У кожному сучасному транспортному засобі є розвинена електрична мережа, напруга в якій стабілізується спеціальним вузлом - реле-регулятором.Все про реле-регуляторах, їх існуючих видах, конструкції та роботі, а також про вибір і заміну цих деталей читайте в статті.
Що таке реле регулятор напруги?
Реле регулятора напруги (регулятор напруги) є складовою електросистеми транспортного засобу;Механічний, електромеханічний або електронний пристрій, який забезпечує підтримку напруги, що працює в бортовому джерелі живлення в певних межах.
Електрична система транспортних засобів побудована таким чином, що при зупиненому силовому агрегаті джерелом живлення виступає акумулятор (акумулятор), а при запуску генератор перетворює частину потужності двигуна в електроенергію.Однак у генератора є істотний недолік - напруга створюваного ним струму залежить від частоти обертання колінчастого вала, а також від струму, споживаного навантаженням, і температури навколишнього середовища.Для усунення цього недоліку використовується допоміжний пристрій - реле-регулятор або просто регулятор напруги.
Регулятор напруги вирішує кілька завдань:
● Стабілізація напруги - підтримання напруги бортової мережі в заданих межах (в межах 12-14 або 24-28 вольт з допустимими відхиленнями);
● Захист АКБ від розряду через ланцюги генератора при зупиненому двигуні;
● Окремі види регуляторів - автоматичне відключення стартера при успішному запуску двигуна;
● Окремі типи регуляторів - автоматичне підключення та відключення генератора від АКБ для його зарядки;
● Окремі види регуляторів - зміна напруги бортової мережі в залежності від поточних кліматичних умов (переведення електросистеми на літній та зимовий режим роботи).
Всі транспортні засоби, трактори і різні машини обладнані реле-регуляторами.Несправність даного агрегату порушує роботу всієї електросистеми, в деяких випадках це може призвести до поломки електрообладнання і пожежі.Тому несправний регулятор необхідно якомога швидше замінити, а для правильного вибору нової деталі необхідно розбиратися в існуючих типах, конструкції і принципі дії регуляторів.
Типи, конструкція та принцип дії реле-регулятора
На сьогоднішній день існує кілька типів реле-регуляторів, але їх робота заснована на однакових принципах.Будь-який регулятор містить три взаємопов'язаних елементи:
- Вимірювальний (чутливий) елемент;
- Елемент порівняння (контролю);
- Регулюючий елемент.
Регулятор підключається до обмотки збудження генератора (ОВГ), вимірюючи і змінюючи силу струму в ній - це забезпечує стабілізацію напруги.У загальному вигляді ця система працює наступним чином.Вимірювальний елемент, побудований на основі дільника напруги, постійно контролює силу струму в ОВГ і перетворює його в сигнал, що надходить на елемент порівняння (контролю).Тут сигнал порівнюється з еталоном - значенням напруги, яке в нормі має діяти в електросистемі автомобіля.Опорний елемент може бути побудований на основі вібраційних реле і стабілітронів.Якщо сигнал, що надходить від вимірювального елемента, відповідає еталонному (з допустимим відхиленням), то регулятор неактивний.Якщо вхідний сигнал відрізняється від опорного в ту чи іншу сторону, то елемент порівняння формує керуючий сигнал, що надходить на регулюючий елемент, побудований на реле, транзисторах або інших елементах.Регулюючий елемент змінює струм в ОВГ, чим досягається повернення напруги на виході генератора в необхідні межі.
Структурна схема регулятора напруги
Як вже зазначалося, блоки регуляторів будуються на різній елементній базі, за цією ознакою прилади діляться на кілька типів:
● Вібраційний;
● Контактно-транзисторний;
● Електронний транзистор (безконтактний);
● Інтегральний (транзисторний, виготовлений за інтегральною технологією).
Схема вібраційного реле-регулятора
Історично першими з'явилися вібраційні пристрої, які, власне, і називаються реле-регуляторами.У такому приладі всі три блоки можуть бути об'єднані в одну конструкцію - електромагнітне реле з нормально замкнутими контактами, хоча вимірювальний елемент може бути виконаний у вигляді дільника на резисторах.Сила натягу поворотної пружини виступає в якості еталонного значення в реле.В цілому реле-регулятор працює просто.При малому струмі на ОВГ або низькій напрузі на виході генератора (в залежності від способу підключення регулятора) реле не спрацьовує і струм вільно протікає через його замкнуті контакти - це призводить до підвищення напруги.При підвищенні напруги спрацьовує реле, напруга в ланцюзі падає і реле відпускається, знову підвищується напруга і знову спрацьовує реле - так реле переходить в режим коливань.При зміні напруги на генераторі в ту чи іншу сторону змінюється частота коливань реле, що забезпечує стабілізацію напруги.
В даний час на транспортних засобах не використовуються вібраційні реле, які мають низький ККД і недостатню надійність.Свого часу їх витіснили контактно-транзисторні регулятори, в яких як елемент порівняння/керування використовується вібраційне реле, а як регулюючий транзистор, що працює в ключовому режимі.Тут транзистор грає роль контактів реле, тому в цілому робота такого регулятора аналогічна описаній вище.Сьогодні регулятори такого типу практично витіснені безконтактними транзисторами різної конструкції.
У безконтактних транзисторних регуляторах реле замінено більш простим напівпровідниковим приладом - стабілітроном.В якості опорного значення використовується напруга стабілізації стабілітрона, а керуючий елемент побудований на базі транзисторів.При низькій напрузі стабілітрон і транзистори знаходяться в такому стані, що максимальний струм подається на ОВГ, що призводить до підвищення напруги.При досягненні необхідного рівня напруги стабілітрон і транзистори переходять в інший стан і починають працювати в коливальному режимі, що, як і у випадку звичайного реле, забезпечує стабілізацію напруги.
Сучасні електронні регулятори побудовані на транзисторах і можуть мати широтно-імпульсний модулятор (ШІМ), за допомогою якого задається частота перемикання схеми і пристрій може бути введений в загальну систему управління автомобілем.
Безконтактні транзисторні регулятори можуть бути виконані на дискретних елементах і за інтегральною технологією.У першому випадку використовуються звичайні електронні компоненти (стабілітрони, транзистори, резистори та ін.), У другому випадку весь блок збирається на одному мікросхемі або компактному блоці компактних радіодеталей, заповнених компаундом.
Розглянута конструкція має найпростіші реле-регулятори, в реальності використовуються більш складні пристрої з різними допоміжними вузлами - управління стартером, запобігання розряду акумулятора через обмотку збудження, корекція режиму роботи в залежності від температури, захист ланцюга, самодіагностика та ін. .На багатьох реле-регуляторах тракторів і вантажних автомобілів також реалізована можливість ручного регулювання напруги стабілізації.Це регулювання здійснюється за допомогою змінного резистора (у вібраційних пристроях - за допомогою пружини) за допомогою важеля або рукоятки, розміщеної поза корпусом.
Регулятори виготовляються у вигляді невеликих блоків, які кріпляться безпосередньо на генераторі або в зручному місці на транспортному засобі.Пристрій можна підключити до ОВГ і / або виходу генератора, або до ділянки бортової мережі, де потрібна стабілізована напруга.У цьому випадку одна клема ОВГ повинна бути підключена до «+» або до «-» бортового джерела живлення.
Реле регулятор напруги для встановлення поза генератором
Питання вибору, діагностики та заміни реле регуляторів напруги
У реле-регуляторах можуть виникати різні несправності, які в більшості випадків проявляються відсутністю струму заряду акумулятора і, навпаки, надмірним струмом заряду акумулятора.Найпростішу перевірку регулятора можна провести за допомогою вольтметра - просто запустіть двигун і дайте йому попрацювати на частоті 10-15 об / хв і з включеними фарами 2500-3000 хвилин.Потім, не знижуючи швидкості і не вимикаючи фари, виміряйте напругу на клемах акумулятора - воно повинно бути 14,1-14,3 вольта (для 24-вольтового в два рази вище).Якщо напруга значно нижче або вище, то це привід перевірити генератор, і якщо він справний, замінити регулятор.
На заміну слід брати реле-регулятор того ж типу і моделі, який був встановлений раніше.Особливо необхідно звернути увагу на порядок підключення регулятора до бортової мережі (до яких клем генератора та інших елементів), а також на напругу і струми живлення.Заміна деталі повинна проводитися згідно з інструкцією, виконувати роботи можна тільки при заглушеному двигуні і знятій клемі з акумулятора.Якщо всі рекомендації дотримані, і регулятор підібраний правильно, то він відразу почне працювати, забезпечуючи нормальну роботу електричної системи.
Час публікації: 13 липня 2023 р