в котором два контактных кольца расположены рядом.
(6) Тип торца, в котором две щетки установлены соосно с валом.
Ротор приводится в движение коленчатым валом через клиноременный шкив и шпонку Вудраффа. Поскольку генераторы переменного тока работают на скоростях до 15 000 об/мин, а натяжение ремня должно быть достаточным для предотвращения проскальзывания на такой высокой скорости, ротор поддерживается на шарикоподшипниках. Эти подшипники смазываются и герметизируются на весь срок службы.Центробежный вентилятор, установленный рядом со шкивом, обеспечивает циркуляцию воздуха через машину для охлаждения полупроводниковых устройств, используемых в системе, и для предотвращения перегрева обмоток.

Рис. 14.17. Конструкция ротора.
Статор. Статор представляет собой ламинированный элемент из мягкого железа, жестко прикрепленный к корпусу, на котором расположены три набора обмоток статора (рис. 14.18). Катушки из сравнительно толстого эмалированного медного провода образуют обмотки статора и расположены так, что в каждой обмотке индуцируются отдельные формы колебаний переменного тока при разрезании меняющимся магнитным потоком.Три набора обмоток могут быть соединены между собой двумя способами: (i) звезда и (ii) треугольник.

Рис. 14.18. Конструкция статора.

Рис. 14.19. Обмотки статора.
Оба типа обмоток статора показаны на рис. 14.19. В схеме «звезда» один конец трех обмоток соединен вместе, а выходной ток подается с концов A, B и C. В схеме «треугольник» три обмотки соединены в форме греческой буквы «А» и вывод снова берется из точек A, B и C.
Основное различие между двумя соединениями заключается в величине выходного сигнала. В конфигурации «звезда» напряжение между любыми двумя выходными точками представляет собой сумму ЭДС, индуцированной в двух связанных обмотках, тогда как напряжение в схеме «треугольник» ограничивается ЭДС, индуцированной только в одной обмотке. Для заданной скорости и плотности потока
выходное напряжение обмотки звезды = 1,732 x выходное напряжение обмотки треугольником.
Выход схемы «Звезда» получается в основном от двух обмоток, но суммарно не удваивается.Это связано с тем, что только одна обмотка может быть расположена в любой момент времени в точке максимального магнитного потока, отсюда и значение 1,732, т. е. V3~. Энергия, генерируемая для обоих устройств при заданной скорости, одинакова, и, следовательно, сравнение выходных токов дает
выходных токов из обмотки треугольника = 1,732 x выходных токов из обмотки звезды.
В большинстве генераторов для легковых автомобилей используется обмотка звезды, но предпочтительнее использовать статор с обмоткой треугольником для более высокого выходного тока. В некоторых специальных конструкциях мощных генераторов переменного тока обмотки статора могут быть изменены со звезды на треугольник, когда требуется большой выходной ток.
14.8.3.

Выпрямление тока

Для выпрямления генерируемого тока в некоторых генераторах переменного тока установлен внешний селеновый выпрямитель пластинчатого типа, но в большинстве устройств используются полупроводниковые диоды, образующие мостовую сеть. При трехфазном выходе 6 диодов расположены, как показано на рис. 14.20, чтобы обеспечить двухполупериодное выпрямление. Поскольку диоды действуют как односторонний клапан, ток, генерируемый в любой обмотке, всегда течет к аккумулятору через клемму B+.Для протекания этого постоянного тока требуется полная цепь, поэтому для передачи тока от «земли» к активной обмотке используется соответствующий заземляющий диод (в данном случае отрицательный диод).
В дополнение к выпрямлению тока диоды не пропускают ток от аккумулятора, когда выходное напряжение генератора меньше напряжения аккумулятора. Таким образом, диоды исключают использование выключателя, необходимого в системе зарядки динамо-машины. При неподвижном генераторе
соединение с генератором B+ находится под напряжением.Это необходимо помнить при демонтаже генератора с двигателя. Перед началом работ с генератором необходимо отсоединить клемму заземления аккумуляторной батареи.
На рис. 14.21 показаны различные варианты крепления выпрямительных диодов. Однако во всех конструкциях полупроводники должны охлаждаться, поэтому диоды обычно монтируют на радиаторе, изготовленном из блока или пластины из алюминиевого сплава.
14.8.4.

Возбуждение поля

В отличие от динамо-машины, в магнитных полюсах присутствует недостаточный остаточный магнетизм, чтобы инициировать процесс зарядки, поэтому батарея первоначально возбуждает (активирует) магниты возбуждения.Ранние генераторы переменного тока включали полевое реле для подключения аккумулятора к полю при включении зажигания. В настоящее время используется система самовозбуждения с тремя полевыми диодами для питания поля ротора частью тока, генерируемого

Рис. 14.20. Схема выпрямителя.

Рис. 14.21. Некоторые распространенные блоки выпрямителей с указанием расположения диода.
Генератор (рис. 14.22), когда генератор заряжается. Однако машина с самовозбуждением не может обеспечить начальный ток для возбуждения поля, чтобы инициировать процесс зарядки, и поэтому для этого используется сигнальная лампа зарядки.Подсхема контрольной лампы подает начальный ток возбуждения, а также подает сигнал для предупреждения водителя, когда система перестает работать.
При включении зажигания для запуска двигателя лампа подключается к аккумулятору, образуя цепь через поле на землю. Затем загорается лампа, и поле возбуждается до степени, контролируемой мощностью лампы. Типичный размер лампы 12 В, 2,2 Вт. С увеличением частоты вращения генератора p.d. на выходе полевых диодов также увеличивается, так что напряжение, подаваемое на лампу, постепенно снижается.Свет медленно тускнеет и, в конце концов, гаснет, когда выходное напряжение генератора становится равным напряжению аккумулятора (т. е. когда генератор включается и начинает заряжаться). На этом этапе полевые диоды обеспечивают общий ток возбуждения. Скорость включения, которая обычно составляет около 1000 об/мин, зависит от тока возбуждения. Чтобы иметь
более раннюю скорость включения, необходимо увеличить мощность лампы. Из вышеизложенного видно, что если лампа перегорела, генератор не заряжается.
Схема выпрямителя и полевого диода, используемая в генераторе переменного тока Lucas типа ACR, показана на рис. 14.22. Кабель от индикатора заряда соединяется с клеммой TND на генераторе, которая, в свою очередь, соединяется со стороной «+» поля.
14.8.5.

Регулятор напряжения

Выходное напряжение генератора должно быть ограничено, чтобы предотвратить перезаряд батареи и защитить электрооборудование от чрезмерного напряжения.Точный контроль напряжения особенно важен в связи с постоянно растущим использованием электронных систем. Такой контроль есть и у

Рис. 14.22. Система самовозбуждающегося поля-9 диодов.
позволяет использовать герметичные батареи, так как возможность перезарядки сведена к минимуму.
На практике трудно добиться регулирования напряжения на автомобильном генераторе, поскольку частота вращения двигателя постоянно изменяется. Ранее объяснялось, что выходная мощность генератора без регулирования
возрастает линейно с частотой вращения двигателя.Выходная мощность генератора переменного тока также прямо пропорциональна напряженности магнитного поля и, в свою очередь, прямо пропорциональна току поля. Регулятор управляет этим током возбуждения в зависимости от выходного напряжения генератора. На рис. 14.23 показана блок-схема действия регулятора, показывающая, как ток возбуждения выключается при увеличении выходного напряжения и снова включается при падении выходного напряжения. Внезапное переключение тока возбуждения не вызывает резких изменений выходного напряжения из-за очень высокой индуктивности обмоток возбуждения (ротора).Весь процесс переключения занимает всего несколько миллисекунд. Многие регуляторы также включают некоторое устройство температурной компенсации, чтобы иметь более высокую скорость заряда в более холодных условиях и снизить скорость в жарких условиях.


Рис. 14.23. Блок-схема для представления действия регулятора.
При осмотре цепей регулятора необходимо знать, где прерывается цепь возбуждения. Это связано с тем, что некоторые схемы генератора обеспечивают постоянное питание обмотки возбуждения от диодов возбуждения, а регулятор переключает сторону земли.В других системах одна сторона обмотки возбуждения постоянно заземлена, и регулятор переключает сторону питания. Эти два метода представлены на рис. 14.24.
При регулировании выходного напряжения напряжение, подаваемое на обмотки возбуждения, не может превышать заданный уровень. Это, в свою очередь, позволяет протекать только небольшому току из-за сопротивления обмоток, так что устанавливается предел для напряженности поля. Это затем ограничивает максимальный ток, который может производить генератор.
Регуляторы могут быть механическими или электронными, причем последние практически распространены на современных автомобилях.Механический регулятор имеет обмотку, подключенную к выходу генератора переменного тока. Создаваемый в этой обмотке магнетизм пропорционален выходному напряжению. Набор нормально замкнутых контактов закреплен на якоре и удерживается в этом положении пружиной. Через эти контакты осуществляется питание обмотки возбуждения. Когда выходное напряжение превышает предварительно установленное значение
, скажем, 14,2 В, магнетизм в обмотке регулятора преодолевает натяжение пружины, так что контакты снова размыкаются. Это отключает ток возбуждения и приводит к падению выходной мощности генератора.Когда выходное напряжение падает ниже заданного значения, пружина снова замыкает контакты регулятора. Этот процесс продолжается снова и снова. На рис. 14.25 показана упрощенная схема механического регулятора. Этот принцип почти такой же, как очень раннее управление выходным напряжением динамо-машины.
Механические регуляторы страдают от износа контактов и других движущихся частей. Электронные регуляторы не сталкиваются с этой проблемой и с более точным допуском и гораздо более быстрым переключением намного превосходят, обеспечивая более стабильный выходной сигнал, чем механические регуляторы.Они также компактны и устойчивы к вибрации. Благодаря многочисленным преимуществам электронный регулятор теперь почти повсеместно устанавливается на генераторы переменного тока, что сокращает количество необходимых соединительных кабелей.
Ключом к электронному регулированию напряжения является диод Зенера, который можно сконструировать таким образом, чтобы он пробивался и проводил ток в обратном направлении на определенном уровне. Он используется в качестве чувствительного элемента в электронном регуляторе.
Регулятор на машине Lucas 12 В устанавливает напряжение генератора максимум на 14.2 В, что соответствует напряжению полностью заряженной батареи. Поэтому генератор переменного тока должен изменять свой зарядный ток в соответствии с состоянием заряда батареи, что достигается установкой регулятора на одной стороне (земля для генераторов Lucas) поля ротора (рис. 14.26). Регулятор имеет силовой транзистор, который действует как устройство переключения возбуждения. Поток тока регулируется отношением времени, в течение которого переключатель закрыт, к периоду размыкания. При напряжении генератора ниже 14,2 В выключатель замкнут, но на 14.2 В переключатель срабатывает и поддерживает постоянное выходное напряжение независимо от генерируемого тока.

Рис. 14.24. Регулятор напряжения может переключать цепь возбуждения со стороны питания или земли.

Рис. 14.25. Упрощенная схема механического регулятора.
Диод защиты от перенапряжения. Отказ основного транзистора в регуляторе происходит, если плохой контакт или подобная неисправность вызывает внезапное увеличение напряжения при зарядке генератора.Иногда между выводом IND и землей устанавливают диод для защиты от перенапряжения, чтобы предотвратить повреждение регулятора. Диод открывается, когда импульсное напряжение превышает установленное значение. Отказ этого диода, поскольку он постоянно проводит ток, закорачивает поле и препятствует зарядке генератора.

Рис. 14.26. Регулятор управления током возбуждения и защита от перенапряжения.

Конструкция регулятора.

Ранние генераторы переменного тока включали дистанционно расположенный регулятор для управления током возбуждения с помощью либо вибрирующих контактов, либо полупроводниковых переключателей.Сегодня в большинстве автомобилей используется микроэлектронный регулятор, размещенный в корпусе генератора переменного тока, который либо подключается к генератору короткими проводами, либо нажимными клеммами.
На рис. 14.27 показан принцип действия регулятора в упрощенной схеме, построенной на стабилитроне. Этот тип диода не проводит заметный ток до тех пор, пока не будет достигнуто заданное напряжение, и в этой точке он проводит свободно. При достижении заданного напряжения срабатывает диод

Рис. 14.27.Упрощенная схема транзисторного регулятора напряжения.
Полевой транзистор. Так как стабилитрон работает при напряжении менее 14,2 В, для уменьшения подаваемого на диод напряжения установлены резисторы Rl и i?2.
В этой системе управления используется более одного транзистора, что позволяет усилить очень небольшой управляющий ток, обеспечиваемый стабилитроном, управляющими транзисторами до тока, достаточного для работы надежного силового транзистора, переключающего полный ток возбуждения.Когда выходное напряжение генератора низкое, ток течет от «B+» через резистор R3 к базовой цепи T2, а затем к земле. Ток, протекающий через базовую цепь T2, включает транзистор и заставляет поле F соединиться с землей. На этом этапе создается сильное магнитное поле. Часть выходного напряжения по мере его увеличения подается на стабилитрон. При выходном напряжении 14,2 В диод проводит ток в базовую цепь Ti, так что Ti включается.Теперь ток свободно течет через Ti от R3, так что база T2 лишена тока. Следовательно, Т2 отключается и ток через обмотку возбуждения прерывается. Эта последовательность резюмируется в табличной форме следующим образом:

Стабилитрон Ти Т2 Полевая цепь
Нет потока Выкл. На Закрытый
Поток На Выкл. Открыть

Когда выходное напряжение падает ниже своего рабочего значения, стабилитрон переключается обратно в непроводящее состояние, так что транзисторы включаются для восстановления цепи возбуждения.Этот процесс быстро повторяется, чтобы обеспечить постоянное выходное напряжение генератора. Диод Di, установленный на обмотке возбуждения, защищает T2 от воздействия высокого напряжения, когда поле внезапно прерывается быстрым переключением T2.

Цепи измерения напряжения.

Поскольку генератор переменного тока расположен в цепи удаленно от аккумуляторной батареи, подача энергии на другое оборудование изменяет p.d. определяется регулятором, установленным в генераторе.Поэтому иногда от батареи к регулятору отводят отдельный провод, чтобы определить уровень заряда батареи. без изменения напряжения. Эта система называется датчиком батареи.
Альтернативная система, называемая машинным датчиком, имеет внутренний соединительный провод между регулятором и клеммой IND генератора. Эта система ограничивает выходную мощность генератора регулируемым напряжением независимо от внешних нагрузок, подключенных к аккумулятору.

Регулятор с датчиком батареи.

В схеме, показанной на рис. 14.28, генератор переменного тока оснащен регулятором Lucas 8TR для измерения напряжения аккумуляторной батареи. Этот регулятор использует три транзистора и работает аналогично системам, показанным на рисунке. Кабель, подключенный между батареей
и клеммой B+ регулятора, действует как измерительный провод. Напряжение, подаваемое на B+, сигнализирует стабилитрону, что он начинает проводить ток.

Регулятор с механическим датчиком.

Когда в этой схеме используется блок Lucas 8TR, регулятор имеет схему, аналогичную рис.14.28, за исключением того, что регулировочный провод В+ внутренне соединен с клеммой «+». Эта компоновка измеряет напряжение, подаваемое на IND конец обмотки возбуждения. Регулятор имеет три контакта «+» (желтый), «F» (зеленый) и «-» (черный). Более поздние версии регулятора, такие как Lucas 14TR, используют усилитель Дарлингтона для переключения обмотки возбуждения в тяжелых условиях. Типичная схема с машинным датчиком показана на рис. 14.29.
Используются два дополнительных резистора R3 и R5 и два конденсатора Ci и C2.Эта подсхема позволяет регулятору колебаться с частотой, регулируемой внутренней постоянной времени

Рис. 14.29. Регулятор с механическим датчиком (Lucas).
обеспечивается зарядно-разрядным действием конденсаторов. Это обеспечивает быстрое включение и выключение транзистора Т”3. Регулятор управляет выходным напряжением, чтобы модулировать отношение метки к интервалу, т. е. отношение между закрытым и открытым периодами (рис. 14.29). Плоские соединители, используемые в регуляторах типа Lucas 16TR-21 TR, повышают надежность за счет устранения соединительных кабелей, которые образуют интегральную цепь со статором и системой возбуждения.

Рис. 14.30. Принципиальная схема регулятора Bosch EL.

Рис. 14.31. Изменение отклика регулятора в зависимости от температуры.
Принципиальная схема гибридного регулятора Bosch типа EL показана на рис. 14.30. Этот регулятор поставляется в комплекте с угольными щетками и коробкой для щеток. Регулятор установлен на задней части генератора. Гибридная система соединяет дискретные компоненты на керамической пластине с использованием пленочных технологий. Сердцем регулятора является ИС, содержащая чувствительные элементы и компоненты температурной компенсации.ИС управляет выходным каскадом, таким как пара Дарлингтона. Такой подход приводит к очень компактному устройству, которое очень надежно благодаря меньшему количеству компонентов и соединений. Изменение отклика регулятора в зависимости от температуры представлено на рис. 14.31.
Защита от перенапряжения также включена в некоторые приложения для предотвращения повреждения электронных компонентов. В автомобильной аккумуляторной системе напряжение генератора часто не превышает 20 В из-за низкого сопротивления и эффекта гашения аккумулятора даже в случае отказа регулятора.Если генератор работает с отсоединенной батареей (что не рекомендуется), зенеровский диод, подключенный к выходу, обеспечивает некоторую защиту. Диод Зенера проводит и поддерживает напряжение системы в разумных пределах, когда напряжение системы превышает порог пробоя.
14.8.6.

Характеристики генератора

Кривые характеристик генератора обозначены как выходной ток (при стабилизированном напряжении) в зависимости от оборотов генератора и входная мощность в зависимости от входных оборотов.На рис. 14.32 показаны типичные кривые характеристик генератора переменного тока, построенные при определенных условиях, таких как регулируемое выходное напряжение и постоянная температура (300 К). Кривая, показанная на рис. 14.32, соответствует генератору, подходящему для примера применения, приведенного в разделе 14.6. Чтобы понять рабочие характеристики генератора, обычно наблюдают за кривыми
(а) снижение частоты вращения,
(б) диапазон частоты вращения холостого хода,
(в) частота вращения, при которой достигается две трети номинальной мощности,
(d) номинальная выходная скорость,
(e) максимальная скорость,
(/) диапазон выходного тока холостого хода,
ig) ток при двух третях номинальной мощности,
(h) номинальная мощность и
(i) максимальная мощность.Графики чаще всего используются для определения размера генератора
для конкретного применения. Кривая мощности помогает определить тип приводного ремня, необходимого для передачи мощности или крутящего момента на генератор переменного тока. Кривая мощности и кривая тока могут использоваться вместе для определения эффективности генератора переменного тока. При любой конкретной скорости при производстве максимальной производительности для этой скорости эффективность любой машины рассчитывается по формуле:
Эффективность = (выходная мощность/входящая мощность) 100%.
В этом случае при 8000 об/мин
Выходная мощность = 14 В x 70 А = 980 Вт
Входная мощность = 2200 Вт
Следовательно, КПД = (980/2200) x 100% = 45%.
Эффективность при двух третях максимальной мощности:
Выходная мощность = 14 В x 45 А = 630 Вт
Входная мощность = 1000 Вт
Следовательно, эффективность = 63%.
На этих рисунках показаны потери мощности в процессе генерации. Потери в железе, потери в меди, ветер и трение в основном способствуют неэффективности. Энергия теряется в виде тепла.

Рис. 14.32. Типичная характеристика генератора переменного тока.


Принцип работы реле неисправности с вращающимся диодом

Принцип работы реле отказа вращающегося диода?

Реле отказа диода используется для защиты автоматического регулятора напряжения генератора от серьезного повреждения из-за отказа вращающихся диодов.Катушки возбуждения генератора переменного тока возбуждаются от источника постоянного тока. Здесь в бесщеточной системе возбуждения узел RRA (узел вращающегося выпрямителя) используется для преобразования переменного напряжения возбудителя в постоянное напряжение. Выход РРА соединен с катушками возбуждения генератора. Таким образом, ротор получает питание постоянного тока от АРН. RRA состоят из диодов. Входное напряжение возбудителя контролируется автоматическим регулятором напряжения AVR. Следовательно, выходной ток АРН должен контролироваться должным образом. Реле отказа диода используется для контроля выходного тока АРН.[wp_ad_camp_1]

Принцип реле отказа диода:

Работает по закону Ома. Когда ток через резистор увеличивается, одновременно увеличивается и падение напряжения на резисторе.

Примечание. Для генератора большего размера резистор подключается к выходу АРН. Для генератора меньшего размера резистор подключается последовательно с катушкой возбудителя.

Реле отказа диода
[wp_ad_camp_1]
Обычно реле обнаруживает два типа неисправностей: один — открытый диод, а другой — короткое замыкание диода.

Неисправность открытого диода:

Неисправность открытого диода означает, что один или несколько диодов разомкнуты. В этом случае ток возбуждения немного увеличивается, но машина может продолжать нормально работать. При таком отказе генератор не подвергается непосредственной опасности, поэтому работа в течение ограниченного времени все же возможна. Но, если два или более диода вышли из строя, это означает, что реле отключило генератор.

Реле отказа диода, открытый диод

Короткое замыкание диода Неисправность:

В этом случае ток возбуждения возбудителя становится высоким, чтобы поддерживать напряжение генератора на номинальном уровне.Эта неисправность значительно возрастает с риском серьезного повреждения автоматического регулятора напряжения и возбудителя; тогда реле должно сработать и выключить машину.

Короткое замыкание диода реле отказа диода

Реле сработало:

  • Реле отказа диода выбрано в сигнализаторе
  • Отключение АВР
  • 86 M Опция главного отключения генератора.

После срабатывания генератора переменного тока из-за защиты от отказа диода вы перезапустите машину, но если неисправность не устранена, обратитесь к обслуживающему персоналу для проверки RRA.

 

 

Генераторы и регуляторы

Что делают генераторы и что должны делать регулирующие органы

Большинство людей впервые узнают о генераторах ночью на проселочной дороге в глуши. (На самом деле, примерно в 100 ярдах от дома, но в глуши куда более угнетающе.) У вас есть одно из тех «английский спортивный автомобиль нуждается в незначительном электромонтаже» из рекламных объявлений. О, человек, который продал вам машину, был честным; машина определенно была английской и нуждалась в ремонте электрики.Так или иначе, постояв над открытым моторным отсеком и попеременно постукивая по генератору, блоку управления и фонарю, вы делаете вывод, что фонари улучшаются от ударов, а генераторы и блоки управления — нет.

Возможно, лучший способ справиться со старой электрикой — понять, что заставляет ее работать. Вопреки распространенному мнению, работа генератора Лукаса основана не на каком-то магическом заклинании, а на пяти фундаментальных свойствах электричества и магнетизма:

  1. Электрический ток в спиральном проводе создает магнитное поле.
  2. Обмотка катушки проволоки вокруг сердечника из мягкого железа усилит магнитное поле.
  3. Сила магнитного поля зависит от силы тока в проводе.
  4. Вращение проволочной петли в магнитном поле вызовет появление напряжения в этой проволочной петле.
  5. Сила индуцированного напряжения зависит от силы магнитного поля и скорости, с которой вращается проволочная петля.

Генератор состоит из пяти частей.Якорь состоит из витков проволоки, намотанной на железный сердечник, и это якорь, который вращается при вращении шкива генератора. Щетки представляют собой подпружиненные контакты, которые передают ток от якоря к электрической системе. Щетки фактически упираются в сегментированное кольцо на одном конце якоря; это кольцо называется коммутатором. Внутри корпуса генератора находятся катушки возбуждения (также называемые обмотками возбуждения), которые намотаны на полюса возбуждения (5), которые по существу представляют собой куски мягкого железа.Именно ток в обмотках возбуждения создает магнитное поле, в котором вращается якорь.

При проворачивании двигателя якорь раскручивается ремнем вентилятора. При наличии магнитного поля (создаваемого катушками возбуждения) в обмотках якоря индуцируется напряжение. Когда напряжение в обмотках якоря больше, чем в остальной части системы, ток будет течь от клеммы якоря генератора (обычно «0») к соответствующей клемме (также обычно «0») блока управления или регулятора напряжения. .

Блок управления (или регулятор напряжения, как его называет большинство из нас) состоит из двух основных частей. Реле отключения (6) предотвращает протекание тока к генератору от батареи, когда выходное напряжение генератора ниже напряжения батареи. Вторая часть блока управления правильно называется регулятором напряжения (7). Это усиливает или ослабляет магнитное поле в генераторе в зависимости от потребностей батареи или других компонентов электрической системы. Помните, чем сильнее магнитное поле, тем больше напряжение, индуцируемое во вращающемся якоре.

Реле отключения состоит из железного сердечника с «шунтом» и «последовательной» катушкой, обернутой вокруг него. Шунтирующие обмотки подключаются между клеммой «D» якоря генератора и клеммой заземления (обычно обозначенной «E») на блоке управления. Это означает, что внутреннее напряжение генератора всегда воздействует на шунтирующие обмотки. Последовательные обмотки соединены таким образом. что весь выходной ток генератора проходит через них, прежде чем попасть в электрическую систему в целом.

Над вырезанным сердечником закреплен пружинный рычаг с контактом, соединенным с последовательными обмотками вырезанного сердечника.Выходной ток от генератора может передаваться на электрическую систему и аккумулятор только тогда, когда контактные рычаги соприкасаются. Натяжение пружины обычно удерживает контакты врозь, поэтому ток не может течь ни в одном направлении.

Когда якорь в генераторе вращается достаточно быстро (около 1000 об/мин генератора или 750 об/мин двигателя), ток в шунтирующих обмотках реле отключения будет генерировать магнитное поле, достаточно сильное, чтобы преодолеть естественное натяжение пружины контакта рука.Рука опускается вниз, и два контакта соприкасаются. Теперь ток протекает через последовательные обмотки, через контакты и к аккумулятору через выходную клемму (обычно «А») на блоке управления. Ток в последовательных обмотках фактически усиливает магнитное поле вокруг сердечника реле отключения, что, в свою очередь, еще более прочно удерживает контакты вместе. Момент замыкания контактов обычно регулируется таким образом, чтобы внутреннее напряжение регулятора составляло от 12,7 до 13 вольт.

Когда ваш двигатель замедляется до холостого хода, якорь также замедляется.Это означает, что напряжение, индуцируемое во вращающемся якоре, уменьшается. Более низкое напряжение снижает силу магнитного поля, удерживающего контактное плечо последовательной обмотки в замкнутом состоянии. В конце концов, ослабленное магнитное поле больше не может противостоять натяжению пружины рычага, и контакты размыкаются. (Примечание: способ размыкания контактов на самом деле несколько сложнее, но это описание подойдет для наших целей.) Это немедленно останавливает весь поток тока к генератору или от него. Точка, в которой контакты размыкаются (около 8.от 5 до 11 вольт) называется точкой сброса.

Если бы контакты последовательной обмотки не размыкались при низкой мощности генератора, более высокое напряжение батареи возвращалось бы через блок управления в обмотки тонкой проволоки якоря. Обратный поток расплавит обмотки и, таким образом, разрушит генератор. Теперь вы знаете одну из причин, почему блок управления так важен.

Другая часть блока управления, регулятор напряжения, ограничивает напряжение в системе зарядки до безопасного значения, контролируя внутреннее напряжение генератора.Регулятор напряжения, как и выключатель, имеет шунтирующую обмотку, состоящую из множества витков тонкой проволоки, намотанной на сердечник из мягкого железа. Над сердечником регулятора подвешена пара контактных точек, опять же, как реле отключения. Однако эти точки обычно закрыты, а не открыты. Функция регулятора состоит в том, чтобы разорвать эту связь. Когда напряжение генератора низкое, ток в шунтирующих обмотках мал, поэтому магнитное поле слишком слабое, чтобы преодолеть натяжение пружины в плече, удерживающем контактные точки в замкнутом состоянии.Когда точки замкнуты, выходной ток от генератора (входящий через клемму «D») проходит через корпус регулятора, через контактные точки регулятора к полевой клемме на блоке управления (обычно «F»). От полевой клеммы на блоке управления ток течет к полевой клемме («F») на генераторе, а затем через обмотки возбуждения вокруг полюсов возбуждения генератора.

Так как у нас прямое подключение через контакты регулятора, то ток в обмотках возбуждения максимален.Следовательно, магнитное поле (в котором вращается якорь), создаваемое током в обмотках возбуждения, также максимально. Поскольку магнитное поле является самым сильным, индуцированное напряжение в якоре также является самым высоким. (Индуцированное напряжение напрямую связано с силой магнитного поля.) По мере увеличения напряжения в генераторе увеличивается ток в шунтирующих обмотках реле регулятора, что, в свою очередь, увеличивает силу магнитного поля, пытающегося притянуть контакты регулятора разошлись.

Когда напряженность поля, наконец, преодолевает естественное напряжение контактного плеча и контакты регулятора разъединяются, прямое соединение между выводом якоря «D» генератора и выводом возбуждения «F» блока управления разрывается. Несмотря на то, что прямое соединение было разорвано, все еще существует способ возврата тока от генератора к обмоткам возбуждения. Его второй путь — через короткий отрезок провода сопротивления, а встроенное сопротивление уменьшает ток, проходящий через обмотку возбуждения. обмотки возбуждения внутри генератора.Уменьшение тока в катушках возбуждения снижает напряженность магнитного поля, в котором вращается якорь. Наведенное напряжение в обмотках якоря падает, а значит, падает и выходная мощность генератора. При уменьшении мощности генератора уменьшается и ток в шунтирующих обмотках регулятора, а также уменьшается магнитное поле, создаваемое током в шунтирующих обмотках. Когда силы магнитного поля становится недостаточно, чтобы удерживать контакты регулятора врозь, они снова замыкаются, и непосредственный контакт между выходом генератора и обмотками возбуждения восстанавливается.

Поскольку ток больше не течет по проводу сопротивления, ток в обмотках возбуждения генератора увеличивается, что усиливает магнитное поле внутри генератора. Наведенное напряжение в якоре увеличивается, а также увеличивается мощность генератора. По мере увеличения выходной мощности генератора ток в шунтирующих обмотках регулятора снова увеличивается до тех пор, пока магнитное поле не станет достаточно сильным, чтобы разъединить контакты регулятора. Как и прежде, при разрыве прямой связи ток в обмотках возбуждения уменьшается за счет прохождения тока через резистивную проволоку.Напряжённость магнитного поля в генераторе падает, поэтому мощность генератора падает. Описанный здесь цикл происходит очень быстро; так быстро, что точки контакта, кажется, вибрируют.

Теперь мы полностью проследили всю систему. Имея эти знания в руках, вы сможете развлечь своих товарищей глубокой диссертацией о фундаментальных свойствах электричества и магнетизма, которые делают бесполезными удары по генератору и блоку управления. Мы все знаем, что как только магнетизм просочился наружу, никто ничего не может сделать.

Примечание: Если вы перепутаете полярность аккумулятора, вы должны переполяризовать генератор ПЕРЕД запуском двигателя. Если вы восстановили генератор, вы также должны переполяризовать генератор. Чтобы переполяризовать генератор, подсоедините кусок провода к выводу аккумуляторной батареи соленоида, а затем прикоснитесь им к обеим клеммам генератора. Если вы этого не сделаете, вы сожжете точки отключения на регуляторе — тогда вам понадобится новый регулятор.

Большое спасибо Garth Bagnall за рецензирование этой статьи перед публикацией.

вырезать традиционный автомобильный и вырезать в современном автомобиле и вырезать функцию (автоматический таймер) в автомобильной AMNIMARJESLOW GOVERNMENT 9_1_8_!_7 LJBUSAF Xi Ping



                                                   цепь отключения (регулятор/автоматический таймер)            



ХХХ . XXX    Как это работает — вырез  

 

Система зарядки Austin Seven в основном состоит из динамо-машины для производства электрического тока и аккумулятора для хранения заряда.Между ними находится автоматический переключатель, известный как Cut-out. Без выключателя аккумулятор заряжался бы всякий раз, когда динамо-машина достаточно быстро вращается двигателем, но быстро разряжался бы при попытке использовать динамо-машину в качестве двигателя, когда обороты двигателя недостаточно высоки, особенно когда двигатель работает. стационарный. Обратите внимание, что ключ зажигания НЕ отключает динамо-машину от аккумулятора; он только отключает саму цепь зажигания (плюс несколько вспомогательных устройств, таких как стоп-сигналы).Таким образом, выключатель зажигания не имеет отношения к операции отключения или цепи зарядки.

За период производства автомобилей было несколько вариантов. Тем не менее, все они имеют одну и ту же функцию, и все они имеют очень похожую работу. Каждый вырез имеет набор подпружиненных контактов, установленных на механическом коромысле, известном как якорь, а также два электромагнита, которые расположены таким образом, чтобы тянуть и толкать этот якорь. Один электромагнит подключается между выходной клеммой динамо-машины «D» и землей («шунтирующая» обмотка), а другой («последовательная» обмотка) подключается последовательно с батареей, обычно маркируемой «А», и отсечкой. -выходные контакты.Обратите внимание, что в зависимости от типа выреза эти обмотки могут быть на отдельных бобинах или объединены в один бобин. Независимо от типа, шунтирующая обмотка состоит из множества витков тонкого провода, в то время как последовательная обмотка состоит из очень небольшого количества витков значительно более толстого провода.

Пример схемы отключения

При остановленном двигателе необходимо отсоединить аккумуляторную батарею от динамо-машины, чтобы предотвратить описанное выше «моторное» действие. Следовательно, контакты должны быть разомкнуты.Это состояние покоя выреза.

По мере запуска двигателя и увеличения оборотов выходное напряжение динамо-машины будет расти. Это выходное напряжение появляется на шунтирующей обмотке, заставляя ее действовать как электромагнит. Поскольку последовательная обмотка имеет один конец, соединенный с разомкнутым контактом, на данном этапе он не играет никакой роли. В конце концов (при быстром переключении) напряжение динамо-машины достигнет значения, которое будет достаточно высоким, чтобы предотвратить протекание тока от батареи к динамо-машине, но позволит току течь от динамо-машины к батарее — нормальный метод зарядки.Шунтирующая обмотка устроена так, что при достижении выходным напряжением динамо-машины этого значения она создает достаточно сильное магнитное поле, чтобы притянуть якорь, преодолевая усилие пружины, и замкнуть контакты. Аккумулятор сейчас заряжается. Для систем 6 В это должно происходить примерно при 6,5 В; для 12В это происходит при 13,5В. Как только контакты замыкаются, шунтирующая обмотка теперь также подключается к аккумулятору. Это дает запирающее действие, поскольку батарея теперь также подает ток на шунтирующую обмотку.В этом состоянии контакты все еще будут замкнуты до тех пор, пока напряжение батареи не упадет до низкого уровня, независимо от выходной мощности динамо-машины, поскольку теперь электромагнит работает от батареи.

Следовательно, необходимо противодействовать этой силе, чтобы пружина могла развести контакты для отключения аккумулятора. Это функция второй или «последовательной» обмотки.

Последовательная обмотка создает силу на якоре, которая пропорциональна току, протекающему либо к батарее, либо от нее, и которая меняет направление с направлением тока.Когда батарея заряжается, сила действует, добавляя силу тяги от шунтирующей обмотки, в результате чего контакты остаются плотно закрытыми. Однако, когда выходная мощность динамо-машины падает так, что ток идет от батареи к динамо-машине, сила теперь имеет противоположное направление и противодействует силе шунтирующей обмотки. Когда усилие последовательной обмотки сравняется с усилием шунта, якорь освобождается, и пружина размыкает контакты.

Если в этот момент двигатель остановлен, аккумулятор безопасно отсоединяется от динамо-машины.Если обороты повысятся, сила от шунтирующей обмотки снова замкнет контакты.

Это можно увидеть в работе по поведению амперметра. При отключении всех других электрических нагрузок (обратите внимание, что амперметр измеряет весь ток, протекающий от аккумулятора, а не только к динамо-машине) и при быстром срабатывании двигателя, амперметр установится на зарядной стороне шкалы. Когда обороты упадут, амперметр переместится в сторону нагнетания, а затем внезапно упадет ближе к нулю.Это внезапное падение происходит, когда последовательная обмотка имеет достаточный ток, протекающий в направлении разряда, чтобы противодействовать замыкающей силе от шунтирующей обмотки, и контакты размыкаются. Одновременно загорится сигнальная лампа зарядки. На динамо-машину ток не течет; показанный оставшийся разряд на самом деле является током, требуемым схемой зажигания.

Тип Е 1922-1923

Тип CF1 1924-1931

Тип GFR или GFR2
 1934-1937

Эта статья, написанная Джеффом Хардманом, впервые появилась в журнале CA7C Seven Focus в ноябре 2006 г., стр. 6-8.

      ХХХ  . XXX  4 нуля   Как работают регуляторы напряжения 

Регуляторы напряжения

Как вы, возможно, помните из статьи о функции генераторов в вашем классическом автомобиле, опубликованной в прошлом месяце, нет никаких средств внутреннего контроля их мощности. Другими словами, чем быстрее он вращается, тем больше напряжения поступает в электрическую систему автомобиля. Если бы это не контролировалось, генератор повредил бы аккумулятор и сжег бы фары автомобиля. Кроме того, если бы генератор не был отключен от схемы автомобиля, когда он не работал, аккумулятор разрядился бы через его корпус.

Вот тут-то и появляется РЕГУЛЯТОР (обычно называемый регулятором напряжения, но это только один компонент системы). Регуляторы претерпели множество конструктивных улучшений за десятилетия, но наиболее часто используемый электромеханический регулятор — это три блока управления в одном. тип коробки. Давайте посмотрим, как эти штуки работают…

Реле отключения

Это устройство, иногда называемое автоматическим выключателем, представляет собой магнитный переключатель. Он подключает генератор к цепи аккумулятора (и, следовательно, к остальной части автомобиля), когда напряжение генератора достигает желаемого значения.Он отключает генератор, когда он замедляется или останавливается.

Реле имеет железный сердечник, который намагничивается, чтобы опустить шарнирный якорь. Когда якорь опускается, набор контактных точек замыкается, и цепь замыкается. Когда магнитное поле нарушается (например, когда генератор замедляется или останавливается), пружина тянет якорь вверх, разрывая точки контакта.


Очевидным видом отказа являются точки контакта. Когда они открываются и закрываются, генерируется небольшая искра, которая в конечном итоге разрушает материал на точках, пока они либо не «сварятся» друг с другом, либо не станут настолько высоко сопротивление, что не будут проводить ток в закрытом состоянии.В первом случае батарея будет разряжаться через генератор за ночь, а во втором случае система не будет заряжаться.

Регулятор напряжения

Другой набор контактных точек с железным сердечником используется для постоянного регулирования максимального и минимального напряжения. Эта схема также имеет шунтирующую цепь (шунт перенаправляет электрический поток), идущую на землю через резистор и расположенную непосредственно перед (электрически) точками. Когда точки замкнуты, цепь возбуждения выбирает «легкий» путь к земле, но когда точки разомкнуты, цепь возбуждения должна пройти через резистор, чтобы добраться до земли.

Катушка возбуждения генератора подключается к одному из контактов регулятора напряжения. Другая точка ведет прямо к земле.

При работе генератора (разряженная батарея или работа нескольких устройств) его напряжение может оставаться ниже того, на которое настроено управление. Поскольку поток тока будет слишком слабым, чтобы тянуть якорь вниз, поле генератора уйдет на землю через точки. Однако, если система полностью заряжена, напряжение генератора будет увеличиваться до тех пор, пока не достигнет максимального предела, а ток, протекающий через шунтирующую катушку, будет достаточно высоким, чтобы опустить якорь и разделить точки.

Этот цикл повторяется снова и снова в реальном времени. Точки открываются и закрываются примерно от 50 до 200 раз в секунду, поддерживая постоянное напряжение в системе.

Регулятор тока

Несмотря на то, что напряжение генератора контролируется, его ток может быть слишком высоким. Это приведет к перегреву генератора, поэтому для предотвращения преждевременного выхода из строя предусмотрен регулятор тока.

Внешне похожий на железный сердечник регулятора напряжения, сердечник регулятора тока намотан несколькими витками толстого провода и соединен последовательно с якорем генератора.


Во время работы ток увеличивается до заданной настройки устройства. В это время ток, протекающий через обмотки из толстой проволоки, заставит сердечник тянуть якорь вниз, открывая точки регулятора тока. Чтобы замкнуть цепь, цепь возбуждения должна проходить через резистор. Это снижает текущий выход, точки закрываются, выход увеличивается, точки открываются, выход вниз, точки закрываются и так далее. Таким образом, точки вибрируют при открытии и закрытии, как и точки регулятора напряжения, много раз в секунду.

Хорошие и плохие новости

Поскольку регуляторы напряжения механические, их легко устранить. Если вы изучите функцию каждой из трех частей и то, как они взаимосвязаны, станет очевидным, какая часть работает со сбоями, в зависимости от симптомов. Это означает, что любой, кто понимает, как все работает, может легко устранять проблемы. Это хорошая новость.

Плохая новость заключается в том, что зазоры между точками и давление пружины определяют пределы напряжения/тока, и их чрезвычайно трудно отрегулировать.Иногда это можно сделать на автомобиле с помощью вольтметра, но обычно лучше заменить весь узел регулятора при выходе из строя определенной его части. Заводская сборка регуляторов требовала относительно сложных измерительных приборов. Регулировка их «на ощупь» — вопрос удачи, и часто это может привести к повреждению.

В целом хорошая новость заключается в том, что регуляторы недороги и их относительно легко найти. Замена всегда хорошая идея.

А регуляторы генератора?

Тот же самый тип регулятора был изначально встроен в автомобили, оборудованные генератором переменного тока, и они работают примерно так же.Однако, поскольку в некоторых автомобилях использовались амперметры, регулятор тока не требовался. Поэтому для включения обмоток статора генератора использовался «единичный» регулятор. Это был просто регулятор без секции регулятора тока.

Вскоре после этого автомобильные компании перешли на транзисторные регуляторы напряжения. Используя диоды Зенера, транзисторы, резисторы, конденсатор и термистор, эти регуляторы поддерживают надлежащее напряжение и ток во всей системе. Их схемы работают со скоростью 2000 раз в секунду, и они чрезвычайно надежны.С другой стороны, эти регуляторы не так просто ремонтировать. Они предназначены для того, чтобы их выбрасывали и заменяли.

Многие «полупроводниковые» регуляторы устанавливаются внутри генератора переменного тока и не подлежат обслуживанию, за исключением возможности установки пределов напряжения. Это нормально, потому что они очень хорошо работают в течение длительного периода времени. Для проверки их работы достаточно измерить напряжение аккумуляторной батареи при выключенном двигателе, затем при работающем. Вы должны увидеть что-то между 13 и 15 вольт при работе. Отсутствие изменения напряжения означает, что либо регулятор, либо генератор не работают, а более высокое напряжение означает, что регулятор не «регулирует» должным образом.»


Как насчет преобразования генераторов в генераторы?

Ну, это двусторонний вопрос. Мы считаем, что такие переделки следует делать, если при реставрации или капитальном обновлении автомобиля были установлены дополнительные электроприборы. Кондиционеры, электрические вентиляторы охлаждения и т. д. поглощают много тока, с которым не могут легко справиться старые генераторы. Генераторы обеспечивают в три раза больший ток и весят намного меньше, чем их старые аналоги.

С другой стороны, переход на генератор переменного тока повлияет на «периодический» внешний вид автомобиля.Конечно, это личный выбор, но его стоит учитывать. Мы будем делать статью о преобразовании очень скоро.



ХХХ . XXX  4 ноль null  Как работают автомобильные реле и предохранители  


В последних нескольких статьях мы рассмотрели основы теории и основных компонентов, так что к настоящему моменту вы должны быть достаточно знакомы с общей схемой. Теперь мы рассмотрим еще несколько распространенных устройств, а затем нарисуем простую цепь и проследим за электроном через нее.Готовый?


Реле:

Это уже упоминалось ранее, но заслуживает особого внимания. Помните, что для некоторых устройств требуется значительный ток (в амперах), а для этого, в свою очередь, требуется более толстый провод. Устройства с высоким током требуют больших, тяжелых переключателей для управления током. К сожалению, это было бы некрасиво и дорого, поэтому инженеры используют реле.

Реле состоит из небольшой катушки провода вокруг центрального железного сердечника. Когда исполнительный переключатель подает питание на катушку, этот сердечник перемещает сверхмощные контакты вместе, что позволяет пропускать большой ток к устройству.Вот как маленький переключатель может управлять сильноточным устройством.

Вы уже знаете, что соленоид стартера представляет собой сильноточное реле. Другими устройствами, в которых обычно используются реле, являются звуковые сигналы, силовая антенна, компрессор кондиционера, сиденья с электроприводом, электрические стеклоподъемники, вентиляторы охлаждения двигателя и электрические верхние части. Иногда их также используют фары и дополнительные фары дальнего света. Это важно знать, потому что многие электрические неисправности происходят в самих реле!

Автомобильные предохранители:

Почти все в машине подключается через предохранитель.Предохранители рассчитаны на перегорание, когда через устройство проходит слишком большой ток. Это предотвращает нагрев проводов и последующее плавление изоляции с последующим возгоранием!

Предохранители имеют простую конструкцию. Внутри предохранителя находится мягкая проволока с определенной толщиной поперечного сечения. Этот размер определяет, сколько ампер можно пропустить, прежде чем провод расплавится. Слишком много ампер и предохранитель выходит из строя, спасая остальную часть цепи от повреждений. Довольно аккуратно, да?

Большинство предохранителей любого автомобиля расположены в панели предохранителей, но некоторые из них встроены в линию.Линейные предохранители находятся под приборной панелью и в моторном отсеке.

Плавкие вставки , другой вид предохранителей, используются во многих автомобилях и почти всегда находятся в жгуте проводов в моторном отсеке. Это формованные одноцелевые звенья в проводе, которые предназначены для плавления в экстремальных условиях (обычно при столкновении, которое может привести к смятию проводов, что приведет к сильному короткому замыканию). Схема вашего автомобиля покажет их использование и расположение.

Давайте посмотрим на довольно типичную схему звукового сигнала и посмотрим, как различные компоненты объединяются в работающую систему:

Схема реле звукового сигнала

Обратите внимание, что напряжение аккумулятора проходит через сильноточный провод (красный) через реле к звуковому сигналу, а также через меньший провод (синий) через замок зажигания к слаботочной катушке реле.Первое, о чем вы должны знать, это то, что цепь звукового сигнала всегда «горячая» или «под напряжением», когда ключ зажигания включен, и все, что нужно, это путь к земле.

Этот путь завершается, когда вы нажимаете кнопку звукового сигнала. Когда кнопка нажата, происходит заземление, возбуждая катушку реле «А». Железный сердечник катушки (в данной конструкции) тянет вниз плечо, соединяющее сильноточные контакты «В». Затем сильный ток течет от аккумулятора к звуковому сигналу (звуковой сигнал соединен с землей, поскольку он прикреплен к шасси автомобиля).Посмотри, как это работает?

На самом деле в этой схеме не хватает одной вещи. Где-то в цепи должен быть предохранитель! Сильноточный провод от аккумуляторной батареи может проходить через соответствующий предохранитель на панели предохранителей или может быть встроенный предохранитель возле рупоров (это зависит от технологических решений относительно наиболее экономичного размещения, но ваш схематический чертеж будет указать его местонахождение).

Кроме того, конструкторы вашего автомобиля могли также предохранить слаботочную сторону реле.Проверьте схему.

Предположим, что рога не работают. С чего начать устранение неполадок? Вот хорошая процедура:
1. Проверьте предохранители.
2. Проверьте наличие напряжения на сиренах на разъеме сирены. Нажмите кнопку звукового сигнала или соедините провод с землей, чтобы активировать реле. Если у вас есть напряжение, звуковые сигналы должны работать, поэтому ищите проблему в другом месте.
3. Проверьте наличие напряжения на кнопке звукового сигнала. Находясь там, убедитесь, что контакты кнопки касаются друг друга при нажатии.Если все в порядке, переходим к реле.
4. Пока кто-то нажимает кнопку звукового сигнала, проверьте наличие напряжения (на слаботочном проводе, идущем от приборной панели) на реле. Если есть напряжение, реле не работает, верно?

Вот так. Теперь вы изолировали проблему от реле, и только две вещи могут быть неправильными: либо катушка реле не питается (из-за внутреннего обрыва провода), либо сильноточные контакты замыкаются, но ток через них не проходит ( помните высокоомные соединения?).Если катушка неисправна, реле необходимо заменить. Если контакты обуглились, сгладьте их.

Вывод:

Автомобильные схемы довольно просты по конструкции. Всегда помните, что на заводе использовалось как можно меньше проводов, поэтому посмотрите на принципиальную схему, чтобы увидеть, где сделано несколько соединений. Помните также, что ваш дружественный электрон проходит через несколько устройств на пути к выполнению своей работы, поэтому вам необходимо систематически отслеживать путь.

Схемы напечатаны слишком мелко в руководствах.Отнесите свои рисунки к копировальному аппарату, который увеличит их до легко читаемого размера. Склейте все листы вместе в один большой рисунок, и вы обнаружите, что отслеживать электрические пути становится очень просто.

С небольшой практикой и терпением вы больше не будете бояться электрической системы вашего автомобиля.




                         

                                    XXX  . XXX  4 ноль ноль 0   Системы зарядки  


                                                                     система зарядки или динамо-машина

Современная система зарядки не сильно изменилась за более чем 40 лет.Он состоит из генератора, регулятора (который обычно монтируется внутри генератора) и соединительной проводки.

Целью системы зарядки является поддержание заряда аккумуляторной батареи автомобиля и обеспечение основного источника электроэнергии при работающем двигателе.

Если система зарядки перестанет работать, заряд батареи вскоре истощится, и автомобиль останется с «разряженным аккумулятором». Если аккумуляторная батарея разряжена, а генератор не работает, в двигателе может не хватить электрического тока для зажигания свечей зажигания, поэтому двигатель перестанет работать.

Если батарея «умерла», это не обязательно означает, что с ней что-то не так. Он просто исчерпал свой заряд. Его можно вернуть к жизни, зарядив его зарядным устройством или запустив двигатель, чтобы генератор мог заряжать его.

Основным компонентом системы зарядки является ГЕНЕРАТОР . Генератор переменного тока – это генератор, который вырабатывает переменный ток (AC), аналогичный электрическому току в вашем доме. Этот ток немедленно преобразуется в постоянный ток внутри генератора.Это связано с тем, что все современные автомобили имеют 12-вольтовую электрическую систему постоянного тока. РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ регулирует зарядное напряжение, вырабатываемое генератором, поддерживая его на уровне от 13,5 до 14,5 В для защиты электрических компонентов автомобиля.

Также есть система предупреждения водителя, если что-то не так с системой зарядки. Это может быть установленный на приборной панели вольтметр, амперметр или, чаще, контрольная лампа. Эта лампа по-разному обозначена как «Gen» Bat» и «Alt.».  Если эта контрольная лампа загорается при работающем двигателе, это означает, что есть проблема в системе зарядки, обычно это генератор, который перестал работать.  Наиболее частая причина — обрыв ремня привода генератора.

Генератор приводится в движение ремнем, который приводится в действие вращением двигателя. Этот ремень проходит вокруг шкива, соединенного с передней частью коленчатого вала двигателя, и обычно отвечает за привод ряда других компонентов, включая водяной насос, насос гидроусилителя руля и компрессор кондиционера.На некоторых двигателях имеется более одного ремня, и задача привода этих компонентов разделена между ними. Эти ремни обычно называются: ремень вентилятора, ремень генератора, приводной ремень, ремень гидроусилителя руля, ремень кондиционера и т. д. На двигателях последних моделей чаще встречается один ремень, называемый поликлиновым ремнем, который извивается вокруг передней части двигателя. и управлять всеми компонентами самостоятельно.

В двигателях с отдельными ремнями для каждого компонента требуется периодическая регулировка ремней для поддержания надлежащего натяжения ремня.На двигателях с поликлиновым ремнем обычно имеется подпружиненный натяжитель ремня, поддерживающий натяжение ремня, поэтому периодическая регулировка не требуется. Поликлиновой ремень рассчитан на срок около 30 000 миль. Обратитесь к руководству пользователя, чтобы узнать, как часто следует заменять ваш.

Выходная мощность генератора измеряется как по напряжению, так и по силе тока. Чтобы понять напряжение и силу тока, вы также должны знать о сопротивлении, которое измеряется в омах. Простой способ представить это — сравнить движение электричества с движением проточной воды.Вода течет по трубе под определенным давлением. Размер (диаметр) трубы диктует, какое сопротивление будет протекающей воде. Чем меньше труба, тем больше сопротивление. Вы можете увеличить давление, чтобы пропустить больше воды, или вы можете увеличить размер трубы, чтобы пропустить больше воды при меньшем давлении. Поскольку слишком большое давление может привести к разрыву трубы, нам, вероятно, следует ограничить величину используемого давления. Вы поняли идею, но как это связано с потоком электричества?

Ну, напряжение такое же, как давление воды.Сила тока подобна количеству или объему протекающей воды, а сопротивление — размеру провода, передающего ток. Поскольку слишком высокое напряжение может повредить электрические компоненты, такие как лампочки и компьютерные схемы, мы должны ограничить уровень напряжения. Это работа регулятора напряжения. Слишком большое давление воды, и вещи могут начать ломаться. Слишком большое напряжение, и вещи могут начать гореть.

Давайте технические

Теперь давайте углубимся и посмотрим, как на самом деле работают эти компоненты системы зарядки для производства электроэнергии, необходимой современному автомобилю.

Генератор переменного тока использует принцип электромагнетизма для производства тока. Это работает просто. Если вы возьмете сильный магнит и пропустите его через провод, этот провод будет генерировать небольшое напряжение. Возьмите один и тот же провод и замкните его много раз, чем, если вы пропустите один и тот же магнит через пучок петель, вы создадите более значительное напряжение в этом проводе.

Есть два основных компонента, из которых состоит генератор переменного тока. Это ротор и статор. Ротор соединен непосредственно со шкивом генератора.Приводной ремень вращает шкив, который, в свою очередь, вращает ротор. Статор крепится к корпусу генератора и остается неподвижным. В центре статора достаточно места для ротора, чтобы он мог вращаться без какого-либо контакта.

Статор содержит 3 набора проводов, каждый из которых имеет много петель и равномерно распределен, образуя трехфазную систему. В некоторых системах провода соединены друг с другом на одном конце и подключены к выпрямителю на другом конце.В других системах провода соединяются друг с другом встык, и в каждой из трех точек подключения также имеется подключение к выпрямителю. Подробнее о том, что такое выпрямитель, позже.

Ротор содержит мощный магнит, который проходит рядом с множеством проволочных петель, составляющих статор. Магниты в роторе на самом деле являются электромагнитами, а не постоянными магнитами. Это сделано для того, чтобы мы могли контролировать, какое напряжение вырабатывает генератор переменного тока, регулируя величину тока, создающего магнитное поле в роторе.Таким образом, мы можем управлять выходной мощностью генератора переменного тока в соответствии с нашими потребностями и защищать электрические цепи автомобиля от чрезмерного напряжения.

Теперь мы знаем, что у каждого магнита есть северный и южный полюса, и электромагниты не исключение. Наш ротор имеет две взаимосвязанные секции электромагнитов, которые расположены так, что есть пальцы чередующихся северного и южного полюсов. которые равномерно распределены по внешней стороне ротора.

Когда мы вращаем ротор внутри статора и подаем ток на ротор через пару щеток, которые находятся в постоянном контакте с двумя контактными кольцами на валу ротора.Это приводит к намагничиванию ротора. Магниты с чередующимися северным и южным полюсами вращаются вокруг трех наборов проволочных петель в статоре и создают постоянно изменяющееся напряжение в трех проводах. Другими словами, мы производим переменный ток в статоре.

Теперь нам нужно преобразовать этот переменный ток в постоянный ток. Это делается с помощью серии из 6 диодов, установленных в выпрямительном узле. Диод позволяет току течь только в одном направлении.Если напряжение пытается течь в другом направлении, оно блокируется. Шесть диодов расположены таким образом, что все напряжение, поступающее от генератора переменного тока, выравнивается в одном направлении, тем самым преобразуя переменный ток в постоянный.

На каждый из трех наборов обмоток статора приходится по 2 диода. Два диода обращены в противоположные стороны, один северным полюсом обращен к обмоткам, а другой южным полюсом обращен к обмоткам. Такое расположение приводит к тому, что переменный ток, выходящий из обмоток, преобразуется в постоянный ток, прежде чем он покинет генератор переменного тока через клемму B.К клемме B генератора подключен довольно толстый провод, который идет прямо к аккумулятору.

Ток для создания магнитного поля в роторе поступает от ключа зажигания и проходит через регулятор напряжения. Поскольку ротор вращается, нам нужен способ подключить этот ток от регулятора к вращающемуся ротору. Это достигается с помощью проводов, соединенных с двумя подпружиненными щетками, которые трутся о два контактных кольца на валу ротора. Регулятор напряжения следит за выходным напряжением генератора и, когда оно достигает порога около 14.5 вольт регулятор уменьшает ток в роторе, чтобы ослабить магнитное поле. Когда напряжение падает ниже этого порога, ток ротора увеличивается.

В генераторе есть еще одна цепь для управления контрольной лампой системы зарядки, которая находится на приборной панели. Частью этой цепи является еще один набор диодов, установленных внутри генератора переменного тока, называемый трио диодов. Трио диодов принимает ток, поступающий от трех обмоток статора, и пропускает небольшое его количество через три диода, так что проходит только положительное напряжение.После диодов провода соединяются в один провод и выводятся из генератора на L-соединение. Затем он идет к одной стороне контрольной лампы на приборной панели, которая используется, чтобы сообщить вам, когда есть проблема с системой зарядки. Другая сторона лампы подключена к рабочей стороне выключателя зажигания. Если обе стороны контрольной лампы имеют одинаковое положительное напряжение, лампа не загорится. Снимите напряжение с одной стороны, и лампа загорится, чтобы вы знали, что есть проблема.

Эта система не очень эффективна.Есть много типов неисправностей системы зарядки, которые она не может обнаружить, поэтому то, что лампочка не горит, не означает, что все в порядке. Вольтметр, вероятно, лучший способ определить, правильно ли работает система зарядки

Регулятор напряжения может быть установлен внутри или снаружи корпуса генератора. Если регулятор установлен снаружи (обычно для некоторых продуктов Ford), то к генератору переменного тока его будет подключать жгут проводов.

Регулятор напряжения управляет током возбуждения, подаваемым на вращающийся ротор внутри генератора переменного тока.Когда на поле не подается ток, генератор переменного тока не производит напряжения. Когда напряжение падает ниже 13,5 вольт, регулятор подает ток на поле, и генератор начинает заряжаться. Когда напряжение превысит 14,5 вольт, регулятор прекратит подачу напряжения на поле, а генератор прекратит зарядку. Таким образом регулируется выходное напряжение генератора. Сила тока или сила тока регулируется состоянием заряда аккумулятора. Когда батарея разряжена, электродвижущая сила (напряжение) недостаточно сильна, чтобы сдерживать ток от генератора переменного тока, пытающегося перезарядить батарею.Когда батарея достигает состояния полного заряда, электродвижущая сила становится достаточно сильной, чтобы противодействовать току, протекающему от генератора переменного тока, сила тока на выходе генератора падает почти до нуля, а напряжение остается на уровне от 13,5 до 14,5. Когда используется больше электроэнергии, электродвижущая сила уменьшается, а сила тока генератора увеличивается. Чрезвычайно важно, чтобы при проверке эффективности генератора проверялись как выходное напряжение, так и сила тока. Каждый генератор переменного тока имеет номинальную выходную силу тока в зависимости от электрических требований автомобиля.

Датчик системы зарядки или сигнальная лампа контролируют состояние системы зарядки, чтобы вы могли предупредить о проблеме до того, как застрянете.

При обнаружении проблемы с зарядкой вы все равно можете проехать небольшое расстояние, чтобы найти помощь, в отличие от проблем с давлением масла или температурой охлаждающей жидкости, которые могут привести к серьезному повреждению двигателя, если вы продолжите движение. Худшее, что может случиться с проблемой системы зарядки, — это то, что вы застряли в плохом месте.

Контрольная лампа системы зарядки является плохим индикатором проблем, поскольку существует множество проблем с зарядкой, которые она не распознает.Если он загорается во время вождения, это обычно означает, что система зарядки вообще не работает. Наиболее распространенной причиной этого является обрыв ремня генератора.

Существует два типа датчиков, используемых для контроля систем зарядки на некоторых автомобилях: вольтметр, измеряющий напряжение в системе, и амперметр, измеряющий силу тока. В большинстве современных автомобилей, оснащенных датчиками, используется вольтметр, потому что это гораздо лучший индикатор состояния системы зарядки. Вольтметр механика обычно является первым инструментом, который технический специалист использует при проверке системы зарядки

. Современный автомобиль имеет 12-вольтовую электрическую систему.Напряжение полностью заряженного аккумулятора составляет около 12,5 вольт при неработающем двигателе. Когда двигатель работает, система зарядки берет на себя управление, так что вольтметр показывает от 14 до 14,5 вольт и должен оставаться на этом уровне, если нет большой нагрузки на электрическую систему, такую ​​как стеклоочистители, фары, обогреватель и обогреватель заднего стекла, которые работают вместе, в то время как двигатель работает на холостом ходу, в это время напряжение может упасть. Если напряжение падает ниже 12,5, это означает, что батарея обеспечивает часть тока. Вы можете заметить, что в этот момент подсветка приборной панели тускнеет.Если это происходит в течение длительного периода времени, аккумулятор разрядится, и его заряда может не хватить для запуска автомобиля после его выключения. Этого никогда не должно происходить с исправной системой зарядки, потому что, как только вы нажмете на газ, система зарядки перезарядит аккумулятор. Если напряжение постоянно ниже 14 вольт, следует проверить систему. Если напряжение превысит 15 вольт, проблема в регуляторе напряжения. Как можно скорее проверьте систему, так как это состояние «перезарядки» может привести к повреждению вашей электрической системы.Если вы думаете об электричестве как о воде, напряжение похоже на давление воды, тогда как сила тока подобна объему воды. Если вы увеличите давление, то через трубу заданного размера будет проходить больше воды, но если вы увеличите размер трубы, больше воды будет течь при более низком давлении. Амперметр будет показывать от отрицательного значения силы тока, когда батарея обеспечивает большую часть тока, тем самым разряжая себя, до положительного значения силы тока, если большая часть тока исходит от системы зарядки. Если батарея полностью заряжена и потребность в электроэнергии минимальна, показания амперметра должны быть близки к нулю, но всегда должны быть на положительной стороне нуля.Это нормально, когда амперметр показывает высокое положительное значение силы тока для перезарядки аккумулятора после запуска, но оно должно уменьшиться через несколько минут. Если он продолжает показывать более 10 или 20 ампер, даже если свет, дворники и другие электрические устройства выключены, возможно, у вас разряжена батарея, и ее следует проверить.

Система зарядки может выйти из строя по ряду причин: 

  • Недостаточная мощность зарядки Если одна из трех обмоток статора выйдет из строя, генератор все равно будет заряжаться, но только на две трети своей нормальной мощности.Поскольку генератор переменного тока предназначен для обработки всей мощности, необходимой в условиях большой нагрузки, вы можете никогда не узнать, что с устройством возникла проблема. Это может стать очевидным только в темную, холодную дождливую ночь, когда фары, обогреватель, стеклоочистители и, возможно, обогреватели сидений и обогреватель заднего стекла включены одновременно, и вы можете заметить, что свет начинает тускнеть, когда вы замедляетесь. Если два набора обмоток вышли из строя, вы, вероятно, заметите это намного раньше 

    Чаще всего выходит из строя один или несколько из шести диодов в выпрямителе.Если диод перегорит и разомкнет одну из цепей, вы увидите ту же проблему, что и при выходе из строя одной из обмоток. Генератор будет работать на пониженной мощности. Однако, если один из диодов закоротит и позволит току проходить в любом направлении, возникнут другие проблемы. Закороченный диод пропускает переменный ток в электрическую систему автомобиля, что может вызвать проблемы с компьютеризированными датчиками и процессорами. Это состояние может привести к непредсказуемому поведению автомобиля и возникновению всевозможных проблем.

  • Слишком высокое напряжение Регулятор напряжения предназначен для ограничения выходного напряжения генератора до 14,5 вольт или ниже для защиты электрической системы автомобиля. Если регулятор неисправен и допускает неконтролируемое высвобождение напряжения, вы увидите, что лампочки и другие электрические компоненты начнут выходить из строя. Это опасная и потенциально дорогостоящая проблема. К счастью, такой тип отказа встречается очень редко. Большинство отказов вызывают снижение напряжения или силы тока.

  • Шум Поскольку ротор всегда вращается при работающем двигателе, необходимы подшипники, поддерживающие вал и позволяющие ему свободно вращаться. Если один из этих подшипников выйдет из строя, вы услышите скрежет, исходящий от генератора. С помощью стетоскопа механика можно определить, какой из вращающихся компонентов, приводимых в движение поликлиновым ремнем, издает шум.

Наиболее частым ремонтом является замена генератора на новый или восстановленный.Правильно восстановленный генератор так же хорош, как и новый, и может стоить на сотни меньше, чем покупка совершенно нового.

Время замены генератора обычно составляет менее часа, если генератор не находится в труднодоступном месте. Большинство генераторов легко доступны и видны в верхней части двигателя.

Замена генератора обычно является легкой задачей для механика на заднем дворе, а восстановленные генераторы легко доступны для большинства автомобилей в местном магазине автозапчастей.Самая важная задача для самодельщика — быть осторожным, чтобы ничего не закоротить. ВСЕГДА ОТСОЕДИНЯЙТЕ АККУМУЛЯТОР ПЕРЕД ЗАМЕНОЙ ГЕНЕРАТОРА.

Генератор может отремонтировать знающий специалист, но в большинстве случаев делать это нерентабельно. Кроме того, поскольку остальную часть генератора не трогают, ремонт обычно не гарантируется.

В некоторых случаях, если проблема диагностируется как неисправность регулятора напряжения, регулятор можно заменить, не прибегая к полной перестройке.Проблема в том, что потребуется дополнительная оплата труда за разборку генератора, чтобы добраться до внутреннего регулятора. Эти дополнительные расходы, наряду со стоимостью замены регулятора, приблизит общую стоимость к стоимости полного (и гарантированного) восстановления.

Это не тот случай, когда регулятор не находится внутри генератора. В таких случаях обычной практикой является просто замена неисправной детали.

ХХХ . XXX  4 zero null 0 1  Как работает динамо-машина?


Поскольку динамо-машина и аккумулятор соединены вместе, должны быть какие-то средства прекращения тока, протекающего от аккумулятора к динамо-машине, когда автомобиль выключен.Вот что делает вырез.

Вырез представляет собой катушку проволоки, намотанную на сердечник из мягкого железа, и, следовательно, представляет собой электромагнит. Когда автомобиль заводится, ток от динамо-машины будет течь по этой катушке, намагничивая сердечник из мягкого железа. Когда ток достигает уровня, превышающего статическое напряжение батареи, магнетизм достигает достаточной силы, чтобы сблизить набор контактов, соединяющих динамо-машину с батареей. Таким образом, вырез гарантирует, что ток может течь только от динамо-машины к аккумулятору, а не наоборот.Эту функцию выполняют диоды в генераторах современных автомобилей. Большинство выключателей настроены на включение при динамическом напряжении 14,3 вольта.

Когда автомобиль выключается, динамо-машина перестает производить ток, и магнетизм в вырезанной катушке разрушается, размыкая контакты и отключая динамо-машину от аккумулятора.

по существу старомодный регулятор напряжения.

Другой тип — это выключатель, используемый в гонках для отключения генератора и увеличения мощности.

Обычно это выключатель, установленный в цепи возбуждения генератора. Его выключение останавливает магнитное поле и останавливает генератор переменного тока от производства электроэнергии.


ХХХ . XXX  4 ноль нуль 0 1 2   Вырез


Во время вождения и с использованием оригинального выключателя периодически проверяйте амперметр, чтобы убедиться, что система заряжается. Амперметр можно использовать для быстрой проверки обрыва.Когда все электрические аксессуары отключены, амперметр должен показывать вправо во время движения и нулевое значение, когда двигатель работает на малых оборотах холостого хода или выключен.

Выключатель
По своей простоте выключатель представляет собой переключатель с магнитным управлением, который обеспечивает путь для прохождения тока от генератора к аккумулятору. Вырез позволяет заряжать аккумулятор при работающем двигателе и предотвращает разрядку аккумулятора, когда он не работает.
Катушки
Внутренняя катушка — Внутренняя катушка состоит из нескольких витков тонкой проволоки вокруг железного сердечника.Тонкой обмотки достаточно, чтобы точки замыкались, когда напряжение генератора превышает 6,2 В или около того. Его единственная цель — создать магнитное поле, притягивающее якорь до тех пор, пока точки контакта не закроются. Само по себе магнитное поле, создаваемое внутренней катушкой, недостаточно сильное, чтобы удерживать точки закрытыми при вибрации. Как только точки замыкаются, толстая проволока ( Внешняя катушка ) начинает проводить ток, создавая сильное магнитное поле, которое помогает внутренней катушке удерживать контакты плотно закрытыми.
Внешняя катушка -Внешняя катушка состоит из толстого провода и нескольких витков. Когда точки закрыты, ток от генератора проходит через внешнюю катушку, заряжая батарею и усиливая магнитное поле вокруг железного сердечника, что предотвращает вибрацию точек в открытом состоянии.
   
Точки
Точки контакта- Точки контакта выключателя действуют как переключатель и удерживаются в «нормально разомкнутом» состоянии пружиной якоря.Когда скорость генератора увеличивается, создается магнитное поле, замыкающее точки, что позволяет току от генератора течь и заряжать аккумулятор.
Если напряжение генератора падает ниже напряжения батареи, так что батарея начинает «заряжать» генератор, а не наоборот, ток в тяжелой обмотке будет обратным, что означает, что его магнитное поле будет работать ПРОТИВ тонкой обмотки. , и вызвать открытие точек.
Точка «врезки» (замыкания точек) определяется натяжением пружины якоря и воздушным зазором между железным сердечником и контактным плечом.Контакты должны замкнуться, когда напряжение генератора достигнет 6,1-6,3 вольта. Можно изменить «врезку», отрегулировав воздушный зазор и/или согнув пружину якоря. («Включение» заряжает батарею)
Точка «включения» (размыкание точек) определяется натяжением пружины якоря. Воздушный зазор между контактным плечом и железным сердечником практически не влияет на «отключение». Отключение должно происходить, когда амперметр показывает от 0 до 2 ампер. Можно изменить «вырез», согнув пружину якоря, установить «вырез» как можно ближе к 0, чтобы предотвратить дугообразование и выгорание точек.(«Отключение» останавливает зарядку аккумулятора и предотвращает его разрядку)

Отверстие для проверки на автомобиле
Оборудование:
• Резистор 3/4 Ом
• Вольтметр постоянного тока
  1. Отсоедините провод аккумулятора от клеммы аккумулятора на вырезе
  2. Установите резистор 3/4 Ом на клемму аккумулятора отсекателя. Подключите другой конец резистора к хорошему заземлению. *
  3. Запустите двигатель и медленно увеличивайте обороты двигателя
  4. Вырез должен закрыться между 6.от 1 до 6,3 В*. Что будет видно по внезапному падению показаний напряжения.
 

Для регулировки
  1. Удаление выреза из генератора
  2. Переверните вырез и разорвите два точечных шва
  3. Снимите крышку выреза
  4. Возможна небольшая корректировка путем изменения воздушного зазора
  5. Если напряжение меньше 6,1 В, увеличьте натяжение пружин, отогнув биметалл вниз. или увеличить зазор
  6. Если напряжение больше 6.3 вольта, уменьшите напряжение, подогнув пружину вверх. или уменьшить воздушный зазор.

                    

     XXX  . XXX  4 ноль null 0 1 2 3  АВТОСБРОС ОТКЛЮЧЕНИЕ ПО ПОНИЖЕНИЮ/ПО НАПРЯЖЕНИЮ

Это устройство отключения при повышенном/пониженном напряжении убережет ваши дорогостоящие электрические и электронные приборы от неблагоприятного воздействия очень высокого и очень низкого сетевого напряжения.

Схема имеет автоматический сброс и использует легкодоступные компоненты.Он использует компараторы, имеющиеся внутри микросхем таймера 555. Питание отбирается из разных точек цепи питания для работы реле и цепи управления для достижения надежности.

Схема использует компаратор 2 для управления, в то время как выход компаратора 1 (подключенный к выводу сброса R) поддерживается низким за счет замыкания контактов 5 и 6 микросхемы 555 IC. Положительный вход компаратора 2 находится на 1/3 напряжения Vcc. Таким образом, пока отрицательный входной контакт 2 меньше положительного, чем 1/3 Vcc, выход компаратора 2 высокий, и внутренний триггер установлен, т.е.е. его выход Q (вывод 3) высокий. В то же время контакт 7 находится в состоянии высокого импеданса, поэтому светодиод, подключенный к контакту 7, не горит. Выход (на контакте 3) реверсируется (становится низким), когда на контакт 2 подается больше положительного напряжения, чем 1/3 Vcc. В то же время на контакте 7 появляется низкий уровень (поскольку на выходе Q внутреннего триггера высокий уровень), а светодиод, подключенный к контакту 7, горит. Оба таймера (IC1 и IC2) сконфигурированы для работы одинаково.

Предустановка VR1 настроена на отключение при пониженном напряжении (скажем, 160 вольт) путем наблюдения за тем, что светодиод 1 загорается только тогда, когда напряжение сети немного превышает 160 В переменного тока.При этой настройке выход на контакте 3 IC1 низкий, а транзистор T1 находится в состоянии отсечки. В результате на выводе RESET 4 микросхемы IC2 сохраняется высокий уровень, так как он подключен к Vcc через резистор R4 сопротивлением 100 кОм.

Предустановка VR2 настраивается на отключение при перенапряжении (скажем, 270 В переменного тока) путем наблюдения за тем, что светодиод 2 просто гаснет. при напряжении сети чуть меньше 270 В переменного тока. Если на контакте RESET 4 микросхемы IC2 высокий уровень, выходной контакт 3 также имеет высокий уровень. В результате транзистор T2 проводит и возбуждает реле RL1, подключая нагрузку к источнику питания через свои замыкающие контакты.Это происходит до тех пор, пока напряжение сети больше 160 В переменного тока, но меньше 270 В переменного тока.

Когда напряжение сети превышает 270 В переменного тока, это приводит к тому, что выходной контакт 3 IC2 переходит в низкий уровень и отключает транзистор T2 и обесточивает реле RL1, несмотря на то, что на контакте RESET 4 все еще высокий уровень. Когда напряжение сети падает ниже 160 В переменного тока, на выводе 3 микросхемы IC1 появляется высокий уровень, и светодиод 1 гаснет. Высокий выходной сигнал на выводе 3 приводит к проводимости транзистора T1. В результате коллектор транзистора T1, а также вывод RESET 4 микросхемы IC2 становятся низкими.Таким образом, выход IC2 становится низким, и транзистор T2 не проводит. В результате реле RL1 обесточивается, что приводит к отключению нагрузки от источника питания. Когда напряжение сети снова выходит за пределы 160 В переменного тока (но меньше 270 В переменного тока), реле снова срабатывает, чтобы подключить нагрузку к источнику питания.

ХХХ . XXX  4 ноль null 0 1 2 3  Отключение электроники (электроника автоматического таймера) 

Описание

Динамо-регулятор Clover Systems представляет собой полностью электронный регулятор напряжения и тока для генераторов постоянного тока, использовавшихся в автомобилях до 1970 года.Его можно использовать в старинных автомобилях, мотоциклах, грузовиках, тракторах и лодках.

Замените свой старый механический регулятор полностью электронным регулятором, который никогда не требует очистки или регулировки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.