Реле-регулятор — електронний чи електронно-механічний пристрій, що здатний підтримувати напругу, яка видається генератором транспортного засобу, у заданих межах для нормального функціонування споживачів цієї напруги.
Принцип роботи
Регулятор напруги підтримує напругу бортової мережі в заданих межах у всіх режимах роботи при зміні частоти обертання ротора генератора, електричного навантаження, температури навколишнього середовища чи температури моторного відділення (де встановлені окремі споживачі).
Крім того, він може виконувати додаткові функції — захищати елементи генераторної установки від аварійних режимів і перевантаження, автоматично включати в бортову мережу ланцюг обмотки збудження або систему аварійної сигналізації роботи генераторної установки.
Всі регулятори напруги працюють за єдиним принципом.
- Напруга генератора визначається трьома факторами
- частотою обертання ротора,
- силою струму, яку генератор здатний віддати у навантаження,
- величиною магнітного потоку, що створюється струмом обмотки збудження.
Чим вище частота обертання ротора і менше навантаження на генератор, тим вище напруга генератора. Збільшення сили струму в обмотці збудження збільшує магнітний потік і тим самим напругу генератора, зниження струму збудження (відповідно) зменшує напругу.
Всі регулятори напруги стабілізують напругу зміною струму збудження. Якщо напруга зростає або зменшується, регулятор відповідно зменшує чи збільшує струм збудження і вводить напругу бортової мережі в потрібні межі.
Скажімо, бортова мережа має робочу напругу 12 В. Зрозуміло, щоб відбувалося заряджання акумуляторної батареї, слід подати на її клеми напругу, яка б дозволила пересилити електро-рушійну силу в самій батареї, і при цьому дозволила працювати решті споживачам мережі (засоби освітлення, сигналізації, зв'язку, подачі звукового сигналу, реле комутації ланцюгів, склоочисники, склоомивачі, тощо).
Проте, зрозуміло, що занадто сильно збільшувати значення напруги на клеми АКБ теж не доцільно, оскільки в такому разі АКБ «закипає», що призведе до википання електроліту і, як наслідок, значного зниження ресурсу АКБ.
Для мережі 12 В більшість реле-регуляторів визначають діапазон регулювання напруги в межах 13,8 +/-0,5В, тобто від 13,3 до 14,2 В.
В автомобільній техніці, бронетехніці, танках, що розроблялася до 1970х років, застосовувалися вібраційні реле-регулятори. Із розвитком напівпровідникової і цифрової техніки поширення отримали менш громіздкі контактно-транзисторні та безконтактні реле-регулятори.
Роль випростувача напруги в транспортному засобі відіграє діодний міст із 6 діодів, що його за зовнішній вигляд автомобілісти часто називають «підковою». Випростана (постійна) напруга з випростувача потрапляє на елемент порівняння. На інший вхід елемента порівняння потрапляє певна еталонна напруга. Де еталонна напруга порівнюється з виміряною напругою з виходу регулятора. В залежності від різниці еталонної і виміряної напруги формується струм керування регулятором, за яким регулятор підвищує чи знижує напругу на виході.
Опис роботи вібраційного реле — регулятора
Перші реле — регулятори почали застосовуватися задовго до масового використання напівпровідникової техніки. Збиралися вони на трьох реле і називалися вібраційними.
Генератор є електричною машиною змінного струму, себто, є можливість міняти струм обмотки збудження, що дає змогу керувати вихідною напругою. На цьому і базується принцип роботи регулятора напруги.
- Вібраційний реле-регулятор складається з трьох електромагнітних реле
1. Регулятор напруги (на електричних схемах скорочено позначається РН) зменшує магнітний потік в обмотці збудження (на статорі); обмотка реле включена послідовно з обмоткою збудження. При підвищенні напруги на генераторі вище розрахункового межі (наприклад більше 14,5 вольт) електромагнітне реле спрацьовує і послідовно обмотці збудження включається додатковий опір, що обмежує струм збудження, зменшується магнітний потік, і, отже, напруга на генераторі зменшиться. При зменшенні напруги нижче розрахункового електромагнітне реле шунтує додатковий опір, струм в обмотці збудження зростає, зростає магнітний потік і напруга на генераторі підвищується. Оскільки процес протікає з великою частотою, напруга в бортовій мережі автомобіля залишається майже постійною. Від цих високочастотних коливань різниці напруги («вібрацій»)реле-регулятор такого типу і отримав свою назву.
2. Обмежувач струму — електромагнітне реле, що не дозволяє струму генератора перевищувати розрахункову величину в момент, коли з цим не може впоратися регулятор напруги. Обмотка обмежувача струму включена послідовно між генератором і споживачами. При досягненні струмом певної розрахункової верхньої межі, а значить і межі, що визначена для даного обмежувача струму, в його обмотці — реле спрацьовує, і в ланцюг обмотки збудження генератора включається додатковий опір, зменшується струм збудження, зменшується напруга на генераторі, а отже, зменшується струм, що віддається генератором. При відключенні споживачів обмежувач струму підтримує постійну величину зарядного струму акумуляторної батареї. При включенні споживачів електроенергії зарядний струм буде зменшуватися в залежності від опору навантаження. При цьому, якщо струм зовнішнього ланцюга перевищує максимально допустимий обмежувачем струму, то, крім струму генератора, в зовнішній ланцюг піде струм з акумуляторної батареї, тобто батарея буде розряджатися.
Обмежувач струму і регулятор напруги працюють не одночасно. Поки струм, що віддається генератором не досягне допустимої максимальної величини, працює тільки регулятор напруги. Коли струм генератора досягне граничної величини, обмежувач струму включає додатковий опір, а регулятор напруги перестає працювати.
3. Реле зворотного струму (скорочено РЗС). При тривалому проходженні струму батареї через генератор можуть перегріватися обмотки, крім того, марно розряджається акумулятор. Призначення реле зворотного струму — автоматично відключати генератор від зовнішнього ланцюга, коли його напруга стане менше напруги батареї і включати генератор, як тільки напруга генератора перевищить розрахункову величину.
4. Якщо на панелі приладів встановлена контрольна лампа роботи генератора (засвічується при низькій напрузі генератора, коли витрачається енергія акумулятора) — встановлюється четверте реле (зазвичай виконується в окремому корпусі) — реле включення контрольної лампи.
Переваги і недоліки
- Вібраційні реле — регулятори більш громіздкі.
- При роботі вібраційних реле-регуляторів спостерігається таке явище як підгоряння контактів, що, в залежності від умов експлуатації, потребує періодичного чищення контактних груп, а через певний час їх заміни.
- Реле-регулятори, що зібрані на напівпровідниковій елементній базі, менші за габаритами. Як правило, вони виконуються неремонтопридатні (заміняється в цілому так звана «таблетка» чи «шоколадка» на слензі автоаматорів); такі реле-регулятори не потребують обслуговування (за виключенням заміни контактних щіток, якщо вони йдуть в одному корпусі із контактною групою генератора). Проте, їм притаманний такий недолік, як перегоряння напівпровідникових елементів в разі раптового короткочасного підвищення бортової напруги (в разі, наприклад, удару блискавки, проведення зварювальних робіт без відключення генератора, несправності споживача, тощо). «Пробій» транзистора в схемі реле-регулятора може викликати улюблений спосіб перевірки деякими фахівцями АКБ шляхом замикання клеми «+» на корпус чи бобіни запалення.
Посилання
- principact.ru/content/view/156/81/ [ 8 грудня 2015 у Wayback Machine.]
- vksn.narod.ru/auto/rn.html [ 8 грудня 2015 у Wayback Machine.]
- www.avtomasterskie.ru/articles/articles_715.html [ 8 грудня 2015 у Wayback Machine.]
- semestr.com.ua/book/119-Будова_і_конструкція_військової_АТ_Електрообладнання._Конспект_лекцій_–_В._І._Кубіч/7-2.3_РЕЛЕ-РЕГУЛЯТОР [ 5 березня 2016 у Wayback Machine.]
Примітки
- Роль такої еталонної напруги може відігравати напруга стабілізації стабілітрона. Або ж вимірювальний пристрій відсутній, а межі напруги регулюються налаштуванням сили пружин «відривання» контактних пластин в парі реле, як це реалізовано у вібраційних реле — регуляторах.
- Реле-регулятори згадуються ще в статтях про військову техніку та автомобілі починаючи з 1930-х років. В цих випадках мова йде виключно про вібраційні реле-регулятори. Себто, такі реле — регулятори, що зібрані на електронних реле.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Rele regulyator elektronnij chi elektronno mehanichnij pristrij sho zdatnij pidtrimuvati naprugu yaka vidayetsya generatorom transportnogo zasobu u zadanih mezhah dlya normalnogo funkcionuvannya spozhivachiv ciyeyi naprugi Strukturna shema vklyuchennya rele regulyatoraPrincip robotiRegulyator naprugi pidtrimuye naprugu bortovoyi merezhi v zadanih mezhah u vsih rezhimah roboti pri zmini chastoti obertannya rotora generatora elektrichnogo navantazhennya temperaturi navkolishnogo seredovisha chi temperaturi motornogo viddilennya de vstanovleni okremi spozhivachi Krim togo vin mozhe vikonuvati dodatkovi funkciyi zahishati elementi generatornoyi ustanovki vid avarijnih rezhimiv i perevantazhennya avtomatichno vklyuchati v bortovu merezhu lancyug obmotki zbudzhennya abo sistemu avarijnoyi signalizaciyi roboti generatornoyi ustanovki Vsi regulyatori naprugi pracyuyut za yedinim principom Napruga generatora viznachayetsya troma faktoramichastotoyu obertannya rotora siloyu strumu yaku generator zdatnij viddati u navantazhennya velichinoyu magnitnogo potoku sho stvoryuyetsya strumom obmotki zbudzhennya Chim vishe chastota obertannya rotora i menshe navantazhennya na generator tim vishe napruga generatora Zbilshennya sili strumu v obmotci zbudzhennya zbilshuye magnitnij potik i tim samim naprugu generatora znizhennya strumu zbudzhennya vidpovidno zmenshuye naprugu Vsi regulyatori naprugi stabilizuyut naprugu zminoyu strumu zbudzhennya Yaksho napruga zrostaye abo zmenshuyetsya regulyator vidpovidno zmenshuye chi zbilshuye strum zbudzhennya i vvodit naprugu bortovoyi merezhi v potribni mezhi Skazhimo bortova merezha maye robochu naprugu 12 V Zrozumilo shob vidbuvalosya zaryadzhannya akumulyatornoyi batareyi slid podati na yiyi klemi naprugu yaka b dozvolila peresiliti elektro rushijnu silu v samij batareyi i pri comu dozvolila pracyuvati reshti spozhivacham merezhi zasobi osvitlennya signalizaciyi zv yazku podachi zvukovogo signalu rele komutaciyi lancyugiv skloochisniki skloomivachi tosho Prote zrozumilo sho zanadto silno zbilshuvati znachennya naprugi na klemi AKB tezh ne docilno oskilki v takomu razi AKB zakipaye sho prizvede do vikipannya elektrolitu i yak naslidok znachnogo znizhennya resursu AKB Dlya merezhi 12 V bilshist rele regulyatoriv viznachayut diapazon regulyuvannya naprugi v mezhah 13 8 0 5V tobto vid 13 3 do 14 2 V V avtomobilnij tehnici bronetehnici tankah sho rozroblyalasya do 1970h rokiv zastosovuvalisya vibracijni rele regulyatori Iz rozvitkom napivprovidnikovoyi i cifrovoyi tehniki poshirennya otrimali mensh gromizdki kontaktno tranzistorni ta bezkontaktni rele regulyatori Rol viprostuvacha naprugi v transportnomu zasobi vidigraye diodnij mist iz 6 diodiv sho jogo za zovnishnij viglyad avtomobilisti chasto nazivayut pidkovoyu Viprostana postijna napruga z viprostuvacha potraplyaye na element porivnyannya Na inshij vhid elementa porivnyannya potraplyaye pevna etalonna napruga De etalonna napruga porivnyuyetsya z vimiryanoyu naprugoyu z vihodu regulyatora V zalezhnosti vid riznici etalonnoyi i vimiryanoyi naprugi formuyetsya strum keruvannya regulyatorom za yakim regulyator pidvishuye chi znizhuye naprugu na vihodi Opis roboti vibracijnogo rele regulyatora Pershi rele regulyatori pochali zastosovuvatisya zadovgo do masovogo vikoristannya napivprovidnikovoyi tehniki Zbiralisya voni na troh rele i nazivalisya vibracijnimi Generator ye elektrichnoyu mashinoyu zminnogo strumu sebto ye mozhlivist minyati strum obmotki zbudzhennya sho daye zmogu keruvati vihidnoyu naprugoyu Na comu i bazuyetsya princip roboti regulyatora naprugi Vibracijnij rele regulyator skladayetsya z troh elektromagnitnih rele 1 Regulyator naprugi na elektrichnih shemah skorocheno poznachayetsya RN zmenshuye magnitnij potik v obmotci zbudzhennya na statori obmotka rele vklyuchena poslidovno z obmotkoyu zbudzhennya Pri pidvishenni naprugi na generatori vishe rozrahunkovogo mezhi napriklad bilshe 14 5 volt elektromagnitne rele spracovuye i poslidovno obmotci zbudzhennya vklyuchayetsya dodatkovij opir sho obmezhuye strum zbudzhennya zmenshuyetsya magnitnij potik i otzhe napruga na generatori zmenshitsya Pri zmenshenni naprugi nizhche rozrahunkovogo elektromagnitne rele shuntuye dodatkovij opir strum v obmotci zbudzhennya zrostaye zrostaye magnitnij potik i napruga na generatori pidvishuyetsya Oskilki proces protikaye z velikoyu chastotoyu napruga v bortovij merezhi avtomobilya zalishayetsya majzhe postijnoyu Vid cih visokochastotnih kolivan riznici naprugi vibracij rele regulyator takogo tipu i otrimav svoyu nazvu 2 Obmezhuvach strumu elektromagnitne rele sho ne dozvolyaye strumu generatora perevishuvati rozrahunkovu velichinu v moment koli z cim ne mozhe vporatisya regulyator naprugi Obmotka obmezhuvacha strumu vklyuchena poslidovno mizh generatorom i spozhivachami Pri dosyagnenni strumom pevnoyi rozrahunkovoyi verhnoyi mezhi a znachit i mezhi sho viznachena dlya danogo obmezhuvacha strumu v jogo obmotci rele spracovuye i v lancyug obmotki zbudzhennya generatora vklyuchayetsya dodatkovij opir zmenshuyetsya strum zbudzhennya zmenshuyetsya napruga na generatori a otzhe zmenshuyetsya strum sho viddayetsya generatorom Pri vidklyuchenni spozhivachiv obmezhuvach strumu pidtrimuye postijnu velichinu zaryadnogo strumu akumulyatornoyi batareyi Pri vklyuchenni spozhivachiv elektroenergiyi zaryadnij strum bude zmenshuvatisya v zalezhnosti vid oporu navantazhennya Pri comu yaksho strum zovnishnogo lancyuga perevishuye maksimalno dopustimij obmezhuvachem strumu to krim strumu generatora v zovnishnij lancyug pide strum z akumulyatornoyi batareyi tobto batareya bude rozryadzhatisya Obmezhuvach strumu i regulyator naprugi pracyuyut ne odnochasno Poki strum sho viddayetsya generatorom ne dosyagne dopustimoyi maksimalnoyi velichini pracyuye tilki regulyator naprugi Koli strum generatora dosyagne granichnoyi velichini obmezhuvach strumu vklyuchaye dodatkovij opir a regulyator naprugi perestaye pracyuvati 3 Rele zvorotnogo strumu skorocheno RZS Pri trivalomu prohodzhenni strumu batareyi cherez generator mozhut peregrivatisya obmotki krim togo marno rozryadzhayetsya akumulyator Priznachennya rele zvorotnogo strumu avtomatichno vidklyuchati generator vid zovnishnogo lancyuga koli jogo napruga stane menshe naprugi batareyi i vklyuchati generator yak tilki napruga generatora perevishit rozrahunkovu velichinu 4 Yaksho na paneli priladiv vstanovlena kontrolna lampa roboti generatora zasvichuyetsya pri nizkij napruzi generatora koli vitrachayetsya energiya akumulyatora vstanovlyuyetsya chetverte rele zazvichaj vikonuyetsya v okremomu korpusi rele vklyuchennya kontrolnoyi lampi Perevagi i nedolikiVibracijni rele regulyatori bilsh gromizdki Pri roboti vibracijnih rele regulyatoriv sposterigayetsya take yavishe yak pidgoryannya kontaktiv sho v zalezhnosti vid umov ekspluataciyi potrebuye periodichnogo chishennya kontaktnih grup a cherez pevnij chas yih zamini Rele regulyatori sho zibrani na napivprovidnikovij elementnij bazi menshi za gabaritami Yak pravilo voni vikonuyutsya neremontopridatni zaminyayetsya v cilomu tak zvana tabletka chi shokoladka na slenzi avtoamatoriv taki rele regulyatori ne potrebuyut obslugovuvannya za viklyuchennyam zamini kontaktnih shitok yaksho voni jdut v odnomu korpusi iz kontaktnoyu grupoyu generatora Prote yim pritamannij takij nedolik yak peregoryannya napivprovidnikovih elementiv v razi raptovogo korotkochasnogo pidvishennya bortovoyi naprugi v razi napriklad udaru bliskavki provedennya zvaryuvalnih robit bez vidklyuchennya generatora nespravnosti spozhivacha tosho Probij tranzistora v shemi rele regulyatora mozhe viklikati ulyublenij sposib perevirki deyakimi fahivcyami AKB shlyahom zamikannya klemi na korpus chi bobini zapalennya Posilannyaprincipact ru content view 156 81 8 grudnya 2015 u Wayback Machine vksn narod ru auto rn html 8 grudnya 2015 u Wayback Machine www avtomasterskie ru articles articles 715 html 8 grudnya 2015 u Wayback Machine semestr com ua book 119 Budova i konstrukciya vijskovoyi AT Elektroobladnannya Konspekt lekcij V I Kubich 7 2 3 RELE REGULYaTOR 5 bereznya 2016 u Wayback Machine PrimitkiRol takoyi etalonnoyi naprugi mozhe vidigravati napruga stabilizaciyi stabilitrona Abo zh vimiryuvalnij pristrij vidsutnij a mezhi naprugi regulyuyutsya nalashtuvannyam sili pruzhin vidrivannya kontaktnih plastin v pari rele yak ce realizovano u vibracijnih rele regulyatorah Rele regulyatori zgaduyutsya she v stattyah pro vijskovu tehniku ta avtomobili pochinayuchi z 1930 h rokiv V cih vipadkah mova jde viklyuchno pro vibracijni rele regulyatori Sebto taki rele regulyatori sho zibrani na elektronnih rele