Хувьсах гүйдлийн генераторуудын хувьд гүйдэл хязгаарлагч хэрэггүй. Учир нь тэд бүтцээсээ болоод гүйдлийг хязгаарлаж хэтэрхий их гүйдэл гаргах боломжгүй байдаг. Хувьсах гүйдлийн генераторын гүйдэл нь тогтмол соронзон орны өөрчлөлтөөс гардаг индукцийн гүйдэл байдаг. Соронзон орон чиглэлээ өөрчлөгдөх болгонд статорын ороомогт индукцийн гүйдэл үүснэ. Энэ гүйдэл нь статорын ороомгийн индукцлэлийн эсэргүүцлээс хамаарах тул индукцлэлийн эсэргүүцэл нь энэ гүйдлийг хязгаарлаж өгдөг. Гүйдэл ингэж хязгаарлагддаг бол харин хүчдэл тийм биш. Хувьсах гүйдлийн генераторыг хянахгүй л бол тэр 250 В хүртэл хүчдэл гаргаж чадна.
Хүчдэлийг тогтворжуулахдаа ротороор гүйх гүйдлийг өөрчлөх замаар хийнэ. Гүйдэл их тусмаа их хүчдэл гаргана. Иймээс тухайн ороомгоор гүйх гүйдлийг хязгаарлах юм бол хүчдэлийг хязгаарлаж болно. Батарейг цэнэглэх, бусад цахилгаан хэлхээг ажиллуулахын тулд 13.5-14.5 В-ын хүчдэл байхад хангалттай.
Тогтворжуулагч нь өөрийн хүчдэлтэй байж гаралтыг тогтворжуулна. Хувьсах гүйдлийн генераторын оролтын хүчдэлийн мэдрэгч хүчдэл гэнэ. Хэрэв мэдрэгч хүчдэл тогтворжуулагчийн тохируулгын хүчдэлээс бага бол батарейг цэнэглэх гүйдлээр генераторын оролтын гүйдлийг нэмэгдүүлж түүнийг ихэсгэнэ. Харин их байвал генераторын оролтын гүйдлийг багасгаж уг хүчдэлийг багасгана. Хөдөлгүүр ямар нэгэн дагалдах хэрэгсэлгүй, бүрэн цэнэглэгдсэн батарейгаар ажилладаг бол мэдрэгч хүчдэлийг өндөр байлгана.
Тогтворжуулагч нь цэнэглэх хүчдэлийг асаалтын системийн төвшин хүртэл нь бууруулна. Хэрэв томхон ачаа жишээ нь их гэрэл асаалттай бол батарейн хүчдэлийг унагах болно. Тогтворжуулагч нь системийн хүчдэл бага бол ротор уруу гүйх гүйдлийг ихэсгэж өгнө. Ингэснээр роторын ороомгоор илүү их хэмжээний гүйдэл гүйнэ. Үүний үр дүнд соронзон орон нэмэгдэж гаралтын хүчдэлийг нэмэгдүүлнэ. Ачааллыг бууруулах үед системийн хүчдэл нэмэгдэхийг мэдэрч роторын гүйдлийг багасгаж өгнө. Ингэснээр гаралтын хүчдэлийг бууруулах болно.
Өөр нэг тогтворжуулалтад нөлөөлдөг зүйл бол температур болно. Орчны температур батарейн цэнэглэгдэх хурданд нөлөөлдөг тул хүчдэлийг өөрчилдөг.
Оронгийн хэлхээ
Цэнэглэгч хэлхээг тестлэх, үйлчилгээ хийх, шалгаж засварлахын тулд ямар хэлхээ байдгийг нь мэдэх хэрэгтэй. Авто машинд 3н төрлийн оронгийн хэлхээг ашиглана. Эхнийх нь А буюу After хэлхээ. Энэ нь оронгийн ороомгийн тогтворжуулагчаар дамжин газардуулагдсан хэлхээ болно. В+ хүчдэлийг генераторын дотор талаас авна. Тогтворжуулагч нь газардуулгын талд байрлаж оронгийн ороомгоор гүйх гүйдлийг хянана.
Дараагийн төрлийн хэлхээг В буюу Before гэнэ. Энэ үед тогтворжуулагч нь оронгийн ороомгийн тэжээлийг хянана. Түүнчлэн оронгийн ороомог нь генератор дотор газардуулагдсан байна.
3 дахь төрлийн хэлхээг тусгаарлагдсан оронгийн хэлхээ гэнэ. Хувьсах гүйдлийн генераторын гадна талд оронгийн ороомогтой холбогдох 2 терминал гаргасан байна. Хүчдэл тогтворжуулагчийг газардуулгын талд /А хэлхээ/ эсвэл тэжээлийн талд /В хэлхээ/ аль ч байдлаар холбож болно.
Ямар төрлийн хэлхээ байхаас үл хамааран оронгийн хэлхээний хүчдэлийг түүгээр гүйх гүйдлийг нь удирдах байдлаар тохируулж болно. Оронгийн гүйдэл, роторын эргэлт, тогтворжуулагдсан хүчдэл 3-ын хамаарлыг зурагт харуулав. Роторын эргэлт ихсэхэд хүчдэлийг тогтмол барихын тулд гүйдлийг багасгах шаардлагатай.
Тогтворжуулагчийн хэлхээ
Хүчдэл тогтворжуулагчид хагас дамжуулагч элементүүдийг ашиглана. Тогтворжуулагчийн хэлхээ нь генераторын дотор эсвэл гадна байрлана. Энэ хэлхээ нь 1 секундэд 10-7000 цикл гаргана. Эдгээр циклийн тусламжтайгаар оронгийн гүйдлийг удирдана. Ингэж pulse width modulation PWD ашиглан оронгийн гүйдлийг зохицуулдаг байна. Жишээ нь хөдөлгүүр 100 А-ийн генератортай байг. Хэрэв цэнэглэгч систем нь 50 А гүйдэл шаардаж байх үед тогтворжуулагч 50%-ийн цэнэгээр оронгийн хэлхээг тэжээнэ. Хэрэв цэнэглэгч систем 75 А гүйдэл шаардаж байвал тогтворжуулагч 75%-ийн цэнэгээр оронгийн хэлхээг тэжээх болно.
Зенер диод ашигласан хүчдэл тогтворжуулагч нь хүчдэлийн тодорхой утга хүртэл гүйдлийг хаагаад энэ утгад хүчдэл хүрэнгүүт гүйдлийг нэвтрүүлнэ. Ийм тогтворжуулагчийг зурагт үзүүлэв. Батарейн хүчдэл 1-р транзисторын баазаар дамжин зенер диодны анодтой холбогдоно. Батарейн хүчдэл бага бол энэ нь зенер диодын нээж чадахгүй. Гэвч генератор батарейг цэнэглэсээр хүчдэл ихсэж 14.5 В хүртэнгүүт зенер диод нээгдэнэ. Одоо батарейн гүйдэл R1 резистороор дамжин зенер диодоор нэвтэрч зэрэгцээ холбогдсон R2 резистор ба термистороор дамжин гүйх болно. 1-р транзисторын бааз дээрх хүчдэл R2 резистор болон термистор дээр унах хүчдэлээр хэмжигдэнэ. Учир нь зенер диод нээлттэй үед түүн дээр унах хүчдэл бараг тогтмол байна. Энэ хүчдэл эмиттерийн хүчдэлээс бага үед 1р транзистор нь pnp транзистор тул нээгдэнэ. Гэвч 2-р транзисторын эмиттер дээрх хүчдэл нь их хэвээр байх тул 2-р транзистор хаалттай хэвээр байна. 2-р транзистор нь оронгийн гүйдлийг удирдана.
Термистор нь температураас хамаарч эсэргүүцлээ өөрчилнө. Энэ нь цаг агаарын нөхцөлөөс хамаарч, жишээ нь хүйтэн өвлийн нөхцөлд батарейг хэдэн вольт хүртэл цэнэглэхийг тогтоож өгнө.
Ихэнх үйлдвэрлэгчид тогтворжуулагчийг генераторын дотор талд хийж өгдөг. Ингэснээр шаардлагагүй кабелыг арилгаж өгнө. Энд статораас гарах хувьсах гүйдэл трио диодоор орж шулуутгагдаад эргээд оронгийн ороомгийг тэжээж буйг харж болно.
Хөдөлгүүр унтраастай үед түлхүүрийн свич RUN байрлалд байх үеийн гүйдлийн замыг зурагт үзүүлэв. Батарейн хүчдэл R1-ийн дээр байгаа зангилаагаар дамжин оронгийн ороомогт хүрнэ. TR1 транзистор нээлттэй байж газартай холбосноор хэлхээ битүүрч гүйдэл гүйнэ. Иймээс индикаторын лам асаж гүйдэл гүйж байгааг илтгэнэ.
Одоо хөдөлгүүр ажиллаж байх үеийн гүйдлийн замыг харья. Генератор ажиллаж эхэлснээр хүчдэл гаргаж эхлэх ба энэ үед генератораас арах гүйдэл трио диодоор шулуутгагдан гарч оронгийн ороомгийг тэжээх тул одоо батарейн тэжээлийг ашиглахгүй. Индикаторын 2 талд байгаа потенциал адил учраас түүгээр гүйдэл гүйхгүй. Ингээд индикатор унтарна. Ингээд терминал 1-ээр гүйх гүйдэл алга болно.
Гаралтынх хүчдэлийг хэрхэн тогтворжуулж буйг одоо үзье. Мэдрэгч хэлхээ нь терминал 2-той холбоотой байна. Терминал 2 нь термистороор дамжин зенер диодтой холбоотой байна. Батарейн хүчдэл хангалттай их болонгуут зенер диод нээгдэнэ. Хангалттай их гэдэг нь 14.5 В хүчдэлд хүрэнгүүт. Зенер диод нээгдэнгүүт TR2 транзисторын баазаар гүйдэл гүйж түүнийг мөн нээнэ. TR2 нээгдэхээр TR1 хаагдаж оронгийн ороомгийн газардуулгыг салгана. Ингэж TR2-ийн баазын гүйдлийг нээж/хаах (ON/OFF) замаар оронгийн ороомгийн гүйдлийг нээж хаах болно. Оронгийн ороомгоор гүйдэл гүйхээ болингуут батарейн хүчдэл багасаж ирнэ. Ингэхээр терминал 2 дээрх хүчдэл буурч зенер диодын анод дээрх хүчдэл багассанаар зенер диод хаагдаж харин TR1 транзистор нээгдэн оронгийн ороомгийн хэлхээ битүүрч ахин цэнэглэгдэж эхэлнэ.
80-аад оны дундаас эхлээд тогтворжуулагчийн ажиллагаа powertrain control module (PCM) хангах болсон. Үүний ажиллагаа нь генераторын дотор байдаг тогтворжуулагчтай ерөнхийдөө адилхан. Тогтворжуулагч нь оронгийн ороомгийн газардуулгад холбоотой буюу А хэлхээтэй адил байна. Гэсэн ч сүүлийн жилүүдэд үйлдвэрлэгчид оронгийн ороомгийн хэлхээний удирдлагыг жолоочийн их тал байрлуулан хийх болсон.
PCM нь хүчдэл тогтворжуулахдаа батарейн хүчдэл болон батарейн температур дээр үндэслэнэ. Температураас хамааран хүчдэл ямар байхыг тооцоолонгуутаа PCM нь транзисторыг нээж/хаах пульсийг гаргана. Энэ транзистор нь оронгийн ороомгийг газартай холбох эсэхийг тогтооно.
Женерал Моторсын CS цуврал нь PCM-ийг шууд генераторын L ба F терминалд холбож өгдөг. Ингээд PCM нь 1 секундэд 400 пульс гаргах давтамжтайгаар оронгийн ороомгийн гүйдлийг удирдана. Пульсийн нээлттэй ба хаалттай байх хугацааг өөрчлөх замаар хүчдэлийн хэмжээг хянана.
Компьютер удирдлагатай тогтворжуулагч нь зөвхөн батарейн температураас гадна олон тооны сигналыг авч илүү нарийвчлалтайгаар хянах боломжийг олгоно.
Өөр нэг тогтворжуулагчийг Мерседес Бэнзэд хэрэглэнэ. Энэ генераторыг өөрийг нь LIN bus network модулийн slave болгон бүхэлд нь шууд удирдана. LIN bus-ийг удирдаж буй LIN интерфейс нь 8 битийн микропроцессортой холбогдож түүнийг уг микропроцессор удирддаг байна. Ингэснээр зөвхөн шаардлагатай үед генераторыг асааж илүү ухаалаг байдлаар удирдсанаар түлшийг хэмнэх боломж олгодог байна. Мөн генераторыг шаардлагагүй үед асаахгүй болсноор дуу чимээ ч багассан байна.
