Реле регулятора напруги генератора

1. Як працює реле регулятор
2. Особливості регуляторів різних типів
3. Перевірка працездатності
4. Відео. Перевірка регулятора напруги.

Для того щоб стабілізувати напругу в бортовій мережі автомобіля, використовують спеціальний пристрій, регулятор. Його працездатність робить істотний вплив не тільки на окремі характеристики автомобіля, але і на довговічність електронних і точної механіки.

Електронні реле регулятори

Як працює реле регулятор

Генератор створює напругу, яка підвищується при збільшенні швидкості обертання ротора. Його рівень залежить також від величини струму, який проходить через підключене навантаження і від параметрів магнітного поля, утвореного обмоткою збудження.

Щоб забезпечити автоматичне налаштування, необхідно виконувати вимірювання напруги на виході генератора. Для цього воно перетворюється в вимірювальний сигнал, який буде порівнюватися з зразковим параметром. При виявленні змін, що порівнює блок повинен утворити сигнал управління, що змінює певним чином силу струму в обмотці збудження, що в підсумку дозволить надати необхідний вплив на рівень вихідної напруги.

Загальні принципи зрозумілі. Але їх реалізація була різною, в залежності від рівня технологічного розвитку. У найперших схемах використовувалися різні рішення, аж до механічних сил, які приводили в дію пружинні вузли в реле. Зрозуміло, подібні конструкції відрізнялися невисокою надійністю. У місцях переривання контактів під дією електричних розрядів ушкоджувалися захисні покриття. Згодом приходили в непридатність рухомі частини.

Нижче будуть розглянуті більш досконалі схеми, відповідні нинішнього рівня розвитку. Але для розуміння процесів цілком достатньо розглянути найпростіший варіант, з реле в ланцюгах захисту і управління. Подібні пристрої до сих пір використовуються в вантажних автомобілях:

Електронні реле регулятори

У цієї нескладної схемою використовується єдиний транзистор. Тут він виконує функцію ключа. Якщо генератор обертається повільно, напруга на виході порівняно невелика. У цих умовах контакти реле управління (Рн) розімкнуті, а транзистор знаходиться у відкритому стані. При підвищенні напруги вище певного рівня, реле замикає ланцюг. Напівпровідниковий перехід в транзисторі закривається. Далі струм проходить не по дорозі колектор-емітер, а через резистори (Rд) і (Rу). Обмотка збудження створює магнітне поле з меншою енергією, що знижує швидкість обертання ротора. Рівень напруги на виході знижується.

На рис. нижче зображені зміни електричних параметрів в обмотці. Нижче наведені пояснення:

Регулятор напруги, створений з використанням комбінованої схеми

• Величини (n1) і (n2) - це різні швидкості обертання ротора, на яких були зроблені відповідні вимірювання (частота n2 більше, ніж n1).
• Видно, що tВКЛ (час включення обмотки) на верхньому графіку більше, а на нижньому - менше. Таким чином, при збільшенні швидкості обертання обмотка менше часу створює магнітне поле.
• Параметр tвикл (час, протягом якого відбувається вимикання) пояснює сенс другій стадії процесу. При прискоренні обертання і підвищення напруги в обмотці зменшується струм. Цей процес забезпечує необхідний результат, зниження вихідної напруги.

Особливості регуляторів різних типів

Схема стандартного вироби вібраційного типу зображена на наступному малюнку:

Зміна електричних параметрів

У цьому переліку наведено основні частини конструкції:

• 1 - пружина;
• 2 - якір;
• 3 - ярмо;
• 4 - сердечник;
• 5, 6, 9, 10, 15 - обмотки реле, обмежувача струму і регулятора;
• 7, 12, 17 - рухома група контактів;
• 8, 11, 16 - нерухома група контактів;
• 14 - шунт;
• 13, 18 і 19 - резистори.

Зрозуміло, що численні механічні контакти і рухомі частини знижують надійність. таке реле регулятор напруги генератора має більшу вагу і значними розмірами.

Нижче зображена принципова схема одного з регуляторів BOSCH, в якій використовується тільки електронна елементна база:

Принципова електрична схема регулятора напруги BOSCH

Таке рішення істотно підвищує надійність. Для розміщення компактного вироби не потрібно багато місця. Це пристрій при дотриманні виробничих технологій має високу стійкість до вібрацій, перепадів температур.

У деяких варіантах виконання плата заливається компаундом, що ще більше підвищує захисні властивості, продовжує термін служби при експлуатації в найважчих умовах.

Нижче розглянуті особливості окремих елементів:

• На правій стороні малюнка (частина 2) зображена схема генератора з випрямними діодами. Вгорі - лампочка, що сигналізує включення пристрою.
• У лівій стороні (частина 1) розташована електрична схема регулятора.
• (VT2) і (VT3) - це позначення транзисторів, включених по класичній схемі для підвищення коефіцієнта посилення.

Як правило, в подібних пристроях використовують електронний елемент, створений в єдиному корпусі і навіть на одному кремнієвому кристалі.

• Стабілітрон позначений символами (VD1). Цей прилад не пропускає струм до рівня, який визначає напругу стабілізації. Як тільки порогове значення пробито - струм починає проходити за відповідним ланцюгом.

Даная принципова схема виконує свої функції в такий спосіб:

• За допомогою резисторів (R1) і (R2), напруга з виходу генератора ділиться в потрібній пропорції і подається на стабілітрон.
• Поки швидкість обертання ротора невелика, його рівень є недостатнім для пробиття напівпровідникового переходу стабилитрона. У такій ситуації струм не може проходити за відповідним ланцюгом. Він не надходить на базу (VT1). Тому транзистор закритий.
• У базу (VT2) струм проходить по іншому шляху, через (R6). Цей здвоєний транзистор відкритий. В такому стані обмотка підключена до мережі живлення і створює магнітне поле.
• У міру збільшення оборотів, або при певному зміні опору в навантаженні, напруга на виході генератора збільшується. Якщо перевищено певний поріг, буде пробитий напівпровідниковий перехід стабилитрона.
• Після цього ток надійде на базу (VT1) і відкриє його. Шлях проходження струму по шляху колектор-емітер на точку заземлення буде відкритий. Напівпровідниковий перехід складеного транзистора закриється, що розірве ланцюг живлення обмотки.
• При зниженні рівня струму збудження швидкість обертання ротора сповільнюється, рівень напруги падає, перехід стабилитрона закривається.

Перевірка працездатності

Послідовний розвиток технологій відкриває нові можливості для поліпшення споживчих властивостей електроніки при одночасному зниженні ваги і зменшення розмірів. У сучасних автомобілях навіть остання схема, з розглянутих вище варіантів, буде виглядати анахронізмом.

Сучасні регулятори - це більш складні пристрої. Вони відрізняються підвищеною точністю контролю і стабілізації напруги генератора. Їх створюють в герметичних корпусах, заливають компаундних сумішами, які після застигання створюють надійний захист від проникнення вологи, інших зовнішніх впливів. Ці конструкції є нерозбірними, тому при поломці їх замінюють повністю.

Можна констатувати, що на практиці ремонт відсутня не тільки в спеціалізованих майстернях. Приватним майстрам і любителям зробити все самому доводиться вирушати в спеціалізований магазин для придбання необхідного вузла в зборі. Таким чином, першочергового значення набуває не вміння випоювати окремі елементи і розбиратися в їх працездатності, а загальна діагностика. Для її проведення знадобиться тестер і щупи, лампочка на 12 V і набір сполучних проводів, зарядний пристрій .

Регулятор, встановлений на корпусі генератора

Нижче наведено алгоритм дій, який допоможе локалізувати несправність. Ці рекомендації - загальні. Тому необхідно враховувати особливі рекомендації виробника для правильного демонтажу регулятора напруги та інших вузлів:

• При вимкненому двигуні заміряють напруга на висновках акумуляторної батареї (норма - в межах від 11,9 до 12,7 V).
• Після запуску силового агрегату фіксують новий рівень напруги, який повинен підвищитися від початкового рівня на 0,9-1,1 V.
• Поступово збільшують обороти двигуна. Для зручності цю процедуру краще виконувати з напарником. На середніх - напруга зростає до 13,8-14,1 V. На найвищих - до 14,4-14,5 V.

Якщо прискорення обертання ротора генератора ніяк не впливає на рівень напруги, то можлива поломка регулятора.

Для більш точної діагностики знадобиться його демонтувати і підключити за наступною схемою:

Схема перевірки регулятора

При включенні зарядного пристрою і поступове підвищення рівня до 14,4-14,5 V лампа буде горіти. Як тільки цей поріг буде перевищено, вона згасне. При зниженні напруги лампа загориться знову. Про несправності свідчить не тільки відсутність описаних реакцій, а й спрацьовування пристрою при більш високому рівні напруги. В таких умовах акумулятор буде заряджатися, що знизить його термін служби. Після завершення діагностики можна приймати рішення про заміну зіпсованого регулятора.

Відео. Перевірка регулятора напруги.

Щоб своєчасно використовувати наведену технологію, треба звертати увагу на відхилення від норми заряду акумуляторної батареї. Перед тим як демонтувати регулятор, слід переконатися у відсутності забруднень оксидів в місцях електричних контактів. У деяких ситуаціях звичайна очищення сполук дозволить усунути неполадки. Для запобігання появи подібних проблем в майбутньому рекомендується використовувати спеціальні засоби для захисту контактів.