Регулятор напряжения типа рно

Регулятор напряжения РНО

Регулятор напряжения РНО предназначен для питания однофазным током активных и активно-индуктивных нагрузок, допускающих фазовое регулирование напряжения.

• Регулировка температуры в электропечах и пр.
• Управление сварочным током по первичной обмотке сварочного трансформатора
• Регулирование оборотов коллекторного двигателя.
• Регулирование яркости ламп освещения.

Регулятор РНО выполнен в виде шкафа управления, и может быть использован в системах автоматического регулирования тока, напряжения, температуры, мощности и т.д. На лицевой панели установлены органы управления регулятором и прибор контроля выходного напряжения.
Для управления моментом включения силовых тиристоров в регуляторах напряжения применена одноканальная система импульсно-фазового управления (СИФУ). СИФУ является единой для всех типов регуляторов. Регуляторы разных типов отличаются только типом силовых тиристоров.

Технические характеристики регуляторов напряжения РНО.

• Номинальный выходной ток, А – 5, 10, 16, 20, 25, 40, 60, 63, 80, 120, 160, 250 (в зависимости от типа регулятора)
• Номинальное входное напряжение регулятора, В – 380/220
• Номинальная входная частотарегулятора, Гц – 50
• Число фаз питающей сети – 2/1
• Диапазон регулирования выходного напряжения (в % от входного напряжения) – 3-98
• Диапазон изменения входного сигнала, мА – 0-5
• Входное сопротивление, кОм – 2

Регулятор напряжения РНО имеет естественное воздушное охлаждение.
Допускаемые отклонения номинального значения входного напряжения, % – до 10
Регулятор рассчитан для работы в длительном режиме.
Степень защиты регулятора – IP43.

Источник

Регуляторы напряжения

Регуляторы напряжения используются для регулирования выходного напряжения. Различают стабилизаторы напряжения, регуляторы напряжения, делители напряжения

Типы регуляторов напряжения

Термин регулятор напряжения имеет достаточно широкое трактование.

Свободная энциклопедия «Википедия» определяет регулятор напряжения как электронное устройство дающее возможность менять значение напряжения на выходе.

Более точное определение приводим ниже.

К основным типам регуляторов напряжения относятся:

• регулятор напряжения переменного тока;
• регулятор напряжения постоянного тока;
• делитель напряжения.

Сетевой стабилизатор напряжения, как один из видов регуляторов напряжения

Самым распространенным видом регулятора напряжения является стабилизатор напряжения. Обычно именно сетевой стабилизатор является предметом поискового запроса «регулятор напряжения».

Свободная энциклопедия «Википедия» даёт следующее определение стабилизатора напряжения.

Таким образом стабилизатор напряжения является частным случаем более общего понятия «регулятор напряжения».

Принято различать следующие типы стабилизаторов напряжения:

• релейный стабилизатор;
• симисторный стабилизатор;
• сервоприводный (электромеханический) стабилизатор;
• феррорезонансный стабилизатор.

Компания БАСТИОН является одним из лидеров в производстве стабилизаторов напряжения в России. Компания производит большой ассортимент стабилизаторов напряжения для инженерных систем и бытового использования. Подробнее о стабилизаторах компании БАСТИОН смотрите в разделе Стабилизаторы напряжения.

На следующем видео представлены стабилизаторы напряжения серии TEPLOCOM и SKAT.

Стабилизаторы напряжения компании БАСТИОН производятся в соответствии с требованиями российских ГОСТов и международных стандартов качества ISO 9001.

Заводской срок гарантии — 5 лет!

ЛАТР — лабораторный регулятор напряжения

ЛАТР — лабораторный автотрансформатор, используется для ручного регулирования напряжения. Автотрансформаторы — это специальные трансформаторы, в которых обмотки катушек подключены напрямую, в этом случае используется эффекты магнитной и электрической индукции. Такие приборы имеют более высокий уровень коэффициента полезного действия.

Кроме использования для лабораторных целей, ранее такие устройства использовались для ручного регулирования значения напряжения в быту. В советское время массово выпускались РНО (регуляторы напряжения однофазные), эти простые и дешёвые устройства позволяли вручную регулировать напряжение для питания телевизора. Такие устройства часто использовались в качестве повышающего «стабилизатора» в домах, где напряжение в сети было пониженным.

Цифровой регулятор напряжения для систем управления

В системах автоматизации на промышленных объектах используется ещё один тип регулятора напряжения. Это цифровой регулятор напряжения для изменения скоростей вращения электромоторов путём регулирования значения подаваемого напряжения. Такое устройство используется, как правило, в сложном инженерном оборудовании. Примером может служить устройство для регулирования скорости вращения вентиляторов системы вентилирования в условиях воздействия внешних факторов. В этом случае на скорость вращения будет влиять несколько факторов, в том числе скорость ветра, перепад давления, температура воздуха в помещении и вне помещения. Задача регулирования скорости потока становится многокомпонентной, здесь и используются цифровые регуляторы напряжения.

Фазовый регулятор напряжения

Фазовые регуляторы напряжения предназначены для регулирования уровня напряжения, подаваемого на электрический прибор с помощью механического или электронного управления. Фазовые регуляторы напряжения достаточно широко используются в быту, примером такого использования могут быть светильники с плавным регулированием яркости свечения лампочек. В основе принципа работы таких устройств лежит принцип задержки запускающего импульса с помощью управляемого ждущего мультивибратора. Применяются и схемы с применением цифровых устройств, которые позволяют выполнять задержку импульсов. Возможно использование инверторных схем, в этом случае входное сетевое напряжение на первом этапе преобразовывается в постоянный ток, а на втором этапе моделируется синусоидальное напряжение нужного значения.

Делитель напряжения

Делитель напряжения — это один из видов регуляторов напряжения, позволяюющий разделить входное напряжение на несколько значений. При этом сумма напряжений на выходе устройства равна значению напряжения на входе прибора. Как правтло делители напряжения используются для подведения к различным элементах электрической схемы необходимого напряжения от одного источника питания. На основе использования регуляторов напряжения производятся такие приборы как: электрические фильтры, усилители входного напряжения и параметрические стабилизаторы напряжения.

Источник

Принцип работы регулятора напряжения

Принцип работы регулятора напряжения

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 перегрузок, автоматически включать в бортовую сеть силовую цепь генераторной установки или обмотку возбуждения.

По своей конструкции регуляторы делятся на бесконтактные транзисторные, контактно-транзисторные и вибрационные (реле-регуляторы). Разновидностью бесконтактных транзисторных регуляторов являются интегральные регуляторы, выполняемые по специальной гибридной технологии, или монолитные — на монокристалле кремния. Несмотря на столь разнообразное конструктивное исполнение, все регуляторы работают по единому принципу.

Напряжение генератора зависит от трех факторов — частоты вращения его ротора, силы тока нагрузки и величины магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения, который зависит от силы тока в этой обмотке. Любой регулятор напряжения содержит:

· чувствительный элемент, воспринимающий напряжение генератора (обычно это делитель напряжения на входе регулятора),

· элемент сравнения, в котором напряжение генератора сравнивается с эталонной величиной,

· регулирующий орган, изменяющий силу тока в обмотке возбуждения, если напряжение генератора отличается от эталонной величины.

В реальных регуляторах эталонной величиной может быть не обязательно электрическое напряжение, но и любая физическая величина, достаточно стабильно сохраняющая свое значение, например, сила натяжения пружины в вибрационных и контактно-транзисторных регуляторах.

В транзисторных регуляторах эталонной величиной является напряжение стабилизации стабилитрона, к которому напряжение генератора подводится через делитель напряжения. Управление током в обмотке возбуждения осуществляется электронным или электромагнитным реле.

Частота вращения ротора и нагрузка генератора изменяются в соответствии с режимом работы автомобиля, а регулятор напряжения любого типа компенсирует влияние этого изменения на напряжение генератора воздействием на ток в обмотке возбуждения. При этом вибрационный или контактно-транзисторный регулятор включает в цепь и выключает из цепи обмотки возбуждения последовательно резистор (в двухступенчатых вибрационных регуляторах при работе на второй ступени «закорачивает» эту обмотку на массу), а бесконтактный транзисторный регулятор напряжения периодически подключает и отключает обмотку возбуждения от цепи питания.

В обоих вариантах изменение тока возбуждения достигается за счет перераспределения времени нахождения переключающего элемента регулятора во включенном и выключенном состояниях.

Если сила тока возбуждения должна быть, например, для стабилизации напряжения, увеличена, то в вибрационном и контактно-транзисторном регуляторах время включения резистора уменьшается по сравнению со временем его отключения, а в транзисторном регуляторе время включения обмотки возбуждения в цепь питания увеличивается по отношению к времени ее отключения.

На Рис. 2.1 показано влияние работы регулятора на силу тока в обмотке возбуждения для двух частот вращения ротора генератора n1 и n2, причем частота вращения n2 больше, чем n1.

При большей частоте вращения относительное время включения обмотки возбуждения в цепь питания транзисторным регулятором напряжения уменьшается, среднее значение силы тока возбуждения уменьшается, чем и достигается стабилизация напряжения.

Рис. 2.1. Изменение тока в обмотке возбуждения

при различной частоте вращения ротора n(n2>n1)

tвкл и tвыкл – время нахождения реле соответственно во включенном и выключенном состояниях.

С ростом нагрузки напряжение уменьшается, относительное время включения обмотки увеличивается, среднее значение силы тока возрастает таким образом, что напряжение генераторной установки остается практически неизменным.

На Рис. 2.2 представлены типичные регулировочные характеристики генераторной установки, показывающие, как изменяется сила тока в обмотке возбуждения при неизменном напряжении и изменении частоты вращения или силы тока нагрузки. Нижний предел частоты переключения регулятора составляет 25—30 Гц.

Рис. 2.2. Зависимость напряжения генератора и силы тока в обмотке возбуждения от частоты вращения (а) и силы тока в нагрузке (в)

Работа генератора и проверка регулятора напряжения

Генераторная установка предназначена для обеспечения питанием потребителей, входящих в систему электрооборудования, и зарядки аккумуляторной батареи при работающем двигателе автомобиля. Выходные параметры генератора должны быть таковы, чтобы в любых режимах движения автомобиля не происходил прогрессивный разряд аккумуляторной батареи. Кроме того, напряжение в бортовой сети автомобиля, питаемой генераторной установкой, должно быть стабильно в широком диапазоне изменения частоты вращения и нагрузок.

Работа генератора и проверка регулятора напряжения

Генераторная установка — достаточно надежное устройство, способное выдержать повышенные вибрации двигателя, высокую подкапотную температуру, воздействие влажной среды, грязи и других факторов.

Технические характеристики генераторов

Максимальная сила тока отдачи (при 13 В и 5000 мин-1), А

Пределы регулируемого напряжения, В

Максимальная частота вращения ротора, мин-1

Передаточное отношение двигатель-генератор

Особенности устройства и принцип действия

Генератор типа 37.3701 — переменного тока, трехфазный, со встроенным выпрямительным блоком и электронным регулятором напряжения, правого вращения (со стороны привода), с вентилятором у приводного шкива и вентиляционными окнами в торцевой части. Для защиты от грязи задняя крышка генератора закрыта защитным кожухом.

В основе работы генератора лежит эффект электромагнитной индукции. Если катушку, например, из медного провода, пронизывает магнитный поток, то при его изменении на выводах катушки появляется переменное электрическое напряжение. Такие катушки, помещенные в пазы магнитопровода (железного пакета), представляют собой обмотки статора — важнейшей неподвижной части генератора — именно они генерируют переменный электрический ток. Магнитный поток в генераторе создается ротором. Он тоже представляет собой катушку (обмотка возбуждения), через которую пропускается постоянный ток (ток возбуждения). Эта обмотка уложена в пазы своего магнитопровода (полюсной системы). В состав ротора — важнейшей подвижной части генератора — входят также вал и контактные кольца. При вращении ротора напротив катушек обмотки статора появляются попеременно «северный», и «южный» полюсы ротора, т. е. направление магнитного потока, пронизывающего обмотки статора, меняется, что и вызывает появление в них переменного напряжения. Можно было бы использовать в качестве ротора постоянный магнит, но создание магнитного потока электромагнитом позволяет легко регулировать выходное напряжение генератора в широких диапазонах скоростей вращения и тока нагрузки путем изменения тока возбуждения.

Для того, чтобы получить из переменного напряжения постоянное, используют шесть силовых полупроводниковых диодов, которые составляют между собой выпрямительный блок установленный внутри корпуса генератора.

Из чего состоит генератор: реле-регулятор, ротор, диоидный мост

Питание обмотки возбуждения осуществляется от самого генератора и подводится к ней через щётки и контактные кольца. Для обеспечения же первоначального возбуждения генератора, после включения зажигания, к клемме «В» регулятора напряжения, подводится ток по двум цепям.

1. Плюс АКБ — контакт 30 генератора — контакты 30/1 и 15 замка зажигания — контакт 86 и 85 обмотки реле зажигания — минус АКБ. Реле включилось, и ток пошёл по второй цепи:
2. Плюс АКБ — контакт 30 генератора — контакты 30 и 87 реле зажигания — предохранитель №2 в блоке предохранителей — контакт 4 белого разъема в комбинации приборов — резистор 36 Ом в комбинации приборов — контрольная лампа зарядки АКБ — контакт 12 белого разъема в комбинации приборов — контакт 61 — вывод «В» регулятора напряжения — обмотка возбуждения — вывод «Ш» регулятора напряжения — выходной транзистор регулятора напряжения — минус АКБ.

После пуска двигателя обмотка возбуждения питается с общего вывода трёх дополнительных диодов, установленных на выпрямительном блоке, а напряжение в системе электрооборудования автомобиля контролируется светодиодом или лампой в комбинации приборов. При исправно работающем генераторе после включения зажигания светодиод или лампа должны светиться, а после пуска двигателя — гаснуть. Напряжение на 30-м контакте и общем выводе 61 дополнительных диодов становится одинаковым. Поэтому ток через контрольную лампу (светодиод) не протекает, и она не горит. Если лампа (светодиод) горит после пуска двигателя, то это означает, что генераторная установка неисправна, т. е. вообще не выдаёт напряжение, или оно ниже напряжения АКБ. В этом случае напряжение на разъёме 61 ниже напряжения на контакте 30. Поэтому в цепи между ними протекает ток, проходящий через светодиод/лампу. Он/она загорается, предупреждая о неисправности генератора.

Регулятор напряжения: назначение и принцип действия

Генераторная установка оснащена полупроводниковым электронным регулятором напряжения, встроенным внутрь генератора. Напряжение генератора без регулятора зависит от частоты вращения его ротора, магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения, а, следовательно, от силы тока в этой обмотке и от 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 управления током возбуждения.

Регулятор напряжения генератора

Электронные регуляторы изменяют ток возбуждения путем включения и отключения обмотки возбуждения от питающей сети (дополнительных диодов). С увеличением частоты вращения ротора напряжение генератора повышается. Когда оно начинает превышать уровень 13,5…14,2 В, выходной транзистор в регуляторе напряжения запирается, и ток через обмотку возбуждения прерывается. Напряжение генератора падает, транзистор в регуляторе отпирается и снова пропускает ток через обмотку возбуждения. Чем выше частота вращения ротора генератора, тем больше время запертого состояния транзистора в регуляторе, следовательно, тем сильнее снижается напряжение генератора. Этот процесс запирания и отпирания регулятора происходит с высокой частотой. Поэтому колебания напряжения на выходе генератора незаметны, и практически можно считать его постоянным, поддерживаемым на уровне 13,5…14,2 В.

Регулятор напряжения: назначение и принцип действия

Генераторная установка оснащена полупроводниковым электронным регулятором напряжения, встроенным внутрь генератора. Напряжение генератора без регулятора зависит от частоты вращения его ротора, магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения, а, следовательно, от силы тока в этой обмотке и от 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 управления током возбуждения.

Электронные регуляторы изменяют ток возбуждения путем включения и отключения обмотки возбуждения от питающей сети (дополнительных диодов). С увеличением частоты вращения ротора напряжение генератора повышается. Когда оно начинает превышать уровень 13,5…14,2 В, выходной транзистор в регуляторе напряжения запирается, и ток через обмотку возбуждения прерывается. Напряжение генератора падает, транзистор в регуляторе отпирается и снова пропускает ток через обмотку возбуждения. Чем выше частота вращения ротора генератора, тем больше время запертого состояния транзистора в регуляторе, следовательно, тем сильнее снижается напряжение генератора. Этот процесс запирания и отпирания регулятора происходит с высокой частотой. Поэтому колебания напряжения на выходе генератора незаметны, и практически можно считать его постоянным, поддерживаемым на уровне 13,5…14,2 В.

Привод генератора и крепление его к двигателю

Привод генератора осуществляется от коленчатого вала ременной передачей при помощи клинового ремня. Соответственно, для этого ремня приводной шкив генератора выполняется с одним ручьём. Для охлаждения генератора с тыльной стороны шкива точечной сваркой приварены пластины. На шкиве они располагаются почти перпендикулярно и выполняют функцию вентилятора. Нижнее крепление генератора на двигателе выполнено на двух крепежных лапах, сочленяемых с кронштейном двигателя одним длинным болтом с гайкой. Верхнее — через шпильку к натяжной планке.

Меры предосторожности

Эксплуатация генераторной установки требует соблюдения некоторых правил, связанных, главным образом, с наличием в них электронных элементов.

1. Не допускается работа генераторной установки с отключенной аккумуляторной батареей. Даже кратковременное отсоединение аккумуляторной батареи при работающем генераторе может привести к выходу элементов регулятора напряжения из строя. При полностью разряженной аккумуляторной батарее машину невозможно завести, даже если катать ее на буксире: АКБ не дает тока возбуждения, и напряжение в бортовой сети остается близким к нулю. Помогает установка исправной заряженной батареи, которая затем при работающем двигателе меняется на прежнюю, разряженную. Чтобы избежать выхода из строя элементов регулятора напряжения (и подключенных потребителей) из-за повышения напряжения, на время перестановки батарей необходимо включить мощные потребители электроэнергии, таких, как обогрев заднего стекла или фары. В дальнейшем за полчаса-час работы двигателя на 1500-2000 об/мин разряженная батарея (если она исправна) зарядится достаточно для того, чтобы завести двигатель.
2. Не допускается подсоединение к бортовой сети источников электроэнергии обратной полярности (плюс на «массе»), что может произойти, например, при запуске двигателя от посторонней аккумуляторной батареи.
3. Не допускаются любые проверки в схеме генераторной установки с подключением источников повышенного напряжения (выше 14 В).
4. При проведении на автомобиле электросварочных работ клемма «масса» сварочного аппарата должна быть соединена со свариваемой деталью. Провода, идущие к генератору и регулятору напряжения следует отключить.

Обслуживание генератора

Обслуживание генераторной установки сведено к минимуму и не требует каких-либо специальных знаний и навыков, эти работы может выполнить каждый автолюбитель. Обслуживание генератора начните с очистки наружных поверхностей. Проверьте крепление генератора к двигателю, надежность присоединения проводов к генератору и регулятору напряжения, а также натяжение приводного ремня вентилятора. Если натяжение слабое, то генератор работает неустойчиво, если сильное — ремень и подшипники быстро изнашиваются. Также проверьте состояние приводного ремня. На нём не должно быть трещин и расслоений. Состояние подшипников можно проверить, вращая ротор генератора от руки при снятом приводном ремне. При нормальном состоянии подшипников вращение вала должно происходить плавно, без заеданий, сильного люфта, шумов и щелчков.

Генератор, регулятор напряжения

В принципе этими работами можно и ограничиться до тех пор, пока не появятся какие-либо неисправности.

Контрольная проверка

Перед выездом рекомендуется проверить работоспособность генераторной установки по контрольной лампе, установленной на панели приборов. После включения зажигания до запуска двигателя контрольная лампа горит, что позволяет проверить ее работоспособность. При нормальной работе генераторной установки контрольная лампа после запуска двигателя гаснет. У нормально работающей генераторной установки, при средних частотах вращения коленвала двигателя, напряжение должно быть в пределах 13,5. 14,2 В. Величину этого напряжения измеряют вольтметром на клеммах аккумулятора.

Предремонтная диагностика

Вспыхнувшая контрольная лампа зарядки АКБ не всегда говорит о неисправности внутри генератора. Зачастую неисправность банальна и лежит на поверхности. Поэтому не стоит сразу же лезть в генератор и сломя голову менять реле-регулятор, авось поможет. Посмотрите схему предварительной диагностики. Для её проведения, возможно, потребуется вольтметр со шкалой не менее 15 В. Каждый может сделать эти проверки и, тем самым, уберечь себя от лишних, неверных действий и потери драгоценного времени.

Если предварительная диагностика показала что, цепь обмотки возбуждения исправна, и неисправность находится в генераторе, то после его снятия желательно проверить все цепи, включая реле-регулятор, по схемам, описанным в разделе

Снятие и установка генератора

1. Отсоедините минусовый провод от клеммы АКБ (ключ на 10).
2. Снимите пластмассовые ленточные хомуты с патрубка воздухозаборника и жгута проводов стартёра и генератора.
3. Разъедините разъём обмотки возбуждения генератора.
4. Отверните гайку с 30-ой клеммы генератора (ключ на 10).
5. Отверните гайку крепления генератора к натяжной планке (ключ на 17).
6. С помощью монтажной лопатки подведите генератор к двигателю и снимите приводной ремень.
7. Отверните три болта защиты картера (головка на 13) и снимите её.
8. Снимите правый брызговик двигателя, отвернув пять саморезов с головкой под ключ на 8.
9. Отверните гайку на 19 с нижнего болта крепления генератора к кронштейну.
10. Снимите генератор вместе с патрубком воздухозаборника. Для этого нужно немного наклонить его так, чтобы он прошёл вниз между лонжероном и нижним кронштейном крепления генератора.
11. Установку генератора производите в обратной последовательности.

Разборка и замена регулятора напряжения

Подготовку начните с очистки наружных поверхностей генератора.

1. Снимите заднюю крышку вместе с воздухозаборным патрубком.
2. Отсоедините провод от реле-регулятора, отверните два винта М4 и снимите реле-регулятор. Для снятия реле-регулятора старого образца отвинтите провод, закрепленный под удлинителем вывода «30» генератора. Вставьте лезвие отвёртки между корпусом реле-регулятора и щеткодержателем. Работая отвёрткой как рычагом, выдвиньте реле-регулятор и вытащите щётки.
3. Продуйте от пыли и грязи внутреннюю полость генератора сжатым воздухом с помощью компрессора или насоса.
4. При сильном обгорании или износе контактных колец ротора, зачистите их мелкой шлифовальной шкуркой.
5. Установите новое реле-регулятор в порядке обратном снятию.

Если после проверки старое реле-регулятор окажется исправным (метод проверки описан в следующем разделе), то:

1. очистите контактные соединения генератора и реле-регулятора от грязи и масла тряпкой, смоченной в бензине или растворителе. Масло и грязь увеличивает сопротивление в местах контактов, что уменьшает отдаваемый генератором ток и повышает изнашивание щеток.
2. проверьте минимально допустимое выступание щеток из щеткодержателя — 5 мм. В случае заедания щёток в щеткодержателе замените реле-регулятор в сборе. (Для реле-регуляторов старого образца достаточно заменить только щёточный узел.)
3. установите его на место.

Поиск и устранение неисправностей узлов и деталей генераторной установки

Для поиска неисправности электрических цепей генераторной установки достаточно иметь омметр. Более точная проверка обмоточных узлов требует применения специальных приборов, таких как ПДО-1, с его помощью осуществляется поиск неисправности в обмотках методом сравнения их параметров. Для проверки реле-регулятора понадобится источники постоянного напряжения 12…14 В и 16…22 В. Все проверки удобнее проводить на генераторе, снятом с автомобиля.

Проверка регулятора напряжения

Регуляторы напряжения не ремонтируются, а заменяются новыми. Однако перед заменой следует точно установить, что именно он вышел из строя.

Проверка на автомобиле

Для проверки необходимо иметь вольтметр постоянного тока со шкалой до 15. 30 вольт. На работающем при средних оборотах двигателе и включенных фарах замерьте напряжение на клеммах АКБ. Оно должно находится в пределах 13,5. 14,2 В. В том случае, если наблюдается систематический недозаряд или перезаряд аккумуляторной батареи и регулируемое напряжение не укладывается в указанные пределы, возможно, что регулятор напряжения неисправен, и его необходимо заменить. Для того, чтобы узнать, исправен регулятор или нет, проведём его проверку по рисунку показанному ниже.

Проверка снятого регулятора

Регулятор, снятый с генератора, проверяется по следующим схемам (старого образца слева, нового — справа):

Генератор, регулятор напряжения Генератор, регулятор напряжения

Реле-регулятор лучше проверять в сборе со щеткодержателем, так как при этом можно сразу обнаружить обрывы выводов щеток и плохой контакт между выводами регулятора напряжения и щеткодержателя. Между щетками включите лампу 1. 3 Вт, 12 В. К выводам «Б», «В» и к массе регулятора присоедините источник питания сначала напряжением 12…14 В, а затем напряжением 16…22 В. Если регулятор исправен, то в первом случае лампа должна гореть, а во втором — гаснуть. Если лампа горит в обоих случаях, то в регуляторе пробой, а если не горит в обоих случаях, то в регуляторе имеется обрыв или нет контакта между щётками и выводами регулятора напряжения.

Проверка обмотки ротора (возбуждения)

Генератор, регулятор напряжения

Для проверки обмотки следует включить омметр на измерение сопротивления и поднести его выводы к кольцам ротора. У исправного ротора сопротивление обмотки должно быть в пределах 1,8. 5 Ом. Если омметр покажет бесконечно большое сопротивление, это значит что, цепь обмотки возбуждения разорвана. Разрыв чаще всего происходит в месте пайки выводов обмотки к кольцам. Следует внимательно проверить качество этой пайки. Проверку можно осуществить иглой, шевеля выводы обмотки в месте их подпайки. О сгорании обмотки свидетельствует потемнение и осыпание ее изоляции, что можно обнаружить визуально. Сгорание обмоток приводит к обрыву или к межвитковому замыканию в обмотке с уменьшением ее общего сопротивления. Частичное межвитковое замыкание, при котором сопротивление обмотки меняется мало, может быть выявлено прибором ПДО-1, сравнением данной обмотки с заведомо исправной. После проверки сопротивления обмотки следует проверить отсутствие у нее замыкания на «массу». Для этого один вывод омметра подносится к любому кольцу ротора, а другой к его клюву. У исправной обмотки омметр покажет бесконечно большое сопротивление. Неисправный ротор подлежит замене.

Проверка обмотки статора

Статор проверяется отдельно, после разборки генератора. Выводы его обмотки должны быть отсоединены от вентилей выпрямителя.

Генератор, регулятор напряжения

Генератор, регулятор напряжения

В первую очередь проверьте омметром, нет ли обрывов в обмотке статора (а). Затем подсоединением концов омметра к одному из выводов обмотки и неизолированному участку железа статора проверьте, не замыкаются ли ее витки на «маccу» (б). Омметр должен показать разрыв цепи у исправной обмотки. Проверку межвиткового замыкания в обмотках статора можно с достаточной точностью осуществить с использованием прибора ПДО-1. Обрыв можно проверить и омметром, подсоединяя его к нулевой точке и поочередно к выводу каждой фазы. Внешним осмотром следует убедиться, что отсутствует растрескивание изоляции и подгорание обмотки, которое происходит при коротком замыкании в вентилях выпрямительного блока. Статор с такой поврежденной обмоткой замените.

Проверка вентилей (диодов) выпрямительного блока

Проверка диодов выпрямительного блока производится после отсоединения его от обмотки статора омметром. Исправный вентиль пропускает ток, только в одном направлении. Неисправный — может либо вообще не пропускать ток (обрыв цепи), или пропускать ток в обоих направлениях (короткое замыкание). В случае повреждения одного из вентилей выпрямителя необходимо заменять целиком выпрямительный блок. Короткое замыкание вентилей выпрямительного блока можно проверить, не разбирая генератор, а только сняв защитный кожух. Также отсоединяется вывод «Б» регулятора от клеммы «30» генератора и провод от вывода «В» регулятора напряжения. Проверить можно омметром или с помощью лампы (1…5 Вт, 12 В) и аккумуляторной батареи. С целью упрощения крепления деталей выпрямителя три вентиля (с красной меткой) создают на корпусе «плюс» выпрямленного напряжения. Эти вентили «положительные» и они запрессованы в одну пластину выпрямительного блока, соединенную с выводом «30» генератора. Другие три вентиля («отрицательные» с черной меткой) имеют на корпусе «минус» выпрямленного напряжения. Они запрессованы в другую пластину выпрямительного блока, соединенную с «массой». Сначала проверьте, нет ли замыкания одновременно в «положительных» и «отрицательных» вентилях. Для этого «плюс» батареи через лампу подсоедините к зажиму «30» генератора, а «минус» к корпусу генератора:

Генератор, регулятор напряжения

Если лампа горит, то «отрицательные» и «положительные» вентили имеют короткое замыкание. Короткое замыкание «отрицательных» вентилей можно проверить, соединив «плюс» батареи через лампу с одним из болтов крепления выпрямительного блока, а «минус» с корпусом генератора:

Генератор, регулятор напряжения

Горение лампы означает короткое замыкание в одном или нескольких «отрицательных» вентилях. Следует помнить, что в этом случае горение лампы может быть и следствием замыкания витков обмотки статора на корпус генератора. Однако такая неисправность встречается реже, чем короткое замыкание вентилей. Для проверки короткого замыкания в «положительных» вентилях «плюс» батареи через лампу соедините с зажимом 30 генератора, а «минус» — с одним из болтов крепления выпрямительного блока:

Генератор, регулятор напряжения

Горение лампы укажет на короткое замыкание одного или нескольких «положительных» вентилей. Обрыв в вентилях без разборки генератора можно обнаружить либо осциллографом, либо при проверке генератора на стенде по значительному снижению (на 20-30%) величины отдаваемого тока по сравнению с номинальным. Если обмотки, дополнительные диоды и регулятор напряжения генератора исправны, а в вентилях нет короткого замыкания, то причиной уменьшения отдаваемого тока является обрыв в вентилях.

Проверка дополнительных диодов

Короткое замыкание дополнительных диодов можно проверить по схеме:

Генератор, регулятор напряжения

«Плюс» батареи через лампу (1…3 Вт, 12 В) присоедините к выводу «61» генератора, а «минус» к одному из болтов крепления выпрямительного блока. Если лампа загорится, то в каком-то из дополнительных диодов имеется короткое замыкание. Найти поврежденный диод можно, только сняв выпрямительный блок и проверяя каждый диод в отдельности. Обрыв в дополнительных диодах можно обнаружить осциллографом по искажению кривой напряжения на штекере «61», а также по низкому напряжению (ниже 14 В) на штекере «61» при средней частоте вращения ротора генератора.

Проверка конденсатора

Конденсатор служит для защиты электронного оборудования автомобиля от импульсов напряжения системе зажигания, а также для снижения помех радиоприему. Повреждение конденсатора или ослабление его крепления на генераторе (ухудшение контакта с массой) обнаруживается по увеличению помех радиоприёму при работающем двигателе. Ориентировочно исправность конденсатора можно проверить мегомметром или тестером (на шкале 1…10 МОм). Если в конденсаторе нет обрыва, то в момент присоединения щупов прибора к выводам конденсатора стрелка должна отклониться в сторону уменьшения сопротивления, а затем постепенно вернуться обратно. Емкость конденсатора, замеренная специальным прибором, должна быть 2,2 мкФ+20%.

Проверка и замена подшипников

Проверку подшипников начните с внешнего осмотра, выявления трещин в обоймах, наволакивания или выкрашивания металла, наличие коррозии и т. д. Проверьте легкость вращения и отсутствие сильного люфта и шума. Если у подшипника сильно изношены посадочные места или есть повреждения, то он подлежит замене. Порядок замены подшипников (генератор снят с автомобиля).

1. Снимите заднюю крышку вместе с патрубком воздухозаборника.
2. Снимите регулятор напряжения.
3. Отверните шкив генератора и вытащите шпонку.
4. Отверните 4 гайки стяжных болтов и снимите переднюю крышку генератора вместе с ротором и подшипниками.
5. Извлеките неисправный подшипник из крышки со стороны привода. Отверните гайки винтов, стягивающих шайбы крепления подшипника, снимите шайбы с винтами и на ручном прессе выпрессуйте подшипник. Если гайки винтов не отворачиваются (концы винтов раскернены), спилите концы винтов.
6. Запрессуйте новый подшипник. Для этого новый подшипник положите на посадочное место, а сверху него — старый. Несильными ударами молотка, по старому подшипнику, осаживайте новый подшипник в посадочное место. Если подшипник идёт с большим натягом, побрызгайте на его внешнее кольцо жидкостью WD-40.
7. С помощью съёмника спрессуйте второй подшипник с обратной стороны ротора.
8. Запрессуйте новый подшипник (см. п. 6).
9. Произведите сборку в обратной последовательности.

Проверка крышек

Внешним осмотром определяется отсутствие трещин, проходящих через гнездо подшипника, обломы лап крепления генератора, сильные повреждения посадочных мест. При наличии таких повреждений крышка подлежит замене. При выявлении сильного износа посадочных мест подшипников, замените крышки.

Поиск неисправностей генератора по схемам

Типичные неисправности генератора

Светодиод (лампа) вольтметра не загорается при включении зажигания. Контрольные приборы не работают

1. Поврежден светодиод (лампа) вольтметра

Замените светодиод (лампу) вольтметра

2. Перегорел предохранитель №2 в блоке предохранителей

3. Обрыв в цепи питания комбинации приборов:

не подается напряжение от штекера «Б» блока предохранителей к комбинации приборов

проверьте провод «О» и его соединения от блока предохранителей до комбинации приборов

не подается напряжение от реле зажигания к штекеру «Б» блока предохранителей

проверьте провод «ГЧ» и его соединения от блока предохранителей до реле зажигания

обрыв или нарушение контакта в проводе, соединяющем с «массой» комбинацию приборов

проверить провод «Ч» и его соединения от комбинации приборов на «массу»

4. Не срабатывает выключатель или реле зажигания:

неисправна контактная часть или реле зажигания

проверьте, замените контактную часть выключателя или реле зажигания

не подается напряжение от выключателя к реле зажигания

проверьте провод «Ч» и его соединения между выключателем и реле зажигания

обрыв или нарушение контакта в проводе, соединяющем с «массой» реле зажигания

проверьте провод «Ч» и его соединения от реле зажигания на «массу»

5. Поврежден стабилизатор напряжения в комбинации приборов

Замените стабилизатор напряжения

При включении зажигания и после пуска двигателя светодиод/лампа вольтметра не горит, аккумулятор разряжается

Неисправна цепь обмотки возбуждения генератора:

1. Перегорел предохранитель №2

2. Обрыв проводов в цепях: предохранитель №2 — комбинация приборов; комбинация приборов — реле-регулятор.

Найдите и устраните обрыв

3. В приборной панели; перегорел светодиод/лампа; обрыв печатных проводников; неисправно гасящее сопротивление или плохие пайки его выводов

Замените светодиод/лампу; устраните обрыв печатных проводников; замените или пропаяйте сопротивление.

4. Нет «массы» между корпусом и реле-регулятором

Очистите от окислов и грязи место соединения реле-регулятора с генератором

5. Неисправно реле-регулятор

Светодиод вольтметра горит при работе двигателя. Аккумуляторная батарея разряжена

1. Проскальзывание ремня привода генератора

Отрегулируйте натяжение ремня

2. Нет контакта между выводами «В» и «Ш» регулятора напряжения и выводами щеток

Зачистите выводы «В» и «Ш» регулятора напряжения и щеток, подогните выводы регулятора

3. Обрыв в цепи между комбинацией приборов и штекером «61» генератора

Проверьте «КБ» провод и его соединения от генератора до комбинации приборов

4. Износ или зависание щеток, окисление контактных колец

Замените щеткодержатель со щетками, протрите кольца салфеткой, смоченной в бензине

5. Поврежден регулятор напряжения

Замените регулятор напряжения

6. Повреждены вентили выпрямительного блока

Замените выпрямительный блок

7. Повреждены диоды питания обмотки возбуждения

Замените диоды или выпрямительный блок

8. Отпайка выводов обмотки возбуждения от контактных колец

Припаяйте выводы или замените ротор генератора

9. Обрыв или короткое замыкание в обмотке статора, замыкание ее на «массу»

Замените статор генератора

АКБ разряжается в процессе эксплуатации, но внешних признаков ненормальной работы генератора нет

1. Неисправна АКБ: окисление проводов или клемм батареи; недостаточно электролита; замыкание одной или нескольких банок

Очистите провода/клеммы; долить дистиллированную воду, заменить АКБ

2. Грязь, замасливание, окисление контактных колец ротора

Очистить контактные кольца тряпкой смоченной в бензине, мелкой наждачной бумагой

3. Грязь, замасливание щёток реле-регулятора или слабый контакт в связи с их чрезмерным износом

Очистите щётки от грязи тряпкой смоченной в бензине. Замените реле-регулятор в сборе. (Для реле-регуляторов старого образца достаточно заменить только щётки)

4. Перерасход энергии мощными/ дополнительными потребителями

Замените генератор другим, более мощным (ВАЗ-2108 — 955.3701; ГАЗ-3102)

5. Межвитковое замыкание или обрыв одной из фаз обмотки статора

Светодиод вольтметра мигает при работе двигателя. Аккумуляторная батарея перезаряжается

Поврежден регулятор напряжения (короткое замыкание между выводом «Ш» и «массой»)

Замените регулятор напряжения

Контрольная лампа горит в полнакала при работе двигателя

Неисправны дополнительные и/или выпрямительные диоды

Заменить диоды или выпрямительный блок в сборе

Повышенная шумность генератора

1. Ослаблена гайка шкива генератора

2. Повреждены подшипники ротора или их посадочные места

Замените подшипники, крышку/крышки генератора

3. Межвитковое замыкание или замыкание на «массу» обмотки статора (вой генератора)

4. Короткое замыкание в одном из вентилей генератора

Замените выпрямительный блок

Протрите щетки и контактные кольца хлопчатобумажной салфеткой, смоченной в бензине

6. Задевание ротора за полюса статора

Замените ротор, статор. Обратить внимание на подшипники

Быстрый износ щёток и контактных колец

1. Попадание масла или грязи на контактные кольца

Очистите контактные кольца тряпкой смоченной в бензине, мелкой наждачной бумагой

2. Увеличенное биение контактных колец

Внимание! «Минус» аккумуляторной батареи всегда должен соединяться с массой, а «плюс» — подключается к зажиму «30» генератора. Ошибочное обратное включение батареи немедленно вызовет повышенный ток через вентили генератора, и они выйдут из строя.

Не допускается работа генератора с отсоединенной аккумуляторной батареей. Это вызовет возникновение кратковременных перенапряжений на зажиме «30» генератора, которые могут повредить регулятор напряжения генератора и электронные устройства в бортовой сети автомобиля.

Запрещается проверка работоспособности генератора «на искру» даже кратковременным соединением зажима «30» генератора с «массой». При этом через вентили протекает значительный ток, и они повреждаются. Проверять генератор можно только с помощью амперметра или вольтметра.

Вентили генератора не допускается проверять напряжением более 12 В или мегометром, так как он имеет слишком высокое для вентилей напряжение и они при проверке будут пробиты (произойдет короткое замыкание).

Запрещается проверка электропроводки автомобиля мегометром или лампой, питаемой напряжением более 12 В. Если такая проверка необходима, то предварительно следует отсоединить провода от генератора.

Проверять сопротивление изоляции обмотки статора генератора повышенным напряжением следует только на стенде и обязательно с отсоединенными от вентилей выводами фазных обмоток.

При электросварке узлов и деталей кузова автомобиля следует отсоединить провода от всех клемм генератора и выводов аккумуляторной батареи.

Энергоснабжение от компании «КАТАРСИС»best-stroy.ruКак выбрать генераторbest-stroy.ruКак выбрать бензогенераторbest-stroy.ruКак правильно выбрать электростанцию?best-stroy.ru

Устройство автомобильного генератора и его проверка

Пишет jorik101 в своём блоге.

обозначения клемм генератора, схемы ссылка 1Как проверить автомобильный генератор ссылка 2

Устройство и принцип работы автомобильного генератораЭлектрооборудование 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.

Требования, предъявляемые к генератору:выходные параметры генератора должны быть таковы, чтобы в любых режимах движения автомобиля не происходил прогрессивный разряд аккумуляторной батареи;напряжение в бортовой сети автомобиля, питаемой генератором, должно быть стабильно в широком диапазоне изменения частоты вращения и нагрузок.

Последнее требование вызвано тем, что аккумуляторная батарея весьма чувствительна к степени стабильности напряжения. Слишком низкое напряжение вызывает недозаряд батареи и, как следствие, затруднения с пуском двигателя, слишком высокое напряжение приводит к перезаряду батареи и, ускоренному выходу ее из строя.

Принцип работы генератора и его принципиальное конструктивное устройство одинаковы для всех автомобилей, отличаются только качеством изготовления, габаритами и расположением присоединительных узлов.

Основные части генератора:1. Шкив – служит для передачи механической энергии от двигателя к валу генератора посредством ремня;2. Корпус генератора состоит из двух крышек: передняя (со стороны шкива) и задняя (со стороны контактных колец), предназначены для крепления статора, установки генератора на двигателе и размещения подшипников (опор) ротора. На задней крышке размещаются выпрямитель, щеточный узел, регулятор напряжения (если он встроенный) и внешние выводы для подключения к системе электрооборудования;3. Ротор — стальной вал с расположенными на нем двумя стальными втулками кпювообразной формы. Между ними находится обмотка возбуждения, выводы которой соединены с контактными кольцами. Генераторы оборудованы преимущественно цилиндрическими медными контактными кольцами;4. Статор — пакет, набранный из стальных листов, имеющий форму трубы. В его пазах расположена трехфазная обмотка, в которой вырабатывается мощность генератора;5. Сборка с выпрямительными диодами — объединяет шесть мощных диодов, запрессованных по три в положительный и отрицательный теплоотводы;6. Регулятор напряжения — устройство, поддерживающее напряжение бортовой сети автомобиля в заданных пределах при изменении электрической нагрузки, частоты вращения ротора генератора и температуры окружающей среды;7. Щеточный узел – съемная пластмассовая конструкция. В ней установлены подпружиненные щетки, контактирующие с кольцами ротора;8. Защитная крышка диодного модуля.

Рассмотрим электрическую схему соединения элементов генератора.

Принципиальная электрическая схема генераторной установки:1. Включатель зажигания;2. Помехоподавляющий конденсатор;3. Аккумуляторная батарея;4. Лампа-индикатор исправности генератора;5. Положительные диоды силового выпрямителя;6. Отрицательные диоды силового выпрямителя;7. Диоды обмотки возбуждения;8. Обмотки трех фаз статора;9. Обмотка возбуждения(ротор);10. Щеточный узел;11. Регулятор напряжения;B+ Выход генератора «+»;B- «Масса» генератора;D+ Питание обмотки возбуждения, опорное напряжение для регулятора напряжения.

В основе работы генератора лежит эффект электромагнитной индукции. Если катушку, например, из медного провода, пронизывает магнитный поток, то при его изменении на выводах катушки появляется электрическое напряжение, пропорциональное скорости изменения магнитного потока. И наоборот, для образования магнитного потока достаточно пропустить через катушку электрический ток. Таким образом, для получения переменного электрического тока требуются источник переменного магнитного поля и катушка, с которой непосредственно будет сниматься переменное напряжение.

Обмотка возбуждения с полюсной системой, валом и контактными кольцами образуют ротор, его важнейшую вращающуюся часть, которая и является источником переменного магнитного поля.

Ротор генератора1. вал ротора;2. полюса ротора;3. обмотка возбуждения;4. контактные кольца.

Полюсная система ротора имеет остаточный магнитный поток, который присутствует даже при отсутствии тока в обмотке возбуждения. Однако его значение невелико и способно обеспечить самовозбуждение генератора только на слишком высоких частотах вращения. Поэтому, для первоначального намагничивания ротора через его обмотку пропускают небольшой ток от аккумуляторной батареи, обычно через лампу контроля работоспособности генератора. Сила этого тока не должна быть слишком большой, чтобы не разряжать аккумуляторную батарею, но и не слишком малой, чтобы генератор мог возбудиться уже на холостых оборотах двигателя. Исходя из этих соображений, мощность контрольной лампы обычно составляет 2…3 Вт. После того, как напряжение на обмотках статора достигает рабочей величины, лампа тухнет, и питание обмотки возбуждения осуществляется от самого генератора. В этом случае генератор работает на самовозбуждении.

Выходное напряжение снимается с обмоток статора. При вращении ротора напротив катушек обмотки статора появляются попеременно «северный» и «южный» полюсы ротора, т. е. направление магнитного потока, пронизывающего катушку статора, меняется, что и вызывает появление в ней переменного напряжения. Частота этого напряжения зависит от частоты вращения ротора генератора и числа его пар полюсов.

Статор генератора1. обмотка статора;2. выводы обмоток;3. магнитопровод.

Обмотка статора трехфазная. Она состоит из трех отдельных обмоток, называемых обмотками фаз или просто фазами, намотанных по определенной технологии на магнитопровод. Напряжение и токи в обмотках смещены друг относительно друга на треть периода, т.е. на 120 электрических градусов, как это показано на рисунке.

Осциллограммы фазовых напряжений обмотокU1, U2, U3 – напряжения обмоток;Т – период сигнала (360 градусов);F – фаза смещения (120 градусов).

Фазовые обмотки могут соединяться в «звезду» или «треугольник».

Виды соединения обмоток1. «звездой»;2. «треугольником».

При соединении в «треугольник» ток в каждой из обмоток в 1,7 раза меньше тока, отдаваемого генератором. Это значит, что при том же отдаваемом генератором токе, ток в обмотках при соединении в «треугольник» значительно меньше, чем у «звезды». Поэтому в генераторах большой мощности довольно часто применяют соединение в «треугольник», т. к. при меньших токах обмотки можно наматывать более тонким проводом, что технологичнее. Более тонкий провод можно применять и при соединении типа «звезда». В этом случае обмотку выполняют из двух параллельных обмоток, каждая из которых соединена в «звезду», т. е. получается «двойная звезда».

Для того, чтобы магнитный поток обмотки возбуждения подводился непосредственно к обмотке статора и не рассеивался в пространстве, катушки помещены в пазы стальной конструкции — магнитопровода. Так как переменное магнитное поле наводится не только в катушках, но и в магнитопроводе статора, то это приводит к возникновению паразитных вихревых токов, которые ведут к потере мощности и нагревают статор. Для уменьшения проявления этого эффекта магнитопровод изготавливают из набора стальных пластин (пакета железа).

Бортовая сеть автомобиля требует подведения к ней постоянного напряжения. Поэтому обмотка статора питает бортовую сеть автомобиля через выпрямитель, встроенный в генератор. Выпрямитель для трехфазной системы содержит шесть силовых полупроводниковых диодов, три из которых соединены с выводом «+» генератора, а другие три с выводом «—» («массой»). Полупроводниковые диоды находятся в открытом состоянии и не оказывают существенного сопротивления прохождению тока при приложении к ним напряжения в прямом направлении и практически не пропускают ток при обратном напряжении. Следует обратить внимание на то, что под термином «выпрямительный диод» не всегда скрывается привычная конструкция, имеющая корпус, выводы и т. д. иногда это просто полупроводниковый кремниевый переход, загерметизированный на теплоотводе.

Сборка с выпрямительными диодами1. силовые диоды;2. дополнительные диоды;3. теплоотвод.

Многие производители в целях защиты электронных узлов автомобиля от всплесков напряжения заменяют диоды силового моста стабилитронами. Отличие стабилитрона от выпрямительного диода состоит в том, что при воздействии на него напряжения в обратном направлении он не пропускает ток лишь до определенной величины этого напряжения, называемого напряжением стабилизации. Обычно в силовых стабилитронах напряжение стабилизации составляет 25… 30 В. При достижении этого напряжения стабилитроны «пробиваются «, т. е. начинают пропускать ток в обратном направлении, причем в определенных пределах изменения силы этого тока напряжение на стабилитроне, а, следовательно, и на выводе «+» генератора остается неизменным, не достигающем опасных для электронных узлов значений. Свойство стабилитрона поддерживать на своих выводах постоянство напряжения после «пробоя» используется и в регуляторах напряжения.

Как было отмечено выше, напряжения на обмотках изменяются по кривым, близким к синусоиде и в одни моменты времени они положительны, в другие отрицательны. Если положительное направление напряжения в фазе принять по стрелке, направленной к нулевой точке обмотки статора, а отрицательное от нее то, например, для момента времени t когда напряжение второй фазы отсутствует, первой фазы — положительно, а третьей — отрицательно. Направление напряжений фаз соответствует стрелкам показанным на рисунке.

Направление токов в обмотках и выпрямителе генератора

Ток через обмотки, диоды и нагрузку будет протекать в направлении этих стрелок. Рассмотрев любые другие моменты времени, легко убедиться, что в трехфазной системе напряжения, возникающего в обмотках фаз генератора, диоды силового выпрямителя переходят из открытого состояния в закрытое и обратно таким образом, что ток в нагрузке имеет только одно направление — от вывода «+» генераторной установки к ее выводу «—» («массе»), т. е. в нагрузке протекает постоянный (выпрямленный) ток.

У значительного количества типов генераторов обмотка возбуждения подключается к собственному выпрямителю, собранному на трех диодах. Такое подключение обмотки возбуждения препятствует протеканию через нее тока разряда аккумуляторной батареи при неработающем двигателе автомобиля. Диоды выпрямителя обмотки возбуждения работают аналогично, питая выпрямленным током эту обмотку. Причем в выпрямитель обмотки возбуждения тоже входят 6 диодов, три из них общие с силовым выпрямителем (отрицательные диоды). Ток возбуждения значительно меньше, чем ток, отдаваемый генератором в нагрузку. Поэтому в качестве диодов обмотки возбуждения применяются малогабаритные слаботочные диоды на ток не более 2 А (для сравнения, диоды силового выпрямителя допускают протекание токов силой до 25… 35 А).

При необходимости увеличения мощности генератора применяется дополнительное плечо выпрямителя.

Схема генераторной установки с дополнительными диодами

Такая схема выпрямителя может иметь место только при соединении обмоток статора в «звезду», т. к. дополнительное плечо запитывается от «нулевой» точки «звезды». Если бы фазные напряжения изменялись чисто по синусоиде, эти диоды вообще не участвовали бы в процессе преобразования переменного тока в постоянный. Однако в реальных генераторах форма фазных напряжений отличается от синусоиды. Она представляет собой сумму синусоид, которые называются гармоническими составляющими или гармониками — первой, частота которой совпадает с частотой фазного напряжения, и высшими, главным образом, третьей, частота которой в три раза выше, чем первой.

Из электротехники известно, что в линейном напряжении, т. е. в том напряжении, которое подводится к выпрямителю и выпрямляется, третья гармоника отсутствует. Это объясняется тем, что третьи гармоники всех фазных напряжений совпадают по фазе, т. е. одновременно достигают одинаковых значений и при этом взаимно уравновешивают и взаимоуничтожают друг друга в линейном напряжении. Таким образом, третья гармоника в фазном напряжении присутствует, а в линейном — нет. Следовательно, мощность, развиваемая третьей гармоникой фазного напряжения не может быть использована потребителями. Чтобы использовать эту мощность, добавлены диоды, подсоединенные к нулевой точке обмоток фаз, т. е. к точке где сказывается действие фазного напряжения. Таким образом, эти диоды выпрямляют только напряжение третьей гармоники фазного напряжения. Применение этих диодов увеличивает мощность генератора на 5…15% при частоте вращения более 3000 мин-1.

Напряжение генератора без регулятора сильно 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. Ранее применялись вибрационные регуляторы, а затем контактно-транзисторные. Эти два типа регуляторов в настоящее время полностью вытеснены электронными.

Оформление электронных полупроводниковых регуляторов может быть различным, но принцип работы у всех регуляторов одинаков. 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.

Недостатком приведенного варианта подключения регулятора является то, что регулятор поддерживает напряжение на выводе «D+» генератора, а потребители, в том числе, аккумуляторная батарея, включены на вывод «В+». Кроме того, при таком включении регулятор не воспринимает падения напряжения в соединительных проводах между генератором и аккумуляторной батареей и не вносит корректировок в напряжение генератора, чтобы компенсировать это падение. Эти недостатки устранены в следующей схеме, где напряжение на входную цепь регулятора подается от того узла, где его следует стабилизировать, обычно, это вывод «В+» генератора.

Усовершенствованная схема стабилизации напряжения

Некоторые 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.

О том как проверить автомобильный генератор своими руками

Генератор играет в автомобиле очень важную роль, для двигателя он — вроде мини электростанции, которая снабжает всю бортовую сеть автомобиля, включая аккумулятор (АКБ). Неисправность генератора приведет к неминуемой полной разрядке АКБ, после чего двигатель вашего автомобиле просто перестанет работать, равно как и вся бортовая сеть. В итоге вам придется «прикуривать» свой автомобиль или искать новый источник энергии. Очень важно вовремя обнаружить неисправность генератора, для того чтобы не допустить вышеописанного сценария. Для того чтобы произвести диагностику генератора нужно обладать определенными навыками и инструментом. В этой статье я расскажу вас о том, как проверить генератор в домашних условиях при помощи мультиметра.

Для начала о мерах предосторожности и правилах безопасности во время проверки

Нужно быть предельно осторожным и понимать то, что делаешь, для того чтобы нечаянно не повредить генератор или его детали (реле регулятор, диоды выпрямительного моста).

Проверять работоспособность генератора путем проверки его «на искру», то есть методом короткого замыкания.Соединять клемму «30» (иногда обозначаться как «В+») с клеммой 67 («D+») или «массой».Допускать работу генератора при выключенных потребителях, например при отключении его от аккумуляторной батареи.Проверять вентили генератора напряжением выше 12 В.

Проверять исправность генератора при помощи вольтметра или амперметра.Во время сварочных работ на кузове автомобиля необходимо отключать провода от генератора и АКБ.Во время замены проводки в системе генератора провода должны иметь такое же сечение и длину как и «родные» провода.Перед тем как проверить генератор убедитесь в правильном натяжении ремня генератора, а также исправности всех соединений и клемм. Нормальной считается натяжка ремня, при которой нажимая большим пальцем на середину ремня, он прогнется не больше чем на 10-15 мм.

Проверка генератора автомобиля своими руками

Чтобы проверить регулятор напряжения вам потребуется вольтметр со шкалой от 0 до 15 В. Прежде чем приступать к проверке дайте мотору поработать на средних оборотах при включенных фарах примерно 15 минут. Проверьте напряжение между «массой» генератора и выводами «30» («В+»), на вольтметре у вас должно быть нормальное для вашего автомобиля напряжение (для владельцев «девятки» например, нормальным считается напряжение — 13,5 – 14,6 В). Если напряжение выше или ниже установленного производителем — скорее всего придется заменить регулятор. Не лишним будет также проверить регулируемое напряжение, для этого подключите вольтметр непосредственно к клеммам АКБ. Правда, результаты такой проверки нельзя считать на 100% правильными, потому что есть вероятность проблем с проводкой. Если вы уверены в исправности проводки, тогда результатам можно доверять. Мотор должен работать на высоких оборотах, которые приближены к максимальным, фары и другие потребители электроэнергии автомобиля должны быть включенными. Размер напряжения должен совпадать с параметрами вашего автомобиля.

Проверка диодного моста относится к комплексу проверок генератора. Для того чтобы проверить диодный мост подключите вольтметр или мультиметр к зажиму «30» («В+») генератора, а также к «массе», и включите прибор в режим измерения переменного тока. Переменный ток на диодном мосту не должен превышать 0,5 В, если у вас вышло больше — скорее всего диоды неисправны.

Проверка пробивания на «массу» не будет лишней в случае если «гена компостирует мозги». Для этого необходимо отключить аккумуляторную батарею и провод генератора, который идет к клемме «30» («В+»). После этого подключите прибор между клеммой «30» («В+») и отключенным проводом генератора. Смотрим на показания — если на приборе ток разряда превышает 0,5 мА, скорее всего есть пробой диодов или изоляции обмоток генератора.

Сила тока отдачи генератора проверяется при помощи специального зонда («примочка» дополнение к мультиметру в виде зажима или клещей), которым провод охватывают, измеряя тем самым силу тока, идущего по проводу.

Для проверки тока отдачи нужно зондом обхватить провод, который идет к зажиму «30» («В+»).Заведите двигатель – во время проведения измерения он должен работать на высоких оборотах.Включайте по очереди электропотребители и считывайте показания прибора отдельно для каждого потребителя.В конце измерений вам необходимо подсчитать сумму показаний. Далее, включите все потребители (которые вы включали поочередно) одновременно и произведите замер показаний мультиметра. Величина не должна быть меньше суммы показаний отдельно измеренных показателей, допустимое расхождение — 5 А.Проверка тока возбуждения генератора выполняется посредством запуска двигателя и последующей его работы на высоких оборотах. После чего измерительный зонд помещается вокруг провода, ведущего к клемме 67 («D+»). Исправный генератор должен показать величину тока возбуждения — равную 3-7 А.

Чтобы проверить обмотки возбуждения потребуется снятие регулятора напряжения, а также щеткодержателя. Если будет необходимость произведите зачистку контактных колец и проверьте обмотку на предмет отсутствия обрывов и замыканий на «массу». Проверять необходимо омметром, его щупы прикладываются к контактным кольцам, после чего снимаются показания. Сопротивление должно быть в пределах от 5 до 10 Ом. После подключите один электрод прибора к любому из контактных колец, а другой к статору генератора. На дисплее должна показываться бесконечно высокое сопротивление, в противном случае — обмотка возбуждения где-то замыкает на «массу».

Реле-регулятор напряжения генератора: схема, принцип действия

Реле-регулятор напряжения генератора — это неотъемлемая часть системы электрооборудования любого автомобиля. С его помощью производится поддержка напряжения в определенном диапазоне значений. В данной статье вы узнаете о том, какие конструкции регуляторов существуют на данный момент, в том числе будут рассмотрены механизмы, давно не используемые.

Основные процессы автоматического регулирования

Совершенно неважно, какой тип генераторной установки используется в автомобиле. В любом случае он имеет в своей конструкции регулятор. Система автоматического регулирования напряжения позволяет поддерживать определенное значение параметра, независимо от того, с какой частотой вращается ротор генератора. На рисунке представлен реле-регулятор напряжения генератора, схема его и внешний вид.

Анализируя физические основы, с использованием которых работает генераторная установка, можно прийти к выводу, что напряжение на выходе увеличивается, если скорость вращения ротора становится выше. Также можно сделать вывод о том, что регулирование напряжения осуществляется путем уменьшения силы тока, подаваемого на обмотку ротора, при повышении скорости вращения.

Что такое генератор

Любой автомобильный генератор состоит из нескольких частей:

1. Ротор с обмоткой возбуждения, вокруг которой при работе создается электромагнитное поле.

2. Статор с тремя обмотками, соединенными по схеме «звезда» (с них снимается переменное напряжение в интервале от 12 до 30 Вольт).

3. Кроме того, в конструкции присутствует трехфазный выпрямитель, состоящий из шести полупроводниковых диодов. Стоит заметить, что реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ 2107 (инжектор или карбюратор в системе впрыска) одинаков.

Но работать генератор без устройства регулирования напряжения не сможет. Причина тому — изменение напряжения в очень большом диапазоне. Поэтому необходимо использовать систему автоматического регулирования. Она состоит из устройства сравнения, управления, исполнительного, задающего и специального датчика. Основной элемент — это орган регулирования. Он может быть как электрическим, так и механическим.

Работа генератора

Когда начинается вращение ротора, на выходе генератора появляется некоторое напряжение. А подается оно на обмотку возбуждения посредством органа регулировки. Стоит также отметить, что выход генераторной установки соединен напрямую с аккумуляторной батареей. Поэтому на обмотке возбуждения напряжение присутствует постоянно. Когда увеличивается скорость ротора, начинает изменяться напряжение на выходе генераторной установки. Подключается реле-регулятор напряжения генератора Valeo или любого другого производителя к выходу генератора.

При этом датчик улавливает изменение, подает сигнал на сравнивающее устройство, которое анализирует его, сопоставляя с заданным параметром. Далее сигнал идет к устройству управления, от которого производится подача на исполнительный механизм. Регулирующий орган способен уменьшить значение силы тока, который поступает к обмотке ротора. Вследствие этого на выходе генераторной установки производится уменьшение напряжения. Аналогичным образом производится повышение упомянутого параметра в случае снижения скорости ротора.

Двухуровневые регуляторы

Двухуровневая система автоматического регулирования состоит из генератора, выпрямительного элемента, аккумуляторной батареи. В основе лежит электрический магнит, его обмотка соединена с датчиком. Задающие устройства в таких типах механизмов очень простые. Это обычные пружины. В качестве сравнивающего устройства применяется небольшой рычаг. Он подвижен и производит коммутацию. Исполнительным устройством является контактная группа. Орган регулировки — это постоянное сопротивление. Такой реле-регулятор напряжения генератора, схема которого приведена в статье, очень часто используется в технике, хоть и является морально устаревшим.

Работа двухуровневого регулятора

При работе генератора на выходе появляется напряжение, которое поступает на обмотку электромагнитного реле. При этом возникает магнитное поле, с его помощью притягивается плечо рычага. На последний действует пружина, она используется как сравнивающее устройство. Если напряжение становится выше, чем положено, контакты электромагнитного реле размыкаются. При этом в цепь включается постоянное сопротивление. На обмотку возбуждения подается меньший ток. По подобному принципу работает реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ 21099 и других автомобилей отечественного и импортного производства. Если же на выходе уменьшается напряжение, то производится замыкание контактов, при этом изменяется сила тока в большую сторону.

Электронный регулятор

У двухуровневых механических регуляторов напряжения имеется большой недостаток — чрезмерный износ элементов. По этой причине вместо электромагнитного реле стали использовать полупроводниковые элементы, работающие в ключевом режиме. Принцип работы аналогичен, только механические элементы заменены электронными. Чувствительный элемент выполнен на делителе напряжения, который состоит из постоянных резисторов. В качестве задающего устройства используется стабилитрон.

Современный реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ 21099 является более совершенным устройством, надежным и долговечным. На транзисторах функционирует исполнительная часть устройства управления. По мере того как изменяется напряжение на выходе генератора, электронный ключ замыкает или размыкает цепь, при необходимости подключают добавочное сопротивление. Стоит отметить, что двухуровневые регуляторы являются несовершенными устройствами. Вместо них лучше использовать более современные разработки.

Трехуровневая система регулирования

Качество регулирования у таких конструкций намного выше, нежели у рассмотренных ранее. Ранее использовались механические конструкции, но сегодня чаще встречаются бесконтактные устройства. Все элементы, используемые в данной системе, такие же, как и у рассмотренных выше. Но отличается немного принцип работы. Сначала подается напряжение посредством делителя на специальную схему, в которой происходит обработка информации. Установить такой реле-регулятор напряжения генератора («Форд Сиерра» также может оснащаться подобным оборудованием) допустимо на любой автомобиль, если знать устройство и схему подключения.

Здесь происходит сравнение действительного значения с минимальным и максимальным. Если напряжение отклоняется от того значения, которое задано, то появляется определенный сигнал. Называется он сигналом рассогласования. С его помощью производится регулирование силы тока, поступающего на обмотку возбуждения. Отличие от двухуровневой системы в том, что имеется несколько добавочных сопротивлений.

Современные системы регулирования напряжения

Если реле-регулятор напряжения генератора китайского скутера двухуровневый, то на дорогих автомобилях используются более совершенные устройства. Многоуровневые системы управления могут содержать 3, 4, 5 и более добавочных сопротивлений. Существуют также следящие системы автоматического регулирования. В некоторых конструкциях можно отказаться от использования добавочных сопротивлений.

Вместо них увеличивается частота срабатывания электронного ключа. Использовать схемы с электромагнитным реле попросту невозможно в следящих системах управления. Одна из последних разработок — это многоуровневая система управления, которая использует частотную модуляцию. В таких конструкциях необходимы добавочные сопротивления, которые служат для управления логическими элементами.

Как снимать реле-регулятор

Снять реле-регулятор напряжения генератора («Ланос» или отечественная «девятка» у вас — не суть важно) довольно просто. Стоит заметить, что при замене регулятора напряжения потребуется всего один инструмент — плоская или крестовая отвертка. Снимать генератор или ремень и его привод не нужно. Большинство устройств находится на задней крышке генератора, причем объединены в единый узел с щеточным механизмом. Наиболее частые поломки происходят в нескольких случаях.

Во-первых, при полном стирании графитовых щёток. Во-вторых, при пробое полупроводникового элемента. О том, как провести проверку регулятора, будет рассказано ниже. При снятии вам потребуется отключить аккумуляторную батарею. Отсоедините провод, который соединяет регулятор напряжения с выходом генератора. Выкрутив оба крепежных болта, можно вытянуть корпус устройства. А вот реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ 2101 имеет устаревшую конструкцию — он монтируется в подкапотном пространстве, отдельно от щеточного узла.

Проверка устройства

Проверяется реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ 2106, «копеек», иномарок одинаково. Как только произведете снятие, посмотрите на щетки — у них должна быть длина более 5 миллиметров. В том случае, если этот параметр отличается, нужно проводить замену устройства. Чтобы осуществить диагностику, потребуется источник постоянного напряжения. Желательно, чтобы можно было изменить выходную характеристику. В качестве источника питания можно использовать аккумулятор и пару пальчиковых батареек. Еще вам необходима лампа, она должна работать от 12 Вольт. Вместо нее можно использовать вольтметр. Подключаете плюс от питания к разъему регулятора напряжения.

Соответственно, минусовой контакт соединяете с общей пластиной устройства. Лампочку или вольтметр соединяете со щетками. В таком состоянии между щетками должно присутствовать напряжение, если на вход подается 12-13 Вольт. Но если вы будете подавать на вход больше, чем 15 Вольт, между щетками напряжения не должно быть. Это признак исправности устройства. И совершенно не имеет значения, диагностируется реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ 2107 или другого автомобиля. Если же контрольная лампа горит при любом значении напряжения или вовсе не загорается, значит, присутствует неисправность узла.

Регулятор напряжения: описание, принцип работы, назначение

Регулятор напряжения – это устройство, предназначенное для автоматической поддержки в требуемых пределах значения напряжения потребителя электрической энергии. Такое устройство обеспечивает бесперебойную работу приборов при любом режиме работы: как при изменении электрической нагрузки, так и при любой температуре окружающей среды.

Регулятор напряжения часто используется для регулировки температуры нагрева паяльников, повышения или понижения яркости свечения ламп накаливания, скорости вращения генераторов и двигателей и т. д. Часто такие устройства называют регуляторами мощности, но это не совсем правильно. Более точное название — регулятор напряжения, или же диммер, потому что в действительности регулируется фаза. То есть изменяется время прохождения сетевой волны в нагрузку. В результате получаем регулировку напряжения с помощью скважности импульса, а также регулировку значения мощности потребляемой нагрузкой. Эффективно и целесообразно использовать эти приборы для регулирования напряжения с одновременно подключенной резистивной нагрузкой, например, с лампами накаливания, ТЭНами, обогревателями и пр. При работе с индуктивными нагрузками эффективность регулировки сильно снижается, это связано с тем, что индуктивный ток существенно ниже резистивного.

Регулятор напряжения для управления освещением

Такие устройства имеют малые габаритные размеры, их часто устанавливают вместо стандартного выключателя. Простой регулятор напряжения позволяет плавно регулировать силу свечения ламп. Назначение такого устройства заключается во включении и выключении освещения, ну, и, конечно же, для регулирования его интенсивности. Также некоторые модели регуляторов имеют и дополнительные функции: автоматическое включение (отключение) по таймеру, плавное отключение, голосовое или акустическое управление, дистанционное управление, подключение к программе «умный дом», а также имитация присутствия человека (включение и отключение, изменение интенсивности свечения по заданной программе). Существует множество различных типов регуляторов: модульные (внешне они похожи на обычные автоматические выключатели, их монтируют в электрощитах); для установки в монтажных коробках (такие диммеры устанавливаются как розетки и выключатели в монтажных коробках); моноблочные (также устанавливаются в коробках, выполнены в виде единого блока) и так далее.

Симисторный регулятор напряжения

Такие приборы благодаря простой схеме регулировки получили довольно широкое применение от регулировки скорости вращения однофазных двигателей с напряжением питания 220 В до регулировки яркости систем освещения. Основные преимущества симисторных регуляторов напряжения: высокая точность регулировки, большой ресурс работы элементов, малые габаритные размеры силового блока, невысокий уровень шума коммутации в силовых цепях. Кроме того, симисторы — это наиболее динамично развивающиеся компоненты мировой электроники. Объемы их производства, а также применение этих элементов постоянно растут.

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.

Реле-регулятор напряжения генератора: схема, принцип

Реле-регулятор напряжения генератора является важным устройством электрической системы транспортного средства. Оно осуществляет стабилизацию уровня напряжения в заданном диапазоне, что обеспечивает нормальную работу автомобиля.

Содержание статьи

• Общие понятия
• Какие виды устройств часто встречаются
• Как производится демонтаж реле-регулятора
• Проверка работоспособности

Любой вариант технического исполнения генераторного оборудования предусматривает наличие регулятора напряжения. Независимо от частоты вращения ротора система автоматической стабилизации напряжения позволяет обеспечивать необходимый для электрооборудования параметр. Если рассмотреть базовый принцип работы данного технического устройства, то в общих словах можно сказать, что напряжение на выходе генератора прямо пропорционально скорости вращения ротора, которую можно регулировать силой тока, подаваемого на его обмотку.

Общие понятия

Важно понимать из каких конструктивных частей состоит автомобильный генератор.

Ротор создает электромагнитное поле на своей обмотке возбуждения.

Статор, снимающий переменное напряжение в диапазоне от 12-30 Вольт, имеет три обмотки, которые соединены согласно схеме «звезда».

Трехфазный выпрямитель, который состоит из шести диодных полупроводников.

Так как изменение уровня напряжения в генераторе может происходить в достаточно большом диапазоне, то его нормальная работа в первую очередь связана с устройством автоматической регулировки. Следует отметить, например, что реле-регулятор на автомобилях ВАЗ 2107 независимо от технического исполнения системы впрыска топлива (инжектор или карбюратор) имеет одинаковую конструкцию. Он состоит из следующих устройств: сравнивающего, управляющего, задающего и исполнительного, а также специального датчика. Основным элементом данной конструкции является орган регулирования, который бывает механическим и электрическим.

При вращении ротора в генераторной установке автомобиля на его выходе появляется электрическое напряжение, уровень которого на обмотке возбуждения управляется органом регулировки. Кроме того, генератор напрямую соединен с аккумуляторной батареей, из-за чего на обмотку возбуждения постоянно подается напряжение. При изменении скорости вращения ротора происходит и вариация напряжения на выходе генератора, которая регулируется подключенным к нему реле-регулятором.

Повышение и понижение уровня напряжения на выходе генераторной установки автомобиля производится следующим образом. Сначала датчик фиксирует его изменение и подает соответствующий сигнал на сравнивающее устройство, которое в свою очередь сопоставляет его с положенным уровнем. Потом этот сигнал поступает на устройство управления, где осуществляется его преобразование и подача на исполнительный механизм. А уже регулирующее устройство занимается изменением силы тока, поступающего на обмотку ротора, вследствие чего на выходе генератора происходит уменьшение или увеличение величины напряжения.

Какие виды устройств часто встречаются

Наиболее простым в конструктивном исполнении считается двухуровневый регулятор. Он состоит генератора, выпрямителя и аккумулятора. Обмотка электрического магнита, лежащего в основе регулирующего устройства, соединяется в данном случае с датчиком. В качестве задающего устройства здесь используется обыкновенная пружина, а роль сравнивающего устройства (коммутации) играет рычаг небольших размеров. Контактная группа работает как исполнительный механизм. Постоянное сопротивление является органом регулировки. Несмотря на устаревшую схему данного реле-регулятора, такая конструкция до сих пор встречается достаточно часто.

Работа двухуровневого регулятора происходит следующим образом. Появившееся на выходе генератора напряжение поступает на обмотку реле. Возникшее электромагнитное поле притягивает плечо рычага, на который воздействует пружина сравнивающего устройства. При создании напряжения, превышающего заданные параметры, контакты реле размыкаются, и в электрическую цепь поступает постоянный ток, уровень которого значительно меньше. Соответственно при уменьшении напряжения происходит замыкание контактов реле, из-за чего сила тока начинает увеличиваться.

Так как вышеприведенные двухуровневые регуляторы отличаются чрезмерным износом механических элементов, современные регуляторы напряжения стали применять вместо электромагнитного реле такого вида полупроводники, работающие в качестве ключей. В данном случае сам принцип действия реле-регуляторов не изменился, однако замена механических деталей на радиоэлектронные сопровождается тем, что чувствительность делителя напряжения, выполненного на постоянных резисторах, существенно увеличилась. Кроме того, в качестве задающего устройства здесь используется стабилитрон.

Современные регуляторы напряжения генератора, используемые, например, в отечественных автомобилях являются достаточно надежными и долговечными устройствами. В них исполнительная часть работает на полупроводниковых транзисторах. Кроме того, на выходе генератора после электронного ключа, выполняющего роль коммутатора, при необходимости может подключаться еще и добавочное сопротивление.

Следует отметить, что эффективность работы трехуровневых конструкций регулирования напряжения заметно повышается. Несмотря на их общее принципиальное сходство с механическими двухуровневыми реле-регуляторами, все-таки имеются и отличия. В них обработка информации об уровне напряжения на выходе генератора подается через делитель на специальную схему. Такими регуляторами может оснащаться любой автомобиль. В данном случае важно лишь разобраться с его устройством и схемой подключения.

В трехуровневых реле-регуляторах напряжения генераторов осуществляется сравнение его текущего показателя с экстремальными (min и max) значениями. В данном случае при отклонении уровня напряжения от заданных параметров происходит формирование сигнала рассогласования, который влияет на регулирование силы тока на обмотке возбуждения ротора. Кроме того, схема такого регулятора подразумевает наличие нескольких добавочных сопротивлений, находящихся после электронного ключа.

Следует знать, что современные системы регулирования напряжения на дорогих автомобилях используют более совершенные многоуровневые устройства, которые содержат от трех и более добавочных сопротивлений в своих схемах. Помимо этого в них могут применяться следящие системы регулирования. А в некоторых моделях автомобилей вместо добавочных сопротивлений используются принцип увеличения частоты срабатывания ключа. Последние разработки многоуровневых систем управления основаны на частотной модуляции. В них добавочные сопротивления управляют логическими элементами конструкции.

Как производится демонтаж реле-регулятора

Для того чтобы снять реле-регулятор не нужно обладать какими-то особенными навыками и использовать сложные инструменты. Достаточно иметь отвертку («минус» или «плюс») и руководствоваться простыми правилами.

Как правило, регулятор находится на задней крышке автомобильного генератора. И для его демонтажа не требуется снимать генератор или его привод. Выход устройства из рабочего состояния может происходить при полном стирании графитовых щеток или пробое полупроводникового элемента. А снятие регулятора нужно начинать с отключения аккумулятора. Далее нужно отсоединить регулятор от генератора, открутив отверткой крепеж. После этой достаточно простой манипуляции можно вытянуть наружу корпус реле-регулятора напряжения.

Проверка работоспособности

Рабочее состояние устройства можно установить путем осмотра щеток, длина которых должна составлять не менее 5 мм. А диагностирование состояние регулятора производится путем использования источника постоянного напряжения, на котором можно изменять исходный параметр. Для этих целей достаточно иметь аккумулятор, пару пальчиковых батареек и обычную лампу накаливания на 12 Вольт или вольтметр.

Сначала нужно «+» от питания подключить к соответствующему разъему реле-регулятора, а «-» — к общей пластине устройства. Далее лампа или вольтметр подсоединяется к щеткам, на которые в это время подается напряжение 12 Вольт. Важно понимать, что при подаче на регулятор свыше 15 Вольт между щетками будет отсутствовать напряжение. Именно это и свидетельствует о рабочем состоянии устройства. Узел будет диагностироваться как неисправный в случаях, когда контрольная лампа не загорается или горит при любом значении напряжения.

Устройство автомобилей

Для чего генератору нужен регулятор?

Генераторная установка предназначена для обеспечения питанием потребителей, входящих в систему электрооборудования автомобиля, и зарядки аккумуляторной батареи при работающем двигателе. Выходные параметры генератора должны быть таковы, чтобы в любых режимах движения автомобиля и работы двигателя не происходил прогрессивный разряд аккумуляторной батареи или ее перезаряд, а питание потребителей осуществлялось напряжением и током требуемой величины.Кроме того, напряжение в бортовой сети автомобиля, питаемой генераторной установкой, должно быть стабильно в широком диапазоне изменения частоты вращения и нагрузок.

ЭДС индукции в соответствии с законом Фарадея, зависит от скорости перемещения проводника в магнитном поле и величины магнитного потока:

где с — постоянный коэффициент, зависящий от конструкции генератора; ω — угловая скорость ротора (якоря) генератора: Ф — магнитный поток возбуждения.

Поэтому напряжение, вырабатываемое генератором, зависит от частоты вращения его ротора и интенсивности магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения. В свою очередь мощность магнитного потока зависит от величины тока возбуждения, который изменяется пропорционально частоте вращения ротора, поскольку ротор выполнен в виде вращающегося электромагнита. Кроме того, ток, поступающий в обмотку возбуждения, зависит от величины нагрузки, отдаваемой в данный момент потребителям бортовой сети автомобиля. Чем больше частота вращения ротора и ток возбуждения, тем большее напряжение вырабатывает генератор, чем больше ток нагрузки, тем меньше генерируемое напряжение.

Пульсация напряжения на выходе из генератора недопустима, поскольку это может привести к выходу из строя потребителей бортовой электрической сети, а также перезаряду или недозаряду аккумулятора. Поэтому использование на автомобилях в качестве источника электроэнергии генераторных установок обусловило использование специальных устройств, поддерживающих генерируемое напряжение в приемлемом для работы потребителей диапазоне. Такие устройства называются реле-регуляторы напряжения.Функцией регулятора напряжения является стабилизация вырабатываемого генератором напряжения при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя и нагрузки в бортовой электросети.

Наиболее просто контролировать величину вырабатываемого генератором напряжения изменением величины тока в обмотке возбуждения, регулируя тем самым мощность создаваемого обмоткой магнитного поля. Можно было бы использовать в качестве ротора постоянный магнит, но управлять магнитным полем такого магнита сложно, поэтому в генераторных установках современных автомобилей применяются роторы с электромагнитами в виде обмотки возбуждения.

На автомобилях для регулирования напряжения генератора применяются регуляторы напряжения дискретного типа, в основу работы которых положен принцип действия различного рода реле. По мере развития электротехники и электроники, регуляторы генерируемого напряжения претерпели существенную эволюцию, от простых электромеханических реле, называемых вибрационными регуляторами напряжения, до бесконтактных интегральных регуляторов, в которых полностью отсутствуют подвижные механические элементы.

Вибрационный регулятор напряжения

Рассмотрим работу регулятора на примере простейшего вибрационного (электромагнитного) регулятора напряжения. Вибрационный регулятор напряжения (рис. 1) имеет добавочный резистор Rо, который включается последовательно в обмотку возбуждения ОВ. Величина сопротивления резистора рассчитана так, чтобы обеспечить необходимое напряжение генератора при максимальной частоте вращения. Обмотка регулятора ОР, намотанная на сердечнике 4, включена на полное напряжение генератора.

При неработающем генераторе пружина 1 оттягивает якорь 2 вверх, удерживая контакты 3 в замкнутом состоянии. При этом обмотка возбуждения ОВ через контакты 3 и якорь 2 подключена к генератору, минуя резистор Rо.

С увеличением частоты вращения ток возбуждения работающего генератора и его напряжение растут. При этом увеличивается сила тока в обмотке регулятора и намагничивание сердечника. Пока напряжение генератора меньше установленного значения, силы магнитного притяжения якоря 2 к сердечнику 4 недостаточно для преодоления силы натяжения пружины 1 и контакты 3 регулятора остаются замкнутыми, а ток в обмотку возбуждения проходит, минуя добавочный резистор.

При достижении напряжения генератора значения размыкания Uр сила магнитноо притяжения якорька к сердечнику преодолевает силу натяжения пружины и контакты регулятора напряжения размыкаются. При этом в цепь обмотки возбуждения включится добавочный резистор, и ток возбуждения, достигший к моменту срабатывания реле значения Iр, начнет падать.Уменьшение тока возбуждения влечет за собой уменьшение напряжения генератора, а это, в свою очередь, приводит к уменьшению тока в обмотке ОР. Когда напряжение уменьшится до значения замыкания Uз, сила натяжения пружины преодолеет силу магнитного притяжения якоря к сердечнику, контакты вновь замкнутся, и ток возбуждения увеличится. При работающем двигателе и генераторе этот процесс периодически повторяется с большой частотой.В результате происходит пульсация напряжения генератора и тока возбуждения. Среднее значение напряжения Uср определяет напряжение генератора. Очевидно, что это напряжение зависит от силы натяжения пружины реле, поэтому изменяя натяжение пружины можно регулировать напряжение генератора.

В конструкцию вибрационных регуляторов (рис. 1, а) входит ряд дополнительных узлов и элементов, назначение которых — обеспечить повышение частоты колебания якоря с целью уменьшения пульсации напряжения (ускоряющие обмотки или резисторы), уменьшение влияния температуры на величину регулируемого напряжения (добавочные резисторы из тугоплавких металлов, биметаллические пластины, магнитные шунты), стабилизацию напряжения (выравнивающие обмотки).

Недостатком вибрационных регуляторов напряжения является наличие подвижных элементов, вибрирующих контактов, которые подвержены износу, и пружины, характеристики которой в процессе эксплуатации меняются.Особенно сильно эти недостатки проявились в генераторах переменного тока, у которых ток возбуждения почти в два раза больше, чем в генераторах постоянного тока. Использование раздельных ветвей питания обмотки возбуждения и двухступенчатых регуляторов напряжения с двумя парами контактов не решали проблему полностью и приводили к усложнению конструкции регулятора, поэтому дальнейшее совершенствование шло, прежде всего, по пути широкого использования полупроводниковых приборов.Сначала появились контактно-транзисторные конструкции, а затем и бесконтактные.

Контактно-транзисторные регуляторы напряжения являются переходной конструкцией от механических регуляторов к полупроводниковым. При этом транзистор выполнял функцию элемента, прерывающего ток в обмотку возбуждения, а электромеханическое реле с контактами управляло работой транзистора. В таких регуляторах напряжения сохранялись электромагнитные реле с подвижными контактами, однако, благодаря использованию транзистора ток, протекающий через эти контакты, удалось значительно уменьшить, увеличив тем самым срок службы контактов и надежность работы регулятора.

В полупроводниковых регуляторах ток возбуждения регулируется с помощью транзистора, эмиттерно-коллекторная цепь которого включена последовательно в обмотку возбуждения. Транзистор работает аналогично контактам вибрационного регулятора. При повышении напряжения генератора выше заданного уровня транзистор запирает цепь обмотки возбуждения, а при снижении уровня регулируемого напряжения транзистор переключается в открытое состояние.

Электронные регуляторы изменяют ток возбуждения путем включения и отключения обмотки возбуждения от питающей сети (дополнительных диодов).С увеличением частоты вращения ротора напряжение генератора повышается. Когда оно начинает превышать уровень 13,5…14,2 В, выходной транзистор в регуляторе напряжения запирается, и ток через обмотку возбуждения прерывается.Напряжение генератора падает, транзистор в регуляторе отпирается и снова пропускает ток через обмотку возбуждения.

Чем выше частота вращения ротора генератора, тем больше время запертого состояния транзистора в регуляторе, следовательно, тем сильнее снижается напряжение генератора.Этот процесс запирания и отпирания регулятора происходит с высокой частотой. Поэтому колебания напряжения на выходе генератора незначительны, и практически можно считать его постоянным, поддерживаемым на уровне 13,5…14,2 В.

Конструктивно регуляторы напряжения могут выполняться в виде отдельного прибора, устанавливаемого раздельно с генератором, или интегральными (интегрированными), устанавливаемыми в корпусе генератора. Интегральные регуляторы напряжения обычно объединяются с щеточным узлом генератора.

Ниже приведены принципиальные схемы подключения и работы полупроводниковых регуляторов напряжения различных типов и конструкций.

Определение неисправностей генератора и регулятора напряжения

Главная страница

Специальности

• Ветеринария
• Механизация сельского хозяйства
• Коммерция
• Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта

Учебные дисциплины

• Инженерная графика
• МДК.01.01. «Устройство автомобилей»
• Карта раздела
• Общее устройство автомобиля
• Автомобильный двигатель
• Трансмиссия автомобиля
• Рулевое управление
• Тормозная система
• Подвеска
• Колеса
• Кузов
• Электрооборудование автомобиля
• Основы теории автомобиля
• Основы технической диагностики
• Основы гидравлики и теплотехники
• Метрология и стандартизация
• Сельскохозяйственные машины
• Основы агрономии
• Перевозка опасных грузов
• Материаловедение
• Менеджмент
• Техническая механика
• Советы дипломнику

Олимпиады и тесты

• «Инженерная графика»
• «Техническая механика»
• «Двигатель и его системы»
• «Шасси автомобиля»
• «Электрооборудование автомобиля»

FEANOR56 ›Blog ›инфа по генераторам и регуляторам напряжения

Электросеть автомобиля содержит два на первый взгляд независимых источника энергии – аккумулятор и генератор. Независимыми они только кажутся. В реальности, друг без друга они будут чувствовать себя весьма одинокими и брошенными, что может загнать обоих в глубокую депрессию. Так уж повелось, что на большинстве легковых автомобилей применяются генераторы, которые не могут начать работать без первоначального толчка со стороны аккумулятора. Потом, в процессе работы они самостоятельны, но в самом начале им нужна помощь. Ну, а без генератора аккумулятору придется несладко, ведь разнообразные потребители в автомобиле высосут его максимум за пару часов. Если второе утверждение не вызывает сомнений и ясно более менее всем, то первое (про то, что генератор не может жить без аккумулятора) достаточно многие не помнят либо не знают.Правда, утверждение касается только современных генераторов переменного тока. Родной для 21-й Волги генератор постоянного тока способен запуститься (и запускается) самостоятельно. Но только тогда, когда он относительно недавно (ну, хотя бы пару лет назад) работал. Запускается он за счет остаточного магнетизма, оставшегося в нем с момента последней работы. Если генератор не работал лет десять, то магнетизма может и не остаться, тогда придется танцевать с бубном, чтобы заставить его работать. Так что не мучайте автомобиль толканием по гаражному кооперативу без аккумулятора, если у вас стоит генератор переменного тока – все равно не запустится. А вот с родным постоянником может и запуститься. Если удастся растолкать машину до такой скорости…Так вот, что же собой представляет такая электрическая машина, как генератор. (Сейчас речь пойдет именно об автомобильных генераторах, и именно о генераторах переменного и постоянного тока. Я не буду рассказывать о генераторах с постоянными магнитами.) А представляет она две группы обмоток – статорная и роторная. Статорная намотана на корпусе генератора, а роторная – на якоре (центральном валу, на которой насажен шкив). Когда-то давно, в школе нам всем рассказывали про проводники, движущиеся в магнитном поле. Если кратко, то при этом процессе в проводнике будет возникать напряжение. Вернее, ЭДС, но не будем вдаваться в подробности. Причем, двигаться может как сам проводник относительно магнитного поля, так и магнитное поле относительно проводника. Важен только сам факт взаимного перемещения. Напряжение, которое образовывается в проводнике, зависит от двух факторов – силы магнитного поля и скорости движения.Все просто… Казалось бы. Но где в нашем генераторе магнитное поле? Проводник – вот он, а магниты где? Ведь мы условились, что у нас генератор без магнитов. А вот один из проводников и является магнитом! Только электромагнитом, но это абсолютно не важно. В зависимости от типа генератора электромагнитом является либо статор (генераторы постоянного тока), либо ротор (генераторы переменно тока). При этом, энергия, необходимая для формирования магнитного поля, в разы меньшая, чем энергия, которую способен отдать генератор потребителям (обычно их соотношение приблизительно 1 к 20). На этом принципе и построены все автомобильные генераторы – мы ценой малой мощности создаем магнитное поле, а в результате получаем большую мощность, которую можем расходовать по своему усмотрению. Именно поэтому в самом начале необходимо подать на генератор напряжение извне (либо не надо, если у вас генератор постоянного тока и не иссяк остаточный магнетизм), после чего он будет поддерживать себя самостоятельно. Напряжение на выходе генератора зависит (упрощенно) от двух факторов – частоты вращения и магнитной силы, создаваемой электромагнитом. В генераторной терминологии этот электромагнит называют обмоткой возбуждения.С точки зрения физики, как бы, и не важно где у нас электромагнит, а с точки зрения практической реализации… А сточки зрения практики – не совсем. Дело в том, «рабочий» ток у нас снимается с обмотки, «противоположной» обмотке возбуждения. Т.е. в генераторах постоянного тока «рабочий» ток снимается с ротора, а в переменниках – со статора. Все бы ничего, но на ротор что-то подать либо снять с него возможно только с помощью щеток (по крайней мере, мы пока так будем думать). Большие токи с помощью щеток снять весьма проблематично – они начинают подгорать, искрить, изнашиваются. Именно поэтому давно отказались от генераторов постоянного тока и перешли на переменники – им на ротор через щетки необходимо подать лишь ток для возбуждения, который исчисляется единицами ампер, а не десятками или сотнями, которые снимаются с генератора в результате.В чем еще разница в генераторах постоянного и переменного тока? В названии. Исходя из него, один генерирует переменный ток, а второй постоянный. Запомните, это НЕ ЗНАЧИТ, что ток первого можно изменять, а ток второго нельзя. Разница в ФОРМЕ генерируемого тока. На пальцах:У генераторов постоянного тока обмотка возбуждения стоит на месте, точно так же, как и щетки. Их взаимное положение всегда одинаковое, а значит с одной стороны всегда плюс, а с другой всегда минус.У генератора переменного тока все хуже. У него обмотка возбуждения все время вращается (напомню, она на роторе), в результате плюс и минус на выходе генератора все время меняются местами. Т.е., там вообще нет понятия плюс и минус – плюс то там, то здесь. Как Фигаро…Отсюда и основное ограничение, которое долгое время не позволяло использовать генераторы переменного тока в автомобилях – поверьте, аккумулятор не сильно обрадуется, если к нему подключат генератор, плюс и минус которого постоянно будет меняться местами. Чтобы успокоить генератор, дабы он не нервировал аккумулятор и других потребителей, применяют диоды. Диод – это клапан для электричества. Он «пропускает» плюс, а минус блокирует. В итоге на выходе генератора получается не «+ — + -», а «+ 0 + 0». Для того чтобы убрать этот самый ноль в промежутках между плюсами используют хитрое включение нескольких диодов – диодный мостик, а так же несколько выходных (статорных) обмоток, смещенных друг относительно друга. В итоге имеем череду плюсов, которые еще и накладываются друг на друга, а такое положение дел аккумулятор абсолютно не нервирует. Этот процесс называется выпрямлением переменного тока (а диодный мостик называют выпрямителем). Так вот пока полупроводниковая техника не развилась до достаточного уровня, выпрямлять было некому (механические выпрямители не в счет, они еще хуже подгорающих щеток). Потому и мучались с генераторами постоянного тока.Теперь вернемся к управлению этими электрическими машинами. Управляются они одинаково – током в обмотке возбуждения. Почему ими вообще нужно управлять? Я выше писал, что выходное напряжение генератора зависит от частоты вращения ротора и тока через обмотку возбуждения. Так как частота вращения все время меняется (двигатель-то работает), приходится подстраивать ток в обмотке возбуждения. Этим и занимается регулятор напряжения. Если подключить обмотку возбуждения непосредственно к выходу генератора (без регулятора напряжения), то генератор войдет в состояние самовозбуждения. Тогда выходное напряжение будет зависеть только от частоты вращения генератора. Чем выше обороты, тем выше выходное напряжение. Генератор переменного тока в таком режиме способен выдавать более 20 вольт в бортовую сеть при максимальных оборотах двигателя. Естественно, ни к чему хорошему это не приведет. Но, когда обороты двигателя близки к холостым, то выходное напряжение не будет сильно выходить за пределы допустимого. Поэтому таким способом иногда проверяют работоспособность генератора, но делать это надо с умом. Но об этом позже.Если говорить о генераторах переменного тока, то регуляторы напряжения бывают выносными (отдельная коробочка), и встроенными в генератор. Выносные делятся на те, которые стоят в разрыв плюсового отвода обмотки возбуждения, и те, которые стоят в разрыв минусового отвода обмотки возбуждения. Обращаю внимание еще раз – регулятор напряжения работает только с обмоткой возбуждения, а не с основной обмоткой. Если копать глубже, то регуляторы, встроенные в генератор тоже управляют либо плюсом, либо минусом но так глубоко копать не обязательно. Достаточно знать, что они адаптированы под конкретный генератор, и по-другому их поставить просто не получится. Имейте в виду, что типы регуляторов («плюсовой» и «минусовый», а не внешний/встроенный) без доработок не взаимозаменяемые, но внутри типов можно попробовать поменять. Не гарантировано, что регулятор будет работать наилучшим образом, так как, все-таки, пара генератор-регулятор рассчитывается, но как-то работать будет. Если регулятор правильного типа, то степень совместимости с генератором определяется экспериментальным путем. В основном, все работает нормально.Чем отличается управление по плюсу от управления по минусу?Кардинально – ничем. А так схемотехникой регулятора и тем, куда подключены щетки генератора. Если регулятор стоит в разрыв плюсового провода, то одна щетка генератора подключается к нему, а вторая на «массу». По такому принципу работают очень многие генераторы, в том числе и жигулевские. Менее распространенным (для выносных регуляторов) является регулирование в разрыв минуса. В этом случае одна щетка подключается к плюсу, а вторая к регулятору. По такому принципу работают генераторы ГАЗ-24, некоторых Газелей и, может быть, еще чего-то. Принцип менее удобен тем, что к генератору приходится тянуть на один провод больше. Так как регуляторы это активные устройства, то к каждому типу регуляторов должен быть подведено собственное питание и масса. В случае регуляторов, которые ставятся в разрыв плюса, плюс к ним уже подведен. В случае регуляторов, стоящих в разрыв минуса, плюс необходимо подвести отдельно. В обоих случаях, точно так же, как и в случае встроенного регулятора, плюс подводится после замка зажигания, потому что возбуждаться генератор должен только тогда, когда работает двигатель. Массой для регулятора обычно служит собственный металлический корпус. ВАЖНО обеспечить надежный электрический контакт корпуса регулятора с массой автомобиля. В противном случае качественного регулирования нечего и ждать – у вас в бортовой сети может получиться и 15 вольт, и 18, и все 20… Хотя, все исправно, просто, контакт плохой.«Минусовой» регулятор можно заменить на «плюсовой» достаточно легко. Для этого щетку, которая шла на плюс, подключить к массе. Ну, и заменить сам регулятор. Все… Этого достаточно. Наоборот перейти сложнее, так как, в основном, у генераторов, которые управлялись плюсом, вторая щетка жестко связана с массой, и придется полностью менять щеточный узел на подходящий.Если же вспомнить о родном генераторе постоянного тока, то тут не все так просто. Им управляет гордая коробка под названием «реле регулятор».Физически, она выполняет три функции: регулирует напряжение на выходе генератора, ограничивает ток, снимаемый с генератора, и не пускает ток из аккумулятора в генератор при выключенном двигателе. Для генераторов переменного тока ограничивать максимальный ток и не допускать обратного тока не надо – это функция заложена в саму конструкцию генератора. А вот для постоянников надо.Регулятор напряжения работает тоже немного по иному принципу. Вернее, принцип тот же – регулирование тока в обмотке возбуждения, но ток берется с другого места. Он берется не с аккумулятора, а генератор сам для себя его вырабатывает. Вырабатывает с помощью остаточного магнетизма. Остаточный магнетизм – это та магнитная сила, которая остается в железе генератора даже после снятия возбуждения. Если просто, то можно сравнить с железкой, магнитом и скрепками. Если железка долго лежала на магните, то она некоторое время сама может магнитить скрепки. Потом перестает… Так же и с генераторами. Пока генератор еще магнитит, то он в состоянии запустить сам себя. Если вы завели двигатель, после лет эдак 10 простоя и зарядка не появилась – не переживайте. При запущенном и набравшем среднее обороты двигателе, попробуйте проводком объединить клеммы «Б» и «Ш» регулятора (Объединить это не значит закрутить под винт. Это значит просто коснуться). На обмотке возбуждения появится напряжение с аккумулятора, генератор намагнитится и процесс пойдет лавинообразно. За пару мгновений генератор выйдет на нормальный режим работы. Проводок после этого, естественно, следует убрать. Более того, убирать проводок следует до того, как вы заглушите двигатель.К сожалению, современной замены для реле-регулятора нет.Как работают регуляторы напряжения?Все они работают приблизительно по одному принципу. Как регуляторы для переменников, так и регуляторы для постоянников. Все они смотрят напряжение, которое выдает генератор, и сравнивают его с эталонным. И, согласно результатам сравнения, изменяют ток в обмотке возбуждения генератора.При этом все регуляторы, которые я видел, регулируют ток дискретно. Что такое дискретно? Импульсно, если хотите… Вибрационно, в конце концов. Смысл в том, что они не могут «включить половину тока». Они либо включают обмотку возбуждения в сеть, либо выключают ее из сети. Точно так же, как мы не можем включить, к примеру, фары наполовину. Либо включены, либо выключены. Так как же они могут работать?Дело в том, что генератор реагирует на включение и включение регулятора не моментально. Ему надо, как бы, раскачаться, понять, что им начали управлять. Этим и пользуется регулятор. Он не поддерживает точное значение напряжения, он имеет некоторый «коридор» напряжения, в котором он работает. Регулятор включает обмотку возбуждения, и напряжение на выходе генератора начинает возрастать. Когда оно достигнет верхней границы коридора, регулятор выключит обмотку. Напряжение начнет спадать. Когда оно упадет до нижней границы коридора, то регулятор снова включит обмотку возбуждения. И так происходит на протяжении всего времени работы генератора… Чем больше нагрузка на генератор, тем большее время обмотка возбуждения включена. И наоборот, чем больше обороты якоря генератора, тем меньшее время будет включена обмотка. На картинке n2 (число оборотов якоря) больше n1.Коридор достаточно небольшой – обычно в пределах десятых вольта, так что бортовое оборудование такого колебания напряжения попросту не замечает. Тем более, такие включения/выключения происходят с очень большой частотой – от десятков включений в секунду до тысяч.В современных регуляторах таким действием занимается транзисторная схема. В родном для 21-й Волге реле-регуляторе – специально обученное реле. Но принцип един для всех. Единственное, чем отличается реле-регулятор – из-за того, что реле не в состоянии очень часто переключать контакты, то обмотка возбуждения отключается не полностью, а в цепь ее питания вводится дополнительное сопротивление. Из-за этого пила на картинке получается более растянутая во времени.Важное замечание – ВСЕ регуляторы напряжения меряют напряжение не где-то там, а в месте их подключения. В случае выносных регуляторов напряжения, он будет поддерживаться напряжение в той точке электросети, к которой вы подключили питающий провод. Если вы его подключили к клемме катушки зажигания, то гарантированно только в этой точке будет нужное напряжение. Про остальные точки бортовой сети регулятор просто не знает. Это же утверждение справедливо для «шоколадок» Я112 (о них буде рассказано ниже). А вот импортные регуляторы, встроенные в генератор, а так же родной для 21-й Волги РР-24 контролируют напряжение именно на выходе генератора.Впрочем, если у вас сильно различаются напряжение на выходе генератора и напряжение, к примеру, на аккумуляторе или фарах, то считается, что проводка автомобиля неисправна. И генератор с регулятором напряжения тут, как бы, и не при чем.Некоторые регуляторы напряжения имеют переключатель «Зима-Лето» (либо два входных разъема с аналогичными надписями). Это, всего лишь, две настройки поддерживаемого в бортовой сети напряжения. Из-за того, что зимой холодный аккумулятор заряжается намного хуже, то напряжение настройки регулятора поднимают до 15 вольт. Летом же, такое напряжение не нужно и даже вредно, поэтому и создан данный переключатель.Следует отметить, что данный переключатель присутствует, в основном, на относительно старых регуляторах. Новые регуляторы достаточно часто обладают встроенной термокомпенсацией, и автоматически поднимают поддерживаемое напряжение при низкой температуре.Как подключать генератор переменного тока в бортовую сеть?Сначала надо обеспечить надежный контакт корпуса генератора с массой автомобиля. Для этого проверить наличие и состояние «косички» от двигателя к кузову автомобиля.Потом толстым проводом (4 и более мм2) соедините выходную плюсовую клемму генератора с проводом, который шел на клемму «Б» оригинального реле-регулятора. Можете и само реле-регулятор не снимать, а просто использовать его клемму «Б» для коммутации проводов, чтобы скруток не плодить. Только отключите оставшиеся две клеммы… Если, все же, решили делать скрутку, то обязательно пропаяйте ее, иначе через пару лет скрутка окислится, и будет греться. А вы будете гадать, почему плохо светят фары. Далее, заводской провод от клеммы «Б» идет на клемму амперметра (этого уже сделано с завода, я просто объясняю куда дальше идет провод). Если вы установили генератор на 60 и более ампер, то желательно взамен заводского протянуть новый провод сечением 6 и более мм2. Вторая клемма амперметра с завода должна быть подключена к аккумулятору через болт на стартере. Генератор и аккумулятор в автомобиле, по сути, тяни-толкаи. Как только один из них оказывается «слабее» второго, то второй начинает пихать ток в сторону первого. Так вот амперметр, как раз, и показывает кто кого толкает в данный момент. Весьма полезный прибор, кстати… Не рекомендую его выбрасывать.В принципе, все… Силовые цепи подключены. Как подключить обмотку возбуждения смотрим ниже.Как подключить выносной регулятор напряжения?Для ответа на этот вопрос надо знать, куда должен ставиться этот регулятор – в разрыв минуса или плюса. Для приблизительной оценки можно составить следующий список:Регулятор напряжения «от старой газели». Он же от 2410, некоторых 3110, ГАЗ-53, ГАЗ-54 и РАФиков. Номер 13.3702-01. Бывает как в металлическом корпусе, так и пластиковом. Бывает с двумя разъемами зима-лето (131.3702-01)Обратите внимание – у щеточного узла ДВА контакта. Две щетки, и два контакта. Со щеточным узлом с одним контактом НЕ СОВМЕСТИМ.Этот регулятор ставится в разрыв МИНУСА. У него две клеммы – «Ш» и «+». Клеммы почти всегда подписаны, но обычно «+» ближе к креплению, а «Ш» ближе к передней кромке регулятора. Подключение на картинке.Выключатель 5 это замок зажигания. Проще всего и ближе всего плюс забрать с катушки зажигания, с клеммы Б-ВК. Отсюда тянем проводок на клемму «+» регулятора, и отсюда же тянем провод к одной из клемм щеточного узла. К любой – в этом случае не надо. Оставшуюся свободную клемму щеточного узла подключаем к клемме «Ш» регулятора. Регулятор привинчиваем к массе автомобиля, обеспечив надежный электрический контакт оной металлической подложкой регулятора.Все, генератор готов к работе.Регулятор напряжения «жигулевский». Номер 121.3702. Бывают черные, бывают белые с дополнительной лампочкой наличия зарядки, бывают двойные (два регулятора в одном корпусе, если сгорел один, можно переключиться на другой).Обратите внимание, что щеточный узел по креплению точно такой же, как и двухконтактный, но одна из щеток жестко привязана к корпусу генератора через болт крепления. Но если у вас двухконтактный щеточный узел, то, регулятор будет работать и с ним, если одну из щеток подключить к массе. Так что, в этом плане, данный регулятор всеяден.Регулятор ставится в разрыв ПЛЮСА. Имеет клеммы «15», «67», а подложка иногда подписана «31», так как тоже является клеммой. Клемма «15» это плюс. Его забираем, как и в предыдущем случае, с клеммы «Б-ВК» катушки зажигания. Клемму «67» соединяем с клеммой щеточного узла (единственной, либо не подключенной к массе). Так же, как и в предыдущем случае обеспечиваем надежный контакт подложки регулятора с массой автомобиля.Как подключить встроенный регулятор напряжения?Пример встроенного регулятора напряжения – так называемые «шоколадки». Применяются на генераторах от Газелей, УАЗов и Волг… Москвичи еще с такими ездили… Шоколадка выглядит вот так:Это Я112А1, но бывают Я112 с индексом «Б» вместо «А». Они условно совместимы между собой – у Я112Б задействованы все контакты и придется немного переделать щеткодержатель. Так что лучше покупать тот регулятор, который стоял в держателе до замены – меньше лишней работы.Шоколадка устанавливается в специализированный щеткодержатель. Его характерной чертой является крестик сверху:Для замены регулятора надо открутить два винта крепления самого щеткодержателя, перевернуть его, открутить два стягивающих его винта, и снять верхнюю крышку. Тогда представится возможным заменить саму шоколадку.Как видим, щеткодержатель имеет одну клемму. Эту клемму необходимо соединить с клеммой «ВК-Б» катушки зажигания, и тогда генератор заработает.Пожалуйста, не пытаетесь к этому щеточному узлу подключить внешний регулятор напряжения – ничего хорошего из этого не выйдет. Помните – увидели крестик, значит регулятор внутри.Второй пример встроенного регулятора – регуляторы от современных ВАЗов. Например, Я212А11.Он является одним целым с щеточным узлом, в отличии от рассмотренного выше Я112. Но, точно так же имеет одну клемму, которая подключается к плюсу после замка зажигания. По такому же принципу построены и импортные регуляторы – они все одно целое с щетками, и подключается после замка зажигания.После того, как генератор и регулятор напряжение подключен, ОБЯЗАТЕЛЬНО ЗАВЕДИТЕ ДВИГАТЕЛЬ И ПРОВЕРЬТЕ НАПРЯЖЕНИЕ, поддерживаемое генератором в бортовой сети, НА РАЗНЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ. Вольтметром. Исправным вольтметром! Обязательно на разных режимах. Не игнорируйте это требование. Еще раз – на разных режимах (на холостых, при средних оборотах, и при больших оборотах двигателя). Я акцентирую на этом внимание потому, что при неисправном регуляторе напряжения (либо при неверном его подключении) на холостых оборотах двигателя генератор может выдавать вполне вменяемые напряжения, но на высоких оборотах напряжение улетит в 15-18 вольт, и более.Пару слов о генераторах переменного тока с самовозбуждением.Может случиться такая ситуация, что вам захочется поставить генератор от какого-то Форда, Опеля или, к примеру, от современных ВАЗов. Я не буду рассматривать вопрос о том, как его прикрутить к двигателю – это уже ваши проблемы. Но как его подключить я расскажу.Силовой вывод у импортных генераторов обозначается «B+». Либо просто «B». Это аналог плюсовой клеммы на наших генераторах, и ее подключаем в бортовую сеть (к амперметру).Я не видел импортных генераторов с выносным регулятором напряжения. В основном, регулятор совмещен со щеточным узлом и прикручен к задней крышке генератора. Из регулятора выходит только один провод, и он обозначается как «D+». Либо просто «D». Этот вывод, как и в случае нашей «шоколадки», подключаем после замка зажигания. К примеру, к все той же катушке зажигания, на клемму «Б-ВК».Так же, у некоторых генераторов может присутствовать вывод W. Это выход для тахометра у дизельных автомобилей. Игнорируйте его.Вроде бы все… Можете заводить автомобиль. Завели, порадовались прекрасной работе генератора, поворачиваем ключ зажигания с целью заглушить автомобиль, и… И ничего. Автомобиль нагло игнорирует ваше желание, и продолжает работать дальше. Как вы ключ не крутили – все равно работает.Не пугайтесь, все нормально! Так и должно быть. Способов заглушить такой автомобиль два – задавить его, включив передачу, нажав на тормоз и плавно отпустив сцепление, либо снять проводок возбуждения с генератора. Как только вы снимете проводок (при выключенном замке), автомобиль тут же заглохнет. Так что же случилось?Дело в том, что современным генераторам для работы требуется только изначальный толчок, совсем чуть-чуть тока от аккумулятора. Как только генератор наберет необходимые обороты, он становится абсолютно автономным, и ему проводок возбуждения становится ненужным. Более того, он становится настолько самостоятельным, что через этот проводок начинает питать систему зажигания автомобиля. Сам. Без нашего замка зажигания. Именно поэтому, автомобиль не глохнет – генератор поддерживает его работу.Как объяснить генератору кто, в конце концов, главный? Очень просто. В разрыв провода возбуждения включаете лампочку от приборки. Все! Теперь вы имеете индикатор наличия зарядки. Пока генератор не запустился, лампочка горит. Как только запустился – лампочка гаснет. А ток, который пролезет сквозь лампочку не в состоянии обеспечить работу системы зажигания. Не хотите лампу? Ставьте диод, катодом (белой полоской) в сторону генератора. Либо сопротивление Ом на 50.

Принцип действия регулятора напряжения .

Nbsp; Нефтекамская автомобильная школа “Добровольное общество содействия армии, авиации и флоту России” ========================================================= ЛЕКЦИЯ по дисциплине «УСТРОЙСТВО И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ»

Тема № 3. Источники и потребители электроэнергии

Занятие № 3.3. Объём работ по техническому обслуживанию аккумуляторных батарей и генераторов

по подготовке специалистов по ВУС-837 «водители транспортных средств категории «С»

Тема № 3. Источники и потребители электроэнергии(СЛАЙД № 1)

Занятие № 3.3. Объём работ по техническому обслуживанию

Аккумуляторных батарей и генераторов

1. Техническое обслуживание и хранение аккумуляторных батарей.
2. Назначение, устройство и работа генератора.
3. Основные неисправности источников электроэнергии.

Место проведения: аудитория.

Методические указания.

Обосновывать обучаемым важность рассматриваемого учебного вопроса. Основные положения давать под запись в конспект.

Приводить конкретные примеры из опыта эксплуатации автомобилей.

Обратить внимание на правильность ведения конспектов.

Учебный материал излагать с использованием кадров в Microsoft PowerPoint, схем и плакатов.

Поддерживать связь с аудиторией.

Контроль качества усвоения учебного материал производить кратким опросом по изложенному материалу.

Подводить итог рассмотренного вопроса и приступать к изложению следующего учебного вопроса.

Сделать выводы по материалу занятия, подвести итог занятия, ответить на вопросы обучаемых. Дать задание на самостоятельную работу.

Автомобильные генераторные установки предназначены для питания бортовой сети и заряда аккумуляторных батарей. Они содержат генератор постоянного или переменного тока для преобразования механической энергии двигателя в электрическую и реле-регулятор для автоматического управления работой генератора.

Генераторные установки должны работать в условиях большого диапазона температур (от –40 С до + 80 С), запыленности и влажности воздуха, полного погружения в воду при преодолении водных преград. Он должны обеспечивать питание всех приемников электрической энергии, постоянство напряжения питания во всем рабочем диапазоне частоты оборотов двигателя и изменения нагрузки. Надежность, простота в обслуживании и хорошая ремонтопригодность, являются одними из основных качеств, которыми должны обладать приборы электрооборудования, монтируемы на военную автомобильную технику.

Учебный вопрос № 1.

Техническое обслуживание и хранение аккумуляторных батарей

Для безопасной эксплуатации аккумуляторных батарей (АКБ) необходимо придерживаться следующих правил: (СЛАЙД № 4)

— Не создавать цепь короткого замыкания между клеммами батареи, поскольку значительный ток короткого замыкания заряженной батареи способен расплавить контакты клемм и нанести термический ожог.

— Не хранить аккумуляторные батареи в разряженном состоянии. В этом случае происходит сульфатация электродов и батареи значительно снижают свою емкость.

— Подключать аккумуляторную батарею в устройство только в правильном соответствии с полярностью. Заряженная батарея имеет значительный запас энергии и способна при неправильном подключении вывести устройство из строя.

— Не вскрывать корпус батареи. Содержащийся внутри гелеобразный электролит способен вызвать химический ожог кожи.

— Утилизировать отслужившую свой срок батарею в соответствии с правилами утилизации для изделий, содержащих тяжелые металлы.

Для проверки технического состояния АКБ применяют термометр, стеклянные трубочки, ареометр и пробник аккумуляторный(рис. 1).

Рис. 1. Приборы для проверки технического состояния аккумуляторных батарей (СЛАЙД №5)

При этом измеряют плотность электролита, ЭДС и напряжение аккумуляторов и батарей, определяют степень разряженности батареи (уменьшение плотности электролита от требуемой на 0,01 г/см3 соответствует 6% разряда батареи).

Ареометр служит для измерения плотности электролита (рис. 2, табл. 1). За расчетную принимают плотность электролита при температуре 25°С. При отклонении температуры от указанной необходимо к показаниям ареометра прибавлять 0,01 г/см3 на каждые 15°С при температуре выше 30°С или вычитать 0,01 г/см3 на каждые 15°С при температуре ниже 20°С.

Рис.2. Измерения плотности электролита ареометром (СЛАЙД № 6)

Таблица 1. Зависимость степени заряженности АКБ от плотности электролита (СЛАЙД № 7)

Степень заряженности	Батарея 12В	Батарея 24 В	Плотность электролита
100	12.70	25.40	1.265
95	12.64	25.25	1.257
90	12.58	25.16	1.249
85	12.52	25.04	1.241
80	12.46	24.92	1.233
75	12.40	24.80	1.225
70	12.36	24.72	1.218
65	12.32	24.64	1.211
60	12.28	24.56	1.204
55	12.24	24.48	1.197
50	12.20	24.40	1.190
40	12.12	24.24	1.176
30	12.04	24.08	1.162
20	11.98	23.96	1.148
10	11.94	23.88	1.134

Аккумуляторные пробники служат для измерения ЭДС и напряжения аккумуляторов и батарей (рис. 3).

Рис.3. Применение аккумуляторных пробников (СЛАЙД № 8)

Не реже одного раза в две недели очищают поверхность батареи, проверяют ее крепление, состояние, чистоту вентиляционных отверстий и выводов, измеряют уровень электролита в каждом аккумуляторе, нейтрализуют поверхность батареи 10 %-ным раствором кальцинированной соды или нашатырного спирта. Поскольку при эксплуатации испаряется, в основном, вода, для доведения уровня электролита до нормы необходимо доливать дистиллированную воду. Отсутствие электролита дает основание предполагать наличие трещин в баке.

Не реже 1 раза в месяц зимой и 1 раза в 3 месяца летом кроме указанных работ, проверяют плотность электролита (ареометром), приведенную к 25°С, и определяют степень разряженности батареи (уменьшение плотности электролита от требуемой на 0,01 г/см3 соответствует 6% разряда батареи). Батарея считается пригодной к эксплуатации, если разряженность ее составляет не более 50% летом и 25% зимой. При достижении критических значений разряженности производят полный заряд батареи на зарядной станции (рис. 4).

Рис.4. Обслуживание аккумуляторных батарей на зарядной станции (СЛАЙД №9)

С той же периодичностью необходимо проводить контроль зарядного режима на автомобиле, т. е. напряжения в бортовой сети автомобиля (табл. 2, 3).

Таблица 2. Разрядные характеристики АКБ (СЛАЙД № 10)

Таблица 3. Заряд-разрядные кривые (СЛАЙД № 11)

Один раз в год необходимо проводить контрольно-тренировочный цикл с целью определения емкости батареи, исправления отстающих аккумуляторов и устранения частичной сульфатации электродов.

Контрольно-тренировочный цикл включает в себя: (СЛАЙД № 12)

— предварительный полный заряд;

— окончательный полный заряд.

Предварительный полный заряд проводится зарядным током равным 10% от номинальной емкости батареи, с соблюдением всех правил заряда. (СЛАЙД № 13).

Перед началом контрольного разрядатемпература электролита должна быть 20- 30°С. Для разряда батарею подключить к нагрузке и установить ток силой, определяемой инструкцией или руководствами. Постоянство разрядного тока должно соблюдаться в течение всего разряда, который должен заканчиваться в момент снижения напряжения до 10,2 В на полюсных выводах батареи с общей крышкой или 2,7 В на одном из аккумуляторов. (СЛАЙД № 13)

Замер напряжения на аккумуляторах и температуры электролита производится при включении на разряд, затем через каждые 2 ч. При снижении напряжения до 11,1 В (1,85 В на аккумуляторе) замеры напряжения надо проводить через каждые 15 мин, а при снижении напряжения до 10,5 В (1,75 В) напряжение контролируется непрерывно, чтобы определить конец разряда.

При контрольном разряде необходимо записать время включения батареи на разряд и начальную температуру электролита, а также время окончания разряда и конечную температуру электролита.

Фактическая емкость, отдаваемая при контрольном разряде, может быть как меньше, так и больше номинальной. Если при контрольном разряде батарея отдала меньше 75% номинальной емкости, то ставить ее на длительное хранение не рекомендуется, она должна быть сдана в эксплуатацию.

Между окончанием контрольного разряда и началом последующего заряда допускается разрыв по времени не более 12 ч.

Окончательный полный заряд батареи производится зарядным током равным 10% от номинальной емкости батареи, с соблюдением всех правил заряда и с доводкой плотности электролита в конце заряда. (СЛАЙД № 13)

Возможные неисправности аккумуляторных батарей, способы их обнаружения и устранения.

Выводы по вопросу.

Учебный вопрос № 2

Назначение, устройство и работа генератора

Генераторная установка предназначена для питания потребителей автомобиля электрической энергией и заряда аккумуляторных батарей при работающем двигателе. В состав генераторных установок переменного тока современных автомобилей входит, как правило, генератор, реле-регулятор (регулятор напряжения) и коммутационная аппаратура. (СЛАЙД № 15)

На автомобилях семейства КамАЗ устанавливается генераторная установка 3122.3771 с встроенным интегральным регулятором напряжения (типу Я 120М) или генератор 6562.3701 с регулятором напряжения 2712.3702 (рис. 5).

Рис.5. Генераторная установка (СЛАЙД № 15)

Генераторная установка 3122.3771 представляет собой трехфазный двенадцатиполюсной синхронный генератор переменного тока со встроенными выпрямительным блоком, помехоподавляющим конденсатором, щеткодержателем с регулятором напряжения.

Генератор 3122.3771 расположен в верхней передней части двигателя и приводится во вращение двумя клиновыми ремнями.

Технические характеристики генератора 3122.3771

Номинальное напряжение, В 28

Максимальный ток отдачи, А 80

Номинальная мощность, Вт 2100

Регулируемое напряжение: max, В 27-28

На генераторной установке имеются следующие выводы:

«+» — для соединения с аккумуляторной батареей и нагрузкой;

«Ш» или «В» — для соединения с выключателем стартера и приборов;

» — вывод фазы для соединения с тахометром и реле блокировки стартера;

«+D» или «Д» — вывод от дополнительных диодов для соединения с контрольной лампой.

Генераторная установка (рис. 6) состоит из статора 2, ротора 5, крышки со стороны контактных колец 8 с выпрямительным блоком и щеткодержателем с регулятором напряжения 1, крышки со стороны привода 7, шкива 4, вентилятора 6.

Рис. 6. Генераторная установка (общее устройство) (СЛАЙД № 16)

1– щеткодержатель с регулятором напряжения; 2– статор; 3– подшипник со стороны привода; 4– шкив; 5– ротор; 6– вентилятор; 7– крышка со стороны привода; 8– крышка со стороны контактных колец; 9– стяжные винты

Статорсостоит из сердечника и обмотки (рис. 6). Сердечник набран из пластин электротехнической стали, изолированных друг от друга лаком и соединенных сваркой по наружной поверхности пакета. Внутри сердечника равномерно расположены по окружности 36 пазов, предназначенных для размещения обмоток.

Обмотка статоратрехфазная, соединенная «звездой». Выводы фазных обмоток крепятся к зажимам выпрямительного устройства. Вывод одной из фаз «W» служит для подключения реле блокировки стартера и тахометра.

Ротор является индуктором и состоит из вала, обмотки возбуждения, полюсных наконечников, контактных колец. Вал стальной, на его рифленой поверхности жестко, посредством прессовки, закреплены стальная втулка, полюсные наконечники и контактные кольца. Полюсные наконечники выполнены из мягкой стали, имеют по шесть заостренных клювов, которые образуют шесть пар полюсов.

Обмотка возбуждения намотана на стальную втулку. От втулки и полюсных наконечников обмотка изолирована полиэтиленовым каркасом и картонными шайбами. Концы обмотки возбуждения припаяны к контактным кольцам, расположенным на изоляционной втулке.

В крышке со стороны контактных колец установлены:

— выпрямительный блок с тремя дополнительными диодами, предназначенными для питания цепи возбуждения, служит для двухполупериодного выпрямления трехфазного тока;

— пластмассовый щеткодержатель с регулятором напряжения, закрепленный на крышке двумя винтами, переключатель посезонной регулировки. Уровень регулируемого напряжения генератора в положении переключателя «Л» (лето) должен находиться в пределах 27- 28 В, в положении «З» (зима) – 28,8- 30,2 В;

— помехоподавляющий конденсатор, установленный сверху на крышке;

— соединительная колодка с выводом от дополнительных диодов;

В крышках генератора установлены закрытые шариковые подшипники вала ротора. Вентилятор и шкив устанавливаются на вал генератора и закрепляются гайкой с пружинной шайбой.

Генератор водостойкий, поэтому автомобиль может преодолевать брод без повреждений генератора. После выхода из воды работоспособность генератора должна сохраняться.

Принцип действия генератора.

Рис. 7. Схема функционирования генераторной установки (СЛАЙД № 17)

При включении выключателя приборов и стартера напряжение от аккумуляторной батареи подается на обмотку возбуждения (через щетки и контактные кольца), размещенную на вращающейся части генератора – роторе (рис. 7). Вокруг обмотки возбуждения создается магнитное поле, которое, проходя через полюсные наконечники, пересекает фазную обмотку статора. При вращении ротора будет вращаться и магнитное поле (рис. 8). Так как под каждой обмоткой статора поочередно проходят полюсы различной полярности, то ЭДС, индуцированная в обмотках статора, будет переменной, одинаковой частоты, но сдвинутой по фазе на 120°. (СЛАЙД № 18)

Выпрямительным блоком переменное напряжение преобразуется в постоянное, и, когда оно станет больше напряжения аккумуляторной батареи, генератор начнет питать потребители и заряжать батарею. Обмотка возбуждения при этом будет питаться от генератора через дополнительные диоды.

Рис. 8. Схема функционирования генераторной установки (СЛАЙД № 18)

Принцип действия регулятора напряжения .

Напряжение генератора определяется тремя факторами — величиной магнитного потока, создаваемой током обмотки возбуждения, частотой вращения ротора и силой тока, отдаваемой генератором в нагрузку. 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. (СЛАЙД № 19).

Регулятор напряжения стабилизирует величину вырабатываемого генератором напряжения изменением тока возбуждения. Если напряжение возрастает или уменьшается, регулятор соответственно уменьшает или увеличивает ток возбуждения и вводит напряжение в нужные пределы.

Регулятор содержит измерительный элемент, элемент сравнения и регулирующий элемент.

Измерительным элементом электронного регулятора напряжения является стабилитрон. Стабилитрон не пропускает через себя ток при напряжении ниже напряжения стабилизации и пробивается, т. е. начинает пропускать ток, если напряжение на нем превысит напряжение стабилизации. Ток через стабилитрон включает электронное реле, которое коммутирует цепь возбуждения таким образом, что ток в обмотке возбуждения изменяется в нужную сторону. Для согласования напряжения стабилизации существующих стабилитронов с напряжением вырабатываемым генератором применяется входной делитель напряжения. С входного делителя напряжение кратного уровня напряжению бортовой сети поступает на стабилитрон.

Автомобиль Камаз. (СЛАЙД № 20).

— очистить от пыли и грязи внешние плоскости; — проверить и откорректировать натяг приводных ремней генератора.

При техническом обслуживании осенью:

— проверить состояние щеточного узла; — продуть сжатым воздухом выпрямительный блок; — проверить надежность фиксации шкива на валу генератора, при ослаблении подтянуть.

Автомобиль Урал. (СЛАЙД № 21).

Обслуживание заключается в своевременной его чистке, проверке состояния щеточного узла и регулируемого напряжения.

Работу генератора следует проверять по показанию указателя тока. При средней частоте вращения коленчатого вала двигателя указатель тока должен показывать зарядный ток, величина которого уменьшается по мере восстановления заряда аккумуляторной батареи. При исправной и полностью заряженной аккумуляторной батарее, исправном генераторе и правильно выбранном уровне регулируемого напряжения стрелка указателя тока должна находиться на отметке «О» или показывать малый зарядный ток.

Выводы по вопросу.

Учебный вопрос № 3

Основные неисправности источников электроэнергии.

При нормальной эксплуатации автомобиля аккумуляторные батареи заряжаются автоматически. Если батареи постепенно разряжаются или чрезмерно заряжаются и электролит начинает «кипеть», необходимо проверить исправность генератора (рис. 9).

Рис. 9. Неисправности генератора или аккумулятора (СЛАЙД № 23)

Во время эксплуатации и хранения аккумуляторных батарей могут возникать следующие неисправности: (СЛАЙД № 24)

— короткое замыкание внутри аккумуляторов;

— нарушение электрической цепи аккумуляторной батареи;

Сульфатация электродов. Под термином «Сульфатация электродов» в значении неисправности аккумуляторной батареи понимают такое состояние электродов, когда они не заряжаются при пропускании нормального зарядного тока в течение установленного промежутка времени.

Сульфатация электродов возникает в результате несоблюдения правил обслуживания батарей при их эксплуатации и хранении и характеризуется следующими признаками: (СЛАЙД № 25)

— при заряде быстро повышается температура электролита (из-за высокого внутреннего сопротивления сульфатированных электродов);

— плотность электролита при заряде почти не повышается или повышается очень медленно;

— газовыделение начинается значительно раньше, чем у исправных аккумуляторов (нередко оно начинается при включении батареи на заряд);

— напряжение аккумуляторов в начале заряда имеет более высокое значение, чем у исправных аккумуляторов, затем медленно возрастает и в конце заряда остается ниже нормы (2,4 В против 2,7 В у исправных аккумуляторов);

— при контрольном разряде батарея отдает емкость значительно меньше номинальной.

Причины сульфатации: (СЛАЙД № 26)

— применение загрязненного примесями электролита;

— длительное нахождение батарей в разряженном состоянии и систематический их недозаряд;

— снижение уровня электролита в аккумуляторах (ниже верхней кромки электродов);

— эксплуатация аккумуляторных батарей при недопустимо высокой температуре и плотности электролита.

Исправление сильно сульфатированных электродов аккумулятора невозможно.

Частичную сульфатацию, не вызвавшую разрывов и коробления электродов, можно устранить путем длительного (до 24 ч) заряда батареи. (СЛАЙД № 27).

Заряд необходимо вести до тех пор, пока плотность электролита и напряжение не будут постоянными в течение 5- 6 ч. Сила зарядного тока выставляется из расчета 5% от емкости аккумуляторной батареи. Если путем длительного заряда сульфатацию устранить не удается, следует разрядить аккумуляторную батарею током 10-часового режима, вылить электролит, промыть аккумуляторы дистиллированной водой и проверить, нет ли короткого замыкания. Затем следует залить в аккумуляторы слегка подкисленную дистиллированную воду (плотностью 1,05- 1,1 г/см3) и через час после заливки поставить на заряд током величиной 5% от емкости аккумуляторной батареи. Заряд производят до тех пор, пока плотность и напряжение не будут постоянными в течение 5-6 ч, после чего необходимо довести плотность до нормальной и провести контрольный разряд. Практически оказывается необходимым провести еще не менее одного – двух контрольно-тренировочных циклов, чтобы сульфатированная батарея отдала 75 % гарантированной емкости.

Повышенный саморазряд. (СЛАЙД № 28)

Аккумуляторная батарея, отключенная от разрядной цепи, самопроизвольно разряжается и теряет емкость. Такой разряд аккумуляторной батареи называется саморазрядом. Саморазряд бывает нормальным и повышенным. Нормальный саморазряд для свинцовой стартерной аккумуляторной батареи – явление неизбежное.

Саморазряд считается повышенным, если после 14-суточного бездействия батареи при температуре окружающей среды (20±5)°С плотность электролита уменьшилась более чем на 0,02 г/см3.

Повышенный саморазряд вызывается следующими основными причинами:

— наличием на поверхности батарей загрязнений, проводящих электрический ток (например, электролита, пролитого при небрежной заливке батарей, при установке батарей в машину или попавшего во время их заряда при бурном газовыделении);

— применением дистиллированной воды или электролита, содержащих вредные примеси;

— хранением аккумуляторных батарей при повышенных температурах окружающего воздуха;

— повышенным износом электродов в процессе эксплуатации аккумуляторных батарей.

Повышенный саморазряд обнаруживается по быстрому уменьшению плотности электролита при хранении батарей, а также по утечке тока, определяемой вольтметром со щупом. Определяют утечку, используя пробник аккумуляторный Э107. Для этого необходимо отключить нагрузку (контактная гайка присоединения резисторов должна быть отпущена), контактную ножку пробника прижать к выводу батареи, а гибким проводником прикоснуться к поверхности моноблока. Отклонение стрелки вольтметра показывает утечку тока, вызывающую повышенный саморазряд батареи.

Для предупреждения и устранения повышенного саморазряда необходимо применять для приготовления электролита только аккумуляторную кислоту, отвечающую требованиям стандарта, и дистиллированную воду; своевременно проводить обслуживание батарей при эксплуатации и хранении, содержать поверхность батарей чистой и сухой; своевременно устранять трещины в мастике.

Отстающие аккумуляторы. (СЛАЙД № 29)

Состояние отдельных аккумуляторов батареи должно быть практически одинаковым. Если в батарее хотя бы один аккумулятор будет разряжаться раньше остальных, то работоспособность батареи определяется именно этим отстающим аккумулятором.

Отстающие аккумуляторы определяют при заряде на зарядной станции, а также при контрольном разряде во время контрольно — тренировочного цикла.

Характерными признаками отстающего аккумулятора являются: плотность электролита при заряде повышается значительно медленнее, чем в других аккумуляторах, и не достигает необходимого значения; напряжение в конце заряда ниже, а температура электролита выше, чем в остальных исправных аккумуляторах.

Отстающие аккумуляторы следует дозаряжать отдельно после окончания заряда остальных исправных аккумуляторов батареи. Для этого к перемычкам отстающих аккумуляторов с помощью зажимов присоединяют провода от зарядного источника через дополнительный реостат.

Заряд производится в течение 3- 4 ч тем же током и по тем же правилам, что и заряд батареи. Затем следует провести контрольный разряд всей батареи током 10-часового разрядного режима. Если в конце разряда разница между напряжением отстающего аккумулятора и другими будет менее 0,2 В, то такую батарею после нормального заряда можно сдать в эксплуатацию.

Короткое замыкание внутри аккумулятора. (СЛАЙД № 30)

Внутренние короткие замыкания в аккумуляторах происходят между разноименными электродами за счет заполнения наиболее крупных по диаметру пор сепараторов разбухшей активной массой до образований сквозных мостиков через сепараторы (так называемое «прорастание»). Мостики образуются вследствие продавливания сепараторов разбухшей активной массой и образования трещин в сепараторах.

Характерными признаками короткозамкнутого аккумулятора являются: отсутствие или очень малая величина ЭДС; непрерывное уменьшение плотности электролита, быстрая потеря емкости после полного заряда. Плотность электролита, а также напряжение на аккумуляторе в процессе заряда не повышаются, а после выключения зарядного тока напряжение быстро падает. При заряде в короткозамкнутом аккумуляторе быстро повышается температура.

Данная неисправность устраняется в процессе ремонта батареи.

Нарушение электрической цепи аккумуляторной батареи. (СЛАЙД № 31)

Нарушение электрической цепи батареи обнаруживается по отказу в работе стартера при исправной цепи батарея – стартер, по низкому уровню напряжения. Оно может быть вызвано нарушением сварного соединения между аккумуляторами, расплавлением или обломом борна, а также обрывом полублока положительных электродов в результате коррозии токоотводов.

Признаком нарушения контакта в местах сварки токоведущих частей является нагревание места спайки при больших разрядных токах, потрескивание и дымление.

Признаком обрыва электрической цепи внутри аккумулятора является малая величина ЭДС без нагрузки и низкое напряжение под нагрузкой.

Трещины моноблока. (СЛАЙД № 32)

Трещины моноблока, внутренних перегородок моноблока и крышки батареи вызываются механическими повреждениями, ударами, вибрацией. Появление трещин может произойти также из-за плохого крепления батарей на машинах. Обнаруживаются при внешнем осмотре батарей, а также по быстрому снижению уровня электролита вследствие подтекания его через трещины.

Трещины во внутренних перегородках моноблока вызывают постепенный разряд смежных аккумуляторов батареи. Первым признаком такого повреждения обычно является неспособность батареи держать заряд и различие в степени заряженности отдельных аккумуляторов.

Незначительные трещины моноблока и крышки можно устранить заклейкой эпоксидными композициями или заваркой.

Если после пуска двигателя при работе со средней частотой вращения коленчатого вала при исправных аккумуляторных батареях и отключенных потребителях генератор не вырабатывает зарядного тока, следует проверить и при необходимости отрегулировать натяжение приводных ремней генератора (рис. 9).

Характерные неисправности генераторной установки приведены в таблице 4.

Причиной отказов в работе генератора может быть также нарушение электрического контакта в цепи системы электроснабжения. Прежде всего необходимо убедиться в надежности электрического контакта проводов на выводах генератора, регулятора напряжения, в соединительных колодках между пучками проводов и в исправности реле отключения обмотки возбуждения генератора; с помощью контрольной лампы нужно проверить наличие тока в цепи возбуждения.

Место обрыва провода или цепи можно определить их шунтированием: подсоединить дополнительный провод одним концом к плюсовому выводу неработающего потребителя, вторым концом — к разъемам цепи, двигаясь по направлению к источнику тока. Если при этом потребитель будет работать неисправным будет тот участок, параллельно которому включен дополнительный провод. Если при шунтировании всего участка цепи потребитель не работает, необходимо проверить надежность соединения его с «массой» автомобиля.

Таблица 4. Характерные неисправности генераторной установки

Генераторная установка не обеспечивает заряд аккумуляторной батареи

Малый зарядный ток, низкий уровень контролируемого вольтметром напряжения.

Визуально, запах кислотных испарений.

Визг при резком увеличении оборотов. Проверить прогиб ремня.

Проверить генератор на отдачу

Проверить качество соединений и падение напряжения на контактах,.

Проверить регулятор на уровень регулируемого напряжения

Отсутствие зарядного тока, вольтметр показывает напряжение аккумуляторной батареи.

Проверить с помощью контрольной лампы на обрыв и замыкание, подтянуть болтовые соединения, проверить надежность штекерных соединений

Кратковременно замкнуть выводы «Ш» и «-» генератора с двумя выводами «Ш» («Ш» и «+» регулятора напряжения генератора с одним выводом «Ш»). Если амперметр не показывает увеличения силы зарядного тока, а вольтметр- напряжения, генератор снять и отправить в ремонт

Если при выполнении операций предыдущего пункта наблюдается резкий бросок силы зарядного тока и напряжения- регулятор проверить с помощью контрольной лампы.

Повышенный уровень напряжения в бортовой сети

Большой зарядный ток, вольтметр показывает высокий уровень напряжения.

Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 352; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

. . © 2014-2020 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.035)

Неисправность	Признак	Причина	Окисление выводов аккумуляторной батареи. Нарушение правил эксплуатации и неисправность АКБ: трещины моноблока, сульфатация пластин и соответственно, повышенное газовыделение
Неисправность (нарушение регулировок вибрационного или контактно- транзисторного) регулятора напряжения.	Нарушение целостности проводов, соединяющих элементы генераторной установки между собой и потребителями

Реле регуляторы напряжения — Лабораторная работа

Факультет механический. Кафедра сельскохозяйственной техники.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3 по предмету «Тракторы и автомобили»

Лабораторная работа — Реле регуляторы напряжения

1. Электромеханические регуляторы напряжения.

2. Контактно-транзисторные регуляторы напряжения.

3. Бесконтактные регуляторы напряжения.

4. Интегральные регуляторы напряжения.

1. Электромеханические реле-регуляторы напряжения

Невзирая на то, что в последнее время на тракторах и автомобилях устанавливают генераторные установки с вмонтированными в их корпуса интегральными регуляторами напряжения, в эксплуатации находится еще достаточное количество машин, на которых используют генераторы без ИРН и регуляция напряжения происходит по традиционной схеме, с помощью контактного или бесконтактного реле-регулятора. Они работают в широком диапазоне частоты вращения коленчатого вала, однако их напряжение также не должно отклоняться от оптимального более чем на 3 %.

Кроме того, для надежной зарядки аккумуляторной батареи напряжение генератора на всех режимах работы двигателя должно превышать напряжение батареи на 12-25%. Уменьшение этого напряжения приведет к преждевременному включению и разрядке аккумуляторной батареи, а значительное превышение оптимального напряжения — к ее перезарядке и уменьшению срока службы, а также быстрого выхода из строя потребителей, особенно в системе освещения.

Реле-регуляторы разделяют на электромеханические, электронные (бесконтактные) и комбинированные (контактно-транзисторные) регуляторы напряжения.

Электромеханические реле-регуляторы бывают одно- и двухступенчатые. Одноступенчатые контактные регуляторы напряжения в настоящее время практически вытеснены электронными реле-регуляторами, однако двухступенчатые типа РР380 еще применяют с генераторами Г221 (в частности, автомобили ВАЗ).

Реле-регулятор РР380 — одноэлементный, двухступенчатый вибрационный регулятор напряжения, рассчитанный на 14 В. Схема такого регулятора, его соединение с генератором и с реле для контроля зарядки аккумуляторной батареи изображена на рис. 1.

Он состоит из электромагнитного реле, который включает в себя хомут 1, сердцевину 8 с обмоткой, якорек с контактами К1 и К2, пружину 2, резистор температурной компенсации Rтк, дроссель LL и два дополнительных резистора Rд. Якорек прикреплен к хомуту через термобиметаллическую пластину 9.

После включения выключателя зажигания ток в обмотку возбуждения генератора проходит: «+» аккумуляторной батареи, выключатель зажигания, сердцевина дросселя LL, замкнутые контакты К1, хомут регулятора 1, клеммы Ш реле и генератора, обмотку возбуждения и через «массу» следует на » — » аккумуляторной батареи. Одновременно ток на контакте Я делится на второй поток и проходит через резистор Rтк, обмотку регулятора напряжения (ОРН) 10 и на «массу». Поскольку сила намагничивания сердцевины 8 недостаточная для притягивания якорька, контакты К1 остаются замкнутыми и в обмотку возбуждения проходит ток силой около 2,6 А.

Параллельно ток от аккумуляторной батареи проходит через выключатель зажигания, замкнутые контакты и хомут реле контроля зарядки батареи РС702, контрольную лампу НL и на «массу». Лампочка сигнализирует о разрядке аккумуляторной батареи.

После пуска двигателя, когда напряжение генератора превысит напряжение аккумуляторной батареи, в обмотку регулятора напряжения поступает больший ток, намагничивание сердцевины ОРН преодолевает усилие пружины, контакты К1 размыкаются и включается первая ступень регуляции напряжения.

Ток теперь проходит через дроссель и дополнительные резисторы Rд = 5,5 Ом, его величина в обмотке возбуждения и напряжение на клеммах генератора уменьшаются, контакты К1 запираются. Дальше процесс повторяется, и якорек, вибрируя, регулирует напряжение при малой и средней частоте вращения двигателя.

При большой частоте вращения ротора, через постоянное включение в цепь обмотки возбуждения сравнительно небольшого сопротивления напряжение несколько повышается (на 0,2-0,7 В) и при достижении 14,2-14,5 В ток в ОРН настолько намагничивает сердцевину, что она сильнее притягивает якорек 3 и запирает контакты К2 второй ступени регуляции напряжения. При этом второй конец обмотки возбуждения соединяется с «массой», она отключается от питания и напряжение резко уменьшается. Намагничивание сердцевины ОРН резко уменьшается, и контакты К2 размыкаются. Дальше этот процесс повторяется.

Рис. 1 — Схема электромеханического двухступенчатого регулятора напряжения РР380 с генератором Г221 и реле контроля зарядки аккумуляторной батареи РС702:

1 — хомут; 2 — натяжная пружина; 3 — якорек; 4 — верхний контакт; 5 — нижний контакт; 6 — гайка; 7 — болт; 8 — сердцевина; 9 — биметаллическая пластина; 10 — обмотка

Дроссель LL представляет собой небольшую катушку и предназначен для уменьшения искрения контактов К1 путем образования в ней тока самоиндукции при размыкании контактов и направления его на погашение тока самоиндукции обмотки возбуждения.

В процессе прохождения тока в ОРН температура медного провода катушки повышается и его сопротивление увеличивается, следовательно, в сети растет напряжение, что является нежелательным явлением. С целью частичной компенсации таких изменений в цепь ОРН параллельно включено сопротивление Rтк (19 Ом). Для еще большей стабилизации напряжения применяют также подвеску якорька на биметаллической пластине, сваренной из двух сплавов металлов — инвара и латуни. Инвар (сплав железа, никеля и других металлов) имеет меньший температурный коэффициент расширения и расположен с боку сердцевины. Во время нагревания биметаллическая пластина выгибается в сторону сердцевины. Таким образом, когда сопротивление ОРН растет с увеличением температуры, для притягивания якорька и размыкания контактов нужная меньшая магнитная сила, что обеспечивает сохранение установленного напряжения. Из приведенной на рис.1 электрической схемы видно, что в сеть регуляции напряжения включено электромагнитное реле РС702 контроля зарядки аккумуляторной батареи.

В случае включения выключателя зажигания при неработающем двигателе контакты реле замкнуты, поскольку ток от аккумуляторной батареи в обмотку этого реле не пропускают диоды генератора, соединенные с «массой». Через замкнутые контакты реле, а соответственно, и через контрольную лампочку (НL), проходит ток. Лампа горит и сигнализирует о разрядке батареи. После пуска двигателя, когда напряжение на клеммах генератора достигает 14,2-14,5 В, а фазное напряжение — 5,3 В, контакты размыкаются и контрольная лампа гаснет.

Если обороты двигателя уменьшаются и, соответственно, напряжение генератора снижается до 12 В (фазное напряжение — до 3,5 В), контакты реле запираются и контрольная лампа опять загорается. В случае, когда лампа горит при повышенной частоте вращения двигателя, это сигнализирует о неисправности регулятора напряжения или реле контроля зарядки аккумуляторной батареи.

2. Контактно-транзисторные регуляторы напряжения

С установкой на тракторах и автомобилях более мощных генераторных установок для их более надежной и более долговечной работы начали применять контактно-транзисторные реле-регуляторы типа РР362А — на автомобилях и РР362Б — на тракторах. Основными их элементами являются два вибрационных электромеханических реле — регулятор напряжения (РН) и реле защиты (РЗ), а также транзистор, два диода и резисторы.

Реле-регулятор РР362Б сравнительно с РР362А имеет резистор Rтк и переключатель посезонной регуляции напряжения «зима—лето».

Реле защиты, в отличие от регулятора напряжения, имеет одну пару контактов. Контакты реле напряжения руководят только транзистором, который в свою очередь регулирует силу тока в обмотке возбуждения генератора.

Транзистор — это полупроводниковый прибор, проводимость которого характеризуется по типу р-п-р или п-р-п. Средний контакт транзистора (рис. 2) является базой (Б), крайние с противоположной проводимостью — эмиттером (Е) и коллектором (К). Между эмиттером и базой образуется электронно-дырчатый, или эмитерный переход электронов, переход между коллектором и базой называют коллекторным. В электрической схеме контакт эмиттера соединяют с положительной клеммой источника тока, а базу через сопротивление и коллектор и нагрузку — с отрицательной.

Отдельно взятые эмиттерный и коллекторный переходы имеют свойства полупроводникового диода. В зависимости от напряжения, которое подается к переходам транзистора, он может иметь три свойства. Если на базу транзистора подать относительно эмиттера небольшое напряжение (0,3-1,0 В), то есть в условиях замыкания контактов К2 регулятора напряжения, транзистор полностью открывается и его внутреннее сопротивление будет минимальным. В этом случае через транзистор ток протекает двумя направлениями: небольшой ток управления из эмиттера на базу Iб и большой ток из эмиттера на коллектор Iк.

Рис. 2 — Графики зависимости напряжения и силы тока возбуждения от частоты вращения ротора генератора (а) и схема включения транзистора типа р-п-р для работы в ключевом режиме (б)

С включением выключателя зажигания или «массы» М ток (рис. 3) от аккумуляторной батареи подается в обмотку возбуждения генератора ОЗ. В этом случае он сначала проходит: «+» аккумуляторной батареи, указатель тока, клемму В реле-регулятора, диод VD2, эмиттер и базу транзистора VТ, резистор R6, «массу» реле и генератора, «-» аккумуляторной батареи. Транзистор находится в открытом состоянии и ток в обмотку возбуждения проходит через «+» аккумуляторной батареи, указатель тока, диод VD2, эмиттерный и коллекторный переходы транзистора VТ, клеммы Ш реле-регулятора и генератора, обмотку возбуждения генератора, «массу» и «-» аккумуляторной батареи. Генератор возбуждается, и в его обмотке возбуждения проходит ток силой 3,5 А.

Если повысить потенциал базы относительно эмиттера на 0,1-0,2 В, то есть подвести к эмиттерному переходу обратное напряжение (замкнуть контакты К1), ток управления быстро исчезает, а внутреннее сопротивление транзистора растет в 1000 раз и транзистор закрывается.

Тогда ток одновременно проходит через клеммы В генератора, диод VD2, обмотку ОРН, резистор температурной компенсации R3, «массу» реле-регулятора и генератора. Если напряжение на клеммах генератора при малой частоте вращения его ротора меньше от установленной величины, верхние контакты регулятора напряжения К1 под действием пружины остаются замкнутыми, а нижние К2 — разомкнуты.

С увеличением частоты вращения ротора растет напряжение генератора, а соответственно, и сила тока в ОРН. Когда напряжение достигает установленной границы, сердцевина намагничивается настолько, что, преодолевая усилие пружины, притягивает якорек, размыкает контакты К1 и запирает контакты К2. Теперь на базу транзистора для его закрытия подается позитивный потенциал от клеммы В генератора и реле-регулятора, через хомут реле защиты, хомут регулятора напряжения, контакты К2 на базу транзистора. Поскольку потенциал базы транзистора выше от потенциала эмиттера на величину спада напряжения на диоде VD2, транзистор мгновенно закрывается.

Рис. 3 — Электрическая схема контактно-транзисторного реле-регулятора РР362-Б с генератором ГЗО6-Д:

ОЗ — обмотка возбуждения; ОС — обмотка статора; ВП — выпрямительный блок; РА — амперметр; М — выключатель массы; В и Ш — клеммы генератора и реле-регулятора; Е — эмиттер; К — коллектор; Б — база; РН — регулятор напряжения; ОРН — обмотка регулятора напряжения; РЗ — реле защиты; ОРЗ — обмотка реле защиты; ППР — переключатель посезонной регуляции; VD1 — диод погашения; VD2 — запорный диод; R1 — резистор обратной связи; R2 — резистор ППР; RЗ — резистор температурной компенсации; R4 — резистор дополнительный; R5 — резистор ускорения; R6 — резистор базы транзистора; Rн — внешняя нагрузка

В этом случае ток в обмотку возбуждения генератора проходит через клеммы В генератора и реле-регулятора, диод VD2, резисторы R5 и R4, клеммы Ш регулятора и генератора, обмотку возбуждения и на минусовую клемму генератора. В сеть включаются дополнительные сопротивления, и напряжение генератора уменьшается. Соответственно уменьшается намагничивание сердцевина ОРН, и контакты K2 под действием пружины размыкаются. Транзистор опять открывается, напряжение повышается и процесс повторяется. Путем регуляции натяжки пружины, а также зазора между якорьком и сердцевиной и между контактами устанавливается регулируемая величина напряжения 13,2-14,0 В летом и 14,0—15,2 В зимой.

Переключатель посезонной регуляции ППР предназначен для механического изменения напряжения на 0,8-1,2 В включением винтом (летом) в обмотку регулятора напряжения параллельно резистора R3 дополнительного резистора R2 (5,1 Ом), чем уменьшается общее сопротивление обмотки РН и снижается величина регулируемого напряжения до 13,2 -14 В. В случае вращения винта по стрелке З (зима) резистор R2 отключается, сопротивление ОРН увеличивается и размыкание контактов РН будет происходить при высшем напряжении (14,0-15,2 В).

Реле защиты РЗ предназначено для предотвращения пробоя транзистора током значительной силы в случае короткого замыкания обмотки возбуждения на «массу». Обмотка РЗ подключена к источнику тока через контакты РН и обмотку возбуждения генератора. Если контакты К1 замкнуты и транзистор открыт, ток в обмотку возбуждения проходит, шунтируя реле защиты, и в его обмотке проходит незначительный ток, который не способен намагнитить сердцевину настолько, чтобы замкнуть контакты РЗ. В случае превышения установленного напряжения, когда транзистор вообще закрывается и контакты К1 размыкаются, через обмотку РЗ ток совсем не проходит. Следовательно, при нормальном режиме работы генераторной установки реле защиты не работает и его контакты разомкнуты.

Если случайно замкнуть обмотку возбуждения или клемму Ш на «массу», напряжение на клеммах генератора спадет, контакты К1 замкнутся. Через контакты РЗ от аккумуляторной батареи начнет поступать ток большей величины, который намагнитит сердцевинe, притянет якорек и замкнет контакты. В этом случае база транзистора подсоединится к позитивному потенциалу и он закроется. После отсоединения обмотки возбуждения от «массы» контакты РЗ размыкаются и регулятор готов продолжить свою работу.

3. Бесконтактные регуляторы напряжения

Как электромеханические, так и контактно-транзисторные регуляторы напряжения в процессе их эксплуатации нуждаются в регуляции зазоров, натяга пружин, зачищает контактов и другого технического обслуживания, что свидетельствует о недостаточной их надежности и долговечности. Поэтому их начали заменять на электронные бесконтактные регуляторы (рис. 4), которые устанавливают в комплекте с генераторами Г250-И1, Г250-Е1 и Г250-Н1 на автомобилях ЗИЛ, УАЗ, ГАЗ -24 и тому подобное. Принципиального отличия между регуляцией напряжения электронными реле-регуляторами и контактно-транзисторными нет. Электрическая схема бесконтактного регулятора напряжения РР350—А изображена на рис. 5. Она состоит из отдельных функциональных каскадов.

Делитель напряжения, в состав которого входят резисторы R1, R2, R3, дроссель (нижнее плечо) и резистор R3 (верхнее плечо), находится под напряжением генератора и выполняет функции датчика.

Контур сравнения состоит из стабилитрона VD1, транзистора VТ2 и резисторов R4 и R5. Он сравнивает полученное напряжение с эталонным (пробивным напряжением стабилитрона). При этом этот контур формирует исходный сигнал отклонения и направляет его к усилительному контуру в случае повышения напряжения сверх регулируемого.

Контур усиления состоит из транзистора VТЗ, диода VD4 и резисторов R6 и R7, которые влияют на исходный каскад, что регулирует напряжение.

Регулирующий напряжение каскад включает в себя силовой транзистор VT5, диоды VD6, VD7 и резистор R8 и регулирует ток в обмотке возбуждения генератора.

Стабилитрон, или опорный диод, — это специальный диод, рабочий режим которого происходит во время пробоя р-n-перехода обратным током. Если к стабилитрону подвести небольшое обратное напряжение и оно увеличивается постепенно, то к определенному его значению он имеет свойства обычного диода (большое сопротивление и пропускает незначительный ток обратного направления). При достижении определенного напряжения (напряжения стабилизации 7-8,5 В) сопротивление стабилитрона резко падает, он открывается и пропускает ток, в результате чего последующее увеличение напряжения прекращается. С уменьшением напряжения ниже напряжения стабилизации стабилитрон резко увеличивает свое сопротивление и не пропускает ток.

Рис. 4 — Бесконтактный транзисторный регулятор напряжения РР350:

1 — корпус; 2 — штепсельное соединение; 3 — алюминиевая пластина крепления транзисторов: VТ1 — транзистор КТ502В; VТ2 и VТЗ — транзисторы КТ837М; 4 — панель для размещения деталей

В режиме работы генератора, когда его напряжение меньше от установленного уровня или равняется нулю, при включении выключателя зажигания ток проходит: «+» аккумуляторной батареи, выключатель зажигания ВЗ, резистор RЗ, а дальше параллельно двумя путями — резистор R2 и дроссель LL и через резисторы Rт и R1 на «массу» и » — » аккумуляторной батареи.

В этом случае транзистор VТ2 остается в закрытом состоянии, поскольку стабилитрон VD1, включенный в сеть базы транзистора, находится в непроводящем состоянии. Транзисторы VТЗ и VТ5 открываются под действием тока управления, что проходит через их базы, а именно: «+» аккумуляторной батареи, выключатель зажигания ВЗ, «+» регулятора, резистор R7, диод VD4, эмиттер и базу транзистора VТЗ, резистор R5, «-» аккумуляторной батареи.

Транзистор VТЗ открывается и пропускает ток базы транзистора VТ5: «+» аккумуляторной батареи, выключатель зажигания ВЗ, «+» регулятора, диод VD6, эмиттер и базу транзистора VТ5, диод VD4, эмиттерный и коллекторный переходы транзистора VТЗ, резистор R6, «-» аккумуляторной батареи. Транзистор VТ5 открывается и пропускает максимальный ток (3 А) в обмотку возбуждения генератора: «+» аккумуляторной батареи, диод VD6, эмиттерный и коллекторный переходы транзистора VТ5, клеммы Ш регулятора и генератора, обмотку возбуждения, «-» аккумуляторной батареи. Таким образом, перед пуском двигателя обеспечивается максимальное возбуждение генератора от аккумуляторной батареи.

Рис. 5 — Электрическая схема бесконтактного регулятора напряжения РР350-А

Во время работы генератора при малой частоте вращения напряжение не достигает установленного значения и транзистор VТ2 остается закрытым, транзисторы VТЗ и VT5 — открытыми.

При средней и большой частоте вращения, когда напряжение растет к установленному значению, стабилитрон пробивается через резистор R4 и тогда ток управления транзистора VТ2 проходит путем: «+» выпрямителя, выключатель зажигания ВЗ, эмиттер и базу транзистора VТ2, стабилитрон VD1, резисторы нижнего плеча делителя, «-» выпрямителя. Транзистор VТ2 открывается и через его эмиттерный и коллекторный переходы, где сопротивление становится минимальным, подается позитивный потенциал на базу транзистора VT5. При этом транзистор VT3 закрывается и размыкает ток базы транзистора VТ5, который в свою очередь закрывается.

Ток в обмотке возбуждения резко уменьшается, поскольку его путь теперь проходит через большое сопротивление резистора R8. Напряжение на клеммах генератора быстро уменьшается, стабилитрон переходит в непроводящее состояние, следом за ним закрывается транзистор VТ2, а транзисторы VТ3 и VT5 открываются, пропуская ток в обмотку возбуждения через транзистор VT5. Процесс повторяется.

Диод VD7 гасит ЭДС самоиндукцию, которая возникает в обмотке возбуждения в момент закрытия транзистора VT5, и предотвращает пробой транзистора VT5.

Резистор обратной связи R10 обеспечивает четкое переключение транзисторов VТ2 и VT3. Когда транзистор VT3 открывается, то повышение потенциала его коллектора, которое передается через резистор R10 в сеть базы транзистора VТ2, способствует быстрому его закрытию. Резистор R7 при пробитии стабилитрона снижает потенциал базы транзистора VТ2 и тем самым способствует его быстрому открытию. Аналогичное назначение имеет резистор R7 относительно транзистора VT5.

Диоды VD4 и VD6 обеспечивают активное запирание транзисторов VT3 и VT5. Они снижают потенциал эмиттера своего транзистора при подаче на его базу позитивного потенциала.

Резистор Rт выполняет функции регуляции напряжения в зависимости от колебания температуры резисторов делителя напряжения. С повышением температуры сопротивление такого терморезистора уменьшается, тогда как сопротивление других элементов нижнего плеча регулятора повышается, а общее сопротивление остается стабильным.

Дроссель LL сглаживает пульсацию выпрямленного напряжения в делителе и предотвращает преждевременное реагирование стабилитрона.

Регулятор напряжения на заводе настраивают подбором резистора R7 и включением его в сеть так, чтобы регулируемое напряжение между клеммой «+» и «массой» генератора находилось в пределах 13,2-14,5 В при разной частоте вращения ротора, нагрузки от потребителей и температуры.

В случае замены одного из элементов делителя напряжения или контура сравнения следует проверить и при необходимости корректировать регулируемое напряжение. Для его повышения резистор R9 соединяют параллельно с резистором верхнего плеча делителя напряжения, а в случае потребности уменьшения напряжения этот резистор припаивают параллельно резистору R3 нижнего плеча.

Чтобы исключить возможность неправильного включения и замыкания обмотки возбуждения на «массу», регулятор с выключателем зажжигания, клеммами Ш и «массой» генератора соединяют с помощью закрытого штекерного соединения.

Если такой регулятор напряжения вышел из строя в дороге, то можно соединить клеммы генератора «+» и Ш и на протяжении 30 минут двигаться с такой скоростью и частотой вращения двигателя, при которой зарядный ток не превышает 15-20 А. Через 1—2 ч подзарядку повторяют. Клеммы «+» и Ш можно соединить через переносную лампочку с тем, чтобы зарядный ток составлял 3-5 А, а при включенных фарах показания амперметра не свидетельствовали о разрядке аккумуляторной батареи.

4. Интегральные регуляторы напряжения

Интегральные регуляторы напряжения (ИРН) типа Я112А, Я120М построены на интегральных полупроводниковых схемах, малогабаритные, имеют незначительную массу и установлены непосредственно в генераторах (рис. 6). Их применение сняло потребность в подвижных деталях и уменьшило количество контактных соединений, чем устранило необходимость периодической их зачистки, промывки и регуляции. Отмеченные регуляторы отличаются между собой величиной регулируемого напряжения: Я112А работает в системе с номинальным напряжением 12 В, а Я120М — 24 В. Другие модификации отличаются от приведенных конструктивными особенностями. Так, ИРН Я112В1 имеет дополнительный вывод Б, к которому напряжение подается от выключателя зажигания, что предотвращает разрядку аккумуляторной батареи через обмотку возбуждения генератора при неработающем двигателе.

Регуляторы напряжения Я112А2, Я112В2, Я120М2 рассчитаны на ток возбуждения до 3,3 А, Я112А1, Я112В1, Я120М1 — до 5 А.

Электрическая схема генераторной установки 15.3701 с ИРН Я112В1 изображена на рис. 7. Она состоит из нескольких функциональных каскадов: измерителя напряжения (стабилитрон VD1 с входным делителем напряжения на резисторах R1, R2, и Rрег ) и регулировочного каскада (транзистора VТЗ-VТ2, который руководствуется транзистором VТ1, и резисторов R6, R7, R8). Резистор Rрег предназначен для регуляции регулятора на нужное напряжение.

Кроме того, здесь установлены: резистор подпитки R9 (включен между клеммами Б и Д), что улучшает самовозбуждение генератора; конденсатор С1, который обеспечивает работу генераторной установки без аккумуляторной батареи (уменьшает пульсацию выпрямленного напряжения); резистор R2 с переключателем посезонной регуляции ППР (для повышения уровня регуляции напряжения на 08-1,2 В во время работы зимой).

В основу ее конструкции положен генератор Г309. Это бесконтактная, индукторная, пятифазная, одноименно-полюсная электрическая машина с односторонним электромагнитным возбуждением, вмонтированным интегральным регулятором напряжения Я112-В1, основным и дополнительным выпрямителями (блоком БПВ 12-100). По строению генераторная установка мало отличается от рассмотренного Г306.

Во время пуска двигателя и включении «массы» ток от аккумуляторной батареи проходит через входной делитель напряжения и резистор R6, базоэмитерные переходы транзистора VТЗ-VТ2 и резистор R8. При этом транзистор открыт и через него и резистор R9 в обмотку возбуждения проходит небольшой ток (до 0,085 А).

После пуска двигателя обмотку возбуждения подключают к дополнительному выпрямителю. Если напряжение генератора ниже 14 В, ток в обмотку возбуждения проходит через открытый транзистор VТЗ-VТ2. Если напряжение выше от установленного, ток в делителе напряжения увеличивается и растет спад напряжения на резисторе Rрег. При этом стабилитрон начинает проводить ток и повышает потенциал базы входного транзистора VТ1. Входной транзистор открывается и шунтирует переходы база — эмиттер транзисторов VТЗ-VТ2, которые в свою очередь закрываются и прекращают питание обмотки возбуждения.

Рис. 7 — Электрическая схема генераторной установки 15.3701

Однако ток в обмотке возбуждения уменьшается плавно, поскольку его определенное время поддерживает ЭДС самоиндукции, ток которой проходит через погашающий диод VD2. Напряжение на клеммах генератора снижается, уменьшается его спад на резисторе Rрег, стабилитрон переходит в непроводящее состояние, транзистор VT1 закрывается, а транзисторы VТ3-VТ2 открываются, ток в обмотке возбуждения растет сверх установленной величины и процесса повторяется.

При большой частоте вращения ротора генератора длительность открытого состояния транзистора VТЗ-VТ2 уменьшается, следовательно, уменьшается и среднее значение тока в обмотке возбуждения. Регулятор поддерживает заданный уровень напряжения (между клеммой В и «массой») в случае изменения частоты вращения, нагрузки потребителей электроэнергии и температуры.

Резистор R7 уменьшает мощность, которая рассевается транзистором VТ3, а резистор R8 уменьшает погрешность регуляции. Круг обратной связи R4-С2 обеспечивает четкость переключения транзисторов VТ2-VТЗ из открытого состояния в закрытое, а также необходимую частоту переключений. Этому также способствует конденсатор С3.

На тракторах Т-151К и ХТЗ устанавливают генераторные установки соответственно 69.3701 и 964.3701, которые за характеристикой не отличаются от 15.3701, однако конструктивно они несколько отличные, в частности интегральным регулятором напряжения, переключателем посезонной регуляции напряжения, размерами и тому подобное. Дополнительный выпрямитель с клеммой Д предназначен для предотвращения разрядке аккумуляторной батареи через обмотку возбуждения генератора при остановленном двигателе. Клемму Д используют в дизелях с прямым стартерным пуском для включения реле блокировки стартера. На дизелях с запуском от пускового двигателя она закрывается защитным колпачком.

Генераторная установка 13.3701 (трактора типа ЮМЗ) представляет собой трехфазную электрическую машину с односторонним электромагнитным возбуждением, двумя вмонтированными выпрямителями и бесконтактным ИРН. Она создана в результате модернизации генератора Г306. Эта модель генераторной установки сравнительно с 15.3701 принципиальных разногласий не имеет, есть лишь некоторые конструктивные отличия.

Генераторные установки с ИРН 17.3701 и 29.3701 для автомобилей ЗИЛ и «Москвич» созданы на базе генератора Г250. Интегральный регулятор напряжения Я112А1 отличается от ранее рассмотренного тем, что имеет две клеммы — В и Ш. К клемме В подводится через замок зажигания напряжение от генератора и аккумуляторной батареи, вторая клемма (Ш) — соединена с первой и к ней подключенные концы обмотки возбуждения через изолированные щетки и контактные кольца. ИРН вмонтирован в щеткодержатель генератора, что обеспечивает компактность конструкции.

На некоторых генераторах индукторного типа применяют двустороннее возбуждение, и тогда устанавливают две катушки возбуждения — на передней и задней крышках с двух сторон ротора, в других — размещение катушек возбуждения радиальное, вдоль радиусов цилиндрового корпуса.

Регулятор напряжения 4202.3702 автомобиля ЗИЛ «Бычок» оборудован автоматической системой изменения уровня напряжения в зависимости от температуры электролита аккумуляторной батареи. Терморезистор, размещенный в электролите батареи, включенный параллельно одному из звеньев входного делителя напряжения. Сопротивление терморезистора изменяется с изменением температуры его охлаждающей жидкости и изменяет напряжение регулятора.

1. На сколько процентов допускается отклонение от номинального напряжения на генераторе?

2. На сколько процентов больше должен

1. А. М. Гуревич и др. Конструкция тракторов и автомобилей. М.: Агропромиздат, 1989. – с. 295-305

2. В. А. Родичев. Тракторы и автомобили. М.: Колос, 1998. – с. 290-297

3. М. Ф. Бойко. Трактори та автомобілі. Єлектрообладнання. 2 частина. Київ. Вища освіта, 2001 – с. 39-52, с. 52-54, с. 59-62

Реле-регулятор напряжения генератора: схема, принцип действия

Реле-регулятор напряжения генератора — это неотъемлемая часть системы электрооборудования любого автомобиля. С его помощью производится поддержка напряжения в определенном диапазоне значений. В данной статье вы узнаете о том, какие конструкции регуляторов существуют на данный момент, в том числе будут рассмотрены механизмы, давно не используемые.

Основные процессы автоматического регулирования

Совершенно неважно, какой тип генераторной установки используется в автомобиле. В любом случае он имеет в своей конструкции регулятор. Система автоматического регулирования напряжения позволяет поддерживать определенное значение параметра, независимо от того, с какой частотой вращается ротор генератора. На рисунке представлен реле-регулятор напряжения генератора, схема его и внешний вид.

Анализируя физические основы, с использованием которых работает генераторная установка, можно прийти к выводу, что напряжение на выходе увеличивается, если скорость вращения ротора становится выше. Также можно сделать вывод о том, что регулирование напряжения осуществляется путем уменьшения силы тока, подаваемого на обмотку ротора, при повышении скорости вращения.

Что такое генератор

Любой автомобильный генератор состоит из нескольких частей:

1. Ротор с обмоткой возбуждения, вокруг которой при работе создается электромагнитное поле.

2. Статор с тремя обмотками, соединенными по схеме «звезда» (с них снимается переменное напряжение в интервале от 12 до 30 Вольт).

3. Кроме того, в конструкции присутствует трехфазный выпрямитель, состоящий из шести полупроводниковых диодов. Стоит заметить, что реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ 2107 (инжектор или карбюратор в системе впрыска) одинаков.

Но работать генератор без устройства регулирования напряжения не сможет. Причина тому — изменение напряжения в очень большом диапазоне. Поэтому необходимо использовать систему автоматического регулирования. Она состоит из устройства сравнения, управления, исполнительного, задающего и специального датчика. Основной элемент — это орган регулирования. Он может быть как электрическим, так и механическим.

Работа генератора

Когда начинается вращение ротора, на выходе генератора появляется некоторое напряжение. А подается оно на обмотку возбуждения посредством органа регулировки. Стоит также отметить, что выход генераторной установки соединен напрямую с аккумуляторной батареей. Поэтому на обмотке возбуждения напряжение присутствует постоянно. Когда увеличивается скорость ротора, начинает изменяться напряжение на выходе генераторной установки. Подключается реле-регулятор напряжения генератора Valeo или любого другого производителя к выходу генератора.

При этом датчик улавливает изменение, подает сигнал на сравнивающее устройство, которое анализирует его, сопоставляя с заданным параметром. Далее сигнал идет к устройству управления, от которого производится подача на исполнительный механизм. Регулирующий орган способен уменьшить значение силы тока, который поступает к обмотке ротора. Вследствие этого на выходе генераторной установки производится уменьшение напряжения. Аналогичным образом производится повышение упомянутого параметра в случае снижения скорости ротора.

Двухуровневые регуляторы

Двухуровневая система автоматического регулирования состоит из генератора, выпрямительного элемента, аккумуляторной батареи. В основе лежит электрический магнит, его обмотка соединена с датчиком. Задающие устройства в таких типах механизмов очень простые. Это обычные пружины. В качестве сравнивающего устройства применяется небольшой рычаг. Он подвижен и производит коммутацию. Исполнительным устройством является контактная группа. Орган регулировки — это постоянное сопротивление. Такой реле-регулятор напряжения генератора, схема которого приведена в статье, очень часто используется в технике, хоть и является морально устаревшим.

Работа двухуровневого регулятора

При работе генератора на выходе появляется напряжение, которое поступает на обмотку электромагнитного реле. При этом возникает магнитное поле, с его помощью притягивается плечо рычага. На последний действует пружина, она используется как сравнивающее устройство. Если напряжение становится выше, чем положено, контакты электромагнитного реле развлекаются. При этом в цепь выключается постоянное сопротивление. На обмотку возбуждения подается меньший ток. По подобному принципу работает реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ 21099 и других автомобилей отечественного и импортного производства. Если же на выходе уменьшается напряжение, то производится замыкание контактов, при этом изменяется сила тока в большую сторону.

Электронный регулятор

У двухуровневых механических регуляторов напряжения имеется большой недостаток — чрезмерный износ элементов. По этой причине вместо электромагнитного реле стали использовать полупроводниковые элементы, работающие в ключевом режиме. Принцип работы аналогичен, только механические элементы заменены электронными. Чувствительный элемент выполнен на делителе напряжения, который состоит из постоянных резисторов. В качестве задающего устройства используется стабилитрон.

Современный реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ 21099 является более совершенным устройством, надежным и долговечным. На транзисторах функционирует исполнительная часть устройства управления. По мере того как изменяется напряжение на выходе генератора, электронный ключ замыкает или размыкает цепь, при необходимости подключают добавочное сопротивление. Стоит отметить, что двухуровневые регуляторы являются несовершенными устройствами. Вместо них лучше использовать более современные разработки.

Трехуровневая система регулирования

Качество регулирования у таких конструкций намного выше, нежели у рассмотренных ранее. Ранее использовались механические конструкции, но сегодня чаще встречаются бесконтактные устройства. Все элементы, используемые в данной системе, такие же, как и у рассмотренных выше. Но отличается немного принцип работы. Сначала подается напряжение посредством делителя на специальную схему, в которой происходит обработка информации. Установить такой реле-регулятор напряжения генератора («Форд Сиерра» также может оснащаться подобным оборудованием) допустимо на любой автомобиль, если знать устройство и схему подключения.

Здесь происходит сравнение действительного значения с минимальным и максимальным. Если напряжение отклоняется от того значения, которое задано, то появляется определенный сигнал. Называется он сигналом рассогласования. С его помощью производится регулирование силы тока, поступающего на обмотку возбуждения. Отличие от двухуровневой системы в том, что имеется несколько добавочных сопротивлений.

Современные системы регулирования напряжения

Если реле-регулятор напряжения генератора китайского скутера двухуровневый, то на дорогих автомобилях используются более совершенные устройства. Многоуровневые системы управления могут содержать 3, 4, 5 и более добавочных сопротивлений. Существуют также следящие системы автоматического регулирования. В некоторых конструкциях можно отказаться от использования добавочных сопротивлений.

Вместо них увеличивается частота срабатывания электронного ключа. Использовать схемы с электромагнитным реле попросту невозможно в следящих системах управления. Одна из последних разработок — это многоуровневая система управления, которая использует частотную модуляцию. В таких конструкциях необходимы добавочные сопротивления, которые служат для управления логическими элементами.

Как снимать реле-регулятор

Снять реле-регулятор напряжения генератора («Ланос» или отечественная «девятка» у вас — не суть важно) довольно просто. Стоит заметить, что при замене регулятора напряжения потребуется всего один инструмент — плоская или крестовая отвертка. Снимать генератор или ремень и его привод не нужно. Большинство устройств находится на задней крышке генератора, причем объединены в единый узел с щеточным механизмом. Наиболее частые поломки происходят в нескольких случаях.

Во-первых, при полном стирании графитовых щёток. Во-вторых, при пробое полупроводникового элемента. О том, как провести проверку регулятора, будет рассказано ниже. При снятии вам потребуется отключить аккумуляторную батарею. Отсоедините провод, который соединяет регулятор напряжения с выходом генератора. Выкрутив оба крепежных болта, можно вытянуть корпус устройства. А вот реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ 2101 имеет устаревшую конструкцию — он монтируется в подкапотном пространстве, отдельно от щеточного узла.

Проверка устройства

Проверяется реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ 2106, «копеек», иномарок одинаково. Как только произведете снятие, посмотрите на щетки — у них должна быть длина более 5 миллиметров. В том случае, если этот параметр отличается, нужно проводить замену устройства. Чтобы осуществить диагностику, потребуется источник постоянного напряжения. Желательно, чтобы можно было изменить выходную характеристику. В качестве источника питания можно использовать аккумулятор и пару пальчиковых батареек. Еще вам необходима лампа, она должна работать от 12 Вольт. Вместо нее можно использовать вольтметр. Подключаете плюс от питания к разъему регулятора напряжения.

Соответственно, минусовой контакт соединяете с общей пластиной устройства. Лампочку или вольтметр соединяете со щетками. В таком состоянии между щетками должно присутствовать напряжение, если на вход подается 12-13 Вольт. Но если вы будете подавать на вход больше, чем 15 Вольт, между щетками напряжения не должно быть. Это признак исправности устройства. И совершенно не имеет значения, диагностируется реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ 2107 или другого автомобиля. Если же контрольная лампа горит при любом значении напряжения или вовсе не загорается, значит, присутствует неисправность узла.

Выводы

В системе электрооборудования автомобиля реле-регулятор напряжения генератора «Бош» (как, впрочем, и любой иной фирмы) играет очень большую роль. Как можно чаще следите за его состоянием, проверяйте на наличие повреждений и дефектов. Случаи выхода из строя такого устройства нередки. При этом в лучшем случае разрядится аккумуляторная батарея. А в худшем может повыситься напряжение питания в бортовой сети. Это приведет к выходу из строя большей части потребителей электроэнергии. Кроме того, может выйти из строя и сам генератор. А его ремонт обойдется в кругленькую сумму, а если учесть, что АКБ очень быстро выйдет из строя, расходы и вовсе космические. Стоит также отметить, что реле-регулятор напряжения генератора Bosch является одним из лидеров по продажам. У него высокая надежность и долговечность, а характеристики максимально стабильны.

Принцип работы автомобильного генератора, схема

Генератор — один из главных элементов электрооборудования автомобиля, обеспечивающий одновременное питание потребителей и подзаряд аккумуляторной батареи.

Принцип действия устройства построен на превращении механической энергии, которая поступает от мотора, в напряжение.

В комплексе с регулятором напряжения узел называется генераторной установкой.

В современных автомобилях предусмотрен агрегат переменного тока, в полной мере удовлетворяющий всем заявленным требованиям.

Устройство генератора

Элементы источника переменного тока спрятаны в одном корпусе, который также является основой для статорной обмотки.

В процессе изготовления кожуха применяются легкие сплавы (чаще всего алюминия и дюрали), а для охлаждения предусмотрены отверстия, обеспечивающие своевременный отвод тепла от обмотки.

В передней и задней части кожуха предусмотрены подшипники, к которым и крепится ротор — главный элемент источника питания.

В кожухе помещаются почти все элементы устройства. При этом сам корпус состоит из двух крышек, расположенных с левой и с правой стороны — около приводного вала и контрольных колец соответственно.

Две крышки объединяются между собой с помощью специальных болтов, изготовленных из алюминиевого сплава. Этот металл отличается незначительной массой и способностью рассеивать тепло.

Не менее важную роль играет щеточный узел, передающий напряжение на контактные кольца и обеспечивающий работу узла.

Изделие состоит из пары графитных щеток, двух пружин и щеткодержателя.

Также уделим внимание элементам, расположенным внутри кожуха:

• Ротор — элемент, имеющий одну обмотку и, по сути, представляющий собой электромагнит. Ротор находится на валу, а сверху обмотки установлен сердечник диаметром на 1,5-2,0 мм больше диаметра стартера. Ток подается с помощью медных колец, которые расположены на валу и объединены с обмоткой через специальные щетки.
• Обмотка — устройство, изготовленное из медной проволоки и закрепленное в пазы сердечника. Сам сердечник выполнен в форме окружности и изготавливается с применением специального материала, обладающего улучшенными магнитными качествами. В электротехнике металл носит название «трансформаторное железо». У статора есть три обмотки, связанные между собой и объединенные в звезду или треугольник. В точке объединения установлен диодный мост, обеспечивающий выпрямление напряжения. Обмотка изготовлена из специальной проволоки, имеющей двойную термоустойчивую изоляцию, покрытую специальным лаком.
• Реле-регулятор — ключевой элемент установки, обеспечивающий стабильное напряжение на выходе устройства. Монтаж регулятора может производиться в кожухе генератора или снаружи. В первом случае он находится возле графитных щеток, а во втором — там, где щетки крепятся к щеткодержателю (но в разных моделях авто монтаж может осуществляться по-разному). Ниже представлены реле-регуляторы с щеточным узлом.
• Выпрямительный мост — элемент, предназначенный для преобразования переменного тока на выходе статора в постоянное напряжение. Выпрямитель состоит из трех пар диодов, которые установлены на токопроводящем основании и попарно объединяются друг с дружкой. В среде автовладельцев и мастеров СТО диодный мост часто называется «подковой» из-за схожести с этим предметом.

Какие требования предъявляются к автомобильному генератору?

К генераторной установке автомобиля выдвигается ряд требований:

• Напряжение на выходе устройства и, соответственно, в бортовой сети должно поддерживаться в определенном диапазоне, вне зависимости от нагрузки или частоты вращения коленвала.
• Выходные параметры должны иметь такие показатели, чтобы в любом из режимов работы машины АКБ получала достаточное напряжение заряда.

При этом каждый автовладелец должен особое внимание уделять уровню и стабильности напряжения на выходе. Это требование вызвано тем, что аккумулятор чувствителен к подобным изменениям.

Например, в случае снижения напряжения ниже нормы АКБ не заряжается до необходимого уровня. В итоге возможны проблемы в процессе пуска мотора.

В обратной ситуации, когда установка выдает повышенное напряжение, аккумулятор перезаряжается и быстрее ломается.

Полезно почитать: Взорвался аккумулятор, причины и что делать.

Принцип работы автомобильного генератора, особенности схемы

Принцип действия генераторного узла построен на эффекте электромагнитной индукции.

В случае прохождения магнитного потока через катушку и его изменения, на выводах появляется и меняется напряжение (в зависимости от скорости изменения потока). Аналогичным образом работает и обратный процесс.

Так, для получения магнитного потока требуется подать на катушку напряжение.

Выходит, что для создания переменного напряжения требуются две составляющие:

• Катушка (именно с нее снимается напряжение).
• Источник магнитного поля.

Не менее важным элементом, как отмечалось выше, является ротор, выступающий в роли источника магнитного поля.

У полюсной системы узла присутствует остаточный магнитный поток (даже при отсутствии тока в обмотке).

Этот параметр небольшой, поэтому способен вызвать самовозбуждение только на повышенных оборотах. По этой причине по обмотке ротора пропускают сначала небольшой ток, обеспечивающий намагничивание устройства.

Упомянутая выше цепочка подразумевает прохождение тока от АКБ через лампочку контроля.

Главный параметр здесь — сила тока, которая быть в пределах нормы. Если ток будет завышенным, аккумулятор быстро разрядится, а если заниженным — возрастет риск возбуждения генератора на ХХ мотора (холостых оборотах).

С учетом этих параметров подбирается и мощность лампочки, которая должна составлять 2-3 Вт.

Как только напряжение достигает требуемого параметра, лампочка гаснет, а обмотки возбуждения питаются от самого автомобильного генератора. При этом источник питания переходит в режим самовозбуждения.

Снятие напряжения производится со статорной обмотки, которая выполнена в трехфазном исполнении.

Узел состоит 3-х индивидуальных (фазных) обмоток, намотанных по определенному принципу на магнитопроводе.

Токи и напряжения в обмотках смещены между собой на 120 градусов. При этом сами обмотки могут собираться в двух вариантах — «звездой» или «треугольником».

Если выбрана схема «треугольник», фазные токи в 3-х отмотках будут в 1,73 раза меньше, чем общий ток, отдаваемый генераторной установкой.

Вот почему в автомобильных генераторах большой мощности чаще всего применяется схема «треугольника».

Это как раз объясняется меньшими токами, благодаря которым удается намотать обмотку проводом меньшего сечения.

Такой же провод можно использовать и в соединениях типа «звезда».

Чтобы созданный магнитный поток шел по назначению, и направлялся к статорной обмотке, катушки находятся в специальных пазах магнитопровода.

Из-за появления магнитного поля в обмотках и в статорном магнитопроводе, появляются вихревые токи.

Действие последних приводит к нагреву статора и снижению мощности генератора. Для уменьшения этого эффекта при изготовлении магнитопровода применяются стальные пластины.

Выработанное напряжение поступает в бортовую сеть через группу диодов (выпрямительный мост), о котором упоминалось выше.

После открытия диоды не создают сопротивления, и дают току беспрепятственно проходить в бортовую сеть.

Но при обратном напряжении I не пропускается. Фактически, остается только положительная полуволна.

Некоторые производители автомобилей для защиты электроники меняют диоды на стабилитроны.

Главной особенностью деталей является способность не пропускать ток до определенного параметра напряжения (25-30 Вольт).

После прохождения этого предела стабилитрон «пробивается» и пропускает обратный ток. При этом напряжение на «плюсовом» проводе генератора остается неизменным, что не несет риски для устройства.

К слову, способность стабилитрона поддерживать на выводах постоянное U даже после «пробоя» применяется в регуляторах.

В результате после прохождения диодного моста (стабилитронов) напряжение выпрямляется, становится постоянным.

У многих типов генераторных установок обмотка возбуждения имеет свой выпрямитель, собранный из 3-х диодов.

Благодаря такому подключению, протекание тока разряда от АКБ исключено.

Диоды, относящиеся к обмотке возбуждения, работают по аналогичному принципу и питают обмотку постоянным напряжением.

Здесь выпрямительное устройство состоит из шести диодов, три их которых являются отрицательными.

В процессе работы генератора ток возбуждения ниже параметра, который отдает автомобильный генератор.

Следовательно, для выпрямления тока на обмотке возбуждения достаточно диодов с номинальным током до двух Ампер.

Для сравнения силовые выпрямители имеют номинальный ток до 20-25 Ампер. Если требуется увеличить мощность генератора, ставится еще одно плечо с диодами.

Режимы работы

Чтобы разобраться в особенностях функционирования автомобильного генератора, важно понять особенности каждого из режимов:

• В процессе пуска двигателя главным потребителем электрической энергии выступает стартер. Особенностью режима является создание повышенной нагрузки, что приводит к уменьшению напряжения на выходе АКБ. Как следствие, потребители берут ток только с аккумулятора. Вот почему при таком режиме батарея разряжается с наибольшей активностью.
• После завода двигателя автомобильный генератор переходит в режим источника питания. С этого момента устройство дает ток, который необходим для питания нагрузки в автомобиле и подзаряда АКБ. Как только аккумулятор набирает требуемую емкость, уровень зарядного тока снижается. При этом генератор продолжает играть роль главного источника питания.
• После подключения мощной нагрузки, например, кондиционера, обогрева салона и прочих, скорость вращения ротора замедляется. В этом случае автомобильный генератор уже не способен покрыть потребности автомобиля в токе. Часть нагрузки перекладывается на АКБ, который работает в параллель с источником питания и начинает постепенно разряжаться.

Регулятор напряжения — функции, типы, контрольная лампа

Ключевым элементом генераторной установки является регулятор напряжения — устройство, поддерживающее безопасный уровень U на выходе статора.

Такие изделия бывают двух типов:

• Гибридные — регуляторы, электрическая схема которых включает в себя как электронные приборы, так и радиодетали.
• Интегральные — устройства, в основе которых лежит тонкопленочная микроэлектронная технология. В современных автомобилях наибольшее распространение получил именно этот вариант.

Не менее важный элемент — контрольная лампа, смонтированная на приборной панели, по которой можно делать вывод о наличии проблем с регулятором.

Зажигание лампочки в момент пуска мотора должно быть кратковременным. Если же она горит постоянно (когда генераторная установка в работе), это свидетельствует о поломке регулятора или самого узла, а также необходимости ремонта.

Тонкости крепления

Фиксация генераторной установки производится при помощи специального кронштейна и болтового соединения.

Сам узел крепится в передней части двигателя, благодаря специальным лапам и проушинам.

Если на автомобильном генераторе предусмотрены специальные лапы, последние находятся на крышках мотора.

В случае применения только одной фиксирующей лапы, последняя ставится только на передней крышке.

В лапе, установленной в задней части, как правило, предусмотрено отверстие с установленной в нем дистанционной втулкой.

Задача последней заключается в устранении зазора, созданного между упором и креплением.

Источник