すべての現代の車両には、開発された電気ネットワークがあり、その電圧は特別なユニットであるリレーレギュレーターによって安定化されています。この記事では、リレーレギュレーター、その既存のタイプ、設計、操作、およびこれらの部品の選択と交換について詳しく説明しています。
電圧調整リレーとは何ですか?
電圧レギュレータ リレー (電圧レギュレータ) は、車両の電気システムのコンポーネントです。一定の制限内でオンボード電源で動作する電圧をサポートする機械、電気機械、または電子デバイス。
車の電気システムは、パワーユニットの停止時にはバッテリー（電池）が動力源となり、始動時にはジェネレーターがエンジン動力の一部を電気に変換する仕組みで構築されています。ただし、発電機には重大な欠点があります。発電機によって生成される電流の電圧は、クランクシャフトの速度、負荷によって消費される電流、および周囲温度に依存します。この欠点を解消するために、補助装置、つまりリレーレギュレータまたは単に電圧レギュレータが使用されます。
電圧レギュレータはいくつかの問題を解決します。
● 電圧の安定化 - オンボード ネットワークの電圧を指定された制限内 (許容偏差を含めて 12 ～ 14 ボルトまたは 24 ～ 28 ボルト以内) に維持します。
● エンジン停止時に発電機回路を介してバッテリーが放電するのを防ぎます。
● 特定のタイプのレギュレータ - エンジンが正常に始動するとスターターが自動的に停止します。
● 特定のタイプのレギュレータ - 発電機をバッテリーに自動的に接続およびバッテリーから切断して充電します。
● 特定のタイプのレギュレータ - 現在の気候条件に応じて車載ネットワークの電圧を変更します (電気システムの夏期および冬期動作への移行)。
すべての車両、トラクター、およびさまざまな機械にはリレーレギュレーターが装備されています。本機の故障により電気システム全体の動作に支障をきたし、場合によっては電気機器の故障や火災につながる可能性があります。したがって、故障したレギュレータはできるだけ早く交換する必要があり、新しい部品を正しく選択するには、レギュレータの既存のタイプ、設計、動作原理を理解する必要があります。
リレーレギュレータの種類、設計、動作原理
現在、いくつかのタイプのリレーレギュレータがありますが、それらの動作は同じ原理に基づいています。どのレギュレータにも、相互に関連する 3 つの要素が含まれています。
- 測定（感受性）要素;
- 比較（制御）要素。
- 規制要素。
レギュレータは発電機 (OVG) の界磁巻線に接続されており、その中の電流強度を測定および変更します。これにより電圧の安定化が保証されます。一般に、このシステムは次のように動作します。分圧器に基づいて構築された測定要素は、OVG 内の電流強度を常に監視し、それを比較 (制御) 要素に送られる信号に変換します。ここで、信号は標準、つまり自動車の電気システムで通常動作する電圧値と比較されます。基準要素は、振動リレーとツェナー ダイオードに基づいて構築できます。測定素子からの信号が基準値と一致する場合（許容偏差あり）、レギュレータは非アクティブです。入力信号が一方向または別の方向で基準信号と異なる場合、比較要素はリレー、トランジスタ、またはその他の要素で構成される調整要素に送られる制御信号を生成します。調整要素は OVG 内の電流を変更し、発電機の出力の電圧を必要な制限値に戻します。
電圧レギュレータのブロック図
すでに示したように、レギュレータユニットは異なる要素ベースに基づいて構築されており、これに基づいてデバイスはいくつかのタイプに分類されます。
● 振動。
● 接触トランジスタ。
● 電子トランジスタ（非接触）。
● インテグラル（統合技術を使用して製造されたトランジスタ）。
振動リレーレギュレーターの図
歴史的には、振動装置が最初に登場しましたが、実際にはリレーレギュレータと呼ばれています。このような装置では、3つのユニットすべてを1つの設計、つまり常閉接点を備えた電磁リレーに組み合わせることができますが、測定要素は抵抗器の分圧器の形で作成できます。リターンスプリングの張力はリレーにおける参考値となります。一般に、リレーレギュレータは単純に動作します。OVGの電流が低いか、発電機の出力の電圧が低い場合（レギュレータの接続方法に応じて）、リレーは動作せず、電流が閉じた接点を自由に流れます。これは電圧の上昇につながります。電圧が上昇するとリレーがトリガーされ、回路内の電圧が低下してリレーが解放され、電圧が再び上昇してリレーが再びトリガーされます。これにより、リレーが発振モードに切り替わります。発電機の電圧が一方向または別の方向に変化すると、リレーの発振周波数が変化し、電圧の安定化が保証されます。
現在、振動リレーは効率が低く、信頼性が不十分なため、自動車には使用されなくなりました。かつては、振動リレーが比較/制御要素として使用され、キーモードで動作するトランジスタが調整要素として使用される接触トランジスタレギュレータに取って代わられました。ここで、トランジスタはリレー接点の役割を果たすため、一般に、このようなレギュレータの動作は上記と同様です。現在、このタイプのレギュレータは、さまざまな設計の非接触トランジスタに実質的に置き換えられています。
非接触トランジスタレギュレータでは、リレーはより単純な半導体デバイスであるツェナーダイオードに置き換えられます。ツェナー ダイオードの安定化電圧は基準値として使用され、制御素子はトランジスタに基づいて構築されます。低電圧では、ツェナー ダイオードとトランジスタは OVG に最大電流が供給される状態になり、電圧が上昇します。必要な電圧レベルに達すると、ツェナー ダイオードとトランジスタが別の状態に切り替わり、発振モードで動作し始めます。これにより、従来のリレーの場合と同様、電圧が安定します。
最新の電子レギュレータはトランジスタ上に構築されており、パルス幅変調器 (PWM) を搭載することができ、これによって回路のスイッチング周波数が設定され、デバイスを一般的な自動車制御システムに導入できます。
非接触トランジスタレギュレータは、ディスクリート要素と統合テクノロジーで実行できます。前者の場合は、従来の電子部品（ツェナーダイオード、トランジスタ、抵抗器など）が使用され、後者の場合は、ユニット全体が単一チップまたは化合物で満たされた小型無線部品のコンパクトなブロック上に組み立てられます。
検討された設計には最も単純なリレーレギュレータが含まれていますが、実際には、スタータ制御、界磁巻線によるバッテリ放電の防止、温度に応じた動作モードの修正、回路保護、自己診断など、さまざまな補助ユニットを備えたより複雑なデバイスが使用されています。 。トラクターやトラックの多くのリレーレギュレーターでは、安定化電圧を手動で調整する機能も実装されています。この調整は、ハウジングの外側に配置されたレバーまたはハンドルによる可変抵抗器 (振動デバイスではスプリングを使用) を使用して実行されます。
レギュレーターは小さなブロックの形で作られており、発電機に直接取り付けられるか、車両の便利な場所に取り付けられます。このデバイスは、OVG および/または発電機の出力、または安定した電圧が必要なオンボード電源のセクションに接続できます。この場合、OVG の 1 つの端子を「+」または「-」のオンボード電源に接続する必要があります。
発電機の外部に設置するための電圧調整器リレー
電圧調整器リレーの選択、診断、交換の問題
リレーレギュレータではさまざまな誤動作が発生する可能性があり、ほとんどの場合、バッテリの充電電流が存在しないこと、または逆にバッテリの過剰な充電電流によって現れます。レギュレーターの最も簡単なチェックは、電圧計を使用して実行できます。エンジンを始動し、ヘッドライトをオンにして 10 ～ 15 rpm の周波数で 2500 ～ 3000 分間回転させます。次に、速度を落とさず、ヘッドライトを消さずに、バッテリー端子の電圧を測定します。電圧は 14.1 ～ 14.3 ボルトであるはずです (24 ボルトの場合は 2 倍)。電圧が大幅に低いか高い場合は、ジェネレーターをチェックし、正常であればレギュレーターを交換します。
以前に取り付けられていたものと同じタイプおよびモデルのリレーレギュレーターを交換する必要があります。レギュレータをオンボードネットワークに接続する順序（発電機および他の要素のどの端子に接続するか）、および供給電圧と電流に特に注意を払う必要があります。部品の交換は説明書に従って行う必要があり、作業はエンジンを停止し、バッテリーから端子を外した状態でのみ行うことができます。すべての推奨事項に従い、レギュレーターが正しく選択されている場合、レギュレーターはすぐに動作を開始し、電気システムの正常な機能が保証されます。
投稿日時: 2023 年 7 月 13 日