Регулятор напряжения генератора и симптомы его выхода из строя
Несмотря на то, что работа двигателя основана на принципах механики, для приведения его в действие требуется электричество. Это означает, что водитель должен заботиться не только об аккумуляторе, но и о генераторе. Каковы наиболее распространенные симптомы проблем с зарядкой? Иногда выходит из строя не сам генератор, а его компоненты, в частности регулятор напряжения. Схема, хоть и небольшая, но оказывает сильное влияние на эффективность работы двигателя. Если вам необходимо купить актуатор выбрать вы его можно на сайте ООО «Энергетика».
Регулятор напряжения
Этот элемент является частью автомобильной зарядной системы, который отвечает за стабилизацию напряжения, создаваемого генератором. Эта задача чрезвычайно важна по двум причинам. Прежде всего, напряжение меняется во время движения и это происходит довольно диаметрально — в значительной степени, фактором, влияющим на него, является изменение частоты вращения двигателя.
Кроме того, резерв энергии в аккумуляторе можно безопасно пополнять только в определенном диапазоне напряжения — обычно около 14 В (+/- 0,5 В).
Концепция безопасной зарядки аккумулятора очень важна для водителя. Слишком низкое напряжение делает АКБ чувствительным к разряду. Слишком высокое напряжение может привести к повреждению и замене.
Как работает регулятор напряжения?
Поддержание постоянного уровня напряжения является довольно простым делом. Речь идет о включении и выключении тока возбуждения в генераторе. Правильная работа цепи может быть представлена только в том случае, если напряжение имеет постоянное значение — одинаковое при низких и высоких оборотах двигателя.
Неисправный регулятор напряжения генератора — симптомы отказа?
Система зарядки, как и любая другая в автомобиле, подвержена естественному износу. Это означает, что со временем регулятор напряжения также выйдет из строя. Симптомы его повреждения должны быть достаточно быстро выявлены. Тем более, что они считаются характерными.
Например, регулятор напряжения сигнализирует о появлении неисправности через индикатор на приборной панели, что указывает на неисправность системы зарядки.
Кроме того, при появлении запаха сероводорода в салоне во время движения или после остановки, требует замены регулятора.
Симптомы неисправности регулятора напряжения приводят к одному выводу — скоро у автомобиля возникнут серьезные проблемы с электричеством, что приведет к трудному старту и невозможности продолжить движение. В чем причина неисправности? Иногда возникновение неисправности определяется ошибками при монтаже на заводе. В данном случае речь идет о неправильном подключении проводов. В результате как только двигатель запускается, возникает внезапное короткое замыкание. Это приводит к серьезным повреждениям не только регулятора, но и, например, диодов, непосредственно ответственных за зарядку.
Каковы симптомы неисправности регулятора напряжения?
В автомобиле может пропасть зарядка аккумулятора. Это может произойти, если в электрический контур попадет вода или любая из рабочих жидкостей (например, моторное масло).
В этом случае необходимо не только заменить контур. Для того чтобы ремонт был на 100% эффективным, необходимо, обнаружить источник утечки. Без устранения утечки неисправность станет повторяющейся и поставит под сомнения дальнейшую эффективность системы зарядки.
Как можно удостовериться, что регулятор напряжения нуждается в замене?
Для этого нужен только работающий двигатель и универсальный контрольно-измерительный прибор. С его помощью следует начать проверку наличия тока между генератором и регулятором. Кроме того, в обязательном порядке контроль должен заключаться в проверке наличия правильного напряжения на выходе из регулятора. После того как будет подтверждено повреждение регулятора, необходимо купить новую деталь, соответствующую данной модели автомобиля и двигателя, а затем запланировать ее замену.
Замена регулятора напряжения не представляет сложности. Его корпус крепится двумя или тремя винтами. Тем не менее, требуется время для монтажа новой детали. Это связано с тем, что для выполнения процедуры необходимо снять генератор и ремень.
Затем необходимо снять регулятор и установить новый. На данном этапе ключевым моментом является правильное подключение, чтобы не сжечь его сразу после запуска двигателя.
На правах рекламы
Руководство по применению защиты генератора
Это руководство было разработано для помощи в выборе реле и релейных систем для защиты генератора. Назначение каждого защитного элемента описано и связано с одной или несколькими конфигурациями энергосистемы. Имеется большое количество реле и релейных систем для защиты в самых разных условиях. Они обеспечивают защиту от повреждения генератора или первичного двигателя. Они также защищают внешнюю систему питания или процессы, которые она обеспечивает. Предлагаемые здесь основные принципы в равной степени применимы как к отдельным реле, так и к многофункциональным цифровым пакетам. Пример стандартных параметров конфигурации дизель-генераторной установки мощностью 2 МВт с использованием Basler BE1-11 г Система защиты генератора входит в комплект поставки.
Инженер должен сбалансировать затраты на применение определенного реле или релейной системы с последствиями потери генератора. Полная потеря генератора может не быть катастрофической, если она составляет небольшой процент инвестиций в установку. Тем не менее, необходимо учитывать влияние на надежность работы и нарушение режима питания. Повреждение и потеря продукта в непрерывных процессах могут представлять основную проблему, а не генераторную установку. Соответственно стандартного решения, основанного на рейтинге МВт, не существует. Однако вполне ожидаемо, что резервный поршневой двигатель мощностью 500 кВт, 480 В имеет меньшую защиту, чем паротурбинная установка базовой нагрузки мощностью 400 МВт. Возможная общая точка разделения заключается в том, что дополнительные трансформаторы тока, необходимые для дифференциальной защиты по току, реже встречаются на генераторах мощностью менее 2 МВА, генераторах с номинальным напряжением менее 600 В и генераторах, которые никогда не подключаются параллельно с генераторами другого поколения.
Это руководство упрощает процесс выбора реле, описывая способы защиты от каждого типа внешней и внутренней неисправности или ненормального состояния. Затем вносятся предложения о том, что считается минимальной защитой в качестве базовой линии. После установления базового уровня может быть добавлена дополнительная защита генератора, как описано в разделе «Примеры интегрированных приложений». В руководстве по защите генератора рассматриваются следующие вопросы:
- Замыкание на землю (50/51-G/N, 27/59, 59Н, 27-3Н,87Н)
- Обрыв фазы (51, 51В, 87)
- Резервное дистанционное обнаружение неисправностей (51 В, 21)
- Обратная мощность (32)
- Потеря поля (40Q и 40Z)
- Термический (49RTD)
- Потеря предохранителя (60)
- Перевозбуждение и повышенное/пониженное напряжение (24, 27/59)
- Непреднамеренное включение (50/27)
- Работа вне частоты (81O/U/ROC)
- Проверка синхронизации (25) и автоматическая синхронизация (25A)
- Не в ногу (78OOS)
- Выборочное и последовательное отключение
- Примеры интегрированных приложений
- Применение BE1-11 г Многофункциональная релейная система
- Типовые настройки
- Продукты Basler Electric для защиты
Узнайте больше с одобренной учетной записью Basler
См.
также:
- BE1-11 Система защиты
- BE1-11 г Система защиты генератора
- Реле защиты серии ES
Генераторы и регуляторы
Большинство людей впервые узнают о генераторах ночью на проселочной дороге в глуши. (На самом деле, примерно в 100 ярдах от дома, но в глуши куда более угнетающе.) У вас есть одно из тех «английский спортивный автомобиль нуждается в незначительном электромонтаже» из рекламных объявлений. О, человек, который продал вам машину, был честным; машина определенно была английской и нуждалась в ремонте электрики. Так или иначе, постояв над открытым моторным отсеком и попеременно постукивая по генератору, блоку управления и фонарю, вы делаете вывод, что фонари улучшаются от ударов, а генераторы и блоки управления — нет.
Возможно, лучший способ разобраться со старой электрикой — понять, что заставляет ее работать. Вопреки распространенному мнению, работа генератора Лукаса основана не на каком-то магическом заклинании, а на пяти фундаментальных свойствах электричества и магнетизма:
- Электрический ток в скрученном проводе создаст магнитное поле.
- Обмотка катушки проволоки вокруг сердечника из мягкого железа усилит магнитное поле.
- Вращение проволочной петли в магнитном поле вызовет появление напряжения в этой проволочной петле.
- Сила индуцированного напряжения зависит от силы магнитного поля и скорости, с которой вращается проволочная петля.
Генератор состоит из пяти частей. Якорь состоит из витков проволоки, намотанной на железный сердечник, и это якорь, который вращается при вращении шкива генератора. Щетки представляют собой подпружиненные контакты, которые передают ток от якоря к электрической системе. Щетки фактически упираются в сегментированное кольцо на одном конце якоря; это кольцо называется коммутатором. Внутри корпуса генератора находятся катушки возбуждения (также называемые обмотками возбуждения), которые намотаны на полюса возбуждения (5), которые по существу представляют собой куски мягкого железа.
Именно ток в обмотках возбуждения создает магнитное поле, в котором вращается якорь.
При проворачивании двигателя якорь раскручивается ремнем вентилятора. При наличии магнитного поля (создаваемого катушками возбуждения) в обмотках якоря индуцируется напряжение. Когда напряжение в обмотках якоря больше, чем в остальной части системы, ток будет течь от клеммы якоря генератора (обычно «0») к соответствующей клемме (также обычно «0») блока управления или регулятора напряжения. .
Блок управления (или регулятор напряжения, как его называют большинство из нас) состоит из двух основных частей. Реле отключения (6) предотвращает протекание тока к генератору от батареи, когда выходное напряжение генератора ниже напряжения батареи. Вторая часть блока управления правильно называется регулятором напряжения (7). Это усиливает или ослабляет магнитное поле в генераторе в зависимости от потребностей батареи или других компонентов электрической системы. Помните, чем сильнее магнитное поле, тем больше напряжение, индуцируемое во вращающемся якоре.
Реле отключения состоит из железного сердечника с «шунтом» и «последовательной» катушкой, обернутой вокруг него. Шунтирующие обмотки подключаются между клеммой якоря генератора «D» и клеммой заземления (обычно обозначенной буквой «Е») на блоке управления. Это означает, что внутреннее напряжение генератора всегда воздействует на шунтирующие обмотки. Последовательные обмотки соединены таким образом. что весь выходной ток генератора проходит через них, прежде чем попасть в электрическую систему в целом
Над вырезанным сердечником закреплено пружинное плечо, на котором находится контакт, соединенный с последовательными обмотками вырезанного сердечника. ток от генератора может передаваться на электрическую систему и батарею только тогда, когда контактные рычаги соприкасаются.Натяжение пружины обычно удерживает контакты врозь, поэтому ток не может течь ни в одном направлении.
Когда якорь в генераторе вращается достаточно быстро (около 1000 об/мин генератора или 750 об/мин двигателя), ток в шунтирующих обмотках реле отключения будет генерировать магнитное поле, достаточно сильное, чтобы преодолеть естественное натяжение пружины контактный рычаг.
Рука опускается вниз, и два контакта соприкасаются. Теперь ток протекает через последовательные обмотки, через контакты и к аккумулятору через выходную клемму (обычно «А») на блоке управления. Ток в последовательных обмотках на самом деле усиливает магнитное поле вокруг сердечника реле отключения, что, в свою очередь, еще более прочно удерживает контакты вместе. Момент замыкания контактов обычно регулируется таким образом, чтобы внутреннее напряжение регулятора составляло от 12,7 до 13 вольт.
Когда ваш двигатель замедляется до холостого хода, якорь тоже замедляется. Это означает, что напряжение, индуцируемое во вращающемся якоре, уменьшается. Более низкое напряжение снижает силу магнитного поля, удерживающего контактное плечо последовательной обмотки в замкнутом состоянии. В конце концов, ослабленное магнитное поле больше не может противостоять натяжению пружины рычага, и контакты размыкаются. (Примечание: способ размыкания контактов на самом деле несколько сложнее, но это описание подойдет для наших целей.
Если бы контакты последовательной обмотки не размыкались при низкой мощности генератора, более высокое напряжение батареи возвращалось бы через блок управления в обмотки из тонких проволок якоря. Обратный поток расплавит обмотки и, таким образом, разрушит генератор. Теперь вы знаете одну из причин, почему блок управления так важен.
Другая часть блока управления, регулятор напряжения, ограничивает напряжение в системе зарядки до безопасного значения, контролируя внутреннее напряжение генератора. Регулятор напряжения, как и выключатель, имеет шунтирующую обмотку, состоящую из множества витков тонкой проволоки, намотанной на сердечник из мягкого железа. Над сердечником регулятора подвешена пара контактных точек, опять же, как реле отключения. Однако эти точки обычно закрыты, а не открыты. Функция регулятора состоит в том, чтобы разорвать эту связь.
Когда напряжение генератора низкое, ток в шунтирующих обмотках мал, поэтому магнитное поле слишком слабое, чтобы преодолеть натяжение пружины в плече, удерживающем контактные точки в замкнутом состоянии. Когда точки замкнуты, выходной ток от генератора (входящий через клемму «D») проходит через корпус регулятора, через контакты регулятора на клемму возбуждения на блоке управления (обычно «F»). От полевой клеммы на блоке управления ток течет к полевой клемме («F») на генераторе, а затем через обмотки возбуждения вокруг полюсов возбуждения генератора.0003
Когда напряженность поля, наконец, преодолевает естественное напряжение контактного плеча и контакты регулятора размыкаются, прямое соединение между клеммой якоря «D» генератора и клеммой возбуждения «F» блока управления разрывается. Несмотря на то, что прямое соединение было разорвано, ток от генератора все еще существует, чтобы вернуться к обмоткам возбуждения. Его второй путь — через короткий отрезок провода сопротивления, а встроенное сопротивление уменьшает ток, проходящий через обмотку возбуждения. обмотки возбуждения внутри генератора. Уменьшение тока в катушках возбуждения снижает напряженность магнитного поля, в котором вращается якорь. Наведенное напряжение в обмотках якоря падает, а значит, падает и выходная мощность генератора. При уменьшении мощности генератора уменьшается и ток в шунтирующих обмотках регулятора, а также уменьшается магнитное поле, создаваемое током в шунтирующих обмотках. Когда силы магнитного поля становится недостаточно, чтобы удерживать контакты регулятора врозь, они снова замыкаются, и непосредственный контакт между выходом генератора и обмотками возбуждения восстанавливается.
Поскольку ток больше не течет по проводу сопротивления, ток в обмотках возбуждения генератора увеличивается, что усиливает магнитное поле внутри генератора. Наведенное напряжение в якоре увеличивается, а также увеличивается мощность генератора. По мере увеличения выходной мощности генератора ток в шунтирующих обмотках регулятора снова увеличивается до тех пор, пока магнитное поле не станет достаточно сильным, чтобы разъединить контакты регулятора. Как и прежде, при разрыве прямой связи ток в обмотках возбуждения уменьшается за счет прохождения тока через резистивную проволоку. Напряжённость магнитного поля в генераторе падает, поэтому мощность генератора падает. Описанный здесь цикл происходит очень быстро; так быстро, что точки контакта, кажется, вибрируют.
Теперь мы полностью проследили всю систему. Имея эти знания в руках, вы сможете развлечь своих товарищей глубокой диссертацией о фундаментальных свойствах электричества и магнетизма, которые делают бесполезными удары по генератору и блоку управления.