Регулятор напряжения служит для поддержания нормального напряжения двухщеточного генератора при переменных числах оборотов его якоря. При увеличенном числе оборотов якоря напряжение генератора начинает возрастать. Для поддержания постоянства напряжения применяют электромагнитные одноступенчатые регуляторы напряжения вибрационного типа.
Действие такого регулятора заключается в том, что при повышении напряжения генератора вследствие увеличения числа оборотов якоря в цепь обмотки возбуждения при помощи регулятора включается добавочное сопротивление. В результате этого уменьшается возбуждение, и напряжение генератора снижается до нормального значения.
В регуляторе напряжения имеются основание с изолирующей пластиной, железное ярмо с сердечником, кронштейн с неподвижным изолированным контактом, якорек с подвижным контактом и оттяжной пружиной, намагничивающая обмотка сердечника, добавочное сопротивление.
Намагничивающая обмотка сердечника присоединена одним концом на массу, а другим — к проводу, соединенному с клеммой генератора, т. е, приключена концами параллельно щеткам генератора и всегда находится под полным его напряжением. Добавочное сопротивление включено между клеммой регулятора, соединенной с его ярмом, и проводом, идущим к клемме генератора. Клеммы генератора и регулятора напряжения соединены между собой проводом.
При работе генератора ток с плюсовой его щетки всегда идет по трем параллельно включенным цепям: к потребителю, к намагничивающей обмотке сердечника регулятора и к обмотке возбуждения, возвращаясь в якорь через минусовую щетку.
При средних числах оборотов якоря генератора, когда на его щетках имеется нормальное напряжение, ток, проходящий по обмотке сердечника регулятора, недостаточен для сильного намагничивания сердечника. Поэтому якорек под действием пружины поднят кверху и контакты регулятора замкнуты. При этом ток в обмотку возбуждения идет по следующей цепи: плюсовая щетка генератора — обмотка возбуждения — клемма генератора — провод — клемма регулятора и ярмо — замкнутые контакты регулятора — провод — клемма — минусовая щетка генератора. Вследствие того, что сопротивление этой цепи невелико, получается сильное возбуждение полюсов, достаточное при средних числах оборотов якоря для получения нормального напряжения генератора.
При увеличении числа оборотов якоря напряжение генератора начинает повышаться, и по обмотке сердечника регулятора течет более сильный ток. Сердечник сильно намагничивается, притягивает якорек, преодолевая сопротивление пружины и размыкает контакты. Ток в обмотку возбуждения по старому пути уже идти не может, а проходит через добавочное сопротивление. В результате этого возбуждение и магнитное поле генератора уменьшаются и напряжение его резко снижается. При этом намагничивание сердечника регулятора уменьшается, контакты его опять замыкаются, пропуская ток в обмотку возбуждения, минуя сопротивление. Напряжение генератора вновь начинает возрастать до следующего размыкания контактов и т. д.
Таким образом, якорек непрерывно вибрирует, то включая, то выключая из цепи возбуждения сопротивление и поддерживая некоторое постоянное напряжение генератора, несмотря на повышение числа оборотов якоря.
Регулятор настраивают на определенное напряжение, изменяя натяжение пружины и изменяя величину зазора между якорем и сердечником при замкнутых контактах.
Для полной зарядки аккумуляторной батареи генератор в зимнее время должен обеспечивать несколько большее напряжение и величину зарядного тока, чем летом. Это в современных регуляторах напряжения достигается автоматически при помощи магнитного шунта. Магнитный шунт представляет собой пластинку, соединяющую верхнюю часть сердечника с ярмом и изготовленную из стали, магнитная проводимость которой изменяется в зависимости от ее температуры.
Летом при высокой температуре шунт обладает слабой магнитной проводимостью. Поэтому магнитный поток сердечника почти полностью замыкается через якорек, чем достигается притяжение его при более низком напряжении генератора.
Зимой вследствие понижения температуры магнитная проводимость шунта увеличивается, и часть магнитного потока сердечника замыкается на ярмо, минуя якорек. Поэтому для притяжения якорька требуется более сильное намагничивание сердечника и более сильный ток в обмотке, вследствие чего напряжение на щетках генератора и зарядный ток батареи соответственно возрастают.