Напряжение генератора под нагрузкой
Чтобы убедиться в работоспособности источника питания, рекомендуется выполнить проверку под нагрузкой.
Для начала вспомним, что напряжение бывает трех видов:
- Номинальным — указывается в инструкции по эксплуатации. Оно составляет 12 Вольт. Этот показатель далек от реального значения U.
- Фактическим. Здесь речь идет о параметре напряжения после установки, подключения и начала пользования АКБ автомобиля. В среднем этот параметр 12.6-13,2 В (об этом упоминалось выше).
- Под нагрузкой. Здесь параметр напряжения, которое выдается генератором, может меняться.
Наличие нагрузки позволяет убедиться в исправности аккумулятора и генератора.
С виду исправная батарея, имеющая на выходе 12 В, может существенно «подсаживаться» после включения потребителей. В процессе проверки применяется дополнительное устройство — нагрузочная вилка, позволяющая обеспечить повышенную нагрузку на АКБ.
Приведем пример.
Если емкость вашего аккумулятора составляет 60 мА*ч, величина нагрузки должна быть равна 120 А. Продолжительность подключения — 3-5 секунд.
Об исправности источника питания можно говорить, если напряжение не опускается ниже 9 Вольт. Если же параметр снизился до 5-6 В, это свидетельствует о полном разряде АКБ. После проверки под нагрузкой напряжение должно вернуться до уровня 12,2-12,4 В.
При обнаружении сильной просадки необходимо проверить АКБ, а после еще раз повторить эксперимент с вилкой. При отсутствии просадки можно говорить об исправности батареи.
Для проверки генератора можно поступить следующим образом — завести машину, включить максимум потребителей, после чего выполнить измерение. Напряжение должно быть 13,5-14 В.
Если оно ниже, это свидетельствует о выходе из строя генератора. Нижним критичным пределом является 13,0 В.
Если напряжение генератора автомобиля сильно низкое, не торопитесь делать выводы — убедитесь, что контакты на АКБ не окислились. Если это так, протрите их с помощью шкурки.
Принцип работы автомобильного генератора
Автомобильный генератор предназначен для преобразования энергии вращения двигателя в электрический ток, который используется для зарядки аккумулятора и питания электрооборудования машины. Устройство приводится в действие от коленчатого вала ременной передачей. К его главным параметрам относят номинальную силу тока и напряжение, номинальную частоту вращения и самовозбуждения, а также КПД.
При включенном замке зажигания ток с аккумулятора через щетки идет на обмотки возбуждения, создавая там магнитное поле. Ротор начинает одновременное вращение с коленвалом двигателя, и его магнитное поле пронизывает обмотки статора, создавая переменное напряжение. Выпрямительный блок преобразует ток в постоянный, который питает аккумуляторную батарею и бортовую сеть.
При изменении нагрузки в сети и частоты вращения двигателя начинает работать регулятор напряжения, контролируя время включения обмотки возбуждения. Если в автомобиле потребляемый ток превышает значение, вырабатываемое генератором, недостаток электричества компенсирует аккумуляторная батарея, о чем свидетельствует загоревшаяся на контрольной панели лампа заряда.
Неисправности автомобильного генератора
Для генератора присущи неисправности механические и электрические.
Механические неисправности:
- обрыв приводного ремня — требуется замена;
- сглаживание ребер шкива, из-за чего ремень проворачивается;
- износ щеток;
- повреждение корпуса генератора;
- выход из строя подшипников.
Электрические:
- износ токосъемных колец за счет трения;
- выход из строя регулятора напряжения;
- замыкание витков статора;
- выгорание диодов выпрямительного моста;
- выгорание конечных проводов заряда;
- выгорание обмотки ротора.
Неисправность любой детали генератора влечет за собой недозаряд или наоборот. Чаще всего выходит из строя регулятор напряжения и подшипники, приводной ремень меняется согласно регламенту ТО.
Кстати, если при случае вы хотите установить улучшенные подшипники и регулятор — обращайте внимание на их характеристики, иначе высока вероятность того, что замена детали не даст нужного эффекта. Все остальные поломки требуют снятия генератора и его разборки, что лучше доверить специалисту
Главное запомните — если вы не будете соблюдать правила по Остеру, то есть все шансы на долгую и беспроблемную работу генератора.
В заключение посмотрите короткое видео о связи мощности генератора и аккумулятора:
АКБшник #11: Мощность генератора при выборе аккумулятора
Watch this video on YouTube
Как проверить генератор авто? 5 способов проверки мультиметром
Этот метод — один из способов проверить генератор без автомобиля. Для диагностики требуется доступ к аккумулятору и самому устройству.
По какой причине генератор может выйти из строя
Вольтметр используется в режиме измерения и подключается к общей массе и клемме B + аккумуляторной батареи. При включении в его окошке специального прибора показатель не должен превышать 0,5 мА.
Если это значение выше, значит неисправны диоды или нарушена целостность изоляции обмоток.
Эта проверка должна выполняться только при подключенном двигателе. Этот метод довольно проблематичный, требует много времени и аккуратности. Суть диагностики заключается в измерении силы тока устройств, потребляющих электроэнергию. Двигатель должен работать, а обороты должны быть максимально высокими
Зонд подключается к проводу, идущему к клемме 30 или B +.
Включите по очереди все электрические устройства в машине и обратите внимание на показания мультиметра. После получения результатов сложите числа.
Затем включите все электроприборы и сравните показания измерительных приборов с суммой предыдущих тестов.
Это нормально, если индекс на 5 А меньше полученной суммы, но повышенное значение указывает на неисправность детали.
Особенности проверки
Двигатель должен работать на максимальной скорости. Мультиметр подключается к выводу 67. Прибор сразу покажет результат и значение тока возбуждения. При нормальной работе генератора это значение находится в диапазоне 3-7 А.
- Состояние обмотки можно проверить не только визуально, но и с помощью специальных приборов. Манипуляция заключается в проведении подготовительных работ:
- демонтаж щеткодержателя;
- демонтаж регулятора напряжения;
- снятие контактных колец;
Убедитесь, что обмотка не повреждена.
После завершения подготовительных работ потребуется омметр. Шпиндели устройства прикрепляются к контактным кольцам и статору, после чего проводится испытание. Нормальные значения составляют от 5 до 10 Ом.
Выполняется диагностика генератора в разобранном состоянии.с омметром.Устройство подключается к клемме 30 и корпусу генератора.Деталь всегда должна быть чистой, так как даже небольшое количество грязи может привести к изменению получаемых данных.
С помощью омметра проверяются все узлы и детали поочередно, так что по окончании диагностики можно составить список поврежденных деталей.Устранение обнаруженных неисправностей вполне возможно сделать своими силами.Вам понадобится минимальный набор инструментов, а также полный комплект запчастей.
Подготовительные работы
Прежде чем приступить непосредственно к процессу подпитки батареи, приготовьте все необходимое. Во-первых, определилась, будете ли вы демонтировать устройство с автомобиля или нет. Если будете снимать, то это приведет к сбросу всех настроек электроники. С другой стороны, вы сможете его спокойно забрать домой и выполнить процедуру там.
Если же у вас есть гараж или другое место, где можно хранить автомобиль под защитой, то можно оставить аккумулятор на месте. Такой вариант, помимо всего прочего, позволит сохранить все настройки
Однако здесь нужно с осторожностью отнестись к оборудованию и не вывести из строя элементы проведения тока
Во-вторых, подготовьте само устройство. Оставьте его в теплом помещении, чтобы он достиг приблизительно комнатной температуры. Если автомобиль хранится в отапливаемом гараже, то проблем не будет, а если же на улице – то позаботьтесь о температурных условиях. Также вам потребуется специальное оборудование для зарядки автомобиля, которое должно иметь функцию контроля тока и подачи определенного напряжения.
Основные неисправности
Проявлением неисправностей становится выход напряжения в сети из заданных пределов, а также посторонние звуки из работающего генератора.
Причины могут быть различными:
- износ щёточного узла, он заменяется вместе с интегральным реле;
- глубокий износ коллектора щётками, если его уже невозможно устранить шлифовкой, меняются контактные кольца или якорь в сборе;
- выход из строя подшипников якоря, их несложно заменить после полной или частичной разборки генератора;
- выгорание диодов выпрямителя, в настоящее время их не меняют поодиночке, замене подлежит весь диодный мост;
- короткие межвитковые замыкания или обрывы в якоре или статоре, соответствующие детали меняются;
- обгорание или коррозия контактов, их тоже можно заменить или очистить.
Не относящейся непосредственно к генератору, но частой неисправностью является сильный свист при добавлении оборотов двигателя. Это свидетельствует о проскальзывании ремня на приводных шкивах, натяжение можно отрегулировать, но лучше такой ремень заменить.
При снятии генератора для ремонта целесообразно сразу поменять диодный мост, подшипники и реле-регулятор со щётками. Так отремонтированный прибор обретёт максимально возможную надёжность, хотя полную гарантию может дать только новый генератор от солидного производителя.
Тестирование снятого регулятора (со схемой)
Электронное реле чаще всего крепится на поверхности генератора рядом с валом генератора, по которому двигаются щетки, в районе контактных колец якоря генератора. Весь совмещенный узел закрыт пластиковой крышкой. Снимается она отверткой форма, которой может быть либо крестовидной, либо шестигранник.
Этапы проведения работ:
- Откручиваем два болта крепления и снимаем крышку.
- Достаем щеточный узел.
- Чистим его от графитовой пыли.
- Собираем схему с использованием блока питания, зарядкой или вольтметром. Находим простую лампу на 12В от машины, можно с «габаритов» и провода, чтобы соединить всю схему в одно целое. Используем АКБ, если зарядное без него не работает. Уже от него провод присоединяем к регулятору, а к щеткам подключаем лампу при помощи «крокодильчиков». Когда все подключено правильно лампа начнет светиться, потому что щеточный узел служит проводником электричества от вала.
- Поднимаем напряжение на зарядке до 14,5В свет должен потухнуть, так как такое напряжение, как «отсечка» дальнейшего повышения напряжения. Снизив напряжение на зарядном устройстве, лампа должна вновь загореться. Если напряжение поднялось до 15–16В, а лампа горит, значит, реле негодно.
Схема проверки реле-регулятора
По тому же принципу можно проверить отдельный тип регулятора нового образца. Для этого необходимо отсоединить его от кузова или крышки генератора и прикрепить к схеме. Проверку осуществлять таким же образом. Что касается старого типа реле-регулятора, установленного на копейках, то проверять его нужно немного по-другому. Их маркировка – «67» и «15». Первый контакт «67» — является минусом, а «15» — плюсом. В остальном принцип тот же.
В этой статье мы побеседуем о том, как проверить генератор
на работоспособность, не прибегая к помощи профессионалов. Но до этого давайте разберемся в симптомах его вероятных дефектов.
Шаг 1. Тип генератора
Производители выпускают четыре типа генераторов по виду топлива: бензиновые, дизельные, газовые и комбинированные модели. Нельзя однозначно сказать, какой из них лучше для дома. Проанализируем, чем они отличаются друг от друга.
Бензиновые электрогенераторы
Генераторы, работающие на бензине, отличаются невысокой ценой, относительно тихой работой и компактными размерами. Они просты в транспортировке, поэтому их можно подключать не только для электроснабжения домов на постоянной основе, но и просто вывозить на дачу в летний сезон. Среди недостатков — высокая стоимость бензина, расход которого достаточно высок.
Например, ручная модель синхронного типа Huter DY6500L, рассчитанная на бензин марки АИ-92, потребляет до 374 г на 1 кВт. Топливный запас генератора — 22 литра, а максимальная мощность — до 5.5 кВт. То есть, при максимальном потреблении полный бак обеспечивает около 11 часов непрерывной работы. В комплектацию также входят глушитель шума и вольтметр.
В бензиновой линейке также есть отдельная группа инверторных генераторов. Они хорошо подходят для питания высокочувствительной электронной техники. Их стоимость выше, чем у обычных моделей, но за счет экономичного расхода топлива она быстро окупается.
Пример такого генератора — малогабаритная модель PATRIOT 2000i, занявшая одно из первых мест в рейтинге отзывов. Это ручная электростанция, рассчитанная на 4 часа непрерывной работы.
Объем бака составляет 3.6 л при общем весе устройства 19 кг вместе с кожухом звукоизоляции. Ее максимальная мощность составляет 1.8 кВт, а уровень шума всего 58 дБ. Одна розетка обеспечивает питание 220 В, а вторая — 12 В.
Дизельные электрогенераторы
Генераторы на дизельном топливе отличаются экономичным расходом солярки, надежной безотказной работой, а также возможностью длительной бесперебойной подачи энергии (в некоторых моделях).
Недостатками можно назвать высокую цену, повышенный в сравнении с бензиновыми моделями уровень шума, а также чувствительность к низким температурам. В морозы рекомендуется регулярно проверять топливный бак — при показаниях термометра от -5С и ниже происходит загустение топлива.
Один из лидеров рейтинга — мощная универсальная дизельная модель Hyundai DHY-6000 LE-3. Он оснащена 14-литровым баком для топлива, мощным двигателем на 10 лошадиных сил с рабочим ресурсом 1500 часов. Генерируемая мощность составляет 5-5.5 кВт при силе тока 13.7 А. Это позволяет обеспечить питание розеток на 220 В, 380 В и 12 В. В дополнительное оснащение входят вольтметр, система защиты от перегрузки, счетчик моточасов, шумовая защита и колесная ось для перемещения прибора. Такой генератор рекомендуют выбирать для стационарного использования.
Газовые электрогенераторы
Генераторы на газовом топливе отличаются экономичностью, тихой работой и простотой в обслуживании. При всех плюсах, хорошим выбором такие модели станут только для газифицированных участках. При отсутствии централизованного газопровода нужно организовывать подвоз топлива в баллонах. Минусы газовых электростанций — высокая цена и необходимость вызова специалистов, чтобы подключить к газовой сети.
Типичный представитель категории — газовый генератор Russian Engineering Group GG7200-А, оснащенный тремя выходами: 2х220 В и 1х12 В. За счет двигателя объемом 420 см3 на выходе устройства обеспечивается устойчивая мощность 5.5-6 кВт при силе тока 24.8 А. Среди преимуществ модели: полная комплектация измерителей (вольтметр, счетчик моточасов), встроенная защита от перегрузки, а также шумовая защита и колеса для перемещения устройства весом 91 кг.
Комбинированные электрогенераторы
Двухтопливные электростанции относятся к универсальным моделям, поставляющим бесперебойное электропитание в режимах подключения к газовой магистрали (баллону) или в автономном (на жидком топливе). При смене топлива подача электричества не прерывается. Различают газово-бензиновые и дизельно-газовые модификации. Диапазон цен двухтопливной категории ориентировочно тот же, что у газовых моделей.
Газово-бензиновый генератор российского производства ЗУБР ЗЭСГ-5500 оснащен двигателем на 389 см3, предназначенным для работы от двух видов топлива. Бензиновый бак рассчитан на 25 л АИ-92, которого хватает на 9 часов автономного электроснабжения (мощность 5-5.5 кВт). Кроме двух выходов на 22 В модель имеет дополнительную розетку 12 В. Устройство отличается надежной защитой от сетевых перегрузок.
Принцип действия
Закон электромагнитной индукции является основным принципом действия генератора переменного тока. Устройство и принцип работы практически одинаковы для всех типов. Происходит индукция, в результате которой появляется ЭДС в контуре, при вращении в однородном магнитном поле. Это магнитное поле вращается.
Работает генератор переменного тока следующим образом:
- ротор является магнитом, передающим при вращении магнитное поле в обмотки статора;
- статор представляет собой катушки, к которым подведены провода для съёма электрической энергии;
- при возникновении U происходит его съём.
Кольца выполняются из медного проводника, вращаются с ротором и валом одновременно. Щётки служат для передачи тока с вала на кольца. Разновидностей очень много и, следовательно, их можно классифицировать по следующим признакам:
- конструктивный план;
- метод возбуждения;
- количество фаз: однофазные, двухфазные и трёхфазные;
- тип соединения обмоток статора.
По конструктивному плану бывают с неподвижными полюсами и якорем (он вращается) и, наоборот, с вращающимися магнитными полюсами (якорь остаётся неподвижным). Последний вид получил широкое распространение, благодаря получению большего тока. При вращении ротора, полюсные наконечники которого имеют минимальный зазор между статором для создания максимального Ф, происходит генерация ЭДС в витках статорной катушки. Наконечники подбираются такой формы, чтобы U было близко к синусоидальному.
По методу возбуждения также делятся на подвиды.
- Обмотки питаются постоянным током (независимое возбуждение). Эта модель приводится в действие при помощи другого генератора.
- Питается своим же выпрямленным током (с самовозбуждением).
- Возбуждение от постоянных магнитов.
Наиболее часто применяется соединение звездой и нейтральный провод, который выполняет роль компенсатора фазовых перекосов. Кроме того, нулевой провод позволяет исключить постоянную составляющую при возникновении вредоносных кольцевых токов (далее I), снижающих мощность и влияющих на нагрев.
К генератору, обмотки которого соединены по типу звезды, подключается активная нагрузка с нейтральным проводом. Кроме того, бывает соединение треугольником , которое применяется редко.
При таком подключении обмоток можно подключать устройства небольшой мощности. Генераторы отличаются между собой техническими параметрами.
Устройство и принцип работы
Главная задача этого агрегата – преобразование механической энергии в электрическую, а это зарядка аккумулятора и обеспечение питанием всего оборудования. Генератор автомобиля расположен в передней части двигателя и заводится посредством коленчатого вала. Рассмотрим, какова схема этой установки. Ротор, создающий магнитное поле, представляет собой вал с обмоткой возбуждения, каждая половина которой размещена в противоположных полюсных половинах. Контактные (токосъемные) кольца питают обмотку генератора. Ротор приводится в движение ременными передачами привода. Конструкция статора предполагает наличие сердечника и обмотки, он вырабатывает ток переменного значения, который посредством колец потечет дальше по цепи. Но сначала нужно снять заряд с рамки. Чтобы ток возбуждения попадал на кольца, применяется щеточный узел.
Двигаемся дальше. Выпрямительный блок занимается преобразованием переменного (синусоидального) напряжения, которое вырабатывается генератором автомобиля, и получает характеристику постоянного типа. Он представляет собой пластины, где расположены диоды (6 штук). В некоторых случаях схема подключения обмотки возбуждения содержит еще одну отдельную пару. В этом случае ток не может протекать через аккумулятор при незаведенном движке. А подсоединив обмотку по типу «звезда» и дополнительные силовые диоды (2 шт.), можно увеличить мощность устройства на 15%.
Поддержание напряжения автомобильного генератора в заданных пределах осуществляется посредством регулятора. Он влияет на частоту и продолжительность импульсов тока. Схема регулятора состоит из датчиков и исполнительных элементов. Они определяют, сколько обмотка возбуждения должна быть включена в сеть. При неисправности регулятора исчезает стабилизация подаваемого на АКБ напряжения. Основная часть конструктивных элементов генератора расположена в корпусе, который производится из алюминиевого сплава. Он легкий, быстро рассеивает тепло, отчего температура не достигает критических отметок, и немагнитный.
Трехфазный генератор – принцип работы и его устройство
Тот, кто незнаком с генераторами, объясняем, что это агрегат, в котором из одного вида энергии получается другая. А, точнее, из механической электрическая. При этом эти приборы могут генерировать как ток постоянный, так и ток переменный.
До середины двадцатого века использовались в основном генераторы постоянного тока. Это были аппараты больших размеров, которые работали не очень хорошо. Появление на рынке диодов полупроводникового типа позволило изобрести трехфазный генератор переменного тока.
Именно диоды позволяют выпрямить переменный ток.
Принцип работы
В основе работы трехфазного генератора лежит закон Фарадея – закон электромагнитной индукции, который гласит, что электродвижущая сила будет обязательно индуцироваться во вращающейся прямоугольной рамке, которая установлена между двумя магнитами.
При этом делается оговорка, что магниты будут создавать вращающееся магнитное поле. Направление вращения и рамки, и магнитного поля обязательно совпадают.
Но электродвижущая сила будет возникать и в том случае, если рамка останется неподвижной, а внутри нее вращать магнит.
Чтобы разобраться, как работает генератор, обратите внимание на рисунок ниже. Это простейшая схема его работы
Здесь хорошо видны магниты с разными полюсами, рамка, вал и токосъемные кольца, с помощью которых производится отвод тока.
Конечно, это просто схема, хотя лабораторные генераторы так и создавались. На практике же обычные магниты заменяют электромагнитами. Последние – это медная обмотка или катушки индуктивности. Когда по ним проходит электрический ток, образуется необходимое магнитное поле.
Такие генераторы установлены во всех автомобилях (это для примера), чтобы их запустить, под капотом устанавливается аккумулятор, то есть, источник постоянного тока. Некоторые модели генераторов запускаются по принципу самовозбуждения или при помощи маломощных генераторов.
Схемa генерaторa переменного токa
Разновидности
В основе классификации заложен принцип действия, поэтому эти агрегаты переменного тока делятся на два класса:
- Асинхронные. Это самые надежные в работе, небольших размеров и веса, простых по конструкции генераторы. Они прекрасно справляются с перегрузками и коротким замыканием. Правда, необходимо учитывать, что данный вид сразу же выходит из строя, если на него будет действовать большая перегрузка. К примеру, пусковой ток электрооборудования. Поэтому стоит учитывать этот факт, для чего придется приобретать генератор мощностью большей раза в три или четыре, чем потребляемая мощность оборудования при запуске.
- Синхронные. А вот этот вид легко справляется с краткосрочными нагрузками. Такой генератор может выдержать перегруз раз в пять или шесть. Правда, высокой надежностью он не отличается по сравнению с асинхронным вариантов, к тому же он является обладателем больших размеров и массы.
Конструкция
Стоит подробнее рассмотреть, из чего состоит генератор, встроенный в автомобиль
Далее представлены основные детали конструкции столь важного в машине устройства
Статор
Статор генератора — это деталь, изготовленная из стали, толщина которой не превышает 10-11 мм. Добиваясь экономии металла, разработчики современного генератора изготовили данную деталь из отдельных элементов и придали ей форму подковы. Все листы конструкции скреплены между собой сварочным или заклепочным методами. В статоре более 30 пазов, предусмотренных для крепления обмотки. Изоляция статора обеспечивается специальным покрытием из эпоксидного компаунда или пленки.
Ротор
Система полюсов ротора отличается от системы в стандартных агрегатах. В ней две половины, каждый из которых имеет отдельный выступ, по форме напоминающий клюв. На каждом выступе — по шесть полюсов, напрессованных на вал.
Втулка устанавливается между полюсами, а обмотка закрепляется на ней. Вращающийся вал ротора изготавливают из стали низкой твердости, но это не мешает ему быть прочным и эффективно справляться с поставленной задачей. На конце вала резьба, а также шпоночный паз, фиксирующий шкив.
Узел выпрямления
Главным отличительным элементом современных автогенераторов переменного тока является узел выпрямления. Существует два типа используемых узлов:
- Пластины, отводящие тепло. В них установлены силовые диоды, выпрямляющие ток.
- Элементы со специальными ребрами для охлаждения. На них также установлены диоды, но они таблеточные.
Дополнительно к классификации можно отнести вспомогательный выпрямитель. В нем диоды содержатся в пластиковом корпусе, имеющем цилиндрическую форму. К схеме такой корпус подключают специальными шинами.
Регулятор напряжения
Данная деталь способствует поддержке необходимого напряжения внутри автогенератора. Благодаря этому достигается нормальная работа электрических систем, датчиков и других элементов, находящихся в системе транспортного средства.
Основа регуляторов напряжения — полупроводниковый элемент. Конструктивное исполнение подобных деталей может быть различным, но у всех одинаковая задача и один и тот же принцип действия.
Главное свойство регулятора — термокомпенсация. Оно представляет собой способность элемента менять показатель напряжения, поднимая или опуская его, если в процессе работы генератора были обнаружены изменения температуры за пределами рабочего пространства. Подобные махинации позволяют улучшить зарядку аккумулятора и снизить потребление ресурса.
Параметры генератора
Работу генератора оценивают по нескольким параметрам:
- номинальный ток и номинальное напряжение;
- номинальная частота возбуждения;
- частота самовозбуждения;
- коэффициент полезного действия (КПД).
Номинальное напряжение для бортовой сети автомобиля от генератора 12В или 24В. Токоскоростная характеристика показывает зависимость силу тока от частоты вращения генератора.
Характеристика генератора
Напряжение генератора можно измерить мультиметром. При всех выключенных потребителях без нагрузки на холостом ходу мультиметр должен показывать напряжение в пределах 14,3В – 15,5В. Если напряжение после запуска двигателя свыше 14В, то это может говорить о разряде АКБ и зарядке его генератором. При поочередном включении потребителей (фары, подогрев, кондиционер и т.д.) напряжение уменьшается примерно на 0,2 после каждого включения. Но в итоге напряжение не должно снижаться ниже 12,8В. Если значение меньше, то аккумулятор начнет разряжаться. Если напряжение, наоборот, сильно высокое (14В и выше), то это может привести к выходу АКБ из строя. При этом на выходе самого аккумулятора напряжение должно быть в пределах 12,6В – 12,7В.
Напряжение генератора под нагрузкой может отличаться от номинальных значений 12В. После включения всех потребителей тока значение должно быть в пределах 13,5В – 14В. Если ниже, то это может указывать на неисправность устройства. Допустимым пределом считается 13В.
На картинке ниже показана подробная схема подключения генератора в автомобиле.
Схема подключения генератора
Устройство автомобильного генератора
Автогенератор включает в себя несколько составляющих:
- Ротор.
- Статор.
- Блок щеток.
- Регулятор напряжения.
- Выпрямительный блок (диодный мост).
1 — задний подшипник; 2 — выпрямительный блок; 3 — контактные кольца; 4 — щетка; 5 — щеткодержатель; 6 — кожух; 7 — диод; 8 — втулка подшипника; 9 — винт; 10 — задняя крышка; 11 — крыльчатка; 12 — винт; 13 — ротор; 14 — обмотка ротора; 15 — передняя крышка; 16 — вал ротора; 17 — шайба; 18 — гайка; 19 — шкив; 20 — передний подшипник; 21 — обмотка ротора; 22 — статор.
Ротор
Ротором (от англ. rotation — вращение) называется подвижная часть автогенератора. Она представляет собой вал с расположенной на ней обмоткой возбуждения, находящейся между двумя полюсными половинками. Последние изготавливаются штамповкой, на каждой из них имеется шесть выступов в форме клюва, расположенных сверху обмотки. Эти половинки образуют систему полюсов и контактные кольца. Задача колец заключается в подаче электротока на обмотку через ее выводы.
Обмотка возбуждения предназначена для создания магнитного поля. Для решения этой задачи на нее должен быть подан слабый электроток. До запуска силового агрегата подачу тока для образования магнитного поля осуществляет АКБ. Когда ДВС заработает, и число оборотов достигнет нужной величины, подача тока на обмотку возбуждения будет производиться генератором
На роторе, кроме того, размещены:
- Приводной шкив.
- Подшипники качения.
- Охлаждающее устройство (вентилятор).
Рекомендуем: Круиз-контроль в машине — что это и как работает?
Ротор располагается внутри статора, зажатого между крышками корпусной части. Крышки снабжены посадочными местами, в которых помещаются роторные подшипники. Кроме того, в крышке, расположенной со стороны приводного шкива, имеются отверстия для вентиляции.
Схема вентиляции генераторов
Статор
Этот элемент, в отличие от вышеописанного, неподвижен (статичен), из-за чего и получил свое название. Его задача заключается в получении электротока переменной величины, возникающего под влиянием магнитного поля ротора. Статор состоит из обмоток и сердечника. Последний изготавливается из листовой стали и имеет пазы для укладки трех обмоток (по количеству фаз). Обмотки могут укладываться одним из двух способов: петлевым или волновым. Схема их соединения также может быть разной – в форме звезды или треугольника.
1 — сердечник; 2 — обмотка; 3 — пазовый клин; 4 — паз; 5 — вывод для соединения с выпрямителем.
При подключении по схеме «звезда» все обмотки соединяются вместе одним из концов в общей точке. Их вторые концы выполняют роль выводов. Схема «треугольник» предусматривает соединение обмоток по другому принципу: 1-я со 2-й, 2-я – с 3-ей, а 3-я, в свою очередь – с 1-й. В этом случае функцию выводов выполняют точки соединения. Наглядно обе схемы показаны на рисунке.
Схема «звезда» и «треугольник»
Блок щеток
Задача этой составляющей генератора заключается в передаче электричества на обмотку возбуждения. Конструктивно блок представляет собой корпус с расположенной в нем парой подпружиненных графитных щеток. Последние прижимаются с помощью пружин к контактным кольцам, но жестко с ними не скреплены.
Регулятор напряжения
Регулятор нужен для того, чтобы поддерживать величину напряжения на выходе в установленных пределах. Это необходимо, поскольку количество тока, как и его параметры, зависит от числа оборотов двигателя, а долговечность аккумулятора напрямую связана с подаваемой разностью потенциалов. Недостаточное напряжение приведет к «хроническому» недозаряду АКБ, а избыточное – к перезаряду. Как в первом, так и во втором случае срок службы батареи заметно снизится. Современные автомобили комплектуются электронными полупроводниковыми регуляторами.
Регулятор напряжения
Диодный мост (выпрямительный блок)
Задача этого элемента заключается в том, чтобы преобразовывать переменный ток, поступающий на него, в постоянный, необходимый для питания бортовой сети. Конструктивно он состоит из теплоотводящих пластин, в которые вмонтированы диоды в количестве 6 штук – по 2 на каждую статорную обмотку (на «+» и на «-») .
Устройство генератора
Практически все они похожи по своему устройству, но есть некоторые отличия — это способ приведения механической части в движение (рисунок 1).
Он состоит из основных узлов:
- корпус;
- статор;
- ротор, или якорь;
- коробка коммутации.
Ещё один важный элемент — обгонная муфта генератора. Об особенностях её работы и ремонта читайте в материале нашего эксперта.
Рисунок 1. Генератор в разрезе
Корпус, выполняющий функцию рамы, служит для крепления всех основных частей. Кроме того, в нём устанавливаются подшипники, необходимые для плавного вращения вала и увеличения срока службы устройства. Корпус изготавливают из прочного металла, а также он служит для защиты внутренних частей машины от внешних повреждений.
Статор имеет магнитные полюса, представленные в виде закреплённой обмотки для возбуждения магнитного потока Ф. Выполняется из спецстали, которая называется ферромагнитной. Ротор является подвижной частью, причем его приводит в движение какая-либо сила. В результате на якоре (роторе) образуется разность потенциалов или напряжение (U). Узел (коробка) коммутации, необходим для отведения электричества от ротора. Он состоит из проводящих колец, соединённых с графитовыми токосъёмными контактами.
Корпус
В корпусе находятся практически все блоки и узлы подобного устройства. Корпуса для генераторов изготавливаются из сплавов, одно из свойств которых – низкая масса. Зачастую основной компонент таких сплавов – алюминий. Он отлично подходит для этих задач – алюминий хорошо и эффективно справляется с отдачей в атмосферу тепла. Корпус состоит из двух частей. Это крышка и торцевая заглушка.
На передней части закреплен щеточный узел и диодный мост, служащий выпрямителем. Каждая из крышек образует друг с другом цельную конструкцию при помощи болтового соединения со специальными болтами. Обе крышки изнутри надежно удерживают внешнюю часть вала ротора.
В корпусе также есть еще две важные детали – это подшипники. В большинстве генераторов используется два подшипника: один – тыловой, второй – фронтальный. Оба подшипника обеспечивают валу ротора возможность вращаться.
