Автоматический регулятор напряжения AVR: что это, как осуществляется работа

Для чего нужна стабильность напряжения

Напряжение 220В считается стабильным, однако это распространенное заблуждение, которое мы постараемся развеять в этой статье.

Допустимые отклонения напряжения. Допустим, у вас есть ориентир: идеальный образец качества и нормы. Его значение, скажем, 10. Но идеального результата быть не может, поэтому в эталоне есть показатели допустимого отклонения, например — 2 и +2, то есть если при измерении вы получили результат 8 или 12, тогда это приемлемый результат и происходит.

Поэтому любой производитель, создавая электрические устройства, допускает их использование от сети в диапазоне от 200 до 240 вольт. Это называется стандартным отклонением до 10%. Но ни в коем случае не более того.

Такое падение допускается только в случае постепенного и постепенного повышения напряжения. А если генератор вдруг решит совершить незапланированный прыжок, то «до свидания, мой холодильник!». Ни одна из защитных функций генератора недостаточна для защиты оборудования от разрушительной силы скачков напряжения.

Закон Ома гласит, что «сила тока всегда прямо пропорциональна напряжению», другими словами, если напряжение возвращается в исходное состояние, а затем резко увеличивается, сила тока также резко возрастает. В результате электроны сходят с ума, а температура проводников и полупроводников превышает все допустимые нормы.

Итог: скачки напряжения несут 100% риск выхода из строя электроприборов и, что совершенно неожиданно, повлечет за собой незапланированные траты личных денег на покупку нового оборудования. Именно поэтому стоит учесть, что гораздо выгоднее купить AVR-генератор и спокойно относиться к собственному оборудованию.

Факторы, влияющие на стабильность напряжения

Во избежание неприятных ситуаций рекомендуется устанавливать генераторную установку на подходящее реле напряжения. Но такое реле не стабилизирует напряжение, а покажет свое значение только в критическом состоянии сети. Поэтому целесообразнее приобретать генератор с функцией стабилизации.

На стабильность выходного напряжения влияют несколько из следующих факторов:

1. Класс двигателя. Качество двигателя и его сборки — важный критерий для генератора, а значит, стабильность сетевого напряжения. Именно качество влияет на способность двигателя поддерживать постоянную скорость 3000 об / мин. Это число остается неизменным даже при изменении нагрузки и потребления тока подключенным оборудованием.

2. Тип генератора. Их всего два: синхронный и асинхронный. Синхронный или щеточный имеет более сложную конструкцию со стартером, ротором и угольными щетками. Заводятся стартер и ротор.

желательно, чтобы обмотка была медной. Таким образом, синхронный генератор влияет на стабильность напряжения, для которого не будут характерны скачки и отклонения от нормы.

Асинхронный генератор имеет свои преимущества, однако между ними нет качественного тока.

3. Технологии. Имеется в виду современная инверторная техника. Инверторные генераторные установки могут обеспечивать чистый и высококачественный ток с превосходной геометрической синусоидой.

Это возможно благодаря двойному преобразованию переменного тока в постоянный, а затем обратно в более качественный переменный ток.

Отклонение от стандарта в генераторе инверторного типа составляет всего 2,5%. Неплохо, а?

4. А.В. Генераторы с АРН идеальны, если пользователь хочет защитить свое оборудование от перебоев в подаче электроэнергии. Эта технология (AVR) поддерживает выходное напряжение на одном уровне, полностью исключая отклонения и скачки. Они просто не могут появиться.

Электроника, которая не может обойтись без стабильного напряжения

Существует большое количество электрических устройств, которые долго не «живут» без стабильного напряжения. Как правило, это тяжелая и требовательная техника. Как медицинское оборудование. Представьте, что случится с пациентом, если аппарат жизнеобеспечения выйдет из строя хотя бы на минуту.

Также лабораторное оборудование требует стабильного напряжения. Например, сверхточный и чрезвычайно чувствительный pH-метр. Как только ток проявит себя скачком, прибор, если он вообще не сломается, потребует перенастройки, а это утомительное дело.

Безусловно, не будем игнорировать и технику. Компьютеры и модемы требуют стабильного напряжения. Также в список можно добавить стиральные и посудомоечные машины. Больше всего котел боится шипов. Достаточно небольшого прыжка, чтобы зимой закончилось отопление. А запчасти на котлы очень дорогие, и без них не обойтись, например, без компьютера или посудомоечной машины.

Из мелкой техники можно отметить, что современные смартфоны очень полезны и функциональны, но они боятся прыжков, как огня. То же самое можно сказать и о других гаджетах.

Таким образом, можно сделать вывод, что генератор стабильного напряжения — это не дополнительная трата денег, а необходимость, которая защищает электроприборы от скачков напряжения, а пользователя — от холода, голода и социальной изоляции.

Что такое АВР

Это блок, состоящий из нескольких узлов, который автоматически переключает нагрузку между основным и резервным источниками питания. Некоторые однофазные и трехфазные модели бензиновых и дизельных генераторов сразу же оснащены автоматическими переключателями. Для переключения нагрузки достаточно после электросчетчика установить специальный выключатель. Положение силовых контактов контролируется основным источником питания.

Практически все модели с запуском силовой установки от аккумулятора могут быть оснащены автономными системами АВР. При этом шкафы АВР используются для установки блоков резервного ввода. В то же время экраны АВР (рис. 1) могут быть размещены непосредственно рядом с газогенераторами или блоки могут быть установлены на общем электрическом щите.

Пример электрического щита ABP

Основная функция блока АВР — автоматический запуск ПКП после пропадания электричества в общей сети, а затем подключение нагрузки к резервному источнику питания. При восстановлении питания от блока автоматики нагрузка переключается на сеть и резервный источник отключается.

Классификация устройств АВР:

• количество резервных секций;
• класс напряжения;
• тип резервной сети (использование в однофазных сетях или для трехфазных пользователей);
• мощность обслуживаемой нагрузки;
• время задержки переключения.

Электрическая цепь АВР может быть сконфигурирована таким образом, что она будет обеспечивать питанием не всю локальную сеть, а только эти критические линии. Некоторые схемы позволяют учитывать приоритет линий. Электроэнергия в основном подается в те цепи, которые снабжают электроэнергией критически важные системы жизнеобеспечения. Такой подход позволяет рационально распределить нагрузку.

Для каких целей предназначаются системы и устройства автоматического регулирования напряжения

При изменении нагрузки меняется напряжение в сети к потребителям. Это связано с изменением силы тока и величиной потерь во вторичной обмотке и кабелях. Колебания возникают и при изменении параметров энергосистемы региона.

Для стабилизации используются различные методы:

• Стабилизированные источники питания. Используется в отдельных электроприборах.
• Стабилизаторы на основе автотрансформаторов. Устанавливается в квартире, частном доме или небольшой мастерской.
• АВР силовых понижающих трансформаторов. Установите сетевые настройки для всех подключенных к нему устройств. На основании изменения количества витков первичной обмотки и изменения коэффициента трансформации.

Информация! ARNT — это основной способ поддерживать параметры сети для ВСЕХ подключенных к нему потребителей.

Устройство и принцип работы

АВР для генератора состоит из трех связанных между собой основных блоков:

• семейства входных коммутирующих контакторов и цепей нагрузки;
• логические устройства и индикаторы;
• блок релейных переключателей предназначен для управления генератором.

Для повышения надежности системы резервного питания устройства АВР могут быть оснащены дополнительными приводами. Например, включение в схему инверторов позволяет выровнять провалы напряжения, устранить временные задержки и сделать выходной ток более качественным.

Подключение к резервной линии обеспечивает контактная группа. Наличие входного напряжения контролируется реле контроля фазы.

Рассмотрим принцип работы системы резервного электроснабжения на примере упрощенной схемы. В штатном режиме при подаче питания от сети контакторный блок направляет электроэнергию в линии потребителей. На схеме изображен дополнительный блок — инвертор, преобразующий постоянный ток от аккумуляторной батареи в переменный с напряжением 220 В.

Упрощенная схема резервного питания

Сигнал о наличии входного напряжения поступает на блок логических и сигнальных устройств. В номинальном режиме вся система находится в устойчивом состоянии. В случае аварии в основной сети (напряжение падает ниже установленного уровня) насыщения соленоида реле контроля фаз становится недостаточным для поддержания контактов в рабочем состоянии (нормально замкнутом). Контакты размыкаются, и нагрузка отключается от сети.

Если в системе установлен инвертор, как показано на схеме, он переходит в режим генерации переменного тока, с напряжением 220 В. Таким образом, потребители получают стабильное напряжение даже при отсутствии тока в коммерческой сети.

Если параметры линии электропередачи не сбрасываются в течение заданного времени, контроллер выдает сигнал для запуска генератора. Когда от генератора поступает стабильное напряжение, контакторы переключаются на резервную линию.

Автоматическое включение потребительской сети происходит следующим образом: напряжение подается на реле контроля фаз, которое включает контакторы на главной линии. Резервное питание отключено. Сигнал от контроллера поступает в механизм управления подачей топлива, который закрывает амортизатор в бензиновом двигателе или отключает дизельное топливо в системе дизельного топлива. Электростанция скоро остановится.

Полностью автоматическое переключение не требует вмешательства оператора. Система надежно защищена от взаимодействия противотоков и коротких замыканий. Для этого используются дополнительные реле и механизмы блокировки, которые на схеме не показаны.

При необходимости оператор может вручную изменить строки с панели управления. Он также может изменять настройки панели управления, включать ручное или автоматическое управление.

Панель контроллера резервного питания

АВР может реализовывать разные режимы работы:

• руководство по эксплуатации;
• автомобиль;
• полуавтомат.

Ручной режим часто используется специалистами по обслуживанию при настройке АВР.

Требования к AVR

Любой регулятор напряжения (АРН) для синхронных бесщеточных генераторов должен соответствовать определенным требованиям, независимо от его характеристик, марки и типа генератора, на котором он установлен. Во-первых, автоматический регулятор не может отклоняться в ту или иную сторону от значения входного напряжения более чем на 1/40 при нормальной работе. В аварийных ситуациях он должен поддерживать напряжение с отклонением от нормативного не более 1/29. Во-вторых, смена режимов напряжения должна быть плавной. Поэтому правильная работа стабилизатора напряжения в генераторе должна обеспечивать отклонение значения напряжения в дизель-генераторе не более чем на 15% в меньшую сторону и не более чем на 1/5 в большую сторону. Третий важный момент для всех корректоров — это время, в течение которого после переходного процесса они должны довести генератор до заданного значения напряжения — не более 1,5 секунд.

Только грамотная и правильная установка автоматического регулятора напряжения обеспечивает бесперебойную и стабильную работу дизель-генераторных установок и дизельных электростанций в течение всего периода эксплуатации. Монтаж АРН необходимо доверить квалифицированным специалистам, которые выполнят ее в соответствии с технической документацией источника питания.

Критерии выбора устройства AVR

Стабильность работы генератора напрямую зависит не только от правильности и точности настройки параметров регулятора напряжения. Это связано с тем, что именно АРН автоматически отключает оборудование в аварийной ситуации. Поэтому при выборе подходящего регулятора необходимо учитывать целый перечень его характеристик:

• уровень мощности,
• количество фаз,
• модель генератора,
• условия эксплуатации.

Таблица ниже поможет вам выбрать тип АВР.

Таблица 1

Тип АТС	Характеристики устройства	Действие
Одностороннее действие	Два раздела. Один рабочий и один резервный	Подключите резервную линию на случай отключения электроэнергии в основной сети
Двойной эффект	Эквивалентные разделы	Можно подключить любую линию, независимо от наличия напряжения
С восстановлением	Контролирует наличие напряжения на основном вводе после переключения на резервное питание	Когда на основной линии появляется напряжение, он переводит схему (с небольшой задержкой) в исходное состояние
Нет восстановления	Переключение секций после сбоя питания у главного входа	для перехода в основной режим требуется вмешательство оператора

Схемы подключения АВР и их описание

Основная функция автоматического выключателя — автоматическое переключение входов таким образом, чтобы исключить противотоки.

Простая схема объясняет принцип переключения:

Схема АТС

Контакты КМ1 и КМ2 соединены между собой. После размыкания одного контакта другой замыкается. Их нельзя активировать одновременно.

Существует множество различных схем подключения АВР, но принцип их построения всегда следующий: АВР устанавливается между входом и потребителями. Обычно после счетчика электроэнергии. Сам щит с автоматикой можно разместить где угодно, но принцип его подключения точно такой же. Этот принцип наглядно иллюстрирует диаграмма:

Понятная схема подключения АТС

Подробная схема подключения блока автоматического пуска генератора. На схеме K1 и K2 — контакторы. Цифры в кружках обозначают номера клемм. Используя эту схему, самостоятельно подключить такой агрегат несложно.

Детальная электрическая схема блока автозапуска генератора (БАГ)

Принципиальная схема подключения АТС для частного дома:.

Схематическая диаграмма

В этой схеме используется система автоматического управления, обеспечивающая стабильное напряжение и непрерывное электроснабжение в локальной сети.

Например, приведем две цепи для трехфазного тока. На рисунке B показан односторонний вариант (дополнительное реле напряжения PH). При таком подключении генератор запускается в автоматическом режиме после сбоя питания. Другими словами, вход от генератора избыточен.

Рисунок А — двусторонний вариант. Оба раздела имеют одинаковый приоритет. Такое подключение позволяет менять линии независимо от наличия напряжения в каждой из них.

Подключение АВР на трехфазный ток

Выбор схемы зависит от решаемой задачи.

Самостоятельное изготовление АВР

Если вы приобрели электростартерный генератор, то можете самостоятельно автоматизировать процесс вставки резерва. Для этого нужно выбрать схему, соответствующую характеристикам вашей домашней сети. После этого приобретите все необходимые запчасти с учетом возможностей потребителей.

Тебе понадобится:

1. Универсальный контроллер.
2. Контакторы (для самой простой схемы — не менее 2).
3. Электрический шкаф.
4. Трехуровневый переключатель режимов работы.
5. Блок питания на 1 — 3 Ампера.
6. Автоматика пуска / остановки двигателя генератора (если она не оборудована).
7. Соединительные кабели, рабочие инструменты.

Этапы работы:

1. Монтаж шкафа. Выберите подходящее место для электрического щита (желательно ближе к главному входу).
2. Монтаж деталей. Расположите все группы так, чтобы были доступны все контакторы и клеммы.
3. Соединительные линии. Строго следуйте схемам и соблюдайте назначение клемм. Используйте маркировку на крышках и пазах устройств. Убедитесь, что нити не пересекаются. Наконец, подключите входные кабели, конечно, с выключенным устройством ввода.
4. После установки обязательно проверьте работоспособность привода АВР.

Виды регулирования

Есть два типа переключения;

• ПБВ — переключение без возбуждения. Выполняется при отсутствии напряжения на первичной обмотке.
• Устройство РПН — регулирование под нагрузкой. Он осуществляется во время работы, а контакты выключателя имеют дугогасительные камеры.

Само переключение осуществляется несколькими способами:

• Руководство по эксплуатации. Выполняется оператором с пульта управления на основании показаний прибора.
• Издалека. Это тоже выполняет оператор, но не вручную, а с панели управления.
• Автомат. Он выполняется системой ARNT в соответствии с предопределенными параметрами.

Система автоматической настройки состоит из трех принципов:

• Стабилизация. Поддерживается стабильное выходное напряжение.
• Регулирование программного обеспечения. Производится по заданному графику, например, на выходе немного снижается напряжение для экономии энергии или при плавке в электропечах и увеличении потерь в кабеле повышается для обеспечения нормальной работы других потребителей.
• Система слежения. Он учитывает различные параметры на разных участках сети и протяженных кабельных линиях.

Информация! Чем больше точек измерения и факторов учитывается, тем точнее выполняется регулировка, но это приводит к более сложной и дорогостоящей системе, поэтому при проектировании учитывается влияние только основных параметров.

Устройство систем переключения

Выключатели устанавливаются на первичной стороне. В нем протекает меньше тока, да и регулятор меньше и дешевле. Самый простой — выключатель для переключения без возбуждения, но процесс настройки связан с отключением потребителей.

При регулировании под нагрузкой возможна ситуация, когда подвижные контакты замыкают два выхода одновременно, образуя короткозамкнутую петлю. Для ограничения тока внутри него устанавливают токоограничивающие реакторы или резисторы.

Как осуществляется регулировка

Изменение выходного напряжения путем переключения выводов первичной обмотки осуществляется для поддержания требуемых параметров сети. Такие выходы есть у большинства силовых трансформаторов. Их количество зависит от назначения и мощности устройства — чем мощнее устройство и чем больше требования потребителей, тем больше касаний для регулировки.

Регулировка выполняется во время ППР переключением болтового соединения внутри устройства или во время работы переключателем в ручном или автоматическом режиме. Для автоматической регулировки параметров используется система АРКТ — автоматическая регулировка коэффициента трансформации.

Основные характеризующие параметры управления процессом регулировки

Процесс автоматической настройки характеризуется двумя параметрами:

• Стабильность системы в переходном процессе. Когда регулирование активировано, параметры сети изменяются. Это может привести к повторным активациям ARKT. Устойчивость — это способность системы противостоять этому явлению.
• Точность. Соблюдение установившегося значения выходного напряжения при заданном значении.

Блок автоматического регулирования коэффициента трансформации

Для управления устройством РПН в автоматическом режиме предусмотрены устройства регулировки с BAR (блоки автоматического управления) для изменения коэффициента трансформации — ARKT или ARNT. Устройство реагирует на напряжение на шине питающей подстанции.

Схема подключения компенсации тока к измерительному трансформатору в системе ARNT.

Наличие компенсации тока в цепи считается неизменным, она используется для выполнения встречного регулирования, и необходимо установить постоянное и стабильное показание напряжения в электросети. Значение напряжения компенсации тока определяется током в линии и падением напряжения в выходной линии нагрузки.

Устройства РПН всегда находятся в одном и том же режиме с включенным блоком ARTH. Дистанционное или местное управление выполняется при выходе из строя AVNT или при значительных колебаниях напряжения в сети.

Внешний вид блока автоматической регулировки напряжения трансформатора (БАР).

Расчет уставок АРНТ

Выбор настроек регулировки ARKT определяется режимом загрузки. Основная задача этого устройства — стабилизация параметров сети:

• напряжение на вводе потребителей, расположенных рядом с трансформатором, не более + 5% от номинального;
• в конце строки не менее -5%.

Важно! Когда трансформаторы подключаются для параллельной работы, настройки должны обеспечивать отсутствие уравнивающих токов.

При настройке заданных значений автоматического регулирования необходимо учитывать несколько дополнительных факторов:

• Ширина зоны чувствительности. Это отклонение выходных параметров, при котором нет срабатывания переключателя. Регулировка не плавная, а незаметная, с определенным шагом. Зона чувствительности должна быть меньше шага переключения в 1,3 раза.
• Запоздалый ответ. Предотвращает переключение системы во время возможных кратковременных изменений и переходных процессов. Этот параметр обычно составляет 2,5–3 минуты.
• Контролировать время. Период контроля процесса переключения составляет 0,6 сек.

Автоматическое регулирование силовых трансформаторов — обширная тема, выходящая за рамки данной статьи.

Для более глубокого изучения материала можно порекомендовать учебник для техникумов, изданный в 1987 г издательством «Энергоатомиздат» под редакцией Л.Д. Рожковой и В.С. Козулина «Электрооборудование станций и подстанций», другую более современную литературу можно найти в Интернете, а также ПУЭ (Правила устройства электроустановок), ГОСТ и другие нормативные документы.

Блок АВР для бензогенератора

Что такое блок автоматики? Выглядит он как небольшое устройство в металлическом корпусе с указанием режимов и кнопок управления на передней панели. Легко крепится на стену. Единственным ограничением для выбора места крепления является длина соединительного кабеля к генератору, поставляемого с оборудованием. В отличие от многих аналогов с двухметровым кабелем, модели FUBAG комплектуются 8-метровым кабелем. Этого более чем достаточно, чтобы выбрать наиболее удобное положение для блока управления двигателем.

Стоит обратить внимание на то, что бензиновые генераторы со специальным разъемом подходят для установки автоматического включения резерва. Его наличие будет обозначено кодом станции. Например, рассмотрим генератор FUBAG BS 7500 A ES. В этом названии буква «А» указывает на возможность подключения привода АВР».

ВАЖНЫЙ! Для однофазных и трехфазных генераторов используются разные блоки автоматики.

Как работает блок ОВД? Устройство контролирует напряжение в фиксированной сети. В аварийном случае автономно через несколько секунд запускает подключенный газогенератор, восстанавливая питание работающих устройств. При восстановлении электроснабжения блок управления передаст питание устройствам в основную сеть и через 13-15 секунд генератор отключится. Но на этом работа блока АВР не закончится, пока генератор выключен, система автоматически подзаряжает аккумулятор станции.

Есть интеллектуальные АТС с зимне-летним режимом. Они запускают генератор за 3-4 секунды, как и их обычные аналоги. Но ток выходит из генератора только через 25-30 секунд после отключения сети. Куда уходит остальное время? Для прогрева двигателя требуется около 15 секунд, что защищает его от чрезмерного износа в холодную погоду.

Как подключить блок управления

Самый безопасный способ — доверить подключение соответствующему электрику. Самостоятельно подключить и настроить устройства будет довольно сложно. Но нет ничего невозможного. Для тех, кто решил все сделать самостоятельно, есть несколько советов по подключению:
1. Выберите место. Блок автоматики можно установить как в доме, так и возле станции — главное соблюдать температурный режим, указанный в инструкции.
2. Подключить АВР. Перед подключением следует учесть несколько важных нюансов. Блок АВР соединяется с генератором специальным кабелем управления — от блока к генератору и силовым кабелем от выхода генератора к устройству АВР. Одна или несколько фаз стационарного телефона, входящего в дом, отправляются в подразделение ОВД.
Рассмотрим несколько наглядных примеров с советами по выбору оборудования и подключению:
1. В доме установлена ​​однофазная сеть и все подключенные устройства также однофазные. Мощность станции достаточна для обеспечения всех необходимых устройств (расчет мощности подключенных к генератору устройств поможет определить необходимое значение). Этот вариант требует однофазной станции и блока АВР для нее. Можно безопасно подключать всю нагрузку по фазе. Единственное, необходимо проверить сечение кабелей на соответствие мощности всех подключенных потребителей.

2. Самый распространенный вариант — в дом подведена трехфазная сеть, а подключаемые устройства однофазные. В этом случае и генератор, и блок автоматики тоже нужны однофазные. Если суммарная мощность всех устройств превышает возможности вашего генератора, мы разделяем их на жизненно важные (насос, отопительный котел, холодильник, минимальное освещение) и на устройства, без которых вы можете обойтись (стиральная машина, микроволновая печь, электрооборудование и т.). Подключаем первую группу к одной фазе, которая идет к блоку АВР. Остальные приборы можно разделить между оставшимися двумя фазами. Понятно, что в момент отключения общей сети они будут обесточены.

3. В редких случаях в дом подводят трехфазную сеть и подключенные устройства являются как однофазными, так и трехфазными. Лучше доверить это дело специалисту.

Заземление

Работа генератора подразумевает, что на его теле периодически будет появляться статическое напряжение. Для его слива необходимо заземлить генератор. В идеале создать контур заземления. Если его там нет, вам понадобится металлический стержень длиной от полутора до двух метров, стальной болт и медная проволока. Привариваем болт и стержень. Затем стержень полностью вбивается в землю и между болтом и корпусом генератора протягивается медная проволока. Готовый!

А можно ли без АВР

Бывает, что владелец генератора игнорирует рекомендации специалистов и просто передает энергию от генератора в ближайшую розетку, чтобы от нее запитать весь дом. В этом случае следует ожидать одну из следующих проблем:

• Перегрузка провода. Провод стандартного сечения не подходит для этой нагрузки).
• Неисправность газогенератора. Если владелец забудет выключить автоматический выключатель на приборной панели и при этом включится и запустится генератор, он в лучшем случае запитает потребителей, подключенных к линии. А в худшем случае, а это самая частая причина выхода из строя генератора, он надолго распрощается с дорогостоящей техникой, наткнувшись на так называемую «встречную полосу».
• Сбой в работе. Если в момент отключения никого нет дома, само по себе ничего не изменится.

Выбирая генератор без автоматической коробки передач, важно помнить о необходимости принятия профилактических мер.
Если генератор установлен как резервный источник и подключается в индивидуальном порядке, его необходимо периодически проверять:

1. Не реже одного раза в месяц запускайте генератор с включенными автоматами на 15-20 минут.
2. По крайней мере, каждые две недели или после 50 часов работы проверяйте уровень и состояние моторного масла и топлива.

Взаимосвязь источников тока авто

В автомобиле есть как минимум два источника электроэнергии:

• аккумулятор — необходим во время пуска ДВС и первичного возбуждения обмотки генератора, не создает энергии, а потребляет и накапливает только во время подзарядки
• генератор — питает бортовую электрическую систему на любой скорости и питает аккумулятор только на высоких скоростях

оба этих источника необходимо подключить к бортовой сети для правильной работы двигателя и других потребителей электроэнергии. Если генератор выходит из строя, аккумулятор «прослужит» максимум 2 часа, а без аккумулятора двигатель не запустится, приводя в движение ротор генератора.

Бывают исключения: например, и из-за остаточной намагниченности обмотки возбуждения штатный генератор ГАЗ-21 запускается самостоятельно при условии, что машина постоянно работает. Завести автомобиль «с толкателя» можно, если в нем установлен генератор постоянного тока, с устройством переменного тока такой трюк невозможен.

Назначение реле регулятора напряжения

Независимо от стажа работы и стиля вождения, автовладелец не может обеспечить одинаковые обороты двигателя в разное время. То есть коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания, который передает крутящий момент на генератор, вращается с разной скоростью. В результате генератор вырабатывает разные напряжения, которые чрезвычайно опасны для аккумулятора и других потребителей бортовой сети.

Поэтому замену реле регулятора генератора нужно производить при зарядке и перезарядке АКБ, при горящей лампочке, мигании фар и других отключениях питания бортовой сети.

Задачи регулятора напряжения

Из школьного курса физики каждый автомобилист должен помнить принцип работы генератора:

• при взаимном движении рамки и окружающего магнитного поля в ней возникает электродвижущая сила
• статоры действуют как электромагнит генераторов постоянного тока, ЭДС соответственно поднимается в якоре, ток снимается с коллекторных колец
• в генераторе намагничивается якорь, в обмотках статора возникает электричество

Упрощая, вы можете представить, что на величину выходного напряжения генератора влияет величина магнитной силы и скорость вращения поля. Основная проблема с генераторами постоянного тока — подгорание и заедание щеток при снятии больших токов с якоря — решена переходом на генераторы. Ток возбуждения, подаваемый на ротор для возбуждения магнитной индукции, на порядок меньше; Отвести электричество от неподвижного статора намного проще.

Однако вместо того, чтобы постоянно находиться в терминалах «-» и «+», автопроизводители получили постоянное изменение плюсов и минусов. В принципе невозможно зарядить аккумулятор переменным током, поэтому он предварительно выпрямляется с помощью диодного моста.

Из этих нюансов плавно вытекают задачи, решаемые реле генератора:

• регулирование тока в обмотке возбуждения
• поддержание диапазона 13,5 — 14,5 В в бортовой сети и на клеммах АКБ
• отключение питания обмотки возбуждения от аккумуляторной батареи при выключенном двигателе

Поэтому регулятор напряжения также называют реле зарядки, и на панели отображается световой индикатор процесса зарядки аккумулятора. Генераторы по умолчанию спроектированы с отключением обратного питания.

Разновидности реле регуляторов

Прежде чем производить самостоятельный ремонт регулятора напряжения, следует учитывать, что существует несколько видов регуляторов:

• внешний — увеличивает ремонтопригодность генератора
• встроен — в пластину выпрямителя или в щеточный узел
• отрицательная корректировка — появляется дополнительная резьба
• более регулирующая — экономичная схема подключения
• для генераторов — на обмотке возбуждения нет функции ограничения напряжения, так как она встроена в сам генератор
• для генераторов постоянного тока — дополнительная опция отключения АКБ при неработающем ДВС
• двухуровневый — морально устаревший, редко используемый, регулируемый с помощью пружин и небольшого рычага
• трехуровневый — интегрирован со специальной платой компаратора и соответствующим сигнализатором
• многоуровневый: схема имеет 3-5 дополнительных резисторов и систему слежения
• транзистор — не используется в современных автомобилях
• реле — улучшенная обратная связь
• релейный транзистор — универсальная схема
• на базе микропроцессора — малые габариты, плавная регулировка нижнего / верхнего порога срабатывания
• интегральные — встроены в щеткодержатели, затем заменяются по мере износа щеток

Внимание: без изменений схемы регулятора «положительного» и «отрицательного» напряжения не являются взаимозаменяемыми устройствами.

Реле генераторов постоянного тока

Поэтому схема подключения регулятора напряжения при работе генератора постоянного тока более сложная. Так как в режиме автостоянки при выключенном двигателе внутреннего сгорания необходимо отключить генератор от аккумуляторной батареи.

Во время диагностики реле проверяется на выполнение трех его функций:

• отказ аккумулятора во время стоянки автомобиля
• ограничение максимального тока на выходе генератора
• регулировка напряжения обмотки возбуждения

Любая неисправность требует ремонта.

Реле генераторов переменного тока

В отличие от предыдущего случая, диагностика регулятора генератора своими руками проходит немного проще. В конструкции «автомобильной электростанции» уже заложена функция отключения питания от аккумуляторной батареи во время стоянки. Осталось проверить только напряжение на обмотке возбуждения и на выходе из генератора.

Если в автомобиле есть генератор, его нельзя запустить, разогнавшись с холма. Поскольку по умолчанию на обмотке возбуждения нет остаточной намагниченности.

Встроенные и внешние регуляторы

автолюбителю важно знать, что измеряется и напряжение реле начинают регулировать в конкретном месте их установки. Поэтому встроенные модификации действуют непосредственно на генератор, а внешние «не знают» о его наличии в автомобиле.

Например, если к катушке зажигания подключено внешнее реле, его работа будет направлена ​​на регулирование напряжения только на этом участке бортовой сети. Поэтому, прежде чем узнать, как управлять реле удаленного типа, необходимо убедиться, что оно правильно подключено.

Управление по «+» и «–»

Принципиально схемы управления «минус» и «плюс» различаются только схемой подключения:

• при установке реле в пространство «+» одна щетка подключается к «массе», другая к клемме контроллера
• если реле подключить к «-» пространству, то одну щетку нужно подключить к «плюсу», другую к регулятору

Однако в последнем случае появится другой провод, так как реле напряжения — это устройство активного типа. Требуется индивидуальный источник питания, поэтому «+» должен поставляться отдельно.

Двухуровневые

На начальном этапе в машины устанавливали двухступенчатые механические регуляторы напряжения с простым принципом работы:

• электрический ток течет через реле
• возникающее магнитное поле притягивает рычаг
• устройство сравнения — пружина с заданной силой
• при увеличении напряжения контакты размыкаются
• меньше тока течет к обмотке привода

Двухступенчатые механические реле используются в автомобилях ВАЗ 21099. Основным недостатком была работа с повышенным износом механических элементов. Поэтому эти устройства были заменены электронными реле напряжения (бесконтактными:

• делитель напряжения собран из резисторов
• стабилитрон — ведущее устройство

Сложная проводка и недостаточный контроль напряжения привели к снижению спроса на эти устройства.

Трехуровневые

Однако двухуровневые регуляторы в свою очередь также уступили место более совершенным трехуровневым и многоуровневым устройствам:

• напряжение идет от генератора в специальную цепь через делитель
• информация обрабатывается, фактическое напряжение сравнивается с минимальным и максимальным пороговыми значениями
• сигнал ошибки регулирует ток, протекающий в направляющей обмотке

Реле с частотной модуляцией считаются более продвинутыми — в них нет обычных резисторов, но частота срабатывания электронного ключа увеличена. Управление осуществляется логическими схемами.

Современные системы регулирования напряжения

Если у китайского скутера-генератора реле-регулятор напряжения двухуровневый, то на дорогих авто используются более совершенные устройства. Многоуровневые системы управления могут содержать 3, 4, 5 и более дополнительных резисторов. Также есть системы автоматического контроля и слежения. В некоторых моделях можно обойтись без использования дополнительных резисторов.

Вместо этого увеличивается рабочая частота электронного ключа. Использовать схемы с электромагнитным реле в системах сервоуправления просто невозможно. Одна из последних разработок — многоуровневая система управления с частотной модуляцией. В таких конструкциях необходимы дополнительные резисторы, которые служат для управления логическими элементами.

Принцип работы реле регулятора

Благодаря встроенным резисторам и специальным схемам реле может сравнивать величину напряжения, генерируемого генератором. Впоследствии слишком высокое значение приводит к отключению реле, чтобы не перегрузить аккумулятор и не повредить электроприборы, подключенные к бортовой сети.

Любые сбои в работе приводят именно к этим последствиям, выход из строя аккумуляторной батареи или эксплуатационный бюджет значительно увеличивается.

Переключатель лето/зима

Независимо от времени года и температуры воздуха работа генератора всегда стабильна. Как только его шкив начинает вращаться, по умолчанию генерируется электрический ток. Однако зимой внутренняя часть аккумулятора замерзает; пополняет заряд намного хуже, чем летом.

Переключатели лето / зима расположены на корпусе регулятора напряжения или соответствующие разъемы промаркированы этим обозначением, которое необходимо найти и подключить к ним в зависимости от сезона.

В этом переключателе нет ничего необычного, это просто грубые настройки реле регулятора, которые позволяют поднять напряжение на выводах аккумуляторной батареи до 15 В.

Подключение в бортовую сеть генератора

Если при замене генератора вы самостоятельно подключаете новое устройство, нужно учитывать нюансы:

• сначала необходимо проверить целостность и надежность контакта провода от корпуса к корпусу генератора
• затем вы можете подключить клемму B реле регулятора от генератора
• вместо «скручиваний», которые начинают нагреваться через 1-2 года эксплуатации, лучше использовать паяльные провода
• заводской кабель необходимо заменить на кабель сечением не менее 6 мм2, если вместо штатного генератора установлено электрическое устройство, рассчитанное на ток более 60 А
• амперметр в цепи генератор / аккумулятор показывает, мощность какого блока питания на данный момент больше в бортовой сети

Амперметры — это необходимые устройства, с помощью которых можно определить заряд аккумулятора и производительность генератора. Не рекомендуется удалять их из схемы по какой-либо конкретной причине.

Схемы подключения регулятора выносного

Реле внешнего регулятора напряжения генератора монтируется только после выяснения, к какому обрыву кабеля оно должно подключаться. Например:

• на старых РАФ, Газелях и «Бычках» используются реле 13.3702 в полимерном или стальном корпусе с двумя контактами и двумя щетками, монтируются по разомкнутой цепи «-», клеммы всегда маркируются, «+» обычно берется из катушка зажигания (вывод B-VK), контакт регулятора подключен к свободному выводу щеточного узла
• в «Жигулях» используются реле, регуляторы 121.3702 в черном и белом цвете, есть двойные модификации, в которых при выходе из строя одного устройства работа второго устройства продолжается простым переключением на него, он устанавливается в пространстве «+» с зажим 15 на выходе катушки зажигания Б-ВК, вывод 67 к щеточной группе

Автолюбители называют интегрированные релейные контроллеры с маркировкой Y112 «шоколадками». Они устанавливаются в специальные щеткодержатели, прижимаются винтами и дополнительно защищены крышкой.

На автомобилях ВАЗ реле обычно встроены в щеточный узел, полная маркировка — Y212A11, подключены к замку зажигания.
Если собственник меняет штатный генератор на старом отечественном ВАЗе на устройство переменного тока от иномарки или современной Лады, подключение производится по другой схеме:

• вопрос о разрешении дела автомобилист решает самостоятельно
• аналог клеммы «плюс» здесь — контакт В или В +, включается в бортовую сеть через амперметр
• реле дистанционного управления здесь обычно не используются, но встроенные уже встроены в щеточный узел, из них выходит одиночный провод с маркировкой D или D +, который подключается к замку зажигания (к выводу B -VK катушка)

Для дизельных двигателей внутреннего сгорания в генераторах может присутствовать вывод W, который соединен со спидометром; он игнорируется, если установлен на автомобиле с бензиновым двигателем.

Проверка подключения

После установки трехступенчатого реле-регулятора или другого требуется проверка работоспособности:

• двигатель запускается
• напряжение в бортовой сети контролируется с разной скоростью

После установки генератора и его подключения по схеме выше хозяина может ожидать «сюрприз»:

• при включении ДВС запускается генератор, измеряется напряжение на средних, высоких и низких оборотах
• после выключения зажигания ключом .. двигатель продолжает работать

В этом случае двигатель внутреннего сгорания можно заглушить, сняв провод возбуждения или одновременно отпустив сцепление и нажав на тормоз. Это касается наличия остаточной намагниченности и постоянного самовозбуждения обмотки генератора. Проблема решается установкой лампочки в возбуждающий обрыв провода:

• горит при неработающем генераторе
• выключается после запуска
• ток, проходящий через лампу, недостаточен для возбуждения обмотки генератора

Эта лампа автоматически становится индикатором наличия заряда аккумулятора.

Ограничители максимального и обратного тока

При заправке сильно разряженного аккумулятора или одновременном включении всех потребителей автомобиля обмотка возбуждения или якорь могут выйти из строя. В обычном случае ток не превышает 18 — 20 А, что при напряжении 12 В эквивалентно мощности чуть более 200 Вт. Схема защиты выполнена по электромеханическому шаблону. Это пружинное реле, в момент, когда ток превышает максимальный порог, переключает контакты, натягивая сердечник магнитным полем индуктивности.

К цепи обмотки возбуждения подключен резистор, который через свое сопротивление гасит часть разности потенциалов. Это уменьшает ток. Потом расход естественно снижается, контакты снова замыкаются. Реле работает аналогично предыдущему, но настроено иначе и работает реже.

Самодельное устройство

Эта защита может выйти из строя в случае короткого замыкания или резкого увеличения скорости. Электронная схема ограничителей тока лишена этих недостатков.

Реле обратного тока блокирует разряд аккумулятора через обмотки генератора. Отключите аккумулятор при слишком низком напряжении генератора (11,8-13В). Пока генератор работает, ток течет через параллельную обмотку. Когда напряжение превышает пороговое значение, аккумулятор подключается к заряду. Реле грамотно организовано, содержит две обмотки:

1. Серийный номер включен в цепь между генератором и ответвлением к батарее.
2. Параллельная обмотка подключается после отвода, но до нагрузки.

В результате при включении генератора батарея отделяется от него разомкнутым контактом. По мере увеличения тока, протекающего через обе обмотки, поле катушек увеличивается. При достижении порогового значения реле замыкается и начинает заряжать аккумулятор. Если напряжение упадет, аккумулятор разрядится. Далее в последовательной обмотке ток теперь направлен на генератор (там потенциал ниже), а при параллельном — в том же направлении. В результате половина силы не может удерживать сердечник и прерывает связь с генератором. Бортовая сеть питается от аккумуляторов.

По мере увеличения скорости ситуация повторяется снова. В какой-то момент потенциал генератора превышает напряжение аккумулятора, и отсюда начинается питание сети. По обеим обмоткам проходит ток полной нагрузки, контакты замыкаются, аккумулятор заряжен. И т.п. Помимо вышеупомянутых недостатков, присущих электромеханическим реле, на регулятор действует непостоянство напряжения аккумуляторной батареи. Резко падает напряжение при запуске стартера по понятным причинам.

Негативный эффект заметен при движении по городу. На размыкание реле требуется ток 6А, что составляет треть всех затрат. Частая активация очень быстро разряжает аккумулятор. Это сократит срок службы батареи.

Диагностика реле регулятора

определить поломку регулятора напряжения можно по косвенным признакам. В первую очередь, речь идет о неправильном заряде аккумулятора:

• перегрузка: электролит испаряется, раствор кислоты откладывается на частях тела
• недогрузка — ДВС не запускается, в полу горят лампы

Однако лучше проводить диагностику приборами — вольтметром или тестером. Любое отклонение от максимального значения напряжения 14,5В (в некоторых автомобилях бортовая сеть рассчитана на 14,8В) на высоких оборотах или минимум 12,8В на низких оборотах становится поводом для замены / ремонта реле регулятора.

Встроенного

Чаще всего регулятор напряжения встроен в щетки генератора, поэтому проверка уровня этого агрегата обязательна:

• после снятия защитного кожуха и ослабления винтов блок щетки извлекается
• при износе щеток (остается менее 5 мм их длины) замену проводить в обязательном порядке
• генератор диагностируется мультиметром в комплекте с аккумулятором или зарядным устройством
• «отрицательный» провод от источника тока закорочен на соответствующую пластину регулятора
• «плюсовой» провод от зарядного устройства или аккумулятора подключаем к аналогичному разъему реле
• тестер установлен в режим вольтметра 0-20 В, щупы размещены на щетках
• в диапазоне 12,8 — 14,5 В должно быть напряжение между щетками
• когда напряжение поднимается выше 14,5 В, стрелка вольтметра должна быть на нуле

В этом случае вместо вольтметра можно использовать лампу, которая должна гореть в указанном диапазоне напряжений, выключаться при увеличении этой характеристики больше этого значения.

Провод, управляющий тахометром (маркировка W только на реле для дизельных двигателей), вызывается мультиметром в режиме тестера. Он должен иметь сопротивление около 10 Ом. При уменьшении этого значения резьба «оборвана», ее следует заменить на новую.

Выносного

Для удаленного реле отличий в диагностике нет, но и разбирать его из корпуса генератора нет необходимости. Можно управлять реле регулятора напряжения генератора при работающем двигателе, изменяя скорость с низкой на среднюю, затем на высокую. Одновременно с увеличением скорости необходимо включить дальний свет (минимум), кондиционер, монитор и других потребителей (по максимуму).

Поэтому при необходимости владелец транспортного средства может заменить штатное реле регулятора напряжения на более современную модификацию интегрированного или выносного типа. Диагностика здоровья доступна изнутри с помощью обычной автомобильной лампы.

Как снимать реле-регулятор

снять реле регулятора напряжения генератора («Ланос» или бытовая «девятка» у вас — не беда) достаточно просто. Стоит отметить, что при замене регулятора напряжения понадобится всего один инструмент — плоская или крестовая отвертка. Нет необходимости снимать генератор или ремень и его трансмиссию. Большинство устройств расположено на задней крышке генератора и объединено в один блок щеточным механизмом. Чаще всего отказы случаются в нескольких случаях.

Во-первых, когда полностью стерлись графитовые щетки. Во-вторых, в случае выхода из строя полупроводникового элемента. Как проверить регулятор, будет рассказано ниже. При снятии потребуется отсоединить аккумулятор. Отсоедините провод, соединяющий регулятор напряжения с выходом генератора. Открутив оба крепежных болта, можно извлечь корпус устройства. А вот реле регулятора напряжения генератора ВАЗ 2101 имеет устаревшую конструкцию — монтируется в подкапотном пространстве, отдельно от щеточного узла.

Вопросы выбора, диагностики и замены реле-регуляторов напряжения

В реле-регуляторах могут возникать различные неисправности, которые в большинстве случаев проявляются отсутствием тока зарядки аккумулятора и, наоборот, чрезмерным током зарядки аккумулятора. Простейший контроль регулятора можно произвести с помощью вольтметра — достаточно запустить двигатель и дать ему поработать 10-15 минут на частоте 2500-3000 об / мин и при включенных фарах. Затем, не сбавляя скорости и не выключая фары, измерьте напряжение на выводах АКБ: оно должно быть 14,1-14,3 вольт (для 24 вольт это вдвое). Если напряжение значительно ниже или выше, это повод проверить генератор и, если он в порядке, заменить регулятор.

Для замены следует взять реле-регулятор того же типа и модели, которое было установлено ранее. Особое внимание следует обратить на порядок подключения регулятора к бортовой сети (к которой относятся выводы генератора и другие элементы), а также на напряжение и токи питания. Замена детали должна производиться согласно инструкции; Работы можно проводить только при остановленном двигателе и снятом клемме с аккумуляторной батареи. При соблюдении всех рекомендаций и правильном выборе регулятора он сразу же заработает, обеспечивая нормальную работу электросистемы.