Новостройки

Релейный регулятор напряжения. Реле регулятор напряжения

Реле -регуляторы напряжения широко используются в системе электрооборудования автомобилей. Его основной функцией является поддержание нормального значения напряжения при изменяющихся режимах работы генератора, электрических нагрузках и температуре. Дополнительно схема реле регулятора напряжения обеспечивает защиту элементов генератора при аварийных режимах и перегрузках. С ее помощью происходит автоматическое включение силовой цепи генератора в бортовую сеть.

Принцип работы реле -регулятора

Конструкции регуляторов могут быть бесконтактными транзисторными, контактно-транзисторными и вибрационными. Последние как раз и являются реле -регуляторами. Несмотря на разнообразие моделей и конструкций, у этих приборов имеется единый принцип работы.

Значение напряжения генератора может изменяться в зависимости от того, с какой частотой вращается его ротор, какова сила нагрузочного тока и магнитного потока, который создает обмотка возбуждения. Поэтому в реле содержатся чувствительные элементы различного назначения. Они предназначены для восприятия и сравнивания напряжения с эталоном. Кроме того, выполняется регулирующая функция по изменению силы тока в обмотке возбуждения, если напряжение не совпадает с эталонной величиной.

В транзисторных конструкциях стабилизация напряжения выполняется с помощью делителя, подключенного к генератору через специальный стабилитрон. Для управления током используются электронные или . Автомобиль постоянно меняет режим работы, соответственно, это влияет на частоту . Задачей регулятора является компенсация этого влияния путем воздействия на ток обмотки.

Такое воздействие может осуществляться по-разному:

В регуляторе вибрационного типа происходит включение в цепь обмотки и выключение резистора.
В двухступенчатой конструкции обмотка замыкается на массу.
В бесконтактном транзисторном регуляторе выполняется периодическое включение и отключение обмотки в питающую цепь.

В любом случае,на ток оказывает влияние включенное и выключенное состояние элемента переключения, а также время нахождения в таком состоянии.

Схема работы реле регулятора

Реле регулятор служит не только для стабилизации напряжения. Это устройство необходимо с целью уменьшения тока, воздействующего на аккумулятор, когда автомобиль находится на стоянке. Ток в управляющей цепи прерывается, и электронное реле оказывается выключенным. В результате, ток перестает поступать в обмотку.

В некоторых случаях в выключателе зажигания падает напряжение, оказывая влияние и на регулятор. Из-за этого возможны колебания стрелок приборов, мигание осветительных и сигнальных ламп. Чтобы избежать подобных ситуаций применяется более перспективная схема реле- регулятора напряжения. К обмотке возбуждения дополнительно подключен выпрямитель, в состав которого входит три диода. Плюсовой вывод выпрямителя соединяется с обмоткой возбуждения. на стоянке разряжается под действием малых токов, проходящих через цепь регулятора.

Работоспособность генератора контролируется реле, у которого контакты находятся в нормальном замкнутом состоянии. Через них поступает питание для контрольной лампы. Она загорается при включенном замке зажигания, а после запуска двигателя гаснет. Это происходит под действием генераторного напряжения, разрывающего замкнутые контакты реле и отключающего лампы от цепи. Горение лампы во время работы двигателя означает неисправность генераторной установки. Существуют разные схемы подключения, и каждая из них применяется индивидуально, в тех или иных типах автомобилей.

Как проверить реле регулятор

Многие знают о таком устройстве, как регулятор напряжения генератора, но не каждый способен сказать, какие принципы лежат в основе его работы и как можно осуществить диагностику. Стоит отметить, что этот прибор крайне важен, ведь с его помощью происходит стабилизация напряжения на выходе генератора. Представьте, как работает двигатель в процессе движения. Обороты его постоянно изменяются, причем в широком диапазоне, начиная от 700-900 об/мин, а заканчивая пятью, семью либо даже десятью тысячами. Как следствие - частота вращения ротора генератора также изменяется в широком диапазоне. И при любом значении оборотов должно поддерживаться стабильное напряжение, которого будет достаточно для зарядки аккумуляторной батареи. Если имеются какие-либо дефекты, то требуется тщательная проверка регулятора напряжения генератора.

Механические регуляторы напряжения

История автомобилестроения насчитывает уже более сотни лет, за это время было изобретено и внедрено множество конструкций, которые улучшают показатели всех агрегатов. Среди них и реле-регулятор, так как современная машина не сможет без него нормально работать. Изначально использовались механические устройства, в основе которых лежало электромагнитное реле. Например, регулятор напряжения генератора ВАЗ первых моделей был именно таким.

У него, как оказалось позднее, нет никаких плюсов, сплошь и рядом недостатки. Причем основной минус - это низкая надежность вследствие того, что присутствуют подвижные контакты. Они со временем стираются, так как прибор работает постоянно, без остановок. Кроме того, иногда требуется проводить регулировочные работы, что не очень хорошо сказывается на эксплуатации автомобиля. Современность диктует правило, по которому машина должна проходить техобслуживание своевременно в сервисных центрах. И водитель не должен уметь проводить сложный ремонт, от него требуется только умение управлять автомобилем и менять колесо (это максимум).

Электронные реле-регуляторы

По причинам, указанным выше, широкое распространение получили регуляторы напряжения электронного типа. Прогресс не стоит на одном месте, поэтому на смену электромагнитным реле пришли ключевые транзисторы, симисторы, тиристоры. У них очень высокая надежность, так как отсутствуют механические контакты, вместо которых имеется кристалл полупроводника. Конечно, технология производства таких устройств должна быть продумана. В противном случае возможен выход из строя полупроводника. Осуществляется проверка регулятора напряжения генератора такого типа достаточно просто, нужно только учесть его особенности.

Если сравнивать с предыдущим, механическим типом реле-регуляторов, можно увидеть одну особенность - электронные выпускаются в одном корпусе с щетками. Это позволяет сэкономить место, а самое главное - облегчить процедуру замены и диагностики. Особая черта электронных типов - это точность регулирования напряжения. Свойства полупроводника не изменяются в процессе работы. Поэтому напряжение на выходе генератора всегда будет одинаковым. Но стоит поговорить и о способе регулирования, о том, как происходит весь процесс. А он достаточно интересный, придется рассмотреть в общих чертах конструкцию генератора.

Из каких элементов состоит автомобильный генератор

Основа - это корпус, иначе он называется статором. Это неподвижная часть любой электрической машины. В статоре имеется обмотка. В автомобильных генераторах она состоит из трех частей. Все дело в том, что на выходе генерируется трехфазное переменное напряжение, значение его - около 30 Вольт. Причина использования такой конструкции - уменьшение пульсаций, так как фазы перекрывают друг друга, в результате появляется после выпрямителя постоянный ток. Для преобразования напряжения используются шесть полупроводниковых диодов. Они имеют одностороннюю проводимость. Если произойдет пробой, то определить это при помощи тестера достаточно просто.

Но не будет на выходе статорной обмотки напряжения, если не учесть одно условие - необходимо магнитное поле, причем движущееся. Сделать его несложно, достаточно на металлическом якоре намотать обмотку и подать на нее питание. Но теперь возникает вопрос о стабилизации напряжения. Делать это на выходе нет смысла, так как элементы потребуются очень мощные, ведь токи большие. Но тут приходит на помощь конструкторам одна особенность электрических машин - если на роторную обмотку подать стабилизированное напряжение, то магнитное поле не будет изменяться. Следовательно, на выходе генератора также стабилизируется напряжение. Так же работает и генератор ВАЗ 2107, регулятор напряжения которого функционирует на тех же принципах, что и у "десяток".

Компоненты регулятора напряжения

Современные автомобили оснащаются довольно простыми конструкциями. Они неразборные, совмещены в одном корпусе два элемента - непосредственно регулятор и графитовые щетки, передающие напряжение питания на роторную обмотку генератора. Причем электронные типы устройств могут быть двух видов. Например, регулятор напряжения генератора ВАЗ-2110 выпуска конца 90-х годов был изготовлен на монтажной плате небольшого размера. Современные же устройства делаются с использованием одного кристалла полупроводника, в котором находятся все элементы. Можно даже сказать, что это небольшая микросхема.

Графитовые щетки подключаются к выводам монтажной платы или полупроводникового элемента. Напряжение к ним подается от аккумуляторной батареи через лампу, которая необходима для диагностики генератора. Обратите внимание на то, что нельзя ставить вместо нее светодиодные элементы, так как у них нет внутреннего сопротивления. Грубо говоря, лампа накаливания работает и в качестве предохранителя. Если нить перегорает, то прекращается подача напряжения на роторную обмотку, генератор перестает работать. Если же загорается лампа, то имеется поломка. Либо щетки стерлись, либо ремень порвался, но иногда случается и так, что выходят из строя полупроводниковые диоды в выпрямителе. В таком случае необходима замена регулятора напряжения генератора на новый.

Как снять регулятор

Если неисправность только лишь в регуляторе напряжения, то работ по его замене немного. Инструмента тоже особого потребуется - хватит одной отвертки. Полностью разбирать генератор не нужно, так как щетки с регулятором напряжения находятся на задней его крышке.

Не потребуется даже ослаблять ремень. Снимать регулятор напряжения генератора 2110 нужно в двух случаях:

Стерлись полностью щетки.
В полупроводнике произошел пробой.

Варианты проверки прибора будут представлены ниже. Для начала отключите аккумуляторную батарею. Дело в том, что от нее идет к генератору силовой провод, на нем нет никакой защиты, потому как с его помощью происходит зарядка АКБ. А ток потребления этой цепи очень высокий. На корпусе регулятора имеется один разъем, от него отсоедините провод. Теперь можно выкрутить два болта крепления. После этого регулятор напряжения генератора без труда извлекается из задней крышки. Настало время проверить его.

Диагностика регулятора напряжения

Первым делом обратите внимание на состояние щеток - если их длина меньше 0,5 см, то необходимо менять узел в сборе. Не стоит заниматься изобретением велосипеда. Припаивать новые щетки нет смысла, так как надежность от этого только пострадает. Так как проверить регулятор напряжения генератора можно несколькими способами, начать стоит с самого сложного - со снятием прибора. Для диагностики вам потребуется блок питания, на выходе которого напряжение можно изменять в пределах 10-18 Вольт.

Также вам необходима лампа накаливания. Ее электрические параметры следующие: напряжение питания - 12 Вольт, мощность - 2-3 Ватта. Подаете питание следующим образом:

Плюсовой вывод на разъем в корпусе регулятора (он на новых образцах единственный).
Минус на общую пластину.

Лампа накаливания включается между двумя щетками. Порядок действий следующий:

При подаче напряжения 12-12,5 Вольт лампа накаливания должна гореть.
При напряжении свыше 15 Вольт она должна гаснуть.

Если она горит при любом напряжении питания, либо не горит ни в одном из этих случаев, то имеется поломка регулятора и его требуется заменить.

Как сделать диагностику без снятия?

Не рекомендуется проводить такую проверку, так как нет возможности оценить состояние щеточного узла. Но случаи бывают разные, поэтому даже такая диагностика может дать свои плоды. Для работы вам потребуется мультиметр или, если такового нет, лампа накаливания. Для вас главное - это провести замер напряжения в бортовой сети автомобиля, определить, нет ли скачков. Но их можно заметить и при езде. Например, мигание света при изменении оборотов коленчатого вала двигателя.

Но точнее окажутся измерения, проведенные с использованием мультиметра или вольтметра с растянутой шкалой. Заведите двигатель и включите ближний свет. Подключите мультиметр к клеммам аккумуляторной батареи. Напряжение не должно превышать 14,8 Вольт. Но и нельзя, чтобы оно опускалось ниже 12. Если оно находится не в дозволенном интервале, то имеется поломка регулятора напряжения. Не исключено, что нарушены контакты в местах соединения прибора с генератором, либо окислены контакты проводов.

Модернизация схемы регулятора

То, насколько полной будет зарядка аккумулятора, напрямую зависит от регулятора напряжения. К сожалению, простые конструкции, описанные выше, имеют большой разброс параметров. Поэтому, купив в одном магазине три экземпляра одинаковых устройств, вы получите различное напряжение на выходе. И это факт, никто и спорить не будет. Если не хватает аккумулятору зарядки, то он будет за короткое время терять свою емкость. И завести двигатель не сможет. Потребуется его восстанавливать только стационарным зарядным устройством.

Но ведь можно установить регулятор напряжения генератора трехуровневый, который позволяет изменять характеристики простым переключением тумблера. В его схеме находятся два полупроводника, у которых характеристики немного отличаются. За счет этого появляется возможность регулировки выходного напряжения. При включении одного полупроводника на выходе появляется 14,5 Вольт, а если другой пустить в цепь, то будет несколько выше. Использование такого устройства актуально в зимний период времени, когда емкость АКБ снижается и требуется дополнительная зарядка.

Как установить трехуровневый регулятор?

Для этой процедуры вам потребуется небольшой набор инструментов. Нужна отвертка, термоусадочная изоляция, саморезы, возможно, что необходима будет дрель со сверлом 2-4 мм. Итак, все по порядку. Первым делом нужно выкрутить два болта, которыми крепится щеточный узел и регулятор. На его место нужно поставить новый, который идет в комплекте. Отличие его от простого в том, что там только стоят щетки, полупроводники расположены в отдельном блоке. Второй узел вам нужно расположить недалеко от генератора, на кузове автомобиля.

Для этого сделайте небольшие отверстия для крепления. Стоит заметить, что блок с полупроводниками нуждается в дополнительном охлаждении. Поэтому потребуется его устанавливать на радиатор из алюминия, только после этого производить крепеж к элементам кузова. Если не обеспечить достаточное охлаждение, то возможен выход из строя прибора, а также нарушение его работы - регулирование будет происходить неправильно. После окончания крепежных работ соединяете два узла проводами, проводите изоляцию. Желательно соединительные провода крепить с помощью хомутов-стяжек к имеющимся жгутам.

Можно ли самостоятельно изготовить трехуровневый регулятор?

Если вы знакомы с радиотехникой, можете найти на диоде катод и анод, то для вас не составит труда самому сделать такое устройство. Вопрос в том, есть ли в этом смысл. Вам потребуется для изготовления два диода Шоттки. Если они у вас имеются, то цена конструкции окажется мизерной. Но если же их придется покупать (причем неизвестно, по какой цене), то можно сравнить затраты со стоимостью готового трехуровневого регулятора. Схема регулятора напряжения генератора трехуровневого типа несложная, повторить ее сможет любой человек, который умеет обращаться с паяльником.

Для реализации вашей задумки потребуется еще пластиковый корпус. Можно использовать и алюминий, это даже будет лучше, так как охлаждение будет происходить эффективнее. Только желательно покрыть все поверхности слоем изоляции, чтобы при езде не произошло замыкание контактов на корпус. Также вам потребуется установить переключатель, который будет коммутировать полупроводниковые элементы. Работы по установке прибора на автомобиль аналогичны тем, что были описаны в прошлом пункте. Стоит также заметить, что вам необходимо все равно приобретать щеточный узел.

Выводы

Не нужно пренебрегать таким прибором, как регулятор напряжения автомобильного генератора. От его качества и состояния зависит срок службы аккумуляторной батареи. И если имеются какие-либо дефекты в приборе, то его необходимо заменить. Следите за состоянием этого элемента, при необходимости зачищайте контакты, чтобы не появлялись сбои. Генератор находится в нижней части моторного отсека, а если нет грязезащитного щитка, то на него попадает очень много воды и грязи в плохую погоду. А это приводит к появлению дефектов, причем не только в регуляторе напряжения, но даже в обмотках статора и ротора. Поэтому для нормального функционирования всех систем необходим уход за автомобилем. И перед тем как проверить регулятор напряжения генератора, проведите тщательный осмотр и очистите от загрязнений все элементы конструкции.

Создано реле регулятор напряжения генератора для корректировки выдаваемого в бортовую сеть и на клеммы аккумулятора «вольтажа» в заданном диапазоне 13,8 – 14,5 В (реже до 14,8 В). Кроме того, регулятор корректирует напряжение на обмотке самовозбуждения генератора.

Назначение реле регулятора напряжения

Независимо от стажа и стиля вождения владелец авто не может обеспечить одинаковые обороты двигателя в разные моменты времени. То есть, коленвал ДВС, передающий крутящий момент генератору, вращается с разной скоростью. Соответственно, генератор вырабатывает разное напряжение, что крайне опасно для АКБ и прочих потребителей бортовой сети.

Поэтому замена реле регулятора генератора должна производится при недозаряде и перезаряде аккумулятора, горящей лампочке, мигании фар и прочих перебоях электроснабжения бортовой сети.

Взаимосвязь источников тока авто

В транспортном средстве находится минимум два источника электроэнергии:

аккумулятор – необходим в момент запуска ДВС и первичного возбуждения обмотки генератора, энергию не создает, а только расходует и накапливает в момент подзарядки
генератор – питает бортовую сеть на любых оборотах и подпитывает АКБ только на высоких оборотах

В бортовую сеть необходимо подключение обоих указанных источников для корректной работы двигателя и прочих потребителей электричества. При поломке генератора АКБ «протянет» максимум 2 часа, а без аккумулятора не заведется двигатель, приводящий в движение ротор генератора.

Существуют исключения – например, а счет остаточной намагниченности обмотки возбуждения штатный генератор ГАЗ-21 запускается самостоятельно при условии постоянной эксплуатации машины. Можно завести авто « с толкача», если в нем установлен генератор постоянного тока, с прибором переменного тока такой трюк невозможен.

Задачи регулятора напряжения

Из школьного курса физики каждый автолюбитель должен помнить принцип работы генератора:

при взаимном перемещении рамки и окружающего ее магнитного поля в ней возникает электродвижущая сила
электромагнитом генераторов постоянного тока служат статоры, ЭДС, соответственно возникает в якоре, ток снимается с коллекторных колец
в генераторе переменного тока намагничивается якорь, электроэнергия возникает в обмотках статора

Упрощенно можно представить, что на величину выходящего с генератора напряжения влияет значение магнитной силы и скорость вращения поля. Основная проблема генераторов постоянного тока – пригорание и залипание щеток при съеме с якоря токов большой величины – решена переходом на генераторы переменного тока. Ток возбуждения, подающийся на ротор для возбуждения магнитной индукции, на порядок ниже, снимать электроэнергию с неподвижного статора гораздо легче.

Однако вместо постоянно расположенных в пространстве клемм «–» и «+» производители авто получили постоянное изменение плюса и минуса. Подзарядка аккумулятора переменным током не возможна в принципе, поэтому диодным мостиком его предварительно выпрямляют.

Из этих нюансов плавно вытекают задачи, решаемые реле генератора:

подстройка тока в обмотке возбуждения
выдерживание диапазона 13,5 – 14,5 В в бортовой сети и на клеммах аккумулятора
отсечение питания обмотки возбуждения от АКБ при заглушенном двигателе

Поэтому называют регулятор напряжения еще и реле зарядки, а на панель выведена сигнальная лампа процесса подзарядки АКБ. В конструкцию генераторов переменного тока функция отсечения обратного тока заложена по умолчанию.

Разновидности реле регуляторов

Прежде, чем произвести самостоятельный ремонт устройства регулирования напряжения, необходимо учесть, что существует несколько типов регуляторов:

внешние – повышают ремонтопригодность генератора
встраиваемые – в пластину выпрямителя или щеточный узел
регулирующие по минусу – появляется дополнительный провод
регулирующие по плюсу – экономичная схема подключения
для генераторов переменного тока – нет функции ограничения напряжения на обмотку возбуждения, так как она заложена в самом генераторе
для генераторов постоянного тока – дополнительная опция отсечения АКБ при неработающем ДВС
двухуровневые – морально устарели, применяются редко, регулировка пружинами и небольшим рычагом
трехуровневые – дополнены специальной платой сравнивающего устройства и сигнализатором согласования
многоуровневые – в схеме имеются 3 – 5 добавочных резисторов и система слежения
транзисторные – в современных авто не используются
релейные – улучшенная обратная связь
релейно-транзисторные – универсальная схема
микропроцессорные – небольшие габариты, плавные регулировки нижнего/верхнего порога срабатывания
интегральные – встраиваются в щеткодержатели, поэтому заменяются после истирания щеток

Внимание: Без доработки схемы «плюсовой» и «минусовой» регулятор напряжения являются не взаимозаменяемыми приборами.

Реле генераторов постоянного тока

Таким образом, схема подключения регулятора напряжения при эксплуатации генератора постоянного тока сложнее. Поскольку в стояночном режиме авто, когда ДВС заглушен, необходимо отключить генератор от АКБ.

При диагностике проверка реле происходит на выполнение трех его функций:

отсечка аккумулятора во время стоянки машины
ограничение максимального тока на выходе генератора
регулировка напряжения для обмотки возбуждения

При любой неисправности требуется ремонт.

Реле генераторов переменного тока

В отличие от предыдущего случая диагностика своими руками регулятора генератора переменного тока немного проще. В конструкцию «автомобильной электростанции» уже заложена функция отсечки питания во время стоянки от АКБ. Остается проверить лишь напряжение на обмотке возбуждения и на выходе с генератора.

Если в машине стоит генератор тока переменного, его невозможно завести разгоном с горки. Так как остаточного намагничивания на возбуждающей обмотке здесь нет по умолчанию.

Встроенные и внешние регуляторы

Для автолюбителя важно знать, что измеряют и начинают регулировать напряжение реле в конкретном месте их установки. Поэтому встроенные модификации воздействуют непосредственно на генератор, а выносные «не знают» о его наличии в машине.

Например, если выносное реле подключено к катушке зажигания, его работа будет направлена на регулировку напряжения лишь на этом участке бортовой сети. Поэтому, прежде чем узнать, как проверить реле выносного типа, следует убедиться, что оно подключено правильно.

Управление по «+» и «–»

В принципе схемы управления по «минусу» и «плюсу» отличаются лишь схемой подключения:

при монтаже реле в разрыв «+» одна щетка подключается к «массе», другая к клемме регулятора
если же подключить реле в разрыв «–», то одну щетку нужно подключить к «плюсу», другую к регулятору

Однако в последнем случае появится еще один провод, поскольку реле напряжения является устройством активного типа. Для него необходимо индивидуальное питание, поэтому «+» нужно подвести отдельно.

Двухуровневые

На начальном этапе в машинах устанавливались механические двухуровневые регуляторы напряжения с простым принципом действия:

через реле проходит электрический ток
возникающее магнитное поле притягивает рычаг
сравнивающим устройством служит пружина с заданным усилием
при увеличении напряжения контакты размыкаются
на возбуждающую обмотку поступает меньший ток

Использовались механические двухуровневые реле в автомобилях ВАЗ 21099. Основным минусом являлась работа с повышенным износом механических элементов. Поэтому на смену этим приборам пришли электронные (бесконтактные) реле напряжения:

делитель напряжения собран из резисторов
стабилитрон является задающим устройством

Сложная схема соединения и недостаточно эффективный контроль напряжения привели к снижению спроса на эти приборы.

Трехуровневые

Однако двухуровневые регуляторы, в свою очередь, так же уступили позиции более совершенным трехуровневым и многоуровневым приборам:

напряжение выходит с генератора на специальную схему через делитель
информация обрабатывается, действительное напряжение сравнивается с минимальным и максимальным пороговым значением
сигнал рассогласования регулирует силу тока, поступающего на возбуждающую обмотку

Более совершенными считаются реле с частотной модуляцией – в них нет привычных сопротивлений, зато увеличена частота срабатывания ключа электронного. Управление осуществляется логическими схемами.

Принцип работы реле регулятора

Благодаря встроенным резисторам и специальным схемам реле получает возможность сравнивать величину вырабатываемого генератором напряжения. После чего, слишком высокое значение приводит к отключению реле, чтобы не перезарядить аккумулятор и не испортить электроприборы, подключенные в бортовую сеть.

Любые неисправности приводят именно к этим последствиям, приходит в неисправность батарея АКБ или резко увеличивается эксплуатационный бюджет.

Переключатель лето/зима

Вне зависимости от сезона и температуры воздуха работа генератора всегда стабильна. Как только его шкив начинает вращаться, электроток вырабатывается по умолчанию. Однако зимой внутренности аккумулятора замерзают, он восполняет заряд значительно хуже, чем летом.

Переключатели лето/зима находятся либо на корпусе регулятора напряжения, либо этим обозначением подписаны соответствующие разъемы, которые нужно найти и подсоединить к ним проводку в зависимости от сезона.

Ничего необычного в этом переключателе нет, это лишь грубые настройки реле регулятора, позволяющие повысить до 15 В напряжение на клеммах аккумулятора.

Подключение в бортовую сеть генератора

Если при замене генератора вы подключаете новый прибор самостоятельно, необходимо учесть нюансы:

вначале следует проверить целостность и надежность контакта провода от кузова машины к корпусу генератора
затем можно подсоединять клемму Б реле регулятора с «+» генератора
вместо «скруток», начинающих греться через 1 – 2 года эксплуатации, лучше использовать пайку проводов
заводской провод нужно заменить кабелем сечения 6 мм2 минимум, если вместо штатного генератора монтируется электроприбор, рассчитанный на ток больше 60 А
амперметр в цепи генератор/аккумулятор показывает, мощность какого источника электроснабжения в данный момент выше в бортовой сети

Амперметры – нужные приборы, с помощью которых можно определить заряд АКБ и работоспособность генератора. Без особых причин не рекомендуется убирать их из схемы.

Схемы подключения регулятора выносного

Монтируется выносное реле регулятора напряжения генератора только после выяснения, в разрыв какого провода оно должно быть подключено. Например:

на старых РАФ, Газелях и «Бычках» используются реле 13.3702 в полимерном или стальном корпусе с двумя контактами и двумя щетками, монтируются в «–» разрыв цепи, клеммы всегда промаркированы, «+» обычно берется с катушки зажигания (Б-ВК клемма), контакт Ш регулятора соединяется со свободной клеммой щеточного узла
в «жигулях» применяются реле регуляторы 121.3702 белого и черного цвета, существуют двойные модификации, в которых при выходе из строя одного прибора работа второго устройства продолжается простым переключением на него, монтируется в разрыв «+» клеммой 15 к выводу катушки зажигания Б-ВК, к щеточному узлу крепится проводом клемма 67

Встраиваемые реле-регуляторы автолюбители называют «шоколадками», маркированными Я112. Они монтируются в специальные щеткодержатели, прижимаются винтами и защищаются дополнительно крышкой.

На автомобилях ВАЗ реле обычно встроены в щеточный узел, полная маркировка Я212А11, подключаются к замку зажигания.
Если владелец меняет штатный генератор на старом отечественном ВАЗ на устройство переменного тока от иномарки или современной Лады, подключение производится по другой схеме:

вопрос крепления корпуса автолюбитель решает самостоятельно
аналогом клеммы «плюс» здесь служит контакт В или В+, его включают в бортовую сеть через амперметр
выносные реле регуляторы здесь обычно не используются, а встраиваемые уже интегрированы в щеточный узел, из них выходит единственный провод с маркировкой D либо D+, который подсоединяется к замку зажигания (к клемме катушки Б-ВК)

Для дизельных ДВС в генераторах может присутствовать клемма W, которая присоединяется к тахометру, ее игнорируют при установке на авто с бензиновым мотором.

Проверка подключения

После установки трехуровневого или иного реле-регулятора необходима проверка работоспособности:

двигатель заводится
напряжение в бортовой сети контролируется на разных оборотах

После установки генератора переменного тока и подключения его по вышеприведенной схеме владельца может ожидать «сюрприз»:

при включении ДВС запускается генератор, измеряется напряжение на средних, больших и малых оборотах
после выключения зажигания ключом …. двигатель продолжает работать

В этом случае заглушить ДВС можно либо сняв провод возбуждения, либо отпустив сцепление с одновременным нажатием тормоза. Все дело в наличии остаточной намагниченности и постоянном самовозбуждении обмотки генератора. Проблема решается установкой в разрыв возбуждающего провода лампочки:

она горит при незапущенном генераторе
гаснет после его запуска
проходящий через лампу ток недостаточен, чтобы возбудить обмотку генератора

Эта лампа автоматически становится индикатором наличия зарядки АКБ.

Диагностика реле регулятора

Определить поломки регулятора напряжения можно по признакам косвенным. Прежде всего, это некорректная зарядка АКБ:

перезаряд – выкипает электролит, раствор кислоты попадает на детали кузова
недозаряд – ДВС не запускается, лампы горят в пол накала

Однако предпочтительнее диагностика приборами – вольтметром или тестером. Любое отклонение от максимального значения напряжения 14,5 В (в некоторых авто бортовая сеть рассчитана на 14,8 В) на больших оборотах или минимального значения 12,8 В на малых оборотах становится причиной замены/ремонта реле регулятора.

Встроенного

Чаще всего регулятор напряжения интегрирован в щетки генератора, поэтому необходимо уровневое обследование этого узла:

после снятия защитной крышки и ослабления винтов щеточный узел извлекается наружу
при износе щеток (осталось меньше 5 мм их длины) замена должна производится в обязательном порядке
диагностика генератора мультиметром производится в комплекте с аккумулятором или зарядным устройством
«минусовой» провод от источника тока замыкается на соответствующую пластину регулятора
«плюсовой» провод от ЗУ или АКБ подключается к аналогичному разъему реле
тестер устанавливается в режим вольтметра 0 – 20 В, щупы накладываются на щетки
в диапазоне 12,8 – 14,5 В между щетками должно быть напряжение
при увеличении напряжения больше 14,5 В стрелка вольтметра должна быть на нуле

В данном случае вместо вольтметра можно использовать лампу, которая должна гореть в указанном интервале напряжения, гаснуть при увеличении этой характеристики больше этого значения.

Провод, управляющий тахометром (маркировка W только на реле для дизелей) прозванивается мультиметром в режиме тестера. На нем должно быть сопротивление около 10 Ом. При снижении этого значения провод «пробит», его следует заменить новым.

Выносного

Никаких отличий в диагностике для выносного реле не существует, зато его не нужно демонтировать из корпуса генератора. Проверить реле регулятор напряжения генератора можно при работающем двигателе, изменяя обороты с низких на средние, затем высокие. Одновременно с увеличением оборотов нужно включить дальний свет (как минимум), кондиционер, монитор и прочие потребители (как максимум).

Таким образом, при необходимости владелец транспортного средства может заменить штатное реле регулятор напряжения на более современную модификацию встраиваемого или выносного типа. Диагностика работоспособности доступна собственными силами при наличии обычной автомобильной лампы.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Рис. 1 Реле регулятор напряжения генератора

Поэтому замена реле регулятора генератора должна производится при недозаряде и перезаряде аккумулятора, горящей лампочке, мигании фар и прочих перебоях электроснабжения бортовой сети.

В транспортном средстве находится минимум два источника электроэнергии:

аккумулятор – необходим в момент запуска ДВС и первичного возбуждения обмотки генератора, энергию не создает, а только расходует и накапливает в момент подзарядки
генератор – питает бортовую сеть на любых оборотах и подпитывает АКБ только на высоких оборотах

Рис. 2 В машине генератор и аккумулятор объединены в общую сеть

Рис. 3 Заводка ДВС с толкача

Задачи регулятора напряжения

Из школьного курса физики каждый автолюбитель должен помнить принцип работы генератора:

при взаимном перемещении рамки и окружающего ее магнитного поля в ней возникает электродвижущая сила
электромагнитом генераторов постоянного тока служат статоры, ЭДС, соответственно возникает в якоре, ток снимается с коллекторных колец
в генераторе переменного тока намагничивается якорь, электроэнергия возникает в обмотках статора

Рис. 4 Принцип действия генератора авто

Рис. 5 Выпрямитель генератора

Из этих нюансов плавно вытекают задачи, решаемые реле генератора:

подстройка тока в обмотке возбуждения
выдерживание диапазона 13,5 – 14,5 В в бортовой сети и на клеммах аккумулятора
отсечение питания обмотки возбуждения от АКБ при заглушенном двигателе

Рис. 6 Назначение реле регулятора напряжения

Разновидности реле регуляторов

внешние – повышают ремонтопригодность генератора
встраиваемые – в пластину выпрямителя или щеточный узел
регулирующие по минусу – появляется дополнительный провод
регулирующие по плюсу – экономичная схема подключения
для генераторов переменного тока – нет функции ограничения напряжения на обмотку возбуждения, так как она заложена в самом генераторе
для генераторов постоянного тока – дополнительная опция отсечения АКБ при неработающем ДВС
двухуровневые – морально устарели, применяются редко, регулировка пружинами и небольшим рычагом
трехуровневые – дополнены специальной платой сравнивающего устройства и сигнализатором согласования
многоуровневые – в схеме имеются 3 – 5 добавочных резисторов и система слежения
транзисторные – в современных авто не используются
релейные – улучшенная обратная связь
релейно-транзисторные – универсальная схема
микропроцессорные – небольшие габариты, плавные регулировки нижнего/верхнего порога срабатывания
интегральные – встраиваются в щеткодержатели, поэтому заменяются после истирания щеток

Рис. 7 Выносное реле
Рис. 8 Реле встроено в щеточный узел
Рис. 9 Регулятор двухуровневый
Рис. 10 Реле трехуровневое
Рис. 11 Регулятор транзисторно-релейный
Рис. 12 Схема реле микроконтроллерного
Рис. 13 Регулятор интегральный

Внимание: Без доработки схемы «плюсовой» и «минусовой» регулятор напряжения являются не взаимозаменяемыми приборами.

Реле генераторов постоянного тока

При диагностике проверка реле происходит на выполнение трех его функций:

отсечка аккумулятора во время стоянки машины
ограничение максимального тока на выходе генератора
регулировка напряжения для обмотки возбуждения

Рис. 14 Регулятор напряжения генератора постоянного тока

При любой неисправности требуется ремонт.

Реле генераторов переменного тока

Рис. 15 Реле для генератора переменного тока

Встроенные и внешние регуляторы

Например, если выносное реле подключено к катушке зажигания, его работа будет направлена на регулировку напряжения лишь на этом участке бортовой сети. Поэтому, прежде чем узнать, как проверить реле выносного типа, следует убедиться, что оно подключено правильно.

Управление по «+» и «–»

В принципе схемы управления по «минусу» и «плюсу» отличаются лишь схемой подключения:

при монтаже реле в разрыв «+» одна щетка подключается к «массе», другая к клемме регулятора
если же подключить реле в разрыв «–», то одну щетку нужно подключить к «плюсу», другую к регулятору

Рис. 16 Схема включения регулятора в разрыв плюсового провода

Двухуровневые

через реле проходит электрический ток
возникающее магнитное поле притягивает рычаг
сравнивающим устройством служит пружина с заданным усилием
при увеличении напряжения контакты размыкаются
на возбуждающую обмотку поступает меньший ток

Рис. 17 Механический регулятор напряжения

делитель напряжения собран из резисторов
стабилитрон является задающим устройством

Трехуровневые

напряжение выходит с генератора на специальную схему через делитель
информация обрабатывается, действительное напряжение сравнивается с минимальным и максимальным пороговым значением
сигнал рассогласования регулирует силу тока, поступающего на возбуждающую обмотку

Рис. 18 Трехуровневый регулятор

Принцип работы реле регулятора

Переключатель лето/зима

Переключатели лето/зима находятся либо на корпусе регулятора напряжения, либо этим обозначением подписаны соответствующие разъемы, которые нужно найти и подсоединить к ним проводку в зависимости от сезона.

Рис. 19 Регулятор напряжения с зимними и летними клеммами

Подключение в бортовую сеть генератора

Если при замене генератора вы подключаете новый прибор самостоятельно, необходимо учесть нюансы:

вначале следует проверить целостность и надежность контакта провода от кузова машины к корпусу генератора
затем можно подсоединять клемму Б реле регулятора с «+» генератора
вместо «скруток», начинающих греться через 1 – 2 года эксплуатации, лучше использовать пайку проводов
заводской провод нужно заменить кабелем сечения 6 мм2 минимум, если вместо штатного генератора монтируется электроприбор, рассчитанный на ток больше 60 А
амперметр в цепи генератор/аккумулятор показывает, мощность какого источника электроснабжения в данный момент выше в бортовой сети

Рис. 20 Подключение генератора на примере ВАЗ

Схемы подключения регулятора выносного

на старых РАФ, Газелях и «Бычках» используются реле 13.3702 в полимерном или стальном корпусе с двумя контактами и двумя щетками, монтируются в «–» разрыв цепи, клеммы всегда промаркированы, «+» обычно берется с катушки зажигания (Б-ВК клемма), контакт Ш регулятора соединяется со свободной клеммой щеточного узла
в «жигулях» применяются реле регуляторы 121.3702 белого и черного цвета, существуют двойные модификации, в которых при выходе из строя одного прибора работа второго устройства продолжается простым переключением на него, монтируется в разрыв «+» клеммой 15 к выводу катушки зажигания Б-ВК, к щеточному узлу крепится проводом клемма 67

На автомобилях ВАЗ реле обычно встроены в щеточный узел, полная маркировка Я212А11, подключаются к замку зажигания.

Если владелец меняет штатный генератор на старом отечественном ВАЗ на устройство переменного тока от иномарки или современной Лады, подключение производится по другой схеме:

вопрос крепления корпуса автолюбитель решает самостоятельно
аналогом клеммы «плюс» здесь служит контакт В или В+, его включают в бортовую сеть через амперметр
выносные реле регуляторы здесь обычно не используются, а встраиваемые уже интегрированы в щеточный узел, из них выходит единственный провод с маркировкой D либо D+, который подсоединяется к замку зажигания (к клемме катушки Б-ВК)

Рис. 21 Замена штатного реле трехуровневым регулятором

Проверка подключения

После установки трехуровневого или иного реле-регулятора необходима проверка работоспособности:

двигатель заводится
напряжение в бортовой сети контролируется на разных оборотах

при включении ДВС запускается генератор, измеряется напряжение на средних, больших и малых оборотах
после выключения зажигания ключом …. двигатель продолжает работать

она горит при незапущенном генераторе
гаснет после его запуска
проходящий через лампу ток недостаточен, чтобы возбудить обмотку генератора

Эта лампа автоматически становится индикатором наличия зарядки АКБ.

Диагностика реле регулятора

перезаряд – выкипает электролит, раствор кислоты попадает на детали кузова
недозаряд – ДВС не запускается, лампы горят в пол накала

Встроенного

после снятия защитной крышки и ослабления винтов щеточный узел извлекается наружу
при износе щеток (осталось меньше 5 мм их длины) замена должна производится в обязательном порядке
диагностика генератора мультиметром производится в комплекте с аккумулятором или зарядным устройством
«минусовой» провод от источника тока замыкается на соответствующую пластину регулятора
«плюсовой» провод от ЗУ или АКБ подключается к аналогичному разъему реле
тестер устанавливается в режим вольтметра 0 – 20 В, щупы накладываются на щетки
в диапазоне 12,8 – 14,5 В между щетками должно быть напряжение
при увеличении напряжения больше 14,5 В стрелка вольтметра должна быть на нуле

Рис. 22 Диагностика реле встроенного

Провод, управляющий тахометром (маркировка W только на реле для дизелей) прозванивается мультиметром в режиме тестера. На нем должно быть сопротивление около 10 Ом. При снижении этого значения провод «пробит», его следует заменить новым.

Выносного

Рис. 23 Диагностика выносного регулятора напряжения

Для того чтобы стабилизировать напряжение в бортовой сети автомобиля, используют специальное устройство, регулятор. Его работоспособность оказывает существенное влияние не только на отдельные характеристики автомобиля, но и на долговечность электронных и механических компонентов.

Электронные реле регуляторы

Как работает реле регулятор

Генератор создает напряжение, которое повышается при увеличении скорости вращения ротора. Его уровень зависит также от величины тока, который проходит через подключенную нагрузку и от параметров магнитного поля, образованного обмоткой возбуждения.

Чтобы обеспечить автоматическую настройку, необходимо выполнять измерение напряжения на выходе генератора. Для этого оно преобразуется в измерительный сигнал, который будет сравниваться с образцовым параметром. При обнаружении изменений, сравнивающий блок должен образовать сигнал управления, изменяющий определенным образом силу тока в обмотке возбуждения, что в итоге позволит оказать необходимое влияние на уровень выходного напряжения.

Общие принципы понятны. Но их реализация была разной, в зависимости от уровня технологического развития. В самых первых схемах использовались разные решения, вплоть до механических сил, которые приводили в действие пружинные узлы в реле. Разумеется, подобные конструкции отличались невысокой надежностью. В местах прерывания контактов под действием электрических разрядов повреждались защитные покрытия. Со временем приходили в негодность движущиеся узлы.

Ниже будут рассмотрены более совершенные схемы, соответствующие нынешнему уровню развития. Но для понимания процессов вполне достаточно рассмотреть простейший вариант, с реле в цепях защиты и управления. Подобные устройства до сих пор используются в грузовых автомобилях:

Электронные реле регуляторы

В этой несложной схеме используется единственный транзистор. Здесь он выполняет функцию ключа. Если генератор вращается медленно, напряжение на выходе сравнительно невелико. В этих условиях контакты реле управления (Р н) разомкнуты, а транзистор находится в открытом состоянии. При повышении напряжения выше определенного уровня, реле замыкает цепь. Полупроводниковый переход в транзисторе закрывается. Далее ток проходит не по пути коллектор-эмиттер, а через резисторы (R д) и (R у). Обмотка возбуждения создает магнитное поле с меньшей энергией, что снижает скорость вращения ротора. Уровень напряжения на выходе снижается.

На рис. ниже изображены изменения электрических параметров в обмотке. Ниже приведены пояснения:

Регулятор напряжения, созданный с использованием комбинированной схемы

Величины (n1) и (n2) – это разные скорости вращения ротора, на которых были произведены соответствующие измерения (частота n2 больше, чем n1).
Видно, что t вкл (время включения обмотки) на верхнем графике больше, а на нижнем – меньше. Таким образом, при увеличении скорости вращения обмотка меньше времени создает магнитное поле.
Параметр t выкл (время, в течение которого происходит выключение) поясняет смысл второй стадии процесса. При ускорении вращения и повышении напряжения в обмотке уменьшается ток. Этот процесс обеспечивает необходимый результат, снижение выходного напряжения.

Особенности регуляторов разных типов

Схема стандартного изделия вибрационного типа изображена на следующем рисунке:

Изменение электрических параметров

В этом перечне приведены основные части конструкции:

1 – пружина;
2 – якорь;
3 – ярмо;
4 – сердечник;
5, 6, 9, 10, 15 – обмотки реле, ограничителя тока и регулятора;
7, 12, 17 – подвижная группа контактов;
8, 11, 16 – неподвижная группа контактов;
14 – шунт;
13, 18 и 19 – резисторы.

Понятно, что многочисленные механические контакты и движущиеся части снижают надежность. Такое реле регулятор напряжения генератора обладает большим весом и внушительными размерами.

Ниже изображена принципиальная схема одного из регуляторов BOSCH, в которой используется только электронная элементная база:

Принципиальная электрическая схема регулятора напряжения BOSCH

Такое решение существенно повышает надежность. Для размещения компактного изделия не требуется много места. Это устройство при соблюдении производственных технологий обладает высокой устойчивостью к вибрациям, перепадам температур.

В некоторых вариантах исполнения плата заливается компаундом, что еще больше повышает защитные свойства, продлевает срок службы при эксплуатации в самых тяжелых условиях.

Ниже рассмотрены особенности отдельных элементов:

На правой стороне рисунка (часть 2) изображена схема генератора с выпрямительными диодами. Вверху – лампочка, сигнализирующая включение устройства.
В левой стороне (часть 1) расположена электрическая схема регулятора.
(VT2) и (VT3) – это обозначение транзисторов, включенных по классической схеме для повышения коэффициента усиления.

Как правило, в подобных устройствах используют электронный элемент, созданный в едином корпусе и даже на одном кремниевом кристалле.

Стабилитрон обозначен символами (VD1). Этот прибор не пропускает ток до уровня, который определяет напряжение стабилизации. Как только пороговое значение пробито – ток начинает проходить по соответствующей цепи.

Даная принципиальная схема выполняет свои функции следующим образом:

С помощью резисторов (R1) и (R2), напряжение с выхода генератора делится в нужной пропорции и подается на стабилитрон.
Пока скорость вращения ротора невелика, его уровень недостаточен для пробития полупроводникового перехода стабилитрона. В такой ситуации ток не может проходить по соответствующей цепи. Он не поступает на базу (VT1). Поэтому транзистор закрыт.
В базу (VT2) ток проходит по другому пути, через (R6). Этот сдвоенный транзистор открыт. В таком состоянии обмотка подключена к цепи питания и создает магнитное поле.
По мере увеличения оборотов, или при определенном изменении сопротивления в нагрузке, напряжение на выходе генератора увеличивается. Если превышен определенный порог, будет пробит полупроводниковый переход стабилитрона.
После этого ток поступит на базу (VT1) и откроет его. Путь прохождения тока по пути коллектор-эмиттер на точку заземления будет открыт. Полупроводниковый переход составного транзистора закроется, что разорвет цепь питания обмотки.
При снижении уровня тока возбуждения скорость вращения ротора замедляется, уровень напряжения падает, переход стабилитрона закрывается.

Проверка работоспособности

Последовательное развитие технологий открывает новые возможности для улучшения потребительских параметров электроники при одновременном снижении веса и уменьшении размеров. В современных автомобилях даже последняя схема, из рассмотренных выше вариантов, будет выглядеть анахронизмом.

Современные регуляторы – это более сложные устройства. Они отличаются повышенной точностью контроля и стабилизации напряжения генератора. Их создают в герметичных корпусах, заливают компаундными смесями, которые после застывания создают надежную защиту от проникновения влаги, других внешних воздействий. Эти конструкции являются неразборными, поэтому при поломке их заменяют полностью.

Можно констатировать, что на практике ремонт отсутствует не только в специализированных мастерских. Частным мастерам и любителям сделать все самому приходится отправляться в специализированный магазин для приобретения необходимого узла в сборе. Таким образом, первоочередное значение приобретает не умение выпаивать отдельные элементы и разбираться в их работоспособности, а общая диагностика. Для ее проведения понадобится тестер и щупы, лампочка на 12 V и набор соединительных проводов, зарядное устройство .

Регулятор, установленный на корпусе генератора

Ниже приведен алгоритм действий, который поможет локализовать неисправность. Эти рекомендации – общие. Поэтому необходимо учитывать особые рекомендации производителя для правильного демонтажа регулятора напряжения и других узлов:

При выключенном двигателе замеряют напряжение на выводах аккумуляторной батареи (норма – в пределах от 11,9 до 12,7 V).
После запуска силового агрегата фиксируют новый уровень напряжения, который должен повыситься от первоначального уровня на 0,9-1,1 V.
Постепенно увеличивают обороты двигателя. Для удобства эту процедуру лучше выполнять с напарником. На средних – напряжение возрастает до 13,8-14,1 V. На самых высоких – до 14,4-14,5 V.

Если ускорение вращения ротора генератора никак не влияет на уровень напряжения, то возможна поломка регулятора.

Для более точной диагностики понадобится его демонтировать и подключить по следующей схеме:

Схема проверки регулятора

При включении зарядного устройства и постепенном повышении уровня до 14,4-14,5 V лампа будет гореть. Как только этот порог будет превышен, она погаснет. При снижении напряжения лампа загорится вновь. О неисправности свидетельствует не только отсутствие описанных реакций, но и срабатывание устройства при более высоком уровне напряжения. В таких условиях аккумулятор будет перезаряжаться, что снизит его срок службы. После завершения диагностики можно принимать решение о замене испорченного регулятора.

Видео. Проверка регулятора напряжения.

Чтобы своевременно использовать приведенную технологию, надо обращать внимание на отклонения от нормы заряда аккумуляторной батареи. Перед тем как демонтировать регулятор, следует убедиться в отсутствии загрязнений окислов в местах электрических контактов. В некоторых ситуациях обычная очистка соединений позволит устранить неполадки. Для предотвращения появления подобных проблем в будущем рекомендуется использовать специальные средства для защиты контактов.