Регулятор напруги генератора: схема, перевірка

Багато знають про такий пристрій, як регулятор напруги генератора, але не кожен здатен сказати, які принципи лежать в основі його роботи і як можна здійснити діагностику. Варто відзначити, що цей прилад дуже важливий, адже з його допомогою відбувається стабілізація напруги на виході генератора. Уявіть, як працює двигун в процесі руху. Обороти його постійно змінюються, причому в широкому діапазоні, починаючи від 700-900 об/хв, а закінчуючи п'ятьма, сімома або навіть десятьма тисячами. Як наслідок – частота обертання ротора генератора змінюється в широкому діапазоні. І при будь-якому значенні оборотів має підтримуватися стабільну напругу, якого буде достатньо для зарядки акумуляторної батареї. Якщо є якісь дефекти, то потрібно ретельна перевірка регулятора напруги генератора.

Механічні регулятори напруги

Історія автомобілебудування налічує вже більше сотні років, за цей час було винайдено і впроваджено безліч конструкцій, які покращують показники всіх агрегатів. Серед них і реле-регулятор, так як сучасна машина не зможе без нього нормально працювати. Спочатку використовувалися механічні пристрої, в основі яких лежало електромагнітне реле. Наприклад, регулятор напруги генератора ВАЗ перших моделей був саме таким. У нього, як виявилося пізніше, немає ніяких плюсів, суцільно і поряд недоліки. Причому основний мінус – це низька надійність внаслідок того, що присутні рухомі контакти. Вони з часом стираються, так як прилад працює постійно, без зупинок. Крім того, іноді потрібно проводити регулювальні роботи, що не дуже добре позначається на експлуатації автомобіля. Сучасність диктує правило, за яким машина повинна проходити техобслуговування своєчасно у сервісних центрах. І водій не повинен вміти проводити складний ремонт, від нього вимагається тільки вміння керувати автомобілем і міняти колесо (це максимум).

Електронні реле-регулятори

З причин, зазначених вище, широке поширення одержали регулятори напруги електронного типу. Прогрес не стоїть на одному місці, тому на зміну електромагнітним реле прийшли ключові транзистори, сімістори, тиристори. У них дуже висока надійність, так як відсутні механічні контакти, замість яких є кристал напівпровідника. Звичайно, технологія виробництва таких пристроїв повинна бути продумана. В іншому випадку можливий вихід з ладу напівпровідника. Здійснюється перевірка регулятора напруги генератора такого типу досить просто, потрібно лише врахувати його особливості. Якщо порівнювати з попереднім, механічним типом реле-регуляторів, можна побачити одну особливість – електронні випускаються в одному корпусі з щітками. Це дозволяє зекономити місце, а саме головне – полегшити процедуру заміни та діагностики. Особлива риса електронних типів – це точність регулювання напруги. Властивості напівпровідника не змінюються в процесі роботи. Тому напруга на виході генератора завжди буде однаковим. Але варто поговорити і про спосіб регулювання, про те, як відбувається весь процес. А він досить цікавий, доведеться розглянути в загальних рисах конструкцію генератора.

З яких елементів складається автомобільний генератор

Основа – це корпус, інакше він називається статором. Це нерухома частина будь-якої електричної машини. В статорі є обмотка. В автомобільних генераторах вона складається з трьох частин. Вся справа в тому, що на вихід генерується трифазну змінну напругу, значення його - близько 30 Вольт. Причина використання такої конструкції – зменшення пульсацій, так як фази перекривають один одного, в результаті з'являється після випрямляча постійний струм. Для перетворення напруги використовуються шість напівпровідникових діодів. Вони мають односторонню провідність. Якщо відбудеться пробій, то визначити це за допомогою тестера досить просто. Але не буде вихід статорної обмотки напруги, якщо не врахувати одна умова – необхідно магнітне поле, причому рухається. Зробити його нескладно, достатньо на металевому якорі намотати обмотку і подати на неї живлення. Але тепер виникає питання про стабілізацію напруги. Робити це на виході немає сенсу, так як елементи потрібні дуже потужні, адже великі струми. Але тут приходить на допомогу конструкторам одна особливість електричних машин – якщо на роторну обмотку подати стабілізовану напруга, то магнітне поле не буде змінюватися. Отже, на виході генератора також стабілізується напруга. Так само працює і генератор ВАЗ 2107 регулятор напруги якого функціонує на тих же принципах, що і у "десяток".

Компоненти регулятора напруги

Сучасні автомобілі оснащуються досить простими конструкціями. Вони нерозбірні, суміщені в одному корпусі два елементи – безпосередньо регулятор і графітові щітки, передають напругу живлення на роторну обмотку генератора. Причому електронні типи пристроїв можуть бути двох видів. Наприклад, регулятор напруги генератора ВАЗ-2110 випуску кінця 90-х років був виготовлений на монтажній платі невеликого розміру. Сучасні ж пристрої робляться з використанням одного кристала напівпровідника, в якому знаходяться всі елементи. Можна навіть сказати, що це невелика мікросхема. Графітові щітки підключаються до висновків монтажної плати або напівпровідникового елемента. Напруга до них подається від акумуляторної батареї через лампу, яка необхідна для діагностики генератора. Зверніть увагу на те, що не можна ставити замість неї світлодіодні елементи, так як у них немає внутрішнього опору. Грубо кажучи, лампа розжарювання працює і в якості запобіжника. Якщо нитка перегорає, то припиняється подача напруги на роторну обмотку, генератор перестає працювати. Якщо ж загоряється лампа, то є поломка. Або щітки стерлися, або ремінь порвався, але іноді трапляється і так, що виходять з ладу напівпровідникові діоди у випрямлячі. У такому разі необхідна заміна регулятора напруги генератора на новий.

Як зняти регулятор

Якщо несправність лише в регуляторі напруги, робіт по його заміні небагато. Інструменту теж особливого потрібно – вистачить однієї викрутки. Повністю розбирати генератор не потрібно, так як щітки з регулятором напруги знаходяться на задній його кришці. Не потрібно навіть послаблювати ремінь. Знімати регулятор напруги генератора 2110 потрібно в двох випадках:

Стерлися повністю щітки.

В напівпровіднику стався пробій.

Варіанти перевірки приладу будуть представлені нижче. Для початку вимкніть акумуляторну батарею. Справа в тому, що від неї йде до генератора силовий провід, на ньому немає ніякого захисту, оскільки з його допомогою відбувається зарядка АКБ. А струм споживання цього ланцюга дуже високий. На корпусі регулятора є один роз'єм, від нього від'єднайте провід. Тепер можна викрутити два болти кріплення. Після цього регулятор напруги генератора без праці витягується з задньої кришки. Настав час перевірити його.

Діагностика регулятора напруги

Насамперед зверніть увагу на стан щіток – якщо їх довжина не менше 05 см, то необхідно міняти вузол в зборі. Не варто займатися винаходом велосипеда. Припаювати нові щітки немає сенсу, так як надійність від цього тільки постраждає. Так як перевірити регулятор напруги генератора можна кількома способами, почати варто з самого складного – зі зняттям приладу. Для діагностики вам буде потрібно блок живлення, на виході якого напруга можна змінювати в межах 10-18 Вольт. Також вам необхідна лампа розжарювання. Її електричні параметри такі: напруга живлення - 12 Вольт, потужність - 2-3 Вата. Подаєте харчування наступним чином:

Плюсової висновок на гніздо у корпусі регулятора (він на нових зразках єдиний).

Мінус на загальну пластину.

Лампа розжарювання включається між двома щітками. Порядок дій наступний:

При подачі напруги 12-125 Вольт лампа розжарювання повинна горіти.

При напрузі понад 15 Вольт вона повинна гаснути.

Якщо вона горить при будь-якій напрузі живлення, або не горить ні в одному з цих випадків, то є поломка регулятора і його потрібно замінити.

Як зробити діагностику без зняття?

Не рекомендується проводити таку перевірку, так як немає можливості оцінити стан щіткового вузла. Але випадки бувають різні, тому навіть така діагностика може дати свої плоди. Для роботи вам буде потрібно мультиметр або, якщо такого немає, лампа розжарювання. Для вас головне – це провести замір напруги в бортовій мережі автомобіля, визначити, чи немає стрибків. Але їх можна помітити і при їзді. Наприклад, миготіння світла при зміні обертів колінчастого вала двигуна. Але точніше виявляться вимірювання, проведені з використанням мультиметра або вольтметра з розтягнутою шкалою. Заведіть двигун і увімкніть ближнє світло. Підключіть мультиметр до клем акумуляторної батареї. Напруга не повинна перевищувати 148 Вольт. Але і не можна, щоб воно опускалося нижче 12. Якщо воно знаходиться не в дозволеному інтервалі, то мається несправність регулятора напруги. Не виключено, що порушені контакти в місцях з'єднання приладу з генератором, або окислені контакти проводів.

Модернізація схеми регулятора

Те, наскільки повною буде зарядка акумулятора, безпосередньо залежить від регулятора напруги. На жаль, прості конструкції, описані вище, мають великий розкид параметрів. Тому, купивши в одному магазині три примірники однакових пристроїв, ви отримаєте різну напругу на виході. І це факт, ніхто сперечатися не буде. Якщо не вистачає зарядки акумулятора, то він буде за короткий час втрачати свою ємність. І завести двигун не зможе. Потрібно його відновлювати тільки стаціонарним зарядним пристроєм. Але ж можна встановити регулятор напруги генератора трирівневий, який дозволяє змінювати характеристики простим перемиканням тумблера. У його схемі знаходяться два напівпровідника, у яких характеристики трохи відрізняються. За рахунок цього з'являється можливість регулювання вихідної напруги. При включенні одного напівпровідника на виході з'являється 145 Вольт, а якщо інший пустити в ланцюг, то буде трохи вище. Використання такого пристрою актуально в зимовий період часу, коли ємність АКБ знижується і вимагається додаткова зарядка.

Як встановити трирівневий регулятор?

Для цієї процедури вам буде потрібно невеликий набір інструментів. Потрібна викрутка, термозбіжна ізоляція, саморізи, можливо, що необхідна буде дриль зі свердлом 2-4 мм. Отже, все по порядку. Першим ділом потрібно викрутити два болти, якими кріпиться щітковий вузол і регулятор. На його місце треба поставити новий, який йде в комплекті. Відмінність його від простого в тому, що там тільки варті щітки, напівпровідники розташовані в окремому блоці. Другий вузол вам потрібно розташувати недалеко від генератора, на кузові автомобіля. Для цього зробіть невеликі отвори для кріплення. Варто зауважити, що блок з напівпровідниками потребу в додатковому охолодженні. Тому потрібно його встановлювати на радіатор з алюмінію, тільки після цього проводити кріплення до елементів кузова. Якщо не забезпечити достатнє охолодження, то можливий вихід з ладу приладу, а також порушення його роботи – регулювання буде відбуватися неправильно. Після закінчення кріпильних робіт поєднуєте два вузла проводами, проводите ізоляцію. Бажано з'єднувальні дроти кріпити за допомогою хомутів-стяжок до наявних жгутам.

Чи можна самостійно виготовити трирівневий регулятор?

Якщо ви знайомі з радіотехнікою, можете знайти на діоді катод і анод, то для вас буде неважко самому зробити такий пристрій. Питання в тому, чи є в цьому сенс. Вам буде потрібно для виготовлення два діода Шотткі. Якщо вони у вас є, то ціна конструкції виявиться мізерною. Але якщо ж їх доведеться купувати (причому невідомо, за якою ціною), то можна порівняти витрати з вартістю готового трирівневого регулятора. Схема регулятора напруги генератора трирівневого типу нескладна, повторити її зможе будь-яка людина, який вміє поводитися з паяльником. Для реалізації вашої задумки потрібно ще пластиковий корпус. Можна використовувати і алюміній, це навіть буде краще, так як охолодження буде відбуватися ефективніше. Тільки бажано покрити всі поверхні шаром ізоляції, щоб при їзді не сталося замикання контактів на корпус. Також вам буде потрібно встановити перемикач, який буде комутувати напівпровідникові елементи. Роботи по установці приладу на автомобіль аналогічні тим, що були описані в попередньому пункті. Варто також зауважити, що вам потрібно все одно купувати щітковий вузол.

Висновки

Не потрібно нехтувати таким приладом, як регулятор напруги автомобільного генератора. Від його якості і стану залежить термін служби акумуляторної батареї. І якщо є які-небудь дефекти в приладі, то його необхідно замінити. Слідкуйте за станом елемента, при необхідності зачищайте контакти, щоб не з'являлися збої. Генератор знаходиться в нижній частині моторного відсіку, а якщо немає брудозахисного щитка, то на нього потрапляє дуже багато води і грязі в погану погоду. А це призводить до появи дефектів, причому не тільки в регуляторі напруги, але навіть в обмотках статора і ротора. Тому для нормального функціонування всіх систем необхідний догляд за автомобілем. І перед тим як перевірити регулятор напруги генератора, проведіть ретельний огляд і очистіть від забруднень всі елементи конструкції.