Регулятор напряжения генератора. Системы авто Принципиальная схема регулятора напряжения для легкового автомобиля

Электромеханический, в котором с помощью вибрирующих контактов изменяется ток в обмотке возбуждения генератора переменного тока. Работа вибрирующий контактов обеспечивается таким образом, чтобы с ростом напряжения бортовой сети уменьшался ток в обмотке возбуждения. Однако вибрационные регуляторы напряжения поддерживают напряжение с точностью 5-10%, из-за этого существенно снижается долговечность аккумулятора и освети тельных ламп автомобиля.
Электронные регуляторы напряжения бортовой сети типа Я112 , которые в народе называют «шоколадка». Недостатки этого регулятора известны всем — низкая надежность, обусловленная низким коммутационным током 5А и местом установки прямо на генераторе, что ведет к перегреву регулятора и выходу его из строя. Точность поддержания напряжения остается, несмотря на электронную схему, очень низкой и составляет 5% от номинального напряжения.

Вот поэтому я решил сделать устройство, которое свободно от вышеизложенных недостатков. Регулятор прост в настройке, точность поддержания напряжения составляет 1% от номинального напряжения. Схема, приведенная на рис.1 прошла испытания на многих автомобилях, в том числе и грузовых в течение 2-х лет и показала очень хорошие результаты.

Рис.1.

Принцип работы

При включении замка зажигания напряжение +12В подается на схему электронного регулятора. Если напряжение, поступающее на стабилитрон VD1 с делителя напряжения R1R2 недостаточно для его пробоя, то транзисторы VT1, VT2 находятся в закрытом состоянии, а VT3 — в открытом. Через обмотку возбуждения протекает максимальный ток, выходное напряжение генератора начинает расти и при достижении 13,5 — 14,2В возникает пробой стабилитрона.

Благодаря этому открываются транзисторы VT1, VT2, соответственно транзистор VT3 закрывается, ток обмотки возбуждения уменьшается и снижается выходное напряжение генератора. Снижения выходного напряжения примерно на 0,05 — 0,12В достаточно, чтобы стабилитрон перешел в запертое состояние, после чего транзисторы VT1, VT2 закрываются, а транзистор VT3 открывается и через обмотку возбуждения снова начинает протекать ток. Этот процесс непрерывно повторяется с частотой 200 — 300 Гц, которая определяется инерционностью магнитного потока.

Конструкция

При изготовлении электронного регулятора, следует обратить особое внимание на отвод тепла от транзистора VT3. На этом транзисторе, работающем в ключевом режиме, 1ем не менее выделяется значительная мощность, поэтому его следует монтировать на радиаторе. Остальные детали можно разместить на печатной плате, прикрепленной к радиатору.

Таким образом, получается очень компактная конструкция. Резистор R6 должен быть мощностью не менее 2Вт. Диод VD2 должен иметь прямой ток около 2А и обратное напряжение не менее 400В, лучше всего подходит КД202Ж, но возможны и другие варианты. Транзисторы желательно применить те, которые указаны на принципиальной схеме, особенно VT3. Транзистор VT2 можно заменить на КТ814 с любыми буквенными индексами. Стабилитрон VD1 желательно установить серии КС с напряжением стабилизации 5,6-9В, (типа КС156А, КС358А, КС172А), при этом увеличится точность поддержания напряжения.

Настройка

Правильно собранный регулятор напряжения не нуждается в особой настройке и обеспечивает стабильность напряжения бортовой сети примерно 0,1 — 0,12В, при изменении числа оборотов двигателя от 800 до 5500 об/мин. Проще всего настройку производить на стенде, состоящем из регулируемого блока питания 0 — 17В и лампочки накаливания 12В 5-10Вт. Плюсовой выход блока питания подключают к клемме “+” регулятора, минусовой выход блока питания подключают к клемме «Общ”, а лампочку накаливания подключают к клемме «Ш» и клемме «Общ” регулятора.

Настройка сводится к подбору резистора R2, который изменяют в пределах 1-5 кОм, и добиваются порога срабатывания на уровне 14,2В. Это и есть поддерживаемое напряжение бортовой сети. Увеличивать его выше 14,5В нельзя, поскольку при этом резко сократится ресурс аккумуляторов.

Реле-регулятор напряжения генератора — это неотъемлемая часть системы электрооборудования любого автомобиля. С его помощью производится поддержка напряжения в определенном диапазоне значений. В данной статье вы узнаете о том, какие конструкции регуляторов существуют на данный момент, в том числе будут рассмотрены механизмы, давно не используемые.

Основные процессы автоматического регулирования

Совершенно неважно, какой тип генераторной установки используется в автомобиле. В любом случае он имеет в своей конструкции регулятор. Система автоматического регулирования напряжения позволяет поддерживать определенное значение параметра, независимо от того, с какой частотой вращается ротор генератора. На рисунке представлен реле-регулятор напряжения генератора, схема его и внешний вид.

Анализируя физические основы, с использованием которых работает генераторная установка, можно прийти к выводу, что напряжение на выходе увеличивается, если скорость вращения ротора становится выше. Также можно сделать вывод о том, что регулирование напряжения осуществляется путем уменьшения силы тока, подаваемого на обмотку ротора, при повышении скорости вращения.

Что такое генератор

Любой автомобильный генератор состоит из нескольких частей:

1. Ротор с обмоткой возбуждения, вокруг которой при работе создается электромагнитное поле.

2. Статор с тремя обмотками, соединенными по схеме "звезда" (с них снимается переменное напряжение в интервале от 12 до 30 Вольт).

3. Кроме того, в конструкции присутствует трехфазный выпрямитель, состоящий из шести полупроводниковых диодов. Стоит заметить, что реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ 2107 в системе впрыска) одинаков.

Но работать генератор без устройства регулирования напряжения не сможет. Причина тому — изменение напряжения в очень большом диапазоне. Поэтому необходимо использовать систему автоматического регулирования. Она состоит из устройства сравнения, управления, исполнительного, задающего и специального датчика. Основной элемент — это орган регулирования. Он может быть как электрическим, так и механическим.

Работа генератора

Когда начинается вращение ротора, на выходе генератора появляется некоторое напряжение. А подается оно на обмотку возбуждения посредством органа регулировки. Стоит также отметить, что выход генераторной установки соединен напрямую с аккумуляторной батареей. Поэтому на обмотке возбуждения напряжение присутствует постоянно. Когда увеличивается скорость ротора, начинает изменяться напряжение на выходе генераторной установки. Подключается реле-регулятор напряжения генератора Valeo или любого другого производителя к выходу генератора.

При этом датчик улавливает изменение, подает сигнал на сравнивающее устройство, которое анализирует его, сопоставляя с заданным параметром. Далее сигнал идет к устройству управления, от которого производится подача на Регулирующий орган способен уменьшить значение силы тока, который поступает к обмотке ротора. Вследствие этого на выходе генераторной установки производится уменьшение напряжения. Аналогичным образом производится повышение упомянутого параметра в случае снижения скорости ротора.

Двухуровневые регуляторы

Двухуровневая система автоматического регулирования состоит из генератора, выпрямительного элемента, аккумуляторной батареи. В основе лежит электрический магнит, его обмотка соединена с датчиком. Задающие устройства в таких типах механизмов очень простые. Это обычные пружины. В качестве сравнивающего устройства применяется небольшой рычаг. Он подвижен и производит коммутацию. Исполнительным устройством является контактная группа. Орган регулировки — это постоянное сопротивление. Такой реле-регулятор напряжения генератора, схема которого приведена в статье, очень часто используется в технике, хоть и является морально устаревшим.

Работа двухуровневого регулятора

При работе генератора на выходе появляется напряжение, которое поступает на обмотку электромагнитного реле. При этом возникает магнитное поле, с его помощью притягивается плечо рычага. На последний действует пружина, она используется как сравнивающее устройство. Если напряжение становится выше, чем положено, контакты электромагнитного реле размыкаются. При этом в цепь включается постоянное сопротивление. На обмотку возбуждения подается меньший ток. По подобному принципу работает реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ 21099 и других автомобилей отечественного и импортного производства. Если же на выходе уменьшается напряжение, то производится замыкание контактов, при этом изменяется сила тока в большую сторону.

Электронный регулятор

У двухуровневых механических регуляторов напряжения имеется большой недостаток — чрезмерный износ элементов. По этой причине вместо электромагнитного реле стали использовать полупроводниковые элементы, работающие в ключевом режиме. Принцип работы аналогичен, только механические элементы заменены электронными. Чувствительный элемент выполнен на который состоит из постоянных резисторов. В качестве задающего устройства используется стабилитрон.

Современный реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ 21099 является более совершенным устройством, надежным и долговечным. На транзисторах функционирует исполнительная часть устройства управления. По мере того как изменяется напряжение на выходе генератора, электронный ключ замыкает или размыкает цепь, при необходимости подключают добавочное сопротивление. Стоит отметить, что двухуровневые регуляторы являются несовершенными устройствами. Вместо них лучше использовать более современные разработки.

Трехуровневая система регулирования

Качество регулирования у таких конструкций намного выше, нежели у рассмотренных ранее. Ранее использовались механические конструкции, но сегодня чаще встречаются бесконтактные устройства. Все элементы, используемые в данной системе, такие же, как и у рассмотренных выше. Но отличается немного принцип работы. Сначала подается напряжение посредством делителя на специальную схему, в которой происходит обработка информации. Установить такой реле-регулятор напряжения генератора ("Форд Сиерра" также может оснащаться подобным оборудованием) допустимо на любой автомобиль, если знать устройство и схему подключения.

Здесь происходит сравнение действительного значения с минимальным и максимальным. Если напряжение отклоняется от того значения, которое задано, то появляется определенный сигнал. Называется он сигналом рассогласования. С его помощью производится регулирование силы тока, поступающего на обмотку возбуждения. Отличие от двухуровневой системы в том, что имеется несколько добавочных сопротивлений.

Современные системы регулирования напряжения

Если реле-регулятор напряжения генератора китайского скутера двухуровневый, то на дорогих автомобилях используются более совершенные устройства. Многоуровневые системы управления могут содержать 3, 4, 5 и более добавочных сопротивлений. Существуют также следящие системы автоматического регулирования. В некоторых конструкциях можно отказаться от использования добавочных сопротивлений.

Вместо них увеличивается частота срабатывания электронного ключа. Использовать схемы с электромагнитным реле попросту невозможно в следящих системах управления. Одна из последних разработок — это многоуровневая система управления, которая использует частотную модуляцию. В таких конструкциях необходимы добавочные сопротивления, которые служат для управления логическими элементами.

Как снимать реле-регулятор

Снять реле-регулятор напряжения генератора ("Ланос" или отечественная "девятка" у вас - не суть важно) довольно просто. Стоит заметить, что при замене регулятора напряжения потребуется всего один инструмент — плоская или крестовая отвертка. Снимать генератор или ремень и его привод не нужно. Большинство устройств находится на задней крышке генератора, причем объединены в единый узел с щеточным механизмом. Наиболее частые поломки происходят в нескольких случаях.

Во-первых, при полном стирании графитовых щёток. Во-вторых, при пробое полупроводникового элемента. О том, как провести проверку регулятора, будет рассказано ниже. При снятии вам потребуется отключить аккумуляторную батарею. Отсоедините провод, который соединяет регулятор напряжения с выходом генератора. Выкрутив оба крепежных болта, можно вытянуть корпус устройства. А вот реле-регулятор напряжения имеет устаревшую конструкцию - он монтируется в подкапотном пространстве, отдельно от щеточного узла.

Проверка устройства

Проверяется реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ 2106, "копеек", иномарок одинаково. Как только произведете снятие, посмотрите на щетки - у них должна быть длина более 5 миллиметров. В том случае, если этот параметр отличается, нужно проводить замену устройства. Чтобы осуществить диагностику, потребуется источник постоянного напряжения. Желательно, чтобы можно было изменить выходную характеристику. В качестве источника питания можно использовать аккумулятор и пару пальчиковых батареек. Еще вам необходима лампа, она должна работать от 12 Вольт. Вместо нее можно использовать вольтметр. Подключаете плюс от питания к разъему регулятора напряжения.

Соответственно, минусовой контакт соединяете с общей пластиной устройства. Лампочку или вольтметр соединяете со щетками. В таком состоянии между щетками должно присутствовать напряжение, если на вход подается 12-13 Вольт. Но если вы будете подавать на вход больше, чем 15 Вольт, между щетками напряжения не должно быть. Это признак исправности устройства. И совершенно не имеет значения, диагностируется реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ 2107 или другого автомобиля. Если же контрольная лампа горит при любом значении напряжения или вовсе не загорается, значит, присутствует неисправность узла.

Выводы

В системе электрооборудования автомобиля реле-регулятор напряжения генератора "Бош" (как, впрочем, и любой иной фирмы) играет очень большую роль. Как можно чаще следите за его состоянием, проверяйте на наличие повреждений и дефектов. Случаи выхода из строя такого устройства нередки. При этом в лучшем случае разрядится аккумуляторная батарея. А в худшем может повыситься напряжение питания в бортовой сети. Это приведет к выходу из строя большей части потребителей электроэнергии. Кроме того, может выйти из строя и сам генератор. А его ремонт обойдется в кругленькую сумму, а если учесть, что АКБ очень быстро выйдет из строя, расходы и вовсе космические. Стоит также отметить, что реле-регулятор напряжения генератора Bosch является одним из лидеров по продажам. У него высокая надежность и долговечность, а характеристики максимально стабильны.

Регулятор напряжения в автомобиле

От технического состояния реле-регулятора (регулятора напряжения) и его правильной и своевременной регулировки во многом зависит работа всей системы электроснабжения. Следует учитывать, что контактные регуляторы, естественно, изменяют свои характеристики и требуют своевременного обслуживания, а электронные бесконтактные регуляторы напряжения работают надежно, но требуют особо бережного и технически грамотного отношения.

Основные неисправности контактного регулятора напряжения РР380: окисление контактов регулятора напряжения; обрыв в цепи обмотки регулятора; нарушение регулировки.

Основные неисправности контактно-транзисторного реле-регулятора РР362: окисление контактов регулятора напряжения; обрыв в цепи обмотки регулятора напряжения; пробой транзистора; нарушение регулировки.

Основные неисправности бесконтактных транзисторных регуляторов напряжения (РР350, РР356, 13.3702, Я112, Я120 и др.): тепловое разрушение транзисторов; тепловое разрушение стабилитрона.

Окисление контактов РР380. Эта неисправность возникает в основном вследствие искрообразования между контактами. Искрообразование усиливается при увеличении силы тока возбуждения, например при междувитковом замыкании обмотки возбуждения генератора, увеличении напряжения генератора, а также при обрыве дополнительных резисторов. Вследствие окисления контактов повышается сопротивление цепи возбуждения генератора, а поэтому уменьшаются сила тока возбуждения и напряжение генератора будет достигать рабочей величины при большей частоте вращения ротора. Окисленные контакты зачищают шлифовальной шкуркой зернистостью 140-170, а затем протирают замшей или плотной тканью, смоченной спиртом или очищенным бензином

Обрыв в цепи обмотки РР380. Обрыв обмотки или резистора RTK возникает из-за механического повреждения или нарушения контакта в местах пайки. При этой неисправности не будет намагничиваться сердечник регулятора и напряжение генератора не регулируется. Обрыв обмотки определяют омметром или лампой. При наличии обрыва лампа не горит.

Дефектную обмотку или неисправный резистор заменяют. Обрыв обмотки можно также устранить пайкой.

Рис. 1. Проверка обмотки регулятора напряжения РР380 на обрыв

Рис. 2. Проверка цепи возбуждения генератора в регуляторе РР380

Обрыв в цепи возбуждения генератора в регуляторе РР380. При этой неисправности ток в обмотку возбуждения генератора не подается и генератор не работает. Для проверки цепи возбуждения лампу подключают по схеме, показанной на рис. 2. Если лампа не горит, нужно проверить состояние верхней пары контактов и прочность соединения проводников в местах пайки.

Рис. 3. Проверка обмотки дросселя и дополнительных резисторов регулятора РР380 на обрыв

Рис. 4. Регулировка зазора между якорьком и сердечником регулятора напряжения РР380

Рис. 5. Регулировка зазора между нижними контактами регулятора напряжения РР380

Для проверки обмотки дросселя и дополнительных резисторов нужно разомкнуть верхнюю пару контактов и, не замыкая нижнюю пару контактов (для этого можно использовать пластинку из изоляционного материала), наблюдать за лампой. При обрыве лампа не горит.

Нарушение регулировки регулятора РР380. Изменение зазоров и усилия натяжения пружин регулятора приводит к изменению регулируемого напряжения. При значительном ослаблении пружины регулятора (или ее обрыве) контакты верхней пары будут размыкаться, а контакты нижней пары - замыкаться под действием напряжения аккумуляторной батареи, обмотка возбуждения генератора будет закорочена и генератор не будет возбуждаться. При уменьшении усилия пружины и уменьшении зазора между якорьком и сердечником напряжение генератора уменьшается. При увеличении натяжения пружины и большой величине зазора между козырьком и’сердечником напряжение генератора возрастет.

Испытание и регулировка РР380. Проверяют и при необходимости зачищают контакты регулятора, проверяют и регулируют зазоры: зазор между якорьком и сердечником катушки должен быть (1,4+0,7) мм. Зазор регулируют смещением отверткой держателя 3 вверх или вниз после ослабления гайки. Зазор между нижними контактами в пределах (0,45+0,1) мм регулируют смещением держателя нижнего контакта отверткой.

Подключают регулятор к генератору Г221 по схеме, приведенной на рис. 6. Регулятор устанавливается в таком положении, в каком он закреплен на автомобиле. Вводят полное сопротивление реостата и переключателем подключают аккумуляторную батарею. Включают электродвигатель и плавно увеличивают частоту вращения ротора генератора до 5000 об/мин, наблюдая за показаниями тахометра и вольтметра, не допуская чрезмерного повышения напряжения. Переключателем подключают реостат и с его помощью устанавливают силу тока нагрузки 10А, контролируя ее по амперметру, а по вольтметру определяют регулируемое напряжение. Напряжение должно быть (14,2+0,3) В. Если напряжение отличается от указанного, производят регулировку изменением натяжения пружины. Для уменьшения напряжения натяжения пружины ослабляют, а для увеличения напряжения - увеличивают. Затем при частоте вращения ротора генератора 5000 об/мин с помощью реостата устанавливают силу тока нагрузки 30 А. При такой нагрузке напряжение генератора должно быть на 0,2-0,7 В ниже напряжения, замеренного при силе тока нагрузки 10А. Если напряжение генератора будет заниженным, необходимо увеличить зазор между якорьком и сердечником, сохраняя зазор между контактами, и снова проверить регулятор. Вначале отрегулировать натяжение пружины при нагрузке 10А, а затем проверить напряжение при нагрузке 30 А. Операции повторяют до получения необходимого напряжения.

Проверка и регулировка реле РС702 контрольной лампы заряда батарей автомобилей ВАЗ . Для регулировки момента размыкания контактов подключают реле к аккумуляторной батарее. Затем включают цепь и реостатом 4 плавно повышают напряжение на клеммах «85» и «86» обмотки реле, контролируя напряжение размыкания контактов по показанию вольтметра 5 в момент выключения лампочки 2. У исправного реле размыкание контактов происходит при напряжении 5,0-5,7 В.

Если контакты реле размыкаются при напряжении более 5,7 В, то надо уменьшить зазор между якорьком и сердечником подгибанием вниз верхней части стойки неподвижного контакта. В случае размыкания контактов при напряжении менее 5,0 В увеличивают зазор.

Окисление или загрязнение контактов регулятора напряжения РР362. Эта неисправность приводит к тому, что в момент замыкания контактов не будет запираться транзистор, а поэтому напряжение генератора будет больше регулируемой величины. Сила зарядного тока также будет большой даже при заряженной батарее. Контакты протирают замшей или плотной тканью, смоченной спиртом или бензином.

Обрыв в цепи обмотки регулятора напряжения РР362.

При этом возможен обрыв собственно обмотки, обрыв ускоряющего резистора или резистора температурной компенсации. В этом случае не происходит намагничивание сердечника регулятора, в результате чего не будет регулироваться напряжение генератора. Обрыв выявляется так же, как в РР380.

Пробой транзистора РР362. Эта неисправность случается при перегреве транзистора током большой силы, когда завышено напряжение генератора. Пробитый транзистор в момент замыкания контактов регулятора не запирается, поэтому напряжение генератора при увеличении частоты вращения ротора возрастает. Увеличение силы тока может вызвать обрыв в цепи транзистора (выгорание). Проверку состояния транзистора и контактов можно произвести непосредственно на автомобиле. Для этого снимают крышку регулятора и подключают лампу одним проводом на клемму «Ш» регулятора, а другим - на корпус автомобиля.

Рис. 6. Схема испытания регулятора напряжения РР380

Рис. 7. Регулировка натяжения пружины регулятора напряжения

Рис. 8. Проверка реле РС702 контрольной лампы заряда аккумуляторной батареи

Рис. 9. Регулировка зазора между «орьком и сердечником в реле

Включают зажигание: лампа будет гореть при исправном и пробитом транзисторе и не будет гореть при обрыве в цепи транзистора. Затем нажимают пальцем на якорек регулятора напряжения или якорек реле защиты для замыкания контактов этих приборов. Если при разомкнутых контактах лампа горит, а при замыкании контактов любого реле гаснет, транзистор исправен. Если лампа гаснет только при замыкании контактов реле защиты, необходимо проверить состояние контактов регулятора напряжения. Если лампа не горит при разомкнутых контактах, в цепи транзистора имеется обрыв.

Нарушение регулировки РР362. Нарушение зазоров и усилия натяжения пружин приводит к изменению величины регулируемого напряжения. Чрезмерное ослабление пружин приводит к тому, что контакты регулятора напряжения или реле защиты при включении зажигания замыкаются при питании обмоток от аккумуляторной батареи, поэтому транзистор будет заперт и генератор не будет работать. Напряжение уменьшается при снижении упругости пружины якорька и уменьшении зазора между якорьком и сердечником. При повышении натяжения пружины и увеличении зазора между якорьком и сердечником напряжение генератора возрастает.

Испытание и регулировка регулятора напряжения РР362. Проверяют состояние контактов и при необходимости зачищают или протирают их замшей или плотной тканью, смоченной в бензине или спирте. Затем проверяют и при необходимости регулируют зазоры между якорьком и ярмом. У регулятора напряжения и реле защиты должен быть зазор 0,2-0,3 мм. Регулировка производится смещением серьги подвески якорька после ослабления винтов крепления серьги.

Зазор между нижними контактами регулятора напряжения должен быть 0,2-0,3 мм (рис. 69), а у реле защиты 0,7-0,8 мм. Зазор регулируют подгибанием ограничителя хода якорька у реле защиты и держателя верхнего контакта у регулятора напряжения.

Зазор между якорьком и сердечником должен быть 1,2-1,3 мм у регулятора напряжения и у реле защиты. Регулировка зазора производится перемещением держателя неподвижных контактов вверх или вниз при ослабленных винтах (рис. 71) крепления держателей. Необходимо следить за тем, чтобы оси контактов совпадали, а рабочие плоскости оставались параллельными. После регулировки зазоров реле-регулятор проверяют и регулируют при совместной работе с исправным генератором того типа, с которым он работает на автомобиле. При проверке реле-регулятор закрепляют в рабочем положении, соответствующем его установке на автомобиле.

Рис. 7. Проверка состояния транзистора РР362 на автомобиле замыканием контактов регулятора напряжения (а) и реле защиты (б)

Рис. 8. Проверка состояния транзистора РР362 от аккумуляторной батареи замыканием контактов регуляторов напряжения (а) и реле защиты (б)

Рис. 9. Регулировка зазора между якорьком и ярмом в регуляторе напряжения и реле защиты РР362

Рис. 10. Регулировка зазора между контактами регулятора напряжения РР362

Рис. 11. Регулировка зазора между контактами реле защиты РР362

Рис. 12. Регулировка зазора между якорьком и сердечником регулятора напряжения и реле защиты РР362

Схема включения при регулировке регулятора показана на рис. 13. Вводят полное сопротивление реостата и включают электродвигатель. Включают переключателем аккумуляторную батарею. Плавно увеличивают частоту вращения ротора генератора до 3000 об/мин, наблюдая за показаниями тахометра 2 й вольтметра, не допуская чрезмерного увеличения напряжения. Включают переключателем реостат и с его помощью по показаниям амперметра устанавливают силу тока нагрузки, равную половине контрольной силы тока генератора, а по вольтметру определяют регулируемое напряжение.

Регулировка реле защиты РР362. После проверки состояния контактов и зазоров производят проверку напряжения замыкания контактов реле защиты. При проверке клемму «В» реле-регулятора соединяют с плюсовым выводом, а клемму «Ш» через реостат 30 Ом соединяют с минусовым выводом аккумуляторной батареи. Между клеммами «В» и «Ш» подключают вольтметр.

Затем, плавно перемещая ползунок реостата, необходимо наблюдать за напряжением замыкания контактов реле защиты. Контакты реле должны замыкаться при напряжении 6,5-7,5 В; при необходимости изменяют натяжение пружины якорька.

Реле защиты можно проверить и от аккумуляторной батареи, для этого клемму «В» подключают к плюсовому выводу батареи (рис. 76), а клемму «Ш» подключают поочередно на выводы трех (6 В) и четырех (8 В) аккумуляторов батареи. Контакты реле должны надежно замыкаться при напряжении 8 В и не должны замыкаться при напряжении 6 В.

Тепловое разрушение транзисторов бесконтактных транзисторных регуляторов напряжения (РР350, РР356, 13.3702, 201.3702, ЯП2, Я120 и др.). Такая неисправность возникает при перегреве транзистора током большой силы или при возникновении импульсных перенапряжений, которые образуются в цепи генератор - аккумуляторная батарея в момент отключения батареи при работающем генераторе на средней и большой частотах вращения.

Рис. 13. Схема включения приборов при регулировке реле-регулятора РР362

Рис. 14. Регулировка натяжения пружины регулятора напряжения РР362

Рис. 15. Схема включения приборов при проверке реле защиты РР362

Рис. 16. Регулировка натяжения пружины реле защиты РР362

Рис. 17. Проверка реле защиты от аккумуляторной батареи

Вследствие теплового разрушения транзистора происходит короткое замыкание электродов (эмиттера, базы и коллектора) и тогда сопротивление между эмиттером и коллектором будет очень мало. Перегрев транзистора может вызвать отпайку выводных проводников от электродов, при этом сопротивление транзистора будет равно бесконечности (обрыв цепи).

Пробой транзисторов или обрыв их цепей вызывает нарушение работы регулятора, вследствие чего напряжение генератора возрастает либо генератор не возбуждается. Например, при пробое входного транзистора в регуляторе выходной транзистор будет заперт и генератор не возбуждается.

При обрыве цепи входного транзистора в регуляторе будет постоянно открыт выходной транзистор, поэтому не будет регулироваться напряжение генератора, которое достигает очень большой величины. Пробой выходного транзистора в регуляторе вызывает увеличение силы тока в обмотке возбуждения генератора и значительное повышение его напряжения. При этом произойдет перезаряд аккумуляторной батареи, сокращение срока службы ламп и приборов электрооборудования автомобиля.

В случае обрыва в цепи выходного транзистора прерывается цепь возбуждения генератора и тогда генератор не возбуждается.

Тепловое разрушение стабилитрона бесконтактных регуляторов напряжения. При такой неисправности стабилитрон будет проводить ток в обоих направлениях. В регуляторах напряжения в случае пробоя стабилитрона будет заперт выходной транзистор, а поэтому напряжение генератора будет меньше рабочей величины и аккумуляторная батарея не будет заряжаться.

В интегральных регуляторах напряжения ЯП2, Я120 и других возникают в основном неисправности, которые приводят к обрыву цепи возбуждения, и генератор не работает.

Рис. 18. Проверка регулятора напряжения РР350

Рис. 19. Проверка регулятора напряжения 201.3702

Рис. 20. Проверка регулятора напряжения 13.3702

Рис. 21. Проверка регулятора напряжения РР356

Проверка бесконтактных регуляторов. Для этого регулятор, рассчитанный на рабочее напряжение 14 В, подключают вначале к шести аккумуляторам (12 В), а затем к восьми аккумуляторам (16 В) двух последовательно включенных батарей. Регулятор, рассчитанный на 28 В, сначала подключают к 12 аккумуляторам (24 В), а затем к 16 аккумуляторам (32 В). Мощность лампы не должна превышать 30 Вт. При исправном регуляторе напряжения в первом случае подключения лампа должна гореть, а во втором - не должна. Если лампа горит или не горит в обоих случаях подключения, регулятор неисправен.

Регуляторы можно проверить, измерив падение напряжения на них. Для этого подключают проверяемый регулятор к аккумуляторной батарее по схеме, приведенной на рнс. 85-87. Устанавливают реостат на максимальное сопротивление, включают цепь и с помощью реостата устанавливают силу тока нагрузки, равную силе тока возбуждения генератора, с которым работает регулятор: 3 А - для регуляторов РР350 и 201.3702; 2 А - для регулятора 13.3702. У исправного регулятора падение напряжения, регистрируемое вольтметром, не должно превышать 2 В для РР350, 1,6 В для 13.3702, 1,5 В для Я112 и Я120; 1,7 В для 201.3702. Таким же способом проверяют и другие регуляторы.

Рис. 22. Проверка регулятора напряжения Я112-А

Рис. 23. Проверка регулятора напряжения Я112-В

Рис. 24. Проверка регулятора напряжения 17.3702

Рис. 25. Проверка регулятора напряжения Я120

Рис. 26. Проверка регулятора напряжения РР350 по падению напряжения

Рис. 27. Проверка регулятора напряжения 201.3702 по падению напряжения

Рис. 28. Проверка регулятора напряжения 13.3702 по падению напряжения

Рис. 29. Схема прибора для испытания электронных регуляторов напряжения

Более точную проверку регулятора напряжения с измерением величины регулируемого напряжения можно произвести с помощью прибора, схема которого приведена на рис. 88. Прибор представляет собой стабилизированный источник напряжения с плавным регулированием напряжения до 35 В. Для проверки регулятора его подключают к прибору, включают схему и, плавно увеличивая напряжение, наблюдают за контрольной лампой и вольтметром.

У регулятора Я120 предусмотрена посезонная регулировка для зимнего («3») и летнего («Л») режимов заряда аккумуляторных батарей, позволяющая увеличивать (уменьшать) напряжение в пределах 1-2 В. Если винт ввернуть до упора в корпус (положение «3»), напряжение генератора повышается, при вывертывании винта (положение «Л») -уменьшается.

Регулировка бесконтактных регуляторов напряжения. При отклонении напряжения генератора от установленных значений производят регулировку регулятора заменой подстроечного резистора в верхнем плече делителя напряжения. Например, в РР350 для увеличения регулируемого напряжения нужно резистор заменить резистором с меньшим номинальным значением сопротивления. Для снижения регулируемого напряжения резистор заменяют резистором с большим номинальным значением сопротивления. В регуляторе 201.3702 и 13.3702 для изменения регулируемого напряжения изменяют сопротивление резистора, а в регуляторе РР356 - резистора. Интегральные регуляторы напряжения не регулируются.

Определение неисправных элементов в бесконтактных регуляторах напряжения. Для определения неисправного элемента схемы вначале определяют состояние выходного транзистора. Если при увеличении напряжения выходной транзистор не запирается, то он пробит или всегда открыт. Выходной транзистор всегда открыт, если: не срабатывает стабилитрон; не открывается входной (первый) транзистор; не закрывается второй транзистор.

Стабилитрон не срабатывает в случае обрыва в его цепи. Входной (цервый) транзистор не открывается при обрыве в цепи стабилитрона и обрыве в цепи самого транзистора. Второй транзистор не закрывается во всех перечисленных случаях и в случае пробоя самого транзистора.

Рис. 30. Посезонная регулировка напряжения генератора Г273

Рис. 31. Регулятор РР350: а - общий вид и панели; б - электрическая схема; 1, 22- подстроечные резисторы; 2-резистор МЛТ -1-220; 3- стабилизатор Д814А; 4 - резистор МЛТ -1-300; 5 - транзистор П302; 6 - транзистор П214В; 7 - диод КД202Г; 8 - резисторы МЛТ -0,5-24 и МЛТ -0,5-5,6; 9 - транзистор П217; 10 - диод КД202В; 11 - резистор МЛТ -2- 220; 12 - генератор; 13 - амперметр; 14-выключатель зажигания; 15 - аккумуляторная батарея; 16 - диод КД202В; 17-резисторы МЛТ -2-28; 18 - резистор МЛТ -1 -470; 19 - резистор МЛТ -0,5-3,0 кОм,20 - дроссель (ППЭВ , 0 0,21 мм; w=2500; /?= 43 Ом); 21 - терморезистор ММТ -1 - 1 кОм; 23, 24 - резисторы МЛТ -1-390 и МЛТ -0,5-100

Рис. 32. Регулятор напряжения РР350 (малогабаритный): а - общий вид и панели регулятора; б- электрическая схема; 1 - подстроеч-ный резистор МЛТ -0,5-1,3 кОм; 2 - резистор МЛТ -0,5- 300; 3 - резистор МЛТ -0,5-270; 4 -резистор МЛТ -0,5-300; 5-резистор МЛТ -0,5-100;

Если при – подключении регулятора генератор не возбуждается, то это значит, что выходной транзистор не пропускает ток, т. ё. он всегда закрыт или в его цепи имеется обрыв.

Рис. 33. Регулятор напряжения 201.3702: а - общий вид и панели; б - электрическая схема; 1- подстроечный резистор МЛТ -0,5- 1- 1,3 кОм; 2 - резистор МЛТ -0,125-10 кОм; 3 - диод КД522Б; 4 - стабилитрон Д814А; 5 - транзистор КТ315Б; б -резистор МЛТ -0,125-10 кОм; 7 -транзистор КТ361Б; 8 - резистор МЛТ -0,5-470 Ом; 9- резистор МЛТ -0,125-510 Ом; 10, 26 - конденсаторы К73-9-100 В -0,1 мкФ; 11 - диод КД202В; 12, 13 - транзисторы 837Х; 14 - диод К.Д209А; 15 - резистор МЛТ -0,5-100 Ом; 16 - резистор МЛТ -0,5-510 Ом; 17 - диод КД522Б; 18 - транзистор КТ3107В; 19 - резистор МЛТ -0,25 - 270 Ом; 20 - резистор МЛТ -0,5- 51 Ом; 21 - резистор МЛТ -0,25 - 820 Ом; 22 - резистор МЛТ -0,125 - 27 кОм; 23 - резистор МЛТ -0,125 - 220 кОм; 24 - резистор МЛТ -0,125 - 1,6 кОм; 25 - резистор МЛТ -0,125 - 3,3 кОм

Проверку элементов схемы регулятора напряжения производят, начиная со стабилитрона, для чего отпаивают от схемы хотя бы один его вывод и омметром измеряют сопротивление стабилитрона, меняя местами зажимы на выводах проверяемого прибора. Стабилитрон считают исправным, если при одном замере сопротивление будет не более 100-200 Ом, а при перемене местами зажимов омметра будет измеряться сотнями килоом. В пробитом стабилитроне сопротивление равно нулю, а при обрыве вывода бесконечности.

При исправном стабилитроне последовательно проверяют состояние транзисторов, начиная с первого (входного) и кончая выходным. Для проверки транзистора отпаивают хотя бы два любых его вывода и подключают поочередно к двум любым выводам транзистора омметр. Транзистор считается исправным, если сопротивление при этих измерениях больше нуля, но не более 500 кОм и омметр показывает различное сопротивление одних и тех же переходов при перемене местами зажимов омметра. В неисправном транзисторе сопротивление между двумя выводами равно нулю или бесконечности.

Стабилитроны рассчитаны на очень малую силу тока, поэтому во избежание теплового разрушения их нельзя проверять как диоды при помощи лампы (даже малой мощности). Если стабилитрон и транзисторы исправны, омметром проверяют состояние резисторов и диодов, включенных в цепь стабилитрона и транзисторов.

Проверка и регулировка реле-регуляторов на стенде Э211. Реле-ре гуля тор проверяется в комплекте с тем типом генератора, с которым он работает на автомобиле. Закрепляют проверяемый реле-регулятор на поворотной площадке стенда в том положении, в котором он закреплен на автомобиле, и подключают регулятор к панели стенда по схеме, приведенной на рис. 37.

Рукоятку переключателя батарей устанавливают в положение «12» или «24». Рукоятку переключателя омметра-тахометра устанавливают в положение «Об/минХ Ю00». Рукоятку переключателя рода проверок устанавливают в положение «РН». Рукояткой включают стенд, а рукояткой 8 включают электродвигатель стенда. Затем плавным вращением рукоятки увеличивают частоту вращения ротора генератора, наблюдая за показаниями вольтметра. Если вольтметр не показывает напряжение, значит генератор не возбуждается. В таком случае на 1-с нажать кнопку «Пуск», чтобы обеспечить его возбуждение от батарей стенда.

Поворотом рукоятки доводят частоту вращения ротора генератора до 3000 об/мин, наблюдая за показаниями вольтметра, и рукояткой увеличивают силу тока нагрузки до половины контрольной нагрузки генератора.

Измерение сопротивления обмоток, резисторов, диодов, транзисторов и прочих элементов на стенде Э211. Вставляют в гнездо розетки «R » два контрольных провода (из комплекта принадлежностей, хранимых в ящике 25 стенда).

К атегория: - Электрооборудование автомобилей

П. Алексеев

Электронные регуляторы напряжения автомобильных генераторов постоянного и переменного тока в последнее время находят все большее практическое применение. Это объясняется в основном тремя причинами: тем, что электронные регуляторы, во-первых, обладают высокой надежностью работы, во-вторых, обеспечивают возможность быстрой и удобной регулировки напряжения генератора и, в-третьих, не требуют каких-либо профилактических работ, связанных с эксплуатацией регулятора.

Автором статьи были исследованы различные варианты схем электронных регуляторов напряжения. На основе проведенной работы и опыта практической эксплуатации были выбраны два варианта электронных регуляторов напряжения для генераторов постоянного тока Г108М автомобиля «Москвич-408». Регуляторы могут быть использованы и с любыми другими генераторами постоянного тока, а также взяты за основу для регуляторов генераторов переменного тока (в этом случае ввиду отсутствия реле обратного тока схема регулятора упрощается). Электронный регулятор напряжения, также как и обычный, электромеханический, состоит из регулятора напряжения, реле обратного тока и реле ограничения максимального тока.

Структурная схема регулятора напряжения показана на рис. 1.

Этот узел является важнейшим и наиболее сложным узлом устройства. Он включает в себя измерительный элемент и усилительно-исполнительный элемент. Регулятор напряжения работает следующим образом. Напряжение, вырабатываемое генератором, поступает на измерительный элемент, где оно сравнивается с опорным напряжением или напряжением срабатывания измерительного элемента). Разность между напряжением генератора и опорным напряжением в виде управляющего сигнала поступает на усилительно-исполнительный элемент, который регулирует ток обмотки возбуждения генератора, поддерживая его выходное напряжение на заданном уровне.

Из большого числа известных измерительных элементов для регулятора напряжения выбраны два наиболее простых, но обладающих достаточно высокими значениями параметров. Измерительный элемент, схема которого показана на рис. 2, а, выполнен по мостовой схеме.

Рис. 2. Схемы измерительных элементов

Он работает следующим образом. При повышении напряжения генератора соответственно увеличивается напряжение на переменном резисторе R2 до напряжения стабилизации стабилитрона Д1. При дальнейшем увеличении входного напряжения напряжение на этом резисторе не изменяется. В зависимости от положения движка резистора R2 к базе транзистора Т1 прикладывается напряжение от 5,5 В до напряжения стабилизации стабилитрона, что вызывает появление почти такого же (несколько меньшего) напряжения на резисторе R5. При дальнейшем увеличении входного напряжения входит в режим стабилизации стабилитрон Д2. Это происходит при достижении входным напряжением значения, равного сумме напряжений на резисторе R5 и напряжения стабилизации стабилитрона Д2, и вызывает увеличение тока через резистор R5, увеличение напряжения на нем и закрывание транзистора Т1 (напряжение на его эмиттере становится больше напряжения на его базе). Если подключить к выходу такого измерительного элемента усилитель, нагруженный цепью обмотки возбуждения генератора, его напряжение будет поддерживаться на заданном уровне.

Измерительный элемент, выполненный по схеме рис. 2, б, работает несколько иначе. Стабилитрон Д1 включен в цепь базы транзистора Т1, который закрыт до тех пор, пока входное напряжение (с учетом положения движка резистора R2) не достигнет напряжения стабилизации стабилитрона. Ток стабилитрона открывает транзистор Т1 и, воздействуя через усилительный элемент регулятора на обмотку возбуждения, вызовет уменьшение выходного напряжения генератора.

Усилительно-исполнительный элемент электронного регулятора напряжения должен обеспечивать полное прекращение тока возбуждения генератора в соответствии с сигналом измерительного элемента и возможно меньшее падение напряжения на исполнительном транзисторе (не более 0,25-0,4 В), что уменьшает рассеиваемую транзистором мощность и повышает стабильность работы всего устройства. Кроме этого, усилительно-исполнительный элемент должен обладать высокой чувствительностью с тем, чтобы коммутацию большого тока (до 3,0-3,5 А) обеспечить малым управляющим током (10-20 мА).

На рис. 3, а и б показаны схемы усилительно-исполнительных элементов, предназначенных для работы с описанными измерительными элементами (рис. 2, а и б, соответственно).

Рис. 3. Схемы усилительно-исполнительных элементов

Оба усилительно-исполнительных элемента обладают практически одинаковыми параметрами и отличаются в основном тем, что один из них (рис. 3, а) работает как усилитель без переворачивания фазы, а второй изменяет фазу сигнала на 180°, поскольку этого требует измерительный элемент.

Реле обратного тока в электронном регуляторе напряжения обычно выполняют на полупроводниковых диодах. Диоды чаще всего выбирают кремниевые, поскольку они обладают не только более высокой термостабильностью по сравнению с германиевыми, но и большим прямым падением напряжения на них (1,1-1,3 В), используемым для работы реле ограничения максимального тока (германиевые диоды имеют прямое падение напряжения 0,5-0,8 В).

В качестве реле ограничения максимального тока обычно используют транзистор, включенный параллельно измерительному элементу электронного регулятора напряжения и воздействующий на усилительно-исполнительный элемент таким образом, чтобы ток обмотки возбуждения генератора прекращался при увеличении тока нагрузки выше допустимой величины. Управляющим сигналом для транзистора реле ограничения максимального тока является падение напряжения на диодах реле обратного тока, через которые протекает общий ток нагрузки генератора.

Принципиальные схемы двух электронных регуляторов напряжения приведены на рис. 4 и 5.

Рис. 4. Принципиальная схема электронного регулятора

Рис. 5. Принципиальная схема улучшенного электронного регулятора

Особенностью второго регулятора (рис. 5) по сравнению с первым является подключение измерительного элемента не к выводу «Я» регулятора, а к выводу «Б», на котором напряжение «скорректировано» на величину падения напряжения на диодах Д4-Д6. Поэтому регулятор по схеме рис. 5 предпочтительнее, однако для сохранения высокой чувствительности регулятора в его измерительном элементе должен быть установлен транзистор с большим статическим коэффициентом передачи тока Вст (не менее 120).

Работу электронного реле-регулятора удобно рассмотреть по схеме, которая показана на рис. 4. После запуска двигателя генератор выдает небольшое начальное напряжение (6-7 В) за счет остаточного магнетизма стального корпуса и полюсных наконечников. Это напряжение, приложенное к выводу «Я», открывает транзистор Т1, через который начинает протекать ток базы транзистора Т2. Транзистор Т2 также открывается, что приводит в свою очередь к открыванию транзистора Т3. Через транзистор Т3 начинает протекать ток обмотки возбуждения генератора, вследствие чего его выходное напряжение возрастает. При напряжении генератора 9,9 В открывается стабилитрон Д1, поддерживая с этого момента на делителе R2-R3 постоянное напряжение. Напряжение на базе транзистора Т1 устанавливают в пределах 5,3-9,9 В. Напряжение генератора продолжает возрастать до величины, равной сумме напряжения стабилизации стабилитрона Д2 и падения напряжения в резисторе R5 (5,0-9,6 В), после чего стабилитрон Д2 входит в зону стабилизации, вызывая повышение напряжения на резисторе R5. Это приводит к резкому закрыванию транзистора Т1, а вслед за ним и транзисторов Т2 и Т3, и прекращению тока возбуждения генератора. Таким образом, напряжение генератора в пределах от 5,0 + 6,9 = = 11,9 В до 9,6 + 6,9 = 16,5 В будет поддерживаться на заданном уровне, которое устанавливают переменным резистором R2.

Поскольку управление током возбуждения генератора носит ключевой характер, а обмотка возбуждения обладает значительной индуктивностью, в ней при резком прекращении тока, возникают всплески напряжения самоиндукции, могущие вывести из строя транзистор Т3. Поэтому этот транзистор защищен диодом Д7, -включенным параллельно обмотке ОВ возбуждения генератора.

В качестве реле обратного тока работают диоды Д4 -Д6. Параллельное включение диодов имеет целью уменьшение рассеиваемой на них мощности при протекании тока нагрузки, достигающего 20 А. Такое включение диодов требует их подбора по одинаковому прямому падению напряжения на каждом из них при токе 6-7 А.

Реле ограничения максимального тока выполнено на транзисторе Т4, переменном резисторе R7 и диоде Д3. Диод предохраняет реле от разрядного тока аккумуляторной батареи. Падение напряжения от протекающего через диоды Д4-Д6 тока нагрузки приложено к резистору R7, а с его движка - к базе транзистора Т4. В зависимости от тока нагрузки и положения движка резистора R7 на переход эмиттер - база этого транзистора поступает большее или меньшее напряжение. Если это напряжение достигает некоторой определенной величины, транзистор открывается, шунтируя транзисторы Т2 и Т3 и уменьшая тем самым ток обмотки возбуждения генератора. Напряжение генератора, а значит, и ток нагрузки уменьшаются. Реле ограничения максимального тока начинает работать только при перегрузках генератора. Режим управления током генератора - пульсирующий.

В описываемых устройствах не предусмотрена защита транзистора Т3 от коротких замыканий цепи его коллектора, которое возможно при пробое обмотки возбуждения генератора или случайном замыкании зажима «Ш» на корпус автомобиля. Принципиально такая защита может быть введена в устройства, но ее необходимость сомнительна, поскольку пробой обмоток возбуждения генераторов - явление очень редкое, а случайных замыканий вообще не следует допускать.

Электронный регулятор, собранный по схеме рис. 4, показал хорошие эксплуатационные характеристики. При изменении тока нагрузки от 5 до 15-18 А напряжение в бортовой сети изменяется на 0,2-0,25 В. Регулятор напряжения, выполненный по схеме рис. 5, обладает еще более высокой степенью стабилизации напряжения. Расход энергии от аккумуляторной батареи, к которой постоянно подключена цепочка R1-R3, очень невелик - примерно 10- 15 мА. При длительных стоянках автомобиля аккумуляторную батарею всегда следует отключать.

По принципу работы регулятор, собранный по схеме рис. 5, не отличается от предыдущего. Особенности его работы были отмечены выше.

Для повышения надежности и температурной стабильности работы регулятора диоды и транзисторы выбраны кремниевые (за исключением диода Д3, рис. 4, и Д2, рис.5). Переменные резисторы - проволочные с законтривающейся осью.

Транзистор Т1 в регуляторе, собранном по схеме рис. 4, должен иметь коэффициент Вст не менее 50. Транзисторы Т4 в обоих регуляторах желательно выбрать с достаточно высоким Вст. Остальные транзисторы подбора не требуют. Стабилитроны следует подобрать по напряжению стабилизации: Д1 - 9,9 В, Д2 - 6,9 В (рис. 4); Д1 - 9,4 В (рис.5). Напряжения стабилизации стабилитронов определяют границы диапазона регулирования напряжения генератора. Резисторы R6 (рис. 4) и R7 (рис. 5) должны быть рассчитаны на мощность рассеяния не менее 4 Вт.

Транзистор П210А необходимо устанавливать на радиатор в виде пластины или уголка из дюралюминия толщиной 4-5мм и общей площадью 30-40 см2. На таком же радиаторе площадью 50-70 см2 следует крепить и диоды Д4-Д6. На этих диодах выделяется значительная тепловая мощность.

Правильно собранный электронный регулятор начинает работать сразу. Напряжение устанавливают при работающем двигателе на уровне 13,7-14,0 В. Затем устанавливают максимальный ток нагрузки 20 А. Регулировочные работы можно провести и до установки регулятора на автомобиль. Для этого необходимы два источника постоянного тока: стабилизированный с плавной регулировкой напряжения в пределах от 10 В до 17 В и током нагрузки до 5 А и любой на 12-13 В с допустимым током нагрузки 20-25 А (например, автомобильный аккумулятор 6СТ42).

Сначала собирают стенд по схеме, изображенной на рис. 6, а.

Рис. 6. Схемы регулировочных стендов для налаживания электронных регуляторов

Амперметр ИП2 должен иметь шкалу до 5 А. Переменные резисторы электронного регулятора устанавливают в положения, соответствующие нижним пределам регулировки (R2 - в нижнее, R7 - в верхнее по схеме, рис. 4, R2 и R8 - в верхнее, рис. 5). Устанавливают источник стабилизированного напряжения на 10 В, включают тумблер В1 и проверяют ток амперметра ИП2, который должен быть примерно равен I = Uпит/Rl (этот ток имитирует ток возбуждения генератора). Затем, медленно увеличивая напряжение источника, замечают по вольтметру ИП1 момент резкого прекращения тока, протекающего через амперметр. Уменьшают теперь напряжение источника до момента появления тока в цепи амперметра. Разность между этими напряжениями определяет чувствительность реле напряжения. Хорошей чувствительностью следует считать 0,1 В, допустимой - 0,2 В. При более низкой чувствительности следует подобрать транзистор Т1 с большим коэффициентом Вст. Затем проверяют чувствительность на верхнем пределе регулирования напряжения (R2 переводят, в другое крайнее положение). Чувствительность на верхнем пределе может быть хуже не более чем на 10-30%. Устанавливают резистор R2 и положение, соответствующее напряжению срабатывания реле напряжения, рамному 14 В.

Затем собирают peгулировочный стенд по схеме, показанной на рис. 6,б. Амперметр ИП1 должен быть рассчитан на ток до 25 А, а ИП2 - до 5 А. Реостат R2 должен допускать рассеяние мощности до 20 Вт. Устанавливают движок R2 примерно на середину и включают тумблер В1. Амперметр ИП2 должен показывать ток 20-25 А. Ток амперметра ИП1 должен быть равен нулю, т. е. регулятор закрыт по току перегрузки. Если теперь выключить тумблер B1, вывести движок резистора R7 (R9, по рис. 5) регулятора в нижнее по схеме положение, соответствующее максимальному пределу ограничения тока нагрузки, и снова включить тумблер, ток амперметра ИП2 останется прежним, а амперметр ИП1 покажет ток, равный Uпит/Rl. Тумблер В1 следует включать на короткое время, поскольку аккумуляторная батарея при этом интенсивно разряжается. Для установки предела ограничения максимального тока нагрузки необходимо установить ползунком реостата R2 ток амперметра ИП2, равный 20 А, а затем, вращая ось резистора R7 (R8, рис. 5) электронного регулятора, добиться прекращения тока, протекающего через амперметр ИП1.

Электронный регулятор напряжения удобно устанавливать на автомобиле рядом с РРН с тем, чтобы при необходимости можно было легко их переключать.

В заключение следует отметить, что не все экземпляры автомобильных генераторов имеют начальное напряжение около 6 В. У некоторых из них оно не превышает 1-2 В. С такими генераторами электронный регулятор работать не сможет - транзистор Т3 останется закрытым, и ток обмотки возбуждения будет равным нулю. В подобных случаях электронный регулятор напряжения следует выполнить по схеме, изображенной на рис. 7.

Рис. 7. Вариант принципиальной схемы электронного регулятора

Характеристики этого регулятора практически такие же, как и у описанных выше устройств. Транзистор Т1 можно заменить на КТ602, Т5 - на МП115. Резистор R6 должен рассеивать мощность не менее 4 Вт. Можно также обойтись незначительными изменениями базовой цепи транзистора Т4 в регуляторе по схеме рис. 4. Изменения сводятся к включению диода между базой транзистора и движком резистора R7 и изменению места включения диода Д3 - он должен быть включен в той же полярности в разрыв нижнего по схеме вывода резистора R7. Однако при этом несколько ухудшится точность поддержания напряжения на выходном зажиме «Б». Оба диода - типа Д223Б.

В помощь радиолюбителю» выпуск 53

Усовершенствование электронного регулятора напряжения.

В сборнике «В помощь радиолюбителю» выпуск 53 в статье «Электронный регулятор напряжения» (с. 81 - 90) описаны несколько электронных регуляторов напряжения для автомобиля. В усилительно-исполнительном элементе всех этих устройств использован мощный германиевый транзистор П210А (Т3). Выбор именно этого транзистора был обусловлен отсутствием кремниевого аналога структуры р-n-р.

Тем не менее очевидно, что кремниевый транзистор здесь предпочтительнее, так как обеспечивает более надежную работу регулятора напряжения в условиях повышенной температуры. Поэтому была разработана схема регулятора, аналогичного по принципу работы и характеристикам устройству по схеме рис. 5 в упомянутой выше статье, но с мощным кремниевым транзистором структуры п-р-п.

Регулятор (см. схему), имеет некоторые особенности, на которых целесообразно кратко остановиться. Использование кремниевого транзистора КТ808А (V9; можно также использовать и транзистор КТ803А) потребовало включения в устройство дополнительного транзистора V8 (П303А; его можно заменить на П302 - П304, П306, П306А со статическим коэффициентом передачи тока не менее 15), повышающего к тому же чувствительность устройства.

Рис. Схема регулятора напряжения

В измерительном элементе в делителе напряжения вместо резистора использована диодная цепь V1, V2, обеспечивающая температурную компенсацию стабилитрона V3. Этим изменением температурная нестабильность регулятора напряжения в целом сведена практически к нулю.

Незначительные изменения в базовой цепи транзистора V5 по сравнению с исходным вариантом принципиально не изменили работы ограничителя максимального тока генератора, но улучшили плавность и повысили точность установки порога ограничения.

Планируемое внедрение кондиционера на элементах Пельтье потихоньку движется. Следующим этапом после установки генератора на 135 Ампер стала модернизация регулятора напряжения. Основной проблемой здесь является работа кондиционера на ХХ двигателя. Дело в том, что при шкиве генератора втрое меньшего размера, чем шкив коленчатого вала, при 1000 оборотах двигателя ротор генератора будет вращаться со скоростью в 3000 оборотов минут, что по таблице токоотдачи даст 110 Ампер при 13,5 Вольтах:

В принципе при потреблении 10ю элементами пельте 60 Ампер должно хватить. Однако, я так думаю, эти показания были сняты при подаче на ротор тех самых 13,5 Вольт. И вот здесь мы упираемся в штатный регулятор напряжения, для которого прямо декларируется падение напряжения в 2 Вольта, то есть на ротор пойдёт максимум 11,5 Вольт. Разница в мощности на роторе составит 13,5 * 13.5 / 11,5 * 11,5 = 37%. То есть от 110 Ампер останется уже только 70, из которых 6 уйдёт на сам генератор. А есть ещё и штатные потребители, то есть на кондиционер останется мало тока. Падение 2х Вольт на регуляторе обусловлено применением в нём качестве ключа биполярного транзистора.

Также при модернизации мне хотелось добавить функцию отключения генератора при пуске двигателя. То есть штатно при работе стартера генератор пытается генерировать, при этом расходуя до 6 ампер тока и тормозя коленчатый вал. При отключении же генератора мы получим минимум 10% прирост в скорости вращения коленчатого вала стартером. Основной эффект от этого должен быть зимой, когда аккумулятор работает на грани своих возможностей.

Итак, при разработке регулятора напряжения необходимо учесть следующие факторы:

• Широкий рабочий диапазон температур от -40 до +80,
• Стойкость к скачкам напряжения до 60-80 Вольт,
• Стойкость к атмосферным воздействиям,
• Стойкость к вибрациям,
• Возможность отключения при пуске двигателя,
• Малое падение напряжения,
• Отсутствие механических элементов.

Одной из альтернативных схем реглятора напряжения является следующая:

Однако у неё следующие недостатки:

• Диапазон температур LM393 всего от 0 до +70,
• LM393 максимально выдерживает 30 Вольт питания,
• Затвор ирф 3205 максимум рассчитан на 10 Вольт, нет защиты на схеме,
• ирф 3205 максимум выдерживает 30 Вольт на выводах сток-исток (биполярный транзистор в оригинале рассчитан на 80 Вольт),
• полевой транзистор управляется без ключа - это приведёт к его нагреву,
• Отсутствует возможность отключения при пуске двигателя,
• В схеме присутствует подстроечный резистор - не рекомендую использовать в авто ничего подстроечного,
• реле потенциально слабое звено.

Оригинальная схема регулятора напряжения выглядит так:

Принцип работы примитивный - при превышении установленного напряжения ротор отключается, после снижения напряжения ротор вновь подключается. Принцип работы как у поплавковой камеры карбюратора, ну или бачка унитаза. Меня заинтересовали элементы разрядки энергии остаточной индукции ротора - дроссель 7, диод 12 и конденсатор 11. Для этого купил новый регулятор напряжения, за компанию хотел использовать его корпус:

Как вы понимаете, на завод давно пробрались "эффективные" менеджеры и выкинули эти ненужные элементы, оставив только защитный диод:

При этом, сама плата изготовлена у нас - видна качественная пайка (китайцы так не умеют) и покрыта лаком. Впоследствии вскрыл свой оригинальный регулятор напряжения 96 года и узрел те самые защитные элементы:

При это обратите внимание, болт, через который идёт масса ещё и пропаян, в новоделе просто затянута клемма. Ещё из замечаний к новоделу - тонкие провода, идущие на разъём. Максимальный ток на роторе может быть до 6 Ампер, это подразумевает провод сечением 2 кв. мм., или 1,5 мм в диаметре.

В итоге разработал собственную схему:

За основу взял ШИМ step-down стабилизатор lm2576-adj он в своё время себя хорошо зарекомендовал в светодиодных ПТФ . Микросхема TC4420EPA - это ключ, обеспечивает мгновенное переключение полевого транзистора, отчего тот не греется попусту. Транзистор изначально взял CEB4060AL, про него дальше напишу более подробно. Все детали рассчитаны на диапазон от -40 до +80, большинство деталей было куплено в магазине Чип НН . Назначение деталей:

• диод д1 - не знаю зачем, в штаном регуляторе должен быть, на напряжение 400 Вольт, ток в 1 Ампер.
• резистор р3, конденсатор ц1 и два стабилитрона вд1 и вд2 защищают управляющие микросхемы и затвор полевого транзистора от скачков напряжения. При превышении 16 Вольт откроются стабилитроны и излишек напряжения рассеется на резисторе р3. Мощность резистора 2 Ватта, стабилитроны по 1 Ватту. Конденсатор несколько сот микрофарад на напряжение 50 Вольт
• Резисторы р1 и р2 - делитель напряжения, по которому ориентируется стабилизатор. Придётся подбирать по месту.
• дд1 - ШИМ стабилизатор изменяет скважность импульсов на полевом транзистор и соответственно на роторе. Имеет хитрый вывод 5, при подаче напряжения на который ШИМ отключается, мы его содиним с реле стартера. Р5 нужен для корректной работы стабилизатора, на этом выводе открытый то ли коллектор, то ли эмиттер.
• резистор р4 гарантированно снимает напряжения со входа отключения, то есть микросхема не зависнет в промежуточном состоянии, диод д3 нужен для разрядки напряжения с удерживающей обмотки реле стартера. Диод д2 ограничивает управляющее напряжение.
• микросхема дд2 ключ управления полевым транзистором, обеспечивает его мгновенное отключение\включение. Это уменьшает нагрев ключевого транзистора в промежуточных состояниях и соответственно повышает КПД схемы. Конденнсатор ц2 поставил по рекомендации даташита.
• резистор р6 гарантированно перекрывает транзистор в непонятных ситуациях.
• диодов д4 и д5 два. Так как я использовал UF4007, а они выдерживают до 1 Ампера, в штатной схеме стоит диод на 1,5 Ампера. Они разряжают накопленную в роторе энергию при размыкании цепи.
• индуктивность л1 и конденсатор ц3 обеспечивают плавную разрядку ротора без большого скачка в схеме.

Платы я вырезаю. Мне так удобнее. Вот плата снизу:

И сверху:

Все маломощные резисторы и конденсатор SMD:

Полевой транзистор изначально использовал CEB4060AL - по причине того, что он на затвор держит до 20 Вольт, а на истоке до 60 Вольт относительно стока. Однако при испытаниях током в 6 Ампер - лампочкой ПТФ на 55 Ватт столкнулся с нагревом транзистора. Не будь драйвера, можно было свалить на медленное открытие/закрытие транзистора, но драйвер был. Взялся за куркулятор. Сопротивление канала CEB4060AL 80 миллиОм. Да, много - но это расплата за способность держать высокое напряжение. Итак мощность рассеяния равна 6 Ампер * 6 Ампер * 0,08 Ом = 2,9 Ватта. Похоже на правду. В общем тепловыделение в 3 Ватта можно было бы стерпеть, если бы не одно но. Под капотом запросто может до +80, а в таких условиях дополнительное тепловыделение просто добъёт схему.