Od lat 70. XX wieku w alternatorach stosuje się regulatory elektroniczne. Pod względem technicznym modele te ewoluowały od wersji tranzystorowej, przez obwody hybrydowe, po dzisiejsze regulatory jednoczipowe z mikrosterownikiem. Najnowsze modele regulatorów komunikują się za pomocą protokołu magistrali, takiego jak BSS czy LIN.

Regulatory wielofunkcyjne

• Najbardziej powszechnymi modelami na rynku części i akcesoriów są regulatory wielofunkcyjne. Regulatory te posiadają szereg złożonych funkcji, takich jak wykrywanie akumulatora, sterowanie wzbudzeniem, detekcję pracy, regulację napięcia czy ochronę przed przeciążeniem. Poszczególne funkcje regulatora mają za zadanie:
• Wykrywanie akumulatora (sens): końcówka mierzonego napięcia jest bezpośrednio podłączona do akumulatora, ponieważ zawsze istnieje różnica potencjałów pomiędzy zaciskiem B+ alternatora i biegunem dodatnim akumulatora. Przy bezpośrednim podłączeniu precyzyjniej można ustalić wartość napięcia.
• Sterowanie wzbudzeniem wstępnym (lamp): prąd wzbudzenia wstępnego sterowany jest regulatorem. Po włączeniu stacyjki regulator zaczyna działać. Sygnał przekazywany jest za pośrednictwem końcówki „L”.
• Odłączenie prądu w trybie gotowości: jeżeli wyłącznik stacyjki ustawiony jest na pozycję 0 lub kluczyk jest wyjęty ze stacyjki, prąd regulatora w trybie gotowości jest zmniejszony do minimum.
• Detekcja pracy alternatora: za pomocą analizy napięcia fazowego możliwa jest detekcja obracania się alternatora. Jeżeli brakuje wtyczki alternatora, zostanie to wykryte i rozpocznie się proces wzbudzania wstępnego.
• Regulacja awaryjna: jeżeli połączenie pomiędzy akumulatorem i czujnikiem zostanie przerwane, regulacja zostanie automatycznie rozpoczęta poprzez zacisk B+ alternatora.
• Ochrona przed przegrzaniem: temperatura na obwodzie zintegrowanym jest mierzona w celu ochrony regulatora przed uszkodzeniem termicznym. W przypadku osiągnięcia górnej granicy nastawione napięcie zmniejsza się.
• Monitor pola dynama (DFM): za pomocą sygnału monitora pola dynama można nadzorować działanie alternatora. W przypadku odwrócenia sygnału cykl obciążony pokazuje małe obciążenie.

Istnieją 2 różne funkcje reakcji na obciążenie. Obie regulują przeniesienie obciążenia generowanego przez odbiorniki. Funkcje te stosuje się do ochrony napędu łańcucha rozrządu lub paska klinowego przed nadmiernym obciążeniem skutkującym przedwczesnym zużyciem. Funkcje L-R, które realizowane są jedynie w pojazdach z regulatorami wielofunkcyjnymi dzieli się na reakcję na obciążenie START (LRS) oraz reakcję na obciążenie (LRF). Pierwsza z nich to funkcja zapobiegająca przekazywaniu prądu od alternatora bezpośrednio po uruchomieniu silnika. Dzięki temu uruchomienie silnika nie jest obciążane wzbudzeniem alternatora i przebiega płynniej. W drugim przypadku przy dodatniej zmianie obciążenia alternator wymaga większego momentu obrotowego. Ta funkcja wytwarza pomost, tak aby zmiany obciążenia nie były przekazywane bezpośrednio do silnika. Moc użyteczna alternatora zwiększa się w sposób ciągły, a nie jednorazowo, co zwane jest „miękką zmianą obciążenia”.

Różnice konstrukcyjne

Nawet gdy regulator mieści się w alternatorze, nie jest pewne, czy do niego pasuje. Istnieje szereg kryteriów różnicujących, które należy uwzględnić w przypadku gdy właściwej części nie można ustalić za pomocą numeru referencyjnego.

Podstawowymi różnicami są te zewnętrzne, po których można odróżnić regulatory (różnice mechaniczne - widoczne) - różne wtyczki oraz różne styki i złącza. Innymi różnicami są te niewidoczne, czyli charakterystyka elektryczna regulatora. Polegają one przede wszystkim na różnych wartościach napięcia, różnych momentach reakcji na obciążenie (tLRS, tLRF), różnych współczynnikach temperatury (TK) i różnym rodzaju regulacji (dodatnia lub ujemna).
Istnieje szereg różnych cech regulatorów dostępnych na rynku części i akcesoriów.

Niektóre szczegóły techniczne należy uwzględniać, w szczególności w odniesieniu do regulatorów wielofunkcyjnych lub sterowanych przez magistralę. Szczegóły te stanowią czynnik odróżniający element dobry od złego. W regulatorach bowiem często brakuje niektórych funkcji elektrycznych lub nie są one realizowane w sposób prawidłowy. Przede wszystkim wymienić tu można:

• niestabilną/nieprecyzyjną wartość napięcia,
• błędne włączanie/wyłączanie lampy,
  brak lub nieprecyzyjne TK,
• małą żywotność szczotek węglowych,
• źle zaprojektowane płytki drukowane,
• materiał obudowy niestabilny w zmiennych temperaturach,
• tanie i niskiej jakości podzespoły,
• zbyt późno zlutowane przewody i podzespoły (zimne luty).

Jakość regulatora napięcia zależy więc przede wszystkim od jakości jego wykonania oraz selekcji jego elementów składowych już na poziomie produkcji. Ze względu na fakt, że regulator alternatora nie jest elementem naprawialnym - w przypadku jego uszkodzenia zawsze konieczna jest jego wymiana.

Andrzej Chmielewski
Doradca techniczny IHR Warszawa