Устройство и принцип работы автомобильного генератора — Стартер, генератор — Статьи
Автомобильный генератор поддерживает в бортовой сети заданное напряжение и выполняет функции по зарядке аккумулятора. Принцип действия генератора основан на переработке механической энергии двигателя в электрическую.Он и регулятор напряжения вместе образуют генераторную установку автомобиля. На машинах современного производства устанавливаются генераторы переменного тока, наиболее подходящие для использования в автомобилях.
Устройство автомобильного генератора состоит из следующих частей:
- корпус, который выполняет и функцию основания, необходимого для статорной обмотки. Он изготавливается из легкосплавного металла. Чаще всего, для этой роли используется дюралюминий. В его конструкции предусмотрены, так называемые «окна», необходимые для охлаждения в процессе работы. Сзади и спереди, на корпусе, конструктивно предусмотрены подшипники, служащие для крепления ротора;
- статорная обмотка из медного провода, которая находится в специальных пазах, специально для этого предусмотренных на сердечнике. Сам сердечник имеет форму круга. Он изготовлен из трансформаторного железа — металла, обладающего повышенными магнитными характеристиками. В соответствии с тремя фазами генератора, на статоре имеется три обмотки, которые образуют форму треугольника. В местах их соединения подключен выпрямительный мост. Провод для фазных обмоток с двойной термоизоляцией, также применяется специализированный лак;
- ротор, имеющий на своем валу одну обмотку, выполняет функцию электромагнита. На верхней части обмотки имеется сердечник, выполненный из ферромагнитного материала. Его диаметр на 1,5-2 мм. меньше, чем диаметр в статоре. Имеющиеся на валу кольца, соединенные при помощи графитовых щеток с обмоткой ротора, служат для подачи напряжения на обмотки ротора с реле – регулятора;
- реле – регулятор осуществляет регулировку и контроль напряжения на выходе от генератора. Имеет выход к щеткам, устроен в виде электронной схемы. Реле – регулятор может располагаться как на корпусе, так и отдельно от генератора;
- выпрямительный мост с шестью диодами прямого тока более 40 Ампер, которые расположены попарно на плюсовом и минусовом токопроводящих основаниях, в соответствии с системой Ларионова. Благодаря этой схеме, на выходе, из трехфазного переменного напряжения получают постоянное.
Ротор генератора запускается двигателем посредством ременной передачи. Постоянное напряжение, подаваемое на роторную обмотку, способствует образованию магнитного потока. Сердечник, вращаясь вдоль статорных обмоток, создает в последних ЭДС. Сила магнитного потока зависит от нагрузки с плюсового основания генератора и регулируется при помощи реле-регулятора при уменьшении или увеличении подачи напряжения на щетки.
На выходе генератора, напряжение составляет в летнее время около 13,6 и зимой, около 14,2. Этого напряжения хватает для дозарядки аккумулятора и его поддержки в рабочем состоянии. От генераторной клеммы также запитана бортовая сеть, которая имеет параллельное подключение вместе с аккумулятором.
Похожие материалы
Устройство и работа автомобильного генератора
Генератор преобразовывает энергию вращающегося вала двигателя в электрическую энергию и служит источником тока для питания электрических потребителей, входящих в состав автомобильного оборудования. Посредством генератора осуществляется заряд аккумуляторной батареи в случае, когда коленчатый вал двигателя имеет среднюю либо высокую частоту вращения.
Следует отметить, что на протяжении длительного времени питание потребителей автомобильного электрооборудования осуществлялось от генераторов постоянного тока, которые вполне соответствовали техническим требованиям, предъявляемым к ранним экземплярам автомобильной техники.
Дальнейшее развитие автомобильного прогресса потребовало применения более мощных генераторов тока, увеличения продолжительности периода их эксплуатации, оптимизации технических характеристик, а также снижения их массы и уменьшения размеров для возможности компоновки генератора в относительно небольшом пространстве под капотом автомобиля.
Автомобильный генератор переменного тока
Учитывая низкие показатели времени безотказной работы щеточно-коллекторного узла генератора постоянного тока и срока его эксплуатации, а также необходимость соответствовать новым требованиям по уменьшению габаритно-массовых параметров, возникла настоятельная потребность в коренной реконструкции подобных устройств.
В сложившейся ситуации был осуществлен тщательный научный поиск и целый ряд специальных исследований, что дало начало принципиально новому направлению в развитии электрогенераторов для автомобилей: на смену традиционным, но морально устаревшим генераторам постоянного тока пришли более компактные, долговечные и мощные автомобильные генераторы переменного тока.
К основным технико-экономическим преимуществам генератора переменного тока следует отнести его компактность и меньшую массу, сниженное значение стартовой частоты вращения, сниженная стоимость затрат на поддержание устройства в работоспособном состоянии в условиях интенсивной эксплуатации, увеличенные показатели надежности и продолжительности безотказной работы.
В конструкции генератора предусмотрены: неподвижный статор; подвижный ротор; контактные щетки; выпрямительный блок; электронный регулятор напряжения в обмотке статора; передняя и задняя крышки; шкив с вентилятором, имеющий собственный привод; конденсатор.
Статор – конструктивно состоит из сердечника и катушек с обмотками возбуждения. Сердечник имеет вид кольца, состоящего из стальных пластинок, покрытых изоляционным лаком. Внутренняя поверхность сердечника выполнена зубцами, на которых крепятся три катушки. Катушки являются трехфазной обмоткой статора. Одни концы обмотки каждой катушки соединяются между собой в общей точке, которая носит название нулевой, а другие выводятся в общую цепь генератора.
Ротор – конструктивно состоит из вала с напрессованной на него втулкой с обмоткой возбуждения, а также шести пар полюсных электромагнитных наконечников, которые под действием тока, протекающего по обмотке возбуждения, создают вокруг нее магнитное поле. Вал ротора оборудован двумя контактными кольцами. Через контактные кольца в обмотку возбуждения поступает электрический ток. Быстрое вращение вала ротора без помех и энергетических потерь обеспечивается за счет наличия шариковых подшипников, установленных в крышках генератора. Вращающаяся конструкция ротора заполнена специальной смазкой, количество которой рассчитывается с учетом всего срока службы генератора.
Выпрямительный блок – преобразовывает переменный ток в постоянный, посредством которого осуществляется заряд аккумуляторной батареи. Располагается на внутренней стороне задней крышки генератора.
Электронный регулятор напряжения – конструктивно представляет собой неразборный и нерегулируемый узел. Корпус регулятора имеет паз, в который вставляется пластмассовый щеткодержатель со щетками.
Вентилятор – конструкционный элемент, необходимый для охлаждения всех частей генератора. Охлаждение обеспечивается воздухом, который попадает внутрь генератора через вентиляционные отверстия задней крышки и выходит наружу через аналогичные отверстия в передней крышке, обдувая все внутренние части конструкции.
Конденсатор – устанавливается в системе зажигания и обеспечивает электромагнитную защиту электрооборудования автомобиля от импульсных радиопомех.
Принцип работы генератора
При включении зажигания от аккумуляторной батареи начинает поступать ток в обмотку возбуждения ротора, а на приборном щитке синхронно загорается световой индикатор, сигнализирующий о наличии тока в цепи генератора. Вал ротора начинает вращаться, а протекающий по виткам обмотки возбуждения ротора ток создает магнитное поле вокруг его полюсов. Вращение ротора обеспечивает попеременную смену положения южного и северного полюсов ротора под зубцами статора, при этом магнитный поток, проходящий между зубцами статора, меняет свое направление и силу. Векторные линии магнитного потока пересекают витки обмотки возбуждения статора, создавая в них ЭДС самоиндукции.
Индуцированный в обмотке возбуждения статора переменный ток поступает на вход выпрямительного блока для преобразования в постоянный ток. Питание последующих потребителей, подключенных к выходной клемме выпрямителя, осуществляется постоянным током. Питание на обмотку возбуждения ротора поступает с вывода диодного моста через щетки.
Автомобильный генератор переменного тока является неотъемлемой частью оборудования, предназначенного для подачи электропитания на все бортовые приборы автомобиля. Совершенствование автомобильных генераторов и в настоящее время является важной задачей, решение которой необходимо для создания мощных, надежных, автоматизированных и неприхотливых высокотехнологичных устройств, способных безотказно работать на протяжении всего срока эксплуатации автомобиля.
Устройство и принцип работы автомобильного генератора постоянного тока в составе велогенератора
Это завершающая статья о том, как из велосипеда и генератора от автомобиля сделать мощный электрический генератор своими руками. Предыдущая часть содержит инструкцию по эксплуатации велогенератора.
Технически грамотные могут прочитать дальше как работает автомобильный генератор постоянного тока.
Автомобильный генератор не совсем отвечает своему названию, так как устройство автомобильного генератора уже подразумевает наличие своего собственного выпрямителя и регулирующей схемы. Добавив только лампочку и выключатель, можно сделать самую простую заряжающую систему. Собственно генерирующая часть генератора с помощью неподвижной обмотки (называется статором) вырабатывает трёхфазный переменный ток, который далее выпрямляется серией из шести больших диодов и уже постоянный ток заряжает аккумулятор. Переменный ток индуцируется вращающимся магнитным полем обмотки (вокруг обмотки возбуждения или ротора). Далее ток через щётки и кольца скольжения подаётся на электронную схему.
Принцип работы автомобильного генератора постоянного тока вкратце можно объяснить так. Через обмотку возбуждения начинает течь небольшой постоянный ток, который регулируется управляющим блоком и поддерживается им на уровне чуть больше 14 В. Большинство генераторов в автомобиле способны вырабатывать как минимум 45 ампер. Генератор работает на 3000 оборотах в минуту и выше — если посмотреть на соотношение размеров ремней вентиляторов для шкивов, то оно по отношению к частоте двигателя составит два или три к одному.
Во время первого запуска велогенератора мощность не сможет вернуться в обмотку возбуждения и генерация не запустится, пока не потечёт ток через индикаторную лампу заряда, которая выполняет гораздо больше функций, чем кажется. Протекающий через индикаторную лампочку ток проходит также и через обмотку возбуждения, обеспечивая ей небольшой ток, необходимый для запуска производства электроэнергии. С ростом оборотов ток усиливается, и через три маленьких диода мощность подаётся на обмотку возбуждения — индикаторная лампочка гаснет, тем самым сигнализируя о начале производства электричества. Изменяя параметры индикаторной лампочки, можно контролировать обороты генератора, необходимые для его включения. При первом же запуске генератора железный сердечник обмотки возбуждения постоянно намагничивается. При высокой частоте вращения этого магнетизма может оказаться достаточно для начала генерации и в случае отсутствия аккумулятора выходное напряжение может мгновенно достигнуть сотен вольт. Поэтому никогда не нужно крутить генератор с отключенным аккумулятором. Также предупредите об этой особенности окружающих.
Для механической защиты педального генератора идеально подойдёт старый пожарный кожух, который можно купить на рынке или найти на доске бесплатных объявлений.
Чтобы велогенератор ни за что не зацепился при его перевозке в автомобиле — сначала открутите педали, нанеся немного медной смазки на резьбу.
Вместо ненадёжного регулятора высоты седла на вертикальном генераторе можно просверлить 8-милиметровое отверстие через верхнюю трубу рамы и серию таких же отверстий в подседельном штыре. Тогда для регулировки высоты седла можно использовать ось, сделанную из бесрезьбовой части длинного болта M8.
Устройство и принцип работы генератора автомобиля. Схема генератора.
Устройство и принцип работы генератора автомобиля. Схема генератора.
У этого поста — 1 комментарий.
Содержание статьи:
Наша жизнь с бурным ритмом движения сделала привычным для слуха такое слово, как генератор. Вот только каждый воспринимает его по — своему. Кто-то считает, что это программа для компьютера, кто-то уверен, что это радиоэлектронное устройство. Заострим внимание на том, что генератор – это устройство, вырабатывающее электрическую энергию. В конкретном случае речь пойдем об автомобильном генераторе.
Принцип работы генератора.
Основной принцип работы генератора – это преобразование в электрическую энергию механическую. Одновременно устройство служит и для зарядки аккумулятора, когда двигатель работает. Другой немаловажной задачей генератора является обеспечение стабильной работой каждой электрической системы, не допуская разрядки АКБ. К сведению: разрядка обычно происходит, если напряжение становится низким. В противном случае батарея перезаряжается, а это приводит к тому, что она выходит из строя раньше положенного срока. Остановимся более подробно на том, как работает генератор. Принцип его работы относительно прост. Ременная передача двигателя вращает ротор. После начала движения напряжение поступает на обмотку возбуждения, где образуется магнитный поток. За силу тока отвечает реле-регулятор, который обеспечивается увеличением либо уменьшением напряжения на щетки. На выходе напряжение всегда будет колебаться в требуемых пределах, что обычно бывает достаточно для исправной работы аккумулятора.
Функция генератора может быть более объемна, нежели все привыкли считать. Как один из вариантов может быть использован в качестве источника частотозависимого сигнала. Он необходим для системы и служит защитой для двигателя от чересчур опасных высоких частот вращения. Кроме этого генератор поддерживает питание тахометра и других ему подобных систем, напрямую связанных с работой коленчатого вала. Когда поступает сигнал о том, что генератор получает повышенную нагрузку,( он может идти как напрямую в систему управления двигателем либо через бортовой компьютер) происходит следующее. В двигателе увеличивается частота вращения коленчатого вала,( во время работы на холостом ходу), что приводит к улучшению баланса заряда. И как закономерный вывод: отключенное напряжение генератора при разгоне дает возможность разгрузить двигатель, тем самым сокращая само время разгона.
Традиция или компактность — предназначение одно. Виды генераторов.
Конструктивное исполнение делит генераторы на две группы:
• конструкция традиционная;
• компактная конструкция.
Выделим каждой из групп немного внимания.
В первую группу входят устройства, имеющие один вентилятор. Вентилятор располагается непосредственно у приводного шкива. Ко второму относят устройства, оснащенные двумя вентиляторами. Их устанавливают во внутренней полости самого генератора. Стоит отметить, что вне зависимости от конструкции, значительных отличий в принципе работы генератора не существует.
Бережем генератор и не делаем то, что нельзя делать.
Во время работы автомобильного генератора запрещается выполнять следующее:
• Если неисправен выпрямитель, генератор нельзя оставлять подключенным к АКБ.
• Не стоит проверять исправность генератора, напрямую замыкая его на «массу».
• Отключения от батареи вол время работы двигателя категорически запрещено.
• Необходимо беречь генератор от попадания на него тосола, электролита и другой жидкости.
Типовая схема генератора на автомобиле.
Другие похожие статьи:
назначение, устройство и принцип работы
Многие из вас знакомы с общим устройством автомобиля и знают, что некоторые устройства «жизненно» необходимы для полноценной работы всех систем транспортного средства. К таким устройствам относится и автомобильный генератор, основное назначение которого превращение механической энергии в электрическую. Электричество необходимо для вращения стартера при запуске двигателя, за что отвечает аккумуляторная батарея, зажигания топливной смеси внутри цилиндров и приведения в рабочее состояние всех систем и электроприборов автомобиля.
ДЕТАЛЬНО ПРО ⇒ АВТОМОБИЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ
Немного истории
Как вы уже поняли, всего существует два источника автомобильного питания – это аккумулятор и генератор, при этом первый из них накапливает электричество, получаемое от генератора и передаёт полезную энергию на приборы в качестве постоянного тока ровно до того момента, как будет запущен мотор, и тогда в дело вступает второй источник питания.
Все знают автомобильные генераторы как компактные устройства, имеющие связь с двигателем посредством ременной передачи, но они не всегда были такими. До 1960 года обычный генератор представлял собой громоздкую конструкцию очень большого веса. При этом коэффициент полезного действия в устройствах начала второй половины прошлого столетия оставлял желать лучшего и точно никак не удовлетворял новым потребностям современных автомобилей, которые уже рвались на мировой рынок, заряженные небывалым энтузиазмом их разработчиков. Миру требовалось что-то более простое и лёгкое, что давало бы больше энергии при том же крутящем моменте, и это случилось в виде обновлённого генератора, работающего по технологии полупроводниковых выпрямителей.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ ПРО ⇒ УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ КАРБЮРАТОРА
Генераторы старого типа, поставляющиеся на рынок с шунтовой схемой параллельного возбуждения, обмоткой, имеющей связь с АКБ, либо со схемой стартера, последовательно подключённого к обмоткам якоря, нашли всеобщее признание у производителей гибридных и электрических автомобилей как основной силовой агрегат. Мир же полностью перешёл на генераторы переменного тока, обладающие известными преимуществами, такими, компактность, повышенный КПД, усиленная мощность и сила тока при неизменной частоте вращения ротора. Внимание читателя заслуживают оба типа генератора, и в последующих частях мы рассмотрим, как устроены генераторы постоянного и переменного тока и разберём принцип их работы.
Как устроен генератор постоянного тока?
Оба устройства призваны вырабатывать электричество, используя механическую силу двигателя. Массивность генераторов постоянного тока объясняется тем, что в качестве статора там используется сам корпус устройства, и чем он больше, тем лучше, поэтому для достижения наиболее высоких показателей мощности, например, для грузовых автомобилей, такие генераторы должны быть поистине гигантских размеров.
Как же происходит выработка электричества генератором постоянного тока?
- После подключения генератора независимым, параллельным или смешанным способом, становится возможна его дальнейшая работа по превращению механической энергии в электрическую;
- Полюсное размещение обмоток со смещёнными пазами обеспечивает выработку переменного тока, при этом работа генератора практически бесшумная;
- Якорь, как токосъемная часть генератора, крепится на подшипники крышек, рабочая часть находится между обмотками и при вращении отдаёт накопленный переменный ток щёткам;
- Коллектор преобразует переменный ток в постоянный, который и становится «конечным продуктом» деятельности генератора постоянного тока и обеспечивает весь автомобиль электричеством.
При необходимости генераторы оснащают дополнительным комплектом обмоток, который предполагает наличие ещё одной пары щёток.
Как устроен генератор переменного тока?
Стандартный или компактный трёхфазный генератор переменного тока имеет намного меньшие габариты за счёт изменения конструкции статора, в качестве которого выступает отдельный модифицированный элемент и более эффективный ротор вместо якоря. В связи с этим у производителей отпала необходимость создавать массивные и тяжёлые корпуса, а токосъёмные свойства генератора при этом увеличились в несколько раз. Несмотря на разительные перемены в конструкции устройств разных поколений генераторов, принцип их работы практически ничем не различается.
Генератор переменного тока состоит из ротора, статора, трёхфазных медных намоток в качестве магнитопровода, шкива, являющегося продолжением ротора, принимающего крутящий момент от двигателя, графитовых щёток, регулятора напряжения и силового выпрямителя. Каждый из элементов компактно размещён в лёгком корпусе, представляющем собой парные алюминиевые крышки, соединённые болтами. Корпус крепится к кронштейнам двигателя через проушины так, чтобы шкив находился со стороны привода.
Рассмотрим устройство элементов генератора переменного тока более детально:
- Статор изготавливается из стальных листов, каждая его часть сваривается или клепается так, чтобы получилось 36 пазов, которые изолируются плёнкой, либо эпоксидной смолой. Обмотка статора осуществляется между пазами;
- Ротор представляет из себя две разнополюсные части с клинообразными выступами, у каждой из которых имеется как минимум шесть полюсов, закреплённых на валу. В случае фиксации на концах вала закалённой цапфы и подшипников, его изготовление предполагает использование твёрдой стали, при этом шкив фиксируется при помощи резьбы и паза;
- Электрографитные или меднографитовые щётки имеют пружинный способ прижатия. Первый вариант с более долгим сроком эксплуатации, контактируя с кольцом, значительно снижает напряжение в цепи;
- Диодные мосты в виде таблеток, надёжно закреплённых на охлаждающих элементах пайкой, или силовых диодов, размещённых в пластинах, выполняют функцию отвода тепла;
- Выпрямление переменного тока осуществляется вспомогательным узлом диодов, заключённых в герметичный блок, который имеет подключение в виде шины. Узел защищён от короткого замыкания специальным составом;
- Система охлаждения генератора выполняет важную функцию, влияющую на регулировку напряжения, которая напрямую зависит от температуры окружающего воздуха. Также регулятор справляется со скачками напряжения, которые неизбежно появляются в связи с изменением числа оборотов двигателя.
Как работает автомобильный генератор?
Работа генератора невозможна без приводной силы двигателя. Индукция электродвижущей силы, возникающая в области действия магнитного поля, создаёт напряжение на полукольцах, которое снимается напрямую и далее поступает по схеме в качестве постоянного тока до конечных потребителей.
Система зажигания двигателя: 1 – генератор;
2 – выключатель зажигания;
3 – распределитель зажигания;
4 – кулачок прерывателя;
5 – свечи зажигания;
6 – катушка зажигания;
7 – аккумуляторная батарея[/caption]
Особенности расположения генератора на картере в подкапотном пространстве предполагает наличие шкивов на самом генераторе и коленчатом валу, соединённых ременной передачей. Для такого типа соединения требуется система натяжения ремня, которая осуществляется при помощи опоры.
Современные генераторы переменного тока способны давать напряжение от 7 до 28 вольт и соответствующую мощность в районе 1380 ватт, хорошим показателем КПД в этом случае будет считаться отметка в 50-60%.
Пуск двигателя ознаменовывается повышенным током статора до значений в несколько сотен ампер, поэтому все приборы и сам двигатель до установления рабочих параметров генератора работают благодаря питанию аккумуляторной батареи.
Сразу после передачи вращающегося момента на шкив генератора, вращающийся якорь начинает создавать электромагнитное поле, которое в свою очередь запускает процесс движения переменного тока с обмоток на контактные кольца, щётки, и далее через выпрямитель постоянный ток поступает на аккумулятор и приборы, нуждающиеся в электричестве. Не всегда обороты двигателя могут обеспечить достаточную мощность генератора для питания особо мощных приборов, поэтому в случае недостатка электроэнергии в дело вступает аккумулятор.
Способ подключения генератора имеет решающее значения для автомобилей с разным потреблением электричества. Если на транспортном средстве установлено мощное оборудование, используется схема подключения «Треугольник». В стандартных моделях современных автомобилей генераторы подключаются по схеме «Звезда». Выходной ток в этом случае будет в 1,7 раза меньше, чем в первом случае, но со своей работой без дополнительной нагрузки он справляется отлично.
Основные неисправности
Механические, либо электрические неисправности неизбежно возникнут на определённом сроке эксплуатации генератора, ведь любое техническое устройство подвергается износу. Несмотря на надёжность и износоустойчивость в целом, в генераторе могут случаться поломки разного характера, как внешние, так и внутренние, определить которые на ранней стадии сможет только профессионал.
- Аккумулятор разряжается быстрее, чем заряжается, при этом может гореть лампа разряда аккумулятора;
- Слабый ток на приборы, который характеризуется тусклым горением ламп;
- Посторонние звуки в подкапотном пространстве должны служить косвенными признаками неисправности автомобильного генератора;
- Характерное пищание или вой, доносящиеся из генератора.
Нет необходимости говорить, что все эти признаки должны стать причиной для проведения срочной диагностики, которая может выявить неисправность:
- Ременно-приводной системы, либо корпуса со всеми внешними составляющими;
- Шкива, щёток, колец, или подшипников;
- Регулятора напряжения;
- Обмоток ротора или статора;
- Выпрямителя;
- Реле.
Любая неисправность устраняется исключительно заменой на новую запчасть. Проверка генератора на наличие поломок происходит по стандартной схеме – предохранитель, корпус, ремень, проводка, ротор, кольца и щётки.
Из наиболее трудоёмких работ считается замена подшипников и ремня. Менять эти детали необходимо до наступления их критического состояния.
Обмотки ротора должны иметь сопротивление в пределах от 1,8 до 5 ом, в противном случае они подлежат замене, как и обмотки ротора, главным признаком неисправности которых являются нереальные цифры на мультиметре. Выпрямитель подлежит замене, если показания на приборе не меняются в зависимости от расположения щупов. Окисленные контакты так же повод для полной замены диодного моста.
Итог
Некоторые неисправности в генераторе определяются лишь на специализированных стендах профессиональными мастерами. Несмотря на кажущуюся простоту, генератор сложен и непредсказуем даже для опытных автолюбителей. Залог долгой и нормальной работы генератора – это своевременное обслуживание в проверенных автосервисах и замена деталей на оригинальные запчасти.
Источник https://vaznetaz.ru/
, где можно обсудить события гонки в кругу единомышленников и сообщить обо всех багах и ошибках сайта/группы ВК. Параллельно создан
Автомобильный генератор устройство и принцип работы
Функции автомобильного генератора
Автомобильный генератор необходим для того, чтобы превратить механическую работу двигателя в электрическую энергию. Выработанный заряд используется для работы остальных систем автомобиля.Прибор находится в передней части двигателя. На рынке представлены две основные модели устройства. Это стандартный генератор и его компактная версия. Разница между ними — в габаритах составных элементов. Что касается срока службы прибора, то на нее влияет и мощность аккумулятора транспортного средства, и стиль вождения владельца, и время года, и, наконец, качество сборки самого устройства.
В генераторе ключевую роль играют статор и ротор
Устройство автомобильного генератора и его принцип работы
В устройстве генератора электричества для автомобиля ключевую роль играют статор и ротор. Первый из них представляет собой постоянный магнит, который долго сохраняет заряд. Ротор вращается вокруг этого магнита, тем самым создавая электромагнитное поле на концах обмотки. Выработанное электричество токосъемный узел передает далее — на выпрямитель.Выпрямитель трансформирует переменный ток ротора в постоянный, который подходит для функционирования других систем транспортного средства. Далее он передает заряд на регулятор напряжения, так как прибор не способен вырабатывать ток одинакового напряжения постоянно, а для функционирования точных механизмов и электронных систем скачки недопустимы. Во время работы устройство ощутимо нагревается. Для его принудительного охлаждения используются две крыльчатки.
Режимы работы и прочие тонкости
В автомобильном генераторе — два основных режима работы. В первом режиме он функционирует во время запуска стартера, во втором работает в остальное время. Важно периодически проверять напряжение на выходе прибора. Оно должно составлять 13 — 14 Вольт. Превышение этого предела грозит поломками стартера.
Принцип работы генератора автомобиля — что такое генератор в машине и зачем он нужен
Функционирование автомобиля обеспечивается через два источника питания: АКБ (распределяет заряд) и автомобильного генератора (вырабатывает заряд). Их принцип работы кардинально отличается. Если АКБ расходует электроэнергию, которая была накоплена ранее, то генератор в авто занимается ее выработкой.
В данной статье вы сможете ознакомиться с тем, какое значение имеет генератор для машины и как он работает.
Что такое генератор в машине
Итак, зачем нужен генератор в машину?
Генератор использовался практически с самого зарождения автомобилестроения. Однако в то время инженерам были доступны только генераторы постоянного тока. Устройство генератора автомобиля такого типа отличалось нестабильностью работы и совсем небольшим объемом мощности.
Все изменилось в 60-х годах ХХ века. На рынке появились селеновые и кремниевые полупроводники, которые позволили инженерам создать новое изобретение ‒ генераторы переменного тока. Новое устройство обладало меньшим весом (в несколько раз). Еще одним преимуществом стала эффективность. При одинаковой нагрузке работа генератора автомобиля переменного тока более стабильно вырабатывала электроэнергию и распределяла между бортовой сетью и аккумулятором. За несколько лет устройство кардинально поменялось. Оборудование стало мощнее, надежнее и стабильнее.
Зачем нужен генератор в машине
Если вы хотите знать, для чего нужен генератор в машине, то сперва следует ознакомиться с его функционалом.
Автомобиль начинает двигаться при запуске. Когда вы поворачиваете ключ, ток из АКБ переходит на стартер.
Основная проблема заключается в том, что АКБ обладает ограниченным запасом энергии. И вот здесь принцип работы генератора автомобиля становится очень полезным. Прибор превращает кинетическую энергию от движения в электроэнергию. Это позволяет подпитать аккумулятор и электросеть транспортного средства.
Генератор в автомобиле ‒ устройство, которое вырабатывает энергию даже при включенном холостом ходу. Но здесь все не так просто и быстро. На максимальный показатель мощности данное оборудование выходит, начиная от 1500 обор./мин. Этот аспект отыгрывает ключевое значение, если речь идет про принцип работы генератора в машине.
Принцип работы генератора автомобиля
Принцип действия автомобильного генератора условно можно поделить на несколько этапов:
В первую очередь задействуется щеточно-коллекторный узел. От АКБ к нему переходит энергия, которая попадает дальше контакты.
Коленчатый вал раскручивает ротор. Конструкция предусматривает наличие статора, именно эта деталь отвечает за выработку электроэнергии. Когда ротор начинает работать на полную мощность, источником энергии для статора становится генератор.
Подпитка сети авто осуществляется через специальный мост, он преобразовывает переменный ток в постоянной, что позволяет избежать перегрузки в сети.
В процессе работы показатель напряжения меняется в зависимости от скорости движения ротора через специальный регулятор.
Таким образом устройство авто генератора одновременно обеспечивает работу электросети и увеличивает объем заряда АКБ. Панель машины располагает сигнальной лампочкой. Если она горит, то генератор вышел из строя (разорвался ремень или появилась другая поломка). В таком случае автомобиль поддерживается исключительно от энергии АКБ. Тогда работа авто обеспечивается зарядом, который остался в батарее.
Устройство генератора автомобиля
Давайте разберемся, как устроен генератор автомобиля. Для начала следует отметить, что работа генератора напоминает электромотор с одной разницей, что последний не производит, а потребляет электроэнергию.
Конструкция состоит из целого ряда компонентов. Их знание позволит лучше узнать, что такое генератор в машине.
Корпус
Строение генератора автомобиля начинают рассматривать с корпуса. Это защитный элемент для всех частей устройства. Его составляющими являются две крышки, скрепленные небольшими болтиками.
К главным особенностям корпуса генератора относятся:
легкость ‒ для этого используются определенные сплавы из алюминия;
вывод тепла;
способность игнорировать воздействия магнитного поля.
Корпус оснащается вентиляцией для более эффективного отвода тепла, а также специальными фланцами для крепления. Контакт, выводящий ток из устройства, располагается в его задней части.
Такая конструкция корпуса позволяет лучше понять, как работает автогенератор.
Привод
Если хотите знать, как работает генератор в автомобиле, начать следует с работы привода.
Усилия коленвала передаются на шкив, а тот способствует вращению ротора. При этом шкив вращается быстрее, чем коленвал.
Для передачи крутящего момента ДВС используется специальный ремень. Определенный вид ремня применяется в зависимости от конструкции генератора. В наше время наиболее оптимальным вариантом является поликлиновый ремень.
Если интересен принцип работы автомобильного генератора, то на особенности функционирования привода обратите внимание в первую очередь.
Статор
Работа статора также отыгрывает важную роль, если речь идет о том, как работает автомобильный генератор. Конструкция детали напоминает кольцо. Главной задачей статора является производство электроэнергии из-за возмущений магнитного поля от ротора.
Конструкция статора предусматривает наличие 2 элементов:
сердечника ‒ пластинок из стали, которые образовывают собой 36 пазов;
обмотки ‒ она навивается на пазы.
Ротор
Принцип работы генератора переменного тока автомобиля также сильно зависит от функционирования этой детали. Она состоит из таких компонентов:
Процесс работы ротора выглядит таким образом:
Обмотка является электромагнитом. Она обеспечивает наличие магнитного поля, которое появляется из-за усилий коленвала.
Сердечники находятся по обе стороны от обмотки. Они используются для регуляции силы магнитного поля, а также его направления.
Контактные кольца обеспечивают передачу энергии на обмотку от АКБ. Чаще всего они изготавливаются из меди, однако существуют также стальные и латунные варианты. Кольца напрямую припаиваются к контактам обмотки.
Регулятор напряжения
Именно эта деталь поспособствовала появлению устройств, которые работают на переменном токе. Она позволяет лучше понять, что такое генератор в автомобиле.
Регулятор поддерживает показатель напряжения в определенных пределах. Сейчас в большинстве случаев используются регуляторы из полупроводников, которые устанавливаются возле щеткодержателей.
Если машина двигается с высокой скоростью, то на статоре напряжение будет достигать 16 вольт. Такой электрический ток выведет из строя электросеть автомобиля, поэтому регулятор снижает напряжение тока, источником которого служит АКБ.
Щеточно-коллекторный узел
Один из самых простых элементов, который влияет на принцип работы генератора авто. Контакты узла соединены с регулятором напряжения, и он часто является с ним одной деталью. Основной задачей щеточного узла является передача электроэнергии на ротор.
Конструкция щеточного узла предусматривает наличие таких деталей: щеткодержатель, щетки из графита, пружины для прижимания.
Диодный мост
Генератор на авто переменного тока не работает без диодного моста. Также называется выпрямительным блоком. Конструкция детали состоит из двух радиаторов с положительным и отрицательным зарядом, а также диодов, которые к ним присоединяются. Основной задачей блока является прием переменного тока и вывод постоянного.
Диоды пропускают электричество только в одном направлении, отсекая таким образом любой ток с обратным полюсом. Выпрямительный блок устанавливается внутрь корпуса генератора на его заднюю крышку. Однако в некоторых моделях он выносится и за пределы корпуса.
Срок службы генератора автомобиля
Выше вы ознакомились с тем, из чего состоит генератор авто, однако для корректной и продолжительной работы владелец транспортного средства должен позаботиться о надлежащем техническом уходе за деталью.
Генератор в машине ‒ это критически важная часть, которая отвечает за правильное распределение энергии между АКБ и бортовой сетью, а также подпитывает уровень заряда аккумуляторной батареи. В среднем срок службы генератора автомобиля ‒ 4 или 5 лет. Если говорить о ресурсе работы, то это около 120 тысяч километров.
Принцип работы автогенератора способствует появлению механических и электрических неисправностей. К основным проблемам, с которыми сталкиваются автолюбители, относятся:
обрыв приводного ремня;
поломка щеточно-коллекторного узла из-за износа графитовых щеток;
поломка обгонной муфты ‒ ресурс работы составляет не больше 100 000 км;
неисправности с регулятором напряжения ‒ подвергаются ремонтированию, однако для этого следует отнести его в сервис;
подшипники ‒ выходят из строя из-за неправильно натянутого приводного ремня.
Самая опасная проблема – коррозия. Пыль, влага или остатки от автомобильных жидкостей попадают в автогенератор, принцип работы которого только способствует их скапливанию (из-за магнитного поля). Это приводит к полной поломке генератора. Чтобы этого не случилось, позаботьтесь о чистке устройства.
Вот вы и узнали принцип работы генератора в автомобиле, чтобы лучше ухаживать за ним и позволить прослужить ему более продолжительный срок.Конструкция и принцип работы автомобильных генераторов и генераторов переменного тока
АВТО ТЕОРИЯ
ГЕНЕРАТОРЫ И ГЕНЕРАТОРЫ
В статье прошлого месяца были рассмотрены принципы работы с электричеством постоянного тока и то, как работает аккумулятор в вашем автомобиле. Теперь мы можем перейти к тому, как заряжается эта батарея. В старых автомобилях (примерно до 1964 года) это было сделано с помощью генератора. По истечении этого времени все автомобили перешли на генераторы, и причины перехода станут понятны.Посмотрим, как работает каждый. Во-первых, генератор:
Схема генератора.
Основной принцип работы здесь заключается в том, что электричество производит магнетизм. И наоборот, магнетизм производит электричество. Если на стальной стержень поместить катушку с током, стержень намагнитится. Чем больше витков проволоки и чем сильнее ток, тем мощнее магнит. Помещая сердечник из мягкого железа внутрь катушки, магнитные силовые линии концентрируются и усиливаются.Поскольку в железе меньше электрическое сопротивление (помните сопротивление?), Чем в окружающем воздухе, силовые линии будут следовать за сердечником.
Две полюсные колодки генератора сконструированы таким образом. Вместо того, чтобы использовать магниты, которые тяжелые и дорогие, вокруг полюсных наконечников наматывается много витков проволоки. Когда через эти обмотки проходит ток, полюсные наконечники становятся электромагнитами, называемыми ПОЛЕВЫМИ КАТУШКАМИ. Эти две катушки возбуждения соединены последовательно (ток проходит через одну, а затем через другую) и намотаны так, что одна становится северным полюсом, а другая — южным полюсом магнитного поля.
Схема генератора.
Внутри генератора находится вращающийся центральный вал, который опирается на подшипники с каждого конца. Петли из проволоки (обмотки якоря) наматываются на специальный ламинированный держатель, который называется АРМАТУРА. Якорь поворачивают, помещая шкив на один конец вала и приводя его в движение клиновым ремнем от коленчатого вала двигателя, как показано на рисунке.
К якорю прикреплены сегменты электрического контакта, называемые КОММУТАТОРОМ. Эти сегменты электрически изолированы от якоря и друг от друга, но каждый припаян к одной из обмоток якоря.Это коммутатор, который распределяет электричество по якорю по принципу включения-выключения, создавая магнитное поле вокруг якоря. По вращающимся сегментам коллектора ездят угольные «щетки». Эти щетки удерживаются в подпружиненных скобах, и это давление удерживает их напротив коллектора. Это щетки, которые со временем изнашиваются и требуют замены.
Как все работает
Когда якорь генератора впервые начинает вращаться, в железных полюсных наконечниках возникает слабое остаточное магнитное поле.Когда якорь вращается, он начинает накапливать напряжение. Часть этого напряжения подается на обмотки возбуждения через регулятор генератора (обычно называемый РЕГУЛЯТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ, объяснение в следующей статье). Это приложенное напряжение создает более сильный ток обмотки, увеличивая силу магнитного поля. Увеличенное поле создает большее напряжение в якоре. Это, в свою очередь, увеличивает ток в обмотках возбуждения, что приводит к более высокому напряжению якоря. Это напряжение, конечно, может продолжать расти бесконечно, но оно ограничено (регулированием) до заранее установленного пика.Сейчас все это звучит как вечный двигатель, не так ли? Однако помните, что энергия, приводящая в движение все это, — это коленчатый вал двигателя!
Изучите иллюстрацию и ознакомьтесь с деталями генератора. Следует отметить, что наиболее частая поломка генератора — это щетки. Во-вторых, выход из строя подшипника, особенно подшипника рядом с ведущим шкивом (неправильное натяжение ремня ускоряет выход этого подшипника из строя!)
Основным механизмом отказа генераторов является неправильная установка нового или восстановленного.С механической точки зрения установка несложная, но с электрической точки зрения все сложнее. Когда генератор остановился в последний раз, в полюсных наконечниках остался остаточный магнетизм. Полярность туфель в то время зависела от направления тока в обмотках катушки возбуждения. Если — во время тестирования и восстановления — ток течет в противоположном направлении, полюсные наконечники изменят полярность. Если генератор затем запустить в автомобиле, обратная полярность приведет к тому, что ток будет течь в неправильном направлении, что приведет к повреждению регулятора и разрядке аккумулятора, когда автомобиль оставлен на ночь.Поэтому все генераторы должны быть поляризованы после установки и перед запуском автомобиля. Это делается, удерживая один конец провода на клемме «аккумулятор» регулятора и царапая другой конец о выходную клемму генератора (для генераторов с внешним заземлением). Для генераторов с внутренним заземлением правильный способ поляризации — отсоединить «полевой» провод от регулятора и поцарапать им клемму «батареи» на регуляторе.
Генераторы
Схема генератора.
Генераторы вырабатывают постоянный ток. Генераторы вырабатывают «переменный ток» или переменный ток. Преимущество генераторов в том, что они вырабатывают гораздо больший ток на низких скоростях, чем генераторы, что позволяет устанавливать в автомобиле все больше и больше аксессуаров. В генераторе «полевые» обмотки размещены вокруг вращающегося центрального вала, а не на «башмаках», как в генераторе. Два железных полюса — отлитых «пальцами» — скользят по валу, закрывая обмотку возбуждения, так что пальцы находятся между собой.Пальцы одного полюса образуют северный полюс, а пальцы другого — южный полюс. Эта сборка называется РОТОР. Ротор окружен серией обмоток вокруг пластинчатых железных колец, прикрепленных к корпусу генератора. Эта сборка называется СТАТОР. Коленчатый вал двигателя раскручивает ротор.
Постоянный ток от батареи подается в обмотку возбуждения ротора с помощью щеток, трущихся о контактные кольца. Один конец катушки возбуждения прикреплен к изолированной щетке, а другой конец — к заземленной щетке.Когда полюсные поля проходят через статор, электромагнитным образом создается ток (как в генераторе), но поскольку ротор состоит из чередующихся северных и южных полюсов, создаваемый ток течет в противоположном направлении каждые 180 градусов вращения. Другими словами, ток «переменный».
Почему это эффективнее? Обмотки статора состоят из трех отдельных обмоток. Это производит так называемый трехфазный переменный ток. Когда используется только одна обмотка, возникает однофазный ток (как в генераторе).Фактически, генератор вырабатывает в три раза больше тока, чем генератор, при том же усилии со стороны двигателя. Кроме того, генераторы намного легче и меньше генераторов.
Но есть небольшая проблема с генераторами переменного тока. Электричество переменного тока не работает в машине! Электрическая система автомобиля — и аккумулятор — нуждаются в постоянном токе. Следовательно, выход генератора переменного тока «выпрямляется» в постоянный ток. Это делается путем пропускания переменного тока в кремниевые диоды. Диоды обладают особой способностью позволять току свободно течь только в одном направлении, останавливая поток, если направление меняется на противоположное.В генераторах переменного тока расположено несколько диодов, так что ток будет течь от генератора к батарее (только в одном направлении, создавая постоянный ток), но не от батареи к генератору переменного тока.
В реальной работе регулятор напряжения определяет напряжение аккумуляторной батареи и общую нагрузку на электрическую систему автомобиля. Когда требуется зарядка, регулятор подает напряжение аккумулятора на щетки статора, и это создает электрическое поле для зарядки. Когда потребность системы в зарядке уменьшается, напряжение на щетках отключается.Все это происходит много раз в минуту, при этом система постоянно включается и выключается, чтобы поддерживать оптимальную эффективность работы.
В нашей следующей статье мы рассмотрим регуляторы напряжения и то, как они работают.
data-matched-content-ui-type = «image_card_stacked» data-matched-content-rows-num = «3» data-matched-content-columns-num = «1» data-ad-format = «autorelaxed»>
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 электроэнергию.[3] [4] [5] Ротор, цилиндрическая деталь, окруженная магнитами, вращается внутри статора, который удерживает фиксированный набор проводящих медных проводов. Движение магнитов по проводке — вот что в конечном итоге создает электричество.
Регулятор напряжения
Регулятор напряжения контролирует мощность, вырабатываемую генератором. [2] Он контролирует уровень напряжения, которое выводится на аккумулятор, и подает питание на остальную часть автомобиля.
Диодный выпрямитель
Диодный выпрямитель преобразует напряжение от генератора переменного тока 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 электричество
Процесс производства электроэнергии начинается с двигателя. В большинстве современных автомобилей генераторы приводятся в движение коленчатым валом двигателя через змеевик, хотя в старых автомобилях может быть 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 запчасть автомобиля, 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
Как проверить генератор
Как проверить генераторГЕНЕРАТОР 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:
Отключите 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, какой номер DF , а какой — 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 аккумулятора + клемма 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 поменялись местами).
Поляризация — это простой процесс, используемый для восстановления невязки полюса поля магнетизм и обеспечивает правильное направление магнитного поля.
Нужно ли поляризовать регуляторы?
Нет, регуляторы не чувствительны к полярности.
Но к моему регулятору прилагалась инструкция по его поляризации…
Эти инструкции фактически поляризуют генератор, а не регулятор.
Производитель регулятора просто хочет убедиться, что ваш генератор будет работать.
правильно, чтобы не винить регулятор.
Как работают гибридные электромобили?
Подключаемые гибридные электромобили (PHEV) используют батареи для питания электродвигателя и другого топлива, такого как бензин, для питания двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Аккумуляторы PHEV можно заряжать от розетки или зарядного оборудования, от ICE или посредством рекуперативного торможения.Автомобиль обычно работает на электроэнергии до тех пор, пока аккумулятор почти не разрядится, а затем он автоматически переключается на использование ДВС. Узнайте больше о подключаемых гибридных электромобилях.
Изображение в высоком разрешенииКлючевые компоненты подключаемого гибридного электромобиля
Аккумулятор (вспомогательный): В транспортном средстве с электрическим приводом низковольтная вспомогательная аккумуляторная батарея обеспечивает электричеством для запуска автомобиля до включения тягового аккумулятора; он также приводит в действие автомобильные аксессуары.
Порт зарядки: Порт зарядки позволяет автомобилю подключаться к внешнему источнику питания для зарядки тягового аккумулятора.
Преобразователь постоянного тока в постоянный: Это устройство преобразует мощность постоянного тока высокого напряжения от тягового аккумуляторного блока в мощность постоянного тока низкого напряжения, необходимую для работы аксессуаров автомобиля и подзарядки вспомогательной аккумуляторной батареи.
Электрогенератор: Вырабатывает электричество от вращающихся колес во время торможения, передавая эту энергию обратно в блок тяговых аккумуляторов.В некоторых автомобилях используются мотор-генераторы, которые выполняют как приводную, так и регенеративную функции.
Тяговый электродвигатель: Этот электродвигатель приводит в движение колеса автомобиля, используя питание от тягового аккумулятора. В некоторых автомобилях используются мотор-генераторы, которые выполняют как приводную, так и регенеративную функции.
Выхлопная система: Выхлопная система направляет выхлопные газы из двигателя через выхлопную трубу. Трехкомпонентный катализатор предназначен для уменьшения выбросов выхлопной системы при выходе из двигателя.
Заливная горловина: Форсунка топливораздаточной колонки присоединяется к резервуару на транспортном средстве для заправки топливного бака.
Топливный бак (бензин): В этом баке хранится бензин на борту транспортного средства до тех пор, пока он не понадобится двигателю.
Двигатель внутреннего сгорания (с искровым зажиганием): В этой конфигурации топливо впрыскивается либо во впускной коллектор, либо в камеру сгорания, где оно смешивается с воздухом, а топливно-воздушная смесь воспламеняется искрой от свечи зажигания. .
Бортовое зарядное устройство: Принимает входящую электроэнергию переменного тока, подаваемую через порт зарядки, и преобразует ее в мощность постоянного тока для зарядки тягового аккумулятора. Он также обменивается данными с зарядным оборудованием и отслеживает характеристики аккумулятора, такие как напряжение, ток, температуру и состояние заряда, во время зарядки аккумулятора.
Контроллер силовой электроники: Этот блок управляет потоком электроэнергии, подаваемой тяговой батареей, регулируя скорость электрического тягового двигателя и создаваемый им крутящий момент.
Тепловая система (охлаждение): Эта система поддерживает надлежащий диапазон рабочих температур двигателя, электродвигателя, силовой электроники и других компонентов.
Блок тяговой аккумуляторной батареи: Накапливает электроэнергию для использования тяговым электродвигателем.
Трансмиссия: Трансмиссия передает механическую мощность от двигателя и / или электрического тягового двигателя для привода колес.
Управление генератором
Управление генератором [ Home ] [ Железнодорожные электрические системы ] [ HEP ] [ Генераторы для HEP ] [ HEP Wayside Power ] [ Custom Railwayот Northwest Rail Electric
Телефон: (503) 231-4808, факс: (503) 230-0572, электронная почтаПосмотрите, где находится наше оборудование на типичном легковом автомобиле
.Когда генераторная установка добавляется к историческому легковому автомобилю, почти во всех случаях она устанавливается под полом легкового автомобиля вместе со всем остальным оборудованием, расположенным под автомобилем.Обычно это отличное место. Однако, если автовладелец просто поместит под легковой автомобиль стандартную коробку генератора, есть проблемы, которые необходимо преодолеть. Например: обычно эти генераторные установки поставляются с какой-либо системой контроля и мониторинга запуска. Все это оборудование устанавливается на раме генератора вместе с двигателем. Однако к генератору нельзя получить доступ во время движения поезда, если он находится под полом вагона. Это означает, что весь поезд должен быть остановлен, если есть какая-то проблема с генератором.Поэтому генераторные установки в легковых автомобилях обычно имеют своего рода систему мониторинга и управления в автомобиле, которая позволяет запускать и останавливать генератор, а также контролировать основные состояния двигателя изнутри легкового автомобиля.
Northwest Rail Electric разработала ряд пакетов для удовлетворения потребностей всех типов генераторных установок на пассажирских железнодорожных вагонах. Все эти элементы управления включают в себя базовый дистанционный запуск и остановку, дистанционное измерение и индикацию температуры охлаждающей жидкости, давления масла, напряжения аккумуляторной батареи и других важных данных двигателя.Поскольку генератор находится на удалении и ему трудно уделять постоянное внимание, даже самый простой элемент управления генератором Northwest Rail Electric включает автоматическое отключение в случае высокой температуры воды, низкого давления масла и превышения скорости двигателя.
Наши органы управления генераторами для легковых автомобилей можно разделить на несколько категорий:
- Только управление генератором без распределительного устройства или других элементов. Этот тип системы желателен только в том случае, если автомобильный генератор используется для питания систем на этом конкретном автомобиле и уже имеет соответствующее распределительное устройство для этой цели.
Обратите внимание, что в этом примере переключатель для питания системы HEP был заблокирован, поскольку заказчик хотел систему управления генератором для одного автомобиля без возможности питания других автомобилей. В этом примере также показано электронное управление двигателем с рядом функций электронного дисплея, включая давление моторного масла, напряжение аккумуляторной батареи, температуру охлаждающей жидкости и выходную частоту. - Системы выбора мощности автомобиля и автоматического запуска Обычно они используются на автомобилях бизнес-класса и частных автомобилях, эксплуатируемых компанией Amtrak, где желателен автоматический запуск генератора в случае отказа HEP.Наш самый популярный пакет в этой категории — система управления генератором NW-GC500. Одна из популярных опций этого пакета включает в себя возможность подачи мощности через систему HEP на другие автомобили.
- Системы силовых вагонов Это системы, которые подают энергию от генератора непосредственно на железнодорожную линию ГЭС. Наша самая популярная система этого типа — серия NW-GC155.
Пример управления NW-GC500 от Northwest Rail Electric для двигателя, требующего полностью электронного интерфейса. Экран дисплея включает почти все индикаторы двигателя, включая выходное напряжение и ток генератора, температуру охлаждающей жидкости, часы работы двигателя, и даже включает журнал истории неисправностей. Типовые индикаторы двигателя генератора:
- Счетчик моточасов
- Измеритель генератора переменного тока двигателя 12 В
- Температура охлаждающей воды
- Давление масла
- Индикатор предпускового подогрева двигателя
- Индикатор запуска двигателя
- Индикатор генератора двигателя
- Индикатор разгона двигателя — указывает, что была предпринята попытка запустить двигатель, но из-за проблем с двигателем или топливом он не запустился.
- Индикаторы неисправности двигателя: Генератор автоматически выключится, когда загорится любой из следующих индикаторов неисправности:
- Низкий уровень масла — Контролируемая задержка по времени для предотвращения остановки двигателя из-за качания, вызванного движением поезда
- Низкий уровень охлаждающей жидкости — временная задержка, контролируемая для предотвращения останова двигателя из-за качания, вызванного движением поезда
- Низкое давление масла — временная задержка, контролируемая для предотвращения остановки двигателя из-за качания, вызванного движением поезда
- Высокая температура воды
- Превышение скорости двигателя
- Дополнительная функция: Измерители выходной мощности генератора.Выходной ток, частота и напряжение могут быть добавлены к большинству любого пакета NW-GC500 или индивидуального варианта этого пакета.
- Дополнительная функция: Обнаружение замыкания на землю. Если размеры генератора превышают определенные, это , требуемый элемент . Это отключает питание генератора в случае утечки тока из питаемой цепи. Эта функция может быть добавлена к любому контроллеру генератора, но для этого требуется дополнительное пространство и оборудование помимо стандартных моделей.
- Дополнительная функция: Обнаружение и сброс перегрузки по току.Это отключает питание генератора в случае, если выходной ток генератора превышает мощность генератора. В отличие от автоматического выключателя, этот метод защиты от перегрузки по току может быть сброшен с помощью кнопки, расположенной в автомобиле. Эта функция особенно полезна в случаях, когда автоматические выключатели расположены под вагоном и недоступны во время движения поезда. Эта функция может быть добавлена к любому контроллеру генератора, но для этого требуется дополнительное пространство и оборудование помимо стандартных моделей.
Основные типы систем управления электрогенераторами Northwest Rail:
- NW-GC500: Выбор мощности и система автоматического резервирования генератора. Генератор может быть включен и работать в качестве источника питания, или мощность может быть настроена на HEP или мощность двора (мощность двора не является обязательной: многим клиентам это не требуется как опция, так как много раз автомобили получают питание от придорожных систем электроснабжения. подключив к разъемам HEP.). Генератор может быть настроен на автоматический режим работы, так что в случае отказа источника питания HEP или двора автомобильный генератор автоматически запускается и поддерживает работу систем на автомобиле.Опция этой системы добавляет возможность автомобильного генератора подавать мощность на линию ГЭС, если генератор выбран в качестве основного источника энергии. Количество питаемых автомобилей зависит от размера генератора. В течение последних 12 лет это была наша самая популярная система управления генераторами. Обычно системы предназначены для использования с генераторами Stadco, но могут быть изменены для использования с другими типами генераторов.
- Автомобильные системы малой мощности. Этот тип управления генератором предназначен для работы генератора, который предназначен только для подачи энергии в головную систему электропитания, которая проходит по всей длине поезда.Вагон, на котором установлен генератор, получает питание от линии ГЭС, как если бы генератор был установлен на другом вагоне. Как и NW-GC500, эта серия предназначена для использования с генераторами Stadco, но может быть модифицирована для использования с другими типами.
Типы управления генераторами базового электромагистрального вагона Северо-Западного железнодорожного вокзала делятся на несколько различных типов моделей в зависимости от конкретных потребностей. Однако NW-GC155 — хороший пример того, как выглядят эти пакеты.Все они очень похожи по внешнему виду и функциям, но имеют небольшие отличия, предназначенные для работы с различными типами конфигураций линий HEP и пропускной способностью HEP. Поскольку все эти системы очень похожи по внешнему виду и функциям, у нас есть только один пример на нашем веб-сайте: NW-GC155.
- Пользовательские варианты вышеперечисленных двух: Нам пришлось создать ряд пользовательских систем, чтобы удовлетворить определенные потребности клиентов. Примеры этих систем можно увидеть на нашей странице Custom Controls и Custom Power Systems.Большинство наших систем управления автомобильными генераторами созданы специально для автомобильных генераторных установок Stadco. Однако некоторым клиентам требуются специальные модификации для установки генераторных установок, произведенных другими компаниями. На протяжении многих лет были произведены различные необычные кожухи и для стандартного оборудования, чтобы соответствовать потребностям определенных автомобилей.
- Автомобильные системы большей мощности. Этот тип системы управления предназначен для автомобилей большей мощности. Как и в случае с вышеупомянутыми системами, существует множество различных типов, разработанных для удовлетворения различных потребностей.Примером системы этого типа, представленной на нашем веб-сайте, является NW-PC550, который предназначен для использования генератора с уже существующей системой управления и обеспечения его совместимости с HEP.
- Индивидуальные системы управления генераторами. Для легковых автомобилей, имеющих особые потребности, мы разработали ряд индивидуальных систем. Это включает в себя такие вещи, как индикация уровня топлива в баке, параллельное управление двумя генераторами под автомобилем, установленными под одним и тем же легковым автомобилем, автомобильные системы большой мощности для параллельной работы двух генераторных установок в автомобиле, системы выбора мощности, аналогичные нашим NW- GC500, который включает в себя два варианта выбора HEP для систем двойного HEP, используемых в некоторых частях Канады, пользовательские этикетки и надписи для различных требований, системы автоматического ограничения тока, системы обнаружения замыканий на землю, а также системы зарядки и изоляции аккумуляторов, которые заряжают аккумуляторы генератора и аварийного освещения. но держите их отдельно во время выписки.Примеры этих систем можно увидеть на нашей странице пользовательских элементов управления.
Индивидуальное управление двумя генераторами, включая большую часть тяжелого распределительного устройства
в одном корпусе. В этом пакете один генератор
может быть настроен как автоматический резервный для другого генератора.
Связанные товары от Northwest Rail Electric:
Для тех, кто проводит полную модернизацию легкового вагона, мы также предлагаем:[ Соединители HEP ] [ Детали для Amtrak HEP ] [ Генераторы для HEP ] [ HEP Wayside Power ] [ Нагревательный кабель HEP ] [ Нагревательный провод ] [ Кондиционер ] [ Полный комплект электрического управления автомобилем ]
[ Дом ] [ Список продуктов и услуг ] [электронная почта ]
(PDF) Интегрированные стартер-генераторы для автомобильной промышленности
260 ACTA ELECTROTEHNICA
высокая выходная мощность при средней скорости, а также хорошая производительность
на низкой и высокой скорости [10].
Прототип ISG на базе 16/12 SRM был испытан на специальном испытательном стенде
, созданном для этой цели в RTWH Aachen.
Из многочисленных экспериментальных результатов здесь будут представлены только две цифры
[13]. Сначала на рис. 10 показаны четыре фазных тока и скорость
.
Генерируемые токи и напряжения приведены на рис. 11.
6. Выводы
Гибридные автомобили появляются на рынке транспортных средств как
. средства для решения возрастающих проблем экономии топлива и
низкого уровня выбросов парниковых газов.Технические и деловые аспекты
, основанные на требованиях рынка, приводят к ежедневному совершенствованию гибридных транспортных средств
.
Следовательно, некоторые специалисты считают, что HEV
представляют собой экономически жизнеспособные решения для производства автомобилей с низким расходом
с низким уровнем выхлопа в больших объемах производства
.
Мягкие гибриды, реализуемые с системами ISG,
способны обеспечивать запуск двигателя, рекуперацию энергии и помощь при ускорении
, имея ряд преимуществ, таких как улучшенная экономия топлива
, снижение выбросов выхлопных газов и улучшенные характеристики мощности
.
Как показывают полученные результаты, предложенный, спроектированный, изготовленный
и испытанный 16/12 SRM удовлетворяет всем требованиям ISG
, упомянутым в разделе 3. Поэтому его можно выгодно использовать в качестве ISG коленчатого вала.
Благодарности
Работа стала возможной благодаря поддержке, предоставленной Румынской академией
в рамках гранта 106/2003, и была выполнена
в сотрудничестве с Департаментом электрических машин
RTWH Aachen, Германия.Исследования были поддержаны
также Румынским национальным советом научных исследований
в сфере высшего образования посредством предложенного гранта.
Ссылки
[1] Хусейн, И., «Электрические и гибридные транспортные средства: Основы проектирования
», CRC Press, Бока-Ратон (США), 2003 г.
[2] Деттмер, Р., «Гибридная сила», IEE Review,
,, 2001 г., стр. 25–28.
[3] Шарф А., «Технологии управления двигателем для гибридного электромобиля
», Power Electronics Europe, no.3,
2004, стр. 18-21.
[4] Малеш Т., «Интегрированный стартер-генератор: новый
центральный элемент в автомобильной альтернативной энергетике
Technology», The Power Report, май 2001 г., стр. 4-5.
[5] Фаттик, Г.Т., Уолтерс, Дж. Э., и Гунаван, Ф.С., «Холодная
Пусковые характеристики 42-вольтовой интегрированной генераторной системы
», Серия технических статей SAE, No.
2002-01-0523, Общество автомобильных инженеров (SAE),
Warrendale (PA, USA), 2002.
[6] Миллер, Дж. М., Стефанович, В. Р., и Леви, Э., «Прогноз
для интегрированных систем стартера-генератора в автомобильной промышленности
», в материалах конференции PEMC,
Цавтат (Хорватия), 2002 г. , на компакт-диске: T5-001.pdf.
[7] Хофманн, Х. и Сандерс, С.Р., «Синхронный электродвигатель / генератор переменного тока
для систем хранения энергии на маховике
», в материалах семинара IEEE
по силовой электронике на транспорте, Дирборн (штат Мичиган,
США), 1996, стр.199-206.
[8] Виорел, И.А., Хеннебергер, Г., Блиссенбах, Р. и
Лёвенштейн, Л., «Машины с поперечным потоком. Их
поведение, конструкция, управление и применения», Медиамира,
Клуж-Напока , 2003.
[9] Бэ, Б.-Х, и Сул, С.-К., «Практические критерии проектирования внутреннего синхронного двигателя с постоянными магнитами
для интегрированного стартер-генератора
42 В», Труды IEEE
Международная конференция по электрическим машинам и приводам,
Мэдисон (Висконсин, США), 2003 г., стр.656-662.
[11] Виорел И.А., Попан А.Д., Блиссенбах Р. и
Хеннебергер Г. «О машине с поперечным потоком с постоянными магнитами
в статоре», ELECTROMOTION,
vol. 10, вып. 3, 2003, стр. 420-425.
[10] Левенштейн Л., Хеннебергер Г. и Захариас Л.,
«Генераторы стартера коленчатого вала, основанные на принципе сопротивления
», Auto Technology, no. 6, Vieweg Verlag,
Wiesbaden (Германия), 2002, стр.68-71.
[12] Левенштейн Л. и Хеннебергер Г., «Динамическое моделирование
генератора переменного тока стартера коленчатого вала», в
Proceedings of the Global Powertrain Congress, vol.
Advanced Propulsion and Emission Technology, Детройт
(США), 2001, стр. 141-146.
[13] Левенштейн Л., «Kurbelwellen-Starter-Generatoren auf
der Basis von Reluktanzmaschinen», Ph.D. Диссертация,
RWTH Aachen (Германия), 2003.
Рис.10. Токи и скорость при работе двигателя
Рис. 11. Токи и скорость во время работы генератора
Вот почему в автомобилях используются генераторы переменного тока, когда они работают от постоянного тока
Вы когда-нибудь задумывались об электричестве, которое проходит через вашу машину? Вы подозреваете, что в волшебном сосуде заключена молния? Конечно, нет. Вы не неандерталец. Вы знаете, что есть аккумулятор и генератор. Возможно, вы даже знаете, что ваша батарея вырабатывает постоянный ток, который используется в автомобиле, но ваш генератор вырабатывает переменный ток.Разве это не кажется странным? Это почему?
Это интересный вопрос, потому что он просто не имеет смысла. Если все в вашем автомобиле работает от 12 вольт постоянного тока, почему автопроизводители больше не используют генераторы, которые вырабатывают богатое сливочное электричество постоянного тока? Почему имеет смысл генерировать переменный ток, а затем преобразовывать его в постоянный ток?
Как вы, наверное, догадались, на то есть веская причина, и я попытаюсь рассказать ее вам сейчас.
Во-первых, давайте проясним, что мы подразумеваем под электричеством постоянного и переменного тока.В автомобилях используется постоянный ток, постоянный ток. Это электричество, производимое батареями, и оно течет в одном постоянном направлении. Это также тип электричества, производимого генератором, который использовался в автомобилях с начала 1900-х до 1960-х годов.
Другой вид тока — это переменный ток, поскольку он периодически меняет направление. Это вид электричества, доступ к которому осуществляется через любую настенную розетку, и мы используем ее для питания домов, зданий, городов и т. Д., Потому что его легче передавать на большие расстояния.Большая часть электроники — в том числе почти все в вашем автомобиле — использует постоянный ток внутри и должна преобразовывать мощность от настенной розетки из переменного тока в постоянный. Вот почему так много электронных устройств имеют эти большие вилки, похожие на кирпичи: внутри есть оборудование для преобразования переменного тока в постоянный (и немного тепла).
G / O Media может получить комиссию
Итак, опять же, зачем приводить в движение двигатель автомобиля, который вырабатывает неправильную электроэнергию?
Ответ прост: генераторы просто лучше преобразуют вращательное движение в электричество.Однако так было не всегда. Что ж, очень ранние автомобили с бензиновым двигателем внутреннего сгорания использовали магнето, которое было чем-то вроде грубых генераторов переменного тока для очень простых автомобильных электрических систем без батарей. Их разработал человек с самым лучшим именем Ипполит Пикси.
Вот настоящий секрет всего этого. Генераторы постоянного тока (также известные как динамо-машины) на самом деле также вырабатывают переменный ток, поскольку якорь (вращающаяся часть) вращается внутри статора (внешнего «корпуса», имеющего постоянное магнитное поле).Чтобы превратить этот реверсивный ток в электричество постоянного тока, используется коммутатор. Коммутатор — это механическое устройство, которое использует сегментированный цилиндр на вращающихся битах и некоторых щетках для электрического контакта.
Это работает, но здесь много механических деталей, а щетки иногда могут быть привередливыми. Тем не менее, это был лучший способ получить постоянный ток, необходимый для зарядки аккумулятора и работы систем автомобиля.
Генератор проще и легче, но он не выдает постоянного тока, который нужен автомобилю.Преобразование механически просто создает генератор, так в чем же смысл генератора переменного тока?
Что ж, не было смысла до конца 1950-х годов, когда появилось твердотельное электронное решение для преобразования переменного тока в постоянный с помощью кремниевых диодных выпрямителей.
Эти выпрямители (иногда называемые диодным мостом) намного лучше справлялись с преобразованием переменного тока в постоянный, что позволяло использовать более простые и надежные генераторы переменного тока в автомобилях. Первым автопроизводителем, который действительно разработал эту идею и представил ее на рынке, был Chrysler, у которого был опыт работы с выпрямителями и электронными регуляторами напряжения благодаря исследовательской работе, спонсируемой Министерством обороны.
Первым автомобилем, оснащенным генератором переменного тока, был, хотите верьте, хотите нет, Plymouth 1960 года (хотя сначала они хотели, чтобы Valiant была собственной маркой) Valiant. Некоторые из наиболее очевидных преимуществ генератора переменного тока заключались в том, что на низких оборотах холостого хода генератор по-прежнему вырабатывал достаточный ток, чтобы поддерживать заряд батареи — то, что большинство генераторов не могли сделать.
Генераторы дешевле в производстве, чем генераторы, они служат дольше и вырабатывают больше тока во всем диапазоне скоростей.