Elektronisk spenningsregulator for det innebygde nettverket til en bil. Innebygde og eksterne relékontrollere. Prinsippet for drift av spenningsregulatoren

Det elektriske nettverket til enhver bil drives av en generator, som drives av motoren ved hjelp av en reimdrift. Omdreiningene endrer seg konstant, fra 900 og slutter med flere tusen, noe som får rotoren til å rotere tilsvarende. For normal drift av alle elektriske apparater og batterilading, må spenningen i ombordnettet være stabil, noe som leveres av reléregulatoren. Siden det er det svakeste leddet i strømforsyningssystemet, må enheten først og fremst sjekkes når den oppdager problemer med batterilading og andre sammenbrudd i bilens elektriske nettverk.

Driftsprinsipp

Spenningsregulatoren til autogeneratoren er utformet for å opprettholde spenningen til ombordnettverket innenfor de nødvendige grensene ved enhver driftsmodus og forskjellig rotasjonshastighet til generatoren, lastendringer og endringer i ekstern temperatur. Den er også i stand til å utføre tilleggsfunksjoner - for å beskytte generatoren mot overbelastning og nøddrift, for automatisk å koble til den innebygde kretsen til eksitasjonsviklingen eller generatorfeilalarmsystemet.

Driften av enhver spenningsregulator er basert på samme prinsipp, og bestemmes av følgende faktorer:

1. Rotorhastighet.
2. Styrken til strømmen som generatoren leverer til lasten.
3. En indikator på den magnetiske fluksen skapt av feltviklingsstrømmen.

Høyere rotorhastighet vil øke generatorspenningen. Veksten av strømmen på feltviklingen gjør den magnetiske fluksen sterkere, og samtidig spenningen. Enhver spenningsregulator stabiliserer den ved å endre eksitasjonsstrømmen. Med en økning eller reduksjon i spenning, reduserer eller øker regulatoren eksitasjonsstrømmen, og regulerer spenningen innenfor de nødvendige grensene.

Selve reléregulatoren er en elektronisk krets med utganger for grafittbørster. Den er installert både i selve generatorhuset, ved siden av børstene og utenfor den, og deretter festes børstene til børsteholderen.

Feilfunksjoner

Oftest svikter reléregulatoren av følgende årsaker:

1. Hvis batteriet er i god stand, er det ingen ladestrøm, og derfor lades det ikke. Dette skjer når ledningene er dårlig koblet til reléterminalene eller når kretsen fra generatoren til batteriet er åpen. Det elimineres ved å feste ledningen i kretsen, kontrollere og justere spenningsregulatoren og reléregulatoren.
2. Utilstrekkelig ladestrøm med et utladet batteri eller et stort med fullt oppladet batteri er forårsaket av brudd på spenningsregulatoren. Elimineres ved å justere enheten eller erstatte den.
3. Brenning og utbrenning av lamper med overdreven varme oppstår når reguleringen av reléregulatoren brytes eller kontaktene er lukket. Det elimineres ved å koble fra og rengjøre de lukkede kontaktene, justere eller bytte ut spenningsregulatoren.
4. Høy utladningsstrøm etter stopp av motoren. Det oppstår når kontaktene til reléregulatoren er lukket (kontakter baker, armaturfjæren bryter) eller den elektriske ledningen er kortsluttet. Den repareres ved å finne og eliminere en kortslutning med batteriet frakoblet, kontrollere og justere strømbegrenseren, åpne og strippe kontaktene, erstatte fjæren med å justere gapet og spenningen.

Hvordan teste reléregulatoren

Sammenbrudd av reléregulatoren manifesteres i en systematisk underlading eller overlading av batteriet. Den enkleste testen av enheten utføres med en tester i modusen til et voltmeter ved en konstant strøm i området fra 0 til 20V. Sondene til enheten med motoren av er koblet til batteriterminalene og registrerer voltmeteravlesningene, som varierer fra batteriets tilstand i området 12-12,8 V.

Etter at motoren er startet og de ser på avlesningene til enheten: spenningen skal øke til 13-13,8 V, avhengig av veivakselhastigheten. En ytterligere økning i turtall bør øke spenningen tilsvarende. Så ved en gjennomsnittlig rotasjonshastighet er den 13,5-14 V, og maksimalt når den 14-14,5 V. Fraværet av en økning i spenningen etter start av motoren indikerer en funksjonsfeil i reléregulatoren.

Det er en mulighet for at batteriet ikke lades av en annen grunn, for eksempel på grunn av en funksjonsfeil i selve generatoren. For å etablere en diagnose fjernes reléregulatoren for en mer nøyaktig kontroll ved hjelp av en tester og en 12-volts lampe. I tillegg trenger du ledninger med terminaler, en strømforsyning eller en lader der du kan justere strømmen.

Etter å ha koblet reléet til kretsen og slått på strømforsyningen, vil lampen lyse opp. Med spenningsregulatoren økes strømmen gradvis og avlesningene til voltmeteret eller skalaen til den tilkoblede testeren overvåkes. Med avlesninger opp til 14,5 V skal lampen være på, og etter overskridelse skal den slukke. Hvis den etter en nedgang under 14,5 lyser opp igjen, fungerer reléregulatoren som den skal. I tilfelle avvik i arbeid i en eller annen retning, vil reléet overlade eller ikke levere den nødvendige strømmen for lading, som er årsaken til utskiftingen.

På lignende måte testes integrerte releer, som populært kalles "sjokolade", som brukes på eldre modeller av husholdningsmaskiner. Kretsen er også koblet til en strømforsyning eller lader gjennom en lyspære som skal slukke når den nødvendige spenningsgrensen er nådd. I dette tilfellet må du være oppmerksom på tilstanden til terminalene, som, når de er forurenset eller oksidert, kan skape ytterligere motstand og, hvis reléet er i god stand, forårsake et spenningstap.

Bytting av dynamoregulatorrelé

Det er nødvendig å bytte relé i følgende tilfeller:

1. Slitasje på børstene, der kontakten med reléregulatoren forsvinner og generatoren ikke fungerer.
2. Et sammenbrudd i kretsløpet til en enhet som forårsaker en spenningsøkning i systemet.
3. Feil på festemidler eller deksel, som kan føre til kortslutning.

Prosessen med å erstatte enheten vurderes på eksemplet med Lada-Kalina-generatoren. Utskifting av regulatorreléet er forbundet med demontering av generatoren, og utføres i følgende rekkefølge:

1. Fjerning av minusterminalen fra generatoren.
2. Demontering av generatoren.

3. Klikk av plastklemmene på generatordekselet og fjern det.

4. Koble fra diodebrokontakten.

5. Skru av mutteren og demontering av bøssingen til kontaktgruppen.

6. Skru ut et par skruer som holder reléregulatoren.

7. Demontering av selve reléet.

8. Montering utføres opp-ned.

Ris. 1. Eksitasjonsstrømkontrollmetoder: G - generator med parallell eksitasjon; W in - eksitasjonsvikling; R d - ekstra motstand; R - ballastmotstand; K - strømbryter (reguleringslegeme) i eksitasjonskretsen; a, b, c, d, e er angitt i teksten.

En moderne bilforbrenningsmotor (ICE) opererer i et bredt hastighetsområde (900: .. 6500 rpm). Følgelig endres også rotorhastigheten til bilgeneratoren, og dermed utgangsspenningen.

Avhengigheten av generatorens utgangsspenning på hastigheten til forbrenningsmotoren er uakseptabel, siden spenningen i kjøretøyets ombordnettverk må være konstant og ikke bare når motorhastigheten endres, men også når laststrømmen endres. Funksjonen til automatisk spenningsregulering i en bilgenerator utføres av en spesiell enhet - bil dynamo spenningsregulator... Dette materialet er viet vurderingen av spenningsregulatorer til moderne bilgeneratorer.

Spenningsregulering i generatorer med elektromagnetisk eksitasjon

Reguleringsmetoder... Hvis hovedmagnetfeltet til generatoren induseres av elektromagnetisk eksitasjon, kan den elektromotoriske kraften E g til generatoren være en funksjon av to variabler: rotorhastigheten n og strømmen I i eksitasjonsviklingen - E g = f ( n, jeg inn).

Det er denne typen eksitasjon som forekommer i alle moderne bilgeneratorer som opererer med en parallell eksitasjonsvikling.

Når generatoren fungerer uten belastning, er spenningen U g lik dens elektromotoriske kraft EMF E g:
U g = E g = SF n (1).

Spenningen U g på generatoren under strøm I n belastning er mindre enn EMF E g med mengden spenningsfall over den interne motstanden r g til generatoren, dvs. det kan vi skrive
E g = U g + I n r g = U g (1 + β) (2).

Verdien β = I n r g / U g kalles belastningsfaktoren.

Fra en sammenligning av formlene 1 og 2, følger det at generatorspenningen
U g = nSF / (1 + β), (3)
hvor C er en konstant designfaktor.

Ligning (3) viser at både ved forskjellige frekvenser (n) for rotasjon av rotoren til generatoren (n = Var) og ved varierende belastning (β = Var), kan konstanten til spenningen U g til generatoren kun oppnås ved en tilsvarende endring i den magnetiske fluksen F.

Den magnetiske fluksen Ф i generatoren med elektromagnetisk eksitasjon dannes av den magnetomotoriske kraften F in = WI i viklingen W i eksitasjonen (W er antall omdreininger til viklingen W in) og kan enkelt styres ved hjelp av strømmen I in eksitasjonsviklingen, dvs Ф = f (I in). Deretter U g \ u003d f 1 som lar deg holde spenningen U g til generatoren innenfor de angitte kontrollgrensene for eventuelle endringer i hastigheten og belastningen ved riktig valg av funksjonen f (I in) regulering.

Den automatiske funksjonen f (I in) regulering i spenningsregulatorer reduseres til en reduksjon i maksimalverdien av strømmen I in i feltviklingen, som oppstår når I in = U g / R w (R w er den aktive motstanden til feltviklingen) og kan reduseres på flere måter ( fig. 1): kopling til viklingen W parallelt (a) eller i serie (b) ekstra motstand R d: kortslutning av eksitasjonsviklingen (c); brudd på magnetiseringsstrømkretsen (d). Strømmen gjennom feltviklingen kan også økes ved å kortslutte serietilleggsmotstanden (b).

Alle disse metodene endrer eksitasjonsstrømmen brått, dvs. intermitterende (diskret) strømregulering finner sted. I prinsippet er analog styring også mulig, der verdien av serietilleggsmotstanden i eksitasjonskretsen endres jevnt (e).

Men i alle tilfeller holdes spenningen Ug til generatoren innenfor de angitte kontrollgrensene ved den tilsvarende automatiske korreksjonen av eksitasjonsstrømverdien.

Diskret - pulsregulering

I moderne bilgeneratorer endres den magnetomotoriske kraften F i eksitasjonsviklingen, og dermed den magnetiske fluksen F, ved et periodisk avbrudd eller brå reduksjon i strømmen I i eksitasjonen med en kontrollert hakkefrekvens, dvs. bruke diskret pulsregulering av driftsspenningen U g til generatoren (tidligere ble analog regulering brukt for eksempel i kullspenningsregulatorer).

Essensen av diskret pulsstyring vil bli tydelig fra vurdering av prinsippet om drift av et generatorsett, bestående av en enkel kontakt-vibrasjonsspenningsregulator og en vekselstrømgenerator (ACG).

Ris. 2. Funksjonelle (a) og elektriske (b) diagrammer av et generatorsett med en vibrasjonsspenningsregulator.

Et funksjonsdiagram av et generatorsett som fungerer sammen med et innebygd lagringsbatteri (ACB) er vist i fig. 2a, og den elektriske kretsen er vist i fig. 26.

Generatoren inkluderer: faseviklinger W f på CT-statoren, roterende rotor R, effektlikretter VP på halvlederdioder VD, eksitasjonsvikling W inn (med aktiv motstand R w). Mekanisk rotasjonsenergi A m = f (n) rotoren til generatoren mottar fra forbrenningsmotoren. Vibrasjonsspenningsregulator RN er laget på et elektromagnetisk relé og inkluderer et bryterelement FE og et måleelement IE.

FE-koblingselementet er en vibrerende elektrisk kontakt K, som lager eller bryter en ekstra motstand Rd, som er koblet i serie med eksitasjonsviklingen W til generatoren. Når koblingselementet utløses (åpning av kontakten K), genereres et signal τRd på utgangen (fig. 2a).

Måleelementet (IE, i fig.2a) er den delen av det elektromagnetiske reléet som implementerer tre funksjoner:

1. sammenligningsfunksjonen (SU) til den mekaniske elastiske kraften F n til returfjæren P med den magnetomotoriske kraften F s = W s I s til reléviklingen S (W s er antall omdreininger til viklingen S, I s er strømmen i reléviklingen), mens resultatet av sammenligningen er generert i gapet med perioden T (T = t p + t s) av ankeroscillasjonene N;
2. funksjonen til følerelementet (SE) i tilbakekoblingskretsen (DSP) til spenningsregulatoren, følerelementet i vibrasjonsregulatorene er viklingen S til det elektromagnetiske reléet koblet direkte til spenningen U g på generatoren og til lagringen batteri (til sistnevnte gjennom tenningsnøkkelen VZ);
3. funksjonen til masteranordningen (ZU), som er implementert ved hjelp av en returfjær P med en elastisk kraft F p og en støttekraft F om.

Driften av spenningsregulatoren med et elektromagnetisk relé kan tydelig forklares ved å bruke hastighetsegenskapene til generatoren (fig. 3 og 4).

Ris. 3. Endring av U g, I c, Rb i tid t: a - avhengighet av strømverdien til generatorens utgangsspenning på tiden t - U g = f (t); b - avhengighet av gjeldende verdi i eksitasjonsviklingen på tid - I c = f (t); c - avhengigheten av den aritmetiske middelverdien til motstanden i eksitasjonskretsen på tiden t - R b = f (t); I er tiden som tilsvarer rotasjonsfrekvensen (n) til generatorrotoren.

Mens spenningen U g på generatoren er lavere enn spenningen U b til lagringsbatteriet (Ug

Med en økning i hastigheten til forbrenningsmotoren øker generatorspenningen og ved å nå en viss verdi U max)> U b) blir den magnetomotoriske kraften F s til reléviklingen større enn kraften F p til returfjæren P , dvs F s = I s W s> F p. Det elektromagnetiske reléet utløses og kontakt K åpner, mens en ekstra motstand er inkludert i feltviklingskretsen.

Allerede før åpningen av kontakten K når strømmen I inn i eksitasjonsviklingen sin maksimale verdi I i max = U g R w> I wb, hvorfra den umiddelbart etter åpning av kontakten K begynner å falle, og tenderer til å dens minste verdi I i min = U g / (R w + R d). Etter fallet i eksitasjonsstrømmen begynner generatorspenningen å synke tilsvarende (U g = f (I in), noe som fører til et fall i strømmen I s = U g / R s i reléviklingen S og kontakt K er igjen åpnes av kraften fra returfjæren P (F p> F s) Ved åpning av kontakten K blir generatorspenningen U g lik minimumsverdien U min, men forblir litt høyere enn batterispenningen (U gmin> U b).

Fra øyeblikket for åpning av kontakten K (n = n min, fig. 3), selv ved en konstant frekvens n for rotasjon av generatorrotoren, går ankeret N til det elektromagnetiske reléet inn i den mekaniske selvoscillasjonsmodusen og kontakten K, vibrerende, starter periodisk, med en viss koblingsfrekvens f til = I / T = I / (tp + ts), lukk deretter, åpne deretter den ekstra motstanden Rd i eksitasjonskretsen til generatoren (grønn linje i seksjonen n) = n cf = const, fig. 3). I dette tilfellet endres motstanden R in i den nåværende eksitasjonskretsen brått fra verdien av Rw til verdien av Rw + Rd.

Siden når spenningsregulatoren er i drift, vibrerer kontakt K med en tilstrekkelig høy frekvens f til kommutering, da R in = R w + τ p hvor τ p er den relative tiden til den åpne tilstanden til kontakt K, som bestemmes av formelen τ p = tp / ( t z + t p), I / (t z + t p) = f k er svitsjefrekvensen. Nå kan gjennomsnittsverdien av eksitasjonsstrømmen, som er etablert for en gitt frekvens f til kommutering, finnes fra uttrykket:

I in cf = U g cf / R c = U c cf / (R w + τ p R d) = U g cf / (R w + R c t r / f k),
hvor R in er den aritmetiske gjennomsnittlige (effektive) verdien av den pulserende motstanden i eksitasjonskretsen, som også øker med en økning i den relative tiden τ p for den åpne tilstanden til kontakten K (grønn linje i fig. 4).

Ris. 4. Generatorhastighetsegenskaper.

Prosesser under veksling med eksitasjonsstrøm

La oss vurdere mer detaljert hva som skjer når du bytter med eksitasjonsstrøm. Når kontakten K er lukket i lang tid, strømmer den maksimale eksitasjonsstrømmen I in = U g / R w gjennom viklingen W i eksitasjonen.

Imidlertid er eksitasjonsviklingen W i generatoren en elektrisk ledende spole med høy induktans og en massiv ferromagnetisk kjerne. Som en konsekvens øker strømmen gjennom feltviklingen etter lukking av kontakten K med retardasjon. Dette er fordi stigningshastigheten til strømmen hindres av hysteresen i kjernen og selvinduksjons-EMF til spolen, som motsetter seg den stigende strømmen.

Når kontakten K åpnes, tenderer eksitasjonsstrømmen til en minimumsverdi, hvis verdi med en langvarig åpen kontakt bestemmes som I in = U g / (R w + R d). Nå faller selvinduksjonens EMF sammen i retning med den avtagende strømmen og forlenger forfallsprosessen noe.

Av det som er sagt følger det at strømmen i eksitasjonsviklingen ikke kan endres øyeblikkelig (brått, som en ekstra motstand R d) verken ved lukking eller ved åpning av magnetiseringskretsen. Dessuten, ved en høy vibrasjonsfrekvens for kontakten K, kan det hende at eksitasjonsstrømmen ikke når sin maksimums- eller minimumsverdi, og nærmer seg gjennomsnittsverdien (fig. 4), siden verdien av tp = τ p / fk øker med økende frekvens f til kobling, og den absolutte tiden t s for den lukkede tilstanden til kontakten K avtar.

Fra en felles betraktning av diagrammene vist i fig. 3 og fig. 4, følger det at gjennomsnittsverdien av eksitasjonsstrømmen (rød linje b i fig. 3 og fig. 4) avtar med økende hastighet n, siden den aritmetiske middelverdien (grønn linje i fig. 3 og fig. 4) til total pulserende i tid, motstand R i eksitasjonskretsen (Ohms lov). I dette tilfellet forblir gjennomsnittsverdien av generatorspenningen (U cf i fig. 3 og fig. 4) uendret, og utgangsspenningen Ug til generatoren pulserer i området fra U maks til U min.

Hvis generatorbelastningen øker, faller den regulerte spenningen U g i utgangspunktet, mens spenningsregulatoren øker strømmen i feltviklingen så mye at generatorspenningen stiger tilbake til sin opprinnelige verdi.

Når altså generatorlaststrømmen endres (β = V ar), fortsetter reguleringsprosessene i spenningsregulatoren på samme måte som når rotorhastigheten endres.

Justerbar spenningsrippel... Ved en konstant frekvens n for rotasjon av rotoren til generatoren og ved dens konstante belastning, induserer driftspulsasjonene til eksitasjonsstrømmen (ΔI in i fig. 46) de tilsvarende (i tid) pulsasjonene til den regulerte spenningen til generatoren.

Amplituden til pulsasjonene ΔU g - 0,5 (U maks - U min) * til spenningsregulatoren U g avhenger ikke av amplituden til tonepulsasjonene ΔI i eksitasjonsviklingen, siden den bestemmes av reguleringsintervallet som er satt ved hjelp av målingen element i regulatoren. Derfor er spenningsrippelen Ug ved alle rotasjonshastigheter til generatorrotoren praktisk talt den samme. Imidlertid bestemmes stignings- og fallhastigheten for spenningen Ug i kontrollintervallet av stignings- og fallhastigheten til eksitasjonsstrømmen og til slutt av rotasjonsfrekvensen (n) til generatorrotoren.

* Det bør bemerkes at rippel 2ΔU g er en uunngåelig og skadelig bivirkning av spenningsregulatoren. I moderne generatorer er de lukket til jord av en shuntkondensator Сш, som er installert mellom den positive terminalen til generatoren og kabinettet (vanligvis Сш = 2,2 μF)

Når belastningen til generatoren og rotasjonsfrekvensen til rotoren ikke endres, er vibrasjonsfrekvensen til kontakten K også uendret (f k = I / (t z + t p) = const). I dette tilfellet pulserer spenningen Ug til generatoren med en amplitude ΔU p = 0,5 (U maks - U min) om gjennomsnittsverdien U jfr.

Når rotorhastigheten endres, for eksempel i retning av å øke eller når generatorbelastningen avtar, blir tiden t s for lukket tilstand mindre enn tiden t p for åpen tilstand (t s

Med en reduksjon i generatorens rotorfrekvens (n ​​↓), eller med en økning i belastningen (β), vil gjennomsnittsverdien av eksitasjonsstrømmen og dens krusning øke. Men generatorspenningen vil fortsatt svinge med en amplitude ΔU g rundt en konstant verdi U g jfr.

Konstansen til den gjennomsnittlige spenningsverdien Ug til generatoren forklares av det faktum at den ikke bestemmes av driftsmodusen til generatoren, men av designparametrene til det elektromagnetiske reléet: antall omdreininger W s av reléviklingen S, dens motstand R s, størrelsen på luftgapet σ mellom ankeret N og åket M, samt kraften F p til returfjæren P, dvs. verdien U cf er en funksjon av fire variabler: U cf = f (W s, R s, σ, F p).

Det elektromagnetiske reléet, ved å bøye støtten til returfjæren P, justeres til verdien U cf slik at ved den nedre rotorhastigheten (n = n min - Fig. 3 og Fig. 4), vil kontakten K begynne å åpne seg , og eksitasjonsstrømmen vil ha tid til å nå sin maksimale verdi I in = U g / R w. Da er pulsasjonene ΔI in og tiden t z, lukket tilstand maksimale. Dette setter nedre grense for driftsområdet til kontrolleren (n = n min). Ved middels rotorhastigheter er tiden t s tilnærmet lik tiden t p, og eksitasjonsstrømmens rippel blir nesten to ganger mindre. Ved en rotasjonshastighet n nær maksimum (n = n max - fig. 3 og fig. 4), er gjennomsnittsverdien av strømmen I in og dens krusning ΔI in minimal. Ved n maks bryter selvsvingningene til regulatoren sammen og spenningen U g til generatoren begynner å øke proporsjonalt med rotorhastigheten. Den øvre grensen for driftsområdet til regulatoren er satt av verdien av den ekstra motstanden (ved en viss verdi av motstanden R w).

konklusjoner... Ovenstående om diskret pulsregulering kan oppsummeres som følger: etter start av forbrenningsmotoren (ICE), med en økning i hastigheten, kommer det et øyeblikk når generatorspenningen når den øvre reguleringsgrensen (Ug = U max) . I dette øyeblikket (n = n min) i spenningsregulatoren åpnes FE-svitsjeelementet og motstanden i eksitasjonskretsen øker brått. Dette fører til en reduksjon i eksitasjonsstrømmen og, som en konsekvens, til et tilsvarende fall i spenningen Ug til generatoren. Et spenningsfall U g under minimumsreguleringsgrensen (U g = U min) fører til omvendt lukking av FE-koblingselementet og magnetiseringsstrømmen begynner å øke igjen. Videre, fra dette øyeblikket, går spenningsregulatoren inn i selvsvingningsmodus, og prosessen med å bytte strømmen i eksitasjonsviklingen til generatoren gjentas periodisk, selv ved en konstant rotasjonshastighet til generatorrotoren (n = const).

Med en ytterligere økning i rotasjonsfrekvensen n, i forhold til den, begynner tiden ts for den lukkede tilstanden til FE-svitsjeelementet å avta, noe som fører til en jevn reduksjon (i samsvar med en økning i frekvensen n) av gjennomsnittsverdien av eksitasjonsstrømmen (rød linje i fig. 3 og fig. 4) og amplituden ΔI i dens pulsering. På grunn av dette begynner spenningen Ug til generatoren også å pulsere, men med en konstant amplitude ΔU g om gjennomsnittsverdien (Ug = U cf) med en tilstrekkelig høy svingningsfrekvens.

De samme prosessene med svitsjstrøm I inn og spenningsrippel U g vil også finne sted når generatorlaststrømmen endres (se formel 3).

I begge tilfeller forblir den gjennomsnittlige spenningsverdien U g til generatoren uendret over hele driftsområdet til spenningsregulatoren ved frekvens n (U g av = const, fra n min til n maks) og når laststrømmen til generatoren endres fra I g = 0 til I g = maks ...

Dette er hovedprinsippet for å regulere spenningen til generatoren ved hjelp av en intermitterende endring i strømmen i eksitasjonsviklingen.

Elektroniske spenningsregulatorer for bilgeneratorer

Den ovenfor betraktede vibrasjonsspenningsregulatoren (VRR) med et elektromagnetisk relé (EM-relé) har en rekke betydelige ulemper:

1. hvordan den mekaniske BPH vibratoren er upålitelig;
2. kontakt K i EM-reléet brenner ut, noe som gjør regulatoren kortvarig;
3. BPH-parametere avhenger av temperatur (gjennomsnittsverdien U cf for driftsspenningen U g til generatoren er flytende);
4. VRN kan ikke fungere i modusen for fullstendig de-energization av eksitasjonsviklingen, noe som gjør den lavfølsom for endringer i generatorens utgangsspenning (høyspenningsrippel U g) og begrenser den øvre grensen til spenningsregulatoren;
5. elektromekanisk kontakt K til det elektromagnetiske reléet begrenser verdien av den maksimale eksitasjonsstrømmen til verdier på 2 ... 3 A, som ikke tillater bruk av vibrasjonsregulatorer på moderne kraftige dynamoer.

Med ankomsten av halvlederenheter ble kontakten K til EM-reléet mulig for å erstatte emitter-kollektorkrysset til en kraftig transistor med dens kontroll på basen med den samme kontakten K til EM-reléet.

Slik dukket de første kontakopp. Deretter ble funksjonene til et elektromagnetisk relé (SU, CE, UE) fullt implementert ved bruk av lavnivå (lavstrøm) elektroniske kretser basert på halvlederenheter. Dette gjorde det mulig å produsere rent elektroniske (halvleder) spenningsregulatorer.

Et trekk ved driften av den elektroniske regulatoren (ERN) er at den ikke har en ekstra motstand R d, dvs. i eksitasjonskretsen realiseres en nesten fullstendig avslåing av strømmen i eksitasjonsviklingen til generatoren, siden bryterelementet (transistoren) i lukket (åpen) tilstand har en tilstrekkelig høy motstand. Dette gjør det mulig å kontrollere en høyere feltstrøm og en høyere koblingshastighet. Med en slik diskret pulsstyring har eksitasjonsstrømmen en pulsert karakter, som gjør det mulig å kontrollere både frekvensen til strømpulsene og deres varighet. Imidlertid forblir hovedfunksjonen til NER (opprettholde konstantheten til spenningen Ug ved n = Var og ved β = Var) den samme som i VRN.

Med utviklingen av mikroelektronisk teknologi begynte spenningsregulatorer først å bli produsert i en hybriddesign, der halvlederenheter med åpen ramme og monterte miniatyrradioelementer ble inkludert i den elektroniske kretsen til regulatoren sammen med tykkfilms mikroelektroniske motstandselementer. Dette gjorde det mulig å redusere vekten og dimensjonene til spenningsregulatoren betydelig.

Et eksempel på en slik elektronisk spenningsregulator er Y-112A hybrid-integrert regulator, som er installert på moderne husholdningsgeneratorer.

Regulator I-112A(se diagrammet i fig. 5) er en typisk representant for kretsløsningen av problemet med diskret pulsregulering av spenningen Ug til generatoren ved strøm I i eksitasjonen. Men i design og teknologisk ytelse har de for tiden produserte elektroniske spenningsregulatorene betydelige forskjeller.

Ris. 5. Skjematisk diagram av Y-112A spenningsregulator: R1 ... R6 - tykkfilmsmotstander: C1, C2 - monterte miniatyrkondensatorer; V1 ... V6 - uemballerte halvlederdioder og transistorer.

Når det gjelder ytelsen til Ya-112A-regulatoren, er alle halvlederdiodene og triodene pakket ut og montert ved hjelp av hybridteknologi på et vanlig keramisk underlag sammen med passive tykkfilmselementer. Hele regulatorblokken er forseglet.

Ya-112A-regulatoren, som den ovenfor beskrevne vibrasjonsspenningsregulatoren, fungerer i en intermitterende (nøkkel) modus når eksitasjonsstrømkontrollen ikke er analog, men diskret puls.

Prinsippet for drift av Y-112A spenningsregulator for bilgeneratorer

Så lenge spenningen Ug til generatoren ikke overstiger den forhåndsbestemte verdien, er utgangstrinnet V4-V5 i en konstant åpen tilstand og strømmen I i eksitasjonsviklingen avhenger direkte av spenningen Ug til generatoren (seksjon 0 -n i fig. 3 og fig. 4). Når generatorhastigheten øker eller belastningen avtar, blir Ug høyere enn responsterskelen til den sensitive inngangskretsen (V1, R1-R2), zenerdioden bryter gjennom og gjennom forsterkertransistoren V2 lukkes utgangstrinnet V4-V5. I dette tilfellet slås strømmen I inn i eksitasjonsspolen av til U g igjen blir mindre enn den innstilte verdien U min. Under drift av regulatoren flyter således eksitasjonsstrømmen gjennom eksitasjonsviklingen intermitterende, varierende fra I in = 0 til I in = I maks. Når eksitasjonsstrømmen avbrytes, faller ikke generatorspenningen umiddelbart, siden tregheten til rotorens demagnetisering finner sted. Den kan til og med øke litt med en øyeblikkelig reduksjon i generatorlaststrømmen. Tregheten til de magnetiske prosessene i rotoren og EMF av selvinduksjon i eksitasjonsviklingen utelukker en brå endring i generatorspenningen både når eksitasjonsstrømmen er slått på og når den er slått av. Dermed forblir sagtannspenningsrippelen U g til generatoren med elektronisk regulering.

Logikken for å konstruere et skjematisk diagram av en elektronisk kontroller er som følger. V1 - zenerdiode med deler R1, R2 danner en inngangsstrømavskjæringskrets I ved U g> 14,5 V; transistor V2 styrer utgangstrinnet; V3 - blokkeringsdiode ved inngangen til utgangstrinnet; V4, V5 - kraftige transistorer av utgangstrinnet (sammensatt transistor) koblet i serie med eksitasjonsviklingen (svitsjeelement FE for strøm I inn); V6 shuntdiode for å begrense EMF til feltviklingens selvinduksjon; R4, C1, R3 en tilbakemeldingssløyfe som akselererer prosessen med å kutte av strømmen I i eksitasjonen.

En enda mer avansert spenningsregulator er en integrert elektronisk regulator. Dette er et design der alle komponentene, bortsett fra det kraftige utgangstrinnet (vanligvis en sammensatt transistor), er implementert ved hjelp av tynnfilm mikroelektronisk teknologi. Disse regulatorene er så små at de praktisk talt ikke tar plass og kan monteres direkte på generatorhuset i børsteholderen.

Et eksempel på IRN-designet er BOSCH-EL14V4C-regulatoren, som er installert på dynamoer med en effekt på opptil 1 kW (fig. 6).

Generatorspenningsregulatorreléet er en integrert del av det elektriske systemet til enhver bil. Med dens hjelp opprettholdes spenningen i et visst verdiområde. I denne artikkelen vil du lære om hvilke regulatordesigner som eksisterer for øyeblikket, inkludert mekanismer som ikke har vært brukt på lenge.

Grunnleggende automatiske reguleringsprosesser

Det spiller ingen rolle hvilken type generatorsett som brukes i kjøretøyet. I alle fall har den en regulator i designet. Det automatiske spenningsreguleringssystemet lar deg opprettholde en viss verdi av parameteren, uavhengig av frekvensen som generatorrotoren roterer med. Figuren viser generatorens spenningsregulatorrelé, dets diagram og utseende.

Ved å analysere det fysiske grunnlaget som et generatorsett opererer med, kan det konkluderes med at utgangsspenningen øker når rotorhastigheten blir høyere. Det kan også konkluderes med at spenningsreguleringen utføres ved å redusere strømmen som tilføres rotorviklingen når rotasjonshastigheten økes.

Hva er en generator

Enhver bilgenerator består av flere deler:

1. En rotor med en feltvikling, rundt hvilken det dannes et elektromagnetisk felt under drift.

2. En stator med tre viklinger koblet i henhold til "stjerne" -skjemaet (vekselspenning fjernes fra dem i området fra 12 til 30 volt).

3. I tillegg inkluderer designet en trefase likeretter, bestående av seks halvlederdioder. Det er verdt å merke seg at spenningsregulatorreléet for VAZ 2107-generatoren i injeksjonssystemet) er det samme.

Men generatoren vil ikke kunne fungere uten en spenningsregulator. Årsaken til dette er spenningsendringen i et veldig bredt område. Derfor er det nødvendig å bruke et automatisk kontrollsystem. Den består av en sammenligningsenhet, en kontroll, en leder, en master og en spesiell sensor. Hovedelementet er reguleringsorganet. Det kan være både elektrisk og mekanisk.

Generatordrift

Når rotoren begynner å rotere, vises noe spenning ved utgangen til generatoren. Og den mates til eksitasjonsviklingen ved hjelp av en regulator. Det er også verdt å merke seg at generatorsettets utgang er direkte koblet til batteriet. Derfor er spenningen konstant tilstede på eksitasjonsviklingen. Når rotorhastigheten øker, begynner spenningen ved utgangen av generatorsettet å endre seg. Spenningsregulatorreléet til Valeo-generatoren eller en annen produsent er koblet til generatorutgangen.

I dette tilfellet fanger sensoren endringen, sender et signal til komparatoren, som analyserer den og sammenligner den med en gitt parameter. Videre går signalet til kontrollenheten, hvorfra det mates til reguleringslegemet, som er i stand til å redusere verdien av strømmen som tilføres rotorviklingen. Som et resultat reduseres spenningen ved utgangen til generatorsettet. Tilsvarende økes parameteren ovenfor i tilfelle en reduksjon i rotorhastigheten.

To-nivå regulatorer

Det to-nivås automatiske kontrollsystemet består av en generator, et likeretterelement og et akkumulatorbatteri. Den er basert på en elektrisk magnet, viklingen er koblet til sensoren. Driverne i denne typen mekanismer er veldig enkle. Dette er vanlige fjærer. En liten spak brukes som en sammenligningsenhet. Den er mobil og gjør pendling. Kontaktgruppen er den utøvende enheten. Regulatoren er en konstant motstand. Et slikt generatorspenningsregulatorrelé, hvis diagram er gitt i artikkelen, brukes veldig ofte i teknologi, selv om det er moralsk foreldet.

To-trinns regulatordrift

Når generatoren er i drift, vises en spenning ved utgangen, som tilføres viklingen til det elektromagnetiske reléet. I dette tilfellet oppstår et magnetfelt, med dens hjelp tiltrekkes spaken. Sistnevnte påvirkes av en fjær, den brukes som en sammenligningsenhet. Hvis spenningen blir høyere enn den burde være, åpnes kontaktene til det elektromagnetiske reléet. I dette tilfellet er en konstant motstand inkludert i kretsen. En lavere strøm tilføres feltviklingen. Spenningsregulatorreléet til VAZ 21099-generatoren og andre biler av innenlandsk og utenlandsk produksjon fungerer i henhold til et lignende prinsipp. Hvis spenningen ved utgangen synker, er kontaktene lukket, mens strømstyrken endres oppover.

Elektronisk regulator

To-nivå mekaniske spenningsregulatorer har en stor ulempe - overdreven slitasje på elementene. Av denne grunn, i stedet for et elektromagnetisk relé, begynte de å bruke halvlederelementer som opererer i en nøkkelmodus. Driftsprinsippet er det samme, bare mekaniske elementer erstattes av elektroniske. Det følsomme elementet er laget på som består av permanente motstander. En Zener-diode brukes som en master.

Den moderne reléspenningsregulatoren til VAZ 21099-generatoren er en mer avansert enhet, pålitelig og holdbar. Den utøvende delen av kontrollenheten fungerer på transistorene. Når spenningen ved generatorutgangen endres, lukker eller åpner den elektroniske nøkkelen kretsen, koble til en ekstra motstand om nødvendig. Det er verdt å merke seg at to-nivåregulatorene er ufullkomne enheter. Det er bedre å bruke mer moderne design i stedet.

Tre-nivå reguleringssystem

Kvaliteten på reguleringen av slike strukturer er mye høyere enn de som ble vurdert tidligere. Tidligere ble mekaniske design brukt, men berøringsfrie enheter er mer vanlig i dag. Alle elementene som brukes i dette systemet er de samme som de som er diskutert ovenfor. Men operasjonsprinsippet er litt annerledes. Først tilføres spenning ved hjelp av en deler til en spesiell krets der informasjon behandles. Installering av et slikt generatorspenningsregulatorrelé (Ford Sierra kan også utstyres med lignende utstyr) er tillatt på enhver bil, hvis du kjenner enheten og koblingsskjemaet.

Her sammenlignes den faktiske verdien med minimums- og maksimumsverdiene. Hvis spenningen avviker fra verdien som er satt, vises et visst signal. Det kalles mismatch-signalet. Med dens hjelp reguleres strømmen som strømmer til eksitasjonsviklingen. Forskjellen fra et to-nivå system er at det er flere ekstra motstander.

Moderne spenningsreguleringssystemer

Hvis reléspenningsregulatoren til generatoren til den kinesiske scooteren er to-nivå, brukes mer avanserte enheter på dyre biler. Flernivåkontrollsystemer kan inneholde 3, 4, 5 eller flere ekstra motstander. Det finnes også automatiske kontrollsporingssystemer. I noen design er det mulig å unnlate bruken av ekstra motstander.

I stedet øker driftsfrekvensen til den elektroniske nøkkelen. Det er rett og slett umulig å bruke kretser med elektromagnetisk relé i servokontrollsystemer. En av de siste utviklingene er et flernivåkontrollsystem som bruker frekvensmodulasjon. I slike design er det nødvendig med ytterligere motstander, som tjener til å kontrollere de logiske elementene.

Hvordan fjerne reléregulatoren

Det er ganske enkelt å fjerne generatorens spenningsregulatorrelé ("Lanos" eller den innenlandske "ni" du har - det er ikke viktig). Det er verdt å merke seg at når du bytter ut spenningsregulatoren, trenger du bare ett verktøy - en flat eller Phillips skrutrekker. Det er ikke nødvendig å fjerne generatoren eller beltet og dens drift. De fleste enhetene er plassert på bakdekselet til generatoren, og er kombinert til en enkelt enhet med en børstemekanisme. De vanligste sammenbruddene forekommer i flere tilfeller.

Først når grafittbørstene er helt slettet. For det andre, ved sammenbrudd av et halvlederelement. Hvordan kontrollere regulatoren vil bli beskrevet nedenfor. Når du fjerner, må du koble fra batteriet. Koble fra ledningen som kobler spenningsregulatoren til generatorutgangen. Ved å skru ut begge festeboltene kan du trekke ut enhetens kropp. Men spenningsregulatorreléet har en utdatert design - det er montert i motorrommet, separat fra børsteenheten.

Enhetssjekk

Reléspenningsregulatoren til VAZ 2106-generatoren er kontrollert, "kopek", utenlandske biler er de samme. Når de er fjernet, se på børstene - de skal være over 5 millimeter lange. I tilfelle denne parameteren er annerledes, må du bytte ut enheten. For å utføre diagnostikk kreves en konstant spenningskilde. Det er ønskelig å kunne endre utgangskarakteristikken. Et batteri og et par AA-batterier kan brukes som strømkilde. Du trenger også en lampe, den må fungere fra 12 volt. Et voltmeter kan brukes i stedet. Koble pluss fra strømforsyningen til spenningsregulatorkontakten.

Koble derfor den negative kontakten til enhetens felles plate. Koble til en lyspære eller voltmeter med børster. I denne tilstanden må det være spenning mellom børstene hvis 12-13 volt tilføres inngangen. Men hvis du bruker mer enn 15 volt på inngangen, skal det ikke være spenning mellom børstene. Dette er et tegn på at enheten fungerer som den skal. Og det spiller ingen rolle i det hele tatt om spenningsregulatorreléet til VAZ 2107-generatoren eller en annen bil er diagnostisert. Hvis kontrollampen lyser ved en hvilken som helst spenningsverdi eller ikke lyser i det hele tatt, er det en funksjonsfeil på enheten.

konklusjoner

I det elektriske systemet til en bil spiller spenningsregulatorreléet til Bosch-generatoren (som faktisk fra ethvert annet selskap) en veldig viktig rolle. Overvåk tilstanden så ofte som mulig, sjekk for skader og defekter. Tilfeller av feil på en slik enhet er ikke uvanlig. Dette vil i beste fall tappe batteriet. Og i verste fall kan forsyningsspenningen i ombordnettet øke. Dette vil føre til svikt for de fleste strømforbrukerne. I tillegg kan selve generatoren bli skadet. Og reparasjonen vil koste en ryddig sum, og hvis du tenker på at batteriet vil svikte veldig raskt, er kostnadene helt kosmiske. Det er også verdt å merke seg at Bosch generatorspenningsregulatorrelé er en av lederne innen salg. Den har høy pålitelighet og holdbarhet, og egenskapene er så stabile som mulig.

Svikt i regulatorreléet er den vanligste årsaken til funksjonsfeil i bilgeneratorer. Det er derfor, med å sjekke regulatoren, begynner de vanligvis å overvåke ytelsen til generatorenhetene.

I de fleste tilfeller kan du gjøre det selv, selv uten å fjerne det.

Prinsippet for drift av generatorens spenningsregulator

Generatoren er en av de mest konservative delene av en bil. Kretsen utviklet på midten av 60-tallet har holdt seg praktisk talt uendret frem til i dag, med unntak av elementbasen.

Opplegg

Generelt sett kan diagrammet til en bilgenerator avbildes som følger:

Den inneholder følgende hovednoder:

• likeretterbro 5 og 6;
• likeretterbro for strømforsyningen til reléregulatoren 7;
• feltviklingsbørster 10;
• eksitasjonsvikling (armatur) 9;
• statorvikling 8;
• indikatorlampe 4;
• oppladbart batteri 3;
• kontaktgruppe til tenningslåsen 1;
• kondensator 2 (finnes kanskje ikke).

Det generelle prinsippet for drift av generatorer ble oppfunnet av den geniale Tesla. Likestrøm gjennom feltviklingen induserer et magnetfelt. Under rotasjonen av eksitasjonsspolen (armaturen) inne i statorviklingen, genereres en vekselspenning i sistnevnte.

Denne spenningen omdannes til en konstant likeretter laget på diodebroen 5 og 6. Likerettet spenning.

Jo høyere strømmen er i feltviklingen, desto høyere vil generatorspenningen være.

Hva er funksjonen til reléregulatoren? Det er egentlig en tilbakemeldingsforsterker. Det vil si at så snart spenningen stiger, reduserer kretsen strømmen gjennom feltviklingen.

Følgelig synker generatorspenningen. Deretter øker viklingsstrømmen, generatorspenningen øker. Og så videre i det uendelige. Til syvende og sist vil generatorspenningen stabilisere seg på et visst nivå. Hele denne stabiliseringsprosessen tar et brøkdel av et sekund.

Visninger

Relé-regulatorer klassifisere etter elementbase for utførelse:

• relé;
• transistor relé;
• transistor (i biler opp til 90-tallet);
• integrert (i moderne biler);
• mikroprosessorbasert med programmert kontroll (Audi, BMW).

Av design:

• ekstern, festet på kroppselementer;
• innebygd;
• innebygd, kombinert med børster.

I moderne biler brukes enheter kombinert med børster oftest. Dette har sin ulempe: når børstene slites ut, må reléregulatoren skiftes. Motsatt kan svikt i regulatorreléet føre til utskifting av friske børster.

Noen spesialister endrer bare børstene som er plassert i forbindelse med reléregulatoren. Dette er ikke det beste alternativet av pålitelighetsgrunner, spesielt siden kostnadene for reléregulatorer til vanlige biler ikke er så høye og kan til og med være lavere enn kostnadene for å erstatte børster.

Mulige årsaker til feilen

Følgende anses som hovedårsakene til funksjonsfeil i spenningsregulatorreléene til generatorer:

• sving-til-sving-lukking av eksitasjonsviklingen. Den farligste årsaken til feilen. Etter utskifting av reléregulatoren fungerer generatoren i en viss tid uten problemer. Men regulatoren jobber med økte strømmer og brenner ut igjen etter et par måneder. I dette tilfellet er det nødvendig å fjerne generatoren og ta den til testing;
• feil på likeretterbroen (sammenbrudd av dioder). Mindre farlig, jo mer denne feilen får generatoren til å overopphetes, og diodene endres først;
• polaritetsreversering eller reversering av batteripolene. I dette tilfellet svikter også likeretterdiodene;
• ødeleggelse av børster;
• kortslutning ved kontrollutgangen til reléregulatoren;
• naturlig slitasje.

Konsekvensene av en defekt reléregulator kan være betydelig:

• den økte spenningen til generatoren kan føre til svikt i de elektroniske enhetene til bilen, derfor er det umulig med motoren i gang;
• intern kortslutning av reléregulatoren fører til overoppheting av eksitasjonsviklingen og til slutt dyrere reparasjoner;
• ødeleggelse av børstene til reléregulatoren kan forårsake permanent skade på generatoren, dens fastkjøring, reimbrudd og mer alvorlige konsekvenser.

De viktigste symptomene på funksjonsfeil

Det aller første tegnet på en funksjonsfeil er fraværet av en kontrollampe (indikator) på dashbordet når tenningen er slått på.

I eldre biler, hvor batteriladekretsen er lik den som er vist i den første figuren, er det for tidlig for bilistene å få panikk. Kanskje det bare er en lyspære som er utbrent eller kontakten er brutt, og disse tilfellene er ganske vanlige. Bileiere fjerner generatoren, tar den til testing, men forgjeves.

Det andre symptomet er at "batteri"-indikatoren ikke slukkes etter start av motoren. Dette indikerer allerede et brudd på ladeprosessen og en mulig funksjonsfeil på generatoren.

Et annet tegn på funksjonsfeil er at lysstyrken til fjernlyset avhenger av motorhastigheten. Denne kontrollen anbefales forresten å utføres regelmessig. For å gjøre dette er det nødvendig om natten å stoppe på et ubebodd sted foran en bygning og slå på en nøytral bil ved å slå på fjernlyset. En endring i lysstyrken indikerer mulige problemer med ladesystemet.

Lukten av en brent vikling i kupeen er også et tegn på at generatoren ikke fungerer, men du kjenner den kanskje ikke.

Hvordan sjekke generatorreléregulatoren uavhengig med et multimeter eller en lampe

Ved mistanke om funksjonsfeil i batteriladesystemet, bør testen begynne med å overvåke spenningen på batteriet med motoren i gang. Den skal være i området 13,3 - 14,5 volt. En spenning på mer enn 15 volt er et sikkert tegn på feil i reléregulatoren.

Video - hvordan tester du en reléregulator uten regulert strømforsyning:

Noen ganger er det en annen til å kontrollere turtelleren. Ring kontrollledningen til jord. Motstand under 10 ohm vil også indikere en funksjonsfeil på reléregulatoren.

Følgende kontroller bør utføres på reléregulatoren som er fjernet fra generatoren. I de fleste tilfeller kan og bør dette gjøres uten å demontere generatoren. Regulatorreléet er vanligvis festet til generatoren med to til tre bolter eller skruer.

Etter det må du sette sammen en enkel krets.

eller en annen versjon av den

Som lyspære kan du ta en vanlig salonglampe. Gløden vil indikere brukbarheten til reléregulatoren. På det fjernede reléet bør du også sjekke tilstanden til børstene.

På Internett kan du finne testkretser for nesten alle typer generatorspenningsregulatorrelé.

I tilfelle testresultatene er negative, bør regulatoren byttes. Vanligvis overstiger kostnaden ikke 2000 rubler for vanlige merker.

Ved den minste mistanke om funksjonsfeil i batteriladesystemet (endring i lysstyrken til lampene, blinking av indikatorlampen, problemer med å starte motoren, overoppheting av enheten, etc.), bør du umiddelbart sjekke generatorens ytelse, spesielt i den kalde årstiden.

Følg disse enkle reglene for at generatoren skal vare lenger:

• ikke tillat overdreven forurensning av generatoren (den har teknologiske hull for ventilasjon, smuss kan komme dit), rengjør overflaten;
• sjekk beltespenningen med jevne mellomrom;
• overvåk tilstanden til statorviklingene, dette kan gjøres gjennom de teknologiske hullene, de skal ikke mørknes;
• dårlig kontakt med kontrollledningen kan føre til svikt i reléregulatoren;
• For å forhindre overlading av batteriet og skade på bilens elektroniske systemer, kontroller med jevne mellomrom spenningen på batteriet med motoren i gang (ladespenning).

Og la generatoren din vare lenger!

Video - hvordan sjekke spenningsregulatoren til VALEO-generatoren i Renault-biler:

Kan være av interesse for:

Unik Automotive Scanner Scan Tool Pro

Regulatorer opprettholder generatorspenningen innenfor visse grenser for optimal drift av elektriske apparater inkludert i kjøretøyets ombordnettverk. Alle spenningsregulatorer har måleelementer som er spenningssensorer, og aktuatorer som regulerer det.

På moderne biler brukes halvlederkontaktløse elektroniske regulatorer, som som regel er innebygd i generatoren og kombinert med børsteenheten. De endrer eksitasjonsstrømmen ved å endre tidspunktet når rotorviklingen slås på til forsyningsnettet. Disse regulatorene er ikke utsatt for feiljustering og krever ikke noe vedlikehold, bortsett fra å kontrollere påliteligheten til kontaktene.

Spenningsregulatorer har egenskapen til termisk kompensasjon - endringer i spenningen som tilføres batteriet, avhengig av lufttemperaturen i motorrommet for optimal batterilading. Jo lavere lufttemperatur, jo mer spenning må tilføres batteriet og omvendt. Verdien av termisk kompensasjon når opptil 0,01 V per 1 ° C.

Prinsippet for drift av spenningsregulatoren

Spenningen til en generator uten regulator avhenger av rotasjonsfrekvensen til rotoren, den magnetiske fluksen skapt av eksitasjonsviklingen, og følgelig av styrken til strømmen i denne viklingen og mengden strøm gitt av generatoren til forbrukere. Jo høyere rotasjonsfrekvens og styrken til eksitasjonsstrømmen, jo høyere spenningen til generatoren, jo høyere styrken på strømmen til lasten, jo lavere er denne spenningen.

Spenningsregulatorens funksjon er å stabilisere spenningen når hastighet og belastning endres ved å virke på eksitasjonsstrømmen. Elektroniske kontrollere endrer eksitasjonsstrømmen ved å slå magnetiseringsviklingen av og på fra forsyningsnettverket, mens den relative varigheten av innkoblingstiden for magnetiseringsviklingen endres. Hvis det for å stabilisere spenningen er nødvendig å redusere eksitasjonsstrømmen, reduseres tiden for å slå på eksitasjonsviklingen, hvis det er nødvendig å øke den, øker den.

Det er praktisk å demonstrere prinsippet for drift av den elektroniske regulatoren på et ganske enkelt diagram av EE 14V3-typeregulatoren fra Bosch, vist i fig. 5.6:

Spenningssensoren er en Zener-diode VD2. Når den spesifiserte spenningsverdien er nådd, "bryter Zener-dioden gjennom" og strømmen begynner å strømme gjennom den. Spenningen til Zener-dioden VD2 tilføres fra utgangen til generatoren "D +" gjennom en spenningsdeler over motstandene R1 (R3 og dioden VD1, som utfører temperaturkompensasjon. Når spenningen er lav, vil ikke zenerdioden passere elektrisk strøm og gjennom HL-lampen, går strømmen til eksitasjonsviklingen til generatoren Når spenningen når sin maksimale verdi bryter zenerdioden gjennom og den elektroniske enheten slutter å levere strøm til eksitasjonsviklingen (fig.5.7).

Fra fig. 5.6, rollen til HL-lampen for å overvåke driftstilstanden til generatorsettet er tydelig synlig (ladekontrolllampe på kjøretøyets dashbord). Når kjøretøyets motor er av, vil lukking av SA-tenningsbryterens kontakter tillate strøm fra GA-batteriet å strømme gjennom denne lampen til generatorfeltviklingen. Dette sikrer den første eksiteringen av generatoren. Samtidig er lampen på, og signaliserer at det ikke er brudd i feltviklingskretsen. Etter å ha startet motoren vises nesten samme spenning på generatorterminalene "D +" og "B +", og lampen slukker. Hvis generatoren ikke utvikler spenning når bilmotoren går, fortsetter HL-lampen å brenne i denne modusen, som er et signal om en generatorfeil eller en ødelagt drivreim. Tillegget av en motstand R til generatorsettet forbedrer HL-lampens diagnostiske evner. I nærvær av denne motstanden, i tilfelle en åpen krets i feltviklingen mens bilmotoren går, lyser HL-lampen.

For tiden går flere og flere selskaper over til produksjon av generatorsett uten en ekstra feltviklingslikeretter. I dette tilfellet settes utgangen fra generatorfasen inn i regulatoren. Når bilmotoren er av, er spenningen ved utgangen av generatorfasen fraværende, og spenningsregulatoren går i dette tilfellet inn i en modus som forhindrer at batteriet lades ut til feltviklingen. For eksempel, når tenningsbryteren er slått på, overfører regulatorkretsen sin utgangstransistor til en oscillerende modus, der strømmen i eksitasjonsviklingen er liten og utgjør en brøkdel av en ampere. Etter å ha startet motoren, setter signalet fra generatorens faseutgang regulatorkretsen i normal drift. I dette tilfellet styrer regulatorkretsen også lampen for å overvåke driftstilstanden til generatorsettet.