Что такое реле-регулятор напряжения? Типы и принцип работы. Почему сгорают реле-регуляторы?

В каждом современной мотоцикле, снегоходе, квадроцикле, вездеходе, скутере, лодочном моторе (ПЛМ), гидроцикле, тракторе и другом транспортном средстве (ТС) присутствует развитая электрическая сеть, стабилизация действующего напряжения в которой осуществляется специальным электронным блоком — реле-регулятором напряжения. Все о реле-регуляторах напряжения, их основных типах, принципах работы шунтирующего/не шунтирующего реле-регулятора и основных причинах выхода из строя — читайте в статье.

Что такое реле-регулятор напряжения снегохода?

Реле-регулятор напряжения – это блок электрической сети мотоцикла, снегохода, квадроцикла, лодочного мотора (ПЛМ), который обеспечивает поддержку действующего напряжения в бортовой сети в определенном диапазоне.

Электрическая сеть ТС устроена так, что при остановленном двигателе источником электрической энергии является аккумуляторная батарея (АКБ), а при запущенном – генератором, преобразующий часть механической энергии движения двигателя в электрическую. Генератор имеет существенный недостаток – величина вырабатываемого напряжения зависит от частоты вращения коленчатого вала, а также от потребляемого тока нагрузки и окружающей температуры. Для устранения этого недостатка применяется электрическое устройство — реле-регулятор или просто регулятор напряжения.

Реле-регуляторами напряжения оснащаются мотоциклы, снегоходы, квадроциклы, лодочные моторы, гидроциклы, трактора и другие ТС . Выход из строя данного блока нарушает работу всей электросети, а в отдельных случаях это может привести к поломке электрооборудования и даже к возгораниям ТС. Поэтому неисправный реле-регулятор необходимо немедленно заменить, а для верного выбора новой детали следует разобраться в существующих типах и принципах работы.

Реле-регулятор напряжения решает несколько задач:

• Стабилизация напряжения – поддержка действующего напряжения бортовой сети в заданном диапазоне, например, рабочее напряжение бортовой сети мотоцикла kawasaki zzr400 является 13.7-14.5 вольт;
• Защита АКБ от разряда через обмотки генератора при остановленном двигателе;
• Генерация импульсов скорости вращения коленчатого вала для тахометра на приборной панели(опционально).

Типы и принцип работы реле-регулятора напряжения

По типу все регуляторы для мотоциклов, снегоходов, квадроциклов, лодочных моторов, гидроциклов, тракторов и т.д. можно разделить на 2е большие группы: шунтирующие и не шунтирующие реле-регуляторы.

Один из самых часто задаваемых вопросов: “Что такое шунтирующий и не шунтирующий реле-регулятор? В чем разница между ними и какой лучше?” Давайте разбираться.

Реле-регулятор напряжения шунтирующего типа

Регулирование напряжения на выходе осуществляется замыканием (или шунтированием) генераторной катушки с помощью силового ключа(СК), подключенного параллельно катушке генератора. Ключом может выступать мощный тиристор, симистор или транзистор. Блок сравнения и управления(БСиУ) следит за постоянным напряжением после диодного моста и в случае превышения установленного порога подает сигнал на замыкание ключа. Таким образом, всё “лишнее” рассеивается на генераторной катушке и силовом ключе в виде тепла. Так как регулирование импульсное (ключ или замкнут, или разомкнут), то на выходе обязательно ставится фильтр в виде конденсаторов и АКБ.

Достоинства: простая электрическая схема.
Недостатки: низкое КПД преобразования энергии катушки, в особенности на высоких оборотах и без потребителей.

Реле-регулятор напряжения не шунтирующего типа

В отличии от шунтирующего типа, СК соединен с генераторной катушкой последовательно. БСиУ подает сигнал на открытие ключа, когда напряжение на выходе АКБ или конденсаторе становится меньше установленного порога. Закрывается ключ, когда напряжение на выходе генератора перейдет через ноль в конце полупериода. Регулирование тоже импульсное, поэтому фильтр на выходе реле-регулятора в виде АКБ и конденсаторов обязателен.

Достоинства: более высокое КПД, а следовательно меньший нагрев катушки генератора и СК реле-регулятора
Недостатки: довольно сильная пульсация на выходе при высоких оборотах коленчатого вала, более сложная электрическая схема блока сравнения и управления,

Почему сгорают реле-регуляторы напряжения?

Ниже перечислены основные причины, которые приводят к выходу из строя реле-регулятора:

• Внесение изменений в штатную электросхему, например, установка LED/HID ламп.
  Довольно распространенная проблема владельцев снегоходов BRP Ski-Doo Scandic 550F. Мотолюбитель интуитивно считает, что установив LED/HID лампу меньшей мощности сможет снизит нагрузку на реле-регулятор. К сожалению, это заблуждение и незнание особенностей работы штатного реле-регулятора приводит к его перегреву и выходу из строя;
• Перегоревшие лампы, сгоревшие контакты, межвитковое замыкание обмоток генератора, окислившиеся клеммы, потеря ёмкости АКБ.
  Перечисленное приводит к нестабильной работе внутренних цепей реле-регулятора напряжения и как следствие – выход из строя;
• Превышение допустимой нагрузки.
  Чтобы увеличить проходимость квадроцикла или мотовездехода многие мотолюбители устанавливают лебедки. Для создания тяги в несколько тонн нужен мощный электромотор с редуктором, которому условно нужен ток в 50 ампер (!!!) в пиковые нагрузки. Штатный реле-регулятор напряжения спроектирован так, чтобы обеспечивать энергием только электрооборудование установленное с завода. Если ток нагрузки превысит расчетный, то это приведет к перегреву реле-регулятор и выходу его из строя;
• Переполюсовка.
  К сожаление и такое бывает. В лучшем случае сгорает главный предохранитель, в худшем – выгорает реле-регулятор и часть электроники ТС;
• Низкое качество используемых электронных компонентов. Несоответствие заявленным характеристикам.
  Данная причина характерна для китайских реле-регуляторов. В погоне за низкой себестоимостью китайские коллеги устанавливать электронные компоненты меньших номиналов и, следовательно, меньшей стоимости. К примеру, приобретается регулятор на 400 Ватт “за косарь”, а по факту мощность не превышает 100 Ватт. Еще пример, регулятор заявлен как 3х фазный, а по факту один из проводов висит “в воздухе”;
• Попадание влаги в электрическую цепь реле-регулятора.
  Компаунд, которым залита электрическая цепь реле-регулятора со временем теряет свои свойства и начинает пропускать влагу, она приводит к окислению контактов, коррозии и утечкам и так далее.

В следующей статье будут рассмотрены основные принципы построения реле-регуляторов напряжения (что находится “под капотом”?)
Как внутренняя структура и компоненты влияют на мощностные характеристики реле-регуляторов (рассмотрим на примере регуляторов компании Мото Электроникс©)?