Регулятор напряжения генератора лодочного мотора

Генератор — это электрическая машина, которая преобразует механическую энергию вращения в энергию переменного тока. Переменный ток, вырабатываемый катушками генератора, выпрямляется диодами и заряжает лодочные аккумуляторы. Регулятор напряжения поддерживает постоянным напряжение на выходе с генератора, а для трехступенчатой зарядки тяговых лодочных аккумуляторов устанавливают внешний или шунтирующий регулятор. Без него быстрая зарядка аккумуляторов глубокого разряда от генератора лодочного мотора невозможна.

Простейший генератор

Простейший генератор – это металлический стержень с намотанной вокруг него проволокой. Если под стержнем перемещать постоянный магнит, то стержень будет намагничиваться в разном направлении, а возникающее в проводе переменное магнитное поле вызовет импульсы тока переменной полярности.

Ток, возникающий в проводнике, прямо пропорционален силе магнитного поля, скорости движения магнита и количеству витков проволоки вокруг стержня.

Генератор обретет привычный вид, если поступательное движение магнита заменить на вращательное и разместить катушки, в которых возникает ток, по окружности. Однако регулировать ток в таком генераторе можно будет только оборотами двигателя, а это очень неудобно.

Как работает регулятор напряжения на лодочном моторе

Реальным генератором управляют изменяя силу магнита. Для этого вместо постоянного используют электромагнит, в железном сердечнике которого сосредоточено магнитное поле, создаваемое протекающим через катушку током. Сила магнитного поля пропорциональна току в катушке возбуждения, поэтому изменяя ток в катушке повышают или понижают мощность генератора. Устройство, которое управляет током возбуждения и мощностью генератора называется регулятором напряжения.

Электромеханические регуляторы — первые устройства этого типа. Ток возбуждения протекает через рычаг реле, который вращается относительно точки F и замыкает точки «Зажигание» и «Масса». «Зажигание» подсоединяется к положительной клемме аккумулятора через ключ зажигания двигателя. Регулировочная пружина удерживает рычаг реле напротив контакта «Зажигание».

Если напряжение на аккумуляторе низкое, ток возбуждения максимальный и генератор выдает максимальный ток. Когда напряжение на аккумуляторе возрастает до установленного значения (между 13.8 и 14.2 вольта) ток, протекающий от зажигания на массу через катушку реле увеличивается, реле срабатывает, толкает рычаг вниз и размыкает контакт. Ток возбуждения падает до нуля, выход с генератора падает до нуля, напряжение на аккумуляторе падает и реле замыкает контакт зажигания. Процесс начинается сначала.

Чем больше напряжение на аккумуляторе, тем больше времени, контакт остается в нижнем положении. Выход генератора переключается между максимальным и нулевым сотни раз в секунду, сохраняя среднее напряжение постоянным, при токе, стремящемся к нулю (плюс ток, потребляемый подключенной нагрузкой). Напряжение заряда аккумулятора в электромеханическом регуляторе устанавливается натяжением пружины.

Принцип работы электронного регулятора напряжения аналогичен. Если напряжение на аккумуляторе низкое, значит низкое напряжение и на базе транзистора 1, и он выключен. В этом состоянии транзистор 1 работает как большое сопротивление между базой транзистора 2 и массой, поэтому напряжение на базе транзистора 2 высокое и он включен. Транзистор 3 усиливает ток коллектор-эмиттер транзистора 2 в двадцать раз и больше, вызывает высокий ток в катушке возбуждения и максимальный выходной ток генератора.

После того как напряжение на аккумуляторе увеличивается транзистор 1 включается. Сопротивление между базой транзистора 2 и массой уменьшается и транзисторы 2 и 3 выключаются, прерывая течение тока в катушке возбуждения. Без тока возбуждения генератор перестает выдавать ток.

Транзисторы включаются и выключаются сотни раз в секунду. Средний ток возбуждения и выходной ток генератора зависят от того как долго система находится во включенном и выключенном состоянии.

Зачем нужен шунтирующий регулятор напряжения

Стандартные регуляторы напряжения генераторов лодочных моторов – это регуляторы автомобильного типа, которые отлично работают в следующих условиях:

• аккумулятор – это стартовый аккумулятор с тонкими пластинами
• аккумулятор почти всегда полностью заряжен
• разница температур между регулятором и аккумулятором невелика
• падение напряжения между аккумулятором и генератором меньше 0,1 вольта

В автомобилях во время запуска двигателя аккумулятор разряжается на 5-10%, после этого даже на холостом ходу мощности генератора достаточно для питания всех потребителей и подзарядки аккумуляторной батареи. Поскольку стартовый аккумулятор сильно не разряжается, его зарядка не занимает много времени и вторая стадия зарядки, необходимая тяговым аккумуляторам, становится лишней.

Регуляторы напряжения лодочных моторов – это зарядные устройства с ограничением максимального тока и напряжением 13,8 – 14,2 вольта. Но напряжение 13.8 вольт выше рекомендуемого напряжения стадии поддерживающей зарядки для аккумуляторов глубокого разряда, а напряжение 14,2 ниже напряжения стадии насыщения.

Генератор со стандартным регулятором никогда полностью не зарядит аккумулятор глубокого разряда, но только перезарядит его и выведет из строя, если будет подключен к аккумулятору длительное время.

Что умеют внешние регуляторы напряжения

Умный регулятор напряжения лодочного мотора управляет зарядкой тяговых лодочных аккумуляторов. Он заряжает аккумуляторы глубокого разряда в три стадии, которые называют стадией насыщения, поглощения и поддерживающей зарядки.

Графики напряжения и тока во время трех стадий зарядки аккумулятора глубокого разряда. Подзарядка происходит при падении напряжения на аккумуляторе ниже 12,8 Вольт

Во время стадии насыщения, при зарядке постоянным током, аккумулятор быстро набирает емкость 75-80% от номинальной, а напряжение на его клеммах повышается до 14,4-14,8 вольт (в зависимости от типа). В этот момент регулятор переключается в фазу поглощения. На этой стадии зарядка происходит медленнее, а ток зарядки постепенно снижается, чтобы соответствовать текущему состоянию батареи. После того как ток снизился до 1-2% емкости, зарядка завершается и регулятор переключается в режим поддерживающей зарядки во время которого контролирует напряжение на аккумуляторе и выполняет подзарядку, если напряжение опускается ниже 13 вольт.

• Чтобы не повредить аккумулятор во время зарядки, внешние регуляторы напряжения оснащаются встроенными тепловыми сенсорами. Зарядка прекращается, если температура батареи повышается до 50 градусов.
• Аккумуляторы различного типа и размера требуют разных кривых зарядки и разных значений напряжения и тока, поэтому в умных регуляторах зашиты предустановленные режимы для зарядки жидко-кислотных, AGM и гелевых батарей.
• Внешний регулятор напряжения устанавливается на лодочный мотор параллельно стандартному, который включается в работу, если умный регулятор выходит из строя.

Недостатки шунтирующих регуляторов

Хотя умные регуляторы подходят для всех типов лодочных генераторов и аккумуляторных батарей, их установка может показаться сложной для тех, кто не имел ранее навыков работы с электричеством. В некоторых случаях чтобы подключить регулятор потребуется определить тип используемого генератора и снять его с мотора. Кроме того, не рекомендуется устанавливать шунтирующие регуляторы напряжения на новые лодочные моторы, чтобы не нарушать их гарантию.

Зарядное устройство Sterling Power для работы с генератором до 120 А (12 Вольт) позволяет в пять раз быстрее заряжать аккумуляторы глубокого разряда и подключать несколько батарей аккумуляторов

Сложностей установки и проблем с гарантией можно избежать, если использовать бортовые зарядные устройства, работающие от генератора лодочного мотора. Они так же заряжают аккумуляторы в три стадии, работают с генераторами до 400 А и выдают напряжение 12, 24 или 36 вольт. Мощные модели имеют встроенные сплит диоды для подключения нескольких батарей аккумуляторов.

Водонепроницаемое зарядное устройство Sterling Power BBW 1212. Ток зарядки до 25 ампер. Работает от генератора лодочного мотора. Подключается к стартовому аккумулятору и начинает работать только после его полной зарядки

Задайте вопрос,

и получите консультацию по лодочным электромоторам, аккумуляторам или зарядным устройствам для катера или яхты

Выпрямитель-регулятор напряжения для скутера, мотоцикла и лодочного мотора своими руками.

Выпрямитель-регулятор напряжения для скутера, мотоцикла и лодочного мотора своими руками.

В статье приведена схема и пример изготовления выпрямителя-регулятора на мото технику.
Данный выпрямитель-регулятор можно использовать на всех моторах, где используется генератор на постоянных магнитах.
Регулятор рассчитан на ток 35 А.

Принципиальная схема регулятора
Схема состоит из трехфазного диодного моста 36MT120, трех симисторов BTA26, микросхемы ULN2003, стабилитрона 14В 0.5Вт, четырех резисторов 300 Ом 0.5Вт и конденсатора 1000пФ.
Для изготовления понадобится радиатор типа HS 145-100 100х100х26 мм, крепеж и термопаста.
Радиатор подобран таким образом, чтобы обеспечить хороший теплоотвод.
Диаметр проводов — 2.5 мм.
В радиаторе нужно высверлить отверстия и нарезать резьбу, для крепления диодного моста и симисторов.
На основе данной схемы можно изготовить 2-фазный выпрямитель- регулятор.
Для этого нужно удалить из схемы несколько элементов.

В этом случае, вместо 3-х фазного диодного моста нужно использовать однофазный диодный мост.
Для более мощного выпрямителя регулятора можно установить два однофазных моста.
Фото собранного 2-х фазного выпрямителя-регулятора с двумя однофазными диодными мостами.

После проверки остается только залить эпоксидной смолой.
Схема отличается надёжностью, простотой в изготовлении и низкой ценой.

Если нужна помощь в изготовлении данного регулятора пишите на E-mail

Вопросы и предложения оставляйте в комментариях.

Изготовлю выпрямитель-регулятор для лодочного мотора

Василий Любов

капитан 3-го ранга

PS в начале:
Для гостей Форума: можно не регистрироваться, мне можно написать vslubov@rtural.ru или https://vk.com/luboff_sky (но лучше-присоединяйтесь, Форум — замечательный )

Господа, для исключения лишнего трепа, прошу ВНИМАТЕЛЬНО прочитать нижеследующее
Итак, господа, имею возможность изготавливать выпрямитель-регулятор для подвесного лодочного мотора (далее по тексту — приблуда . В штучном варианте. Схемотехника: не шунтирующий тиристорный — не греет почем зря генераторную катушку в отличие от шунтирующих (штатный ямаховский, незабвенный ВРНЛ, китаескутерные и т.п.). Схема версии 4.0 , разработана мной.
Предназначен для подзарядки свинцового (гелевый, кислотный, AGM. ) аккумулятора от генератора лодочного мотора и питания потребителей. Подходит для большинства моторов с генераторными катушками до 100..120 Вт. Кроме инжекторных Сузуки , к сожалению (вялотекущая работа в этом направлении мной ведется).
Конструктив: алюминиевое основание (радиатор), на нем деталюшки, залитые компаундом, герметиком и т.п. Размеры 50х50х25 мм.

Чего на выходе: напряжение не более 14,2..14,3В (т.е. пресловутая страшилка про «перезаряд» исключена СХЕМОТЕХНИЧЕСКИ. ); максимальный ток до 10А (лишь бы ваш генератор такое «умел»).
Чего еще есть внутри приблуды интересного, чего нет в большинстве других выпрямителей-регуляторов:

1. Без подключенного аккумулятора не включится. Совсем. Даже совсем-совсем-совсем. И не просите Будет висеть «бесплатной» 100-граммовой коробочкой, нисколько не мешая работе мотора.
2. Защита от отпадания аккумулятора. Отпало во время работы — выключится. Так что пульсации на выход не пройдут. Защита триггерная, т.е. сработало — нужен перезапуск. Как — читайте ниже.
3. На случай «атомного землетрясения» — выхода регулятора из строя — подключен защитный супрессор, который сыграет роль Матросова, закрыв грудью ваши дорогущие эхолоты/навигаторы и т.п. Он же вместе с предохранителем выполняет роль защиты от переполюсовки АКБ.
4. По Вашему желанию встрою формирователь импульсов для стационарного тахометра (на выходе — прямоугольные импульсы амплитудой 12В и с частотой генератора). Типа: KUS, Фария, Мореман, ямаховский, тохатсовский и т.п. (к тахометрам, берущим сигнал от свечного провода, это НЕ относится). Почему: тахометры, берущие сигнал с генераторной катушки, НЕ «дружат» с регуляторами (и не только с «приблудой»).

Сами деталюшки взяты с неплохим запасом: мост 15А 1000В (KBU1510), тиристоры 13А 600В (BT152-600).
Стоимость с 17.06.2019 (и по «сейчас»)— 1975 вместе с почтовыми расходами (почта России, 1-м классом).С формирователем тахосигнала — 2375.
Трехфазник: например, для Меркури/Тохацу-25/30 EFI (инжектор), Тохацу -80 2т., Ямаха-60 4т. — 3400.
Самовывозом — минус 200. Цель — заработать немного «шабашных» денег на рыболовные «приблуды», ну и тупо «дабы не отвыкнуть».
Ну, и бонусы : каждому 200-му заказчику пересылка — за мой счет. Тысячному — бесплатно!

Как узнать, можно ли установить приблуду на ваш ПЛМ:

Для начала идем СЮДА, например, и смотрим комплектацию вашего мотора на предмет наличия генератора (может быть опционально, т.е. повезет/не повезет).
Если «ничё нипанятна», то заглядываем под колпак, там из-под маховика ОБЯЗАТЕЛЬНО идут провода на модуль зажигания. Смотрим ВНИМАТЕЛЬНО, есть ли другие провода ТОЖЕ идущие из-под маховика. Если ДА, то вам повезло — шанс есть. Мудрее говоря, если ваш ПЛМ имеет некую «обмотку освещения» (light coil или как вариант battery charge coil, см. схему ниже), которая предназначена для установки лампочек на 12В. Самая простая проверка: подключить к этим проводам лампочку на 12В 21Вт автомобильную, завести мотор, погазовать и посмотреть, светится или нет. На больших оборотах лампочку можно спалить
Очень кратко о возможностях генераторной катушки см. следующий пост.

Цвета проводов генераторных катушек:

1. Ямаха и клоны — 2 зеленых.
2. Сузуки 2т — желтый и желто-красный, Сузуки 4т — желтый и красный (да-да, КРАСНЫЙ — переменка, сам в шоке).
3. Тохацу/Ниссан-Марин/Меркури СиПро и клоны — белый и желтый (а черный — не трогайте. )
4. Меркури — 2 желтых
5. Зонгшен-Сельва — 2 черно-голубых
6. Хонда — 2 серых
7. Джонсон/Евинруд — желтый и желто-серый

Так что смотрИте внимательнее. Кстати, эти «другие провода» могут идти на штатный выпрямитель (Rectifier, см. схему ниже), который НЕ ИМЕЕТ СТАБИЛИЗАЦИИ. Для стабилизации производителем ставится еще одна коробочка — регулятор напряжения (Voltage Regulator, см. схему ниже). Итак, если у вас есть:

1. «другие провода», но нет на них выпрямителя;
2. «другие провода», выпрямитель, но нет регулятора;
3. всё, но сдохло или не нравится как работает, то вы мой потенциальный клиент

Эксплуатация:

1). Использовать приблуду с различными электронными девайсами (эхолот, навигатор, зарядные телефонов и т.п.) без подключенного АКБ не получится, в общем-то И проверять работоспособность, кстати — тоже.

Особо талантливые или неверящие могут попробовать . Соединение АКБ-потребители должно быть надежным, лучше всего болт с гравером или пайка. Наконечники имеют свойство слетать рано или поздно в самый неподходящий момент. Если же все-таки у вас отпало во время движения, то приблуда выключится по защите. И не включится, пока не перезапустите. Перезапуск: глушите мотор, отключаете приблуду от АКБ (если уже успели на ходу подцепить ), минуту ждете, подключаете обратно к АКБ — и вперед.

Наличие такой защиты накладывает некие повышенные требования: 1) надежность контактов — «сопли», «дребезг» и т.п. приведут к срабатыванию защиты; 2) нормальный АКБ, а не 10-ти летний «из тестевой заначки», потерявший емкость (тут отдельная песня: купили мотор за . ого-го, короче, так истратьте еще тыщу на аккумулятор); 3) толщина провода и его качество — многожильный медный хотя бы 0,75 мм.кв., а лучше 1.0, а еще лучше 1.5 (это опять о цене мотора и 100 руб на нормальный провод), естественно, окисленный «новый » провод 20-ти летней давности, провалявшийся в гараже, не катит.

2). Схема подключения в системе катушка генератора — приблуда — аккум — девайс:

2 одинаковых по цвету (желтых, зеленых, желто-зеленых. ) с «папами» — переменка, красный — плюс , оставшийся черный провод — минус.
И никакие другие соединения проводов от генератора (на корпус мотора, например) НЕ ДОПУСКАЮТСЯ. Приблуда сдохнет однозначно. Так что смотрите внимательно, особенно, если у вас как-то был подключен тахометр. Пунктиром показано подключение тахометра к приблуде (провод ДРУГОГО цвета с «мамой»).
Предохранитель нужен как защита от переполюсовки (входит в «приблуду»). Так что если при установке/подключении АКБ предохранитель умер, смотрите подключение «приблуды» к АКБ. Не надо ставить «гвозди» или «потолще» предохранитель — спалите защитный супрессор внутри «приблуды».

Какие разъемы можно применить на корпус двигателя см. следующий пост.

3). Видео по установке подобного устройства

Для особо пытливых: делаю аналог куска схемы, обведенного красным пунктиром:

4). Устанавливать приблуду необходимо или на штатное место, или на поддон, или «на другую большую железяку». Почему: теплоотводящих возможностей применяемого мной радиатора тупо не хватит при больших токах. Спокойно сверлите пустую площадку под ваш крепеж — для этого и оставлена. Примеры установки — смотрите далее.

5). И повторюсь. Если при подключении к АКБ вы все-таки переполюсовали и предохранитель сдох (а куда он денется ), то не нужно ставить предохранитель «потолще» или тем более «жука» — спАлите защитный супрессор внутри приблуды.

6). И еще, господа. Если у вас с основами электрики «не очень», мягко говоря, то дайте почитать тему тому, кто больше чем «не очень». Почему: онлайн курсов начинающих электриков и электроников не провожу. Выше и ниже есть всё, чтобы не запутаться в 4..5 проводах. Не надо меня заваливать кучей фотографий с вариантами подключений по принципу гадания.

7). И самое главное: приобретая и устанавливая моё изделие, вы должны осознавать, что меняете конструктив вашего мотора со всеми вытекающими.

Приблуда сильно дешевле ШУНТИРУЮЩЕГО регулятора с Мотолодок, а с учетом возможности установки на моторы 4т. с многокатушечными генераторами. короче, демпингуем Про «шунты» — «не шунты» см. следующий пост.

География пользователей: Москва и МО, Питер и ЛО, Абакан, Агидель, Азов, Альметьевск, Анапа, Архангельск, Астрахань, Балтийск, Белгород, Березники, Бийск, Братск, Владивосток, Волгоград, Волгодонск, Вологда, Воронеж, Геленджик, Глазов, Дагестан, Дзержинск, Димитровград, Ейск, Екатеринбург, Ессентуки, Ижевск, Иркутск, Йошкар-Ола, Казань, Калининград, Камень-на-Оби, Кандалакша, Кемерово, Киров, Кирово-Чепецк, Комсомольск-на-Амуре, Кострома, Котлас, Краснодар, Красноярск, Курган, Курск, Липецк, Льгов, Магадан, Мин. Воды, Мурманск, оба Новгорода, Набережные Челны, Находка, Нижневартовск, Новокуйбышевск, Новокузнецк, Новосибирск, Норильск, Омск, Пенза, Пермь, Петрозаводск, Петропавловск-Камчатский, Ростов-на-Дону, Рыбинск, Рязань, Самара, Саратов, Сарапул, Сатка, Сахалин, Севастополь, Северодвинск, Северск, Смоленск, Ставрополь, Сургут, Сызрань, Сыктывкар, Таганрог, Тайшет, Тверь, Тобольск, Тольятти, Томск, Тула, Тюмень, Углич, Ульяновск, Уфа, Феодосия, Хабаровск, Ханты-Мансийск, Челябинск, Энгельс, Южно-Сахалинск, Ярославль. Ну, и Чайковский, конечно же. Короче, Россия широко представлена Ближнее зарубежье: Беларусь, Казахстан, Молдова, Украина. Дальнее: Австралия, Германия, Финляндия.

В планах: все-таки победить инжекторные Сузы (призрачно. )

Вариации на тему проводов и разъемов под конкретные моторы. Чтобы «снял-поставил»:
Ямаха-8/9,9/15 2т.

Ямаха-25BWC, 30HWC + выход на тахометр

Джонсон-Эвинруд

Тохацу-30Н E, Меркури-30Е + выход на тахометр
вместо
Ямаха-40XW** + выход на тахометр
вместо
Сузуки-30..40 2т. с эл.стартером + выход на тахометр
вместо
Меркури/Тохацу — 25/30 инжектор (EFI)