Какие бывают автомобильные генераторы: устройство и принцип работы, напряжение и мощность

Содержание

Типы и характеристики автомобильных генераторов

Главная » Статьи

Автор Константин На чтение 2 мин Просмотров 2.3к. Опубликовано 07.10.2016

Автомобильные генераторы делятся на два основных типа – постоянного и переменного тока. Первый тип был распространен на моделях, выпускаемых до 1960 года. В настоящее время они тоже используются, но не в легковых автомобилях. Магнитное поле в них формируется на обмотке статора, тогда как ток снимается неподвижными щетками с силовой обмотки якоря. Генератор постоянного тока выполнен по схеме, когда все эти элементы подключаются параллельно.

В 1946 году были изобретены автомобильные генераторы переменного тока. Основными преимуществами такого типа агрегата являются меньший размер и масса, а также увеличенные надежность и время эксплуатации.

Ключевым отличием в конструкции обоих типов генераторов являются токосъемные кольца. В генераторе постоянного тока с рамки снимают заряд контактные полукольца в количестве двух штук. При использовании агрегата переменного тока немного другой метод работы — полноценные токосъемные кольца размещаются на обоих концах рамки. Без сомнения, полностью действие генератора не определяется контактные пластинками, но имеют большое значение. Стоит отметить, что ремонт генераторов обоих типов без проблем выполняется на специализированных сервисах.

Мощность является одной из основных характеристики автомобиля, а генератор переменного тока, по сравнению с аналогичным по параметрам генератором постоянного тока, выдает большую мощность.

Ознакомившись в общих чертах с устройством автомобильных генераторов, изучим технические спецификации. Токоскоростная характеристика (ТСХ) отвечает за поставки электроэнергии всем источникам потребления в различных режимах работы мотора. Это показатель зависимости максимального значения тока от частоты вращения ротора в условиях постоянного напряжения.

Кроме того, важно знать отдачу установки автомобильного генератора в амперах, как правило, в зависимости от модели автомобиля, эта характеристика составляет от 55 до 120 А. Если при тестировании демонстрируется недостаток ампер, вероятно, агрегат неисправен.

Кроме того, генератор имеет еще ряд характеристик:

внешняя;
регулировочная;
нагрузочная;
показатель холостого хода.

Первая подразумевает зависимость выпрямленного (постоянного) напряжения (Ud) от тока нагрузки (Iн), вторая – Iв (возбуждение) от Iн. Третья характеристика демонстрирует отношение Ud к Iв, последнее значение характеризуется зависимостью ЭДС от Iв при частоте вращения постоянного характера.

генератор

ᐈ Автомобильные генераторы постоянного и переменного тока

Что такое генератор

Автомобильный генератор – это один из важнейших узлов автомобиля. В современном мире все системы наших автомобилей компьютеризированы и зависят от стабильной и непрерывной подачи электроэнергии. Автомобильный генератор по своей сути является единственным источником, способным поддерживать жизнеспособность всех систем транспортного средства. Например, бортовой компьютер контролирует все узлы, агрегаты и другие системы.

Как работает автомобильный генератор

Автомобильный генератор по функциональности является преобразователем механической энергии в электрическую, постоянно поддерживая заряд аккумуляторной батареи. При запуске двигателя происходит сильный разряд аккумуляторной батареи. Поэтому эффективность работы всех электрических цепей зависит от постоянной подачи электрической энергии без различных скачков в сети автомобиля. А это может осуществить лишь исправный автогенератор. В отличие от аккумуляторной батареи, которая лишь хранит электроэнергию, генератор производит её. Работа осуществляется посредством вращения ротора (состоящего из магнитного сплава) во втором элементе генератора – статора (состоящего из медной обмотки). Благодаря явлению электромагнитной индукции возникает переменный электрический ток, который потом с помощью различных выпрямителей превращается в постоянный ток.

Типы генераторов

Автогенераторы бывают 2-ух типов: постоянного тока и современные переменного тока. При установке на двигатель внутреннего сгорания у генератора постоянного тока имеется ряд недостатков:

небольшая мощность,
слабая эффективность работы,
очень частое обслуживание,
малый срок службы.

Одним из недостатков генератора постоянного тока также является его большие размеры. Генераторами постоянного тока удовлетворяли потребности автомобилей до 1960 года. Однако, в связи с вышеперечисленными недостатками, они начали сменяться в автомобилестроении на генераторы переменного тока, которые меньше по размерам и обладают большей мощностью. Сегодня, с появлением гибридных двигателей, генераторы постоянного тока вытесняются более совершенными генераторами, с применением новейших разработок, с более надежными характеристиками, в которых используются полупроводниковые выпрямители.

Таких современных автогенераторов существует три вида:

автогенераторы соединены обмоткой с аккумуляторной батареей,
автогенераторы с последовательной схемой соединения статора и обмоток якоря,
автогенераторы с параллельным возбуждением.

По своей сути генератор постоянного тока работает по принципу двигателя, только в обратном порядке. Поэтому при замене полюсов генератор может выполнять функцию двигателя. Это применяется в современных гибридных двигателях – генератор выполняет функцию стартера, так называемый стартер-генератор, а также в нескольких системах стоп-старт.

Устройство генераторов

Основные элементы генератора переменного тока:

статор с сердечником и обмоткой,
основной корпус, состоит из 2-ух частей,

ротор с обмоткой возбуждения,
регулятор напряжения,
щеточный узел,
выпрямитель напряжения.

Статор – это основная часть генератора переменного тока. Эта деталь создает переменный ток. Делается это при помощи магнитного поля от ротора. Статор имеет кольцевидную форму, в основе которого стоит сердечник, состоящий из стальных пластин. Эти пластины имеют 36 пазов, в которые навивается 3 обмотки. Исходя из типа обмотки их может быть 2 вида: «треугольник» и «звезда». В схеме «звезда» концы обмоток соединяются в одной точке. В «треугольнике» концы обмотки выводятся в разных точках.

Ротор — это другая важная часть генератора переменного тока. На его валу роль магнита выполняет обмотка возбуждения, создающая магнитное поле. Она находится между двух сердечников, регулирующих магнитное поле. У каждой из полюсных половинок есть 6 выступов в форме треугольника. Их называют клювами. Ещё на роторном валу есть 2 контактных кольца, которые изготавливают из таких металлов, как сталь, медь или латунь. К кольцам припаяны контакты обмотки. Через них питание от аккумуляторной батареи поступает на обмотку возбуждения. Также на роторном валу находятся подшипники качения.

На переднем конце роторного вала находится шкив, на котором закреплена крыльчатка вентилятора. Она охлаждает внутренние детали генератора.

Корпус – это основной элемент генератора. Он состоит из 2-ух крышек. Крышки соединяются между собой при помощи болтов. Они сделаны из сплава алюминия, легко отводят тепло и не намагничиваются. Корпус вмещает в себя все элементы генератора. В его задней части находится выпрямительный блок с щеткодержателем. В самой крышке находится выводной контакт. По нему выходит ток из генератора.

Выпрямительный блок, его ещё называют диодным мостом, выполняет функцию по изменению тока из переменного в постоянный. Форма диодного моста — полукруг. Он состоит из пластин, в которых находятся диоды. Переменный ток передаётся с обмоток статора на диоды. После этого ток выпрямляется и попадает на контакт в задней крышке корпуса генератора. Ток подаётся через диоды только в одном направлении. А все токи с обратной полярностью удаляются.

Регулятор напряжения — это элемент, который отвечает за то, чтобы постоянно контролировать напряжение тока в сети автомобиля. Так как на высоких оборотах мотора напряжение на обмотке статора может доходить до 18В, то регулятор напряжения получает ток от аккумуляторной батареи, понижает данное напряжение. Так как небольшой ток в обмотке ротора создает меньшее магнитное поле, то в обмотке статора создаётся меньшее значение. Щеточный узел соединен с регулятором напряжения одним механизмом. Через него ток передаётся на медные кольца ротора. Сам механизм состоит из щеткодержателя и 2-ух графитных щеток, которые прижимаются пружинами. Современные генераторы производят с применением полупроводниковых интегральных регуляторов напряжения, бывают в гибридном и интегральном исполнении.

Ток, напряжение и мощность автомобильного генератора

Также автогенератор характеризуется такими параметрами, как номинальное напряжение и номинальный ток. Так напряжение в сети автомобилей может быть 12 Вольт и 24 Вольта. При работе в номинальном напряжении 12В при замере мультиметром напряжение автогенератора на холостых оборотах мотора должно составлять 14,2-15,6В. Напряжение автомобильного генератора при полной нагрузке со всеми потребителями тока должно составлять 13,2-14В. Допустимым считается еще 13В, если параметры, замеренные мультиметром, меньше допустимых точек. Это может говорить о наличии неисправностей в какой-либо точке электрической цепи автомобиля.

Теперь поговорим о мощности автомобильного генератора. При включении всех потребителей электроэнергии автомобиля генератору может не хватить этой мощности. Тогда аккумулятор будет отдавать недостающую энергию. Это приведет к его разряду. Поэтому, когда устанавливается генератор необходимо учитывать и количество потребляемой энергии. Но и более мощный генератор также отрицательно влияет на бортовую сеть, потому что при работе двигателя на максимальных оборотах могут перегореть элементы электрической сети из-за избыточной силы тока.

Неисправности автомобильных генераторов

Неисправности генератора бывают механического и электрического характера. К механическим неисправностям относится, например, обрыв приводного ремня. Вследствие такого обрыва вся нагрузка ложится на аккумулятор. При этом падает напряжение в электрической цепи автомобиля, о чём и будет сигнализировать включенная лампа на панели управления.

Еще одной механической неисправностью является износ графитных щеток. В этом случае необходимо произвести замену всего щеточного узла.

К электрическим неисправностям можно отнести:

замыкание в обмотках статора и возбуждения ротора,
пробои выпрямительного блока,
неисправность регулятора напряжения.

Лучшие условия ремонта и покупки генераторов — в Agropiese TGR

Стоимость установки и ремонта автомобильных генераторов зависит от марки автомобиля и типа агрегата. Купить автомобильный генератор вы можете в сети магазинов Agropiese TGR Grup. У нас широкий выбор производителей. Среди них известные во всем мире бренды: Bosch, Denso, Delphi и другие. Купить в Кишиневе вы можете по адресу: Мунчешское шоссе 271/7.

В качестве дополнительного бонуса к покупке вы можете воспользоваться услугами нашего сервиса, находящегося тут же рядом. Здесь есть возможность сразу установить в автомобиль купленный генератор. В автосервисе, впрочем, можно проверить на наличие неисправностей и ваш собственный генератор. Наши мастера незамедлительно устранят все найденные поломки.

В других районах Молдовы вы можете купить генератор в сети наших магазинов. Филиалы Agropiese TGR расположены в таких городах, как Бельцы, Сороки, Единцы, Унгены, Фалешты, Дрокия, Резина, Оргеев, Хынчешты, Каушаны, Комрат и Кагул. В пределах Кишинева действует доставка через наш интернет магазин.

Что такое генератор переменного тока и как он работает?

Вы можете подумать, что батарея питает все электрические устройства в вашем автомобиле, будь то стеклоочистители, фары или радио. На самом деле именно автомобильный генератор производит большую часть электроэнергии вашего автомобиля — ваша батарея в основном используется только для запуска вашего автомобиля и обеспечения питания, когда двигатель не работает.[1] Генератор переменного тока является важным компонентом системы зарядки автомобиля, поэтому полезно понять, как он работает, если вам придется иметь дело с тем, что ваш автомобиль не заводится.

Что такое генератор?

Генератор переменного тока — это генератор, предназначенный для распределения электроэнергии по автомобилю и подзарядки аккумулятора.[1] За исключением некоторых гибридных моделей, все автомобили со стандартным двигателем внутреннего сгорания будут иметь генератор переменного тока. Генератор размером с кокосовый орех обычно крепится к передней части двигателя и обматывается ремнем.[2]

Компоненты генератора переменного тока

Компоненты генератора предназначены для обеспечения нужного типа и количества энергии в автомобиле. Система зарядки вашего автомобиля состоит из множества частей, но вот основные компоненты и их функции:

Ротор и статор

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

Регулятор напряжения

Регулятор напряжения контролирует мощность, вырабатываемую генератором.[2] Он отслеживает уровень напряжения, подаваемого на аккумулятор, и подает питание на остальные части автомобиля.

Диодный выпрямитель

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

Вентилятор охлаждения

Генераторы выделяют много тепла и нуждаются в охлаждении для эффективной работы. Хотя они оснащены вентиляционными отверстиями и алюминиевым корпусом для лучшего отвода тепла, они также оснащены вращающимися вентиляторами для дополнительного охлаждения. [2][4] Новые модели генераторов переменного тока имеют внутренние охлаждающие вентиляторы, тогда как более старые версии, как правило, имеют внешние лопасти вентилятора.

Как работает генератор

Что делает генератор? Как известно, генератор переменного тока обеспечивает автомобиль большей частью электроэнергии и помогает заряжать аккумулятор. Но чтобы сделать все это, генератор переменного тока должен сначала превратить механическую энергию в электричество.

Генератор переменного тока производит электричество

Процесс производства электричества начинается с двигателя. В большинстве современных автомобилей генераторы приводятся в движение коленчатым валом двигателя через змеевиковый ремень, хотя в старых автомобилях может быть отдельный шкив, идущий от коленчатого вала к генератору. Движение ремня — механическая энергия — вращает ротор генератора с высокой скоростью внутри статора.[2][5]

Электричество вырабатывается при вращении ротора. Магниты, окружающие ротор, преднамеренно расположены так, что когда они проходят над медной проводкой в статоре, создается магнитное поле. ⁵ Это магнитное поле, в свою очередь, создает напряжение, которое захватывается статором. Затем эта мощность поступает к регулятору напряжения, который распределяет электроэнергию по транспортному средству и управляет количеством напряжения, которое получает аккумулятор.[2]

Как генератор заряжает аккумулятор?

Прежде чем батарея сможет использовать энергию, поступающую от генератора переменного тока, ее необходимо преобразовать в формат, который может использовать батарея. Это потому, что электричество может течь в разных токах или направлениях. Автомобильные аккумуляторы работают от одностороннего постоянного тока (DC), в то время как генераторы переменного тока вырабатывают электричество переменного тока (AC), которое иногда течет в обратном направлении. Таким образом, перед подачей на регулятор напряжения мощность, предназначенная для батареи, проходит через диодный выпрямитель и превращается в постоянный ток.[2] После преобразования батарея может использовать энергию для перезарядки.

Как и любая другая деталь автомобиля, ваш генератор со временем может выйти из строя и может потребовать замены. Узнайте, как заменить генератор и что делать, если ваша машина сломалась в дороге.

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

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

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

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

[5] «Генераторы и аккумуляторы | Как они работают», Donut Media, youtube.com/watch?v=nuLl_Z9._T9E (30 мая 2018 г.).
[6]chicagotribune.com/autos/sc-alternator-autos-0128-20160127-story.html

Что делает автомобильный генератор?

Почти каждый водитель знает самые основные, но важные компоненты своего автомобиля. Такие компоненты, как двигатель, трансмиссия, аккумулятор и генератор. Мы знаем, что двигатели создают толчок для начала движения, трансмиссия поддерживает движение автомобиля, а аккумулятор помогает запустить двигатель, но что делает генератор переменного тока? Генератор в вашем автомобиле является главным, когда речь идет о выработке электроэнергии. Конечно, ваш аккумулятор изначально запускает ваш автомобиль, но как только этот цикл завершен, его работа в основном выполняется до следующего раза, когда вам нужно запустить двигатель. Чтобы завести автомобиль и поддерживать его работу, требуется много энергии. Вот тут-то и появляется генератор переменного тока. Генератор переменного тока создает и продолжает подавать питание на аккумулятор, а также подает питание на электрические компоненты в автомобиле.

Что такое генератор?

Генератор переменного тока является одним из трех основных компонентов, необходимых для подачи электроэнергии в автомобиль. Короче говоря, система зарядки, состоящая из генератора переменного тока, аккумулятора и регулятора напряжения, создает, подает и регулирует мощность. Генератор переменного тока создает электрическую энергию из механической энергии переменного тока (AC). Генератор чаще всего крепится болтами в передней части двигателя и приводится в движение коленчатым валом с помощью поликлинового ремня. Сам генератор содержит более мелкие компоненты, помогающие вырабатывать энергию, в том числе:

Статор и ротор: Магниты внутри генератора переменного тока, которые вращаются, создавая переменный ток для преобразования энергии в электричество.

Диоды: Преобразуют переменный ток в постоянный для зарядки аккумулятора и позволяют току течь только в одном направлении; от генератора к аккумулятору.

Регулятор напряжения: Предотвращает скачки напряжения, поддерживая напряжение в соответствующем диапазоне.

Охлаждающий вентилятор: Расположен внутри или снаружи генератора для защиты внутренних компонентов от перегрева за счет рассеивания тепла, образующегося при формировании энергии.

Каков срок службы генератора?

Генераторы не требуют особого внимания, если конечно они не неисправны. Большинство генераторов прослужат от 7 до 10 лет в идеальных условиях. Тем не менее, есть несколько способов узнать, неисправен ли ваш генератор. Мигающие фары, тусклые огни на приборной панели и проблемы с запуском автомобиля — это лишь некоторые незначительные признаки того, что ваш генератор неисправен. Если в вашем автомобиле наблюдаются какие-либо из этих симптомов наряду с другими, перечисленными ниже, возможно, пришло время проверить вашу электрическую систему:

Слабая батарея

Хотя обязанностью генератора является подача энергии на батарею, он не может оживить уже разряженную или разряженную батарею. Если вы не уверены, что является причиной отказа электрооборудования — аккумулятор или генератор, вы можете проверить автомобиль самостоятельно с помощью соединительных кабелей. Запустите свой автомобиль и немедленно отсоедините кабели. Если генератор не может зарядить систему, и автомобиль сразу же глохнет, виноват генератор. Если автомобиль продолжает работать через несколько минут, скорее всего, виноват аккумулятор.

Горит индикатор аккумулятора

Ваш автомобиль оснащен множеством датчиков, которые взаимодействуют с внутренним компьютером вашего автомобиля, и любые уведомления, которые необходимо передать водителю, отображаются на приборной панели автомобиля, включая проблемы с электрикой. Вы можете заметить значок в форме батареи, буквы ALT или GEN, когда мощность генератора начинает исчезать.

Скрежет или скрежет

Статор и ротор, подшипники и другие компоненты вращаются внутри генератора для создания энергии, однако, если какой-либо из этих компонентов начинает выходить из строя, он может издавать неприятный скулящий или скрежещущий звук .

Отстающие электрические компоненты

Это, пожалуй, самый очевидный признак неисправности. Тусклая приборная панель или фары, а также отстающие аксессуары, такие как медленно работающие стеклоочистители, электрические стеклоподъемники, сиденья или включение и выключение радио, являются признаками того, что генератор переменного тока изо всех сил пытается создать или поддерживать какую-либо мощность.

Зловонный запах

Зловонный запах горелой резины может быть вызван ремнями, которые не вращаются, и из-за увеличения трения ремень нагревается, вызывая запах. Ремень, проскальзывающий на шкиве генератора, будет иметь запах, больше похожий на электрический пожар, что указывает на необходимость подтяжки ремня. Если ремень уже отрегулирован, техническому специалисту необходимо проверить работу генератора.

Диагностика и замена генератора

Если вы заметили какое-либо необычное поведение, описанное выше, быстро загляните под капот и осмотрите ремень генератора. Ищите любые признаки скольжения, такие как остекление или обожженный вид. Ослабленные ремни могут проскальзывать на шкивах, что создает трение при контакте металла с резиной, что, в свою очередь, нагревает резину, что приводит к более быстрому износу ремня. Чтобы устранить проблему, подтяните натяжитель. Однако будьте осторожны, чтобы не перетянуть его, иначе вы рискуете повредить хрупкие компоненты внутри генератора.

Генераторы являются важными компонентами автомобиля и несколько сложны по своей конструкции. Замена генератора в вашем автомобиле может быть дорогостоящей.