W każdym nowoczesnym pojeździe istnieje rozwinięta sieć elektryczna, której napięcie stabilizowane jest przez specjalną jednostkę - regulator-przekaźnik.Przeczytaj wszystko o regulatorach przekaźnikowych, ich istniejących typach, budowie i działaniu, a także doborze i wymianie tych części w artykule.
Co to jest przekaźnik regulatora napięcia?
Przekaźnik regulatora napięcia (regulator napięcia) jest częścią instalacji elektrycznej pojazdu;Urządzenie mechaniczne, elektromechaniczne lub elektroniczne, które zapewnia podtrzymanie napięcia występującego w pokładowym zasilaczu w określonych granicach.
Instalacja elektryczna pojazdów jest zbudowana w ten sposób, że po wyłączeniu zespołu napędowego źródłem prądu jest akumulator (akumulator), a po jego uruchomieniu generator zamienia część mocy silnika na energię elektryczną.Generator ma jednak istotną wadę - napięcie generowanego przez niego prądu zależy od prędkości wału korbowego, a także od prądu pobieranego przez obciążenie i temperatury otoczenia.Aby wyeliminować tę wadę, stosuje się urządzenie pomocnicze - regulator przekaźnika lub po prostu regulator napięcia.
Regulator napięcia rozwiązuje kilka problemów:
● Stabilizacja napięcia - utrzymywanie napięcia sieci pokładowej w określonych granicach (w granicach 12-14 lub 24-28 woltów z dopuszczalnymi odchyleniami);
● Ochrona akumulatora przed rozładowaniem przez obwody generatora, gdy silnik jest wyłączony;
● Niektóre typy regulatorów - automatyczne wyłączenie rozrusznika po pomyślnym uruchomieniu silnika;
● Niektóre typy regulatorów - automatyczne załączanie i odłączanie generatora od akumulatora w celu jego ładowania;
● Niektóre rodzaje regulatorów - zmiana napięcia sieci pokładowej w zależności od aktualnych warunków klimatycznych (przełączenie instalacji elektrycznej do pracy letniej i zimowej).
Wszystkie pojazdy, ciągniki i różne maszyny są wyposażone w regulatory przekaźnikowe.Nieprawidłowe działanie tego urządzenia zakłóca działanie całej instalacji elektrycznej, w niektórych przypadkach może to prowadzić do awarii sprzętu elektrycznego i pożaru.Dlatego wadliwy regulator należy jak najszybciej wymienić, a dla prawidłowego wyboru nowej części konieczne jest zrozumienie istniejących typów, konstrukcji i zasady działania regulatorów.
Rodzaje, konstrukcja i zasada działania regulatora przekaźnikowego
Obecnie istnieje kilka rodzajów regulatorów przekaźników, ale ich praca opiera się na tych samych zasadach.Każdy regulator zawiera trzy powiązane ze sobą elementy:
- Element pomiarowy (czuły);
- Element porównawczy (kontrolny);
- Element regulacyjny.
Regulator podłącza się do uzwojenia wzbudzenia generatora (OVG), mierząc i zmieniając w nim natężenie prądu – zapewnia to stabilizację napięcia.Ogólnie rzecz biorąc, system ten działa w następujący sposób.Element pomiarowy zbudowany na bazie dzielnika napięcia stale monitoruje natężenie prądu w OVG i przetwarza je na sygnał docierający do elementu porównawczego (kontrolującego).Tutaj sygnał jest porównywany z normą - wartością napięcia, jakie normalnie powinno pracować w instalacji elektrycznej samochodu.Element referencyjny można zbudować w oparciu o przekaźniki wibracyjne i diody Zenera.Jeżeli sygnał pochodzący z elementu pomiarowego odpowiada wartości zadanej (z dopuszczalnym odchyleniem), to regulator jest nieaktywny.Jeżeli sygnał przychodzący różni się od sygnału odniesienia w tym czy innym kierunku, wówczas element porównawczy generuje sygnał sterujący docierający do elementu regulacyjnego zbudowanego na przekaźnikach, tranzystorach lub innych elementach.Element regulacyjny zmienia prąd w OVG, co zapewnia powrót napięcia na wyjściu generatora do wymaganych granic.
Schemat blokowy regulatora napięcia
Jak już wskazano, jednostki regulacyjne są zbudowane na innej podstawie elementu, na tej podstawie urządzenia są podzielone na kilka typów:
● Wibracyjny;
● Tranzystor kontaktowy;
● Tranzystor elektroniczny (bezstykowy);
● Integralny (tranzystor, wykonany w technologii zintegrowanej).
Schemat przekaźnika-regulatora wibracji
Historycznie rzecz biorąc, jako pierwsze pojawiły się urządzenia wibracyjne, które w rzeczywistości nazywane są regulatorami przekaźnikowymi.W takim urządzeniu wszystkie trzy jednostki można połączyć w jedną konstrukcję - przekaźnik elektromagnetyczny ze stykami normalnie zwartymi, chociaż element pomiarowy może być wykonany w postaci dzielnika na rezystorach.Siła naciągu sprężyny powrotnej pełni rolę wartości odniesienia w przekaźniku.Ogólnie rzecz biorąc, regulator przekaźnika działa po prostu.Przy niskim prądzie na OVG lub niskim napięciu na wyjściu generatora (w zależności od sposobu podłączenia regulatora) przekaźnik nie działa, a prąd przepływa swobodnie przez jego zamknięte styki - prowadzi to do wzrostu napięcia.Gdy napięcie wzrasta, następuje załączenie przekaźnika, napięcie w obwodzie spada i przekaźnik zostaje zwolniony, napięcie ponownie wzrasta i przekaźnik zostaje ponownie załączony - w ten sposób przekaźnik przechodzi w tryb oscylacji.Kiedy napięcie na generatorze zmienia się w tym czy innym kierunku, zmienia się częstotliwość oscylacji przekaźnika, co zapewnia stabilizację napięcia.
Obecnie w pojazdach nie stosuje się już przekaźników wibracyjnych, które charakteryzują się niską wydajnością i niewystarczającą niezawodnością.Kiedyś zostały one wyparte przez regulatory stykowo-tranzystorowe, w których jako element porównawczo-sterujący zastosowano przekaźnik wibracyjny, a jako element regulacyjny zastosowano tranzystor pracujący w trybie kluczykowym.Tutaj tranzystor pełni rolę styków przekaźnika, dlatego ogólnie działanie takiego regulatora jest podobne do opisanego powyżej.Obecnie regulatory tego typu są praktycznie zastępowane przez bezstykowe tranzystory o różnych konstrukcjach.
W bezstykowych regulatorach tranzystorowych przekaźnik zastępuje się prostszym urządzeniem półprzewodnikowym - diodą Zenera.Jako wartość odniesienia przyjęto napięcie stabilizacji diody Zenera, a element sterujący zbudowano w oparciu o tranzystory.Przy niskim napięciu dioda Zenera i tranzystory są w takim stanie, że do OVG dostarczany jest maksymalny prąd, co prowadzi do wzrostu napięcia.Po osiągnięciu wymaganego poziomu napięcia dioda Zenera i tranzystory przełączają się w inny stan i zaczynają pracować w trybie oscylacyjnym, który podobnie jak w przypadku konwencjonalnego przekaźnika zapewnia stabilizację napięcia.
Nowoczesne regulatory elektroniczne zbudowane są na tranzystorach i mogą posiadać modulator szerokości impulsu (PWM), za pomocą którego ustawiana jest częstotliwość przełączania obwodu, a urządzenie można wprowadzić do ogólnego systemu sterowania samochodowego.
Bezkontaktowe regulatory tranzystorowe mogą być wykonywane na elementach dyskretnych i technologii zintegrowanej.W pierwszym przypadku stosowane są konwencjonalne elementy elektroniczne (diody Zenera, tranzystory, rezystory itp.), w drugim przypadku cała jednostka jest montowana na pojedynczym chipie lub kompaktowym bloku kompaktowych elementów radiowych wypełnionych związkiem.
Rozważana konstrukcja ma najprostsze regulatory przekaźnikowe, w rzeczywistości stosowane są bardziej złożone urządzenia z różnymi jednostkami pomocniczymi - sterowanie rozrusznikiem, zapobieganie rozładowaniu akumulatora przez uzwojenie wzbudzenia, korygowanie trybu pracy w zależności od temperatury, zabezpieczenie obwodu, autodiagnostyka i inne .W wielu przekaźnikach-regulatorach ciągników i ciężarówek wprowadzono również możliwość ręcznej regulacji napięcia stabilizacji.Regulacja ta odbywa się za pomocą rezystora zmiennego (w urządzeniach wibracyjnych - za pomocą sprężyny) za pomocą dźwigni lub uchwytu umieszczonego na zewnątrz obudowy.
Regulatory wykonywane są w formie niewielkich bloków montowanych bezpośrednio na generatorze lub w dogodnym miejscu na pojeździe.Urządzenie można podłączyć do OVG i/lub wyjścia generatora lub do części pokładowego zasilania, gdzie wymagane jest stabilizowane napięcie.W takim przypadku jeden zacisk OVG należy podłączyć do „+” lub „-” zasilania pokładowego.
Przekaźniki regulatora napięcia do montażu na zewnątrz generatora
Zagadnienia doboru, diagnostyki i wymiany przekaźników regulatora napięcia
W regulatorach przekaźnikowych mogą wystąpić różne awarie, które w większości przypadków objawiają się brakiem prądu ładowania akumulatora i odwrotnie, nadmiernym prądem ładowania akumulatora.Najprostszą kontrolę regulatora można przeprowadzić za pomocą woltomierza - wystarczy uruchomić silnik i pozwolić mu pracować z częstotliwością 10-15 obr/min i przy włączonych reflektorach przez 2500-3000 minut.Następnie, nie zmniejszając prędkości i nie wyłączając reflektorów, zmierz napięcie na zaciskach akumulatora - powinno wynosić 14,1-14,3 V (dla 24 V dwa razy więcej).Jeśli napięcie jest znacznie niższe lub wyższe, jest to okazja do sprawdzenia generatora i jeśli jest w porządku, wymień regulator.
Do wymiany należy przyjąć regulator przekaźnika tego samego typu i modelu, który został zainstalowany wcześniej.Szczególnie należy zwrócić uwagę na kolejność podłączenia regulatora do sieci pokładowej (do której zaciski generatora i innych elementów) oraz na napięcie i prądy zasilania.Wymianę części należy przeprowadzić zgodnie z instrukcją, prace można wykonywać tylko przy wyłączonym silniku i wyjęciu zacisku z akumulatora.Jeśli zastosujesz się do wszystkich zaleceń, a regulator zostanie wybrany prawidłowo, natychmiast zacznie działać, zapewniając normalne funkcjonowanie układu elektrycznego.
Czas publikacji: 13 lipca 2023 r