Реле-регулятор напряжения: характеристики, цена, схема подключения

Из статьи вы узнаете о том, что такое реле-регулятор напряжения автомобильного генератора. Кроме того, рассмотрите конструкцию генераторных установок, которые используются на современных автомобилях. В машине имеется два основных источника питания – это генератор и аккумуляторная батарея. Причем работать они должны одновременно. С одной особенностью – запуск мотора происходит от аккумулятора, а вот при работе двигателя бортовая сеть запитана от обоих источников. Кроме того, от генератора производится подзарядка батареи. Стоит также отметить, что автомобильные генераторы являются очень надежными узлами, которые прекрасно работают в любых климатических зонах.

Устройство генератора

Особенностью всех автомобильных генераторов является то, что они вырабатывают трехфазное переменное напряжение. Большая часть устройств имеет правое вращение, в передней части располагается крыльчатка, необходимая для обдува воздухом корпуса и обмоток. На задней же крышке предусмотрен защитный кожух, благодаря которому внутрь устройства не попадает влага, пыль, грязь. К примеру, реле-регулятор напряжения ВАЗ-2110 защищено этой крышкой от попадания посторонних предметов, влаги и пыли.

Внутри генератора установлен блок выпрямителей – шесть диодов, включенных по мостовой схеме. Тут вы можете наблюдать отличие от классической мостовой схемы, так как возникает необходимость в выпрямлении трехфазного тока. Ротор вращается внутри корпуса. Он содержит обмотку возбуждения. Кроме того, на корпусе (статоре – неподвижной части) имеется тоже обмотка, именно она вырабатывает ток для питания бортовой сети автомобиля и подзарядки аккумулятора.

Принцип работы генераторной установки

Принцип работы основан на эффектах электромагнитной индукции. Давайте посмотрим, что это за эффекты. Допустим, имеется проводник, который находится в магнитном поле. Да, в состоянии покоя вы ничего не сможете наблюдать. Но если же заставить проводник или поле двигаться, то на выводах появится некоторая разность потенциалов. А если говорить проще, то переменное напряжение. Такая же история в генераторе – ротор содержит обмотку возбуждения, на которую подается напряжение. В результате этого вырабатывается магнитное поле. Контроль магнитного поля в генераторе семерки осуществляет реле-регулятор напряжения ВАЗ 2107.

При вращении ротора от коленчатого вала двигателя магнитное поле начинает двигаться, происходит постоянная смена полярности. Ток передается на обмотку возбуждения при помощи щеток из графита и специальных контактных колец. Вот именно так происходит генерация электроэнергии, затем нужно провести выпрямление. А делается это шестью (иногда девятью) диодами. Девять диодов используются в схемах, в которых предусмотрена защита от обратного напряжения. Правда, в автомобильной технике подобный вариант включения не применяют.

Как производится питание обмотки возбуждения

Как вы смогли понять, самое главное – это осуществить питание обмотки возбуждения. А она играет в генераторе значимую роль. Было упомянуто выше о том, что для передачи напряжения на обмотку необходимо наличие двух узлов: щеток и колец. Именно с их помощью работает реле-регулятор напряжения ВАЗ-2110. Кольца расположены на поверхности ротора, к ним примыкают щетки. Вот это и есть наиболее уязвимый узел любого генератора. Щетки изготовлены на основе графита, поэтому при трении они постепенно разрушаются. В месте, где находится реле-регулятор напряжения, высокий уровень вибрации, поэтому не исключена возможность его поломки из-за постоянных механических нагрузок.

Следовательно, необходимо постоянно следить за состоянием щеточного механизма. Кроме того, при помощи регулировки питания обмотки возбуждения можно получить различное напряжение на выходе. Например, если подать на обмотку ротора 12 вольт, то столько же стабильно будет на выходе генератора. Если 6 вольт подавать, то на выходе будет ровно 6. Именно в цепь обмотки ротора произведено включение такого устройства, как реле-регулятор напряжения. Причем конструкция у него может быть как механическая, так и электронная.

Назначение регулятора напряжения

На сегодняшний день большую популярность получили полупроводниковые приборы. Например, реле-регулятор напряжения ВАЗ-2107 состоит из полупроводника, включенного в режиме ключа. Их преимущество заключается в малых габаритах и отсутствием необходимости проводить настройки. Вы покупаете изделие, которое имеет оптимальные регулировки, оно не нуждается во вмешательстве, чтобы обеспечить стабильную работу. Достаточно только провести установку на генератор, как устройство начнет работать. Причем срок службы полупроводникового прибора оказывается в сотни раз выше, чем механического.

Регулятор напряжения необходим для того чтобы провести стабилизацию напряжения, подаваемого на обмотку ротора. А теперь суть процесса. Если обмотку возбуждения подключить к аккумуляторной батарее без стабилизатора, то напряжение на выходе будет изменяться в широком диапазоне – от 10 до 30 вольт. А это недопустимо, так как вся бортовая сеть рассчитана на 12 вольт. А причина изменения в таком диапазоне – это различное число оборотов коленчатого вала, как следствие – ротора генератора. Отсюда сделать можно вывод, что чем больше частота вращения коленчатого вала, тем выше напряжение на выходе. От этого явления и позволяет избавиться реле-регулятор.

Принцип работы регулятора напряжения

В данной статье будут рассмотрены только электронные конструкции, в основе которых лежат полупроводники. Дело в том, что механические не используются уже очень давно, так как они морально устарели. Поэтому сейчас используется более современная схема реле-регулятора напряжения. К тому же механические нужно постоянно настраивать, а это не нравится всем автомобилистам. Как же работает это устройство? Все достаточно просто, если понять принцип функционирования. Стоит заметить, что полупроводник работает в режиме ключа. Если говорить проще, то выключателя. При вращении ротора происходит постоянная коммутация – на обмотку возбуждения то подается напряжение с выхода генератора, то нет.

Чем выше напряжение на выходе генератора, тем чаще срабатывает электронный ключ. Следовательно, при увеличении напряжения до значения 13,5-14,2 вольт происходит отключение роторной обмотки от цепи питания. При снижении значения ниже упомянутого предела, питание начинает снова поступать. Конечно, реле-регулятор напряжения ВАЗ-2114 настроен на срабатывание именно в диапазоне, который был приведен выше. Благодаря тому, что происходит такая постоянная коммутация цепи с большой частотой, на выходе генератора вырабатывается максимально стабильное напряжение. Стоит запомнить значения, приведенные выше, так как они пригодятся для проверки реле-регуляторов. Процесс этот не займет много времени, но позволит точно определить неисправность. Если у вас часто случается поломка этого узла, то стоит обратить внимание на генератор. Вполне возможно, что у него имеются внутренние повреждения, которые необходимо устранять.

Привод генераторов

Уже было несколько слов сказано о том, что ротор генератора вращается от коленчатого вала. А реле-регулятор напряжения УАЗ питается от выхода генератора. На коленчатом валу находится шкив, который связан ременной передачей с ротором. На нем имеется аналогичный по конструкции шкив, но меньшего диаметра. На большинстве современных автомобилей применяются поликлиновые многоручейковые ремни. Они имеют внутри армирование, внешняя часть гладкая, а внутренняя с выемками. С их помощью производится фиксация ремня на поверхности шкивов. Стоит отметить, что от натяжения ремня зависит многое.

В частности, ресурс генератора – если сильно натянуть ремень, то происходит быстрый износ подшипника, расположенного в передней крышке. Но если же его натянуть слабо, то будет ощущаться нехватка тока. Следствие этого – быстрый разряд аккумуляторной батареи. Крепление корпуса генератора к блоку двигателя производится при помощи двух кронштейнов – верхнего и нижнего. Они оба подвижные, но чтобы провести регулировку натяжения ремня, достаточно ослабить верхнее. На корпусе устройства имеется шпилька, которая крепится в кронштейн, установленный на блоке двигателя.

Как проверить регулятор напряжения на автомобиле

Чтобы осуществить диагностику цепей питания, вам потребуется мультиметр. Его нужно будет использовать в двух режимах – омметра и вольтметра. Если вспомнить о том, какая схема реле-регулятора напряжения электронного типа, то выясняется, что они не подлежат ремонту. Поэтому в случае если произошло разрушение этого прибора, придется устанавливать новый. Но стоит заметить, что большинство регуляторов выполнены в едином корпусе с щеточным узлом. Следовательно, при чрезмерном износе щеток заменяются не только они, но и регулятор напряжения.

Для проверки реле-регулятора не нужно его снимать, хоть и занимает эта процедура несколько секунд по времени. Вам потребуется вольтметр. Причем шкала чтобы была растянута, а предел измерения находился в диапазоне 12..30 Вольт. Причина в том, что, как говорилось ранее, при неисправном стабилизаторе происходит повышение значения напряжения в бортовой сети. Но порой случается, что генератор вообще отказывается работать, на его выходе нет напряжения. Следовательно, реле-регулятор напряжения ВАЗ-2106 или другого автомобиля, перестает работать.

А вся бортовая сеть запитывается только от аккумуляторной батареи. Обратите внимание на то, что ее емкости хватит на весьма непродолжительное время. Особенно в случае, если автомобиль инжекторный (большой разряд идет при работе топливного насоса). Чтобы окончательно убедиться в этом, заведите двигатель и включите ближний свет. Вольтметр подключите к клеммам аккумуляторной батареи. Значение напряжения должно быть в интервале 13,5-14,2 Вольт. Если меньше или больше, то имеется явная поломка регулятора или щеточного узла.

Диагностика при помощи блока питания

Но можно снять регулятор, отключив его от генератора. Так проверка реле-регулятора напряжения выполняется намного эффективнее. Заметьте, что при проведении любых работ с электрооборудованием нужно производить отключение аккумуляторной батареи. Вам для диагностики потребуется лампа накаливания, а также источник питания с регулируемым напряжением на выходе. Если такого нет, то можно использовать зарядчик аккумуляторов и несколько пальчиковых батареек (чтобы получить суммарное напряжение свыше 15 Вольт). Лампа включается между щетками, а на выводы «В», «Б», подается плюс питания. Соответственно, к массовому выводу необходимо подключить минус. Должны соблюдаться такие условия:

• напряжение до 14 вольт – лампа горит;
• напряжение свыше 15 вольт – лампа гаснет.

Если какое-то условие не выполняется, то можно говорить о том, что имеет место поломка регулятора напряжения.

Диагностика состояния роторной обмотки

К сожалению, ничто не вечно, даже такой надежный и долговечный узел, как генератор, может испортиться. В частности, нередко происходит разрушение обмотки ротора (возбуждения). Происходить это может по различным причинам. В первую очередь, механическое воздействие не выдерживает узел. Кроме того, на нее может попадать пыль, вода, грязь, отсюда уменьшение ресурса, нарушение работы генератора в целом. При поломке роторной обмотки генератор перестает вырабатывать электроэнергию. Первый признак недостаточного напряжения в сети – указатели поворотов начинают очень быстро мигать, свет тускнеет. Следовательно, реле-регулятор напряжения генератора не работает, так как ему попросту нечего питать.

Для диагностирования состояния роторной обмотки необходимо воспользоваться омметром. Конечно, для проведения грубой проверки можно вооружиться простым пробником, изготовленным из лампы накаливания и пальчиковой батарейки. Но эффективность такой диагностики не будет крайне мала. После того как разобрали генератор, возьмите ротор, к кольцам подключите омметр. Он должен показать сопротивление в диапазоне 1,8-5 Ом. При значительном отличии от этого значения, необходимо провести визуальную проверку. Например, очень часто происходит обрыв провода, из которого состоит обмотка. Причем наиболее частое место обрыва – это пайка его с кольцами.

Диагностика статорной обмотки

Если роторную обмотку можно проверить непосредственно на автомобиле, правда, для этого нужно иметь длинные пальцы и зоркий глаз, то статорную допускается диагностировать только после полной разборки генератора. Между прочим, реле-регулятор напряжения скутера проверяется так же, как и на автомобиле. А вот диагностика обмотки статора должна проводиться после разборки всего механизма. Причина в том, что выпрямительный мост будет мешать проведению диагностики. Итак, что же делать в самом начале? А вам нужен один прибор – омметр. Конечно, наиболее подходящим окажется мультиметр, так как его можно очень быстро переключить в режим «прозвонки».

Проверьте на обрыв все три статорные обмотки. Для этого подключайте омметр (или мультиметр в режиме «прозвонки») к выводам обмоток. Если неполадок не найдено, то продолжайте диагностирование дальше. При помощи того же прибора нужно определить, нет ли замыкания обмоток на корпус генератора. Таким же образом проверяется и наличие межвиткового замыкания. Но этот параметр лучше всего проверять при помощи другого устройства – мегомметра (например, ПДО-1). Если обнаружена какая-либо неисправность в статорной обмотке, то необходимо провести замену узла. Причем в некоторых случаях, когда генератор требует полного ремонта, разумнее провести замену всего устройства, а не установку новых элементов.

Диагностирование выпрямительного блока

К выходу выпрямителя производится подключение реле-регулятора напряжения. Желательно проводить проверку силовых диодов только после отсоединения их от выводов статорной обмотки. Для этого, как вы понимаете, требуется полностью разобрать генератор. Перед началом проверки вам нужно вспомнить школьный курс физики, а точнее – свойства полупроводников. Вы должны знать, что диоды способны пропускать через себя постоянный электрический ток только в одном направлении. Именно это свойство и берется в основу проверки. Для проведения работы необходим все тот же омметр или мультиметр в режиме «прозвонки». Подключаете к нему диод, затем меняете полярность. Если он проводит в одном случае, а в другом – нет, то диод исправен. Если же он не проводит ток ни в одну сторону, то он вышел из строя. Аналогично и в случае, если проводит в обоих направлениях.

Меры безопасности

Когда реле-регулятор напряжения генератора подвергается ремонту или обслуживанию, необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности. Для того чтобы эксплуатация генератора и его узлов происходила в безопасном режиме, нужно соблюдать определенные требования. В частности, запрещена работа генератора без включенной в цепь аккумуляторной батареи. При кратковременном отключении аккумулятора происходит резкий скачок напряжения. В результате этого реле-регулятор выходит из строя. Обратите внимание на то, что при попытке завести с буксира, генератор не всегда может выдать необходимое напряжение. Кроме того, если используете «прикуривание», нужно включать максимально возможное число потребителей при запуске.

Также недопустимо включение любых источников напряжения в бортовую сеть, при условии, что производится соединение с неправильной полярностью. Также нельзя подключать бортовую сеть автомобиля к источникам питания с напряжением свыше 14 вольт. Если же проводятся сварочные работы, то необходимо отключать аккумулятор от сети, а также провода, идущие на обмотку возбуждения. Кроме того, масса сварочного аппарата не должна соединяться с кузовом автомобиля. Вот и все, что можно рассказать о таком приборе, как реле-регулятор напряжения. Цена его в магазинах составляет 250-300 рублей, а это не очень много, если учесть, что он идет с щеточным узлом воедино.