Зачем нужен трехуровневый регулятор напряжения

Главные функции трехуровневого регулятора напряжения

Для того, что бы лучше понять значение регулятора напряжения, вспомним сначала об одной детали, с которой он непосредственно взаимодействует. Мы имеем в виду автомобильный генератор, обеспечивающий преобразование механической энергии в энергию электрическую. После запуска силового агрегата (в момент поворота ключа в замке зажигания), генератор, благодаря питанию обмотки возбуждения, отдает ток в нагрузку. Вот как раз, сила тока обмотки и регулируется посредством описываемого регулятора напряжения, который выполняется либо в виде отдельного узла, либо встраивается в щеточный узел самого генератора.

В большинстве современных генераторных устройств, питание регулятора напряжения происходит от отдельной секции выпрямителя, а привод ротора осуществляется от коленчатого вала посредством шкива. Электромагнитное поле, создаваемое обмоткой возбуждения, индуцирует электроток в фазовых обмотках статора. Из-за того, что частоты вращения мотора нестабильны, а изменения нагрузки имеют скачкообразную природу, стабилизация выходного напряжения генератора просто необходима. Тут и задействуется регулятор напряжения, который изменяет силу тока возбуждения генератора.

При работающем генераторе и исправном состоянии регулятора, напряжение должно поддерживаться на уровне от 13,8 до 14,2 Вольт. Именно такое значение является необходимым для того, что бы ток заряда проходил через аккумулятор. Однако, помимо этого, нужно еще обеспечить определенное превышение электрохимического потенциала всех пластин банок, иначе зарядка аккумулятора выполняться не будет.

В последнее время, вместо стандартных регуляторов напряжения, все чаще встречаются трехуровневые модели “СОВЕТ”, которые организовывают оптимальные условия для заряда аккумуляторной батареи, учитывая ее состояние и температуру окружающей среды, а также регулируют широкие диапазоны напряжения зарядки. Само собой разумеется, что применение таких устройств существенно продлевает срок службы автомобильного аккумулятора и помогает предотвратить появление возможных проблем в его работе.

Исходя из типа генератора, установленного на транспортное средство, регуляторы напряжения могут поставляться в комплекте с соответствующим щеточным узлом, либо с установочным корпусом интегрального регулятора и проводом для соединения.

Несмотря на то, что имеющийся в генераторе регулятор напряжения обладает термокомпенсацией с отрицательным значением (при понижении температуры воздуха регулируемое напряжение увеличивается, а при повышении – уменьшается), на самом деле, он не способен отслеживать температурные показатели воздуха вне устройства генератора, так как его внутренняя температура быстро достигает высоких показателей, иногда даже превышая +100 ?С.

Более того, включение дополнительных нагрузок (потребителей), таких как система обогрева стекол, фар или печки, вызывает ускоренный разряд аккумуляторной батареи даже при работающем моторе и исправном штатном регуляторе. Все эти проблемы можно решить одним махом, стоит только установить трехуровневый вариант регулятора напряжения.

Наибольшей популярностью такие устройства пользуются у владельцев отечественной марки ВАЗ, автомобили которых старше 10 поколения (2106, 2107, 2108, 2109, и те же самары 2114, 2115 у которых тусклые фары, которые благодаря регулятору засияют). Благодаря такому нехитрому приспособлению, эффективность работы бортовой системы существенно увеличивается: улучшается освещение, качество работы печки и обогрева заднего стекла. В зимнее время года, когда автомобилю необходим дополнительный обогрев, регуляторы напряжения наиболее актуальны, ведь низкая температура сильно снижает емкостные характеристики аккумуляторной батареи.

Как определить неисправность?

Признаки наличия поломок в генераторе:

• На приборной панели горит (кратковременно или постоянно) лампа, сигнализирующая о том, что нет зарядки – красный аккумулятор.
• Наблюдается недостаточный или чрезмерный заряд аккумуляторной батареи.
• Фары светят тускло или заметно их моргание, дворники работают нестабильно, постоянно меняют скорость.
• Закипает электролит в АКБ, фары светят ярко, иногда горят лампы.
• Наблюдаются шумы от генератора.

Это краткое описание проблем, но нужно их рассмотреть более подробно, чтобы отремонтировать генератор на ВАЗ 2114. Цена полного ремонта будет не более 1 200 рублей.

Как работает трехуровневый регулятор напряжения?

И так, мы уже выяснили, что трехуровневые регуляторы напряжения, вместе со всем установочным комплектом, предназначаются для автоматического поддерживания напряжения на зажимах автомобильного генератора переменного тока. Такие устройства монтируются на транспортные средства, обмотка генераторов которых включается в плюсовую цепь. Кроме того, существует еще один тип трехуровневого регулятора, в комплект которого, кроме стандартных составляющих, входит также набор щеток или интегральный блок с проводкой. Сам регулятор монтируется непосредственно на борт машины, а щеточный узел (или панель с проводкой) – в генератор.

Наиболее современные и «продвинутые» модели таких регуляторов обладают функцией безопасного старта. Так как ток в обмотках возбуждения соответствует значению в 5 Ампер или даже выше, то при пуске мотора такой уровень электропотребления приводит к существенному снижению мощности. В устройство регулятора включается собственный полупроводниковый ключ, отключающий обмотки генератора в случае отсутствия стабильного напряжения на выходе.

Электронная конфигурация данного вида регуляторов, имеет тумблерный выключатель трехпозиционного уровня, предназначенный для настройки требуемых параметров сети автомобиля. Переключение уровней выполняется с помощью встроенного в регулятор трехпозиционного тумблера, соответственно со следующими условиями использования автомобиля:

Уровень «min» – соответствует 13,6 Вольта и применяется для работы в условиях высоких температур окружающей среды (больше +20оС ), или при «тяжелой» эксплуатации автомобиля (городские пробки, длительные подъемы в горной местности и т.д.);

Уровень «норма» (среднее положение переключателя) соответствует показателю в 14,2 Вольта и предусматривает использование транспортного средства при окружающей температуре от 0?С до 20?С;

Уровень «max» (14,7 Вольта) – рассчитан на работу в условиях отрицательных температур окружающей среды; при необходимости подзарядки сильно разряженного аккумулятора, что вызвано подключением различных потребителей тока (телевизор, магнитола и т.д.) при неработающем моторе; после длительной стоянки.

Главной отличительной чертой трехуровневого генератора есть наличие нового реле. Его работоспособность и качество значительно выше, чем у стандартной детали, что позволяет трехуровневому регулятору делать напряжение более стабильным, защищая всю электрическую систему автомобиля от резких перепадов в сети.

Мнение о регуляторах “Энергомаш” для ВАЗ-2110

Трехуровневый регулятор напряжения (ВАЗ-2110) хорошо подходит для водителей, которые используют автомобиль в тяжелых условиях. В данном случае есть возможность длительное время передвигаться на подъеме в гору. Также повышается эффективность в жаркое время года. В результате заводить автомобиль становится гораздо проще. При этом аккумулятор остается заряженным полностью очень длительное время. Минимум регулятор “Энергомаш” для ВАЗ-2110 способен выдавать напряжение на уровне 13.6 В. В свою очередь, на максимуме выдерживается 14.7 В. Как и предыдущая модель, данный регулятор является довольно компактным. Номинальный ток он выдерживает 5 А, а стоит это устройство на рынке примерно 450-600 руб.

СТОИТ ЛИ ДЕЛАТЬ РЕГУЛЯТОР САМОСТОЯТЕЛЬНО

Если вы плохо знакомы с электроникой, тогда осуществить подобную затею будет достаточно сложно.

Как мы уже упоминали ранее, главным элементом схемы является некое количество диодов. Поиск трехступенчатых переключателей для них достаточно проблематичен. Помимо этого, нужно правильно рассчитать и поставить радиаторы для охлаждения. В ином случае значительно повышается риск перегорания диодов.

В процессе разработки регулятора понадобятся длинные провода, потому что подключение осуществляется непосредственно к прибору через крышку.

Дополнительно понадобится сделать или найти подходящий корпус из пластика для такого оборудования. Все внутренности должны быть надежно закреплены внутри устройства.

Не нашли интересующую Вас информацию? Задайте вопрос на нашем форуме.

Рекомендуем прочитать:

Сколько моторного масла в ВАЗ 2114

Тугое рулевое управление на ваз 2107

Система охлаждения ваз приора 16 клапанов

Регулировка ремня генератора ваз 2131

Ваз 2110 при нажатии на газ машина захлебывается инжектор

Как менять колодки на ваз 2112

В гофре воздушного фильтра масло, ВАЗ 2112, 16 клапанов, какие причины и что надо делать в этом случ…

Замена радиатора на ваз 2110. Замена своими руками

Зачем менять щетки

В случае обнаружения признаков поломки щеток следует их заменить. Если не осуществить ремонт своевременно, есть вероятность того, что вскоре потребуется покупка нового генератора, а это уже совершенно другие расходы. Аккумулятор может продержать зажигание без щеток только в течение нескольких минут, а это значит, что его придется постоянно заряжать. А вскоре и заменить.

Проверить состояние щеток можно по величине их выступа из посадочного гнезда. Если размер выступа не достигает пяти миллиметров, значит их следует немедленно заменить, чтобы избежать возможных проблем.

Замену рекомендуется производить каждые 50000 км или каждый сезон, что является залогом безопасной эксплуатации транспортного средства. Лучше иметь запасной комплект запчастей, чтобы не попасть в неприятную ситуацию на дороге с последующим вызовом эвакуатора.

Неэкономная поломка – торопимся с ремонтом!

Казалось бы, что здесь такого – не хватает напряжения. Автомобиль ведь на бензине ездит, а не на электричестве. Однако нехватка мощности тока приводит к тому, что увеличивается расход топлива, снижается мощность двигателя, некоторые электроприборы и вовсе перестают работать, и в дальнейшем потребуется их замена. Особенно это заметно в темную пору, когда задействовано много приборов электропитания.

С такой неполадкой вы справитесь легко и быстро, зарядив его как следует. Однако иногда это не помогает. Загляните под капот – клеммы аккумулятора могут быть плохо зажаты или окислены. Если на парковке ток еще будет сохранять постоянное напряжение, то во время езди из-за вибрации клеммы могут отходить, размыкая цепь. Для устранения проблемы необходимо хорошенько смазать крепежи и перетянуть болты, иногда поможет только замена старых клемм на новые.

Замена регулятора напряжения генератора на ВАЗ 2113, ВАЗ 2114, ВАЗ 2115

Добро пожаловать! Регулятор напряжения – он присутствует в любом генератора на любом автомобиле, благодаря нему напряжение в бортовой сети не скачет и держится ровно, ещё благодаря нему напряжение в бортовую сеть не идёт слишком большое (Чем больше напряжение в бортовой сети, тем быстрее проводка перегорать будет) и как положено в пределах нормы (В основном для всех машин, нормой считается 13.2-14.7 вольт в бортовой сети автомобиля), данного напряжения хватает чтобы аккумулятор заряжался и чтобы другие приборы ещё при этом горели (Чем больше приборов в автомобиле вы включите, тем напряжение и станет сильнее, благодаря всё тому же регулятору напряжения), когда регулятор приходит в негодность, первое что начинается так это проблема с напряжением и в связи с этим проблема с проводкой наступает, вот к примеру если регулятор вдруг перестанет сдерживать напряжение тогда и оно поднимется до высокой отметки, то провода начнут первым делом плавиться, но если у вас стоят все предохранители на нужные амперы, то здесь уже бояться нечего, просто предохранители каждые пять минут менять будете когда напряжение скакнёт и так будет до тех пор, пока регулятор вы не смените на новый (Но это и не от него может быть, предохранители вообще по разным причинам могут перегорать, одна из самых ярких так это попадание воды на проводку, после чего предохранитель сразу перегорает).Примечание! Замена регулятора напряжения который стоит на генераторе производиться не так и сложно, особенно если набор инструментов есть, в этом наборе у вас должны быть: Гаечные ключи, а так же отвёртки, контролька ещё понадобиться (Это контрольная лампа на 12 Вольт) и мегомметр (Данные приборы нужны лишь для того чтобы проверить регулятор на работоспособность, если вам не нужно ничего проверять и вы уверенны что у вас именно регулятор пришёл в негодность, то в таком случае данными вещами можете и не запасаться)!

Где находится регулятор напряжения? Он расположен как мы уже сказали чуть ранее на самом генераторе и прикручен к нему болтами, для наглядности чуть ниже мы закрепили фото, на котором отчётливо виден снятый с автомобиля генератор и стрелкой ко всему этому указан сам регулятор напряжения, об замене которого мы и говорим сегодня в этой статье.

Когда нужно менять регулятор напряжения? Регулятор, само название даже говорит за него, а именно он регулирует напряжение в бортовой сети и оно не должно превышать и опускаться ниже нормы, если же напряжение скачет (То высокое, то маленькое) тогда регулятор нуждается в замене, проверить кстати его на работоспособность не составит никакого труда, для этого воспользоваться контрольной лампой на 12 Вольт будет нужно, а именно выводы от неё к обоим щёткам регулятора подсоедините и в это время подайте напряжение на 12 Вольт (Аккумулятор отлично для этого подойдёт) на плюсовую клемму, а на минусовую подайте минусовой провод идущий от аккумулятора (Минусом в регуляторе напряжения могут служить втулки, одна из таких указа на фото ниже на подробной схеме).

Примечание! Если после таких манипуляций контролька загорится, то это говорит о том что регулятор исправен, но это ещё не говорит о том что он полностью исправен, а для того чтобы убедиться в этом окончательно, проделайте ту же самую операцию но только уже не 12 Вольт в этом случае подайте, а 15 В и посмотрите результат, нормальный исправный регулятор напряжения не должен дать лампе загореться, если же всё же лампа загорелась то это говорит о том, что данный регулятор не исправен и он нуждается в замене!

Как работает регулятор напряжения

Если брать в широком смысле, то все регуляторы можно разделить на два типа:

1. Электромагнитные, принцип их действия основан на реле. Именно по этой причине прибор иногда называют реле-регулятором.
2. Полупроводниковые, в конструкции которых находятся транзисторы, либо же один кристалл.

Как вы понимаете, первые конструкции на сегодняшний день используются крайне редко, так как имеют ряд недостатков, в числе которых малая надежность за счет наличия подвижных контактов. На автомобильных генераторах используют исключительно транзисторные конструкции. И трехуровневый регулятор напряжения ВАЗ 2114 не является исключением, построен он на современной элементной базе.

Но на примере электромагнитного устройства очень удобно рассматривать принцип работы в общем. Как вы понимаете, существует определенный диапазон напряжения, именно его и нужно поддерживать на выходе генератора. Но если оно выше или ниже, требуется вмешательство со стороны. Можно разделить на два режима функционирование регулятора напряжения электромагнитного типа:

1. Высокое напряжение – в этом случае при помощи реле происходит включение в цепь питания обмотки резистора. Он позволяет снизить напряжение до рабочего (~13 В).
2. Снижение напряжения – отключается сопротивление, за счет этого питание обмотки возбуждения увеличивается, следовательно, магнитный поток усиливается.

Если обратиться к учебнику физики, то мы узнаем, что главное условие для работы генератора – это наличие движущего магнитного поля. Причем изменение напряжения на выходе генератора прямопропорционально изменению напряжения на обмотке возбуждения. Именно для стабилизации и необходим регулятор. Что касается полупроводниковых приборов, то у них работа происходит по такой же схеме, только  вместо реле с обмоткой в них транзисторы или кристалл кремния.

Проблема выходного напряжения автомобильного генератора

В перечень функций генератора обязательно входит подзаряд бортовой аккумуляторной батареи, который для обеспечения длительного срока службы осуществляется определенным током. Наиболее простым способом задания его значения является некоторое превышение напряжения, снимаемого с выхода реле-регулятора, над текущим значением напряжения аккумулятора. При этом немедленно возникает серьезная проблема, которая обусловлена тем, что в зависимости от температуры окружающей среды значение этого превышения должно быть различным.

Очевидное и достаточно просто реализуемое решение по получению заданного выходного напряжения применением температурной коррекции порога срабатывания регулятора за счет установки соответствующего датчика обладает малой эффективностью. Причина этого заключается в том, что температура в подкапотном пространстве из-за соседства с нагретым двигателем  отличается от температуры воздуха, причем определить степень этого отличия простыми средствами не получается.

Еще одна проблема определения заданного значения зарядного тока обусловлена тем, что даже при постоянной температуре окружающей среды нагрузка на бортовую сеть меняется в широких пределах. Это приводит к “провалу” уровня зарядки аккумулятора и сложностям запуска остывшего двигателя после стоянки.

Хорошее средство решения обозначенных задач — переход на реле-регулятор, которое выполняет нужные регулировки дискретным изменением  напряжения, которое создаёт генератор. Заданное значение порога срабатывания этого устройства устанавливается водителем самостоятельно с помощью трехпозиционного тумблера. Некоторые регуляторы подключаются автоматически и содержат внутренний датчик, который контролирует величину мгновенного значения напряжения бортовой сети. В обоих случаях выбор порога отсечки осуществляется с учетом внешних факторов, в первую очередь текущей температуры и условий эксплуатации автомобиля.

Эксплуатация, модификации и замена регулятора напряжения на ВАЗ 2114

Штатные регуляторы напряжения для ВАЗ 2114 обладают особенностью, которая связана с тем, что он выполнен в сборе со щеткодержателем. При том что эти два устройства выполняют разные функции, они собраны в неразъемный прибор и при выходе из строя одного из них, снимать приходится весь комплект.

Сигналом для проверки и замены РН может послужить низкое напряжение бортовой сети ВАЗ 2114 или падение уровня освещенности фарами. Определить это возможно, наблюдая за емкостью бортового аккумулятора. При падении напряжения выдаваемого генератором АКБ плохо заряжается и емкость батареи падает. Если при контроле РН на холодном двигателе напряжение значительно ниже 14,6 В, то регулятор требуется заменить.

В то же время, если РН находится в исправном состоянии, а при проверке щеточного узла установлено, что щетки износились или подгорели, то менять придется весь комплект в сборе. Делать это нужно если они выступают из щеткодержателя менее чем на 5 мм.

Замена регулятора напряжения ВАЗ 2114 возможна своими руками. Это процесс относительно несложный, но требует аккуратного подхода.

Расположение регулятора напряжения на генераторе ВАЗ 2114

Туда, где находится регулятор напряжения на ВАЗ 2114 доступ открытый  и ничего не мешает производить работы. Размещается РН под пластиковой крышкой генератора, которая закрывает всю контактную группу этого электроагрегата.

Перед началом работы необходимо отсоединить контактные провода от аккумулятора.

• Затем надо найти контактный привод с колодкой, которая одевается на вывод генератора «D». Эту колодку требуется отсоединить.
• Снять защитный резиновый колпачок с вывода «+». Ключом на «13» открутить гайку, которая закрепляет на контактной шпильке внешние провода и снять их со шпильки.
• Отщелкнув три зажима по сторонам пластиковой крышки, снять ее. Надо помогать при этом плоской отверткой отжать ее края по окружности от площади соприкосновения с корпусом генератора.
• Регулятор напряжения закрепляется двумя винтами. С помощью крестовой отвертки их требуется выкрутить.
• Отключить колодку проводов, подходящих к РН и вытащить корпус регулятора вместе со щетками.
• Установка нового РН выполняется в обратном порядке. При этом необходимо хорошо зачистить все контакты и проконтролировать плотность их закрепления, в противном случае показатели этого прибора могут быть неправильными.

Помимо штатных регуляторов допускается применение других устройств, которые поддерживают заданные характеристики. К таким приборам относятся термооптимизированный РН «РЕНАТО» и трехуровневый регулятор напряжения.

1. РН «РЕНАТО» регулирует зарядку в пределах напряжения 13,6 — 14,7 В, в зависимости от того какая поддерживается температура электролита в АКБ. Термодатчик устанавливается на аккумуляторной батарее и соединяется проводом с РН. Продается в комплекте с регулятором.
2. Трехуровневый РН предназначен для того, чтобы продлить срок службы АКБ. Кроме того он обеспечивает оптимальное напряжение генератора в разных условиях работы и соответственно более эффективную работу светотехнического оборудования и отопительной системы машины.

Трехуровневый регулятор напряжения для ВАЗ 2114

Конструкция этого прибора включает в себя трехпозиционный переключатель, имеющий несколько положений и соответственно режимов:

• в положении минимум, обозначенным как «min», поддерживается напряжение 13,6 В. Это положение предусмотрено для работы в сложных условиях — при высокой температуре воздуха, более плюс 20 градусов, длительном движении «в гору» или в пробках;
• в среднем положении переключателя, обозначенном «norm», напряжение соответствует 14,2 В. Этот режим предусматривает работу генератора при прогретом двигателе и температуре окружающего воздуха от нуля до плюс двадцати градусов;
• при установке переключателя на «max» РН поддерживает напряжение в пределах 14,6 — 14,7 В. Такой режим требуется при холодном запуске, работе двигателя в условиях низких температур и при полной нагрузке от включенных потребителей.

Трехуровневый РН заводского изготовления устанавливается без особых сложностей. На место старого регулятора вставляется новый щеткодержатель, проводка от него пропускается через пластиковую крышку генератора. Новый прибор крепится на корпус моторного отсека в любом удобном месте и обеспечивается надежный контакт на «массу». Провод соединяющий сам прибор и щетки должен быть изолирован от высоковольтных проводов и корпуса машины. Более подробно о том как устанавливается 3-х уровневый регулятор мы предлагаем посмотреть видео:

https://youtube.com/watch?v=lnpkuDLN8IY

Принцип действия регулятора напряжения (РН)

РН конструктивно представляет из себя электромагнитное реле и последовательно включенную транзисторную схему с сопротивлениями, которые сами последовательно подключены к обмотке возбуждения на статоре генератора. Физический смысл деятельности электронного РН заключается в следующем.

Напряжение генератора нестабильно и изменяется скачкообразно. При его возрастании электрореле включает дополнительное сопротивление, которое ограничивает ток возбуждения и напряжение уменьшается. Если же, наоборот, напряжение падает ниже допустимого значения, реле отключает сопротивление и в обмотке возбуждения возрастает магнитный поток, а напряжение генератора увеличивается. Поскольку все это высокочастотный процесс, то напряжение в автомобильной электросети сохраняется в пределах допустимо стабильного значения.

Если рассматривать РН в практическом смысле, то этот прибор решает следующие задачи:

• это устройство активирует электрогенератор;
• оно осуществляет автономный контроль за выдачей тока переменного значения;
• поддерживает постоянным заданное значение напряжения, независимо от амплитуды колебаний выдаваемых первичными обмотками генератора.

Для генератора модели 9402.3701 который монтируют на ВАЗ 2114 устанавливают регулятор напряжения 611.3702-14. Этот электроприбор монтируется в сборе со щеточным узлом. Технические характеристики РН:

• номинальное напряжение поддерживаемое регулятором — 14,5 В;
• номинальный ток — 5 А;
• максимальный вес — 60 г;
• размер — 66х55х32.