In ogni veicolo moderno è presente una rete elettrica sviluppata, la cui tensione è stabilizzata da un'unità speciale: un relè regolatore.Leggi tutto sui regolatori relè, i loro tipi esistenti, la progettazione e il funzionamento, nonché la selezione e la sostituzione di queste parti nell'articolo.
Cos'è un relè regolatore di tensione?
Il relè regolatore di tensione (regolatore di tensione) è un componente dell'impianto elettrico del veicolo;Un dispositivo meccanico, elettromeccanico o elettronico che fornisce supporto per la tensione operativa nella rete di bordo entro determinati limiti.
L'impianto elettrico dei veicoli è costruito in modo tale che quando il propulsore viene arrestato, la batteria (batteria) funge da fonte di energia e quando viene avviato, il generatore converte parte della potenza del motore in elettricità.Tuttavia, il generatore presenta uno svantaggio significativo: la tensione della corrente da esso generata dipende dalla velocità dell'albero motore, nonché dalla corrente consumata dal carico e dalla temperatura ambiente.Per eliminare questo inconveniente, viene utilizzato un dispositivo ausiliario: un relè-regolatore o semplicemente un regolatore di tensione.
Il regolatore di tensione risolve diversi problemi:
● Stabilizzazione della tensione - mantenimento della tensione della rete di bordo entro i limiti specificati (entro 12-14 o 24-28 volt con deviazioni consentite);
● Protezione della batteria dalla scarica attraverso i circuiti del generatore quando il motore è fermo;
● Alcuni tipi di regolatori: spegnimento automatico del motorino di avviamento quando il motore viene avviato con successo;
● Alcuni tipi di regolatori - connessione e disconnessione automatica del generatore dalla batteria per caricarla;
● Alcuni tipi di regolatori - modifica della tensione della rete di bordo in base alle condizioni climatiche attuali (trasferimento dell'impianto elettrico al funzionamento estivo e invernale).
Tutti i veicoli, trattori e macchine varie sono dotati di regolatori a relè.Il malfunzionamento di questa unità interrompe il funzionamento dell'intero sistema elettrico, in alcuni casi ciò può portare a guasti alle apparecchiature elettriche e incendi.Pertanto, un regolatore difettoso deve essere sostituito il prima possibile e per la scelta corretta di una nuova parte è necessario comprendere i tipi, il design e il principio di funzionamento dei regolatori esistenti.
Tipi, design e principio di funzionamento del relè-regolatore
Oggi esistono diversi tipi di regolatori di relè, ma il loro lavoro si basa sugli stessi principi.Qualsiasi regolatore contiene tre elementi correlati:
- Elemento (sensibile) di misura;
- Elemento di confronto (controllo);
- Elemento normativo.
Il regolatore è collegato all'avvolgimento di campo del generatore (OVG), misurando e modificando la corrente al suo interno: ciò garantisce la stabilizzazione della tensione.In generale, questo sistema funziona come segue.L'elemento di misura, costruito sulla base di un partitore di tensione, monitora costantemente l'intensità della corrente nell'OVG e la converte in un segnale che arriva all'elemento di confronto (controllo).Qui il segnale viene confrontato con lo standard, ovvero il valore di tensione che normalmente dovrebbe funzionare nell'impianto elettrico dell'auto.L'elemento di riferimento può essere costruito sulla base di relè di vibrazione e diodi zener.Se il segnale proveniente dall'elemento di misura corrisponde al riferimento (con una deviazione consentita), il regolatore è inattivo.Se il segnale in ingresso differisce dal segnale di riferimento in una direzione o nell'altra, l'elemento di confronto genera un segnale di controllo che arriva all'elemento di regolazione costruito su relè, transistor o altri elementi.L'elemento di regolazione modifica la corrente nell'OVG, ottenendo il ritorno della tensione all'uscita del generatore ai limiti richiesti.
Schema a blocchi del regolatore di tensione
Come già indicato, le unità di regolazione sono costruite su una base di elementi diversi, su questa base i dispositivi si dividono in diverse tipologie:
● vibrante;
● Contatto-transistor;
● Transistor elettronico (senza contatto);
● Integrale (transistor, realizzato utilizzando la tecnologia integrata).
Schema del relè-regolatore di vibrazione
Storicamente, i primi ad apparire sono stati i dispositivi di vibrazione, che, infatti, sono chiamati relè-regolatori.In un tale dispositivo, tutte e tre le unità possono essere combinate in un unico progetto: un relè elettromagnetico con contatti normalmente chiusi, sebbene l'elemento di misura possa essere realizzato sotto forma di un divisore su resistori.La forza di tensione della molla di ritorno funge da valore di riferimento nel relè.In generale, il regolatore del relè funziona semplicemente.Con una bassa corrente sull'OVG o una bassa tensione all'uscita del generatore (a seconda del metodo di collegamento del regolatore), il relè non funziona e la corrente scorre liberamente attraverso i suoi contatti chiusi - questo porta ad un aumento della tensione.Quando la tensione aumenta, il relè viene attivato, la tensione nel circuito diminuisce e il relè viene rilasciato, la tensione aumenta di nuovo e il relè viene nuovamente attivato: è così che il relè passa alla modalità oscillazione.Quando la tensione sul generatore cambia in una direzione o nell'altra, cambia la frequenza di oscillazione del relè, garantendo la stabilizzazione della tensione.
Attualmente i relè a vibrazione, che hanno una bassa efficienza e un'affidabilità insufficiente, non vengono più utilizzati sui veicoli.Un tempo furono sostituiti dai regolatori a transistor a contatto, in cui un relè di vibrazione viene utilizzato come elemento di confronto/controllo e un transistor che funziona in modalità chiave viene utilizzato come elemento di regolazione.Qui il transistor svolge il ruolo di contatti relè, quindi, in generale, il funzionamento di un tale regolatore è simile a quello sopra descritto.Oggi i regolatori di questo tipo sono praticamente sostituiti da transistor senza contatto di vari design.
Nei regolatori a transistor senza contatto, il relè viene sostituito da un dispositivo a semiconduttore più semplice: un diodo zener.La tensione di stabilizzazione del diodo zener viene utilizzata come valore di riferimento e l'elemento di controllo è costruito sulla base di transistor.A bassa tensione, il diodo zener e i transistor sono in uno stato tale che all'OVG viene fornita la corrente massima, il che porta ad un aumento della tensione.Quando viene raggiunto il livello di tensione richiesto, il diodo Zener e i transistor passano ad un altro stato e iniziano a funzionare in modalità oscillatoria, che, come nel caso di un relè convenzionale, fornisce la stabilizzazione della tensione.
I moderni regolatori elettronici sono costruiti su transistor e possono avere un modulatore di larghezza di impulso (PWM), attraverso il quale viene impostata la frequenza di commutazione del circuito e il dispositivo può essere introdotto nel sistema di controllo generale dell'auto.
I regolatori a transistor senza contatto possono essere eseguiti su elementi discreti e tecnologia integrata.Nel primo caso vengono utilizzati componenti elettronici convenzionali (diodi zener, transistor, resistori, ecc.), Nel secondo caso l'intera unità è assemblata su un unico chip o blocco compatto di componenti radio compatti riempiti con un composto.
Il progetto considerato ha i regolatori relè più semplici, in realtà vengono utilizzati dispositivi più complessi con varie unità ausiliarie: controllo dell'avviamento, prevenzione dello scaricamento della batteria attraverso l'avvolgimento di campo, correzione della modalità operativa in base alla temperatura, protezione del circuito, autodiagnosi e altro .Su molti relè-regolatori di trattori e camion è implementata anche la possibilità di regolazione manuale della tensione di stabilizzazione.Questa regolazione viene eseguita utilizzando un resistore variabile (nei dispositivi a vibrazione - utilizzando una molla) mediante una leva o una maniglia posta all'esterno dell'alloggiamento.
I regolatori sono realizzati sotto forma di piccoli blocchi montati direttamente sul generatore o in un posto conveniente sul veicolo.Il dispositivo può essere collegato all'OVG e/o all'uscita del generatore, oppure alla sezione della rete di bordo dove è richiesta una tensione stabilizzata.In questo caso un morsetto dell'OVG deve essere collegato al "+" oppure al "-" della rete di bordo.
Relè regolatori di tensione per installazione esterna al generatore
Problemi di selezione, diagnostica e sostituzione dei relè del regolatore di tensione
Nei relè-regolatori possono verificarsi diversi malfunzionamenti che nella maggior parte dei casi si manifestano con l'assenza di corrente di carica della batteria e, al contrario, con un'eccessiva corrente di carica della batteria.Il controllo più semplice del regolatore può essere effettuato utilizzando un voltmetro: basta avviare il motore e lasciarlo funzionare ad una frequenza di 10-15 giri al minuto e con i fari accesi per 2500-3000 minuti.Quindi, senza ridurre la velocità e senza spegnere i fari, misurare la tensione ai terminali della batteria: dovrebbe essere 14,1-14,3 volt (per 24 volt due volte più alta).Se la tensione è molto più bassa o più alta, questa è un'occasione per controllare il generatore e, se è in ordine, sostituire il regolatore.
Per la sostituzione è necessario utilizzare un relè-regolatore dello stesso tipo e modello installato in precedenza.È particolarmente necessario prestare attenzione all'ordine di connessione del regolatore alla rete di bordo (a quali terminali del generatore e altri elementi), nonché alla tensione e alle correnti di alimentazione.La sostituzione del pezzo deve essere eseguita secondo le istruzioni, il lavoro può essere eseguito solo a motore spento e con il terminale rimosso dalla batteria.Se vengono seguite tutte le raccomandazioni e il regolatore viene selezionato correttamente, inizierà immediatamente a funzionare, garantendo il normale funzionamento dell'impianto elettrico.
Orario di pubblicazione: 13 luglio 2023