Как работает генератор автомобиля: принцип работы, устройство, схема подключения, назначение

принцип работы, устройство, схема подключения, назначение

Для питания бортовой сети транспортного средства предусмотрено два источника тока. И водителю очень важно разбираться в принципах работы автомобильного генератора, который наряду с аккумуляторной батареей, предназначен для обеспечения энергией электрооборудования машины.

К надёжности и стабильности устройств такого рода предъявляются жесткие требования.

В Российской Федерации производимое и используемое электрооборудование должно соответствовать ГОСТ Р 52230–2004. Документ устанавливает общие технические условия, которые распространяются и на стартерные аккумуляторы автомобилей. Упомянутый национальный стандарт полностью соответствует международным нормативам, что позволяет использовать на отечественных машинах компоненты иностранного производства.

На заре автомобилестроения и вплоть до 60-х годов прошлого века в бортовых сетях использовались генераторы постоянного тока — капризные и маломощные. С появлением полупроводниковых (селеновых и кремниевых) выпрямителей на машины стали ставить агрегаты переменного тока. Они втрое меньше по массе и при той же нагрузке обеспечивают более высокую стабильность выходного тока.

Для чего в автомобиле нужен генератор?

Генератор используется для поддержания в бортовой сети определенных напряжения и тока. Основное назначение генератора автомобиля состоит в обеспечении устойчивого питания электрооборудования при работающем двигателе — в частности, для:

• Заряда аккумулятора.
• Питания всех потребителей электрического тока в нормальных условиях.
• Питания потребителей совместно с АКБ при экстремальной эксплуатации.

Применение автомобильного генератора позволяет восстанавливать заряд аккумулятора, который расходуется на запуск двигателя при помощи стартера. При этом напряжение в бортовой сети пребывает в строго установленных пределах, превышающих электрохимический потенциал пластин батареи.

Разобравшись в вопросе, для чего нужен генератор в автомобиле, необходимо понять, что в случае отказа агрегата двигатель проработает еще какое‐то время за счет аккумулятора. Продлить этот период можно, отключив все второстепенные потребители: вентилятор отопителя, кондиционер, аудиосистему. По исчерпании заряда батареи двигатель заглохнет.

Устройство и конструкция автомобильного генератора

Трехфазные электроагрегаты переменного тока, устанавливаемые на современных машинах, могут быть 2‐х видов: стандартный и компактный. Общее устройство автомобильных генераторов 2‐х видов одинаково — они состоят из следующих элементов:

• Шкива с валом и подшипниками.
• Ротора с контактными кольцами.
• Обмоток статора.
• Корпуса генератора.
• Регулятора напряжения.
• Выпрямительного устройства.
• Щеточного узла.

Конструкции автомобильных генераторов различаются только особенностями компоновки. При одинаковых электрических параметрах стандартные агрегаты значительно крупнее малоразмерных. Компактность обеспечивается за счет использования современных материалов и технологий.

Вот из чего состоит электрогенератор и какие функции выполняют его компоненты:

• Шкив обеспечивает передачу вращения от коленвала на ротор с помощью ремня.
• Корпус генератора имеет две крышки (переднюю, заднюю) и нужен для соединения элементов в единую конструкцию. На наружной поверхности размещены кронштейны, с помощью которых устройство крепится на двигателе.
• Ротор представляет собой вал, на котором установлены обмотки возбуждения и контактные кольца из электротехнической меди.
• Статор включает в себя магнитопровод из пакета стальных пластин, в которых вырезаны фигурные пазы. В них уложены трехфазные обмотки из одножильного медного провода, где и генерируется ток.
• Регулятор напряжения изготавливается в виде отдельного блока или комбинируется со щеточным узлом. Основное назначение — управление работой генератора путем изменения тока в обмотке возбуждения.
• Выпрямительное устройство по схеме Ларионова состоит из двух частей: алюминиевых теплоотводов, в каждый из которых запрессовано по три силовых диода. Вентили обеспечивают преобразование переменного напряжения в постоянное, что используется в бортовой сети для питания электрооборудования.
• Передача напряжения на обмотку возбуждения производится через специальный узел и цилиндрические контактные кольца. Щетки делаются из специальных сортов графита и устанавливаются в держателе с направляющими, изготовленными из диэлектриков. Для обеспечения плотного контакта они подпружинены, а напряжение на них подается по проводу, запрессованному в основание.

Разбираясь с устройством генератора современного автомобиля, следует выделить в нем механическую и электрическую часть. Первая (к которой относятся шкив и два подшипника ротора) обеспечивает его вращение в корпусе. Вторая часть собственно генерирует электрический ток для запитывания бортовой сети. Описываемая схема автомобильного генератора впервые была применена в изделиях американской фирмы «Невиль» в 1946 году. Такими устройствами комплектовались военные машины и автобусы.

Основные параметры генератора

Основные номинальные параметры определяются исходя из технических требований к конструкции конкретной модели транспортного средства:

• Напряжение. В соответствии с ГОСТ 52230–2004 выбирается из диапазона от 7,14 и до 28 В.
• Ток отдачи.
• Частота возбуждения и самовозбуждения.

Токоскоростная характеристика определяет зависимость номинального тока генератора от частоты его вращения. Напряжение в бортовой сети легковых и коммерческих автомобилей, а также автобусов составляет 12 В, особо мощных и специальных машин — 24 В. Максимальный ток отдачи определяется при частоте вращения ротора в 6 000 мин−1.

Еще одна важнейшая характеристика данного агрегата — КПД. Для современных моделей этот показатель находится на уровне 50-60%.

Как работает автомобильный генератор?

Устройство начинает функционировать только после запуска двигателя стартером, который запитывается напрямую от аккумуляторной батареи. Ключевой принцип работы генератора автомобиля состоит в преобразовании механической энергии в электрическую. На коленчатом валу силового агрегата установлен шкив, который раскручивает через ременную передачу установленный на необслуживаемых подшипниках ротор.

Питание обмотки возбуждения, расположенной на вращающемся якоре, осуществляется от аккумулятора через щеточный узел и контактные кольца. Для защиты батареи от саморазряда подключение производится через специальный выпрямитель, состоящий из трех диодов. Величина напряжения в этой цепи регулируется электронным или электромеханическим стабилизатором, интегрированным или выполненным в виде отдельного устройства.

Вращающийся якорь создает электромагнитные поля, которые индуцируют в обмотках статора переменный ток. Он поступает на выпрямитель, представляющий собой блок диодов. В него входят шесть вентилей: по три отрицательных и положительных. Они обеспечивают преобразование фазного напряжения в линейное. Соединение обмоток генератора осуществляется по схеме «треугольника» или «звезды». В первом случае величина тока в 1,7 раза ниже, нежели во втором. Треугольник применяется на моделях авто повышенной мощности.

Описываемый принцип действия автомобильного генератора обеспечивает поддержание в бортовой сети напряжения в диапазоне от 13,9 до 14,5 В. Точная величина зависит от частоты вращения коленчатого вала и уровня нагрузки. Потребители (например, аккумулятор) к электроагрегату подключаются через вывод «В+».

Для чего в генераторе регулятор напряжения?

При изменении частоты оборотов коленчатого вала и соответственно ротора в бортовой сети могут возникнуть скачки напряжения, которые негативно сказываются на работе потребителей. Скачки устраняются за счет ограничения тока возбуждения, передаваемого через щетки с регулятора напряжения на ротор. Управление осуществляется путем изменения времени подключения обмотки якоря в зависимости от нагрузки на бортовую сеть.

Если возникает неисправность регулятора или повреждение щеточного узла и контактных колец, возможен недозаряд или перезаряд аккумуляторной батареи. Длительная эксплуатация машины с таким дефектом приведет к выходу из строя АКБ.

Неисправность генератора можно определить по индикатору на панели приборов. Горение лампочки заряда аккумулятора после запуска говорит о недостаточном напряжении в сети, а мигание указывает на превышение.

Заключение

Даже самое общее представление об устройстве и принципах работы автомобильного генератора может помочь избежать неисправностей электрооборудования. Генератор начинает работать после запуска двигателя и выполняет функции основного источника тока в автомобиле.

В процессе эксплуатации автомобиля необходимо тщательно следить за натяжением приводного ремня, которое влияет на положение генератора. На ряде современных автомобилей агрегат закреплен прочно, и изношенный клиновый или поликлиновый ремень необходимо сразу менять. Поддержание генератора в исправном состоянии позволит избежать крупных трат на капитальный ремонт авто.

Принцип работы автомобильного генератора, схема

Генератор — один из главных элементов электрооборудования автомобиля, обеспечивающий одновременное питание потребителей и подзаряд аккумуляторной батареи.

Принцип действия устройства построен на превращении механической энергии, которая поступает от мотора, в напряжение.

В комплексе с регулятором напряжения узел называется генераторной установкой.

В современных автомобилях предусмотрен агрегат переменного тока, в полной мере удовлетворяющий всем заявленным требованиям.

Устройство генератора

Элементы источника переменного тока спрятаны в одном корпусе, который также является основой для статорной обмотки.

В процессе изготовления кожуха применяются легкие сплавы (чаще всего алюминия и дюрали), а для охлаждения предусмотрены отверстия, обеспечивающие своевременный отвод тепла от обмотки.

В передней и задней части кожуха предусмотрены подшипники, к которым и крепится ротор — главный элемент источника питания.

В кожухе помещаются почти все элементы устройства. При этом сам корпус состоит из двух крышек, расположенных с левой и с правой стороны — около приводного вала и контрольных колец соответственно.

Две крышки объединяются между собой с помощью специальных болтов, изготовленных из алюминиевого сплава. Этот металл отличается незначительной массой и способностью рассеивать тепло.

Не менее важную роль играет щеточный узел, передающий напряжение на контактные кольца и обеспечивающий работу узла.

Изделие состоит из пары графитных щеток, двух пружин и щеткодержателя.

Также уделим внимание элементам, расположенным внутри кожуха:

• Ротор — стальной элемент, имеющий одну обмотку и, по сути, представляющий собой электромагнит. Ротор находится на валу, а сверху обмотки установлены втулки клювообразной формы. Ток подается с помощью медных колец, которые расположены на валу и объединены с обмоткой через специальные щетки.
• Обмотка — устройство, изготовленное из медной проволоки и закрепленное в пазы сердечника. Сам сердечник выполнен в форме окружности и изготавливается с применением специального материала, обладающего улучшенными магнитными качествами. В электротехнике металл носит название «трансформаторное железо». У статора есть три обмотки, связанные между собой и объединенные в звезду или треугольник. В точке объединения установлен диодный мост, обеспечивающий выпрямление напряжения. Обмотка изготовлена из специальной проволоки, имеющей двойную термоустойчивую изоляцию, покрытую специальным лаком.
• Реле-регулятор — ключевой элемент установки, обеспечивающий стабильное напряжение на выходе устройства. Монтаж регулятора может производиться в кожухе генератора или снаружи. В первом случае он находится возле графитных щеток, а во втором — там, где щетки крепятся к щеткодержателю (но в разных моделях авто монтаж может осуществляться по-разному). Ниже представлены реле-регуляторы с щеточным узлом.
• Выпрямительный мост — элемент, предназначенный для преобразования переменного тока на выходе статора в постоянное напряжение. Выпрямитель состоит из трех пар диодов, которые установлены на токопроводящем основании и попарно объединяются друг с дружкой. В среде автовладельцев и мастеров СТО диодный мост часто называется «подковой» из-за схожести с этим предметом.

Какие требования предъявляются к автомобильному генератору?

К генераторной установке автомобиля выдвигается ряд требований:

• Напряжение на выходе устройства и, соответственно, в бортовой сети должно поддерживаться в определенном диапазоне, вне зависимости от нагрузки или частоты вращения коленвала.
• Выходные параметры должны иметь такие показатели, чтобы в любом из режимов работы машины АКБ получала достаточное напряжение заряда.

При этом каждый автовладелец должен особое внимание уделять уровню и стабильности напряжения на выходе. Это требование вызвано тем, что аккумулятор чувствителен к подобным изменениям.

Например, в случае снижения напряжения ниже нормы АКБ не заряжается до необходимого уровня. В итоге возможны проблемы в процессе пуска мотора.

В обратной ситуации, когда установка выдает повышенное напряжение, аккумулятор перезаряжается и быстрее ломается.

Полезно почитать: Взорвался аккумулятор, причины и что делать.

Принцип работы автомобильного генератора, особенности схемы

Принцип действия генераторного узла построен на эффекте электромагнитной индукции.

В случае прохождения магнитного потока через катушку и его изменения, на выводах появляется и меняется напряжение (в зависимости от скорости изменения потока). Аналогичным образом работает и обратный процесс.

Так, для получения магнитного потока требуется подать на катушку напряжение.

Выходит, что для создания переменного напряжения требуются две составляющие:

• Катушка (именно с нее снимается напряжение).
• Источник магнитного поля.

Не менее важным элементом, как отмечалось выше, является ротор, выступающий в роли источника магнитного поля.

У полюсной системы узла присутствует остаточный магнитный поток (даже при отсутствии тока в обмотке).

Этот параметр небольшой, поэтому способен вызвать самовозбуждение только на повышенных оборотах. По этой причине по обмотке ротора пропускают сначала небольшой ток, обеспечивающий намагничивание устройства.

Упомянутая выше цепочка подразумевает прохождение тока от АКБ через лампочку контроля.

Главный параметр здесь — сила тока, которая быть в пределах нормы. Если ток будет завышенным, аккумулятор быстро разрядится, а если заниженным — возрастет риск возбуждения генератора на ХХ мотора (холостых оборотах).

С учетом этих параметров подбирается и мощность лампочки, которая должна составлять 2-3 Вт.

Как только напряжение достигает требуемого параметра, лампочка гаснет, а обмотки возбуждения питаются от самого автомобильного генератора. При этом источник питания переходит в режим самовозбуждения.

Снятие напряжения производится со статорной обмотки, которая выполнена в трехфазном исполнении.

Узел состоит 3-х индивидуальных (фазных) обмоток, намотанных по определенному принципу на магнитопроводе.

Токи и напряжения в обмотках смещены между собой на 120 градусов. При этом сами обмотки могут собираться в двух вариантах — «звездой» или «треугольником».

Если выбрана схема «треугольник», фазные токи в 3-х отмотках будут в 1,73 раза меньше, чем общий ток, отдаваемый генераторной установкой.

Вот почему в автомобильных генераторах большой мощности чаще всего применяется схема «треугольника».

Это как раз объясняется меньшими токами, благодаря которым удается намотать обмотку проводом меньшего сечения.

Такой же провод можно использовать и в соединениях типа «звезда».

Чтобы созданный магнитный поток шел по назначению, и направлялся к статорной обмотке, катушки находятся в специальных пазах магнитопровода.

Из-за появления магнитного поля в обмотках и в статорном магнитопроводе, появляются вихревые токи.

Действие последних приводит к нагреву статора и снижению мощности генератора. Для уменьшения этого эффекта при изготовлении магнитопровода применяются стальные пластины.

Выработанное напряжение поступает в бортовую сеть через группу диодов (выпрямительный мост), о котором упоминалось выше.

После открытия диоды не создают сопротивления, и дают току беспрепятственно проходить в бортовую сеть.

Но при обратном напряжении I не пропускается. Фактически, остается только положительная полуволна.

Некоторые производители автомобилей для защиты электроники меняют диоды на стабилитроны.

Главной особенностью деталей является способность не пропускать ток до определенного параметра напряжения (25-30 Вольт).

После прохождения этого предела стабилитрон «пробивается» и пропускает обратный ток. При этом напряжение на «плюсовом» проводе генератора остается неизменным, что не несет риски для устройства.

К слову, способность стабилитрона поддерживать на выводах постоянное U даже после «пробоя» применяется в регуляторах.

В результате после прохождения диодного моста (стабилитронов) напряжение выпрямляется, становится постоянным.

У многих типов генераторных установок обмотка возбуждения имеет свой выпрямитель, собранный из 3-х диодов.

Благодаря такому подключению, протекание тока разряда от АКБ исключено.

Диоды, относящиеся к обмотке возбуждения, работают по аналогичному принципу и питают обмотку постоянным напряжением.

Здесь выпрямительное устройство состоит из шести диодов, три их которых являются отрицательными.

В процессе работы генератора ток возбуждения ниже параметра, который отдает автомобильный генератор.

Следовательно, для выпрямления тока на обмотке возбуждения достаточно диодов с номинальным током до двух Ампер.

Для сравнения силовые выпрямители имеют номинальный ток до 20-25 Ампер. Если требуется увеличить мощность генератора, ставится еще одно плечо с диодами.

Режимы работы

Чтобы разобраться в особенностях функционирования автомобильного генератора, важно понять особенности каждого из режимов:

• В процессе пуска двигателя главным потребителем электрической энергии выступает стартер. Особенностью режима является создание повышенной нагрузки, что приводит к уменьшению напряжения на выходе АКБ. Как следствие, потребители берут ток только с аккумулятора. Вот почему при таком режиме батарея разряжается с наибольшей активностью.
• После завода двигателя автомобильный генератор переходит в режим источника питания. С этого момента устройство дает ток, который необходим для питания нагрузки в автомобиле и подзаряда АКБ. Как только аккумулятор набирает требуемую емкость, уровень зарядного тока снижается. При этом генератор продолжает играть роль главного источника питания.
• После подключения мощной нагрузки, например, кондиционера, обогрева салона и прочих, скорость вращения ротора замедляется. В этом случае автомобильный генератор уже не способен покрыть потребности автомобиля в токе. Часть нагрузки перекладывается на АКБ, который работает в параллель с источником питания и начинает постепенно разряжаться.

Регулятор напряжения — функции, типы, контрольная лампа

Ключевым элементом генераторной установки является регулятор напряжения — устройство, поддерживающее безопасный уровень U на выходе статора.

Такие изделия бывают двух типов:

• Гибридные — регуляторы, электрическая схема которых включает в себя как электронные приборы, так и радиодетали.
• Интегральные — устройства, в основе которых лежит тонкопленочная микроэлектронная технология. В современных автомобилях наибольшее распространение получил именно этот вариант.

Не менее важный элемент — контрольная лампа, смонтированная на приборной панели, по которой можно делать вывод о наличии проблем с регулятором.

Зажигание лампочки в момент пуска мотора должно быть кратковременным. Если же она горит постоянно (когда генераторная установка в работе), это свидетельствует о поломке регулятора или самого узла, а также необходимости ремонта.

Тонкости крепления

Фиксация генераторной установки производится при помощи специального кронштейна и болтового соединения.

Сам узел крепится в передней части двигателя, благодаря специальным лапам и проушинам.

Если на автомобильном генераторе предусмотрены специальные лапы, последние находятся на крышках мотора.

В случае применения только одной фиксирующей лапы, последняя ставится только на передней крышке.

В лапе, установленной в задней части, как правило, предусмотрено отверстие с установленной в нем дистанционной втулкой.

Задача последней заключается в устранении зазора, созданного между упором и креплением.

Крепление генератора Audi A8.

А так агрегат крепиться на ВАЗ 21124.

Неисправности генератора и способы их устранения

Электрооборудование автомобиля имеет свойство ломаться. При этом наибольшие проблемы возникают с АКБ и генератором.

В случае выхода из строя любого из этих элементов эксплуатация ТС в нормальном режиме работы становится невозможной или же авто оказывается вовсе обездвиженным.

Все поломки генератора условно делятся на две категории:

• Механические. В этом случае проблемы возникают целостностью корпуса, пружин, ременным приводом и прочими элементами, которые не связаны с электрической составляющей.
• Электрические. Сюда относятся неисправности диодного моста, износ щеток, замыкание в обмотках, поломки реле регулятора и прочие.

Теперь рассмотрим список неисправностей и симптомы более подробно.

1. На выходе недостаточный уровень зарядного тока:

• Пробуксовка приводного ремня. Решение — натянуть ремень и проверить подшипники на факт исправности, симптомы – свист ремня генератора.
• Зависание щеток. Для начала стоит вычистить щеткодержатель и щетки от загрязнений и убедиться в достаточности усилия.
• Обрыв цепочки возбуждения, подгорание контактных колес. Первая проблема решается путем поиска и устранения обрыва, а вторая — посредством зачистки и проточки контактных колец (если это требуется).
• Выход из строя регулятора напряжения.
• Задевание ротором статорного полюса.
• Обрыв цепочки, объединяющий генератор и АКБ.

2. Вторая ситуация.

Когда автомобильный генератор выдает необходимый уровень тока, но АКБ все равно не заряжается.

Причины могут быть разными:

• Низкое качество протяжки контакта «массы» между регулятором и основным узлом. В этом случае проверьте качество контактного соединения.
• Выход из строя реле напряжения — проверьте и поменяйте его.
• Износились или зависли щетки — замените или очистите от грязи.
• Сработало защитное реле регулятора из-за наличия замыкания на «массу». Решение — отыскать место повреждения и убрать проблему.
• Прочие причины — замасливание контактов, поломка регулятора напряжения, витковое замыкание в обмотках статора, плохое натяжение ремня.

3. Генератор работает, но издает повышенный шум.

Вероятные неисправности:

• Замыкание между витками статора.
• Износ места для посадки подшипника.
• Послабление шкивной гайки.
• Разрушение подшипника.

Ремонт генератора автомобиля всегда должен начинаться с точной диагностики проблемы, после чего причина устраняется путем профилактических мер или замены вышедшего из строя узла.

Рекомендации по замене

Практика эксплуатации показывает, что поменять автомобильный генератор несложно, но для решения задачи требуется соблюдать ряд правил:

• Новое устройство должно иметь аналогичные токоскоростные параметры, как и у заводского узла.
• Энергетические показатели должны быть идентичными.
• Передаточные числа у старого и нового источника питания должны совпадать.
• Устанавливаемый узел должен подходить по размерам и с легкостью крепится к мотору.
• Схемы нового и старого автомобильного генератора должны быть одинаковыми.

Учтите, что устройства, смонтированные на автомобилях зарубежного производства, фиксируются не так, как отечественного, к примеру, как на генератор TOYOTA COROLLA и Лада Гранта .Следовательно, если менять иностранный агрегат изделием отечественного производства, придется установить новое крепление.

Полезные советы в помощь

В завершение рассказа об автомобильных генераторах стоит выделить ряд советов, что необходимо, а чего нельзя делать автовладельцам в процессе эксплуатации.

Главный момент — установка, в процессе которой важно с предельным вниманием подойти к подключению полярности.

Если ошибиться в этом вопросе, выпрямительное устройство поломается и возрастает риск возгорания.

Аналогичную опасность несет и пуск двигателя при некорректно подключенных проводах.

Чтобы избежать проблем в процессе эксплуатации, стоит придерживаться ряда правил:

• Следите за чистотой контактов и контролируйте исправность электрической проводки автомобиля. Отдельное внимание уделите надежности соединения. В случае применения плохих контактных проводов уровень бортового напряжения выйдет за допустимый предел.
• Следите за натяжкой генератора. В случае слабого натяжения источник питания не сможет выполнять поставленные задачи. Если же перетянуть ремень, это чревато быстрым износом подшипников.
• Отбрасывайте провода от генератора и АКБ при выполнении электросварочных работ.
• Если контрольная лампочка загорается и продолжает гореть после пуска мотора, выясните и устраните причину.

Отдельное внимание стоит уделить реле-регулятору, а также проверке напряжения на выходе источника питания. В режиме заряда этот параметр должен быть на уровне 13,9-14,5 Вольт.

Кроме того, время от времени проверяйте износ и достаточность усилия щеток генератора, состояние подшипников и контактных колец.

Высота щеток должна измеряться при демонтированном держателе. Если последний износился до 8-10 мм, требуется замена.

Что касается усилия пружин, удерживающих щетки, оно должно быть на уровне 4,2 Н (для ВАЗ). При этом осматривайте контактные кольца — на них не должно быть следов масла.

Также автовладелец должен запомнить и ряд запретов, а именно:

• Не оставляйте машину с подключенной АКБ, если имеются подозрения поломки диодного моста. В противном случае аккумулятор быстро разрядится, и возрастает риск воспламенения проводки.
• Не проверяйте правильность работы генератора путем перемыкания его выводов или отключения АКБ при работающем двигателе. В этом случае возможна поломка электронных элементов, бортового компьютера или регулятора напряжения.
• Не допускайте попадания технических жидкостей на генератор.
• Не оставляйте включенным узел в случае, если клеммы АКБ были сняты. В противном случае это может привести к поломке регулятора напряжения и электрооборудования авто.
• Своевременно проводите замену ремня генератора.

Зная особенности работы генератора, нюансы его конструкции, основные неисправности и тонкости ремонта, можно избежать многих проблем с проводкой и АКБ.

Помните, что генератор — сложный узел, требующий особого подхода к эксплуатации.

Важно постоянно следить за ним, своевременно проводить профилактические мероприятия и замену деталей (при наличии такой необходимости).

При таком подходе источник питания и сам автомобиль прослужат очень долго.

Как работает автомобильный генератор? Как его проверить? Какие неисправности случаются?

 6395 |  26.12.2019

Как работает генератор?

Принцип работы автомобильных генераторов одинаковый и основан на электромагнитной индукции. Электрический ток возникает в замкнутой рамке при пересечении ее вращающимся магнитным полем. Таким образом, для работы генератора необходимо, чтобы в нем вращалось магнитное поле.

Собственное, вращающееся магнитное поле создается ротором. Сразу отметим, что в автомобильном генераторе нет постоянных магнитов. Т.е. постоянного магнитного поля в генераторе просто нет. Однако магнитное поле появляется на обмотке ротора после подачи на него тока. Обмотка ротора правильно называется «обмоткой возбуждения». Она создает магнитное поле при повороте ключа зажигания. Далее после запуска двигателя ротор начинает вращаться. Ток вырабатывается в трех отдельных обмотках статора. Этим же током далее питается обмотка возбуждения, т.е. потребление тока от АКБ прекращается.

 

На нашем YouTube-канале вы можете посмотреть видеообзор про автомобильные генераторы.

 

Выбрать и купить генератор для интересующей вас модели автомобиля вы можете в нашем каталоге б/у запчастей.

 

 

Снятый с обмоток статора переменный ток стабилизируется в устройстве, называемом «выпрямитель», также известном как диодный мост. Благодаря ему выходной ток генератора – постоянный и выпрямленный. В нем присутствует шесть силовых диодов. Половина диодов соединена с силовым плюсом генератора, половина – с его «массой», т.е. корпусом. Также в выпрямителе могут присутствовать слаботочные диоды, через которые подключена обмотка возбуждения. Диоды – это полупроводники, которые пропускают ток только в одном направлении.

 

 

Также в генераторе есть реле-регулятор напряжения. На контакты реле с диодов приходит снятое со статора силовое напряжение. Если его недостаточно, т.е. напряжение меньше 14 Вольт, реле увеличивает напряжение на обмотке возбуждения. При усилении магнитного поля увеличивается силовое напряжение. Необходимая величина – 14-14,5 Вольт.

 

 

Здесь же добавим, что магнитное поле увеличивает усилие, с которым вращается ротор. Эта нагрузка через приводной ремень передается на коленвал. Таким образом, включение электрических потребителей и, главным образом, их общая мощность, непосредственно влияют на расход топлива.

 

Именно благодаря регулированию тока в обмотке ротора производительность генератора не зависит от скорости вращения ротора и силы тока нагрузки. Разумеется, до определенных пределов, ограниченных общей мощностью генератора. Сам по себе регулятор напряжения – чисто электронное устройство.

 

 

Ток возбуждения подается по подпружиненным графитовым щеткам, контактирующим с контактными кольцами на роторе.

 

 

На более современных автомобилях применяется бесщеточные индукторные генераторы. В них применяется отдельная неподвижная обмотка возбуждения с намагниченным магнитопроводом. Ротор представляет собой звезду с 6-ю лучами, а статор не 3-х, а 5-фазный. Такие генераторы самовозбуждаются, т.е. могут работать без АКБ.

 

Обгонная муфта генератора

Мощные генераторы оснащаются шкивом с обгонной муфтой. В данном случае она служит демпфером, который гасит инерции коленвала и самого ротора генератора, не позволяет тяжелому и нагруженному ротору генератора ударять и подгонять ремень навесного оборудования при снижении его скорости движения. Т.е. если скорость ремня падает или ремень останавливается при глушении двигателя, то ротор генератора может свободно продолжать вращаться. При неисправности обгонной муфты, т.е. ее заклинивании, во время работы двигателя можно увидеть сильную вибрацию приводного ремня возле муфты. А при остановке двигателя раздается скрип ремня – это вращающийся по инерции ротор генератора прокручивает заклинившую муфту относительно ремня.

 

 

Подключение генератора. Самые распространенные выводы и клеммы.

К проводке автомобиля генератор подключается не только силовым проводом и контактом с «массой». Силовой выход – клемма 30 – помечен буквой «B» (батарея). Отдельный минусовой контакт – клемма 31 – на генераторе обозначается буквами E, B-, GRD.

 

 

У генератора обязательно есть выход на контрольную (индикаторную) лампу. Через этот же выход подается небольшое напряжение для намагничивания ротора. Такой контакт помечен буквой «L» (лампа). Горящая лампа указывает на отсутствие зарядки. Кстати, лампочка тухнет при выравнивании потенциалов, т.е. когда на контакте L появится «плюс». Это происходит в тот момент, когда генератор начинает вырабатывать ток.

 

Также контрольная лампа может подключаться через контакт «D+». Нюанс в том, что в этом случае по этому же контакту питается регулятор напряжения. По контакту «S» (сенсор) измеряется напряжение для контроля.

 

 

На генераторах дизельных двигателей нередко присутствует контакт «W». Это выход с одной из обмоток статора, по которому подключается тахометр.

 

 

По контакту «FR» или «DFM» регулятор напряжения соединяется с ЭБУ для контроля нагрузки на генератор. Если нагрузка высока, то электроника повышает обороты холостого хода или отключает некоторые потребители.

 

На генераторе может присутствовать контакт «D» c очень разным функционалом. «D» может обозначать и Digital, и Drive. Например, по нему можете передаваться цифровой сигнал, как на автомобилях Ford. На генераторах японских автомобилей по этому контакту подается ток для управления регулятором напряжения. Также это может быть просто пустой контакт.

 

 

Почему генератор выходит из строя?

Поломки генераторов можно разделить на механические и электрические.

По механике – это нарушение вращения ротора из-за износа или разрушения подшипников. Подклинивающий генератор может привести к обрыву ремня навесного оборудования. Также может возникнуть люфт подшипников.

 

Графитовые щетки постоянно изнашиваются из-за трения с контактными кольцами на роторе. Правда, они сделаны с запасом и служат сотни тысяч км и огромное количество моточасов. Предельная длина щеток – 5 мм.

Если контакт щеток с кольцами ротора пропадает, то генератор перестает функционировать. Обмотка возбуждения не намагничивается, ток не возникает.

 

 

Диоды в выпрямителе выходят из строя из-за нагревов, вызванных перегрузками. Тут можно сказать, что есть генераторы с некорректно подобранными диодами, которые просто не служат достаточно долго. И в целом силовые диоды рассчитаны на номинальный ток с минимальным запасом.

Также отметим, что диодный мост может выйти из строя на вашем автомобиле при неправильном прикуривании. Дело в том, что из-за высокого потребления тока стартером и севшим АКБ другой машины диоды в вашем генераторе просто пробивает током. Правильно прикуривать другой автомобиль так: подсоединяетесь к его АКБ, несколько минут с заведенным двигателем подзаряжаете его, затем глушите свой двигатель, даже вынимаете ключи из замка зажигания. И только после этого позволяете пациенту завестись.

 

 

Если неисправность возникает в реле-регуляторе, то генератор не выдает достаточного напряжения. В этом случае опять же пропадает зарядка. Кроме того, реле-регулятор может стать причиной утечки тока. Для некоторых генераторов есть рекомендация менять реле-регуляторов через определенные пробеги.

Также зарядка может пропасть или отсутствовать при нагрузке в случае межвиткового замыкания.

 

 

Проверка снятого генератора без машины

Снятый и неразобранный генератор можно проверить при помощи таких вспомогательных вещей, как заряженный АКБ и некое устройство, с помощью которого можно раскрутить ротор генератора (шуруповерт или дрель с подходящей головкой). Также нужно правильно подключить индикаторы – лампы. Одна лампа грубо покажет наличие зарядки, другая покажет работоспособность реле-регулятора.

 

 

Более точные и точечные проверки проводятся на разобранном и заведомо неисправном генераторе для поиска конкретного неисправного узла.

 

Генератор на автомобиле проверяется с помощью мультиметра. Для начала необходимо замерить напряжение на самой АКБ. В идеале напряжение должно быть порядка 12,5 Вольт. После запуска двигателя напряжение на АКБ должно составлять не менее 13,8 Вольт и не более 14,5 Вольт.

 

Есть старый дедовский метод со скидыванием клеммы АКБ во время работы двигателя. Типа если двигатель не заглохнет, то генератор бодрячком. На сегодняшний день таким образом нельзя проверять работу генератора скидыванием клеммы с АКБ на работающем авто. Если так сделаете, то через пару недель пройдет пробой одного из диодов.

 

Отдельного упоминания заслуживают генераторы с подключением P-D (терминалом P-D, «импульс-управление»). Они не имеют регулятора напряжения. Регулятор находится в ЭБУ. Оттуда же подается напряжение для обмотки возбуждения. Таким образом, их нельзя проверить методом с подключением индикаторной лампы и подачи возбуждения через нее. Ее просто подключить некуда, а возбуждение подается через силовой контакт. Такие генераторы проверяются на специальном стенде или при помощи самодельного реле-регулятора, способного подать импульс на обмотку ротора.

Общее устройство генератора

Генератор переменного тока это элемент автомобиля, предназначенный для произведения электрической энергии путем преобразования механической энергии (вращение коленчатого вала) в электрическую энергию. Генераторы могут генерировать постоянный или переменный ток.

Генератор автомобиля используется, как источник питания для следующих электропотребителей: система зажигания, приборы освещения, бортовой компьютер, системы диагностики. Также генератор обеспечивает подзарядку аккумуляторной батареи (АКБ) во время движения автомобиля.

На сегодняшний день чаще всего используются генераторы переменного тока, которые хорошо себя зарекомендовали.

Как работает генератор?

Чтобы ответить на вопрос, — как работает генератор? — мы рассмотрим Принцип работы генератора.

Основа работы генератора заключается в использовании электродвижущей силы (ЭДС), которая образуется в прямоугольном контуре, вращающемся в однородном вращающемся магнитном поле.

Устройство простейшего генератора

Простейший генератор представляет собой обыкновенную прямоугольную рамку, которая размещена между магнитами с разными полюсами. Для снятия напряжения с вращающейся рамки используют токосъемные кольца.

В автомобилестроение используют электромагниты – катушки индуктивности или обмотки медного провода. При прохождении электрического тока через обмотку, последняя насыщается электромагнитными свойствами. Для возбуждения обмотки используется аккумуляторная батарея.

Устройство автомобильного генератора переменного тока

Автомобильный генератор состоит из корпуса с крышками, в которых имеются отверстия для вентиляции. Ротор устанавливается в подшипниках 2 и вращается в них. Привод ротора осуществляется путем ременной передачи (ремень одевается на шкив). Ротор выступает электромагнитом (обмоткой). Ток на обмотку поступает с помощью двух медных колец и графитных щеток, которые соединены с электронным регулятором. Электронный реле регулятор отвечает за напряжение на выходе, которое должно находиться в пределах 12 Вольт вне зависимости от частоты вращения шкива привода генератора. Реле регулятор может встраиваться в корпус, а может находиться отдельно.

Статор – представляет собой три медные обмотки, которые соединяются в треугольник. К точкам соединения обмоток подключается выпрямительный мост, который состоит из 6 полупроводниковых диодов, которые служат для преобразования переменного напряжения в постоянное.

---

Генера́тор (с латыни generator означает «производитель») — устройство, что вырабатывает электроэнергию, производит продукты или преобразует один вид энергии в другой.

Автомобильный генератор — устройство, которое преобразует механическую энергию вращения коленчатого вала двигателя автомобиля в электрическую.

Автомобильный генератор применяется для питания потребителей электроэнергии, таких как система зажигания, приборы освещения, бортовой компьютер автомобиля, системы диагностики, а также для зарядки аккумуляторной батареи (АКБ).

От надежности работы генератора зависит бесперебойность работы остальных систем автомобиля и других его компонентов. Мощность современного автомобильного генератора составляет 1 кВт.

Принцип работы автомобильного генератора

Первые автомобильные генераторы были генераторы постоянного тока. Они требовали много внимания к себе, что обуславливалось частым обслуживанием и контролем работы устройства.

Затем был придуманы диодные выпрямители, что значительно увеличило ресурс работы генератора и увеличило срок его работы. Генераторы с диодными выпрямителями тока стали называться генераторами переменного тока. На производство генератора переменного тока уходило меньше материалов, соответственно он стал легче и значительно меньше, а КПД вырос, обеспечивая более стабильный ток на выходе.

В современных иномарках используют синхронные трехфазные генераторы переменного тока, а в качестве выпрямителя – трехфазный выпрямитель Ларионова.

От поворота ключа до выдачи напряжения…

Во время поворота ключа замка зажигания в рабочее положение питание подается на обмотку возбуждения и генератор начинает отдавать ток в нагрузку. За управление током в обмотке возбуждения отвечает стабилизатор напряжения, который входит в щеточный узел генератора. Питание стабилизатора напряжения осуществляется от выпрямителя.

Ротор генератора приводится во вращение от коленчатого вала через шкив посредством клинового ремня. В обмотке возбуждения создается электромагнитное поле, которое индуцирует электрический ток в фазовых обмотках статора.

Выдаваемый ток – скачкообразный и зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя, поэтому для его стабилизации применяется стабилизатор напряжения.

Напряжение бортовой сети в работающей системе должно находится в пределах 13,8-14,2 В, что обеспечит нормальную подзарядку АКБ.

На крупногабаритных автомобилях используются автомобильные генераторы повышенной мощности 24 В.

Для чего нужен генератор в системе электрообеспечения авто

Каждый автомобиль оснащается бортовой электрической сетью, которая выполняет многие функции – запуск силовой установки при помощи электростартера, создание искрового разряда для воспламенения горючей смеси (бензиновые моторы), обеспечение светозвуковой сигнализацией и освещением, повышение комфортабельности в салоне и еще ряд других. Но тот же стартер, лампы и приводные двигатели являются потребителями электричества и для того, чтобы их обеспечить электроэнергией в авто имеется два источника электрического тока – аккумулятор и генератор.

АКБ обеспечивает бортовую сеть авто энергией до того момента, пока силовая установка не запуститься. Особенностью аккумуляторной батареи является то, что она электрический ток не вырабатывает, а всего лишь удерживает его в себе и при надобности отдает. Поэтому использовать только аккумулятор невозможно, поскольку он попросту со временем разрядится, то есть отдаст всю накопленную энергию. И произойдет это быстро, если часто запускать мотор, поскольку стартер является одним из самых сильных потребителей в бортовой сети.

Назначение

Чтобы после запуска силовой установки восстановить заряд аккумулятора, а также обеспечить энергией все остальные электроприборы, используется генератор. Этот электрический элемент, в отличие от аккумулятора вырабатывает электричество, при этом делать он это может постоянно. Но для выработки электротока необходима механическая работа – вращение одной из составляющих частей генератора – ротора.

Поэтому пока мотор не запущен, генератор не способен выработать энергию, и бортовая сеть запитывается только от аккумулятора.

Генератор – этот тот же электродвигатель, но работа его выполняется с точностью до наоборот. Если в эл. двигатель подается энергия, чтобы получить механическое действие – вращение ротора, то у генератора – вращение обеспечивает выработку электрической энергии.

Если по-простому, то принцип действия генератора таков: при вращении ротора он образует магнитное поле, воздействующее на обмотку статора, из-за чего в ней появляется электрический ток, который и используется для питания бортовой сети.

Но имеются и определенные нюансы в работе данного элемента бортовой сети. Современный автомобильный генератор является трехфазным и обеспечивает на выходе переменный ток, который не подходит для электрообеспечения бортовой сети авто, поскольку в ней используется постоянный ток. К тому же, генератор должен вырабатывать электроэнергию с определенными показателями, чтобы не нанести вред потребителям. Поэтому в данный прибор включен ряд элементов дополнительного оснащения.

Устройство генератора для автомобиля

Генератор в разрезе

Итак, основными элементами генератора являются:

1. ротор – подвижная составляющая
2.  статор – неподвижная.

Ротор – это вал, на котором располагается обмотка возбуждения, две полюсные половины, образующие полюсную систему и контактные кольца. Основная задача обмотки возбуждения – создание магнитного поля. Но для достижения данного эффекта на нее нужна подача электрического тока небольшого значения. Пока двигатель не запущен ток для возбуждения поля берется от аккумулятора. После запуска  и достижения определенных оборотов, на обмотку начинает уже подаваться ток, выработанный генератором, то есть прибор переходит в режим самостоятельного возбуждения.

Обмотка возбуждения помещена между двух полюсных половинок. Эти половинки изготовлены методом штамповки, что позволило сформировать на них по 6 клювообразных выступов, которые размещены поверх обмотки.

Контактные кольца нужны для подачи электрического тока на обмотку. К этим кольцам подходят выводы обмотки возбуждения.

Дополнительно на роторе располагаются шкив привода, вентилятор охлаждения и подшипники качения.

Статор предназначен для получения переменного тока, который образуется из-за воздействия магнитного поля ротора. Состоит он из двух частей – сердечника и обмоток. Сердечник представляет собой пакет, собранный из листовой стали. В нем сделаны пазы, в которые укладываются обмотки — три штуки (три фазы). Укладка их производится петлевым или волновым методом. При этом они объединены между собой по одной из таких схем – «звезда» или «треугольник».

Схема «звезда» сводится к тому, что одни концы каждой из обмоток соединены в одной точке, а другие концы являются выводами. В «треугольнике» же соединение обмоток выполнено по кольцу – первая обмотка подсоединена ко второй, вторая – к третьей, третья – к первой. Точки соединения обмоток и являются выводами.

Ротор помещается внутрь статора, а тот в свою очередь зажимается между двумя крышками корпуса. В этих же крышках имеются и посадочные места под подшипники ротора. В передней крышке (та, что со стороны шкива) проделаны вентиляционные отверстия.

В задней же крышке размещены остальные необходимые элементы:

• блок щеток;
• диодный мост, он же выпрямительный блок;
• регулятор напряжения.

Блок щеток предназначен для передачи электрического тока на обмотку возбуждения. Для этого данный блок включает в свою конструкцию две подпружиненные графитные щетки, размещенные в корпусе. Пружины поджимают эти щетки к контактным кольцам, но жесткого соединения между ними нет.

Диодный мост обеспечивает преобразование переменного тока в постоянный. Конструкция его включает шесть диодов, установленных в теплоотводящие пластины. На каждую из обмоток статора приходится по два диода – «плюс» и «минус».

Регулятор напряжения – элемент, обеспечивающий поддержание выходного напряжения в строго заданном диапазоне. Дело в том, что от оборотов мотора зависит количество и параметры вырабатываемой энергии. АКБ же очень «чувствительна» к подаваемому на нее напряжению. Если оно будет недостаточным, то у аккумулятора будет недозаряд, а при избытке его – перезаряд. И то, и другое приводит к значительному снижению ресурса АКБ. На современных авто используются полупроводниковые электронные регуляторы, которые зачастую выполнены заодно с блоком щеток.

Как работает автомобильный генератор

Теперь о том, как все функционирует. При включении зажигания на обмотку возбуждения подается напряжения через блок щеток и контактные кольца, из-за чего вокруг нее появляется магнитное поле. Поскольку ротор после запуска мотора постоянно вращается, и магнитное поле его обмотки вместе с ним. Это поле воздействует на обмотки статора, из-за чего на их выводах появляется электрический переменный ток, который подается на выпрямительный блок. На выходе из него идет уже постоянный ток, который поступает на регулятор напряжения. Часть его подается на щетки для обеспечения режима самовозбуждения, остальное же идет на подзарядку АКБ и запитку потребителей.

Регулировка выходного напряжения регулятором организована достаточно просто. Поскольку он связан с блоком щеток, то он просто меняет напряжение, подаваемое на обмотку возбуждения, что в свою очередь сказывается на магнитном поле и на количестве вырабатываемой энергии. Еще одна особенность работы регулятора – термокомпенсация. Она сводится к тому, напряжение, подаваемое на аккумулятор, меняется от температуры. При низкой температуре напряжение – повышенное, но по мере возрастания температурного показателя напряжение будет снижаться.

Видео: Быстрая проверка ГЕНЕРАТОРА не устанавливая на авто

Основные неисправности

Генератор имеет вполне надежную конструкцию, но и у него бывают неисправности. Их можно поделить на механические и электрические.

Экспертный обзор почему генератор не дает зарядку в этой статье https://topmekhanik.ru/generator-ne-daet-zaryadku/

1. Механические неисправности обычно появляются из-за износа, которому подвержены подшипники, щетки, приводной ремень и шкив. Обычно эти поломки выявить несложно, поскольку все они сопровождаются появлением сторонних шумов или писка со стороны генератора. Устраняются эти неисправности обычно заменой изношенного элемента.
2. Электрических неисправностей больше – обрыв или замыкание обмоток ротора или статора, пробой диодов, выход из строя регулятора. Эти неисправности как выявить, так и устранить более сложно. При этом электрические неисправности до момента выявления могут негативно повлиять на АКБ. К примеру, неисправный регулятор обеспечивает постоянный перезаряд батареи. Признаков при этом никаких особенных не будет, а выявить неисправность можно только путем замера выходного напряжения из генератора. Но до момента выявления поломки регулятора он может уже нанести непоправимый вред аккумулятору.

Все электрические неисправности, помимо обрыва и замыкания, обычно устраняются заменой неисправного элемента. Что же касается проблем с обмотками, то они исправляются перемоткой.

Чтобы избежать проблем с генератором, необходимо периодически оценивать состояние его привода, подшипников, щеток, а также проводить замеры выходного напряжения.

Генератор в машине: что это такое?

Генератор в автомобиле (автомобильный генератор) представляет собой устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую. В конструкции транспортных средств автогенератор является генератором переменного тока и выполняет следующие функции:

• обеспечение зарядки АКБ;
• питание всех электросистем в авто после запуска ДВС;

Автомобильный генератор зачастую расположен в подкапотном пространстве, так как приводится в действие от коленвала двигателя. По этой причине решения устанавливаются спереди по отношению к силовому агрегату. На большинстве современных авто привод генератора выполнен в виде ременной передачи. Модели транспортных средств, которые оснащены гибридным двигателем, а также некоторые авто с системой start-stop, имеют особое устройство генератора, так как в подобных машинах он одновременно является стартером.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое автомобиль гибрид. Из этой статьи вы узнаете о принципе работы и конструктивных особенностях силовой установки на гибридных авто. 

Содержание статьи

Устройство автомобильного генератора: особенности конструкции

Генераторы в автомобилях могут отличаться по размерам и схемам реализации тех или иных устройств (корпус генератора, привод и т.д.). Также под капотом решение может иметь различные места установки. Общими в устройстве являются следующие элементы:

• ротор;
• статор;
• наличие щеточного узла;
• выпрямительный блок;
• регулятор напряжения;

Указанные составные части находятся в корпусе. Ключевыми параметрами генераторов для автомобилей являются следующие номинальные показатели: напряжение, ток, частота вращения, самовозбуждение на определенной частоте, КПД устройства.

Показатель номинального напряжения может составлять от 12 до 24 В, что зависит от устройства электросистемы транспортного средства. Номинальным током считается максимальный ток, который устройство отдает при условии номинальной частоты вращения на отметке 6 тыс. об/мин. Данные особенности представляют так называемую токоскоростную характеристику. Параллельно с номинальными показателями при выборе следует учитывать:

• минимально возможную рабочую частоту вращения, а также минимальный ток;
• максимальную частоту вращения и максимальный ток;

Теперь о самом устройстве. Корпус является парой крышек, которые стягиваются болтами. Наиболее частым материалом изготовления крышек является алюминиевый сплав, который не магнитится, обеспечивает малый вес и хорошее рассеивание тепловой энергии (теплоотдачу). В корпусе дополнительно выполнены отдельные прорези для вентиляции, а также имеется крепежный элемент для установки и фиксации генератора.

1. Задачей ротора является то, что он создает магнитное поле, которое вращается. Данная функция реализуется путем размещения на валу ротора специальной обмотки (обмотка возбуждения), которая находится между двух полюсных половин. Параллельно с этим на каждой из указанных половин выполнены выступы. На вал ротора также установлена пара контактных колец, которые выполнены из меди, латуни или стали. Через указанные кольца питание подается на обмотку, а сами контакты обмотки прикреплены к кольцам посредством пайки.

   Необходимо добавить, что вал ротора также является местом установки вентилятора-крыльчатки и приводного шкива. Сам ротор вращается на подшипниках. Подшипники могут быть как шарикового, так и роликового типа в области контактных колец, что зависит от индивидуальных особенностей конструкции.

2. Следующим элементом конструкции генератора в машине является статор. Данное решение имеет стальной сердечник, набранный из пластин, а также обмотки. Статор создает переменный электроток. Обмотки наматываются в специальные пазы сердечника. Так как обмоток статора три, это позволяет создать трехфазное соединение. Обмотки могут быть уложены в пазы различными способами: так называемой «петлей» или «волной». Что касается соединения между собой, концы обмоток могут соединяться в одном месте, в то время как другие играют роль выводов. Вторым вариантом является кольцевое соединение обмоток последовательно, что позволяет получить выводы в точках соединения.
3. Давайте взглянем на щеточный узел (щетки). Данный элемент позволяет передать на контактные кольца ток возбуждения. Элемент состоит из пары графитовых щеток, прижимных пружин щеток и устройства для фиксации щеток (щеткодержателя). Отметим, что сегодня на «свежих» машинах ставят щеткодержатель, который образует единую конструкцию с еще одним элементом. Речь идет о конструкции, которая предполагает совмещение регулятора напряжения и щеткодержателя.
4. Выпрямительный блок является преобразователем напряжения. Указанный блок преобразует синусоидальное напряжение, которое производит генератор, в напряжение постоянного тока. Выпрямитель состоит из пластин, задачей которых является отвод тепла. На пластинах выпрямителя также установлены специальные диоды, которые являются полупроводниковыми. Диоды устанавливаются по паре на фазы, а также по одному на «пюсовой» и «минусовой» выводы генератора. Всего получается 6 силовых диодов.
5. Регулятор напряжения обеспечивает подачу тока со стабильным напряжением. Напряжение ограничено заданными рамками. Отметим, что генераторы на современных моделях авто имеют электронный регулятор напряжения. Такие регуляторы дополнительно делятся на гибридные и интегральные.

   Постоянно меняющаяся частота вращения коленвала и нагрузка в процессе эксплуатации двигателя требует постоянной стабилизации напряжения. Напряжение стабилизируется в автоматическом режиме посредством того, что оказывается влияние на ток, протекающий в обмотках возбуждения. Задачей регулятора является то, что устройство управляет импульсами электротока, точнее, частотой указанных электрических импульсов. Также регулятор определяет время (продолжительность) импульсов.

Еще одной функцией регулятора напряжения является изменение напряжения, которое необходимо для эффективной подзарядки АКБ с учетом наружной температуры. С понижением температуры за бортом устройство подает больше напряжения на аккумулятор.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как проверить реле регулятор генератора. Из этой статьи вы узнаете о доступных способах проверки устройства в том случае, если аккумулятор не заряжается от генератора или наблюдаются различные сбои в процессе зарядки АКБ.

Что касается привода генератора, данное решение представляет собой ременную передачу (с использованием клиновых или поликлиновых ремней), посредством которой вращается ротор. Ротор генератора по частоте вращения крутится до 3 раз быстрее самого коленвала. Добавим, что на современных авто используется поликлиновый ремень.

Также следует отметить, что на некоторых моделях автомобилей может быть установлен генератор индукторного типа. Индукторный генератор означает то, что в его устройстве отсутствуют щетки, местом установки обмотки является статор. Ротор такого генератора без щеток изготовлен из железных пластин небольшой толщины. Материалом для изготовления пластин выступает трансформаторное железо. Работает индукторный генератор по принципу того, что происходить изменение магнитной проводимости в воздушном зазоре, который присутствует между статором и ротором.

Как работает генератор автомобиля

Детальное рассмотрение функций отдельных составных элементов  в устройстве генератора позволяет получить представление о принципах работы всего устройства. Водитель осуществляет поворот ключа в замке зажигания, после чего электричество от аккумулятора проходит через щетки генератора и контактные кольца, попадая на обмотку возбуждения. В результате на обмотке создается магнитное поле.

Стартер автомобиля начинает вращать коленчатый вал двигателя. От коленвала через ременной привод начинает вращаться и ротор генератора. Магнитное поле в области ротора усиливается на обмотках статора. В результате на выводах указанных обмоток отмечается возникновение переменного напряжения. Когда ротор генератора раскрутится до определенной частоты, генератор начнет работать в режиме самостоятельного возбуждения. Другими словами, после запуска двигателя, что вызывает необходимое раскручивание ротора генератора, обмотка возбуждения начинает питаться уже от генератора, а не от АКБ.

Создаваемое генератором переменное напряжение превращается в постоянное благодаря работе выпрямительного блока.  Электрический ток от генератора питает бортовую сеть автомобиля, обеспечивает работу системы зажигания и других энергопотребителей.  Также от генератора поступает ток для зарядки аккумулятора. В случае изменения частоты вращения коленвала и нагрузки подключается регулятор напряжения, определяя то время, на которое необходимо включить обмотки возбуждения с учетом тех или иных условий. Если частота вращения генератора растет и нагрузка падает, тогда временной промежуток активации обмотки возбуждения сокращается. При увеличении нагрузки и уменьшении оборотов регулятор увеличивает время включения обмоток.

Необходимо добавить, что если потребители используют больше электричества, чем способен выработать автомобильный генератор, тогда автоматически задействуется аккумулятор. Следить за состоянием генератора можно при помощи лампы контроля заряда на приборной панели. Указанная лампа чаще всего представляет собой пиктограмму в виде АКБ. Загорание лампы указывает на то, что батарея от генератора не заряжается. Возможными причинами может быть обрыв поликлинового ремня, выход из строя реле-регулятора генератора и т.д.

Читайте также

Как проверить генератор автомобиля? | Автомолл

За зарядку автомобильного аккумулятора автомобиля, а также за питание всех потребителей в бортовой сети автомобиля отвечает генератор. Если он выйдет из строя или будет работать нестабильно, то батарея или не будет заряжаться вовсе или начнет слишком быстро разряжаться.

Чтобы этого не случилось, нужно следить за состоянием этого устройства.

Что может сломаться в генераторе

Понять, что генератор вышел из строя, можно и без специального оборудования. Гораздо сложнее выявить причины, по которым он утратил работоспособность.

Это могут быть такие причины, как:

• Заклинивание подшипников:

Это случается в результате их естественного износа, либо это может быть следствием некачественного ремонта генератора в прошлом, а именно, нарушением технологии разборки-сборки корпуса генератора.

• Выгорание статорной обмотки:

Это может произойти по нескольким причинам. Одна из возможных причин — резкий температурный перепад, вызванный попаданием воды на генератор, при проезде луж или мойке двигателя. Это приводит к разрушению изоляционного лака обмотки  и впоследствии, та же вода, либо иные жидкости, попадающие на генератор, будут выполнять роль проводника для электрического тока, что приведет к короткому замыканию.

Щетки генератора состоят в постоянном контакте с токосъемными кольцами, поэтому, в результате вращения вала генератора, они испытывают силу трения. Их износ — это лишь вопрос времени. В зависимости от конструктивных особенностей генератора, а именно типа реле-регулятора, щетки можно поменять отдельно от дорогостоящего реле. В иных случаях, реле-регулятор нужно менять целиком.

• Поломка реле регулятора.

Причиной поломки этого элемента, помимо естественного старения,  может являться выход из строя какой либо составляющей генератора и не только. Например: замыкание в статорной обмотке, поломка диодного моста, замыкание банок аккумулятора и пр.

• Поломка Диодного моста:

Может быть вызвана неисправным аккумулятором, замыканием в статорной обмотке генератора, нагрев, вызванный слабой затяжкой соединений и тд.

В любом случае, генератор – это очень важная деталь и при появлении подозрений на неисправность, его работу нужно проверить. Для этого стоит воспользоваться инструкцией производителя и технической документации. И, конечно, вам поможет эта статья.

Что нужно запомнить, так это то, что проверки «на искру», то есть с помощью короткого замыкания, нельзя проводить ни в коем случае, это очень опасно для проверяющего и его окружения. Также, нельзя имитировать работу генератора в разобранном виде.

Kak proverit generator

Проверка с помощью мультиметра

Самый простой способ – это проверка с помощью мультиметра. Алгоритм действий будет таким:

1. Глушим двигатель. После этого нужно отсоединить от аккумулятора минусовую клемму;
2. Следующий шаг – мультиметр устанавливают в режим вольтметра, рабочее напряжение – 20 V;
3. Щупы мультиметра подключают к соответствующим полюсам аккумулятора. При этом показатель напряжения должен находиться в диапазоне 12,4-12,8 V;
4. Минусовую клемму ставят на место. Двигатель запускают и снова проводят измерения. Показатель в пределах 13,8-14,6 V считается нормальным. Это значение принимается для продукции ВАЗа, некоторых других марок. В дорогих современных автомобилях оно может достигать 14,8 V.
5. На последнем этапе проверки нагрузку увеличивают, включая магнитолу, фары, другое электрооборудование. Напряжение должно быть не менее 13,6 V. Отклонение от нормы может свидетельствовать о неисправности генератора.

 

proverka generatora na avto

Как проверить работу, если нет инструмента

Если тестер отсутствует, можно провести проверку и без использования инструмента. Это очень простой способ, и он может нам подсказать, работает ли генератор авто исправно или имеются сбои в работе. Оговоримся, что данный способ не рекомендуется применять на автомобилях со сложной электроникой, это может быть для нее чревато! Нужно запустить двигатель и включить фары ближнего света. Как и в первом случае, нужно предварительно снять минусовую клемму с аккумулятора. Если фары дают ровный стабильный свет, а такт мотора не сбивается, то генератор работает нормально. При изменении яркости фар или сомнениях в работе двигателя, лучше обратиться к специалистам, для полной диагностики агрегата и решения возможных проблем.

У нас можно купить инструменты, необходимые для проведения диагностики генератора. Также можно записаться на СТО, чтобы пройти профессиональную диагностику. И если будут выявлены проблемы, мастера сразу же помогут их устранить.

Что такое генератор и как он работает?

Вы можете подумать, что аккумулятор питает все электрические устройства в автомобиле, будь то дворники, фары или радио. На самом деле, автомобильный генератор вырабатывает большую часть электроэнергии вашего автомобиля — ваша батарея в основном используется только для запуска вашего автомобиля и обеспечения питания, когда двигатель не работает. [1] Генератор является важным компонентом системы зарядки автомобиля, поэтому полезно понимать, как он работает, если вам придется иметь дело с автомобилем, который не заводится.

Что такое генератор?

Генератор — это генератор, предназначенный для распределения электроэнергии по автомобилю и подзарядки аккумулятора. [1] За исключением некоторых гибридных моделей, все автомобили со стандартным двигателем внутреннего сгорания будут иметь генератор переменного тока. Генератор размером примерно с кокосовый орех, обычно устанавливается в передней части двигателя и имеет ремень, обтекающий его. [2]

Компоненты генератора

Компоненты генератора переменного тока предназначены для обеспечения транспортного средства нужного типа и нужной мощности.Система зарядки вашего автомобиля состоит из множества частей, но это основные компоненты и их функции:

Ротор и статор

Ротор и статор являются компонентами генератора переменного тока, производящими электричество. [3] [4] [5] Ротор, цилиндрическая деталь, окруженная магнитами, вращается внутри статора, который удерживает фиксированный набор проводящих медных проводов. Движение магнитов по проводке — это то, что в конечном итоге создает электричество.

Регулятор напряжения

Регулятор напряжения контролирует мощность, вырабатываемую генератором переменного тока.[2] Он контролирует уровень напряжения, которое выводится на аккумулятор, и подает питание на остальную часть автомобиля.

Диодный выпрямитель

Диодный выпрямитель преобразует напряжение от генератора в форму, которая может использоваться аккумулятором для подзарядки. [2] [4]

Вентилятор охлаждения

Генераторы выделяют много тепла, и для эффективной работы их необходимо охлаждать. Хотя они имеют вентиляционные отверстия и алюминиевый корпус для лучшего отвода тепла, они также оснащены вращающимися вентиляторами для дополнительного охлаждения.[2] [4] Новые модели генераторов имеют внутренние вентиляторы охлаждения, тогда как более старые версии, как правило, имеют внешние лопасти вентилятора.

Как работает генератор

Для чего нужен генератор? Как мы знаем, генератор обеспечивает большую часть электроэнергии в вашем автомобиле и помогает заряжать аккумулятор. Но для этого генератор переменного тока должен сначала преобразовать механическую энергию в электричество.

Как генератор вырабатывает электроэнергию

Процесс производства электроэнергии начинается с двигателя.В большинстве современных автомобилей генераторы приводятся в движение коленчатым валом двигателя через змеевик, хотя старые автомобили могут иметь отдельный шкив, идущий от коленчатого вала к генератору. Движение ремня — механическая энергия — раскручивает ротор генератора переменного тока на высокой скорости внутри статора. [2] [5]

Электричество вырабатывается при вращении ротора. Магниты, окружающие ротор, намеренно размещены таким образом, чтобы при их прохождении по медной проводке в статоре создавалось магнитное поле. ⁵ Это магнитное поле, в свою очередь, создает напряжение, которое улавливается статором. Эта мощность затем достигает регулятора напряжения, который распределяет электричество по транспортному средству и регулирует величину напряжения, которое получает аккумулятор. [2]

Как генератор заряжает аккумулятор?

Прежде чем батарея сможет использовать энергию, поступающую от генератора, ее необходимо преобразовать в формат, который может использовать батарея. Это потому, что электричество может течь разными токами или направлениями.Автомобильные аккумуляторы работают на одностороннем постоянном токе (DC), в то время как генераторы выдают электричество переменного тока (AC), которое иногда течет в обратном направлении. [6] Таким образом, перед тем, как перейти к регулятору напряжения, питание, предназначенное для батареи, проходит через диодный выпрямитель, чтобы превратиться в постоянный ток. [2] После преобразования аккумулятор может использовать энергию для подзарядки.

Как и любая автомобильная деталь, ваш генератор со временем может выходить из строя и может нуждаться в замене. Узнайте, как заменить генератор и что делать, если ваш автомобиль сломался в дороге.

[1] itstillruns.com/functions-alternator-6148787.html

[2] auto.howstuffworks.com/alternator.htm

[3] galco.com/comp/prod/moto-ac.htm

[4] autoshop101.com/forms/alt_bwoh.pdf

[5] «Генераторы и аккумуляторы | Как они работают », Donut Media, youtube.com/watch?v=nuLl_Z9_T9E (30 мая 2018 г.).
[6] chicagotribune.com/autos/sc-alternator-autos-0128-20160127-story.html

Генератор

против генератора — в чем разница? [Руководство на 2021 год]

Раскрытие информации: этот пост может содержать партнерские ссылки.Это означает, что мы можем бесплатно для вас заработать небольшую комиссию за соответствующие покупки.

Последнее обновление 27 сентября 2021 г.

Непонятно понимать разницу между генератором и генератором. Они оба используются для выработки электроэнергии, но то, как они это делают, отличает их друг от друга.

Когда большинство людей говорят о генераторе, они думают о портативном генераторе, который вы могли бы использовать в качестве запасного дома или в качестве транспортного средства для отдыха.

Затем, когда мы думаем об генераторе переменного тока, мы думаем об устройстве, используемом для питания нашей автомобильной батареи.

Эти сравнения точны, но важно понимать технические различия в том, как эти устройства вырабатывают электричество и обеспечивают электроэнергией наши дома и автомобили.

В этой статье мы здесь, чтобы научить вас всему, что вам нужно знать о разнице между генератором и генератором.

Что такое генератор?

Во-первых, что такое генератор? Это тип генератора, который преобразует механическую энергию в электрическую в виде переменного или переменного тока.

Они распространены в автомобильной промышленности, поскольку преобразуют механическую энергию под капотом в электричество, которое затем заряжает аккумулятор.

Этот механический процесс вращает магнит, и это вращение создает ток для распределения энергии, не преобразуя ее в постоянный ток.

Генераторы переменного тока эффективны, потому что они выдают энергию только тогда, когда это необходимо. Генератор может включаться и выключаться, поскольку аккумулятор нуждается в подзарядке. Благодаря этому ваша машина не умирает, если она долго работает.

Один из способов узнать, неисправен ли генератор, — это разрядить автомобильный аккумулятор, когда он все еще работает. Эта проблема может означать, что генератор не обеспечивает заряд батареи.

В целом, генераторы переменного тока представляют собой усовершенствованную версию генератора, которая может минимизировать количество требуемой мощности, что приводит к меньшим потерям энергии.

Главное, что нужно знать об генераторе, это то, что он не может заряжать полностью разряженную батарею. Это может привести к пожару и дальнейшему повреждению.

Что такое генератор?

По ту сторону забора у нас есть генератор.Это устройство также преобразует механическую энергию в электрическую.

Процесс в некоторой степени аналогичен генератору переменного тока, но генератор может обеспечивать переменный или постоянный ток (переменный или постоянный).

Внутри генератора находится ротор из витых проводов. Вращение этих проводов вызывает накопление электричества, в то время как магнитное поле, в котором оно находится, остается неподвижным.

Когда у вас есть вращение катушек с помощью неподвижного магнита, он создает магнитное поле, которое создает количество энергии, необходимое для вращения якоря.

Следовательно, магнитное поле генератора переменного тока всегда вращается внутри статора, тогда как магнитное поле генератора является фиксированным.

Якорь — это вращающаяся катушка или ряд катушек в электродвигателе. Когда якорь неподвижен, становится легко создавать возбуждение напряжения (низкого напряжения) на роторе через контактные кольца.

Вы бы выбрали генератор, когда требуется больше электричества, потому что он вырабатывает напряжение во всем устройстве без остановки.Вы можете использовать генератор для зарядки полностью разряженного аккумулятора.

По этой причине мы рассматриваем генераторы как лучший вариант в качестве резервного источника питания для домов и домов на колесах.

Они предназначены для больших работ, потому что выходной ток постоянный и генерирует как переменный, так и постоянный ток.

Что такое переменный ток и постоянный ток

Если вы не понимаете разницы между переменным и постоянным током, все просто.

Ваша батарея имеет положительную и отрицательную клеммы.Заряженные электроны движутся по проводнику от одного вывода к другому.

Когда это происходит, переменные токи меняют направление потока электронов, что создает электронный импульс.

Этот процесс создает энергетические токи, которые не обеспечивают постоянный поток энергии, что более полезно для экономии энергии.

Постоянный ток обеспечивает постоянный поток электронов в одном направлении. Когда требуется определенная частота, переменные токи требуют большего количества регулирующих устройств для управления количеством энергии, генерируемой источником.

Генератор и генератор: различия

Мы немного об этом говорили, но давайте более подробно рассмотрим, в чем разница между генератором переменного тока и генератором.

• Генератор преобразует механическую энергию в электрическую энергию в электрическую энергию переменного тока, а генератор преобразует ее как в переменный, так и в постоянный ток.
• Генераторы переменного тока имеют вращающееся магнитное поле, а генератор имеет стационарное магнитное поле, которое фиксируется там, где вращается обмотка якоря.
• Генераторы получают входное питание от статора, а генераторы получают входное питание от ротора.
Генераторы
• имеют диапазоны оборотов в минуту (оборотов в минуту), а генератор предлагает небольшое изменение диапазона оборотов.
• Генераторы не могут заряжать полностью разряженную батарею, тогда как генераторы могут заряжать разряженную батарею.
• Генераторы имеют более высокий выходной ток, чем генераторы.
• Генератор намного меньше по размеру, чем генератор.(в зависимости от размера вашего генератора)
• Генератор переменного тока используется для производства электроэнергии в небольших масштабах или в качестве зарядной системы для автомобилей, а генераторы используются для производства электроэнергии в крупных масштабах.
• Эффективность щеток генератора переменного тока может длиться дольше, в то время как в генераторах используются щетки, срок службы которых недолговечен по сравнению с генератором.

Особенности генератора

Если вам нужен портативный генератор для чрезвычайных ситуаций или отдыха, существует множество вариантов, поэтому вам следует выбирать внимательно.

Трудно понять плюсы и минусы генератора, если вы не понимаете, в чем они заключаются.

В этом разделе давайте рассмотрим некоторые вещи, на которые следует обратить внимание при покупке портативного генератора.

1. Быстрый запуск

Новые генераторы поставляются с пуском нажатием кнопки в отличие от традиционного пуска от тяги, который мы все знаем и любим.

2. Колеса

Мы всегда рекомендуем выбирать переносной генератор на колесах.Вы никогда не знаете, куда приведет вас жизнь, а перенос генератора требует гораздо больше усилий.

3. Отсечка по низкому уровню масла

Лучший генератор отключится, когда уровень масла упадет ниже определенного уровня, чтобы защитить вас и генератор. Убедитесь, что у вашего выбора есть эта функция.

4. Множество торговых точек

Вы захотите распределить электроэнергию по нескольким розеткам, а не собирать все в одну вилку. Это помогает продлить срок службы генератора и является самым безопасным способом получить необходимую мощность.

5. Альтернативное топливо

Приятно иметь опции, и некоторые портативные генераторы используют в качестве топлива пропан или природный газ. В зависимости от ваших потребностей, вы даже можете переделать генератор с помощью комплекта.

Заключительные мысли

К настоящему времени вы должны понять разницу между этими двумя. И генераторы, и генераторы вырабатывают энергию в виде электричества.

Генераторы и генераторы работают по-разному, и у каждого из них есть свои плюсы и минусы.Спасибо за прочтение!

Что такое генератор? — кривошипно-рычажный

Генератор — это компонент, преобразующий механическую энергию в электрическую. Хотя это может быть достигнуто с помощью множества различных средств, генераторы в автомобилях приводятся в действие двигателем, обычно с помощью вспомогательного ремня. Двигатель вращает ремень, который вращает генератор, вырабатывающий электричество. Генераторы были впервые представлены в 1912 году, и они были стандартным оборудованием до 1960-х годов, когда их начали постепенно заменять генераторы.Хотя генераторы тяжелее и менее эффективны, чем генераторы, они не требуют ввода напряжения для работы.

Этот грузовик Chevy 1954 года оборудован генератором.

История автомобильного генератора

Хотя генераторы, батареи и электрические компоненты, такие как фонари и клаксоны (рожки), существовали, когда были изобретены первые автомобили, ни один из этих ранних автомобилей не имел вообще никакой электрической системы. Они запускались с помощью ручного кривошипа и использовали магнето для создания искры.Освещение обеспечивали газовые фары, а основные функции звукового сигнала обычно обеспечивались криком на пешеходов и других автомобилистов.

Когда производители начали экспериментировать с электрическим освещением и звуковыми сигналами, они питали эти устройства от сухих аккумуляторных батарей, которые приходилось периодически заменять. Другие производители играли с динамо-машинами, которые, по сути, были ранними автомобильными генераторами. Некоторые из этих систем питали оборудование напрямую, не включая в систему какой-либо аккумулятор из-за проблем с перезарядкой.

Этот Cadillac Tourer 1912 года был оснащен первой современной электрической системой, включая самостартер, аккумулятор, генератор и регулятор.

Первая настоящая автомобильная электрическая система, которую мы узнаем сегодня, появилась на Cadillac 1912 года. В нем использовалось устройство, разработанное DELCO, которое механически регулировало напряжение , что предотвращало резкие перепады напряжения во время работы на разных скоростях. В том же модельном году Cadillac также представил функцию, которую мы сегодня считаем само собой разумеющейся — самозапуск.Другие OEM-производители изо всех сил пытались реализовать свои собственные системы самозапуска, что привело к повсеместному внедрению в отрасли электрических систем, включающих аккумулятор, генератор и регулятор.

Хотя генератор постоянного тока и механический регулятор будут использоваться в течение большей части полувека, последняя из этих проверенных временем систем зародилась в мрачные дни Второй мировой войны. Военным США требовался метод генерации энергии, который давал бы больший ток, чем могли бы обеспечить современные генераторы, что привело к разработке генератора переменного тока.В 1960-х генераторы начали появляться на гражданских автомобилях, и дни генераторов были сочтены.

Это схема коммутатора в разрезе.

Как работает генератор?

Основной принцип работы генераторов относительно прост: пропускание провода через магнитное поле может вызвать электрический ток, протекающий через провод. Это называется электромагнитной индукцией. В автомобильных генераторах это включает вращение якоря в стационарном магнитном поле.Для выработки постоянного тока коммутатор периодически меняет направление тока через катушку якоря. Магнитное поле и щетки неподвижны, а коммутатор и якорь вращаются внутри них.

Генератор и двигатель механически связаны ремнем вспомогательных агрегатов, который позволяет вращать коленчатый вал в двигателе, чтобы вращать и генератор. Эта механическая энергия затем превращается в электрическую под действием катушки якоря, вращающейся внутри статического магнитного поля.Поскольку коммутатор позволяет генератору производить постоянный ток, электрическая мощность может использоваться для питания аксессуаров, таких как фары, или может храниться в аккумуляторе для последующего использования. Чтобы предотвратить перезарядку и уменьшить склонность выходного напряжения генератора к изменению при разных оборотах, в течение многих лет использовались механические регуляторы напряжения.

Ограничения автомобильных генераторов

Хотя генераторы использовались более полувека, у них есть несколько прискорбных недостатков.Одна из проблем заключается в том, что и щетки, и медные сегменты на коммутаторах изнашиваются при нормальном использовании, что означает, что щетки необходимо регулярно заменять. Если коммутатор изнашивается слишком сильно, его также необходимо заменить.

Другие проблемы связаны с величиной тока, который они могут производить, и уровнем, при котором выходное напряжение изменяется при разных оборотах двигателя. Пределы текущего поколения не были проблемой на протяжении большей части срока службы этого оборудования, хотя увеличение количества электрических систем после 1960-х годов в конечном итоге привело бы к исчерпанию возможностей генератора.Механические регуляторы также могли выполнять замечательную работу по регулированию выходного напряжения, но генераторы переменного тока не страдают от тех же проблем из-за того, что они генерируют переменный ток, который немедленно выпрямляется внутренним компонентом, а не генерирует постоянный ток.

Генераторы сегодня

На дорогах все еще много классических автомобилей, в которых используются генераторы и механические регуляторы, но в новых автомобилях вместо них используются генераторы. Однако генератор постоянного тока обрел новую жизнь в виде электрических и гибридных электромобилей.

Генераторы обрели новую жизнь в гибридных электромобилях, таких как Toyota Prius.

В случае гибридных электромобилей, они имеют генераторы постоянного тока, установленные на их бензиновых двигателях. Генераторы можно использовать для зарядки аккумуляторов или запуска электродвигателей. Генераторы также часто используются при рекуперативном торможении, чтобы восстановить часть кинетической энергии, которая теряется из-за отходящего тепла при торможении автомобиля.

В чем разница между генератором и генератором?

Генератор и генератор переменного тока — это устройства, которые используются для выработки электроэнергии.

Генераторы можно назвать типами генераторов. Даже если эти устройства используются для одной и той же функции, они отличаются с точки зрения работы.

Генераторы переменного тока — это системы зарядки в транспортных средствах, которые используются для производства электроэнергии.

Генераторы используются для производства большой мощности.

И генераторы, и генераторы переменного тока преобразуют механическую энергию в электрическую за счет магнитной поляризации. Оба могут работать как электродвигатели, если они питаются электрической энергией, а не механической энергией.

Генератор и генератор

Генератор

Генератор считается уникальным типом генератора, который можно использовать для преобразования механической энергии в электрическую, которая генерируется в виде переменного тока. Устройство в основном используется в автомобильной промышленности для преобразования механической энергии в электрическую, которая может заряжать автомобильный аккумулятор.

Механическая энергия используется для вращения магнита — поворот магнитного поля приводит к изменению магнитного потока, который производит ток.Генераторы напрямую распределяют произведенное в настоящее время без преобразования его в постоянный ток.

Генераторы переменного тока — это устройства, которые очень эффективны в производстве энергии, поскольку они вырабатывают электричество только тогда, когда это необходимо. Было бы правильно сказать, что это современная версия генератора, которая работает, чтобы минимизировать количество используемой энергии и минимизировать количество энергии, теряемой впустую. После установки генератора поляризация не требуется.

Единственная мера предосторожности, необходимая при использовании генераторов, заключается в том, что они не подходят для зарядки полностью разряженных аккумуляторов.Попытка сделать это может вызвать пожар, а также нанести ущерб окружающей среде.

Слишком низкое или слишком высокое напряжение также может повредить аккумулятор и другие электрические компоненты в автомобиле.

В результате, генераторы имеют регуляторы напряжения, которые определяют, сколько и когда требуется энергии в батарее.

---

Генератор

Генератор — это электрическое устройство, используемое для преобразования механической энергии в электрическую — оно может вырабатывать переменный ток (AC) или постоянный ток (DC).Принцип работы генератора — вот что отличает его от генератора переменного тока.

Ротор, состоящий из спиральных проводов, помещен в магнитное поле. Вращение спиральных проводов генерирует электричество. Магнит остается неподвижным и создает магнитное поле, а механическая энергия двигателя используется для вращения якоря.

Поскольку генераторы вырабатывают напряжение повсюду и потребляют всю вырабатываемую энергию, они в основном используются для крупномасштабного производства электроэнергии.

Генераторы после установки приобретают естественную поляризацию.

Их можно использовать даже для зарядки полностью разряженных аккумуляторов. Постоянный ток, производимый генератором, генерируется, когда ротор подключен к коммутатору. Коммутатор является критическим элементом в производстве постоянного тока в генераторе — он состоит из набора отдельных колец, которые соединяют генератор с внешней цепью таким образом, что производимый ток часто является постоянным.

Ссылки: [1], [2]

Общие сведения о выходной мощности генератора | HowStuffWorks

Раньше автомобили использовали генераторы , а не генераторы переменного тока для питания электрической системы автомобиля и зарядки аккумулятора.Это уже не так. По мере развития автомобильных технологий росла и потребность в большей мощности. Генераторы вырабатывают постоянного тока , который движется в одном направлении, в отличие от переменного тока для электричества в наших домах, который периодически меняет направление. Как доказал Тесла в 1887 году, переменный ток стал более привлекательным, поскольку он более эффективно генерирует более высокое напряжение, что необходимо в современных автомобилях. Но автомобильные аккумуляторы не могут использовать переменный ток, поскольку они производят постоянный ток.В результате выходная мощность генератора переменного тока подается через диоды , которые преобразуют мощность переменного тока в мощность постоянного тока.

Ротор и статор — это два компонента, которые вырабатывают энергию. Когда двигатель вращает шкив генератора, ротор вращается вокруг трех неподвижных обмоток статора или проволочных катушек, окружающих неподвижный железный сердечник, составляющий статор. Это называется трехфазным током . Обмотки катушки равномерно распределены вокруг железного вала с интервалом в 120 градусов.Переменное магнитное поле от ротора вызывает последующий переменный ток в статоре. Этот переменный ток подается через выводы статора в соединительный набор диодов. Два диода подключаются к каждому выводу статора для регулирования тока. Диоды используются для блокировки и направления тока. Поскольку батареям нужен постоянный ток, диоды становятся односторонним клапаном, который пропускает ток только в том же направлении.

Трехфазные генераторы переменного тока имеют три комплекта обмоток; они более эффективны, чем однофазный генератор переменного тока, который вырабатывает однофазный переменный ток.При правильной работе три обмотки производят три тока, составляющие три фазы. Сложение всех трех вместе дает общий выход переменного тока статора.

Две основные конструкции обмотки статора: , треугольник, , и , звезда, . Дельта-раны легко узнать по их форме, так как они треугольные. Эти обмотки позволяют пропускать большой ток при более низких оборотах. Обмотки звезды напоминают конденсатор магнитного потока из «Назад в будущее». Эти обмотки идеально подходят для дизельных двигателей, так как они вырабатывают более высокое напряжение, чем статоры с треугольником, даже при более низких оборотах.

После преобразования AC / DC результирующее напряжение готово к использованию в батарее. Слишком высокое или слишком низкое напряжение может повредить аккумулятор, а также другие электрические компоненты. Чтобы обеспечить правильную величину, регулятор напряжения определяет, когда и какое напряжение необходимо в батарее. В большинстве генераторов переменного тока можно найти один из двух типов регуляторов: регулятор с заземлением работает, контролируя количество отрицательного заземления или заземления батареи, идущего в обмотку в роторе, а тип с заземленным полем типа работает наоборот — путем управления. количество положительного аккумулятора.Ни один из них не имеет преимущества перед другим.

С таким количеством компонентов, которые создают электричество, жизненно необходимое для наших автомобилей, можно с уверенностью сказать, что генератор переменного тока является важным компонентом под капотом. Но, как и многие детали наших автомобилей, они выходят из строя. В следующем разделе вы узнаете, как определить, собираетесь ли вы попасть в затруднительное положение, и что вы можете сделать, если вам нужно заменить генератор.

Как проверить генератор

Как проверить генератор

ГЕНЕРАТОР ТЕСТИРОВАНИЕ

ПРИМЕЧАНИЕ. Эти тесты предназначены для генераторов 12 В.Те же тесты будет работать с генераторами 6 В, но напряжение будет примерно вдвое меньше Значения 12 В.

Заряжается ли мой генератор?

Если у вас есть вольтметр, вот несколько простых тестов:

Измерьте напряжение на батарее. Должно быть около 12,6 вольт с двигатель выключен. По мере того, как двигатель набирает обороты, напряжение должно увеличиваться. где-то около 14 вольт. Если да, то генератор работает и заряжается. батарея.

Если вольтметр не показывает , а не при работающем двигателе, сначала проверьте убедиться, что щетки генератора не изношены слишком сильно. если ты можно слегка надавить на щетки при работающем двигателе и посмотрите, не погаснет ли лампа генератора или увеличится ли показание вольтметра.

Если это так, кисти могут быть изношены до такой степени, что они не прикладывают достаточно усилий. давление на коммутатор.

Проверка генератора

Если щетки в порядке, выполните этот тест:

Отсоедините генератор от регулятора (наверное, проще всего просто снимаем провода с генератора).
Подключите перемычку от DF на генераторе к раме генератора. Теперь запустите двигатель и измерьте напряжение от массы до D + на генераторе.

ПРИМЕЧАНИЕ. Некоторые генераторы имеют разные типы клемм;
проверьте, что это DF и D + .

При увеличении оборотов двигателя напряжение должно подскочить до +35. вольт или около того (при 3000 об / мин).
Если он проходит этот тест, генератор исправен.

(Не проводите этот тест дольше, чем необходимо, поскольку он приведет к перегреву генератора.)

Поляризационная

Если это не удается, возможно, необходимо поляризовать генератор.
Оставьте перемычку подключенной от DF к массе.
Снимите ремень вентилятора.
Подключите провод от клеммы + аккумулятора к D + на генераторе.

Вал генератора должен начать вращаться.

Не бегайте в этом режиме дольше нескольких секунд, чтобы избежать перегрева.

Генератор теперь будет правильно поляризован.
Если генератор не вращался , а не во время этого испытания двигателя, генератор скорее всего неисправен.

Снова наденьте ремень и повторно проверьте напряжение генератора с заземленным DF . Если выходное напряжение все еще низкое, генератор неисправен.

О поляризации

Зачем генераторы нужно «поляризовать». Автогенераторам нужны магнетизм, чтобы начать.Этот «остаточный» магнетизм остается в Поле. полюса даже после остановки двигателя.

При следующем запуске генератора остаточный магнетизм создает небольшой напряжение в обмотках якоря. Недостаточно для зарядки аккумулятора, но достаточно, чтобы позволить обмоткам возбуждения потреблять ток. Поскольку поле тока увеличивается, полюсные наконечники создают еще больший магнетизм. Это делает даже больше напряжения в якоре, и цикл продолжается до тех пор, пока генератор
не будет способен производить максимальную мощность.

Что же происходит с генератором, который хранился долгое время или недавно построенный? Остаточный магнетизм, возможно, снизился до точки. где он больше не может заставить генератор производить напряжение. В случае нового генератора или генератора, с которым неправильно обращались, остаточная может даже быть неправильного направления (Северный и Южный полюса поменяны местами).

Поляризация — это простой процесс, используемый для восстановления невязки полюса поля магнетизм и обеспечивают правильное направление магнитного поля.

Нужно ли поляризовать регуляторы?

Нет, регуляторы не чувствительны к полярности.
Но мой регулятор пришел с инструкциями по его поляризации …
Эти инструкции фактически поляризовали генератор, а не регулятор. Производитель регулятора просто хочет убедиться, что ваш генератор будет работать. правильно, чтобы не винить регулятор.

Как привести дом в действие с помощью автомобиля

Даже если вы не находитесь прямо на пути супергипергиперфандеррикана Сэнди, огромное количество людей может пострадать от потери электроэнергии.И, как мы знаем, жизнь без электричества означает, что вы примерно в шести часах пути от того, чтобы вернуться к каннибализму, носить черепа и построить Громовой купол.

Генераторы

отлично подходят в таких ситуациях, но давайте посмотрим правде в глаза, у большинства из нас их нет. Или мы? Вы знаете эту гладкую коробку на колесиках, которую вы используете каждый день, чтобы пойти на работу и купить куриные крылышки? Еще это бензиновый (или дизельный) генератор с сиденьями и радио. Давайте посмотрим, как использовать его для питания вашего дома.

В интересах инклюзивности я расскажу здесь о некоторых очень простых вещах, так что хардкорные Джалопсы, пожалуйста, потерпите меня и не стесняйтесь бормотать «да» сколько угодно раз.

Основной принцип здесь прост: ваш автомобиль вырабатывает электричество во время движения для питания свечей зажигания, освещения и компьютеров двигателя, а также для воспроизведения ваших старых кассет. Электроэнергия вырабатывается генератором переменного тока вашего автомобиля (или, в старых автомобилях, генератором), приводимым в движение ремнем двигателя. Поскольку электрическая сеть автомобиля работает на постоянном токе (постоянный ток, как аккумулятор), а ваш дом работает на переменном токе (переменный ток, например, все в вашем доме или на электрическом стуле), нам нужен способ преобразовать постоянный ток из вашего автомобиля. переменного тока в вашем доме, и для этого мы используем инвертор.Инверторы мощности — это маленькие коробочки, которые подключаются к прикуривателю и обрабатывают преобразование. В настоящее время они также встроены в ряд новых автомобилей.

Метод первый: Приобрести / получить инвертор мощности

Это, безусловно, лучший способ. Подключите инвертор к прикуривателю / розетке 12 В.

G / O Media может получить комиссию

Многие комментаторы отмечают, что на многих автомобилях проводка к прикуривателю / розетке 12 В довольно ненадежна и может вызвать пожар.Часто это правда. Таким образом, подключение инвертора напрямую к батарее является наиболее безопасным. Вы можете использовать дополнительную розетку на 12 В и зажать провода на клеммах аккумулятора.

Затем подключите удлинитель к настенной розетке инвертора. Из-за длинных проводов удлинителя происходит некоторая потеря мощности, поэтому постарайтесь припарковаться как можно ближе к вашему дому или квартире и проложите самый короткий шнур, который вы можете использовать, к удлинителю. Помните, что многие люди умирают от отравления угарным газом и поражения электрическим током, поэтому держите автомобили в хорошо проветриваемом помещении и используйте только разрешенное для использования вне помещений оборудование.

Что на самом деле может питать автомобиль и инвертор?

Инвертор преобразует напряжение 12 В постоянного тока в автомобиле в 110 В переменного тока, но это не означает, что вы можете питать весь дом как обычно. Это потому, что ваша машина не является силовой установкой, а также из-за ватт, ампер и других электрических вещей. Если мы подумаем об электричестве как о воде, амперы — это скорость потока воды, напряжение — это давление, а ватты — это своего рода комбинированный поток и давление. Выходная мощность вашего автомобиля будет варьироваться в зависимости от инвертора, но давайте возьмем в качестве примера инвертор на 440 Вт, тип, который обычно доступен менее чем за 40 долларов или около того.

Если мы разделим ватты на напряжение, мы получим амперы, которые помогут нам понять, что мы можем запустить в нашем доме. Для инвертора 440 Вт это будет:

440 Вт / 110 В переменного тока = 4 А.

Это не так много ампер, так что это наш ограничивающий фактор. К счастью, вы можете запускать множество вещей даже с таким низким рейтингом усилителя. Например, лампа накаливания на 60 Вт потребляет только около половины усилителя. Требования к электропитанию вашего ноутбука должны быть не больше усилителя. Я только что проверил свой 42-дюймовый ЖК-телевизор Vizio, и он хочет только 2.5 ампер. Большинство современных электронных твердотельных устройств не требуют многого. Итак, у вас может быть свет, ноутбук и телевизор. Не так уж и отличается от многих обычных ночей, правда?

Некоторые твердотельные электронные устройства, такие как микроволновая печь, действительно требуют гораздо больше энергии, часто около 18 ампер или около того. Обычно вы не можете запустить один из них от инвертора потребительского уровня, поэтому заверните свой буррито в фольгу и приклейте его к выпускному коллектору, пока ваша машина на холостом ходу позволяет вам смотреть старые серии Perfect Strangers из вашего аварийного DVD-тайника.

Хорошо, что

не может Я работаю на своей машине?

Сложные детали приходят, когда вы хотите привести что-нибудь в действие с помощью двигателя. Моторы часто приводят в действие компрессоры и используются в некоторых вещах, которые вы хотите использовать больше всего, например, в кондиционерах или холодильниках. Проблема в том, что к двигателям предъявляются другие, более высокие требования, когда они запускаются, и когда они запущены и работают. Например, когда мой холодильник работает, он потребляет около 6,5 А. Вы можете найти автомобильный инвертор, который справился бы с этим.Проблема в том, что когда вы запускаете холодильник, он потребляет в 2-4 раза больше тока нормальной нагрузки, чтобы запустить двигатель. Вот почему ваш автоматический выключатель или предохранитель для вашего холодильника обычно составляет 20 ампер или выше — он должен выдерживать этот кратковременный и интенсивный запуск.

Итак, если у вашего холодильника нет пусковой рукоятки, вряд ли вы сможете запустить его из машины. Существуют специальные холодильники для кемперов, которые разработаны для таких ситуаций с низким энергопотреблением, и это лучший выбор.Двигатели стиральных машин, как и холодильники, обычно потребляют слишком много тока, и обогреватели, как правило, тоже потребляют ток.

Тогда как долго я могу управлять своим домом на машине?

Итак, теперь, когда мы в целом знаем, что вы можете делать с помощью энергии от вашего автомобиля (играть в Angry Birds, готовя пикантные мясные пироги в духовке Easy-Bake и заряжая свой Dustbuster), как долго вы сможете это делать?

Допустим, у вас в машине полный бак бензина. Если вы просто работаете на холостом ходу, скажем, при 1000 об / мин, и единственная нагрузка на автомобиль — это мощность от инвертора, средний автомобиль должен проработать около двух дней на холостом ходу.Это машина на нейтрали, а все остальное выключено, за исключением инвертора. Все автомобили будут отличаться в зависимости от объема двигателя и общего состояния автомобиля. Меньшему двигателю может потребоваться более высокая частота вращения, чем больший, чтобы поддерживать мощность, потребляемую инвертором, поэтому в этом случае меньший двигатель не всегда гарантирует более длительный срок службы на холостом ходу.

Не все автомобильные генераторы вырабатывают одинаковую мощность, поэтому от этого будет зависеть ваш выбор инвертора, а следовательно, и мощность, которую вы можете получить.

Ваш автомобиль не является портативным генератором специального назначения, но в чрезвычайной ситуации это совсем не плохая временная мера.Просто убедитесь, что у вас достаточно бензина, чтобы действительно управлять автомобилем, если он вам нужен. Никакие рекорды игр для iPad и замороженные собаки тофурки, приготовленные на лампочке, не стоят того, чтобы застревать в зоне эвакуации.

Черт, у меня нет инвертора. Я облажался?

Только в основном! Но не совсем. Ваш автомобиль все еще вырабатывает 12 В энергии, и хотя в вашем доме мало что работает на этом уровне, некоторые вещи работают. Автомобильные зарядные устройства для вашего телефона и, возможно, ноутбука, многие устройства с питанием от USB (они 5 В, но автомобильные зарядные устройства распространены) и, что наиболее важно, удивительное количество устройств, рассчитанных на работу от 12 В.Посмотрите на эту страницу — у них есть специально разработанные микроволновые печи на 12 В, сэндвичницы, сковороды — черт возьми, вся кухня! Скорее всего, вы найдете эти вещи на стоянках для настоящих дальнобойщиков и, возможно, в некоторых кемпинговых магазинах.

Итак, если вам удастся каким-то образом заполучить какой-либо из них, вы можете проложить линию 12 В к своему дому, чтобы управлять ими.