Регулятор напряжения генератора: схема, проверка

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».

Работа схемы автомобильного генератора (это описание применимо для всех последующих схем)

Схема генератора состоит из обмотки генератора, выпрямителя (Диодного моста), обмотки возбуждения в роторе, регулятора напряжения, аккумулятора и подключенных к генератору приборов электрооборудования. Аккумулятор и генератор работают совместно. Когда генератор не работает все электрооборудование питается от аккумулятора. Когда генератор возбуждается, все начинает работать от генератора, и аккумулятор заряжается. Аккумулятор создает первоначальный ток, для возбуждения генератора, то есть, намагничивает ротор. Аккумулятор для генератора нужен обязательно. Если нет аккумулятора, генератор можно крутить сколько угодно, он не заработает.

При включении зажигания, ток от плюса аккумулятора идет в ротор через щетки. Этот ток проходит через открытый транзистор регулятора напряжения. Ток обмотки ротора намагничивает железные полюса с клювами. Двигатель заводится, ротор раскручивается, и обмотка статора начинает испытывать резкие изменения магнитного поля от мелькающих клювов ротора. В обмотке статора возникает Электродвижущая сила (ЭДС). В цепи обмотки появляется переменный ток. Этот ток проходит через диодный мост, становится выпрямленным, близким по форме к постоянному.

На всех приборах автомобиля и на аккумуляторе начинает действовать напряжение генератора. Напряжение генератора становится выше ЭДС аккумулятора, и он начинает заряжаться.

Когда генератор работает, ток возбуждения в ротор идет уже не от аккумулятора, а от самого генератора. Регулирование напряжения генератора происходит изменением тока возбуждения..

Проблема возникает в том, что, ЭДС генератора значительно превышает необходимое значение напряжения, для работы электрооборудования. Для того, чтобы поддерживать напряжение на заданном уровне 13, 8 – 14, 2 Вольта, к генератору подключен регулятор напряжения, он ограничивает напряжение генератора..

При включении, регулятор обязательно открыт, чтобы пропустить ток возбуждения, который намагничивает ротор. Когда генератор раскручивается, ЭДС сильно вырастает, регулятор, подключенный в выходу генератора, чувствует, что напряжении становится выше и закрывается, ток возбуждения уменьшается, напряжение генератора падает. Регулятор чувствует, что напряжение стало ниже и снова открывается, появляется ток возбуждения и напряжение растет, регулятор снова закрывается, и т. д. Напряжение пилообразно изменяется и в среднем поддерживается на заданном уровне.

С увеличением количества включенных приборов, мощность которую отдает генератор растет, а значит, напряжение на выходе генератора снижается, регулятор напряжения отслеживает это снижение и поддерживает напряжение генератора, пока хватает его мощности.

Регулятор поддерживает заданное напряжение на выходе генератора при изменениях числа оборотов и изменениях нагрузки. Это обеспечивает правильную зарядку аккумулятора, и нормальную работу всего электрооборудования.

Схема с внешним регулятором с заземленным транзистором, используется для многих типов устаревших генераторов. 1631, 192, и.т..п. для автомобилей Волга и Газель с двигателем 402. На многих американских автомобилях, вплоть, до 90 годов, применялись генераторы с внешним регулятором напряжения. Например автомобили «Газель» с двигателем «Крайслер» были сделаны по такой схеме.

Модели тракторных генераторов МТЗ

Эволюция моделей тракторов МТЗ и увеличение оснащённости машин электрооборудованием привела к использованию генераторов аналогичной конструкции с более высокой мощностью и соответствующими техническими характеристиками. Современные машины МТЗ с напряжением в сети 12 вольт комплектуются узлами следующих серий: Г46.3701 с мощностью 700 Вт; Г96.3701 с выдаваемой мощностью 1000-1150 Вт и Г 97.3701 с мощностью 1400 Вт. Для машин МТЗ с напряжением в сети 24 вольта устанавливаются узлы серии Г99.3701 мощностью 1000-1150 Вт и 98.3701 мощностью 1500 Вт. Модификации узлов отличаются конструкцией и размером привода.

Марка	Трактор и двигатель комплектации	Мощность Ватт	Напряжение Вольт	Нагрузка тока Ампер	об/мин
Г460.3701(-1) Г4607.3701	МТЗ-50(52) Д-50, 65	700	14	50	5000
Г9635.3701-1	МТЗ-510, 512, 520, 522, 532, 1021/1025. Д-245	1150	14	80	5000
Г964.3701(-1) Г9647.3701(-1)	МТЗ-80,82. Т-70, 70В,80, 90С. Д- 242,243,244, 245,260	1000	14	72	5000
Г968.3701(-1) Г9687.3701(-1) Г9685.3701(-1)	МТЗ-100,102,800В, 1021, 1022,520,522,592. Д-245	700	14	50
Г9701.3701 Г9701.3701.3 Г9702.3701.3 Г9703.3701.3 Г9714.3701.3 Г9714.3701 Г9721.3701 Г9721.3701.3	МТЗ-1221,1222. Д-245,260	1400	14	100	7000
Г9801.3701 Г9821.3701	МТЗ-80,82. Т-70,70В,80,90С. Д 242,243,245,260	1500	28	54	6000-7000
Г9802.3701	МТЗ-100,520,522 Д-245	1500	28	54	6000-7000
Г9814.3701	МТЗ-100,520,522 Д-245	1500	28	54	6000-7000
Г9935.3701-1	МТЗ-100,520,522. Д-245	1150	28	40	5000-6000
Г994.3701(-1) Г9945.3701-1 Г9947.3701	МТЗ-80,82. Т-70,70В,80,90С. Д-242,243,245,260	1000	28	36	5000-6000
Г998.3701 Г9985.3701-1 Г9987.3701	МТЗ-100,520,522 Д-245	1000	28	36	5000-6000

Трактора МТЗ комплектуются генераторами производства ПО «ММЗ» Групп «Радиоволна» республика Беларусь г. Гродно. Предприятие выпускает ряд моделей узлов, обеспечивающих работу всего модельного ряда тракторов МТЗ, а также специализированных машин на базе МТЗ.

Проверяем совмещенный реле-регулятора автомобиля

Первым будем проверять совмещенную схему реле-регулятора вместе со щеточным узлом. Такие сейчас ставятся на многие иномарки, да и кстати на многие отечественные автомобили (зачастую носят маркировку Я212А).

Как вы понимаете здесь обязательно снимать генератор и разбирать его, так как этот совмещенный узел крепится сзади рядом с валом генератора, по которому и ходят эти щетки. Для этого:

Ищем на генераторе сзади специальное «окошко», куда погружаются щетки.
Откручиваем болт крепления.
Извлекаем щеточный узел.
Очищаем его — как правило, он будет в графитовой пыли, щетки сделаны из графита, с применение специального угля.

Затем нам нужно его проверить, но для этого собираем определенную схему, желательно использовать блок питания с регулируемой нагрузкой или зарядное устройство. Также нам нужно взять обычную лампочку на 12В от автомобиля, например от «габаритов», будут нужны провода для сборки всей системы.

Возможно, нам понадобиться аккумулятор, ведь многие зарядные устройства без него не работают. А вот уже от провода с аккумулятора подсоединяем реле-регулятора, к щеткам которого подключаем лампочку на 12В, сделать это можно небольшими крокодильчиками, главное не сломать графитовые элементы. Небольшая схема для понимания.

Если подключить все в спокойном состоянии, то лампочка просто загорится и будет гореть, это нормально, так как щеточный узел является проводником электричества от вала. Напомню в спокойном состоянии, напряжение на щетках будет примерно 12,7В.

Теперь на зарядном устройстве нам нужно поднимать напряжение, до 14,5 В, лампа будет гореть, но при достижении этого порога она должна погаснуть! То есть 14,5 В это своего рода «отсечка» дальнейшего роста напряжения! Если понизить значение, то лампа опять должна загореться. Тогда ваш реле-регулятора рабочий, он прошел проверку.

В случае если напряжение достигло 15 — 16В, а лампочка горит, это значит реле вышло из строя его нужно заменить! Он не дает «отсечку» и будет способствовать перезаряду АКБ. Вот такая вот простая проверка. Сейчас небольшое видео по теме.

Полезные советы

Всегда старайтесь держать в чистоте аккумуляторную батарею и генератор. Так как от попадания влаги контакты часто окисляются. А это сильно мешает нормальной работе всего электрооборудования. Нередко отклонения зарядного тока происходят именно от грязи. Стоит хорошенько почистить контакты и клеммы, как неисправность исчезает сама, без всяких замен и ремонтов. Чистота — залог хорошего здоровья не только для человека, но и для автомобиля.

При неисправном реле-регуляторе в системе электрооборудования может быть следующее: отсутствие зарядного тока, слабый зарядный ток при разряженной батарее, сильный зарядный ток при полностью заряженной батарее.

Прежде чем выявлять неисправности реле-регулятора, необходимо проверить генератор, для чего надо запустить двигатель, соединив между собой все клеммы реле-регулятора и по показанию амперметра проверить работу генератора.

При увеличении оборотов двигателя зарядный ток исправного генератора должен увеличиваться до 17 — 19 ампер (дальнейшее увеличение оборотов двигателя недопустимо). После этого нужно уменьшить обороты двигателя до 500 об/мин и отсоединить замыкающую перемычку, после чего остановить двигатель.

Остановка двигателя, раньше снятия перемычки, может вызвать повреждение генератора. Если зарядный ток прекращается после снятия перемычки с клемм реле-регулятора, то это значит, что в реле-регуляторе не работает реле обратного тока или регулятор напряжения.

Для определения, какой именно автомат реле-регулятора неработает, нужно проделать следующее:

1. Запустить двигатель и дать ему средние обороты. Отдельным проводником соединить клеммы „Я» и „Ш» реле-регулятора; если при этом зарядный ток появляется, то это указывает на неисправность регулятора напряжения.

Фиг. 158. Стенд для проверки работы реле-регулятора:

1 — реостат, создающий нагрузку до 20 ампер, 2 — переключатель, 3 — амперметр, 4 — аккумуляторная батарея, 5 — вольтметр, 6 — переключатель, 7 — реле-регулятор, 8 — электромотор, 9 — тахометр, 10 — соединительная муфта, 11 — генератор.

2. Если соединение клемм „Я» и „Ш» реле-регулятора не вносит изменений, необходимо при средних оборотах двигателя соединить клеммы „Б»

и „Я». Появление зарядного тока будет указывать на неисправность реле обратного тока.

Для устранения выявленных недостатков реле-регулятор следует отправить в мастерскую.

Если реле-регулятор выйдет из строя в пути, далеко от базы, то генератор можно включить в сеть без реле-регулятора. Если неисправен только регулятор напряжения, то к клеммам „Я»

и „Ш» реле-регулятора или генератора необходимо присоединить лампочку в 15 свечей, 12 вольт (использовав переносную лампу).

При неисправном реле обратного тока к клеммам „Б»

и „Я» реле-регулятора присоединить отдельные куски изолированных проводов и вторые зачищенные концы ввести в кузов автомобиля. Если автомобиль двигается на прямой передаче со скоростью свыше 15 км/час, то концы проводов нужно соединить; при снижении скорости до 12 км/час провода следует разъединять.

Следует учесть, что включать генератор в цепь, минуя реле-регулятор, разрешается только в исключительных случаях.

Генератор без реле-регулятора дает повышенное напряжение, которое может резко сократить срок службы ламп, контактов, прерывателя и других приборов.

Как проверить реле регулятор

Поломка реле-регулятора проявляется в систематическом недозаряде или перезаряде аккумулятора. Простейшая проверка устройства проводится тестером в режиме вольтметра на постоянном токе в пределах от 0 до 20В. Щупы прибора при неработающем двигателе подсоединяются к клеммам АКБ и фиксируют показания вольтметра, которые от состояния батареи варьируются в пределах 12-12,8 В.

После двигатель запускают и смотрят на показания прибора: напряжение должно повыситься до 13-13,8 В, в зависимости от оборотов коленвала. Дальнейшее повышение оборотов должно соответственно увеличивать напряжение. Так, на средней частоте вращения оно составляет 13,5-14 В, а при максимальных достигает 14-14,5 В. Отсутствие повышения напряжения после запуска мотора свидетельствует о неисправности реле-регулятора.

Существует вероятность, зарядка аккумулятора отсутствует по другой причине, к примеру, из-за неисправности в самом генераторе. С целью установки диагноза, реле-регулятор снимается для более точной проверки при помощи тестера и 12-вольтовой лампы. Дополнительно понадобятся провода с клеммами, блок питания или зарядное устройство, в котором можно регулировать ток.

После подключения реле к схеме и включении блока питания лампа загорится. Регулятором напряжения постепенно увеличивают ток и следят за показаниями вольтметра или шкалой подключенного тестера. При показаниях до 14,5 В лампа должна гореть, а после превышения гаснуть. Если после уменьшения ниже 14,5 она загорается снова, значит реле-регулятор исправен. При отклонениях работы в ту или иную сторону реле будет давать перезаряд или не выдавать необходимый ток для заряда, что является поводом для его замены.

Подобным образом проверяются интегральные реле, которые в народе называют «шоколадки», применяемые на более старых моделях отечественных машин. Схема также подключается к блоку питания или зарядному устройству через лампочку, которая должна гаснуть при достижении необходимого предела напряжения

При этом нужно обратить внимание на состояние клемм, которые при загрязнении или окислении могут создать дополнительное сопротивление и при исправном реле вызывать потерю напряжения

Проверка отдельного регулятора

Проверка регулятора напряжения у генератора Г-222: 1 — аккумуляторная батарея; 2 — регулятор напряжения; 3 — контрольная лампа.

Как правило, отдельные регуляторы напряжения устанавливали на старые машины, включая отечественные ВАЗы. Но некоторые производители продолжают так поступать до сих пор. Процесс проверки аналогичен. Для этого нужно иметь блок питания с регулятором значения напряжения, лампочку на 12 В, мультиметр и непосредственно проверяемый регулятор.

Для проверки нужно собрать схему, приведенную на рисунке. Сам же процесс аналогичен приведенному выше. В нормальном состоянии (при напряжении в 12 В) лампочка светится. При увеличении значения напряжения до 14,5 В она тухнет, а при понижении — светится вновь. Если в процессе лампа светится или тухнет при других значениях — значит, регулятор вышел из строя.

Проверка реле типа 591.3702-01

Схема проверки реле типа 591.3702-01

Также до сих пор можно встретить регулятор напряжения типа 591.3702-01, который устанавливали еще на заднеприводные ВАЗы (начиная от ВАЗ 2101 и заканчивая ВАЗ 2107), ГАЗ и Москвичи. Аппарат крепится отдельно, и устанавливается на кузове. В целом же проверка аналогична описанному выше, однако отличия состоят в используемых при этом контактах.

В частности, на нем есть два основных контакта — «67» и «15». Первый из них — это минус, а второй — плюс. Соответственно, для проверки необходимо собрать схему, приведенную на рисунке. Принцип проверки остается прежним. В нормальном состоянии, при напряжении в 12 В лампочка светится, а при повышении соответствующего значения до 14,5 В — тухнет. При возвращении значения в исходное значение лампочка загорается вновь.

Классическим регулятором такого типа является аппарат марки РР-380, устанавливаемый на машины ВАЗ 2101 и ВАЗ 2102. Приводим справочные данные, касающиеся этого регулятора.

Регулируемое напряжение при температуре регулятора и окружающей среды (50±3)° С, В:
на первой ступени	не более 0,7
на второй ступени	14,2 ± 0,3
Сопротивление между штекером «15» и массой, Ом	17,7 ± 2
Сопротивление между штекером «15» и штекером «67» при разомкнутых контактах, Ом	5,65 ± 0,3
Воздушный зазор между якорем и сердечником, мм	1,4 ± 0,07
Расстояние между контактами второй ступени, мм	0,45 ± 0,1

Проверка трехуровневого реле

Регулируемый источник питания

Некоторые автовладельцы устанавливают на свои машины вместо стандартных “шоколадок” трехуровневые реле, которые являются технологически более продвинутыми. Их отличием является наличие трех уровней напряжения, при котором происходит отсечка питания аккумулятора (например, 13,7 В, 14,2 В и 14,7 В). Соответствующий уровень можно выставить вручную, воспользовавшись специальным регулятором.

Признаки поломки регулятора напряжения

Когда регулятор напряжения выходит из строя, он перестаёт удерживать напряжение, подаваемое на аккумулятор, в требуемых рамках. В результате возникают следующие неполадки:

аккумуляторная батарея не заряжается полностью. Причём картина наблюдается даже тогда, когда аккумулятор совсем новый. Это говорит об обрыве реле-регулятора;
аккумулятор закипает. Это другая неполадка, говорящая о пробое реле-регулятора. Когда случается пробой, ток, подаваемый на аккумулятор, может в несколько раз превысить нормальное значение. Это приводит к перезарядке аккумулятора и к его закипанию.

Как в первом, так и во втором случае автовладелец должен провести проверку регулятора, и в случае выявления поломки заменить его.

Ремонт реле-регулятора японского мотоцикла.

На многих японских мотоциклах стоят тиристорные реле-регуляторы и они иногда выходят из строя. Цена нового реле- регулятора, по сравнению с ценами на отечественные детали, многих может неприятно удивить. К тому же попытка установить реле от автомобиля не всегда заканчивается успехом. Но ничего сложного в схеме мотоциклетных реле-регуляторов нет и их можно отремонтировать своими силами. В этой статье будет показан ремонт реле мотоцикла фирмы Кавасаки, но по такому принципу можно отремонтировать и реле других японцев, так как принцип работы у всех почти одинаковый.

Выход из строя реле обнаруживается просто: при проверке проводка цела и генератор тоже (о генераторе и его неисправностях можно почитать здесь, а о глюках в проводке вот тут), а аккумулятор не заряжается. Реле регулятор японского мотоцикла многие считают не ремонтопригодным, но его можно вернуть к жизни.

Как правило, выходят из строя силовые тиристоры VS1-VS3. Неисправную деталь можно вычислить при помощи тестера. Для этого нужно по очереди «прозвонить» контакты А1-А3 относительно общего вывода на разъёме реле. При этом нужно подавать «-» тестера на общий вывод. Иногда пробивает какой-то один тиристор, но чаще приходится менять все. Аккуратно, чтобы не повредить расположенные под ним детали, удалите слой герметика, найдите выводы, показанные на рисунке общего вида (будьте внимательны: расположение деталей может быть и другим).

Затем нужно перекусить проволочные перемычки a. b. c. d. f (если меняете только один тиристор, то отсоединяйте, естественно, только его), после чего удаляйте неисправные детали . В качестве замены можно использовать следующие отечественные полупроводниковые приборы. При мощности генератора до 300Вт можно применить Т112-16-20. Если мощность не превышает 140Вт, подойдут и не столь мощные, но более распространённые КУ-202 ( лучше те, что с индексом «Н»). Возможны и другие варианты, но придётся уточнить расположение выводов и характеристики приборов.

Устанавливать их можно как в корпусе реле-регулятора, так и на отдельном радиаторе, но в том и другом случаях только через слюдяные прокладки. После монтажа тестером проверьте качество изоляции. Если детали исправны, наладка не потребуется. После сборки обязательно залейте полость прибора герметиком или эпоксидкой!

Этот способ ремонта подтверждён двухлетней эксплуатацией мотоциклов фирмы Kawasaki.

Расположение предохранителей Приоры под капотом

F1 (30 А) – предохранитель питания силовых цепей электронной системы управления двигателем (ЭСУД);
F2 (60 А) – предохранитель цепи питания вентилятора системы охлаждения двигателя (силовая цепь), дополнительное реле (реле зажигания), обогрев заднего стекла, контроллер электропакета;
F3 (60 А) – предохранитель цепи питания электровентилятора системы охлаждения двигателя (управляющая цепь реле), звуковой сигнал, тревожный сигнал, замок зажигания, комбинация приборов, освещение салона, стоп-сигнал, прикуриватель;
F4, F6 (60 А) – предохранители силовой цепи генератора;
F5 (50 А) – предохранитель цепи питания электромеханического усилителя рулевого управления

Блок реле и предохранителей кондиционера Halla

предохранитель цепи питания электровентилятора правого (30 А);
предохранитель цепи питания электровентилятора левого (30 А).
реле электровентилятора правого;
реле дополнительное (последовательного включения электровенти- ляторов левого и правого);
реле электровентилятора левого;
предохранитель цепи питания электровентилятора отопителя (40 А);
предохранитель цепи питания компрессора (15 А);
реле электровентилятора отопителя;
реле компрессора.