Принцип работы реле регулятора на мотоцикл, моторную лодку, квадроцикл (шунтирующий тип). Схема.

Печать

Зачем нужен реле-регулятор?

 

 Основное назначение реле-регулятора можно уже понять из названия - регулировка каких то параметров, что за параметры мы узнаем дальше по тексту.

Как мы помним, основное напряжение бортовой сети мотоцикла или скутера и прочей мототехники в подавляющем количестве 12 Вольт, но генератор выдает от 8 до 45 Вольт (у скутера) и до 200 Вольт (у среднего мотоцикла, например 400 кубового). Если это напряжение подать в том виде, что оно вырабатывается штатным генератором - из строя выйдут все электроприборы : зажигание (CDI), катушка, различные реле поворотов, осветительные приборы, как итог мы получим обездвиженное транспортное средство и все электронные приборы требуют замены, т.к. ремонтировать в данном случае уже нечего.

Что бы такого не произошло - есть специальное устройство, мы его уже знаем - Реле-регулятор.

 

Как же работает реле-регулятор на мотоцикл? Принцип работы.

 

Что бы правильно понять принцип работы реле-регулятора, перечислим наши основные источники энергии:

Наименование Диапазон вых напряжения, В Тип выходного тока Тип источника питания
1 Генератор от 8 до 45(200) Переменный Катушка (индуктивность)
2 Аккумулятор от 10.8 до 12.6 Постоянный Хим. источник тока

 Как видим, есть некоторое несоответствие типов выходного напряжения.

Нужно каким то образом их согласовать. Для этой цели, как правило, применяются выпрямительные диоды. Они помогут нам не только выпрямить (преобразовать из переменного напряжения в постоянно-пульсирующее), но и защитят аккумуляторную батарею от разряда через "магнитные" катушки генератора, когда напряжение аккумуляторной батареи выше, чем напряжение, идущее с генератора.

С этим разобрались, едем дальше.

Остался нерешенным вопрос об уровне выходного напряжения, нам мало выпрямить напряжение, нужно его каким либо образом ограничить до безопасного уровня для всей электроники, но до такого уровня, что аккумуляторная батарея была в заряженном состоянии, а так же питать остальных потребителей транспортного средства. Вопрос -  а каким образом это сделать? Ответ -  всё просто! Мы закоротим выходные силовые обмотки генератора между собой, когда напряжение будет выше необходимого нам уровня.

Электросхема генератора мотоцикла. Реле-регулятор.

 Обозначения на схеме:

1 Генератор 5 Выпрямительные диоды 9 Батарея
2 Фишка генератора 6 Мудрая электроника 10 Замок зажигания
3 Реле-регулятор 7 Блок предохранителей 11 Нагрузка
4 Фишка реле-регулятора 8 Предохранитель АКБ    

 Схема взята из мануала на 600 кубовый мотоцикл.

На схеме видно наши выпрямительные диоды, шунтирующие элементы, а так же в наличии электроника, которая следит за бортовым напряжением и замыкает обмотки генератора между собой в нужный момент.

 

Модификации реле-регулятора

 

Кроме основного различия - количество силовых обмоток, кроме шунтирующего типа (о котором мы в текущей статье пишем), существует ещё один тип - генератор с обмоткой возбуждения. О последнем речь пойдет в следующей статье.

 

Отрицательные стороны шунтирующего реле регулятора

 

 При всей присутствующей простоте реле-регулятора шунтирующего типа, в схеме присутствует шунтирующий элемент - полупроводниковый элемент, особенность которого заключается в том, что при подаче сигнала замыкания обмоток, элемент выключится (перестанет замыкать обмотки) только при снижении напряжения до нуля, т.е. при следующей полу-волне напряжения генератора

Такое поведение продемонстрировано на следующем рисунке. Для примера взят график работы реле-регулятора 125 кубового скутера.

График работы шунтирующего реле-регулятора

 На графике красным цветом помечен интервал времени, когда обмотки генератора не замкнуты. Как видим, этот тип реле регулятора, навряд ли можно назвать эффективным в плане экономии ресурса - практически всё время, за исключением малого отрезка времени, реле шунтирует обмотки.

Следующий отрицательный момент - при шунтировании генератор придает сопротивление вращению ротора генератора, а значит и двигателю. Что сказывается на расходе топлива.

Ещё один момент, о котором обязательно следует упомянуть, отличился следующим образом, в схеме присутствуют выпрямительные диоды на высокое напряжение (см. таблицу выше), на которых в момент выпрямления падает до 2х вольт, а значит если сумма напряжения генератора и падения напряжения на диоде меньше напряжения на аккумуляторной батарее, то все энергопотребители будут работать от АКБ, что сказывается в "моргании" осветительных приборов и значительном разряде АКБ.

Например, штатная аккумуляторная батарея 400 кубового мотоцикла равна 9 А/ч, потребление при включенном стоп сигнале, поворотнике и головной фары, около 5 Ампер. Все было бы хорошо, если аккумулятор мог быстро заряжатся, но свинцовый аккумулятор очень долго заряжается. Но разряжается быстро, происходит хронический недозаряд и как следствие - сульфация, а потом и выход из строя АКБ.

Основная задача аккумуляторной батареи - сглаживать импульсы при работе реле-регулятора и в случае выхода последнего из строя, позволить водителю доехать до места ремонта в безопасности, т.к. это может произойти и в тёмное время суток.

Мы разработали в качестве прототипа улучшенный вариант шунтирующего реле, отличие от стандартного мы подняли количество зарядных импульсов в двое.

График работы нашего тестового образца реле-регулятора показан на следующем рисунке.

 

График работы шунтирующего реле-регулятора. Улучшенный вариант.

Количество импульсов увеличено в два раза, по сравнению со стандартным реле-регулятором.  Голубым цветом показан момент времени, когда энергия вырабатываемая генератором не шунтируется.

Однако при работе шунтирующего реле регулятора наблюдается следующий нюанс - энергия с генератора в нагрузку, тоесть заряд аккумулятора и работа остальных потребителей осуществляется только в тот момент, когда напряжение с реле регулятора выше, чем аккумуляторная батарея. Следующие рисунки показывают те моменты, в которые штатные потребители питаются от генератора через реле регулятор.

Стандартное реле-регулятор

Импульсы заряда со стандартного реле регулятора

Улучшенное реле-регулятор

Импульсы заряда с улучшенного реле регулятора

 

Как видим, импульсы достаточно короткие, всё остальное время питание потребителей происходит от аккумуляторной батареи.

Следует отметить, что ширина и продолжительность зарядного импульса может меняться в зависимости от нагрузки и оборотов двигателя.

Можно еще улучшить эту схему и разработать преобразователь (инвертор) для мотоцикла. Такой преобразователь позволит иметь в бортовой сети стабильное напряжение с малыми пульсациями, но стоимость элементной базы и конечная цена реле будет довольно высокой. Кроме этого будут и значительно возросшие габариты. Так что остановимся на модификации - шунтирующего типа, улучшенного или стандартного, каждый решает сам.

 

Как правильно обслуживать электрику мототехники?

 

Первое и самое главное правило - следить за состоянием аккумулятора. Аккумулятор ключевой показатель состояния электрики, при любой неисправности аккумулятора - отражается потребителях бортовой сети. Следует помнить, что реле-регулятор только поддерживает заряд аккумулятора на необходимом уровне и аккумулятор изначально должен быть полностью заряжен. Поэтому не следует разряженный аккумулятор заряжать перегазовкой дросселя.

Далее приведём таблицу возможных неполадок при выходе из строя одного из источников питания.

Вид неполадки Следствие Результат
Аккумулятор потерял ёмкость Повышенные пульсации напряжения в бортовой сети

Возможен выход из строя :

  • Блок зажигания ("мозг" или коммутатор)
  • Выход катушки зажигания
  • Световые приборы
  • Пропуски зажигания
Аккумулятор  в КЗ Чрезмерный ток через реле-регулятор Выход из строя реле-регулятора
Выход из строя реле-регулятора  Разряженный аккумулятор  Малый пробег на аккумуляторе

 

 

Как быть, если вышел из строя реле-регулятор?

 

 Случается так, что реле-регулятор выходит из строя в самый неподходящий момент. В этом случае необходимо, в обязательном порядке, отключить реле регулятор от генератора и от аккумулятора, так как могли выйти из строя выпрямительные диоды реле-регулятора и всё напряжение (как мы помним, напряжение переменное) с генератора подается во вторичную систему питания, то есть на аккумулятор, при этом аккумулятор выкипает и раздувается, что само по себе опасно, а в момент пониженного напряжения с генератора, ток будет уже идти в генератор с аккумулятора, разряжая аккумулятор и будет происходить нагрев обмоток генератора, возможен вариант, когда из строя выйдет и генератор.

 

Можно ли ездить без реле-регулятора?

 

При вышедшем из строя реле-регуляторе ездить можно, но нужно соблюсти некоторые условия:

  • Аккумулятор должен быть полностью заряжен
  • Аккумулятор должен быть в исправном состоянии
  • Неисправное реле-регулятор должно быть полностью отключено

 

 

Пример работы улучшенного реле регулятора

 

На следующей картинке показаны измерения улучшенного реле-регулятора на холостых оборотах. Справа от реле находится неисправное "Китайское за 500" рублей (отсутствует общий провод)

Реле регулятор на мотоцикл. Улучшенное

 

Следует дополнить - что бы решить проблему заряда аккумулятора мы предлагаем набор:

  • Литиевый аккумулятор емкостью, необходимой для уверенного пуска (емкости от 5 до 24 Ампер часов)
  • Устройство контроля зарядом, продлит срок службы аккумулятору
  • Модифицированное реле-регулятор - поддержит напряжение в бортовой сети необходимого уровня.

 

 Данный материал запрещен без разрешения к копированию и распространению, как целиком, так и частично.

ФЗ от 2 июля 2013 года № 187-ФЗ

radionet
PCB-ADMIN.ru - разработка электроники на заказ
г. Екатеринбург 2008 - 2017 ©
Сайт не является публичной офертой, определяемой положениями п.2 статьи 437 ГК РФ, а носит исключительно информационный характер.