Реле регулятор напряжения генератора принцип работы

Содержание статьи

• Реле-регулятор напряжения генератора: схема, принцип
• Как проверить регулятор напряжения от генератора
• Как проверить пригодность генератора ВАЗ 2107

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.

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

Назначение и устройство реле-регулятора

Данное устройство является трехэлементным, состоящим из трех независимых автоматов. Это реле обратного тока, ограничитель тока и регулятор напряжения. Эти составные части смонтированы на общем основании и закрываются общей крышкой. Для подключения проводов на основании установлены три клеммы.

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

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

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

Использование ограничителя тока

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

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

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

Реле регулятор выпрямитель напряжения

Введение

Цель – изучение конструкции и диагностических параметров регуляторов напряжения.

1. Рассмотреть конструкции регуляторов напряжения.

2. Изучить порядок подключения генератора и регулятора напряжения к установке.

3. Снять диагностические параметры регулятора напряжения согласно порядку выполнения лабораторной работы.

4. Дать оценку полученным результатам.

5. Составить отчет о проделанной работе.

Теория

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)

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома — страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 8623 — | 7077 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно