Принцип работы генератора переменного тока автомобиля: Устройство и принцип работы автомобильного генератора

  • 03.02.1980

Содержание

Устройство и работа автомобильного генератора

Генератор преобразовывает энергию вращающегося вала двигателя в электрическую энергию и служит источником тока для питания электрических потребителей, входящих в состав автомобильного оборудования. Посредством генератора осуществляется заряд аккумуляторной батареи в случае, когда коленчатый вал двигателя имеет среднюю либо высокую частоту вращения.

Следует отметить, что на протяжении длительного времени питание потребителей автомобильного электрооборудования осуществлялось от генераторов постоянного тока, которые вполне соответствовали техническим требованиям, предъявляемым к ранним экземплярам автомобильной техники.

Дальнейшее развитие автомобильного прогресса потребовало применения более мощных генераторов тока, увеличения продолжительности периода их эксплуатации, оптимизации технических характеристик, а также снижения их массы и уменьшения размеров для возможности компоновки генератора в относительно небольшом пространстве под капотом автомобиля.

Автомобильный генератор переменного тока

Учитывая низкие показатели времени безотказной работы щеточно-коллекторного узла генератора постоянного тока и срока его эксплуатации, а также необходимость соответствовать новым требованиям по уменьшению габаритно-массовых параметров, возникла настоятельная потребность в коренной реконструкции подобных устройств.

В сложившейся ситуации был осуществлен тщательный научный поиск и целый ряд специальных исследований, что дало начало принципиально новому направлению в развитии электрогенераторов для автомобилей: на смену традиционным, но морально устаревшим генераторам постоянного тока пришли более компактные, долговечные и мощные автомобильные генераторы переменного тока.

К основным технико-экономическим преимуществам генератора переменного тока следует отнести его компактность и меньшую массу, сниженное значение стартовой частоты вращения, сниженная стоимость затрат на поддержание устройства в работоспособном состоянии в условиях интенсивной эксплуатации, увеличенные показатели надежности и продолжительности безотказной работы.

В конструкции генератора предусмотрены: неподвижный статор; подвижный ротор; контактные щетки; выпрямительный блок; электронный регулятор напряжения в обмотке статора; передняя и задняя крышки; шкив с вентилятором, имеющий собственный привод; конденсатор.

Статор – конструктивно состоит из сердечника и катушек с обмотками возбуждения. Сердечник имеет вид кольца, состоящего из стальных пластинок, покрытых изоляционным лаком. Внутренняя поверхность сердечника выполнена зубцами, на которых крепятся три катушки. Катушки являются трехфазной обмоткой статора. Одни концы обмотки каждой катушки соединяются между собой в общей точке, которая носит название нулевой, а другие выводятся в общую цепь генератора.

Ротор – конструктивно состоит из вала с напрессованной на него втулкой с обмоткой возбуждения, а также шести пар полюсных электромагнитных наконечников, которые под действием тока, протекающего по обмотке возбуждения, создают вокруг нее магнитное поле.

Вал ротора оборудован двумя контактными кольцами. Через контактные кольца в обмотку возбуждения поступает электрический ток. Быстрое вращение вала ротора без помех и энергетических потерь обеспечивается за счет наличия шариковых подшипников, установленных в крышках генератора. Вращающаяся конструкция ротора заполнена специальной смазкой, количество которой рассчитывается с учетом всего срока службы генератора.

Выпрямительный блок – преобразовывает переменный ток в постоянный, посредством которого осуществляется заряд аккумуляторной батареи. Располагается на внутренней стороне задней крышки генератора.

Электронный регулятор напряжения – конструктивно представляет собой неразборный и нерегулируемый узел. Корпус регулятора имеет паз, в который вставляется пластмассовый щеткодержатель со щетками.

Вентилятор – конструкционный элемент, необходимый для охлаждения всех частей генератора. Охлаждение обеспечивается воздухом, который попадает внутрь генератора через вентиляционные отверстия задней крышки и выходит наружу через аналогичные отверстия в передней крышке, обдувая все внутренние части конструкции.

Конденсатор – устанавливается в системе зажигания и обеспечивает электромагнитную защиту электрооборудования автомобиля от импульсных радиопомех.

Принцип работы генератора

При включении зажигания от аккумуляторной батареи начинает поступать ток в обмотку возбуждения ротора, а на приборном щитке синхронно загорается световой индикатор, сигнализирующий о наличии тока в цепи генератора. Вал ротора начинает вращаться, а протекающий по виткам обмотки возбуждения ротора ток создает магнитное поле вокруг его полюсов. Вращение ротора обеспечивает попеременную смену положения южного и северного полюсов ротора под зубцами статора, при этом магнитный поток, проходящий между зубцами статора, меняет свое направление и силу. Векторные линии магнитного потока пересекают витки обмотки возбуждения статора, создавая в них ЭДС самоиндукции.

Индуцированный в обмотке возбуждения статора переменный ток поступает на вход выпрямительного блока для преобразования в постоянный ток. Питание последующих потребителей, подключенных к выходной клемме выпрямителя, осуществляется постоянным током. Питание на обмотку возбуждения ротора поступает с вывода диодного моста через щетки.

Автомобильный генератор переменного тока является неотъемлемой частью оборудования, предназначенного для подачи электропитания на все бортовые приборы автомобиля. Совершенствование автомобильных генераторов и в настоящее время является важной задачей, решение которой необходимо для создания мощных, надежных, автоматизированных и неприхотливых высокотехнологичных устройств, способных безотказно работать на протяжении всего срока эксплуатации автомобиля.

Что называется генератором переменного тока. Подробное описание принципа работы генератора переменного тока в автомобиле

Переменный ток – движущая сила многих производств и транспорта, в частности, автомобилей. Существуют как небольшие модели величиной с кулак, так и гигантские устройства несколько метров в высоту.

Генератор – та самая техническая система, которая преобразует механическую (кинетическую) энергию в электрическую. Как же действует генератор?

Как бы не был устроен генератор, в основе его действия лежит процесс электромагнитной индукции – появление в замкнутом контуре электрического тока под воздействием измененного магнитного потока.

Генератор условно делят на 2 части: индуктор и якорь.

Индуктором называют ту часть устройства, где создается магнитное поле, а якорем – ту половину, где образуется электродвижущая сила или ток.

Постоянным остается его техническое строение: проволочная обмотка и магнит.

В обмотке возникает электродвижущая сила под воздействием магнитного поля. Это основа для генератора. Но мощный переменный ток нельзя получить из такой примитивной конструкции. Для преобразования нужен сильный магнитный поток.

Для этого в проволочную намотку добавляют 2 стальных сердечника, которые и определяют назначение и устройство генератора переменного тока. Это статор и ротор. Обмотка, которая создает магнитное поле, помещается в паз одного сердечника – это статор, или индуктор. Он остается неподвижен в отличие от ротора. Статор питается постоянным током. Бывают двухполюсным или многополюсным.

Ротор, или также — якорь, активно вращается с помощью подшипников и продуцирует электродвижущую силу или переменный ток. Представляет собой внутренний сердечник с медной проволочной намоткой.

Генератор имеет прочный металлический корпус с несколькими выходами, что зависит от целевого назначения устройства. Переменчиво количество катушек с проволочной намоткой.

Разбираемся в особенностях функционирования агрегата

Теперь выясним, на каком принципе основана работа генераторов переменного тока. Схема функционирования достаточно проста и понятна. При условии постоянной скорости ротора электрический ток будет производиться единым потоком.

Вращение ротора провоцирует изменение магнитного потока. В свою очередь электрическое поле порождает появление электрического тока.

Через контакты с кольцами на конце ток от ротора проходит в электрическую цепь устройства. Кольца имеют хорошее скользящее свойство. Они прочно контактируют со щеточками, которые являются постоянными неподвижными проводниками между электрической цепью и медной проволочной обмоткой ротора.

В медной обмотке вокруг магнита присутствует ток, но он очень слаб в сравнении с силой электрического тока, который выходит из ротора по цепи в устройство.

По этой причине для вращения ротора используют только слабый ток, подведенный по контактам со скольжением.

При сборке генератора переменного тока очень важно выдерживать пропорции деталей, размер, величины зазоров, толщину проволочных жил.
Собрать генератор переменного тока можно, если в вашем доме найдутся все необходимые детали и достаточное количество медной проволоки. Смастерить небольшой агрегат вполне реально. Или же для использования существует подробная инструкция.

Устройство и принцип работы генератора переменного тока на видео

В 1832-м году неизвестным изобретателем был создан первый однофазный синхронный многополюсный генератор переменного тока. Но в самых первых электронных устройствах применялся только постоянный ток, в то время как переменный ток долгое время не мог найти своего практического применения. Тем не менее, вскоре выяснили, что намного практичнее использовать не постоянный, а переменный ток, то есть тот ток, который периодически меняет свое значение и направление. Преимущества переменного тока, состоят в том, что его удобнее вырабатывать при помощи электростанций, генераторы переменного тока экономичнее и проще в обслуживании, чем аналоги, работающие на постоянном токе. Поэтому были собраны надежные электрические двигатели переменного тока, которые сразу нашли свое широкое применение в промышленных и бытовых сферах. Надо отметить, что благодаря существованию переменного тока, его особенным физическим явлениям, смогли появиться такие изобретения, как радио, магнитофон и прочая автоматика и электротехника, без которой сложно представить современную жизнь.

Устройство генератора переменного тока

Генератор переменного тока – это устройство, которые преобразует механическую энергию, в электрическую.

Состоит он из неподвижной части, которая называется статор или якорь (см. рисунок) и вращающейся части — ротор или индуктор. В генераторе переменного тока ротор — это электромагнит, который обеспечивает магнитное поле, которое передается на статор. На внутренней поверхности статора есть осевые впадины, так называемые пазы, в которых расположена обмотка переменного тока (проводник). Статор генератора изготавливается из 0.35 мм спрессованных стальных листов, которые изолированы покрытой лаком пленкой. Эти листы устанавливаются в станине устройства. Ротор крепится внутри статора и вращается посредством двигателя. Вал – одна из деталей, для передачи крутящего момента под действием расположенных на нём опор. На общем валу с генератором, располагается так называемый возбудитель постоянного тока, который питает постоянным током обмотки ротора. Аккумулятор в генераторе переменного тока выполняет функции стартерной батареи, которая имеет свойство накапливать и хранить электроэнергию при нехватке в отсутствии работы двигателя и при нехватке мощности, которую развивает генератор.

Применение генераторов переменного тока в жизни

В течении последних лет, популярность использования электростанций и генераторов переменного тока значительно возросла. Используются они как в промышленных, так и в бытовых сферах. являются наилучшим вариантом для использования на производстве, в больницах, школах, магазинах, офисах, бизнес центрах, а так же на строительных площадках, значительно упрощая строительство в тех зонах, где электрификация полностью отсутствует. Бытовые генераторы, более практичные, компактные и идеально подходят для использования в коттедже и загородном доме. Генераторы переменного тока широко применяются в различных областях и сферах благодаря тому, что могут решить множество важных проблем, которые связаны с нестабильной работой электричества или полным его отсутствием.

Обслуживание

Практически любая дизельная электростанция в независимости от ее мощности и производителя имеет 2 главные составляющие. Это генератор переменного тока и двигатель внутреннего сгорания. Так как поддерживать данные узлы необходимо в рабочем исправном состоянии, в ходе их эксплуатации нужен определенный перечень обязательных работ по их техническому обслуживанию. К сожалению, подавляющее большинство владельцев считает, что можно ограничиться лишь своевременной заменой масла и фильтра, при этом «техническое обслуживание» можно провести и самостоятельно. Но результатом этого зачастую становится полный отказ работы устройства. В результате чего, не сложно сделать вывод, что проще и дешевле, доверить оборудование профессионалам, которые благодаря знаниям и огромному опыту, смогут увеличить срок службы ДГУ и сократить расходы при аварийных ситуациях.

Как известно, при прохождении тока через проводник (катушку) образуется магнитное поле. И, наоборот, при движении проводника вверх-вниз через линии магнитного поля возникает электродвижущая сила. Если движение проводника медленное, то соответственно возникающий электрический ток будет слабым. Значение тока прямо пропорционально напряженности магнитного поля, числу проводников, и соответственно скорости их движения.

Простейший генератор тока состоит из катушки, изготовленной в виде барабана, на которую намотана проволока. Катушка крепится на валу. Барабан с проволочной обмоткой еще называют якорем.

Для снятия тока с катушки, конец каждого провода припаивается к токособирающим щеткам. Эти щетки должны быть полностью изолированы друг от друга.


Генератор переменного тока


При вращении якоря вокруг своей оси происходит изменение электродвижущей силы. Когда виток поворачивается на девяносто градусов сила тока максимальная. При следующем повороте падает к значению нуля.


Полный оборот витка в генераторе тока создает период тока или, другими словами, переменный ток.


Для получения постоянного тока используется переключатель. Он представляет собой разрезанное кольцо на две части, каждая из которых присоединена к разным виткам якоря. При правильной установке половинок кольца и токособирающих щеток, за каждый период изменения силы тока в устройстве, во внешнюю среду будет поступать постоянный ток.


Крупный промышленный генератор тока имеет неподвижный якорь, именуемый статором. Внутри статора вращается ротор, создающий магнитное поле.

Обязательно прочитайте статьи про автомобильные генераторы:

В любом автомобиле есть генератор тока, работающий при движении машины для питания электрической энергией аккумулятора, систем зажигания, фар, радиоприемника и т.д. Обмотка возбуждения ротора является источником магнитного поля. Для того чтобы магнитный поток обмотки возбуждения подводился без потерь к обмотке статора, катушки помещают в специальные пазы стальной конструкции.

Когда в проводнике, двигающемся в магнитном поле и пересекающем его магнитные силовые линии, индуктируется ЭДС. Следовательно, такой проводник может нами рассматриваться как источник электрической энергии.

Способ получения индуктированной ЭДС, при котором проводник перемещается в магнитном поле, двигаясь вверх или вниз, очень неудобен при практическом его использовании. Поэтому в генераторах применяется не прямолинейное, а вращательное движение проводника.

Основными частями всякого генератора являются: система магнитов или чаще всего электромагнитов, создающих магнитное поле, и система проводников, пересекающих это магнитное поле.

Возьмем проводник в виде изогнутой петли, которую в дальнейшем будем называть рамкой (рис. 1), и поместим ее в магнитное поле, создаваемое полюсами магнита. Если такой рамке сообщить вращательное движение относительно оси 00, то стороны ее, обращенные к полюсам, будут пересекать магнитные силовые линии и в них будет индуктироваться ЭДС.

Рис. 1. Индуктирование ЭДС в пелеобразном проводнике (рамке), вращающемся в магнитном поле

Присоединив к рамке при помощи мягких проводников электрическую лампочку, мы этим самым замкнем цепь, и лампочка загорится. Горение лампочки будет продолжаться до тех пор, пока рамка будет вращаться в магнитном поле. Подобное устройство представляет собой простейший генератор, преобразующий механическую энергию, затрачиваемую на вращение рамки, в электрическую энергию.

Такой простейший генератор имеет довольно существенный недостаток. Через небольшой промежуток времени мягкие проводника, соединяющие лампочку с вращающейся рамкой, скрутятся и разорвутся. Для того чтобы избежать подобных разрывов в цепи, концы рамки (рис.2) присоединяются к двум медные кольцам 1 и 2, вращающимся вместе с рамкой.

Эти кольца получили название контактных колец. Отведение электрического тока с контактных колец во внешнюю цепь (к лампочке) осуществляется упругими пластинками 3 и 4, прилегающими к кольцам. Эти пластинки называются щетками.

Рис. 2. Направление индуктированной ЭДС (и тока) в проводниках А и Б рамки, вращающейся в магнитном поле: 1 и 2 — контактные кольца, 3 и 4 — щетки.

При таком соединении вращающейся рамки с внешней цепью разрыва соединительных проводов не произойдет, и генератор будет работать нормально.

Рассмотрим теперь направление индуктирующейся в проводниках рамки ЭДС или, что то же самое, направление индуктированного в рамке тока при замкнутой внешней цепи.

При направлении вращения рамки, которое показано на рис. 2, в левом проводнике АА ЭДС будет индуктироваться в направлении от нас за плоскость чертежа, а в правом ВВ — из-за плоскости чертежа на нас.

Так как обе половины проводника рамки соединены между собой последовательно, то индуктированные ЭДС в них будут складываться, и на щетке 4 будет положительный полюс генератора, а на щетке 3 отрицательный.

Проследим за изменением индуктированной ЭДС за полный оборот рамки. Если рамка, вращаясь в направлении часовой стрелки, повернется на 90° от положения, изображенного на рис. 2, то половинки ее проводника в этот момент будут двигаться вдоль магнитных силовых линий, и индуктирование ЭДС в них прекратится.

Дальнейший поворот рамки еще на 90° приведет к тому, что проводники рамки снова будут пересекать силовые линии магнитного поля (рис. 3), но проводник АА будет при этом по отношению к силовым линиям двигаться не снизу вверх, а сверху вниз, проводник же ВВ, наоборот, будет пересекать силовые линии, двигаясь снизу вверх.

Рис. 3. Изменение направления индуктированной э. д. с. (и тока) при повороте рамки на 180° по отношению к положению, приведенному на рис. 2.

При новом положении рамки направление индуктированной ЭДС в проводниках АЛ и ВВ изменится на обратное. Это следует из того, что самое направление, в котором каждый из этих проводников пересекает в этом случае магнитные силовые линии, изменилось. В результате полярность щеток генератора также изменится: щетка 3 станет теперь положительной, а щетка 4 отрицательной.

Таким образом, за один полный оборот рамки индуктированная ЭДС дважды меняла свое направление, причем величина ее за это же время также дважды достигала наибольших значений (когда проводники рамки проходили под полюсами) и дважды равнялась нулю (в моменты движения проводников вдоль магнитных силовых линий).

Вполне понятно, что изменяющаяся по направлению и величине ЭДС вызовет в замкнутой внешней цепи изменяющийся по направлению и величине электрический ток.

Так, например, если к зажимам данного простейшего генератора присоединить электрическую лампочку, то за первую половину оборота рамки электрический ток через лампочку будет идти в одном направлении, а за вторую.половину оборота — в другом.

Рис. 4. Кривая изменения индуктированного тока за один оборот рамки

Представление о характере изменения тока при повороте рамки на 360°, т. е. за один полный оборот, дает кривая на рис. 4. Электрический ток, непрерывно изменяющийся по величине и направлению, носит название .

Электрогенератор – один из составляющих элементов автономной электростанции , а также многих других. По сути, он и является самым важным элементом, без которого невозможна выработка электрической энергии . Электрогенератор преобразует вращательную механическую энергию в электрическую. Принцип его действия основан на так называемом явлении самоиндукции, когда в проводнике (катушке), двигающемся в силовых линиях магнитного поля возникает электродвижущая сила (ЭДС), которую можно (для лучшего понимания вопроса) назвать электрическим напряжением (хотя это и не одно и то же).

Составными частями электрического генератора являются магнитная система (в основном используются электромагниты) и система проводников (катушек). Первая создает магнитное поле, а вторая, вращаясь в нем, преобразует его в электрическое. Дополнительно в генераторе есть еще и система отвода напряжения (коллектор и щетки, соединение катушек определенным образом). Она собственно связывает генератор с потребителями электрического тока.

Получить электроэнергию можно и самому, проведя самый простейший опыт. Для этого нужно взять два разнополюсных магнита или повернуть два магнита разными полюсами друг к другу, и поместить между ними металлический проводник в виде рамки. К ее концам подключить небольшую (слабомощную) электрическую лампочку. Если рамку начать вращать в ту или другую сторону, лампочка начнет светится, то есть на концах рамки появилось электрическое напряжение, а через ее спираль потек электрический ток . Точно также происходит в электрогенераторе, стой лишь разницей, что в электрогенераторе более сложная система электромагнитов и намного сложнее катушка из проводников, обычно медных.

Электрогенераторы различаются как по типу привода, так и по виду выходного напряжения. По типу привода, который приводит его в движение:

  • Турбогенератор – приводится в движение при помощи паровой турбины или газотурбинного двигателя. В основном используются на больших (промышленных) электростанциях.
  • Гидрогенератор – приводится в движение при помощи гидравлической турбины. Применяется также на больших электростанциях, работающих посредством движения речной и морской воды.
  • Ветрогенератор – приводится в движение при помощи энергии ветра. Используется как в маленьких (частных) ветряных электростанциях , так и в больших промышленных.
  • Дизель-генератор и бензо-генератор приводятся в движение соответственно дизельным и бензиновым двигателем.

По виду выходного электрического тока:

  • Генераторы постоянного тока – на выходе получаем постоянный ток.
  • Генераторы переменного тока. Бывают однофазные и трехфазные, с однофазным и трехфазным выходным переменным током соответственно.

Различные типы генераторов имеют свои конструктивные особенности и практически несовместимые узлы. Объединяет их лишь общий принцип создания электромагнитного поля путем взаимного вращения одной системы катушек относительно другой либо относительно постоянных магнитов. Ввиду этих особенностей ремонт генераторов или их отдельных компонентов под силу только квалифицированным специалистам.

Как работает автомобильный генератор [стартер]

Генератор используется в автомобилях для зарядки аккумулятора и обеспечения электрической системы авто. Устройство расположено в непосредственной близости от двигателя. Оно работает по тому же принципу, что и динамо-машина, но немного сложнее.

Проблемы с генератором случаются довольно часто, потому что это устройство выполняет очень важную работу в автомобиле. Необходимо, чтобы при замене были установлены новые и надежные детали, которые будут правильно выполнять свою работу.

Автомобильный генератор (стартер) — это обычное устройство, которое подает электричество на все узлы автомобиля, и заряжает аккумулятор. Он представляет собой мини-электростанцию, работающую от двигателя, а когда двигатель не работает, электричество вырабатывается аккумулятором.

Все современные автомобили имеют генераторы переменного тока и стартеры. Они намного сильнее и обеспечивают достаточный ток для зарядки аккумулятора и втягивающего реле даже при минимальном количестве оборотов.

Назначение генератора

Для запуска машины требуется хорошая работа стартера и определенное количество электричества, которое хранится в батарее. Когда водитель заводит автомобиль с помощью стартера, помимо аккумулятора, электричество потребляется еще и другими устройствами — это фары, указатели поворота, сирена, дворники, отопление.

Без генератора (стартера) электричество, накопленное в батарее, расходуется очень быстро. Задача устройства — постоянно производить необходимое количество электроэнергии для питания всех систем авто, включая стартер и одновременно сохранять ее избыток в аккумуляторе.

Поскольку аккумулятор заряжается постоянным током, генератор содержит выпрямители, которые преобразуют переменное электричество в постоянный ток. Это защищает устройство от перегрузки и предотвращает разрядку аккумулятора при медленном вращении втягивающего реле или включении стартера.

Принцип работы генератора

Основное назначение устройства — поддерживать аккумулятор в рабочем состоянии. Механизм использует мощность двигателя для создания электричества, которое затем отправляет в аккумулятор, чтобы полностью зарядить его.

Мощность двигателя передается через приводной и зубчатый ремень. Именно поэтому очень важно проверять состояние ремней и обмотки возбуждения, чтобы делать регулярную замену.

Когда машина двигается с включенными электрическими устройствами, такими как фары, дворники, радио, то идет большое потребление энергии. Если бы все системы в автомобиле работали только от аккумулятора, он полностью разрядился бы всего за несколько минут. Чтобы предотвратить быструю разрядку аккумулятора и поддерживать постоянно полный заряд, используется генератор переменного тока.

Детали генератора и их функции

Компоненты генератора переменного тока:

  • ротор;
  • стартер;
  • электронный регулятор напряжения — регулятор;
  • втягивающее реле;
  • бендикс;
  • выпрямитель;
  • корпус;
  • подшипники.

Механизм имеет обмотку возбуждения и ротор с электромагнитами, поэтому магнитное поле создает напряжение, но оно переменное. Устройство имеет индуктивные обмотки, в которых вырабатывается электричество, на неподвижном кольце — статоре. В середине стартера вращается обмотка ротора, окруженная полюсами-когтями.

Ротор представляет собой электромагнит с одной вращающейся обмоткой возбуждения, концы которой соединены с отдельными скользящими кольцами. Щетки на контактных кольцах подают электроэнергию на обмотку ротора. Это создает магнитное поле с различными полюсами. Если магнитное поле вращается, в обмотке возбуждения создается электрическое напряжение.

Чем больше магнитов проходит через эту обмотку возбуждения в определенное время, тем выше будет реализуемое напряжение. Поскольку для аккумуляторной батареи требуется постоянное напряжение, в дополнение существуют диоды или другие выпрямители, которые преобразуют ток.

Очень важно, чтобы напряжение всегда было одинаковым, иначе могут произойти сбои.

По этой причине обязательно должен быть переключатель управления, основная роль которого заключается в ограничении напряжения и ослаблении передачи тока.

Возможные поломки

Проблемы с генератором случаются довольно часто. Практически на всех моделях автомобилей необходимо регулярно проверять эту часть автомобиля.

Поскольку система зарядки авто играет ключевую роль для всех электрических устройств, она должна работать четко и без сбоев. Поломки любой детали, включая втягивающего реле, могут вызвать серьезные проблемы с электричеством и помешать безопасному вождению.

Проблема в том, что довольно сложно четко диагностировать работу генератора без каких-либо инструментов. Для диагностики лучше обратиться к мастеру в автомастерскую. Поломки аккумулятора часто выглядят как проблемы с генератором, и наоборот.

Наиболее распространенные поломки:

  • не горят сигнальные лампочки на панели управления;
  • уменьшение интенсивности света при выключении двигателя;
  • троллинг двигателя и пр.
Свет всегда сигнализирует о возможной поломке, поэтому важно не игнорировать это предупреждение.

За правильной работой авто можно следить на панели приборов, где расположена контрольная лампа. Если она становится красного цвета, ее свечение во время работы двигателя означает опасность. Зажигание контрольной лампы на панели приборов — это знак того, что что-то нужно срочно проверить, иначе машина остановится и на двигателе появятся значительные повреждения.

Зажигание лампы может появиться просто из-за плохого контакта, а также при полном прекращении работы генератора, когда аккумулятор может подавать электричество только на короткое время. Зажигание лампы также может вызвать разрыв ремня, приводящего в действие генератор.

Проблемы с ремнем ГРМ

Зубчатый ремень — очень важная часть всей системы. Если автомобиль с дизельным двигателем и двумя ремнями, то при повреждении одного ремня можно продолжить движение в течение некоторого времени, даже если генератор выйдет из строя.

Если в автомобиле только один ремень, то двигатель может перегреться, и вода будет вытекать из системы. Это может привести к более серьезной поломке и дорогому ремонту.

Неисправный регулятор

Еще одна частая причина появления сигнальной лампы — неисправный контроллер. Это может означать износ щеток, а также неисправность электронной части регулятора. Хотя на некоторых моделях щетки можно заменить, чтобы сэкономить на ремонте, чаще всего приходится менять весь регулятор.

При такой неисправности интенсивность лампы при работе мотора имеет ярко выраженный красный цвет, но если она светит тускло, то неисправность в диодах.

Также можно почувствовать кислый запах, что означает, что сломан контроллер. Можно проверить верхнюю поверхность аккумулятора. Если она влажная, значит из-за слишком сильного заряда выходит кислота. За правильную зарядку отвечает регулятор, и в этой ситуации его нужно срочно заменить.

Лучше всего доверить эту работу мастерам автосервиса. При самостоятельном ремонте обязательно нужно отключить кабели аккумулятора, чтобы случайно не задеть клеммы металлическим ключом и не навредить еще больше.

Проверяем исправность генератора

Если нужно проверить исправность генераторного механизма в машине, понадобится цифровой вольтметр. С помощью этого инструмента можно быстро и легко увидеть уровень напряжения.

Пошаговая проверка:

  • Необходимо полностью выключить мотор.
  • На вольтметре подключите красный провод к положительному заряду батареи.
  • Черный провод подключаем к отрицательной стороне батареи.
  • Убедитесь, что вольтметр настроен на измерение постоянного напряжения.

Прибор должен показать напряжение выше 12,65 В. Это означает, что аккумулятор полностью заряжен и генератор работает нормально. Если значение выше или ниже указанного уровня — это явный признак того, что появились проблемы с генератором или аккумулятором.

Теперь нужно вынуть щупальца вольтметра из аккумулятора и завести машину. Далее необходимо снова положить щупальца на аккумулятор. Считайте напряжение при работающем двигателе, оно должно быть в диапазоне от 13,5 до 14,5 вольт. Если это так, то генератор в порядке.

Генератор переменного тока — это чрезвычайно важная деталь автомобиля, без него нормальная работа машины невозможна. Поэтому лучше держать механизм в порядке, чтобы не было более серьезных поломок, способных полностью вывести из строя все системы авто.

Если генератор часто выходит из строя, важно своевременно отреагировать и вовремя заменять поврежденные детали на новые. Это может существенно продлить срок службы автомобиля.

Мастера автосервиса сделают качественную компьютерную диагностику и устранят все неисправности в автомобиле.

Автосервис «СтартерЕКБ» специализируется в Екатеринбурге на ремонте стартеров для иномарок более 10 лет. Здесь можно посмотреть cхему проезда и контакты.

Принцип работы автомобильного генератора переменного тока со статорным возбуждением

Образец цитирования: Гладышев С., Фельдпауш Т., Натараян Н. и Окраинская И., «Принцип работы автомобильного генератора переменного тока с возбуждением от статора постоянного тока», Технический документ SAE 2004-01-0365, 2004 г. , https://doi.org/10.4271/2004-01-0365.
Скачать ссылку

Автор(ы): С.П. Гладышев, Терри Фельдпауш, Н. Натараджан, И. С. Окраинская

Филиал: Университет Мичиган-Дирборн, Южно-Уральский государственный университет

Страниц: 8

Событие: Всемирный конгресс и выставка SAE 2004

ISSN: 0148-7191

Электронный ISSN: 2688-3627

Также в: Программно-аппаратные системы, системная инженерия, усовершенствованная упаковка электроники и электромагнитная совместимость (Emc) — SP-1857

Как работают генераторы — устранение неисправности генератора на автомобиле

В прошлом генератор переменного тока в основном использовался для питания системы освещения автомобиля. Сегодня генератор должен обеспечивать электроэнергией не только систему освещения, но и электроэнергию для стартерной батареи и различного другого электрооборудования. Вот почему мы сейчас говорим о генераторе, а не о генераторе переменного тока.

Генератор переменного тока (электрогенератор)

Основной принцип генератора переменного тока всегда один и тот же: часть энергии вращения коленчатого вала преобразуется в электрическую энергию. Если генератор не был построен непосредственно вокруг коленчатого вала, вращательное движение коленчатого вала должно сначала передаваться на генератор переменного тока.В большинстве случаев это делается с помощью клинового или поликлинового ремня. Важнейшими элементами генератора являются регуляторы заряда, роликовые подшипники, угольные щетки, диоды, муфты свободного хода и контактные кольца.

Задачи генератора

В настоящее время генератор переменного тока в основном представляет собой трехфазный генератор. Он вырабатывает электроэнергию для всех потребителей электроэнергии в автомобиле во время движения автомобиля, основными потребителями которого являются вентиляция и обогрев заднего стекла. Но даже блоку управления двигателем для работы нужны импульсы тока.Генератор также отвечает за то, чтобы стартерная батарея заряжалась или оставалась полностью заряженной во время движения. Потому что аккумулятор является накопителем энергии в автомобиле и образует, так сказать, резервную копию генератора, иногда даже во время движения. Если двигатель внутреннего сгорания выключен, аккумулятор разряжается, например, если такие потребители, как стояночные огни, остаются включенными или если стояночный отопитель всегда используется для коротких поездок.

Производительность генератора

Многие знакомы с этим по старым мопедам или Vespas: когда автомобиль работает на холостом ходу, фары лишь слегка вспыхивают.С другой стороны, когда вы поворачиваете дроссельную заслонку, свет ярко светит. Эти времена прошли с начала 1980-х годов и с использованием трехфазного генератора. Современные генераторы переменного тока уже обеспечивают достаточную мощность и, следовательно, электричество на холостом ходу (между 650 и 900 оборотами коленчатого вала) для питания потребителей в автомобиле.

По сравнению со старыми системами (генераторами постоянного и переменного тока) трехфазные генераторы не только мощнее, но и надежнее, меньше (примерно размером с гандбольный мяч) и легче (примерно 0,5 кг).Девять килограммов) Авто соответствовало существующим потребителям. Это может быть максимум на десять процентов ниже, чем энергопотребление всех клиентов в автомобиле, если они активируются одновременно. Десятипроцентная разница затем перекрывает батарею в случае чрезвычайной ситуации — упоминается резервная копия.

Из-за неуклонно увеличивающегося количества потребителей электроэнергии в автомобиле продолжает увеличиваться зарядный ток генераторов. В то время как в 1980-х годах для компактного автомобиля было достаточно около 50 ампер зарядного тока, сегодня генераторы переменного тока генерируют от 100 до 250 ампер, в зависимости от типа автомобиля. Между прочим, в число токосъемников входят не только функции комфорта, расширенные в современных автомобилях, но и технологии двигателей, такие как насосы высокого давления для подачи топлива или электромагнитные клапаны форсунок.

Функция генератора

Проще говоря, генератор преобразует механическую энергию коленчатого вала в электрическую, вращая его внутри. Поле возбуждения создается ротором размером с кулак и обычно индуцирует трехфазное переменное напряжение, которое после выпрямления подается в бортовую сеть автомобиля.В большинстве случаев генератор приводится в движение клиновым ремнем или поликлиновым ремнем, который соединен с генератором через шкив. Генератор не только вырабатывает электроэнергию, но и заряжает стартерную батарею во время движения. Генератор использует мощность двигателя для производства электроэнергии, возможно около пяти лошадиных сил. Это стоит топлива и спринта одновременно. Поэтому современные генераторы переменного тока регулируются по потребности, чтобы сделать преобразование энергии более эффективным. Когда автомобиль сильно ускоряется, мощность генератора снижается, а сопротивление уменьшается.С другой стороны, на фазах движения накатом, когда двигатель не потребляет топливо из-за отключения движения накатом, от генератора переменного тока потребляется больше мощности, и сопротивление увеличивается.

Световой индикатор заряда – первая индикация неисправности

Если контрольная лампочка зарядки (индикатор аккумулятора) на комбинации приборов загорается при работающем двигателе, генератор получает слишком мало зарядного тока от автомобильного аккумулятора или вообще не получает его.

Прямо перед водителем установлен важный «инструмент» для проверки работы самого генератора.Это лампочка контроля заряда в комбинации приборов. Символ генератора или аккумулятора всегда загорается при включении зажигания. Если он по-прежнему горит при работающем двигателе и на холостом ходу, это может быть признаком того, что включенные потребители не получают необходимой мощности и что аккумулятор в настоящее время поддерживает систему. Чтобы это прояснить, достаточно короткого нажатия на педаль акселератора. В большинстве случаев свет внезапно гаснет, и все хорошо.Если индикатор продолжает гореть, это может быть признаком неисправности генератора.

Генератор неисправен

В принципе, трехфазные генераторы не требуют технического обслуживания, износостойки и часто служат в течение всего срока службы. Однако, если генератор сломан, аккумулятор постепенно разряжается. В худшем случае двигатель останавливается во время движения автомобиля, потому что блок управления двигателем и топливный насос все еще должны получать питание. Все пошло лучше, когда водитель стал скептически относиться к тому, что утром машина с трудом заводилась, хотя накануне было пройдено большое расстояние.Потому что в этом случае стартерная батарея должна быть фактически полностью заряжена.

Что может сломаться в генераторе?

  1. Изношены угольные щетки регулятора генератора.
    ➤ Симптомы: горит лампочка контроля заряда, аккумулятор не заряжается
    ➤ Решение: заменить щетки или регулятор
  2. Неисправен регулятор генератора.
    ➤ Симптомы: батарея греется (перезаряд), батарея разряжена (нет заряда), лампочка контроля заряда становится ярче с увеличением скорости, лампочка прогорает.
    ➤ Решение: заменить регулятор генератора.
  3. Неисправны подшипники ременного привода или муфты свободного хода.
    ➤ Симптомы: Шум от ременной передачи (свист, скрежет), аккумулятор не заряжен, горит индикатор заряда.
    ➤ Решение: Проверить ременный привод и муфту свободного хода, при необходимости заменить.
  4. Коррозия или дефекты кабельных соединений.
    ➤ Симптомы: Не достигается зарядное напряжение, перепад напряжения между генератором и аккумулятором.
    ➤ Решение: Проверьте/замените кабели и соединения.
  5. Слишком слабое натяжение клинового ремня.
    ➤ Симптомы: Мигает индикатор нагрузки, клиновой ремень проскальзывает и скрипит в процессе
    ➤ Решение: Натяните или замените клиновой ремень.
  6. Короткое замыкание или обрыв диодов.
    ➤ Симптомы: разрядился аккумулятор на стоянке (если неисправен плюсовой диод).
    ➤ Решение: отключить аккумулятор, заменить или отремонтировать генератор.
  7. Обмотка генератора неисправна.
    ➤ Симптомы: горит индикатор заряда, аккумулятор не заряжается.
    ➤ Решение: Замените или отремонтируйте генератор.
  8. Выпрямитель генератора неисправен.
    ➤ Симптомы: аккумулятор не заряжается, горит индикатор.
    ➤ Решение: заменить или отремонтировать генератор.

Проверка генератора мультиметром

Если возникает проблема, относительно легко проверить генератор. Зарядное напряжение генератора проверяется мультиметром (примерно от 20 долларов):

.
  1. Установите диапазон напряжения постоянного тока на мультиметре (до 15 или 20 В)
  2. Подсоедините черную клемму к полюсу заземления, красную клемму к положительному полюсу
  3. При выключенном двигателе напряжение автомобиля батарея должна быть между 12.2 и 13,6 вольт (если напряжение значительно ниже, т.е. ниже 12 вольт, рекомендуется зарядка с помощью зарядного устройства)
  4. Включите двигатель, зарядное напряжение должно быть примерно от 13,4 до 14,8 вольт на холостом ходу
  5. Повторите измерение при при скорости 4000 об/мин напряжение должно оставаться постоянным
Напряжение генератора составляет от 13,4 до 14,8 вольт. Измеряется на холостом ходу и при 4000 об/мин. В напряжении ничего не должно измениться.

Если напряжение не поднимается до указанных значений через несколько секунд при включенном двигателе, это свидетельствует о неисправности генератора.Во избежание повреждения проводки можно проверить измерение на контактах генератора. Если есть явное различие, необходимо проверить кабель! Если напряжение при 4000 об/мин заметно превышает значение, измеренное на холостом ходу, это свидетельствует о неисправности регулятора генератора. В этом случае аккумулятор может перегреться и вывести из строя бортовую электронику. В мастерской механик также может проверить генератор с помощью осциллографа и соответствующим образом интерпретировать кривые измеренных значений.

Регулятор генератора неисправен

Регулятор генератора, также называемый регулятором напряжения, встроен в генератор. Одной из его задач является поддержание напряжения генератора примерно постоянным при любых нагрузках и скоростях. Это единственный способ гарантировать отсутствие колебаний напряжения, которые могут повредить электронные компоненты автомобиля. Контроллер сконструирован таким образом, что позволяет напряжению генератора стабилизироваться примерно до 14 вольт (напряжение зарядки генератора), так что напряжение ниже напряжения газообразования стартерной батареи.

Две маленькие угольные щетки регулятора генератора часто изнашиваются – это можно узнать по тому, что щетки значительно короче. В старых автомобилях можно заменить только угольные щетки, стоимость которых составляет несколько евро. Если необходимо заменить весь регулятор генератора, это стоит от 20 до 80 евро. В зависимости от доступности время установки составляет от десяти минут до одного часа. Однако это также может быть сложным: если доступ к моторным отсекам затруднен, возможно, придется демонтировать дополнительные блоки для замены регулятора генератора переменного тока, что делает этот вопрос достоянием мастерской.

Проверить клиновой ремень и ременную передачу

Также необходимо быстро проверить: натяжение клинового ремня и шкив свободного хода. Он отделяет ременной привод генератора от вибрирующего коленчатого вала, приводящего в движение ремень. Обычно генератор работает примерно в два раза быстрее коленчатого вала, что может означать от 1400 до 12 000 оборотов в минуту — максимальная производительность. Поэтому неудивительно, что подшипники, встроенные в шкив, не всегда выдерживают такую ​​нагрузку в течение длительного времени.Скрежет и скрип при включении двигателя, которые исходят непосредственно от муфты свободного хода генератора, указывают на повреждение подшипника. Если он неисправен, ременный шкив иногда можно демонтировать даже при установленном генераторе и заменить подшипник внутри (закрепить торксом или многозубчатым). Замена стоит от 20 до 60 евро, в зависимости от модели и качества.

Как работает генератор в вашем автомобиле? — Ценный путеводитель

Если вы думаете, что ваша ответственность закончилась после покупки хорошего аккумулятора для вашего автомобиля, то вы ошибаетесь.Да, ваш автомобильный аккумулятор действительно отвечает за запуск двигателя автомобиля и других аксессуаров вашего автомобиля. Но задумывались ли вы когда-нибудь, что заряжает эту батарею? Вы заряжаете аккумулятор своего смартфона каждый день, чтобы он мог работать целый день без муравьиных хлопот. То же самое происходит и с автомобильным аккумулятором. Генератор вашего автомобиля — это та важная часть, которая питает аккумулятор. Итак, как работает генератор, чтобы регулярно подавать такую ​​мощность в аккумулятор? Как генератор заряжает аккумулятор? Как работает генератор автомобиля? Каковы симптомы неисправного генератора?

Мы тщательно изучили этот вопрос, и теперь собираемся предоставить его.

Сначала нам нужно обсудить, что такое генератор переменного тока. Все мы знаем, что количество энергии в этой вселенной фиксировано. Он только меняет свою форму от одного к другому. Это правило известно как преобразование энергии. Прекрасным примером этого является генератор переменного тока. Он производит механическую энергию и преобразует ее в электрическую энергию. Это самый короткий и быстрый обзор, который вы можете получить. Но если вы смотрите глубже, то добро пожаловать в следующие несколько отрывков, где я расскажу вам, каков принцип работы вашего автомобильного генератора и как он влияет на производительность вашего автомобиля.

Внутри генератора переменного тока находятся некоторые компоненты, которые создают и преобразуют механическую энергию в электрическую. Это основные компоненты генератора.

1. Регулятор:

Регулятор напряжения помогает заряжать аккумулятор автомобиля, распределяя мощность. Он контролирует распределение мощности с помощью регулятора, чтобы батарея постоянно получала достаточное количество энергии.

2. Выпрямитель:

Генератор переменного тока производит переменный ток.Но для зарядки батареи требуется источник постоянного тока. Итак, есть схема выпрямителя для преобразования переменного тока в постоянный.

3. Ротор:

Это основная подвижная часть генератора переменного тока. Он может вращаться с помощью шкива и системы приводных ремней. Ротор здесь работает на вращающемся электромагните.

4. Токосъемное кольцо:

Токосъемное кольцо помогает ротору, обеспечивая в нем постоянный ток и необходимую мощность.

5. Подшипник:

Подшипник поддерживает вращение на валу вращения.

6. Статор:

Это несколько проволочных катушек, которые проходят через железное кольцо. Он находится снаружи ротора. Когда ротор вращается, он создает магнитное поле. Затем внутри статора возникает электрический ток.

7. Шкив:

Шкив отвечает за вращение ротора. Он связан с валом ротора и системой приводных ремней.

Рабочий механизм самого лучшего генератора переменного тока может выглядеть очень простым снаружи, но внутри происходит множество вещей.Вот почему вы должны знать, как работает генератор переменного тока? Я разделил эти механизмы на несколько выделенных событий. Я буду обсуждать там широко. В основном внутри генератора переменного тока происходят четыре общих шага.

1. Ротор вращается с помощью прикрепленного к нему шкива.

2. Электричество вырабатывается внутри статора по закону электромагнетизма.

3. Переменный ток преобразуется в постоянный в цепи выпрямителя.

4.Регулятор напряжения дает сигнал на запуск или остановку вращения ротора.

Вращение ротора

Итак, в первую очередь нам нужно вращать ротор. Все мы знаем, что генератор переменного тока использует принцип электромагнетизма для производства тока. Если вы не знаете, в чем заключается основной принцип электромагнетизма, позвольте мне объяснить его вам. Если вы непрерывно перемещаете магнит по катушке с проводом, то возникает небольшое напряжение. Но вам нужно, чтобы движение было непрерывным, иначе напряжение исчезнет.Если вы умножите витки этой катушки на большее число, вы получите большее выходное напряжение. В автомобильном генераторе ротор соединен со шкивом генератора. Приводной ремень раскручивает шкив, и в результате ротор начинает вращаться.

Создание электричества внутри статора

Ротор оснащен несколькими электромагнитами и может свободно перемещаться внутри генератора переменного тока. Здесь мы используем электромагниты, чтобы мы могли регулировать выходное напряжение, генерируемое генератором.Все магниты имеют два полюса, и электромагниты здесь не исключение. Электромагниты расположены таким образом, что северные полюса и южные полюса распределены равномерно. Когда ротор вращается, ток подается через щетки в роторе, чтобы намагнитить его.

С другой стороны, статор, который остается неподвижным на корпусе генератора переменного тока, имеет три набора проводов с огромным количеством витков. Ротор создает постоянно реверсивные напряжения в этих трех проводах, что означает, что он создает переменный ток (AC) в статоре.

Преобразование переменного тока в постоянный

Основной задачей генератора переменного тока является зарядка аккумулятора. Но ваша батарея будет заряжаться только постоянным током. Таким образом, единственный способ зарядить эту штуку — преобразовать переменный ток, производимый внутри статора, в постоянный. Для этого мы используем серию из 6 диодов в цепи выпрямителя. Диод — это электронный компонент, который пропускает ток только в одном направлении. Каждые два диода подключены обратно к одному из этих трех наборов проводов.С помощью этой схемы выпрямителя переменный ток преобразуется в постоянный, и теперь ваша батарея готова к зарядке.

Регулятор напряжения

Регулятор напряжения играет наиболее важную роль в зарядке аккумулятора. Он размещается внутри или снаружи генератора переменного тока. В большинстве случаев вы увидите его внутри, как и в некоторых автомобилях Ford. В этих автомобилях жгут проводов соединяет его с генератором.

Основной задачей регулятора является управление током возбуждения, подаваемым на ротор внутри генератора переменного тока.Если ток возбуждения не подается, генератор переменного тока не может вырабатывать напряжение. Если напряжение упадет ниже 13,5 В, регулятор начнет подавать ток возбуждения. В результате генератор заряжается. Когда создаваемое напряжение превышает 14,5 В, регулятор напряжения автоматически прекращает подачу тока возбуждения и зарядку генератора. Таким образом, регулятор напряжения помогает поддерживать напряжение генератора в диапазоне от 13,5 до 14,5 В, что идеально подходит для автомобильного аккумулятора.

Вы должны заметить некоторые симптомы, если ваш генератор вышел из строя или вышел из строя.В большинстве случаев мы неправильно оцениваем эти симптомы и виним аккумулятор. Давайте посмотрим, что это за симптомы.

1. Мигание фар:

Представьте, что вы едете ночью, и ваши фары мерцают или тускнеют. Это может произойти из-за того, что ваш генератор находится в плохом состоянии. Этот ужасный опыт может быть опасен на шоссе. Итак, вам лучше сначала проверить генератор, чтобы избавиться от этой ситуации.

2. Слабая батарея:

Если вы чувствуете, что батарея разряжена или разряжена, это может быть два случая.Во-первых, батарея фактически разряжена, а во-вторых, ваш генератор вышел из строя или возникли проблемы с перезарядкой генератора. Чтобы определить, в каком из них возникла проблема, вы должны проверить аккумулятор при выключенном двигателе. Проверьте напряжение на аккумуляторе. Если показания стандартные, то проблема должна быть связана с генератором.

3. Шум:

Если генератор переменного тока издает необычный шум или генератор перегревается, значит, что-то не так.В вашем генераторе есть ротор, который постоянно вращается, не издавая звука. Но если от него теперь исходит какой-то нежелательный шум, то вы знаете, что делать. Проверьте это, когда вы находитесь в тихом гараже. Запустите двигатель, чтобы определить шум.

4. Проблемы с запуском автомобиля:

Проблемы с запуском автомобиля? Не запускается или запускается после нескольких попыток? Ну, не вините свой автомобильный аккумулятор. Это может быть генератор переменного тока, который может производить достаточно соков для вашего автомобиля.Проверьте выходное напряжение, чтобы определить проблему.

5. Неисправности электрооборудования:

Единственным источником электроэнергии вашего автомобиля является генератор переменного тока. Если это пойдет не так, то электрические функции вашего автомобиля могут помешать и выйти из строя. Напряжение может повышаться и понижаться, и иногда ваши автомобильные аксессуары, такие как кондиционер, радио, фары и т. д., не будут работать. Если вы столкнулись с такими проблемами, вам необходимо как можно скорее вызвать механика или заменить генератор автомобиля.

Механизм генератора не является ракетостроением.Вы должны знать, что происходит внутри вашего автомобиля. Как видите, основным источником электроэнергии вашего автомобиля является генератор. Вы обязаны поддерживать его в хорошем состоянии, чтобы получить более плавный и плавный опыт вождения. В противном случае вам, возможно, придется столкнуться с ужасными переживаниями во время езды. Лучше быть осторожным с самого начала. Вы также можете покрасить снаружи в черный цвет с помощью пистолета-распылителя, чтобы он выглядел как новый. Надеюсь, вы изучили основные принципы выработки электроэнергии в автомобиле, а также принцип работы генератора переменного тока. Спасибо, что прочитали это до сих пор. Приятной поездки.

Все об автомобильных генераторах: функции, типы и многое другое

Двигатели внутреннего сгорания требуют источника электричества для создания искры и преобразования ее химической энергии в механическую энергию. Большинство людей часто путают аккумуляторы с источником электроэнергии. Тем не менее, батарея используется только для хранения электрических зарядов, это генератор переменного тока, который производит и непрерывно обеспечивает двигатель электричеством.

В этом руководстве мы предоставим полную информацию об автомобильном генераторе.

Функции генератора

Использование генераторов переменного тока в автомобилях заключается в обеспечении тока, но многие важные процессы связаны с его производительностью. Мы зачислили основную функцию генераторов в автомобилях.

  • Заряжает аккумулятор для обеспечения электроэнергией других компонентов автомобиля.
  • Самостоятельный стартер, важная часть системы зажигания, также питается от переменного тока.
  • Постоянно генерирует заряд для питания автомобиля во время движения.

Типы генераторов

Автомобильные генераторы переменного тока обычно различаются в зависимости от генерируемого ими тока и конструкции. Разница в нынешнем поколении зависит от потребностей автомобиля. Неуравновешенность спроса и предложения тока может негативно сказаться на автомобилях. См. следующие типы автомобильных генераторов в зависимости от конструкции и выходной мощности.

Обмотка двигателя генератора

На основе проекта

В зависимости от конструкции существует два основных типа генераторов переменного тока, которые мы упомянули ниже:

  • Явный полюс: Содержит выступающие полюса, установленные над тяжелым магнитным колесом из железа или стали.Эти генераторы переменного тока имеют короткие оси и большой диаметр.
  • Гладкая цилиндрическая: Изготовлена ​​из цельного стального цилиндра с прорезями через равные промежутки. Эти пазы работают как обмотка двигателя и могут генерировать 1800 об/мин.

На основе результатов

В зависимости от текущего поколения генераторы переменного тока следующие:

  • Однофазный: Постоянно генерирует одно переменное напряжение для автомобиля.
  • Двухфазный: Он содержит две обмотки для выработки разной силы тока.Эти обмотки работают попеременно, чтобы обеспечить непрерывный источник тока.
  • Трехфазный: содержит три обмотки и каждая обмотка расположена с разницей 120°.

Принцип работы

Генераторы

работают на простых физических принципах. Он содержит две обмотки: внешнюю обмотку, которая является стационарной и известна как «статор», и внутреннюю обмотку, которая вращается и известна как «ротор». На ротор подается ток, и он действует как электромагнит.Приводной ремень, соединенный с двигателем, используется для вращения этого электромагнита.

Анатомия генератора переменного тока с указанием его различных компонентов

Вращающийся электромагнит создает сильное магнитное поле и индуцирует ток в неподвижной обмотке статора. Переменный ток (AC), вырабатываемый стационарной обмоткой, преобразуется в постоянный ток (DC) с помощью диодов.

Внешний слой автомобильного генератора изготовлен из алюминия для ограничения магнитного воздействия на весь генератор.Кроме того, с обеих сторон двигателя есть вентиляционные отверстия для исключения магнитного заряда и предотвращения нагрева генератора переменного тока.

Эволюция генератора переменного тока в автомобилях

До генераторов была куча других электронных устройств, которые использовались в автомобилях. В то время не было понятия аккумуляторов в автомобиле, они работали от прямого источника тока автомобильного генератора. Генераторы или динамо-машины использовались до генераторов переменного тока. Генераторы работают по простому принципу преобразования энергии топлива в электрическую энергию и удовлетворяют все электрические потребности автомобиля. Однако динамо было более модифицированной версией генераторов. Он использует магнитное поле для создания электричества, аналогичного генераторам переменного тока. Автомобильная динамо-машина использовалась в качестве преамбулы при создании генераторов переменного тока, и все подобные устройства используют основной принцип динамо-машины.

Симптомы неисправного генератора

Генераторы

производятся для длительного срока службы. Средний срок службы устройства составляет от 7 до 10 лет. Но это может утомить и выйти из строя. Неисправный генератор можно легко распознать по следующим признакам.

Изношенный и ржавый генератор переменного тока, который вызывает многочисленные проблемы в автомобиле
  • Неисправная батарея: Когда генератор не работает должным образом, он чаще разряжает автомобильный аккумулятор. Кроме того, на приборной панели также загорится сигнальная лампа аккумулятора.
  • Проблема с зажиганием: Генератор не выдает достаточный ток для правильной работы стартера. Это влияет на систему зажигания и запуск автомобиля.
  • Тусклый свет и медленное электрооборудование: фары станут тусклее, чем обычно.Более того, другое эклектичное оборудование в машине начинает работать медленнее, чем положено.
  • Дуговой разряд: Изношенные щетки или магнит внутри генератора переменного тока вызывают искрение в автомобилях.

Стоимость автомобильного генератора

Обычно автомобильные генераторы не доставляют вам серьезных проблем, но как только они это сделают, вам придется их заменить. Ремонт или починка неисправного или мокрого автомобильного генератора не вариант, так как требует сложных инженерных знаний. Цена генератора зависит от модели автомобиля и производителя.Например, стартовая цена генераторов для Honda Accord составляет от 850 дирхамов ОАЭ. Для точной оценки стоимости вам необходимо проконсультироваться со специалистом

Все это было для того, чтобы объяснить, что такое генератор в автомобиле и его значение. Он отвечает за размещение всего электрического оборудования и обеспечение достаточного количества электроэнергии. Обычно у старых автомобилей проблемы с генератором. В новых электромобилях используются модернизированные генераторы переменного тока или динамо-машины, чтобы исключить колебания тока.Если вы хотите наслаждаться плавной ездой на электромобилях, просмотрите эти подержанные автомобили, выставленные на продажу в ОАЭ.

Оставайтесь с нами в ведущем автомобильном блоге ОАЭ, чтобы узнать больше об автомобильных генераторах.

Что делает генератор?

Генераторы являются одними из жизненно важных компонентов автомобиля. Итак, для вас важно полностью понять, что делает генератор переменного тока и каковы симптомы неисправного генератора. являются. В этой статье от Linquip мы хотим глубже погрузиться в мир генераторов и узнать о функциях генераторов на другом уровне.Продолжайте читать, чтобы понять их больше.

Определение генератора

Прежде всего, давайте кратко объясним определение генератора для тех, кто плохо знаком с этой темой или тех, кто забыл, что он делает.

Поскольку генераторы переменного тока обеспечивают переменный ток (или переменный ток), они называются так. Генераторы — это скрытая рука практически за аккумулятором каждого автомобиля. Они обеспечивают необходимое электричество для зарядки аккумулятора, а также поддерживают электрическую систему автомобиля.Они используют механическую энергию и, преобразовывая ее, обеспечивают электричеством ваш автомобиль. Генераторы считаются частью системы зарядки автомобиля, а также аккумулятором и регулятором напряжения.

Вам интересно узнать, как выглядит генератор переменного тока? Взгляните на картинку ниже! Это своего рода генератор переменного тока, который будет установлен под капотом автомобиля для выполнения различных задач, чтобы облегчить вашу жизнь!

Применение генератора переменного тока

Зная ответ на вопрос, что делает генератор переменного тока, вы сможете легко понять, как он работает с каждой возложенной на него задачей.Генератор переменного тока используется для разных целей, одна из них будет упомянутой выше (зарядка аккумулятора автомобиля и поддержка его электрической системы), а другими задачами будет питание различных электрических компонентов автомобиля, а также преобразование механической энергии в энергию. электричество.

Что делает генератор и как он работает?

До этого момента вы знали определение и применение генератора переменного тока. Но как работает генератор?

Внутри генератора переменного тока были разработаны различные детали, обеспечивающие выполнение процесса и достижение желаемого результата.Все начинается с корпуса, который удерживает все компоненты вместе. Внутри корпуса есть ротор, статор, подшипник, диод, регулятор напряжения, вентиляторы, ремень и т. д. У каждого из них есть определенная работа внутри генератора. Например, регулятор помогает регулировать напряжение, чтобы убедиться, что электрические системы автомобиля получают желаемое напряжение. Вентиляторы отвечают за поток воздуха и так далее. Давайте расширим их функции, чтобы точно знать, что делает генератор переменного тока и как его компоненты связаны друг с другом.

Генераторы обеспечивают постоянную мощность аккумуляторной батареи автомобиля. Они должны непрерывно генерировать постоянный ток при движении автомобиля и заряжать аккумулятор во время движения автомобиля. Это гарантирует, что автомобиль может полноценно работать на протяжении всего пути. Различные признаки указывают на необходимость ремонта генератора, такие как шум и т. д. Когда генератор выходит из строя, начинается разрядка аккумулятора автомобиля, и в конечном итоге ваш автомобиль перестанет работать, когда аккумулятор разрядится. Вы должны знать, что на самом деле не аккумулятор питает электрику автомобиля, а генератор переменного тока, обеспечивающий источник питания для аккумулятора, который помогает запустить автомобиль с помощью электрического стартера.А когда он запущен и работает, именно генератор питает электрическую систему автомобиля и заряжает аккумулятор, вырабатывая необходимую энергию.

Много лет назад генератор переменного тока называли генератором! Полезно знать, что они оба преобразуют механическую энергию. Но при сравнении генератора переменного тока с генератором вы должны знать, что выходная энергия генератора представляет собой переменный ток, а генератор обеспечивает постоянный ток. К тому же они разные по размеру! Генераторы намного меньше их! И внутреннее убранство у них тоже разное.Генераторы создают вращающееся магнитное поле, а генераторы — стационарное.

Принцип работы заключается в том, что приводной ремень (или поликлиновой ремень) отвечает за привод генератора переменного тока, прикрепленного болтами к определенной точке двигателя автомобиля. Этот болт вращает ротор через первичный двигатель. Это движение создает магнитный поток. До двадцати магнитных полюсов в каждом роторе соединены с центральным первичным двигателем, чередуя север и юг с помощью различных щеток возле полюсов.Они делают это с помощью усыпляющих колец вокруг первичного двигателя, посылая постоянный ток к полюсам. Внешний источник питания или подключенные генераторы обеспечивают необходимую мощность для работы этого устройства.

Подробнее о функции генератора переменного тока Linquip

: полное и простое для понимания руководство по работе генераторов переменного тока

Сборка медных катушек в статоре обеспечивает правильную работу устройства. Двигатель вращает шкив, в результате чего ротор вращается мимо медных катушек, окружающих неподвижный железный сердечник (из него состоит статор генератора переменного тока).) Генерация магнитного потока, возникающая при движении ротора, создает переменный ток в генераторе переменного тока. На данном этапе произведенный кондиционер бесполезен для автомобиля. Вместо этого этот ток направляется на выпрямитель, состоящий из диода, который преобразует предоставленную мощность переменного тока в требуемый постоянный ток. Они могут либо направлять, либо блокировать ток.

Этот выпрямитель находится на конце генератора переменного тока, и после преобразования выходной мощности этот ток может заряжать аккумулятор или подавать необходимое электричество для электрических систем автомобиля.Несколько клемм в задней части генератора переменного тока подключены к автомобильному аккумулятору, обеспечивая подачу произведенного постоянного тока в аккумулятор. Еще одна часть, которая работает с помощью этих генераторов, — это ЭБУ, который отвечает за регулирование напряжения. Это относится к более новым автомобилям, но в старых автомобилях используется простой регулятор напряжения. В конце концов, вентиляционные отверстия на обоих концах генератора помогают с потоком воздуха. Вентиляция и охлаждение помогают генератору работать правильно. Избыточное тепло отводится через вентиляцию.Вентиляторы на обоих концах, приводимые в действие приводным ремнем, также могут охлаждать генератор.

Некоторые вещи, которые следует помнить

  • Средний выходной ток частного автомобиля составляет от 50 до 70 ампер, в то время как у более старых автомобилей он составляет около 30 ампер.
  • Генераторы могут работать до 15 лет при правильном обслуживании и надлежащем уходе.
  • Генераторы не требуют особого обслуживания.
  • Различные признаки, такие как затемнение фар, разряженный аккумулятор, ненужное загорание индикатора проверки двигателя, проблемы с электрическими системами и т. д.все может показать, что, вероятно, что-то не так с вашим генератором, и вы должны исправить это немедленно, иначе вы вообще не сможете использовать свой автомобиль!
  • Проверьте исправность генератора с помощью мультиметра, чтобы проверить аккумулятор и его выходную мощность.
  • Сигнальная лампа в форме аккумулятора или значок зарядки в вашем автомобиле указывает на необходимость проверки генератора.
  • Шум от генератора также может быть признаком неисправного генератора, и вам нужен специалист, который поможет определить проблему.
  • Держите генератор подальше от брызг воды во время мойки автомобиля. Любые капли воды, капли моющего средства, охлаждающая жидкость или утечка масла могут легко повредить генератор.

Теперь, когда вы знаете полную структуру генератора переменного тока и узнали, что делает генератор переменного тока, как насчет того, чтобы поделиться с нами своими мыслями и комментариями по этому вопросу? Комментарий ниже и дайте нам знать, что вы думаете! А если у вас есть какие-либо вопросы о генераторах переменного тока, зарегистрируйтесь на Linquip прямо сейчас, и мы поможем вам в мгновение ока!

Принцип действия (автомобиль)

14.8.

Генераторы

14. 8.1.

Принцип работы

Принцип работы генератора показан на рис. 14.14. Одиночная петля проводника проходит через полюса подковообразного ярма из мягкого железа. Открытые концы петли образуют выводы для внешней цепи (в данном случае подключенной к лампочке). Постоянный магнит вращается между полюсными наконечниками и создает магнитное поле (линии потока) вокруг ярма.Когда вал ротора приводится в движение ременной передачей вентилятора, постоянный магнит вращается вокруг своей оси. Во время этого вращения по мере изменения ориентации магнита относительно полюсных наконечников магнитное поле в ярме постоянно находится в состоянии нарастания и затухания. В результате силовые линии магнитного потока постоянно пересекают два полупроводника контура. Всякий раз, когда два полюса магнита соприкасаются с полюсами ярма, линии максимального потока пересекают два полупроводника, благодаря чему в петле проводника устанавливается протекание тока под действием ЭДС индукции.

Рис. 14.14. Базовый одноконтурный генератор.
На рис. 14.14А магнит вращается по часовой стрелке, при этом его северный полюс находится слева, а южный полюс — справа от железного ярма. Линии потока циркулируют вокруг ярма по часовой стрелке от Северного к Южному полюсу. Кроме того, движение магнита заставляет линии потока пересекать проводники, а индуцированное напряжение создает ток в петле проводника по часовой стрелке.
На рис. 14.14B магнит теперь повернут еще на пол-оборота, так что положение полюсов магнита поменялось на противоположное: северный полюс находится с правой стороны ярма, а южный полюс — с левой стороны. . В результате направление линий магнитного потока вокруг ярма направлено против часовой стрелки. Это меняет направление потока генерируемого тока против часовой стрелки.
Таким образом, из-за вращения магнита полюса ярма постоянно меняют свою северную и южную полярность.Следовательно, направление линий потока постоянно меняется на противоположное, так что ток в проводниках непрерывно изменяется от максимального значения в одном направлении до максимального значения в противоположном направлении. Ток с многократно изменяющимся направлением его течения называется переменным током (AC). У двухполюсного магнита изменение его направления
происходит один раз за каждый полный оборот магнита. Выход, произведенный за один полный оборот, называется циклом переменного тока.14.8.2. Конструкция
В генераторах переменного тока на практике используется множество проводниковых обмоток вокруг кольцеобразного ярма, известных как обмотки статора и ярма статора (рис. 14.15А). Кроме того, ротор состоит из двух половин, чтобы еще больше уменьшить колебания напряжения, и каждая половина имеет несколько сегментных полюсов одинаковой полярности, так что при соединении они образуют кольцо чередующихся северных и южных полюсов (рис. 14.15В).

Рис. 14.15. Генератор. А. Вид в разрезе. B. Графический вид ротора и статора.
Типичный генератор переменного тока (Lucas) в разобранном виде показан на рис. 14.16. Этот генератор переменного тока представляет собой 3-фазную 12-полюсную машину с выпрямителем и микроэлектронным регулятором. Корпус генератора изготовлен из легкого алюминиевого сплава и содержит:
(i) ротор для формирования магнитных полюсов,
(ii) статор для несущих обмоток, в которых генерируется ток, (Hi) выпрямитель. блок для преобразования переменного и постоянного тока и
(iv) регулятор для ограничения выходного напряжения.

Рис. 14.16. Разобранный вид генератора.


Ротор.

Ротор имеет обмотку возбуждения, намотанную на железный сердечник и припрессованную к валу. Железный коготь помещен на каждом конце сердечника, чтобы сформировать 12 магнитных полюсов. Каждая коготь имеет по 6 пальцев, образующих отдельно северный и южный полюса (рис. 14.17).
Обмотка возбуждения магнита намотана на сердечник из мягкого железа. Две угольные щетки трутся о два медных контактных кольца и соприкасаются с обмотками.Используются два типа расположения щеток;
(а) Цилиндрического или бочкообразного типа, в котором два токосъемных кольца расположены рядом.
(6) Торцевой тип, в котором две щетки установлены соосно с валом.
Ротор приводится в движение коленчатым валом через клиноременный шкив и шпонку Вудраффа. Поскольку генераторы переменного тока работают на скоростях до 15 000 об/мин, а натяжение ремня должно быть достаточным для предотвращения проскальзывания на такой высокой скорости, ротор поддерживается на шарикоподшипниках. Эти подшипники смазываются и герметизируются на весь срок службы.Центробежный вентилятор, установленный рядом со шкивом, обеспечивает циркуляцию воздуха через машину для охлаждения полупроводниковых устройств, используемых в системе, и для предотвращения перегрева обмоток.

Рис. 14.17. Конструкция ротора.
Статор. Статор представляет собой многослойный элемент из мягкого железа, жестко прикрепленный к корпусу, на котором расположены три набора обмоток статора (рис. 14.18). Катушки из сравнительно толстого эмалированного медного провода образуют обмотки статора и расположены так, что в каждой обмотке индуцируются отдельные формы колебаний переменного тока при разрезании меняющимся магнитным потоком. Три набора обмоток могут быть соединены между собой двумя способами: (i) звезда и (ii) треугольник.

Рис. 14.18. Конструкция статора.

Рис. 14.19. Обмотки статора.
Оба типа обмоток статора показаны на рис. 14.19. В схеме «звезда» один конец трех обмоток соединен вместе, а выходной ток подается с концов A, B и C. В схеме «треугольник» три обмотки соединены в форме греческой буквы «А» и вывод снова берется из точек A, B и C.
Основное различие между двумя соединениями заключается в величине выходного сигнала. В конфигурации «звезда» напряжение между любыми двумя выходными точками представляет собой сумму ЭДС, индуцированной в двух связанных обмотках, тогда как напряжение в схеме «треугольник» ограничивается ЭДС, индуцированной только в одной обмотке. Для данной скорости и плотности потока
выходное напряжение обмотки звезды = 1,732 x выходное напряжение обмотки треугольником.
Выход схемы «Звезда» получается в основном от двух обмоток, но суммарно не удваивается. Это связано с тем, что только одна обмотка может быть расположена в любой момент времени в точке максимального магнитного потока, отсюда и значение 1,732, т. е. V3~. Энергия, генерируемая для обеих схем при заданной скорости, одинакова, и, следовательно, сравнение выходных токов дает
Выходной ток из обмотки треугольника = 1,732 x выходной ток из обмотки звезды.
В большинстве генераторов переменного тока для легковых автомобилей используется обмотка звезды, но предпочтительнее использовать статор с обмоткой треугольником для более высокого выходного тока. В некоторых специальных конструкциях мощных генераторов переменного тока обмотки статора могут быть изменены со звезды на треугольник, когда требуется большой выходной ток.
14.8.3.

Выпрямление тока

Для выпрямления генерируемого тока в некоторых генераторах переменного тока установлен внешний пластинчатый селеновый выпрямитель, но в большинстве устройств используются полупроводниковые диоды, образующие мостовую сеть. При трехфазном выходе 6 диодов расположены, как показано на рис. 14.20, чтобы обеспечить двухполупериодное выпрямление. Поскольку диоды действуют как односторонний клапан, ток, генерируемый в любой обмотке, всегда течет к аккумулятору через клемму B+.Для протекания этого постоянного тока требуется полная цепь, поэтому для передачи тока от «земли» к активной обмотке используется соответствующий заземляющий диод (в данном случае отрицательный диод).
В дополнение к выпрямлению тока диоды не пропускают ток от аккумулятора, когда выходное напряжение генератора меньше напряжения аккумулятора. Поэтому диоды исключают использование выключателя, необходимого в системе зарядки динамо. При неподвижном генераторе
соединение с генератором B+ находится под напряжением.Это необходимо помнить при демонтаже генератора с двигателя. Перед началом работ с генератором необходимо отсоединить клемму заземления аккумуляторной батареи.
На рис. 14.21 показаны различные варианты крепления выпрямительных диодов. Однако во всех конструкциях полупроводники должны охлаждаться, поэтому диоды обычно монтируют на радиаторе, изготовленном из блока или пластины из алюминиевого сплава.
14.8.4.

Возбуждение поля

В отличие от динамо-машины, в магнитных полюсах присутствует недостаточный остаточный магнетизм, чтобы инициировать процесс зарядки, поэтому батарея первоначально возбуждает (активирует) магниты возбуждения.Ранние генераторы переменного тока включали полевое реле для подключения аккумулятора к полю при включении зажигания. В настоящее время используется система самовозбуждения с тремя полевыми диодами для питания поля ротора частью тока, генерируемого

Рис. 14.20. Схема выпрямителя.

Рис. 14.21. Некоторые распространенные блоки выпрямителей с указанием расположения диода.
генератор переменного тока (рис. 14.22), когда генератор заряжается. Однако машина с самовозбуждением не может обеспечить начальный ток для возбуждения поля, чтобы инициировать процесс зарядки, и поэтому для этого используется сигнальная лампа зарядки. Подсхема контрольной лампы подает начальный ток возбуждения, а также подает сигнал для предупреждения водителя, когда система перестает работать.
При включении зажигания для запуска двигателя лампа подключается к аккумулятору, образуя цепь через поле на землю. Затем загорается лампа, и поле возбуждается до степени, контролируемой мощностью лампы. Типичный размер лампы 12 В, 2,2 Вт. С увеличением частоты вращения генератора p.d. на выходе полевых диодов также увеличивается, так что напряжение, подаваемое на лампу, постепенно снижается.Свет медленно тускнеет и, в конце концов, гаснет, когда выходное напряжение генератора становится равным напряжению аккумулятора (т. е. когда генератор включается и начинает заряжаться). На этом этапе полевые диоды обеспечивают общий ток возбуждения. Скорость включения, которая обычно составляет около 1000 об/мин, зависит от тока возбуждения. Чтобы иметь
более раннюю скорость включения, необходимо увеличить мощность лампы. Из вышеизложенного видно, что если лампа перегорела, генератор не заряжается.
Схема выпрямителя и полевого диода, используемая в генераторе переменного тока Lucas типа ACR, показана на рис. 14.22. Кабель от индикатора заряда соединяется с клеммой TND на генераторе, которая, в свою очередь, соединяется со стороной «+» поля.
14.8.5.

Регулировка напряжения

Выходное напряжение генератора должно быть ограничено, чтобы предотвратить перезаряд батареи и защитить электрооборудование от чрезмерного напряжения.Точный контроль напряжения особенно важен с постоянно растущим использованием электронных систем. Такой контроль есть и у

Рис. 14.22. Система самовозбуждающегося поля-9 диодов.
позволяет использовать герметичные батареи, так как возможность перезарядки сведена к минимуму.
На практике трудно добиться регулирования напряжения на автомобильном генераторе, поскольку частота вращения двигателя постоянно изменяется. Ранее объяснялось, что выходная мощность генератора без регулирования
возрастает линейно с частотой вращения двигателя. Выходная мощность генератора переменного тока также прямо пропорциональна напряженности магнитного поля и, в свою очередь, прямо пропорциональна току поля. Регулятор управляет этим током возбуждения в зависимости от выходного напряжения генератора. На рис. 14.23 показана блок-схема действия регулятора, показывающая, как ток возбуждения выключается при увеличении выходного напряжения и снова включается при падении выходного напряжения. Внезапное переключение тока возбуждения не вызывает резких изменений выходного напряжения из-за очень высокой индуктивности обмоток возбуждения (ротора).Весь процесс переключения занимает всего несколько миллисекунд. Многие регуляторы также включают в себя некоторые устройства компенсации температуры, чтобы обеспечить более высокую скорость зарядки в более холодных условиях и снизить скорость в жарких условиях.


Рис. 14.23. Блок-схема для представления действия регулятора.
При осмотре цепей регулятора необходимо знать, где прерывается цепь возбуждения. Это связано с тем, что некоторые схемы генератора обеспечивают постоянное питание обмотки возбуждения от диодов возбуждения, а регулятор переключает сторону земли.В других системах одна сторона обмотки возбуждения постоянно заземлена, и регулятор переключает сторону питания. Эти два метода представлены на рис. 14.24.
При регулировании выходного напряжения напряжение, подаваемое на обмотки возбуждения, не может превышать заданный уровень. Это, в свою очередь, позволяет протекать только небольшому току из-за сопротивления обмоток, так что устанавливается предел для напряженности поля. Это затем ограничивает максимальный ток, который может производить генератор.
Регуляторы могут быть механическими или электронными, причем последние почти распространены на современных автомобилях.Механический регулятор имеет обмотку, подключенную к выходу генератора переменного тока. Создаваемый в этой обмотке магнетизм пропорционален выходному напряжению. Набор нормально замкнутых контактов закреплен на якоре и удерживается в этом положении пружиной. Через эти контакты осуществляется питание обмотки возбуждения. Когда выходное напряжение превышает предварительно установленное значение
, скажем, 14,2 В, магнетизм в обмотке регулятора преодолевает натяжение пружины, так что контакты снова размыкаются. Это отключает ток возбуждения и приводит к падению выходной мощности генератора.Когда выходное напряжение падает ниже заданного значения, пружина снова замыкает контакты регулятора. Этот процесс продолжается снова и снова. На рис. 14.25 показана упрощенная схема механического регулятора. Этот принцип почти такой же, как очень раннее управление выходным напряжением динамо-машины.
Механические регуляторы страдают от износа контактов и других движущихся частей. Электронные регуляторы не сталкиваются с этой проблемой и с более точным допуском и гораздо более быстрым переключением намного превосходят, обеспечивая более стабильный выходной сигнал, чем механические регуляторы.Они также компактны и устойчивы к вибрации. Благодаря многочисленным преимуществам электронный регулятор теперь почти повсеместно устанавливается на генераторы переменного тока, что сокращает количество необходимых соединительных кабелей.
Ключом к электронному регулированию напряжения является диод Зенера, который можно сконструировать таким образом, чтобы он ломался и проводил ток в обратном направлении на определенном уровне. Он используется в качестве чувствительного элемента в электронном регуляторе.
Регулятор на машине Lucas 12 В устанавливает напряжение генератора максимум на 14.2 В, что соответствует напряжению полностью заряженной батареи. Поэтому генератор переменного тока должен изменять свой зарядный ток в соответствии с состоянием заряда батареи, что достигается установкой регулятора на одной стороне (земля для генераторов Lucas) поля ротора (рис. 14.26). Регулятор имеет силовой транзистор, который действует как устройство переключения возбуждения. Поток тока регулируется отношением времени, в течение которого переключатель закрыт, к периоду размыкания. При напряжении генератора ниже 14,2 В выключатель замкнут, но на 14.2 В переключатель срабатывает и поддерживает постоянное выходное напряжение независимо от генерируемого тока.

Рис. 14.24. Регулятор напряжения может переключать цепь возбуждения со стороны питания или земли.

Рис. 14.25. Упрощенная схема механического регулятора.
Диод защиты от перенапряжения. Отказ основного транзистора в регуляторе происходит, если плохой контакт или подобная неисправность вызывает внезапное увеличение напряжения при зарядке генератора.Иногда между выводом IND и землей устанавливают диод для защиты от перенапряжения, чтобы предотвратить повреждение регулятора. Диод открывается, когда импульсное напряжение превышает установленное значение. Отказ этого диода, поскольку он постоянно проводит ток, закорачивает поле и препятствует зарядке генератора.

Рис. 14.26. Регулятор управления током возбуждения и защита от перенапряжения.

Конструкция регулятора.

Ранние генераторы переменного тока включали удаленно расположенный регулятор для управления током возбуждения с помощью либо вибрирующих контактов, либо полупроводниковых переключателей.Сегодня в большинстве автомобилей используется микроэлектронный регулятор, размещенный в корпусе генератора переменного тока, который либо подключается к генератору короткими проводами, либо нажимными клеммами.
На рис. 14.27 показан принцип действия регулятора в упрощенной схеме, построенной на стабилитроне. Этот тип диода не проводит заметный ток до тех пор, пока не будет достигнуто заданное напряжение, и в этой точке он проводит свободно. При достижении заданного напряжения срабатывает диод

Рис. 14.27.Упрощенная схема транзисторного регулятора напряжения.
Полевой транзистор. Так как стабилитрон работает при напряжении менее 14,2 В, для уменьшения подаваемого на диод напряжения установлены резисторы Rl и i?2.
В этой системе управления используется более одного транзистора, что позволяет усилить очень небольшой управляющий ток, обеспечиваемый стабилитроном, управляющими транзисторами до тока, достаточного для работы надежного силового транзистора, переключающего полный ток возбуждения.Когда выходное напряжение генератора низкое, ток течет от «B+» через резистор R3 к базовой цепи T2, а затем к земле. Ток, протекающий через базовую цепь T2, включает транзистор и заставляет поле F соединиться с землей. На этом этапе создается сильное магнитное поле. Часть выходного напряжения по мере его увеличения подается на стабилитрон. При выходном напряжении 14,2 В диод проводит ток в базовую цепь Ti, так что Ti включается.Теперь ток свободно течет через Ti от R3, так что база T2 лишена тока. Следовательно, Т2 отключается и ток через обмотку возбуждения прерывается. Эта последовательность резюмируется в табличной форме следующим образом:

Стабилитрон Ти Т2 Полевая цепь
Нет потока Выкл. На закрыто
Поток На Выкл. Открыть

Когда выходное напряжение падает ниже своего рабочего значения, стабилитрон переключается обратно в непроводящее состояние, так что транзисторы включаются для восстановления цепи возбуждения.Этот процесс быстро повторяется, чтобы обеспечить постоянное выходное напряжение генератора. Диод Di, установленный на обмотке возбуждения, защищает T2 от воздействия высокого напряжения, когда поле внезапно прерывается быстрым переключением T2.

Цепи измерения напряжения.

Поскольку генератор переменного тока расположен в цепи удаленно от аккумуляторной батареи, подача энергии на другое оборудование изменяет p.d. определяется регулятором, установленным в генераторе.Поэтому иногда от батареи к регулятору отводят отдельный провод, чтобы определить уровень заряда батареи. без изменения напряжения. Эта система называется датчиком батареи.
Альтернативная система, называемая машинным датчиком, имеет внутренний соединительный провод между регулятором и клеммой IND генератора. Эта система ограничивает выходную мощность генератора регулируемым напряжением независимо от внешних нагрузок, подключенных к аккумулятору.

Регулятор с датчиком батареи.

В схеме, показанной на рис. 14.28, генератор переменного тока оснащен регулятором Lucas 8TR для измерения напряжения аккумуляторной батареи. Этот регулятор использует три транзистора и работает аналогично системам, показанным на рисунке. Кабель, подключенный между батареей
и клеммой B+ регулятора, действует как измерительный провод. Напряжение, подаваемое на B+, сигнализирует стабилитрону, что он начинает проводить ток.

Регулятор с механическим датчиком.

Когда в этой схеме используется блок Lucas 8TR, регулятор имеет схему, аналогичную рис.14.28, за исключением того, что регулировочный провод В+ внутренне соединен с клеммой «+». Эта компоновка измеряет напряжение, подаваемое на IND конец обмотки возбуждения. Регулятор имеет три контакта «+» (желтый), «F» (зеленый) и «-» (черный). Более поздние версии регулятора, такие как Lucas 14TR, используют усилитель Дарлингтона для переключения обмотки возбуждения в тяжелых условиях. Типичная схема с машинным датчиком показана на рис. 14.29.
Используются два дополнительных резистора R3 и R5 и два конденсатора Ci и C2.Эта подсхема позволяет регулятору колебаться с частотой, регулируемой внутренней постоянной времени

Рис. 14.29. Регулятор с механическим датчиком (Lucas).
обеспечивается зарядно-разрядным действием конденсаторов. Это обеспечивает быстрое включение и выключение транзистора Т”3. Регулятор управляет выходным напряжением, чтобы модулировать отношение метки к интервалу, т. е. отношение между закрытым и открытым периодами (рис. 14.29). Плоские соединители, используемые в регуляторах типа Lucas 16TR-21 TR, повышают надежность за счет устранения соединительных кабелей, которые образуют интегральную цепь со статором и системой возбуждения.

Рис. 14.30. Принципиальная схема регулятора Bosch EL.

Рис. 14.31. Изменение отклика регулятора в зависимости от температуры.
Принципиальная схема гибридного регулятора Bosch типа EL показана на рис. 14.30. Этот регулятор поставляется в комплекте с угольными щетками и коробкой для щеток. Регулятор установлен на задней части генератора. Гибридная система соединяет дискретные компоненты на керамической пластине с использованием пленочных технологий. Сердцем регулятора является ИС, содержащая чувствительные элементы и компоненты температурной компенсации.ИС управляет выходным каскадом, таким как пара Дарлингтона. Такой подход приводит к очень компактному устройству, которое очень надежно благодаря меньшему количеству компонентов и соединений. Изменение отклика регулятора в зависимости от температуры представлено на рис. 14.31.
Защита от перенапряжения также включена в некоторые приложения для предотвращения повреждения электронных компонентов. В автомобильной аккумуляторной системе напряжение генератора часто не превышает 20 В из-за низкого сопротивления и эффекта гашения аккумулятора даже в случае отказа регулятора.Если генератор работает с отсоединенной батареей (что не рекомендуется), зенеровский диод, подключенный к выходу, обеспечивает некоторую защиту. Диод Зенера проводит и поддерживает напряжение системы в разумных пределах, когда напряжение системы превышает порог пробоя.
14.8.6.

Характеристики генератора

Кривые характеристик генератора обозначены как выходной ток (при стабилизированном напряжении) в зависимости от оборотов генератора и входная мощность в зависимости от входных оборотов.На рис. 14.32 показаны типичные кривые характеристик генератора переменного тока, построенные при определенных условиях, таких как регулируемое выходное напряжение и постоянная температура (300 К). Кривая, показанная на рис. 14.32, соответствует генератору, подходящему для примера применения, приведенного в разделе 14.6. Чтобы понять рабочие характеристики генератора переменного тока, обычно наблюдают на кривых
(а) снижение частоты вращения,
(б) диапазон частоты вращения холостого хода,
(в) частота вращения, при которой достигается две трети номинальной мощности,
(d) номинальная выходная скорость,
(e) максимальная скорость,
(/) диапазон выходного тока холостого хода,
ig) ток при двух третях номинальной мощности,
(h) номинальная мощность и
(i) максимальная мощность.Графики чаще всего используются для определения размера генератора
для конкретного применения. Кривая мощности помогает определить тип приводного ремня, необходимого для передачи мощности или крутящего момента на генератор переменного тока. Кривая мощности и кривая тока могут использоваться вместе для определения эффективности генератора переменного тока. При любой конкретной скорости при производстве максимальной производительности для этой скорости эффективность любой машины рассчитывается по формуле:
Эффективность = (выходная мощность/входящая мощность) 100%.
В этом случае при 8000 об/мин
Выходная мощность = 14 В x 70 А = 980 Вт
Входная мощность = 2200 Вт
Следовательно, КПД = (980/2200) x 100% = 45%.
Эффективность при двух третях максимальной мощности:
Выходная мощность = 14 В x 45 А = 630 Вт
Входная мощность = 1000 Вт
Следовательно, эффективность = 63%.
На этих рисунках показаны потери мощности в процессе генерации. Потери в железе, потери в меди, парусность и трение в основном способствуют неэффективности. Энергия теряется в виде тепла.

Рис. 14.32. Типичная характеристика генератора переменного тока.


Что такое автомобильный генератор и что он делает?

Вы всегда считали, что аккумулятор питает все электрические компоненты вашего автомобиля? В то время как аккумулятор обеспечивает питание, когда двигатель не работает, и помогает запустить автомобиль, генератор переменного тока делает все остальное.Такие компоненты, как дворники, радио и фары, получают питание от генератора переменного тока, а не от аккумулятора.

— Реклама —

Генератор переменного тока является важной частью системы зарядки вашего автомобиля. Следовательно, полезно знать, что это такое и как это работает. Сегодня мы расскажем вам, как работает генератор, какие факторы вызывают его выход из строя, а также ответим на некоторые другие часто задаваемые вопросы.

Что делает генератор?

Генератор переменного тока преобразует механическую энергию в электричество, используемое различными компонентами автомобиля.Выработка электроэнергии начинается с двигателя, так как коленчатый вал приводит в действие генератор переменного тока в большинстве современных автомобилей. Однако, если у вас старый автомобиль, от коленчатого вала к генератору может идти отдельный шкив.

Генератор переменного тока вырабатывает электричество при вращении его ротора. Ротор окружен магнитами, образующими магнитное поле. Затем магнитное поле создает напряжение, хранящееся в статоре, которое позже достигает регулятора напряжения. Затем регулятор направляет питание на различные электрические компоненты автомобиля и определяет, какое напряжение должна получать батарея.

Вот удобный простой рисунок типичной установки генератора в автомобиле, любезно предоставленный emanualonline.com:

Фото: emanualonline.com

Почему генератор выходит из строя?

Несколько факторов могут привести к выходу из строя генератора вашего автомобиля. Некоторые из этих распространенных причин включают следующее.

1.
Пыль и грязь

Пыль и грязь, скапливающиеся на генераторе, могут вызвать проблемы. Это может спровоцировать шорты или износ кистей.Однако избегайте использования очистителя карбюратора или бензина для удаления пыли, так как это может повредить тонкую изоляцию обмоток проводов, отрицательно влияя на магнитное поле.

2.
Тепло и масло

Воздействие тепла и масла на генератор может привести к его повреждению и сократить срок службы генератора. Часто осматривайте под капотом, чтобы заметить любые утечки и немедленно устранить их.

3.
Неисправные компоненты

Генератор переменного тока состоит из разных компонентов, и проблемы с любым из них могут привести к его выходу из строя.Примеры включают изношенные провода, проблемы с компьютерной системой ECM, неисправный предохранитель и сломанный ролик или ремень. Проблемы с любой из этих частей могут повлиять на передачу мощности на электрические компоненты вашего автомобиля.

Может ли генератор разрядить аккумулятор и сколько стоит новый?

Среди различных функций генератора переменного тока есть подзарядка аккумуляторной батареи. Однако неисправный генератор также может разрядить аккумулятор. Это связано с тем, что неисправный генератор не может передавать достаточно энергии, что в конечном итоге приводит к разрядке аккумулятора.Вот наша статья о том, как долго обычно работают автомобильные аккумуляторы.

— Реклама —

Поэтому, в следующий раз, когда ваша батарея разрядится, мы советуем вам проверить генератор на наличие неисправностей перед заменой батареи.

Цены на генераторы варьируются в зависимости от марки, размера и требований к усилителю вашего автомобиля. Как правило, генератор стоит от 130 до 300 долларов и более. Однако также учитывайте плату механика за установку генератора. Кроме того, если ваш неисправный генератор разрядил аккумулятор, вам придется беспокоиться о его замене.

Еда на вынос

Хотя аккумулятор помогает запустить автомобиль, он не питает все электрические компоненты автомобиля. Генератор, часть системы зарядки автомобиля, отвечает за выработку электроэнергии для дворников, радио, фар и других компонентов. Он состоит из разных частей, таких как роторы, которые вращаются для производства электроэнергии и передают ее на регулятор напряжения, перенаправляя энергию на остальную часть автомобиля.

Однако пыль, грязь, тепло и масло могут повредить генератор, что, в свою очередь, может привести к разрядке аккумулятора.Неисправный генератор потребует замены, которая может стоить от 130 до 300 долларов США, не включая плату за установку механика.

alexxlab

E-mail : alexxlab@gmail.com

Submit A Comment

Must be fill required * marked fields.

:*
:*