Regulator napięcia wibracyjny, czyli…

… powrót do przeszłości 😉

Tym razem poznamy rozwiązanie stosowane kilkadziesiąt lat temu.

Zanim nastąpił gwałtowny rozwój elektroniki regulacja napięcia alternatora odbywała się poprzez regulator elektromechaniczny, nazywany również wibracyjnym. Takie rozwiązania można jeszcze spotkać w samochodach produkowanych w latach 80-tych ubiegłego wieku.

Budowę regulatora wibracyjnego dwustopniowego przedstawią poniższe ilustracje:

Schematycznie regulator można narysować tak:

Na podstawie umieszczony jest elektromagnes, który oddziałuje na ruchomą zworę. Regulator posiada trzy styki – dwa nieruchome (górny i dolny) i jeden ruchomy umieszczony między nimi. Pod wpływem pola elektromagnetycznego styk ruchomy może przemieszczać się. W zależności od chwilowej wartości napięcia alternatora styk ruchomy może zająć trzy położenia:

• gdy napięcie nie wymaga regulacji pod wpływem działania sprężyny zwarte są styki 1 i 2 – wówczas uzwojenie wirnika (wzbudzenia) zasilane jest napięciem bezpośrednio z akumulatora.
• gdy napięcie przekroczy graniczną wartość (np. 13, 5 V) elektromagnes przyciąga zworę czego następstwem jest rozwarcie styków 1 i 2. W ten sposób wymuszone zostaje zasilanie uzwojenia wirnika przez dodatkowy rezystor R2. Włączenie dodatkowej rezystancji skutkuje zmniejszeniem prądu przepływającego przez uzwojenie wirnika, a tym samym osłabienie jego pola elektromagnetycznego i zmniejszenie napięcia wytwarzanego przez alternator. Jest to pierwszy stopień regulacji.
• gdy prędkość obrotowa wzrasta pierwszy stopień regulacji może okazać się niewystarczający i napięcie alternatora może osiągnąć wyższą wartość (np. 14,2 V). Wówczas następuje zwarcie styków 2 i 3 co powoduje połączenie uzwojenia wirnika z masą. Przez krótką chwilę uzwojenie nie jest zasilane i w związku z tym gwałtownie spada napięcie alternatora. Jest to drugi stopień regulacji.

 Tym samym pod wpływem nacisku sprężyny ponownie zwierają się styki 1 i 2 i cykl regulacji powtarza się. Częstotliwość pracy regulatora wynosi kilkanaście cykli na sekundę.

Charakterystyka pracy regulatora wygląda następująco:

Regulatory wibracyjne były bardzo kłopotliwe w eksploatacji. Wymagały odpowiedniego umieszczenia w pojeździe (pionowo, zaciskami do dołu) i dobrego chłodzenia. W porównaniu z regulatorami elektronicznymi były mniej skuteczne i z tego względu od wielu lat nie są stosowane.