Меню Закрыть

Как работает генератор автомобиля: Как работает генератор в автомобиле? Основные причины и неисправности 

Содержание

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

 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.

Как работает генератор автомобиля: устройство и схема

Многие водители не знают, как работает генератор автомобиля и это явная проблема, как для них, так и для их транспорта. А ведь все довольно просто и если проявить желание, выделить необходимое количество времени, чтобы узнать свой автомобиль получше, а также понять принципы работы его механизмов, вы сможете самостоятельно отремонтировать генератор

Содержание статьи

Устройство

Устройство генератора автомобиля состоит из большого количества элементов, взаимодействующих между собой. Я считаю, что каждый автолюбитель, уважающий свою машину, должен знать все о принципах ее работы. Шкив выступает посредником в процессе передачи механической энергии к валу генератора от двигателя с помощью ремня. Корпус включает в себя две крышки – передняя, которая находится на стороне шкива, и задняя, размещенная со стороны нахождения контактных колец. Их назначение – скреплять статор, также устанавливать генератор на поверхности двигателя и размещать подшипники самого ротора. На задней крышке можно увидеть щеточный узел, регулятор напряжения, выпрямитель и внешние выводы для присоединения системы электрооборудования.

Ротор представляет собой вал из стали, на котором размещены две втулки клювообразной формой. Между ними есть обмотка, из которой выводы соединяются прямо с контактными кольцами. Оборудование этой группы деталей, в основном, составляют кольца из меди цилиндрической формы.

В пазах статора размещена обмотка трехфазного типа, в которой и вырабатывается мощность данного генератора. Деталь, именуемая сборкой с диодами, в себе объединяет сразу 6 очень мощных диодов, которые по три запрессованы в теплоотводах. Регулятор напряжения представляет собой устройство, которое поддерживает напряжение в прежде заданных пределах во время изменения нагрузок. Щеточный узел представляет собой съемную конструкцию из пластмассы, в которой есть специальные подпружиненные щетки, которые контактируют с роторными кольцами.

Крепление генератора

Привод генератора осуществляется временной передачей от шкива коленчатого вала. С ростом его диаметра на валу и по мере уменьшения диаметра того же шкива повышаются обороты генератора. Это значит, что потребитель сможет получить более сильный ток.

На всех новых авто привод осуществляется при помощи поликлинового ремня. Он обладает особой гибкостью и разрешает установить шкив небольшого диаметра на самом генераторе. Это дает куда высшие передаточные отношения, чтобы использовать генераторы высокооборотного типа. Это производится с помощью натяжных роликов при наличии этой детали неподвижного типа.

Генераторы крепят при помощи болтов, размещенных в передней части автомобильного двигателя. Используются при этом кронштейны. На крышках есть натяжная пружина, а также крепежные лапы. Если же они размещены при помощь двух лап, они будут располагаться сразу на двух крышках, но если лапа будет одна – она будет размещена только на передней.

Как работает?

Во время пуска двигателя стартер будет основным потребителем энергии.

Работа сопровождается сотнями А силы тока, это провоцирует понижение напряжения во всем аккумуляторе. Подобный режим предусматривает потребление электроэнергии лишь при помощи аккумулятора, который в это время интенсивно поддается разряжению.

После пуска двигателя в качестве основного источника энергии выступает генератор. Он – источник подзарядки аккумулятора, пока продолжается работа двигателя.

Если он не будет работать, тогда аккумулятор слишком быстро разрядиться и я настоятельно советую не забывать об этом. Генератор автомобиля помогает обеспечивать нужную для заряда аккумулятора силу тока, а также ток для задействования электроприборов. После разрядки аккумулятора зарядный ток понижается. Но генератор все еще будет источником электропитания, сам же аккумулятор просто сглаживает разные пульсации в напряжении.

Если будут включены приборы, потребляющие много энергии, вроде обогревателя фар, а показатель частоты роторного вращения будет небольшой, общий ток потребления может превысить тот, на который рассчитан генератор. При таком раскладе нагрузка сместится на аккумулятор, вследствие чего он начнет разряжаться. Как можно убедиться, принцип работы генератора довольно простой.

Назначение регулятора напряжения

После изучения устройства генератора, у многих возникает вопрос о роли регулятора напряжения, который когда-то возник и у меня. В основном, его задача заключается в поддержке напряжения в неких пределах, чтобы обеспечить оптимальный режим работы электроприборов, которые входят в бортовую сеть. Каждый регулятор обладает элементами измерения, которые, по сути, исполняют роль датчиков. Кроме того, есть исполнительные элементы, которые исполнят функцию регулирования.

Изготовленные по современным технологиям генераторы, которыми сегодня оснащается любой автомобиль, оснащены электронными полупроводниковыми регуляторами, которые обычно встраивают внутрь. Существует разнообразие оформления и схем, но у всех аналогичный принцип работы.

Регуляторы напряжения склонны к термокомпенсации, которая изменяет уровень подводимого к аккумулятору напряжения для оптимального уровня заряда АКБ в зависимости от температуры воздуха под капотом. С ее понижением повышается напряжение, а с повышением – напряжение падает. Некоторые из регуляторов оснащены ручными переключателями режимов к «зиме» или «лету».

Иными словами, регулятор исполняет такую важную функцию, как стабилизация уровня напряжения в процессе изменения уровня нагрузки и частоты вращения с помощью корректировки тока возбуждения. При отсутствии регулятора напряжение самого генератора зависит от уровня частоты вращения ротора, от магнитного потока, который создается по причине обмотки возбуждения. Также это зависит и от величин и силы тока в данной обмотке, которые отдаются потребителям. С увеличением частоты вращения совместно с силой тока, происходит рост напряжения.

Электронные регуляторы измеряют ток возбуждения при помощи включения от сети его обмотки, которая питается электричеством, при чем изменяется продолжительность времени, за которое включается обмотка возбуждения. Если для проведения стабилизации всего напряжения потребуется понизить силу тока того самого возбуждения, уменьшается общее время обмотки возбуждения. Ну а если нужно будет увеличить, то я советую его увеличить.

Видео «Принцип работы генератора автомобиля»

На записи показано по какому принципу работают автомобильные генераторы переменного тока.

 

Принцип работы и устройство автомобильного генератора

Автор Павел Александрович Белоусов На чтение 7 мин. Просмотров 450

Генератор  входит в электрическую систему любого автомобиля. Его задача – преобразование механической работы в электроэнергию, необходимую для питания всех электрических систем. Автомобильный генератор должен отвечать следующим условиям:

  1. Его характеристики должны быть подобраны так, чтобы при любом режиме движения они позволяли превышать прогрессивную разрядку аккумулятора.
  2. Выдаваемое напряжение должно оставаться стабильным в широком диапазоне частоты вращения генератора, чтобы не повредить устройства бортовой сети автомобиля.


Принцип работы генератора и его конструктивные узлы одинаковы на всех автомобилях, эти устройства различаются только выходными параметрами, размерами и надежностью, которая зависит от качества изготовления.

Теоретические основы

Работа генератора переменного тока основана на явлении электромагнитной индукции. Если взять катушку с проводом и присоединить к ней гальванометр (чувствительный амперметр для фиксации малых значений силы тока), замкнув проводник, и поднести к ней магнит, в ней возникнет электрический ток, что и покажет гальванометр.   

При этом учитывайте, что ток возникает в тех случаях, когда магнит движется, причем, при его приближении ток идет в одну сторону, а при удалении – в другую, что и фиксирует стрелка гальванометра. Из этого можно сделать выводы об условиях, необходимых для возникновения электрического тока:

  • требуется замкнутый проводник с большим количеством витков;
  • он должен попасть в переменное магнитное поле, которое нарастает при приближении магнита и уменьшается при его удалении;
  • ток, возникший при увеличении магнитного поля, будет противоположен току, возникающему при его уменьшении.

Чтобы обеспечить постоянное изменение магнитного поля, пронизывающего катушку с проводником, его можно просто вращать, добившись изменения направления тока, равного частоте вращения магнита, поскольку к ней будут поочередно приближаться то южный, то северный полюс магнита. Эта принципиальная система и лежит в основе устройства генератора переменного тока.

Конструкция и принципы функционирования  

Устройство генератора автомобиля намного сложнее, чем принципиальная схема, воспроизводящая суть явления электромагнитной индукции. Из специальных стальных пластин набирается конструкция с пазами, в которые укладываются катушки с проводниками, соединяемые в единую электрическую цепь. Это называется обмоткой статора, если внутри нее начать вращения магнита, на контактах его цепи появится напряжение. Величина этого напряжения будет напрямую зависеть от силы магнита и скорости его вращения.

Устройство ротора

Чтобы избавиться от этого негативного эффекта, ведь автомобильный генератор переменного тока должен выдавать напряжения в строго определенных параметрах, вместо постоянного магнита в статор устанавливают электромагнит. Он представляет собой стальной сердечник с намотанным медным проводом, через который пропускается электрический ток. В этом случае сердечник превращается в магнит, сила которого зависит от величины тока, пропускаемого через провод. Обмотка подключается к аккумулятору через медные кольца и графитовые щетки, один контакт через замок зажигания присоединяется к плюсовой клемме, а второй – через массу к минусовой. Для придания магнитному полю нужного направления обмотка помещается в шестиполюсные сердечники. Этот элемент называется ротор и помещается вовнутрь сердечника.

При замыкании цепи через ключ зажигания через обмотку проходит электрический ток, сердечник намагничивается, создавая достаточно мощное магнитное поле. Но, поскольку работа генератора основана на явлении электромагнитной индукции, ротор должна вращать сторонняя сила. Для этого он присоединяется к коленчатому валу двигателя. Ось ротора устанавливается на  подшипники на передней и задней крышках генератора, чтобы он мог свободно вращаться.

В заднюю крышку монтируется узел со щетками и реле регулятора напряжения генератора, а также диодный мост, к которому подключена обмотка статора. Диодный мост в генераторе нужен, чтобы преобразовать переменный ток, получаемого на статоре в постоянный.

Принцип работы диодного моста состоит в том, что группа диодов, находящихся в нем, пропускает ток только в одном направлении, выравнивая его характеристики, в результате на выходе получается постоянный ток с напряжением 12 В, который подается на выводной контакт. Щетки поджимаются мягкими пружинками к кольцам ротора для поддержания постоянного контакта. 

Интегральный регулятор напряжения, который устанавливается сверху на щеткодержатель, снижает ток от замка зажигания, что приводит к снижению напряжения в обмотке статора при увеличение оборотов двигателя и частоты вращения ротора.

Получение электрического тока

Назначение генератора – в обеспечении всех электрических систем автомобиля энергией. Чтобы в обмотке статора появился электрический ток, ротор должен создавать переменное магнитное поле, вращаясь внутри статора. Для этого используется энергия вращения коленчатого вала двигателя.

На вал ротора устанавливают клинообразный шкив, надежно закрепленный гайкой. Он соединяется с подобным шкивом на коленвале ременной передачей. Ранее для этого использовался вспомогательный ролик, теперь же используется только два шкива с поликлиновым ремнем. Ротор, вращаясь вместе с валом двигателя, создает магнитное поле, на статоре возбуждается напряжение, питающее все элементы системы автомобиля.

На современных автомобилях в шкиве ротора появилась обгонная муфта генератора. Она позволяет существенно продлить срок службы этого устройства и его приводного ремня. При разгоне и торможении, на холостом  ходу, двигатель работает под различными нагрузками, поэтому частота вращения коленчатого вала будет отличаться. Если он резко замедляется, то вал генератора будет по инерции пытаться вращаться с прежней скоростью, что приведет к рывку на ремне и негативно скажется на механическом состоянии всей системы. При постоянном повторении такой ситуации ремень очень скоро, как правило, через 20 тыс. км, просто разорвется.

Обгонная муфта в шкиве генератора состоит и внутренней и внешней обоймы. Внешняя присоединена через ремень к коленвалу, а внутренняя – к валу ротора. В момент резкого замедления вала она проскальзывает и ротор продолжает вращаться по инерции, в то же время подклинивающие элементы не дают ей проскальзывать, когда частота вращения вала увеличивается. В этом устройство и принцип действия генератора постоянного тока на автомобиле схожи с обычным велосипедом, когда при вращении педалей заднее колесо раскручивается, а при их остановке продолжает вращаться по инерции. Теперь ремни генераторов ходят по 100 тыс. км и более.

Реле регулятора напряжения

Интегральный регулятор напряжения необходим, чтобы в бортовую сеть подавалось напряжение, соответствующее ее номинальным параметрам. Устройство простейшего генератора таково, что при увеличении частоты вращения скорость изменения магнитного потока ротора пропорционально увеличивается, как и выходное напряжение. Если этим процессом не управлять, то напряжение достигнет той величины, при которой все бортовые системы выйдут из строя.

Принцип работы реле регулятора генератора состоит в том, что при увеличении частоты вращения статора, оно через специальный датчик, присоединенный к цепи статора, отслеживает опасное увеличение напряжения. При помощи механической или электронной системы управления контактами, реле уменьшает ток, подаваемый на обмотку ротора, в результате чего увеличение частоты компенсируется снижением силы магнитного поля, и значение напряжения остается в норме.

Видео: Как работает генератор простыми словами

Заключение

Устройство и принцип работы автомобильного генератора практически не отличается от других установок подобного типа, кроме наличия диодного моста, выравнивающего переменное напряжение. Кроме того, на крупных установках требуется дополнительное устройство, которое называется возбудитель генератора.

Среди распространенных поломок этого устройства – обрыв ремня, о чем просигнализирует индикатор разрядки аккумулятора, который будет гореть при движении. Чтобы избежать этой проблемы, требуется периодически проверять его натяжку, для чего нужно просто нажать на ремень и посмотреть в инструкции по эксплуатации, на сколько миллиметров он должен вжиматься.

Иногда из строя выходят щетки или реле регулятора, которые меняются единым узлом. Если при работающем моторе отключить клемму аккумулятора, высок риск выхода из строя (пробой) диодного моста, который тоже нужно будет заменить.

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?

  1. После подключения генератора независимым, параллельным или смешанным способом, становится возможна его дальнейшая работа по превращению механической энергии в электрическую;
  2. Полюсное размещение обмоток со смещёнными пазами обеспечивает выработку переменного тока, при этом работа генератора практически бесшумная;
  3. Якорь, как токосъемная часть генератора, крепится на подшипники крышек, рабочая часть находится между обмотками и при вращении отдаёт накопленный переменный ток щёткам;
  4. 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:

  1. 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;
  2. 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;
  3. Электрографитные или меднографитовые щётки имеют пружинный способ прижатия. Первый вариант с более долгим сроком эксплуатации, контактируя с кольцом, значительно снижает напряжение в цепи;
  4. Диодные мосты в виде таблеток, надёжно закреплённых на охлаждающих элементах пайкой, или силовых диодов, размещённых в пластинах, выполняют функцию отвода тепла;
  5. Выпрямление переменного тока осуществляется вспомогательным узлом диодов, заключённых в герметичный блок, который имеет подключение в виде шины. Узел защищён от короткого замыкания специальным составом;
  6. 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.

  1. Аккумулятор разряжается быстрее, чем заряжается, при этом может гореть лампа разряда аккумулятора;
  2. Слабый ток на приборы, который характеризуется тусклым горением ламп;
  3. Посторонние звуки в подкапотном пространстве должны служить косвенными признаками неисправности автомобильного генератора;
  4. 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

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.

Как работает автомобильный генератор. » Хабстаб


Автомобильная система зарядки содержит три основных компонента:
  • аккумулятор;
  • генератор;
  • регулятор напряжения;

Генератор заряжает батарею и обеспечивает электрической энергией все части автомобиля,  фары, печку, магнитолу.
Обычно генератор находится в передней части двигателя и приводится в движение через ремень от коленчатого вала, который преобразует поступательное движение поршней во вращательное.
В некоторых моделях автомобилей ранее использовался отдельный ремень, от шкива коленчатого вала к шкиву генератора. На современных автомобилях используется один ремень, который приводит в движение все вращающиеся части от коленвала.
В основном генераторы крепятся к кронштейнам с помощью болтов. Одно крепление жёсткое, другое регулируемое, что бы можно было натянуть приводной ремень. При недостаточной натяжке ремня, он будет проскальзывать, при избыточном натяжении создаётся радиальная нагрузка на подшипники, приводимых в движение механизмов.
Генератор вырабатывает переменное напряжение, с помощью электромагнитной индукции. Это напряжение заряжает аккумулятор и позволяет работать остальным электрическим системам. Кстати, работы Тесла лежат в основе работы генератора переменного тока. Хотелось бы сделать уточнение, по сути переменное напряжение и переменный ток связаны между собой по закону Ома, поэтому когда говорят генератор переменного напряжения или генератор переменного тока, подразумевают одно и то же. Давайте рассмотрим некоторые из частей генератор.
Корпус генератора выполнен из алюминия, потому что он лёгкий и не намагничивается. Также алюминий хорошо рассеивает тепло, которое выделяется при работе генератора, и не выпускает  “наружу” магнитное поле.
На задней и передней крышке располагаются вентиляционные отверстия. Приводной шкив крепится на валу ротора, в передней части генератора. Когда двигатель работает, коленчатый вал вращаясь, через ремень приводит в движение шкив генератора. По сути генератор преобразует механическую энергию в электрическую.

Генератор можно разобрать на следующие части:

  • регулятор напряжения с щетками;
  • диодный мост;
  • ротор с контактными кольцами;
  • статор;

Реле регулятор контролирует верхний предел напряжения, то есть контролирует чтобы напряжение на выходе генератора не превысило определённого значения, в среднем это 14,5 вольта, для легковых авто.
Через щётки подводится напряжение к контактным кольцам. С обмоток статора напряжение подается на диодный мост.

Как выглядит ротор можно увидеть на картинке справа. На вал ротора надета катушка, которая создаёт магнитное поле при протекании по ней тока. Катушка закреплена с помощью специальных металлических скоб,
так называемых полюсов ротора. Клювообразные полюса ротора размещены в шахматном порядке.
Ротор помещается внутрь статора, с зазором достаточным для вращения. Теперь поговорим о том, как генератор вырабатывает переменное напряжение. При протекании через катушку ротора постоянного тока, образуется постоянное магнитное поле, под постоянным понимается то, что его амплитуда не изменяется во времени. Так как ротор вращается, в статоре наводится переменное магнитное поле. Поле становится переменным благодаря вращению ротора. Если рассмотреть какую-то определённую точку статора, мимо нее проходит то северный, то южный магнитный полюс ротора, вот оно переменное магнитное поле. Как известно переменное магнитное поле, порождает переменное электрическое поле. Таким образом, мы из постоянного магнитного поля ротора получили переменное напряжение на обмотках статора.
Все эти части работают вместе, создавая электрическую энергию необходимую транспортному средству.
Автомобильные генераторы вырабатывают постоянный ток, при этом электроны движутся в одном направлении, в отличие от переменного тока, где электроны движутся то в одну,  то в другую сторону с определённой частотой, по сути колеблются.
В 1887 Тесла открыл людям переменный ток, и доказал его эффективность. Однако применение переменного тока недопустимо в автомобилях, потому что автомобильные аккумуляторы рассчитаны на зарядку постоянным током. Поэтому переменный ток, который образуется в статоре, пропускают через диодный мост, тем самым выпрямляя его.
Трехфазные генераторы имеют 3 обмотки статора. Эти обмотки сдвинуты друг относительно друга на 120 градусов. Каждая обмотка создаёт напряжение, сдвинутое относительно других обмоток во времени.
Существует 2 способа соединения обмоток статора — это треугольник и звезда.
Генератор обмотки которого подключены «звездой» начинает заряжать на более низких оборотах и обладает меньшей максимальной мощностью,  чем генератор статор которого соединён «треугольником». Генератор переменного тока со статором,  обмотки которого соединены «треугольником» начинает заряжать на более высоких оборотах и имеет большую максимальную мощность, чем генератор у которого соединение обмоток статора типа «звезда». 
После преобразования переменного тока в постоянный можно напряжение генератора подавать на аккумулятор. Очень низкое или слишком высокое напряжение может повредить батарею и остальные электрические компоненты автомобиля.
Один из двух типов регуляторов напряжения можно увидеть в большинстве автомобилей:
один из них коммутирует плюс, другой минус.
Таким образом, генератор является одной из важнейших частей автомобиля.

Причины выхода из строя генератора?
Генератор состоит из множества движущихся частей, постоянно испытывает температурные нагрузки,  в результате внутренние части постепенно изнашиваются. Одна из наиболее часто встречающихся поломок — это износ подшипника. Подшипники, которые позволяют ротору свободно вращаться внутри статора, может сломаться от тепловых перегрузок и грязи. Если подшипник генератора изношен — это будет слышно, при вращении он будет шуметь.
Есть несколько способов проверить исправность генератора. В большинстве автомобилей на приборной панели есть лампочка, которая подсвечивает значок аккумулятора, когда включено зажигание. После того как автомобиль завёлся эта лампочка должна погаснуть, бывает, что надо “дать немного газа” для того,  чтобы она погасла. Если эта лампочка перегорела  генератор,  скорее всего, не будет работать.
Чтобы проверить исправность генератора, нужен обычный вольтметр. Включаем вольтметр на измерение постоянного напряжения, красный щуп на положительный вывод генератора, обычно это болт, чёрный на корпус генератора. Заводим машину, вольтметр должен показать больше 14 вольт, если меньше, генератор неисправен. Далее, включаем печку и дальний свет, показания вольтметра не должны опуститься ниже 13,5 вольта. Также нужно проверить что бы напряжение на генераторе и аккумуляторе были равны. Если напряжения отличаются, необходимо проверить провода, идущие от генератора к аккумулятору и места крепления проводов, вероятно, где-то плохой контакт. Также причиной “плохой зарядки” может быть плохо натянутый ремень, он обычно сам себя выдаёт характерным свистом при резком нажатии на педаль газа. Поэтому прежде чем чинить генератор, проверяем ремень.
 
Замена генератора.
Генератор гораздо дешевле, ну скажем того же насоса гидроусилителя руля или кондиционера. Тем не менее существует альтернатива, купить новый генератор или восстановленный. Цена восстановленного генератора ниже нового примерно на треть.
Цена генератора зависит от марки машины, если вы владелец Porsche 911 Carrera GT 2005 года, то восстановленный генератор обойдётся вам в 300$.
Замена генератора доступна любому автолюбителю с достаточным опытом и необходимыми инструментами. Заменить генератор можно в гараже. В современных автомобилях не всегда имеется хороший доступ к генератору, бывает надо снять несколько дополнительных деталей. В этом случае лучше всего обратиться к специалисту, который сделает эту работу быстро.
Ремонт генератора своими руками обойдётся от 12$ до 30$,  в зависимости от того,  что надо починить. Одно,  можно сказать наверняка — плохо работающий генератор губит аккумулятор. Аккумулятор можно заряжать много раз прежде, чем он потеряет ёмкость.
Средний срок службы аккумулятора, который эксплуатируется в нормальных условиях, составляет 48 месяцев.
Генераторы отличаются максимальным током,  который они могут отдать, это от 70 до 120 ампер, для легковых автомобилей. Если в машине стоит мощная аудиосистема или иная нагрузка, иногда устанавливают дополнительный генератор.

Устройство,принцип действия автомобильных генераторов

Электрооборудование любого автомобиля включает в себя генератор – основной источник электроэнергии. Вместе с регулятором напряжения он называется генераторной установкой. На современные автомобили устанавливаются генераторы переменного тока. Они в наибольшей степени отвечают предъявляемым требованиям.
Основные требования к автомобильным генераторам
1. Генератор должен обеспечивать бесперебойную подачу тока и обладать достаточной мощностью, чтобы:
– одновременно снабжать электроэнергией работающих потребителей и заряжать АКБ;
– при включении всех штатных потребителей электроэнергии на малых оборотах двигателя не происходил сильный разряд аккумуляторной батареи;
– напряжение в бортовой сети находилось в заданных пределах во всем диапазоне электрических нагрузок и частот вращения ротора.
2. Генератор должен иметь достаточную прочность, большой ресурс, небольшие массу и габариты, невысокий уровень шума и радиопомех.

Принцип действия генератора
В основе работы генератора лежит эффект электромагнитной индукции. Если катушку, например, из медного провода, пронизывает магнитный поток, то при его изменении на выводах катушки появляется переменное электрическое напряжение. И, наоборот, для образования магнитного потока достаточно пропустить через катушку электрический ток. Таким образом, для получения переменного электрического тока требуются катушка, по которой протекает постоянный электрический ток, образуя магнитный поток, называемая обмоткой возбуждения и стальная полюсная система, назначение которой – подвести магнитный поток к катушкам, называемым обмоткой статора, в которых наводится переменное напряжение. Эти катушки помещены в пазы стальной конструкции, магнитопровода (пакета железа) статора. Обмотка статора с его магнитопроводом образует, собственно, статор генератора, его важнейшую неподвижную часть, в которой образуется электрический ток, а обмотка возбуждения с полюсной системой и некоторыми другими деталями (валом, контактными кольцами) – ротор, его важнейшую вращающуюся часть. Питание обмотки возбуждения может осуществляться от самого генератора. В этом случае генератор работает на самовозбуждении. При этом остаточный магнитный поток в генераторе, т. е. поток, который образуют стальные части магнитопровода при отсутствии тока в обмотке возбуждения, невелик и обеспечивает самовозбуждение генератора только на слишком высоких частотах вращения. Поэтому в схему генераторной установки, там, где обмотки возбуждения не соединены с аккумуляторной батареей, вводят такое внешнее соединение, обычно через лампу контроля работоспособного состояния генераторной установки. Ток, поступающий через эту лампу в обмотку возбуждения, после включения выключателя зажигания и обеспечивает первоначальное возбуждение генератора. Сила этого тока не должна быть слишком большой, чтобы не разряжать аккумуляторную батарею, но и не слишком малой, т. к. в этом случае генератор возбуждается при слишком высоких частотах вращения, поэтому фирмы-изготовители оговаривают необходимую мощность контрольной лампы – обычно 2…3 Вт.

При вращении ротора напротив катушек обмотки статора появляются попеременно «северный», и «южный» полюсы ротора, т. е. направление магнитного потока, пронизывающего катушку, меняется, что и вызывает появление в ней переменного напряжения. Частота этого напряжения f зависит от частоты вращения ротора генератора N и числа его пар полюсов р:
f=p*N/60
За редким исключением генераторы зарубежных фирм, также как и отечественные, имеют шесть «южных» и шесть «северных» полюсов в магнитной системе ротора. В этом случае частота f в 10 раз меньше частоты вращения я ротора генератора. Поскольку свое вращение ротор генератора получает от коленчатого вала двигателя, то по частоте переменного напряжения генератора можно измерять частоту вращения коленчатого вала двигателя. Для этого у генератора делается вывод обмотки статора, к которому и подключается тахометр. При этом напряжение на входе тахометра имеет пульсирующий характер, т. к. он оказывается включенным параллельно диоду силового выпрямителя генератора. С учетом передаточного числа i ременной передачи от двигателя к генератору частота сигнала на входе тахометра fт связана с частотой вращения коленчатого вала двигателя Nдв соотношением:
f=p*Nдв(i)/60
Конечно, в случае проскальзывания приводного ремня это соотношение немного нарушается и поэтому следует следить, чтобы ремень всегда был достаточно натянут. При р=6 , (в большинстве случаев) приведенное выше соотношение упрощается fт = Nдв (i)/10. Бортовая сеть требует подведения к ней постоянного напряжения. Поэтому обмотка статора питает бортовую сеть автомобиля через выпрямитель, встроенный в генератор.

Обмотка статора генераторов зарубежных фирм, как и отечественных – трехфазная. Она состоит из трех частей, называемых обмотками фаз или просто фазами, напряжение и токи в которых смещены друг относительно друга на треть периода, т. е. на 120 электрических градусов, как это показано на рис. I. Фазы могут соединяться в «звезду» или «треугольник». При этом различают фазные и линейные напряжения и токи. Фазные напряжения Uф действуют между концами обмоток фаз. я токи Iф протекают в этих обмотках, линейные же напряжения Uл действуют между проводами, соединяющими обмотку статора с выпрямителем. В этих проводах протекают линейные токи Jл. Естественно, выпрямитель выпрямляет те величины, которые к нему подводятся, т. е. линейные.

При соединении в «треугольник» фазные токи в корень из 3 раза меньше линейных, в то время как у «звезды» линейные и фазные токи равны. Это значит, что при том же отдаваемом генератором токе, ток в обмотках фаз, при соединении в «треугольник», значительно меньше, чем у «звезды». Поэтому в генераторах большой мощности довольно часто применяют соединение в «треугольник», т. к. при меньших токах обмотки можно наматывать более толстым проводом, что технологичнее. Однако линейные напряжения у «звезды» в корень из 3 больше фазного, в то время как у «треугольника» они равны и для получения такого же выходного напряжения, при тех же частотах вращения «треугольник» требует соответствующего увеличения числа витков его фаз по сравнению со «звездой».

Более тонкий провод можно применять и при соединении типа «звезда». В этом случае обмотку выполняют из двух параллельных обмоток, каждая из которых соединена в «звезду», т. е. получается «двойная звезда».

Выпрямитель для трехфазной системы содержит шесть силовых полупроводниковых диодов, три из которых: VD1, VD3 и VD5 соединены с выводом «+» генератора, а другие три: VD2, VD4 и VD6 с выводом «-» («массой»). При необходимости форсирования мощности генератора применяется дополнительное плечо выпрямителя на диодах VD7, VD8, показанное на рис.1, пунктиром. Такая схема выпрямителя может иметь место только при соединении обмоток статора в «звезду», т. к. дополнительное плечо запитывается от «нулевой» точки «звезды».

У значительного количества типов генераторов зарубежных фирм обмотка возбуждения подключается к собственному выпрямителю, собранному на диодах VD9-VD 11.Такое подключение обмотки возбуждения препятствует протеканию через нее тока разряда аккумуляторной батареи при неработающем двигателе автомобиля. Полупроводниковые диоды находятся в открытом состоянии и не оказывают существенного сопротивления прохождению тока при приложении к ним напряжения в прямом направлении и практически не пропускают ток при обратном напряжении. По графику фазных напряжений (рис. 1) можно определить, какие диоды открыты, а какие закрыты в данный момент. Фазные напряжения Uф1 действует в обмотке первой фазы, Uф2 – второй, Uф3 – третьей. Эти напряжения изменяются по кривым, близким к синусоиде и в одни моменты времени они положительны, в другие отрицательны. Если положительное направление напряжения в фазе принять по стрелке, направленной к нулевой точке обмотки статора, а отрицательное от нее то, например, для момента времени t1, когда напряжение второй фазы отсутствует, первой фазы – положительно, а третьей – отрицательно. Направление напряжений фаз соответствует стрелкам, показанным на рис. 1. Ток через обмотки, диоды и нагрузку будет протекать в направлении этих стрелок. При этом открыты диоды VD1 и VD4. Рассмотрев любые другие моменты времени, легко убедиться, что в трехфазной системе напряжения, возникающего в обмотках фаз генератора, диоды силового выпрямителя переходят из открытого состояния в закрытое и обратно таким образом, что ток в нагрузке имеет только одно направление – от вывода «+» генераторной установки к ее выводу «-» («массе»), т. е. в нагрузке протекает постоянный (выпрямленный) ток. Диоды выпрямителя обмотки возбуждения работают аналогично, питая выпрямленным током эту обмотку. Причем в выпрямитель обмотки возбуждения тоже входят 6 диодов, но три из них VD2, VD4, VD6 общие с силовым выпрямителем. Так в момент времени t1 открыты диоды VD4 и VD9, через которые выпрямленный ток и поступает в обмотку возбуждения. Этот ток значительно меньше, чем ток, отдаваемый генератором в нагрузку. Поэтому в качестве диодов VD9-VD11 применяются малогабаритные слаботочные диоды на ток не более 2 А (для сравнения, диоды силового выпрямителя допускают протекание токов силой до 25…35 А).

Рис. 1. Принципиальная схема генераторной установки. Uф1 — Uф3 — напряжение в обмотках фаз: Ud — выпрямленное напряжение; 1, 2, 3 — обмотки трех фаз статора: 4 — диоды силового выпрямителя; 5 — аккумуляторная батарея; 6 — нагрузка; 7 — диоды выпрямителя обмотки возбуждения; 8 — обмотка возбуждения; 9 — регулятор напряжения.


Остается рассмотреть принцип работы плеча выпрямителя, содержащего диоды VD7 и VD8. Если бы фазные напряжения изменялись чисто по синусоиде, эти диоды вообще не участвовали бы в процессе преобразования переменного тока в постоянный. Однако в реальных генераторах форма фазных напряжений отличается от синусоиды. Она представляет собой сумму синусоид, которые называются гармоническими составляющими или гармониками – первой, частота которой совпадает с частотой фазного напряжения, и высшими, главным образом, третьей, частота которой в три раза выше, чем первой. Представление реальной формы фазного напряжения в виде суммы двух гармоник (первой и третьей) показано на рис. 2.

Рис. 2. Представление фазного напряжения Uф в виде суммы синусоид первой, U1, и третьей U3, гармоник


Из электротехники известно, что в линейном напряжении, т. е. в том напряжении, которое подводится к выпрямителю и выпрямляется, третья гармоника отсутствует. Это объясняется тем, что третьи гармоники всех фазных напряжений совпадают по фазе, т. е. одновременно достигают одинаковых значений и при этом взаимно уравновешивают и взаимоуничтожают друг друга в линейном напряжении. Таким образом, третья гармоника в фазном напряжении присутствует, а в линейном – нет. Следовательно, мощность, развиваемая третьей гармоникой фазного напряжения, не может быть использована потребителями. Чтобы использовать эту мощность добавлены диоды VD7 и VD8, подсоединенные к нулевой точке обмоток фаз, т. е. к точке где сказывается действие фазного напряжения. Таким образом, эти диоды выпрямляют только напряжение третьей гармоники фазного напряжения. Применение этих диодов увеличивает мощность генератора на 5…15% при частоте вращения более 3000 мин-1.

Выпрямленное напряжение, как это показано на рис. 1, носит пульсирующий характер. Эти пульсации можно использовать для диагностики выпрямителя. Если пульсации идентичны – выпрямитель работает нормально, если же картинка на экране осциллографа имеет нарушение симметрии – возможен отказ диода. Проверку эту следует производить при отключенной аккумуляторной батарее. Следует обратить внимание на то, что под термином «выпрямительный диод», не всегда скрывается привычная конструкция, имеющая корпус, выводы и т. д. иногда это просто полупроводниковый кремниевый переход, загерметизированный на теплоотводе.

Применение в регуляторе напряжения электроники и особенно, микроэлектроники, т. е. применение полевых транзисторов или выполнение всей схемы регулятора напряжения на монокристалле кремния, потребовало введения в генераторную установку элементов защиты ее от всплесков высокого напряжения, возникающих, например, при внезапном отключении аккумуляторной батареи, сбросе нагрузки. Такая защита обеспечивается тем, что диоды силового моста заменены стабилитронами. Отличие стабилитрона от выпрямительного диода состоит в том, что при воздействии на него напряжения в обратном направлении он не пропускает ток лишь до определенной величины этого напряжения, называемого напряжением стабилизации. Обычно в силовых стабилитронах напряжение стабилизации составляет 25… 30 В. При достижении этого напряжения стабилитроны «пробиваются «, т. е. начинают пропускать ток в обратном направлении, причем в определенных пределах изменения силы этого тока напряжение на стабилитроне, а, следовательно, и на выводе «+ « генератора остается неизменным, не достигающем опасных для электронных узлов значений. Свойство стабилитрона поддерживать на своих выводах постоянство напряжения после «пробоя «используется и в регуляторах напряжения.

Устройство автомобильного генератора
По своему конструктивному исполнению генераторные установки можно разделить на две группы – генераторы традиционной конструкции с вентилятором у приводного шкива и генераторы так называемой компактной конструкции с двумя вентиляторами во внутренней полости генератора. Обычно «компактные» генераторы оснащаются приводом с повышенным передаточным отношением через поликлиновый ремень и поэтому по принятой у некоторых фирм терминологии, называются высокоскоростными генераторами. При этом внутри этих групп можно выделить генераторы, у которых щеточный узел расположен во внутренней полости генератора между полюсной системой ротора и задней крышкой и генераторы, где контактные кольца и щетки расположены вне внутренней полости. В этом случае генератор имеет кожух, под которым располагается щеточный узел, выпрямитель и, как правило, регулятор напряжения.

Любой генератор содержит статор с обмоткой, зажатый между двумя крышками – передней, со стороны привода, и задней, со стороны контактных колец. Крышки, отлитые из алюминиевых сплавов, имеют вентиляционные окна, через которые воздух продувается вентилятором сквозь генератор.

Генераторы традиционной конструкции снабжены вентиляционными окнами только в торцевой части, генераторы «компактной» конструкции еще и на цилиндрической части над лобовыми сторонами обмотки статора. «Компактную» конструкцию отличает также сильно развитое оребрение, особенно в цилиндрической части крышек. На крышке со стороны контактных колец крепятся щеточный узел, который часто объединен с регулятором напряжения, и выпрямительный узел. Крышки обычно стянуты между собой тремя или четырьмя винтами, причем статор обычно оказывается зажат между крышками, посадочные поверхности которых охватывают статор по наружной поверхности. Иногда статор полностью утоплен в передней крышке и не упирается в заднюю крышку, существуют конструкции, у которых средние листы пакета статора выступают над остальными и они являются посадочным местом для крышек. Крепежные лапы и натяжное ухо генератора отливаются заодно с крышками, причем, если крепление двухлапное, то лапы имеют обе крышки, если однолапное – только передняя. Впрочем, встречаются конструкции, у которых однолапное крепление осуществляется стыковкой приливов задней и передней крышек, а также двухлапные крепления, при котором одна из лап, выполненная штамповкой из стали, привертывается к задней крышке, как, например, у некоторых генераторов фирмы Paris-Rhone прежних выпусков. При двухлапном креплении в отверстии задней лапы обычно располагается дистанционная втулка, позволяющая при установке генератора выбирать зазор между кронштейном двигателя и посадочным местом лап. Отверстие в натяжном ухе может быть одно с резьбой или без, но встречается и несколько отверстий, чем достигается возможность установки этого генератора на разные марки двигателей. Для этой же цели применяют два натяжных уха на одном генераторе.

Статор генератора (рис. 3) набирается из стальных листов толщиной 0.8…1 мм, но чаще выполняется навивкой «на ребро». Такое исполнение обеспечивает меньше отходов при обработке и высокую технологичность. При выполнении пакета статора навивкой ярмо статора над пазами обычно имеет выступы, по которым при навивке фиксируется положение слоев друг относительно друга. Эти выступы улучшают охлаждение статора за счет более развитой его наружной поверхности. Необходимость экономии металла привела и к созданию конструкции пакета статора, набранного из отдельных подковообразных сегментов. Скрепление между собой отдельных листов пакета статора в монолитную конструкцию осуществляется сваркой или заклепками. Практически все генераторы автомобилей массовых выпусков имеют 36 пазов, в которых располагается обмотка статора. Пазы изолированы пленочной изоляцией или напылением эпоксидного компаунда.

Рис.3. Статор генератора: 1 — сердечник, 2 — обмотка, 3 — пазовый клин, 4 — паз, 5 — вывод для соединения с выпрямителем


В пазах располагается обмотка статора, выполняемая по схемам (рис. 4) в виде петлевой распределенной (рис.4-а) или волновой сосредоточенной (рис.4-б), волновой распределенной (рис.4-б) обмоток. Петлевая обмотка отличается тем, что ее секции (или полусекции) выполнены в виде катушек с лобовыми соединениями по обоим сторонам пакета статора напротив друг друга. Волновая обмотка действительно напоминает волну, т. к. ее лобовые соединения между сторонами секции (или полусекции) расположены поочередно то с одной, то с другой стороны пакета статора. У распределенной обмотки секция разбивается на две полусекции, исходящие из одного паза, причем одна полусекция исходит влево, другая направо. Расстояние между сторонами секции (или полусекции) каждой обмотки фазы составляет 3 пазовых деления, т.е. если одна сторона секции лежит в пазу, условно принятом за первый, то вторая сторона укладывается в четвертый паз. Обмотка закрепляется в пазу пазовым клином из изоляционного материала. Обязательной является пропитка статора лаком после укладки обмотки.

Рис.4 Схема обмотки статора генератора: А — петлевая распределенная, Б — волновая сосредоточенная, В — волновая распределенная
——- 1 фаза, — — — — — — 2 фаза, -..-..-..- 3 фаза


Особенностью автомобильных генераторов является вид полюсной системы ротора (рис.5). Она содержит две полюсные половины с выступами – полюсами клювообразной формы по шесть на каждой половине. Полюсные половины выполняются штамповкой и могут иметь выступы – полувтулки. В случае отсутствия выступов при напрессовке на вал между полюсными половинами устанавливается втулка с обмоткой возбуждения, намотанной на каркас, при этом намотка осуществляется после установки втулки внутрь каркаса.

Рис. 5. Ротор автомобильного генератора: а — в сборе; б — полюсная система в разобранном виде; 1,3- полюсные половины; 2 — обмотка возбуждения; 4 — контактные кольца; 5 — вал.


Если полюсные половины имеют полувтулки, то обмотка возбуждения предварительно наматывается на каркас и устанавливается при напрессовке полюсных половин так, что полувтулки входят внутрь каркаса. Торцевые щечки каркаса имеют выступы-фиксаторы, входящие в межполюсные промежутки на торцах полюсных половин и препятствующие провороту каркаса на втулке. Напрессовка полюсных половин на вал сопровождается их зачеканкой, что уменьшает воздушные зазоры между втулкой и полюсными половинами или полувтулками, и положительно сказывается на выходных характеристиках генератора. При зачеканке металл затекает в проточки вала, что затрудняет перемотку обмотки возбуждения при ее перегорании или обрыве, т. к. полюсная система ротора становится трудноразборной. Обмотка возбуждения в сборе с ротором пропитывается лаком. Клювы полюсов по краям обычно имеют скосы с одной или двух сторон для уменьшения магнитного шума генераторов. В некоторых конструкциях для той же цели под острыми конусами клювов размещается антишумовое немагнитное кольцо, расположенное над обмоткой возбуждения. Это кольцо предотвращает возможность колебания клювов при изменении магнитного потока и, следовательно, излучения ими магнитного шума.

После сборки производится динамическая балансировка ротора, которая осуществляется высверливанием излишка материала у полюсных половин. На валу ротора располагаются также контактные кольца, выполняемые чаще всего из меди, с опрессовкой их пластмассой. К кольцам припаиваются или привариваются выводы обмотки возбуждения. Иногда кольца выполняются из латуни или нержавеющей стали, что снижает их износ и окисление особенно при работе во влажной среде. Диаметр колец при расположении щеточно – контактного узла вне внутренней полости генератора не может превышать внутренний диаметр подшипника, устанавливаемого в крышку со стороны контактных колец, т. к. при сборке подшипник проходит над кольцами. Малый диаметр колец способствует кроме того уменьшению износа щеток. Именно по условиям монтажа некоторые фирмы применяют в качестве задней опоры ротора роликовые подшипники, т.к. шариковые того же диаметра имеют меньший ресурс.

Валы роторов выполняются, как правило, из мягкой автоматной стали, однако, при применении роликового подшипника, ролики которого работают непосредственно по концу вала со стороны контактных колец, вал выполняется из легированной стали, а цапфа вала цементируется и закаливается. На конце вала, снабженном резьбой, прорезается паз под шпонку для крепления шкива. Однако, во многих современных конструкциях шпонка отсутствует. В этом случае торцевая часть вала имеет углубление или выступ под ключ в виде шестигранника. Это позволяет удерживать вал от проворота при затяжке гайки крепления шкива, или при разборке, когда необходимо снять шкив и вентилятор.

Щеточный узел – это пластмассовая конструкция, в которой размещаются щетки т.е. скользящие контакты. В автомобильных генераторах применяются щетки двух типов – меднографитные и электрографитные. Последние имеют повышенное падение напряжения в контакте с кольцом по сравнению с меднографитными, что неблагоприятно сказывается на выходных характеристиках генератора, однако они обеспечивают значительно меньший износ контактных колец. Щетки прижимаются к кольцам усилием пружин. Обычно щетки устанавливаются по радиусу контактных колец, но встречаются и так называемые реактивные щеткодержатели, где ось щеток образует угол с радиусом кольца в месте контакта щетки. Это уменьшает трение щетки в направляющих щеткодержателя и тем обеспечивается более надежный контакт щетки с кольцом. Часто щеткодержатель и регулятор напряжения образуют неразборный единый узел.

Выпрямительные узлы применяются двух типов – либо это пластины-теплоотводы, в которые запрессовываются (или припаиваются) диоды силового выпрямителя или на которых распаиваются и герметизируются кремниевые переходы этих диодов, либо это конструкции с сильно развитым оребрением, в которых диоды, обычно таблеточного типа, припаиваются к теплоотводам. Диоды дополнительного выпрямителя имеют обычно пластмассовый корпус цилиндрической формы или в виде горошины или выполняются в виде отдельного герметизированного блока, включение в схему которого осуществляется шинками. Включение выпрямительных блоков в схему генератора осуществляется распайкой или сваркой выводов фаз на специальных монтажных площадках выпрямителя или винтами. Наиболее опасным для генератора и особенно для проводки автомобильной бортовой сети является перемыкание пластинтеплоотводов, соединенных с «массой» и выводом «+» генератора случайно попавшими между ними металлическими предметами или проводящими мостиками, образованными загрязнением, т.к. при этом происходит короткое замыкание по цепи аккумуляторной батареи и возможен пожар. Во избежание этого пластины и другие части выпрямителя генераторов некоторых фирм частично или полностью покрывают изоляционным слоем. В монолитную конструкцию выпрямительного блока теплоотводы объединяются в основном монтажными платами из изоляционного материала, армированными соединительными шинками.

Подшипниковые узлы генераторов это, как правило, радиальные шариковые подшипники с одноразовой закладкой пластичной смазки на весь срок службы и одно или двухсторонними уплотнениями, встроенными в подшипник. Роликовые подшипники применяются только со стороны контактных колец и достаточно редко, в основном, американскими фирмами. Посадка шариковых подшипников на вал со стороны контактных колец – обычно плотная, со стороны привода – скользящая, в посадочное место крышки наоборот – со стороны контактных колец – скользящая, со стороны привода – плотная. Так как наружная обойма подшипника со стороны контактных колец имеет возможность проворачиваться в посадочном месте крышки, то подшипник и крышка могут вскоре выйти из строя, возникнет задевание ротора за статор. Для предотвращения проворачивания подшипника в посадочное место крышки помещают различные устройства – резиновые кольца, пластмассовые стаканчики, гофрированные стальные пружины и т. п.

Конструкцию регуляторов напряжения в значительной мере определяет технология их изготовления. При изготовлении схемы на дискретных элементах, регулятор обычно имеет печатную плату, на которой располагаются эти элементы. При этом некоторые элементы, например, настроечные резисторы могут выполняться по толстопленочной технологии. Гибридная технология предполагает, что резисторы выполняются на керамической пластине и соединяются с полупроводниковыми элементами – диодами, стабилитронами, транзисторами, которые в бескорпусном или корпусном исполнении распаиваются на металлической подложке. В регуляторе, выполненном на монокристалле кремния, вся схема регулятора размещена в этом кристалле. Гибридные регуляторы напряжения и регуляторы напряжения на монокристалле ни разборке, ни ремонту не подлежат.

Охлаждение генератора осуществляется одним или двумя вентиляторами, закрепленными на его валу. При этом у традиционной конструкции генераторов (рис. 6-а) воздух засасывается центробежным вентилятором в крышку со стороны контактных колец. У генераторов, имеющих щеточный узел, регулятор напряжения и выпрямитель вне внутренней полости и защищенных кожухом, воздух засасывается через прорези этого кожуха, направляющие воздух в наиболее нагретые места – к выпрямителю и регулятору напряжения. На автомобилях с плотной компоновкой подкапотного пространства, в котором температура воздуха слишком велика, применяют генераторы со специальным кожухом (рис. 6-б), закрепленным на задней крышке и снабженным патрубком со шлангом, через который в генератор поступает холодный и чистый забортный воздух. Такие конструкции применяются, например, на автомобилях BMW. У генераторов «компактной» конструкции охлаждающий воздух забирается со стороны как задней, так и передней крышек.

Рис .6. Система охлаждения генераторов: а — генераторы обычной конструкции; б — генераторы для повышенной температуры в подкапотном пространстве; в — генераторы компактной конструкции. Стрелками показано направление воздушных потоков.


Генераторы большой мощности, устанавливаемые на спецавтомобили, грузовики и автобусы имеют некоторые отличия. В частности, в них встречаются две полюсные системы ротора, насаженные на один вал и, следовательно, две обмотки возбуждения, 72 паза на статоре и т. п. Однако принципиальных отличий в конструктивном исполнении этих генераторов от рассмотренных конструкций нет.

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 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 слишком изнашивается, 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 нынешнего 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 против генератора

Генератор

Генератор переменного тока считается уникальным типом генератора, который может использоваться для преобразования механической энергии в электрическую энергию, которая генерируется как переменный ток. 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 автомобиля.

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 критически важным элементом при производстве постоянного тока в генераторе — он состоит из набора отдельных колец, которые присоединяют генератор к внешней цепи таким образом, что производимый ток часто является постоянным.

Ссылки: [1], [2]

Генератор против генератора: ваше руководство, чтобы узнать их разницу — Блог промышленного производства

Если вы хотите найти ключевые различия при сравнении генератора и генератора, сначала вы нужно знать, что они из себя представляют.В этой статье Linquip мы кратко представим генераторы и генераторы переменного тока, а затем сравним эти два компонента, чтобы прояснить их разницу. Многие знают, что они используются для выработки электроэнергии, но не знают разницы между ними. Вы знаете, чем они отличаются друг от друга? Продолжайте читать эту статью, чтобы найти ответ на этот вопрос.

Что такое генератор?

Генератор, как мы уже упоминали выше, — это система, вырабатывающая электричество.Что он делает, так это превращает механическую энергию в электричество в виде переменного тока (также известного как переменный ток). Магнит в генераторе переменного тока вращается, создавая ток для распределения энергии, и именно так вы получаете электричество от таких генераторов.

Магнитный полюс ротора возбуждается постоянным током поля. Когда ротор вращается, магнитный поток разрезает проводник статора, и, следовательно, в них индуцируется ЭДС. Как магнитный полюс, попеременно вращающий N и S, они индуцируют ЭДС и ток в проводнике якоря, который сначала вращается по часовой стрелке, а затем против часовой стрелки.Таким образом, генерируется переменный ток.

Что такое генератор?

Генератор, как и генератор переменного тока, также может преобразовывать механическую энергию в электрическую. Но когда дело доходит до генератора переменного тока, вы должны знать, что генераторы способны производить как переменный, так и постоянный ток. Вы можете получить постоянный или переменный ток от генераторов. Ротор внутри генератора вращается, и вращение этого ротора накапливает электричество, создавая магнитное поле, что приводит к созданию необходимой энергии для вращения якоря.

Генератор имеет прямоугольную вращающуюся катушку, которая вращается в магнитном поле вокруг своей оси. Магнитное поле создается постоянным магнитом или электромагнитом. Концы змеевика соединены двумя контактными кольцами. Контактное кольцо собирает ток, наведенный в катушке, и передает его на внешнее нагрузочное сопротивление R. Вращающаяся катушка называется медным якорем.

Генератор против генератора

Хотя результат работы генератора переменного тока в чем-то одинаков (они оба вырабатывают электрическую энергию, а один из них также обеспечивает постоянный ток), на самом деле между ними есть несколько важных технических различий. что делает каждый из них уникальным для конкретных приложений.

В отличие от генераторов, генератор не может заряжать разряженную батарею. Это важно, потому что если вы попытаетесь зарядить разряженную батарею с помощью генератора, это может вызвать проблемы с безопасностью и даже привести к взрыву батареи.

Как мы уже упоминали, генератор выдает только переменный ток, а генератор вырабатывает как переменный, так и постоянный ток. Итак, если вам нужен постоянный ток, вашим единственным выбором между генератором и генератором будет генератор. С каждой половиной оборота ротора направление тока меняется, вызывая переменный ток.Концы схемы напрямую подключены к нагрузке для получения вырабатываемого переменного тока. А когда дело доходит до постоянного или постоянного тока, эти концы провода должны быть подключены к коммутатору, который преобразует переменный ток в постоянный.

Генератор и генератор также различаются по размеру. Генераторы обычно намного меньше генераторов. Эта разница в размерах позволяет генераторам помещаться в меньшее пространство, в то время как генераторы обычно требуют больших пространств.

Еще одно различие между генератором и генератором заключается в их внутреннем дизайне.В то время как генераторы имеют постоянное магнитное поле, генераторы переменного тока создают вращающееся.

Дополнительная разница между генератором и генератором переменного тока заключается в том, что на коммерческих электростанциях, а также в транспортных средствах, многие предпочитают использовать генераторы переменного тока из-за их механической простоты. Но имейте в виду, что производители восполняют этот недостаток, предоставляя несколько услуг. Вы можете легко использовать их как двигатель постоянного тока. Как? Путем подачи мощности на вал. А снятие вала приводит к действию генератора.Если вы хотите, чтобы генератор переменного тока преобразовывал переменный ток в постоянный, вам потребуются дополнительные схемы, которые усложняют конструкцию.

Поставщиком энергии генератора переменного тока является его статор, а поставщиком генератора — его ротор.

Еще одно отличие генератора от генератора состоит в том, что генераторы используют только необходимое количество энергии и, таким образом, экономят больше энергии. Хотя генераторы используют всю производимую энергию, они экономят меньше энергии.

Дополнительное отличие генератора переменного тока заключается в том, что в случае генераторов переменного тока поляризация не требуется.Но после установки генераторы необходимо поляризовать.

Еще одно различие между генератором и генератором состоит в том, что генераторы имеют меньшую мощность по сравнению с генераторами.

Еще одна разница между генератором и генератором переменного тока заключается в способе выработки электроэнергии. Следует отметить, что метод генерации электроэнергии с помощью генератора намного эффективнее генератора. Оба они используют принцип закона электромагнитной индукции Фарадея для своих конечных целей. Но магнитное поле в генераторе переменного тока вращается внутри обмотки проводов, а в генераторе это обмотка проводов, вращающихся внутри магнитного поля, в результате чего создается ток.Метод генераторов позволяет им работать на более высокой скорости! Они также способны производить больше мощности на более низких скоростях.

Еще одно различие между генератором и генератором состоит в том, что генератор используется для производства электроэнергии в небольших объемах или в качестве зарядной системы для автомобилей, а генераторы используются для производства электроэнергии в крупных масштабах.

Если вы все еще не уверены, какой выбрать генератор или генератор, то знайте, что генераторы более надежны, чем генераторы! Одна из причин заключается в том, что щетки в генераторах изнашиваются быстрее, потому что в них используются разрезные кольца, и щетки должны тереться о трещины в них.Это не относится к генераторам переменного тока, поскольку они используют сплошные кольца, что приводит к меньшему износу.

В сравнении генератора и генератора генераторы могут особенно выиграть, когда в игру вступают трансформаторы! Они работают только с генераторами переменного тока, поскольку могут легко повышать или понижать напряжение, обеспечиваемое генератором переменного тока.

Другой важный момент в сравнении генератора и генератора — это диапазон их оборотов. RPM — это сокращение от Rotation Per Minute. Генераторы имеют широкий диапазон оборотов в минуту, и я думаю, что вы уже догадались, что обороты генераторов попадают в категорию узких диапазонов.

Хорошо знать, что якорь генераторов вращающийся, но якорь генератора переменного тока неподвижен. Это еще один момент, который следует упомянуть при сравнении этих двух.

И последнее, что следует упомянуть о сравнении генератора и генератора, — это их ЭДС. Хотя ЭДС генератора переменного тока переменная, в случае выходного напряжения генератора этот коэффициент постоянен.

Подробнее о Linquip

Детали генератора постоянного тока: объяснение деталей, работа, типы, преимущества и недостатки

Преимущество генератора перед генератором

Генераторы переменного тока

имеют некоторые преимущества перед генераторами, которые заключаются в следующем.

  • Более высокая мощность
  • Меньший вес и меньший размер
  • Меньше обслуживания
  • Более высокая мощность : при сравнении генератора переменного тока одно из преимуществ генератора переменного тока заключается в том, что его части более надежны, чем вы найти в генераторе. Это позволяет им вращаться быстрее без риска повреждения. Более высокая скорость вращения означает, что генератор может генерировать больше энергии. Это также означает, что генератор может производить больше мощности на более низких скоростях, поэтому вы можете получать заряд, даже когда автомобиль находится на холостом ходу.
  • Меньший вес и меньший размер : Генератор переменного тока — это более компактный способ производства электроэнергии, который имеет два очевидных преимущества. Во-первых, это дает заметную экономию веса по сравнению с генераторами. Более легкий автомобиль означает лучшую экономию топлива, что помогает держать больше денег в кармане. Во-вторых, он меньше по размеру, что облегчает его установку в и без того переполненный моторный отсек и облегчает работу, когда наступает время для обслуживания и ремонта.
  • Меньше обслуживания : И генератор, и генератор имеют систему колец и щеток для выработки электроэнергии, но конструкции этих компонентов различаются. В генераторах используются разъемные кольца, а в генераторах — сплошные. Щетки обоих трутся об эти кольца.

Как упоминалось ранее, щетки в генераторе изнашиваются быстрее, поскольку они трутся о трещины в кольцах. Гладкие кольца генератора не вызывают такой проблемы.Таким образом, генератор требует меньшего общего обслуживания, что является преимуществом генератора по сравнению с генератором.

Это было все, что вам нужно знать о генераторе и генераторе. Теперь вы легко можете понять, почему они не используются вместо друг друга. Они действительно дают одинаковые результаты, но их применение и внутренняя конструкция различаются. Прокомментируйте ниже и дайте нам знать, что вы думаете об этих двух и их различиях. А если у вас есть какие-либо вопросы о генераторах или генераторах переменного тока, зарегистрируйтесь на Linquip, и мы сразу же вам поможем!

В чем разница? By 10 Power Up

Как партнер Amazon, мы зарабатываем на соответствующих покупках.

Вы, наверное, уже знаете, что в автомобилях для зарядки аккумуляторов используются генераторы. Вы также знаете, что люди используют генераторы в качестве систем резервного питания в жилых и коммерческих помещениях.

Однако вам может быть интересно, в чем разница между этими устройствами, поскольку они оба вырабатывают электричество.

Генератор на самом деле является разновидностью генератора. Хотя эти устройства служат одной и той же цели, они отличаются по принципу действия. Генератор преобразует механическую энергию в электрическую энергию переменного тока.

Генератор, с другой стороны, преобразует механическую энергию в постоянный ток (постоянный ток) или в электрическую энергию переменного тока. Если вы снабжаете их электрической энергией вместо механической, оба устройства могут работать как электродвигатели.

Генераторы используют только необходимое количество энергии, поэтому они экономят больше энергии. И наоборот, генераторы используют всю производимую энергию, поэтому они экономят меньше энергии. Более того, генераторы обычно меньше по размеру, чем генераторы.

Продолжайте читать, чтобы узнать больше об генераторах и генераторах.


Что такое генератор переменного тока?

Генератор — это устройство, вырабатывающее электроэнергию в транспортном средстве. Это неотъемлемый компонент системы зарядки автомобиля.

Каждый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, за исключением некоторых гибридных автомобилей, имеет генератор переменного тока. Когда двигатель работает, генератор не только заряжает аккумулятор, но и подает электроэнергию на электрические компоненты автомобиля.

Двигатель приводит в движение генератор через змеевик. Генераторы не требуют обслуживания и могут прослужить не менее 10 лет без ремонта. Если это устройство выйдет из строя, ваш автомобиль может еще некоторое время работать от аккумулятора.

Двигатель выключится, как только вы разрядите аккумулятор. Также стоит отметить, что генератор не может заряжать разряженную батарею.

Как это работает?

Генератор состоит из неподвижного якоря, внутри которого вращается ротор.На роторе установлена ​​система электромагнитного поля.

Небольшая мощность постоянного тока активирует это электромагнитное поле через медные или угольные щетки (контакты), которые касаются двух вращающихся металлических контактных колец на валу. Это приводит к более сильному магнитному полю.

Первичный двигатель помогает вращать ротор, а активация электромагнитного поля создает вращающееся магнитное поле. Вращение, в свою очередь, производит гораздо больше электроэнергии.

Это электричество переменного тока (AC), которое можно собирать и использовать для питания других устройств, таких как электрические компоненты автомобиля.Гидравлические, тепловые и атомные электростанции также используют большие генераторы переменного тока для генерации энергии.


Что такое генератор

Генератор — это устройство, которое может генерировать энергию. Он может преобразовывать любой тип энергии, например химическую или механическую, в электрическую.

Помимо обеспечения резервного питания для коммерческого или домашнего использования во время отключения электроэнергии, генераторы также могут вырабатывать электроэнергию, необходимую для поездов, самолетов и судов.

Электроэнергетические компании используют крупные генераторы для производства электроэнергии для передачи по линиям электропередачи бытовым и коммерческим потребителям.

Типы генераторов

Есть три основных типа генераторов — резервные, переносные и инверторные. Давайте подробно рассмотрим каждый из них:

Портативные генераторы

Как следует из названия, портативный генератор не предназначен для постоянной установки. Это устройство с дизельным или газовым двигателем, обеспечивающее временное электроснабжение.

Портативные генераторы обычно имеют время работы до 12 часов с выходной мощностью от 500 Вт до 17,5 кВт. Общие области применения портативных генераторов могут включать:

  • Электропитание небольших бытовых приборов, таких как освещение, телевизор, компьютер и холодильник
  • Использование в кемпинге и в саду
  • Строительные площадки
  • Электроэнергия на борту судов
  • Длительные отключения электроэнергии

Инверторные генераторы

В инверторном генераторе используется двигатель, подключенный к генератору переменного тока, для выработки электроэнергии переменного тока.В отличие от других генераторов, он также использует выпрямитель для преобразования мощности переменного тока в мощность постоянного тока.

Эти генераторы более энергоэффективны, поскольку частота вращения двигателя регулируется автоматически в соответствии с требуемой мощностью. Они также производят меньше выбросов, более портативны и, как правило, очень тихие.


Резервные генераторы

Резервный генератор, который часто называют резервным генератором или системой аварийного питания, гарантирует, что ваше питание не отключится во время отключения электроэнергии.Он устанавливается снаружи здания и включается автоматически.

Через несколько секунд после сбоя активируется резервный генератор, подающий питание на ваши розетки и розетки. Основными типами резервных генераторов являются дизельные, газовые и двухтопливные резервные генераторы.

Вы также можете классифицировать генераторы по типу используемого топлива, а именно:

  • Дизельные генераторы
  • Генераторы природного газа
  • Бензиновые генераторы
  • Солнечные генераторы


Как они работают?

Генератор состоит из ротора, сделанного из спиральных проводов, известного как якорь.Когда эти провода вращаются, они вызывают накопление электричества, в то время как магнитное поле, в котором находится якорь, остается неподвижным.

Вращение катушек внутри неподвижного магнита создает магнитное поле, которое производит энергию, необходимую для вращения якоря.

Когда якорь вращается, он разрезает магнитное поле, в результате чего возникает переменный ток. Эта сила передается щеткой и контактным кольцом. Если вам нужна мощность постоянного тока, коммутатор поможет вам преобразовать мощность переменного тока в мощность постоянного тока.

Генератор против генератора: подводя итоги

И генераторы, и генераторы переменного тока вырабатывают электроэнергию, но они по-разному отличаются. Генератор вырабатывает переменный ток из механической энергии, в то время как генератор может вырабатывать как постоянный, так и переменный ток.

В то время как генератор переменного тока имеет вращающееся магнитное поле, генератор использует постоянное магнитное поле. Генератор получает энергию от статора, а генератор получает энергию от ротора.

Полностью разряженную батарею нельзя зарядить с помощью генератора, но можно сделать это с помощью генератора.Генератор обычно имеет более высокую мощность, чем генератор. Однако генераторы обычно меньше по размеру по сравнению с генераторами.

Существует несколько типов генераторов, включая резервные генераторы, инверторные генераторы и портативные генераторы. Вы можете выбрать генератор в соответствии с вашими конкретными потребностями, будь то коммерческие или бытовые. Генераторы в основном используются в транспортных средствах, но они также могут помочь в выработке электроэнергии на электростанциях.

Amazon и логотип Amazon являются товарными знаками Amazon.com, Inc или ее дочерние компании.

Преимущества генератора переменного тока перед генератором постоянного тока

Вы можете производить электроэнергию с помощью генератора постоянного тока (DC) или генератора переменного тока, который использует переменный ток (AC). Было время, когда автомобильный мир использовал генераторы постоянного тока, но это время давно прошло. Преимущества генератора переменного тока делают его предпочтительным выбором по сравнению со старыми генераторами постоянного тока.

Несмотря на то, что они были заменены генераторами переменного тока, генераторы постоянного тока или динамо-машины являются менее сложными из двух.Они генерируют энергию простым механическим движением. Пока вал продолжает вращаться, генератор вырабатывает электричество.

Генератор более сложный. Это связано с тем, что ему необходимо преобразовать переменный ток в постоянный, что добавляет дополнительный шаг к процессу. Несмотря на дополнительную сложность, преимущества генератора переменного тока делают его лучшим выбором из двух.

Более высокая мощность

Одним из преимуществ генератора переменного тока является то, что его части более надежны, чем те, которые вы найдете в генераторе постоянного тока.Это позволяет им вращаться быстрее без риска повреждения. Более высокая скорость вращения означает, что генератор может генерировать больше энергии. Это также означает, что генератор может производить больше мощности на более низких скоростях, поэтому вы можете получать заряд, даже когда автомобиль находится на холостом ходу.

Меньший вес и меньший размер

Генератор переменного тока — это более компактный способ выработки электроэнергии, имеющий два очевидных преимущества. Во-первых, это дает заметную экономию веса по сравнению с генераторами постоянного тока.Более легкий автомобиль означает лучшую экономию топлива, что помогает держать больше денег в кармане. Во-вторых, он меньше по размеру, что облегчает его установку в и без того переполненный моторный отсек и облегчает работу, когда наступает время для обслуживания и ремонта.

Меньше обслуживания

И генератор постоянного тока, и генератор переменного тока имеют систему колец и щеток для выработки электроэнергии, но конструкции этих компонентов различаются. В генераторах постоянного тока используются разъемные кольца, а в генераторах — сплошные.Щетки обоих трутся об эти кольца.

Щетки генератора постоянного тока изнашиваются быстрее, поскольку они трутся о трещины в кольцах. Гладкие кольца генератора переменного тока не вызывают такой проблемы, поэтому генератор требует меньше общего обслуживания.

Хотя и генераторы постоянного тока, и генераторы переменного тока могут обеспечивать питание все большего количества электрических компонентов в вашем автомобиле, преимущества генератора переменного тока делают его более эффективным и экономичным выбором.

Ознакомьтесь со всеми продуктами для электрических систем, доступными на NAPA Online, или доверьтесь одному из наших 17 000 пунктов обслуживания NAPA AutoCare для текущего обслуживания и ремонта.Чтобы получить дополнительную информацию о генераторе переменного тока вашего автомобиля, поговорите со знающим экспертом в местном магазине NAPA AUTO PARTS.

Фотография предоставлена ​​Flickr.

Николь Вакелин освещает автомобильную промышленность в качестве независимого журналиста для различных изданий. Ее работа включает в себя новости, подкасты, радио, письменные обзоры и видеообзоры. Ее можно найти в The Boston Globe, CarGurus, BestRide, US News and World Report и AAA, а также в блогах о стиле жизни, таких как Be Car Chic, The Other PTA и She Buys Cars.Она активна в социальных сетях, у нее много подписчиков как в Twitter, так и в Instagram, и в настоящее время она является вице-президентом Ассоциации автомобильной прессы Новой Англии.

Производство генераторов | Строительство автомобилей

Генератор преобразует механическую энергию в электрическую, необходимую для питания всего электрооборудования автомобиля (кроме стартера) и для зарядки аккумулятора .Это основной источник электроэнергии для автомобиля. Есть два типа генераторов: генератор или генератор постоянного тока .

Нам нужно знать , как работает генератор переменного тока , потому что он имеет более простую конструкцию и более популярен, чем генератор постоянного тока на современном автомобиле.

Генератор — трехфазная двенадцатиполюсная синхронная электрическая машина с блоком полупроводниковых выпрямителей — кремниевых диодов, преобразующих переменный ток в постоянный ток.Ротор генератора приводится в движение от двигателя шкив коленчатого вала с помощью ременной передачи.

Генератор состоит из статора, ротора, двух крышек 2 и 13, вентилятора 7 и шкива 10. Магнитная цепь статора состоит из отдельных изолированных стальных пластин. На внутренней стороне статора имеется 18 выступов, на которых установлены катушки. Они разделены на три группы по шесть последовательно соединенных катушек, соединенных по схеме звезды.

Конструкция генератора Схема

а — генераторная конструкция; б — электрическая цепь; 1 — контактные кольца; 2 и 13 — торцевые щиты; 3 — щеткодержатель генератора; 4 — генераторная щетка; 5 — обмотка статора; 6 — обмотка возбуждения; 7 — вентилятор; 8 — шлиц; 9 — вал генератора; 10 — шкив; 11 и 19 — герметичный подшипник; 12 — втулка; 14 — полюсные наконечники; 15 — магнитопровод статора; 16 — выходные диоды; 17 — выпрямительный кремниевый диодный блок; 18 — изолирующие втулки; 20 — регулятор напряжения; 21 — выключатель зажигания; 22 — аккумулятор; Ш — вывод, изолированный от корпуса.

Остальные концы фаз с выводами 16 являются подключен к блоку кремниевых диодов выпрямителя 17. В этом случае каждая фаза соединена с двумя диодами разной полярности. На валу генератора 9 запрессована втулка 12, полюсные наконечники 14 и изолирующая втулка 18 контактных колец 1. Находится обмотка возбуждения 6 между полюсными наконечниками на втулке. Конец обмотка 6 припаяна к контактным кольцам, к которым щетки 4 на щетке держатель 3 прижаты.

Одна щетка соединена с корпусом генератора, а второй изолирован от него и подключается к выходной клемме С. Полюс наконечники имеют шесть полюсов разной полярности (N и S), образующие двенадцать полюсов магнитная система. Когда ротор вращается, силовые линии магнита пересекают обмотка статора, возбуждающая в ней электродвижущую силу, которая изменяется на величина и направление.

Обмотка возбуждения генератора 6 при запуске двигателя получает питание от батареи , а во время работы двигателя — от выпрямителя.

Генератор имеет три выхода: положительный — для подключения к АКБ и нагрузке; вывод Ø для соединения с выводом Ø регулятора напряжения; отрицательный выход — для подключения к массе автомобиля и регулятору напряжения.

Генератор

против генератора: в чем разница?

Чем отличается генератор от генератора? (Westinghouse 12001)

Генератор и генератор — в чем разница? Это частый вопрос, который задают люди, и как только вы узнаете ответ, вы сможете понять, почему он может сбивать с толку многих.Но, как вы узнаете, есть несколько основных различий между генератором и генератором переменного тока.

Введение | Альтернатор против генератора

Когда люди говорят о генераторе, мы сразу же думаем о портативном генераторе, который используется для подачи электричества в наши дома и предприятия во время отключения электроэнергии или в развлекательных целях — например, для питания жилого дома на колесах. Если мы думаем об генераторе переменного тока, это устройство, которое производит электричество в наших автомобилях.

Хотя, когда мы сравниваем техническое определение генератора переменного тока и генератора, кажется, что все наоборот.Это сбивает с толку. Так в чем разница между генератором и генератором переменного тока? Это простой вопрос. Генератор вырабатывает постоянный ток (DC), а генератор переменного тока вырабатывает переменный ток (AC). Вот где все кажется бессмысленным. Электроэнергия, которую мы используем в наших домах, — это переменный ток, но мы называем устройство, производящее это электричество, генератором. В автомобиле используется постоянный ток, но мы называем это устройство генератором переменного тока.

Прежде чем я буду сравнивать генератор и генератор, давайте проясним эти соглашения об именах.Генератор, который мы используем в качестве резервного источника питания, называется генератором, потому что он вырабатывает электричество, и это название не связано с технической конструкцией машины. На самом деле портативный генератор в вашем гараже использует генератор переменного тока. Генератор в вашем автомобиле также вырабатывает переменный ток, но затем использует выпрямитель для преобразования переменного тока в постоянный.

Может быть, все это звучит еще более запутанно, чем когда мы начали. Почему бы просто не использовать генератор для подачи постоянного тока в наши автомобили? В первые дни так и было.Первые автомобили использовали генераторы, но теперь они были заменены на генератор переменного тока, потому что они более эффективны. Из-за разницы в способах производства электричества имеет смысл использовать более эффективный и надежный генератор переменного тока, а затем преобразовывать электричество обратно в постоянный ток. Фактически, генераторы сейчас используются редко.

Основной принцип работы генератора и генератора одинаков. Оба преобразуют механическую энергию в электрическую посредством магнитной поляризации.Оба могут работать как электродвигатели, если вместо механической энергии подается электрическая энергия. Хотя генератор будет работать примерно так же эффективно, как двигатель постоянного тока, тогда как генератор переменного тока не является очень эффективным двигателем переменного тока.

Хорошо, так в чем техническая разница между генератором постоянного тока и генератором переменного тока, вырабатывающим мощность переменного тока. Чтобы прояснить спор между генератором и генератором, я объясню, как они работают. Я начну с объяснения разницы между переменным и постоянным током.

ВИДЕО | Объяснение генератора и генератора


переменного тока и постоянного тока

Постоянный ток — это просто. Заряженные электроны перемещаются прямо из одной точки в другую. Аккумулятор имеет положительную и отрицательную клеммы. Электроны будут перемещаться по проводнику от одного вывода к другому.

Переменный ток меняет направление потока электронов в течение контролируемого периода времени. Результатом является электронный импульс, в отличие от постоянного потока электронов в одном направлении, который мы находим при постоянном токе.Электронный импульс будет происходить несколько раз в секунду и должен быть регулярным. Это известно как частота. В США обычная мощность переменного тока работает с частотой 60 Гц, электроны пульсируют между активной точкой и нейтральной точкой 60 раз в секунду.

Из-за точных требований к частоте генератор переменного тока требует более сложных регулирующих устройств, чем генератор.


Как работает генератор по сравнению с генератором?

И генератор, и генератор переменного тока вырабатывают энергию, вращая ротор (также известный как якорь) внутри магнитного поля, создаваемого статором.И статор, и ротор состоят из медных обмоток. Это тонкая проволока, которая наматывается для создания магнитного поля. Таким образом, генератор имеет статор, обмотки возбуждения, которые постоянно намагничены, а результирующее магнитное поле, создаваемое вращающимся ротором, генерирует ток, который передается от ротора с помощью щеток.

ВИДЕО | См. «Основы механики работы генератора»

Поскольку генератор вырабатывает ток из ротора, щетки должны проводить полную силу тока.Это заставляет их легко деградировать. Это раздражает тот факт, что в генераторе используются разрезные кольца, которые вызывают больший износ щеток.

Генератор использует ротор противоположно генератору. Таким образом, электрический ток вырабатывается статором или обмотками возбуждения. Это позволяет генератору использовать сплошные кольца, а щетки служат дольше. Генератору вообще не нужны щетки. Во многих современных бесщеточных генераторах вместо них используется конденсатор, что означает отсутствие механического износа от соприкасающихся металлических компонентов.


Преимущества генератора переменного тока перед генератором

Мы уже установили, что генератор переменного тока более надежен и требует меньшего обслуживания. Это основная причина, по которой генераторы в большинстве случаев пришли на смену генераторам. Но есть еще одна причина, по которой предпочтение отдается генераторам. Хотя питание переменного тока требует большего контроля, вы должны управлять как напряжением, так и частотой (по сравнению с напряжением только для постоянного тока), можно более точно контролировать мощность переменного тока. Используя конденсаторы, можно с высокой точностью регулировать напряжение и частоту.Постоянный ток можно только регулировать. Это означает, что можно уменьшить напряжение постоянного тока, чтобы предотвратить перезаряд, но обратного добиться нельзя. Вы не можете увеличить напряжение постоянного тока, если оно слишком низкое.

Трансформаторы переменного тока могут многократно повышать напряжение. Это особенно важно, когда вы проводите электроэнергию на большие расстояния. Электроэнергия, поставляемая в национальную электросеть, может достигать 138 000 В. В ряде подстанций используются трансформаторы переменного тока для повышения или понижения мощности в зависимости от расстояния до конечного пользователя.При оптовом электроснабжении снижаются потери мощности при высоком напряжении.

Основным преимуществом использования генератора переменного тока для питания автомобиля является повышенная эффективность и лучший контроль напряжения. Генератор имеет паразитный коэффициент мощности. Это энергия, которую он получает от двигателя для выработки электроэнергии. Генератору требуется большая паразитная входная мощность в кВт для меньшей выходной мощности. По сути, генератор потребляет больше энергии от вашего двигателя и производит меньше энергии, чем генератор переменного тока.

Меньший и легкий генератор почти постоянно обеспечивает всю мощность, необходимую для вашего автомобиля.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *