Принцип работы регулятора напряжения – схема подключения, выдаваемое напряжение, проверка генератора и ремонт, инструкции с фото и видео

Регуляторы напряжения

Регуляторы поддерживают напряжение генератора в определенных пределах для оптимальной работы электроприборов, включенных в бортовую сеть автомобиля. Все регуляторы напряжения имеют измерительные элементы, являющиеся датчиками напряжения, и исполнительные элементы, осуществляющие его регулирование.

На современных автомобилях применяют полупроводниковые бесконтактные электронные регуляторы, которые, как правило, встроены в генератор и объединены со щеточным узлом. Они изменяют ток возбуждения путем изменения времени включения обмотки ротора в питающую сеть. Эти регуляторы не подвержены разрегулировке и не требуют никакого обслуживания, кроме контроля надежности контактов.

Регуляторы напряжения обладают свойством термокомпенсации — изменения напряжения, подводимого к аккумуляторной батарее, в зависимости от температуры воздуха в подкапотном пространстве для оптимального заряда АКБ. Чем ниже температура воздуха, тем большее напряжение должно подводиться к батарее и наоборот. Величина термокомпенсации достигает до 0,01 В на 1°С.

Принцип действия регулятора напряжения

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. 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.

Принцип работы электронного регулятора удобно продемонстрировать на достаточно простой схеме регулятора типа ЕЕ 14V3 фирмы Bosch, представленной на рис. 5.6:

Рисунок 5.13 Схема регулятора напряжения EE14V3 фирмы BOSCH: 1 — генератор, 2 — регулятор напряжения, SA — замок зажигания, HL — контрольная лампа на панели приборов.

Датчиком напряжения является стабилитрон VD2. При достижении заданной величины напряжения, стабилитрон «пробивается» и по нему начинает протекать ток. Напряжение к стабилитрону VD2 подводится от вывода генератора «D+» через делитель напряжения на резисторах R1(R3 и диод VD1, осуществляющий температурную компенсацию. Когда напряжение низкое, стабилитрон не пропускает электрический ток и через лампочкуHLток проходит к обмотке возбуждения генератора. Когда напряжение достигает максимальной величины, стабилитрон пробивается и электронный блок прекращает подаче тока в обмотку возбуждения (рис. 5.7).

Рисунок 5.14. Изменение силы тока в обмотке возбуждения JB по времени t при работе регулятора напряжения: tвкл, tвыкл— соответственно время включения и выключения обмотки возбуждения регулятора напряжения; n

1n2— частоты вращения ротора генератора, причем n2больше n1; JB1и JB2— средние значения силы тока в обмотке возбуждения.

Из рис. 5.6 хорошо видна роль лампы HL контроля работоспособного состояния генераторной установки (лампа контроля заряда на панели приборов автомобиля). При неработающем двигателе автомобиля 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 «D+» и «В+» появляется практически одинаковое напряжение и лампа гаснет. Если генератор при работающем двигателе автомобиля не развивает напряжения, то лампа HL продолжает гореть и в этом режиме, что является сигналом об отказе генератора или обрыве приводного ремня. Введение резистора R в генераторную установку способствует расширению диагностических способностей лампы HL. При наличии этого резистора в случае обрыва цепи обмотки возбуждения при работающем двигателе автомобиля лампа HL загорается.

В настоящее время все больше фирм переходит на выпуск генераторных установок без дополнительного выпрямителя обмотки возбуждения. В этом случае в регулятор заводится вывод фазы генератора. При неработающем двигателе автомобиля, напряжение на выводе фазы генератора отсутствует и регулятор напряжения в этом случае переходит в режим, препятствующий разряду аккумуляторной батареи на обмотку возбуждения. Например, при включении выключателя зажигания схема регулятора переводит его 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.

Реле-регулятор напряжения: принцип действия

В электрических сетях очень часто используется автоматическое включение и отключение генератора. Для этого существует реле-регулятор напряжения. С его помощью осуществляется защита генератора от перегрузок, позволяет автоматически регулировать напряжение и силу тока в установленных пределах. Этот прибор, в основном, используется в электрических сетях всех автомобилей и устанавливается в моторном отсеке.

Назначение и устройство реле-регулятора

Данное устройство является трехэлементным, состоящим из трех независимых автоматов. Это реле обратного тока, ограничитель тока и регулятор напряжения.

Эти составные части смонтированы на общем основании и закрываются общей крышкой. Для подключения проводов на основании установлены три клеммы.

Автоматическое включение генератора в сеть осуществляется с помощью реле обратного тока при условии его превышения напряжения аккумулятора на определенное значение. При понижении напряжения, происходит автоматическое отключение генератора. В его состав входит катушка и сердечник с двумя обмотками – шунтовой и сериесной с различным количеством витков проволоки, а также ярмо и якорь с системой контактов.

Заранее заданные пределы напряжения генератора поддерживаются с помощью регулятора. В него входят катушка и сердечник с обмоткой, якорь с системой контактов, ярмо, магнитный шунт, а также цилиндрическая пружина.

Один конец обмотки катушки соединен с массой, а другой – с клеммой генератора, проходя через ярмо, сопротивление и обмотки. Таким образом, значение тока и магнитного потока находится в зависимости от напряжения, которое развивает генератор. Регулятор напряжения позволяет автоматически регулировать силу зарядного тока, получаемую за счет разницы напряжений между аккумулятором и генератором.

Использование ограничителя тока

Для защиты генератора от перегрузок применяется ограничитель тока. В состав входит катушка и сердечник с обмоткой, а также обмотка сопротивления, ярмо и якорь с контактами, как и в других составляющих устройствах. Принцип работы устройства совпадает с регулятором напряжения, когда вся нагрузка генератора пропускается через обмотку ограничителя.

Общую нормальную работу реле-регулятора можно определить с помощью амперметра, расположенного на щитке приборов и по состоянию самого аккумулятора. Если на амперметре постоянно видно большое значение зарядного тока, несмотря на то, что аккумулятор находится в хорошем состоянии, это означает, что реле-регулятор напряжения работает при повышенном напряжении.

Данное устройство является достаточно сложным прибором, требующим точных регулировок и грамотного обращения. Регулировка должна осуществляться только с применением точных контрольных приборов.

Реле регулятор выпрямитель напряжения

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.

Схема реле-регулятора

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.

Тиристорный регулятор напряжения простая схема, принцип работы

Тиристор это один из мощнейших полупроводниковых приборов, именно поэтому он часто используется в мощных преобразователях энергии. Но он обладает своей спецификой управления: его можно открыть импульсом тока, а вот закроется он только когда ток опуститься почти до нуля (если быть точнее, то ниже тока удержания). Из этого тиристор в основном применяются для коммутирования переменного тока.

Фазовое регулирование напряжения

Существует несколько способов регулирования переменного напряжения тиристорами: можно пропускать или запрещать на выход регулятора целые полупериоды (или периоды) переменного напряжения. А можно включать не в начале полупериода сетевого напряжения, а с некоторой задержкой — ‘a’. В течении этого времени напряжение на выходе регулятора будет равно нулю, а мощность не будет передаваться на выход. Вторую часть полупериода тиристор будет проводить ток и на выходе регулятора появиться входное напряжение.

Время задержки ещё часто называют углом открывания тиристора, так вот при нулевом угле практически всё напряжение со входа будет попадать на выход, только падение на открытом тиристоре будет теряться. При увеличении угла тиристорный регулятор напряжения будет снижать выходное напряжение.

Регулировочная характеристика тиристорного преобразователя при работе на активную нагрузку приведена на следующем рисунке. При угле равном 90 электрических градусов на выходе будет половина входного напряжения, а при угле 180 эл. градусов на выходе будет ноль.

На основе принципов фазового регулирования напряжения можно построить схемы регулирования, стабилизации, а также плавного пуска. Для плавного пуска напряжение нужно повышать постепенно от нуля до максимального значения. Таким образом угол открывания тиристора должен изменяться от максимального значения до нуля.

Схема тиристорного регулятора напряжения

Таблица номиналов элементов

  • C1 – 0,33мкФ напряжение не ниже 16В;
  • R1, R2 – 10 кОм 2Вт;
  • R3 – 100 Ом;
  • R4 – переменный резистор 33 кОм;
  • R5 – 3,3 кОм;
  • R6 – 4,3 кОм;
  • R7 – 4,7 кОм;
  • VD1 .. VD4 – Д246А;
  • VD5 – Д814Д;
  • VS1 – КУ202Н;
  • VT1 – КТ361B;
  • VT2 – КТ315B.

Схема построена на отечественной элементной базе, собрать её можно из тех деталей, которые провалялись у радиолюбителей 20-30 лет. Если тиристор VS1 и диоды VD1-VD4 установить на соответствующие охладители, то тиристорный регулятор напряжения будет способен отдавать в нагрузку 10А, то есть при напряжении 220 В получаем возможность регулировать напряжение на нагрузке в 2,2 кВт.

В устройстве всего два силовых компонента диодный мост и тиристор. Они рассчитаны на напряжение 400В и ток 10А. Диодный мост превращает переменное напряжение в однополярное пульсирующее, а фазовое регулирование полупериодов осуществляет тиристор.

Параметрический стабилизатор из резисторов R1, R2 и стабилитрона VD5 ограничивает напряжение, которое подается на систему управления на уровне 15 В. Последовательное включение резисторов нужно для увеличения пробивного напряжения и увеличения рассеиваемой мощности.

В самом начале полупериода переменного напряжения С1 разряжен и в точке соединения R6 и R7 тоже нулевое напряжение. Постепенно напряжения в этих двух точках начинают расти и чем меньше сопротивление резистора R4, тем быстрее напряжение на эмиттере VT1 перегонит напряжение на его базе и откроет транзистор.
Транзисторы VT1, VT2 составляют маломощный тиристор. При появлении напряжения на база-эмиттерном переходе VT1 больше порогового, транзистор открывается и открывает VT2. А VT2 отпирает тиристор.

Представленная схема достаточно проста, её можно перевести на современною элементную базу. Также можно при минимальных переделках снизить мощность или напряжение работы.

принцип работы, устройство, схема и замена

Величина электрического напряжения, вырабатываемого автомобильным генератором, не постоянна и зависит от количества оборотов коленчатого вала. Для того чтобы ее стабилизировать, предназначен специальный регулятор. О нем мы и поговорим в этой статье на примере автомобиля ВАЗ-2110.

Для чего нужен регулятор напряжения

Регулятор служит для поддержания напряжения в сети машины в заданных пределах, независимо от скорости вращения вала генератора, нагрузки, а также температуры воздуха. Кроме того, он обеспечивает стабильную зарядку автомобильного аккумулятора.

Схема подключения и принцип работы

Регулятор напряжения на большинстве автомобилей подключен к бортовой сети по нижеприведенной схеме.

ВАЗ 2110 регулятор напряжения

Принцип работы регулятора напряжения (РН) такой же, как и у реле. Иными словами, он размыкает и замыкает электрическую цепь. Именно поэтому устройство еще называют реле-регулятором. Оно срабатывает при изменении заданной величины напряжения, поступающего с генератора.

Первые регуляторы имели электромагнитную конструкцию. Это были самые настоящие реле. Современные устройства изготавливаются на основе полупроводников. Они отличаются небольшими габаритами, а кроме того, работают намного точнее и эффективнее. Некоторые из них даже оснащены специальными сигнализаторами, которые позволяют водителю контролировать их работоспособность.

Регулятор напряжения ВАЗ-2110

РН «десятки» также имеет полупроводниковую конструкцию. Он интегрирован в генератор, что позволяет поддерживать необходимое напряжение непосредственно на выходе устройства.

Стоковый регулятор «десятки» выпускается под каталожным номером 1702.3702. Он может быть также использован в генераторах всех моделей «Самар».

На новых модификациях ВАЗ-2110 регулятор напряжения может иметь маркировку 1702.3702-01. Это новое поколение реле, которые изготавливаются по технологии MOSFET, позволяющей существенно снижать потери мощности на выходе. Кроме этого, эти устройства отличаются повышенной надежностью и устойчивостью к перегреву.

Трехуровневый регулятор напряжения ВАЗ 2110

Технические характеристики РН ВАЗ-2110

Реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ-2110 имеет следующие характеристики.

Напряжение регулирования с АКБ при температуре 25оС и нагрузке до 3А, В

14,4±2

Напряжение регулирования с АКБ при температуре 25оС и нагрузке более 3 А, В

14,4 ± 0,15

Диапазон рабочих температур, оС

-45…+100

Максимальная величина тока выходной цепи: стандарт/согласованная с производителем, А

5/8

Допустимое длительное воздействие высокого напряжения, В

18

Допустимое воздействие высокого напряжения длительностью до 5 мин., В

25

Признаки неисправности РН

В автомобилях ВАЗ-2110 регулятор напряжения ломается довольно редко, но если это случается, признаками его неисправности могут быть:

  • Выход из строя подсветки панели управления.
  • Превышение величины напряжения заряда АКБ.
  • Недостаточное напряжение заряда аккумулятора.

При поломке реле-регулятора напряжения ВАЗ-2110 возможно перегорание предохранителей, отвечающих за безопасность цепи питания панели приборов. Если лампы подсветки при включении зажигания не загорелись, существует вероятность того, что виновен в этом именно РН.

То же самое можно предположить, и когда стрелка вольтметра, показывающая уровень зарядки аккумулятора, отклоняется от своей привычной позиции, т. е. показывает больший или меньший вольтаж.

Реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ 2110 Именно этот симптом чаще всего проявляется, когда реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ-2110 выходит из строя. И если во втором случае он может стать причиной только разряда АКБ, то в первом это грозит закипанием электролита и разрушением пластин аккумулятора.

Как проверить РН на ВАЗ-2110, не снимая его

Обнаружив хоть один из перечисленных признаков, не поленитесь проверить на вашем ВАЗ-2110 регулятор напряжения. Эта процедура не займет более 10 минут. Для этого потребуется вольтметр или мультиметр, включенный в его режиме, а также помощник. Порядок проверки следующий:

  1. Запускаем двигатель машины и прогреваем его до рабочей температуры.
  2. Не выключая мотор, присоединяем один щуп вольтметра к клемме «B+» генератора, а второй – к «массе» устройства.
  3. Просим помощника включить фары ближнего света и давить на педаль акселератора, удерживая обороты на уровне 2000-2500 тыс. об./мин.
  4. Замеряем напряжение прибором.

У ВАЗ-2110 регулятор напряжения должен выдавать 13,2-14,7 В. Это норма. Если показатели вольтметра отличаются от приведенных, диагностические мероприятия следует продолжить.

Регулятор напряжения генератора ВАЗ 2110

Проверка снятого регулятора напряжения

Чтобы убедиться, что вышел из строя именно РН, а не сам генератор, его следует проверить отдельно. Для этого его потребуется отсоединить от основного устройства. Порядок действий таков:

  1. Снимаем минусовую клемму с АКБ.
  2. Находим место крепления РН к генератору. Откручиваем 2 винта его крепления.
  3. Отсоединяем желтый провод, идущий от регулятора к генератору.
  4. Демонтируем РН.

Для диагностики устройства потребуется блок питания с возможностью регулировки выходного напряжения, лампочка (12 В) с патроном и пара проводов. Алгоритм проверки следующий:

  1. Собираем «контрольку» из лампы и проводов и подсоединяем ее к щеткам регулятора.
  2. Устанавливаем напряжение на блоке питания на уровне 12 В.
  3. К выводу «D+» регулятора подводим «плюс» от блока питания, а к его «массе» – «минус».
  4. Смотрим на лампу: она должна гореть.
  5. Увеличиваем напряжение на блоке питания до 15-16 В. При исправном регуляторе лампа должна погаснуть. Если этого не произошло – РН необходимо заменить.
Реле регулятора напряжения ВАЗ 2110

Замена РН

Процесс замены регулятора напряжения особой сложностью не отличается. Все, что вам необходимо сделать, – это приобрести новое устройство, проверить его вышеописанным способом и установить на генератор, прикрутив двумя винтами. И не забудьте подключить желтый провод!

Трехуровневый регулятор напряжения ВАЗ-2110

А теперь вернемся немного назад. Обнаружив неисправность РН и решив его заменить, не спешите покупать стоковое устройство. Ему существует неплохая альтернатива – трехуровневый регулятор. Чем он отличается от обычного? Он позволяет регулировать величину напряжения на выходе в зависимости от температуры воздуха, тем самым оптимизируя нагрузку на аккумуляторную батарею.

Переключение режимов осуществляется тумблером в таких диапазонах:

  • 13,6 В (минимум) – для работы при температурах свыше +20оС;
  • 14,2 В (норма) – от 0оС до +20оС;
  • 14,7 В (максимум) – для работы при температурах ниже 0оС.

Трехуровневый регулятор напряжения ВАЗ-2110 состоит из двух частей: самого РН и щеткодержателя. Последний устанавливается непосредственно на генератор и связан с первым при помощи провода. Регулятор, оснащенный тумблером, крепится к кузову автомобиля в моторном отсеке в удобном месте. Установить РН можно самостоятельно, используя инструкцию, идущую с ним в комплекте.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о