Для надежной работы потребителей к ним необходимо подводить электрический ток, напряжение которого соответствует номинальной расчетной величине. Величина напряжения определяется зарядным напряжением 1/3 на клеммах полностью заряженной аккумуляторной батареи. Поэтому напряжение на клеммах генератора должно иметь строго определенную постоянную величину. Напряжение, вырабатываемое генератором, зависит от угловой скорости якоря (ротора) генератора и от магнитного потока в генераторе:
Е = сФю,
к
где с — постоянный коэффициент, зависящий от конструкции генератора; Ф — магнитный поток;
со — угловая скорость якоря (ротора) генератора. Якорь генератора непосредственно связан с коленчатым валом двигателя, и угловая скорость его меняется в широких пределах. Это означает, что при постоянном магнитном потоке напряжение на клеммах генератора также будет меняться в широких пределах. Очевидно, что для того, чтобы напряжение при увеличении угловой скорости якоря не изменялось, необходимо пропорционально уменьшать магнитный поток. При применении в генераторе электромагнитов это можно обеспечить, уменьшая ток в обмотках возбуждения. На этом принципе и основано регулирование напряжения автомобильных генераторов. Как только напряжение на клеммах генератора достигает предельно допустимой величины, в цепь обмотки возбуждения включается сопротивление (резистор), вследствие чего резко уменьшается сила тока возбуждения и соответственно падает напряжение на клеммах генератора. Затем дополнительное сопротивление отключается, сила тока возбуждения увеличивается, и напряжение генератора вновь возрастает. Такие процессы происходят непрерывно, и в среднем на клеммах генератора поддерживается требуемое напряжение.
При использовании генераторов постоянного тока необходимо также ограничивать максимальную силу тока, чтобы защитить генератор от перегрузок и отключать батарею от генератора, если напряжение на его клеммах ниже, чем на клеммах аккумуляторной батареи, чтобы батарея не разряжалась через обмотки генератора. Эти функции выполняют соответственно ограничитель тока и реле обратного тока.
Для регулирования напряжения генераторов используют вибрационные реле, контактно-транзисторные и транзисторные регуляторы.
Регулирование генераторов постоянного тока осуществляется с помощью электромагнитных вибрационных реле. Обычно три электромагнитных реле, осуществляющих соответственно регулирование напряжения, ограничение максимального тока и отключение батареи от генератора при неработающем генераторе, соединяются в один блок, называемый реле-регулятором. Принципиальные схемы каждого реле приведены на рис. 66.