Назначение устройство и работа генератора: Устройство и принцип работы автомобильного генератора

Содержание

Автомобильный генератор: устройство, назначение и неисправности

Генератор предназначен для питания электрическим током всех потребителей и для подзарядки аккумуляторной батареи при работе двигателя на средних и больших оборотах. На современные автомобили устанавливается генератор переменного тока. Он включен в электрическую цепь автомобиля параллельно аккумуляторной батарее. Однако питать потребителей и заряжать батарею генератор будет только в том случае, если вырабатываемое им напряжение превысит напряжение аккумуляторной батареи.

А произойдет это тогда, когда двигатель автомобиля начнет работать на оборотах выше холостых, так как напряжение, вырабатываемое генератором, зависит от скорости вращения его ротора. При этом, по мере увеличения частоты вращения ротора генератора, вырабатываемое им напряжение может превысить требуемое. Поэтому генератор работает в паре с регулятором напряжения. Регулятор напряжения является электронным прибором, который ограничивает вырабатываемое генератором напряжение и поддерживает его в пределах 13,6 – 14,2 вольта.

Содержание статьи

Устройство автомобильного генератора

Основные части генератораГенератор в разрезеСтатор и ротор

Статор (неподвижная часть генератора) представляет собой обмотки с магнитопроводом, в которых образуется электрический ток. Ротор – вращающаяся часть генератора. Ротор состоит из обмоток возбуждения с полюсной системой, вала и контактных колец. Кольца выполняются чаще всего из меди, с опрессовкой их пластмассой. Для снижения износа и предотвращения окисления они могут изготавливатья из латуни или нержавеющей стали. К кольцам присоединяются выводы обмотки возбуждения. Питание к обмоткам подается через щетки (скользящие контакты), которые прижимаются к кольцам с помощью пружин. Щетки бывают двух типов — меднографитные и электрографитные. Последние имеют более высокое электрическое сопротивление, что снижает выходные характеристики генератора, зато они обеспечивают значительно меньший износ контактных колец. Существуют и бесщеточные генераторы, у которых на роторе расположены постоянные магниты, а обмотки возбуждения – на статоре. Отсутствие щеток и контактных колец повышает надежность генератора, но увеличивает массу и шумность при работе.

При вращении ротора напротив катушек обмотки статора появляются попеременно разнополярные полюсы, т. е. направление и величина магнитного потока, пронизывающего катушку, меняется, что и приводит к появлению в ней переменного напряжения. Так как потребители электрической сети автомобиля работают на постоянном напряжении, в схему генератора вводится диодный выпрямитель.

Диодный мост и регулятор напряженияКонструкция и привод генераторов

Электронные регуляторы напряжения, как правило, встроены в генератор (“таблетка”) и объединены со щеточным узлом. Иногда они располагаются отдельно в подкапотном пространстве. Регуляторы изменяют ток возбуждения путем изменения времени включения обмотки ротора в питающую сеть. Устройства необслуживаемые, необходимо лишь контролировать надежность контактов. Существуют регуляторы напряжения, наделенные функцией термокомпенсации, – они измененяют напряжение зарядки в зависимости от температуры воздуха в подкапотном пространстве для обеспечения оптимального заряда АКБ. Чем ниже температура воздуха, тем большее напряжение подводится к батарее, и наоборот.

Генераторы выпускаются в двух конструктивных исполнениях – “классическом”, с вентилятором у приводного шкива, и компактном, с двумя вентиляторами внутри генератора. Так как “компактные” генераторы имеют привод с более высоким передаточным отношением, их называют еще высокоскоростными генераторами.

Генератор устанавливается на специальном кронштейне двигателя и приводится в действие от шкива коленчатого вала через ременную передачу. Чем больше диаметр шкива на коленчатом валу и меньше диаметр шкива генератора, тем выше обороты генератора, соответственно, он способен отдать потребителям больший ток. На современных моделях, как правило, привод осуществляется поликлиновым ремнем. Благодаря большей гибкости он позволяет устанавливать на генераторе шкив малого диаметра. Привод генератора может осуществляться как отдельно, так и одним ремнем вместе с насосом охлаждающей жидкости (“помпой”). Натяжение ремня регулируется либо отклонением корпуса генератора, либо (в случае применения поликлинового ремня) натяжными роликами при неподвижном генераторе.

Возможна ли замена генератора одной марки на другой? Вполне, если выполняются следующие условия:

  • энергетические характеристики заменяющего генератора не ниже, чем у заменяемого;
  • передаточное число от двигателя к генератору одинаково;
  • габаритные и крепежные размеры заменяющего генератора позволяют установить его на двигатель. Большинство генераторов зарубежного производства имеют однолапное крепление, а отечественные крепятся за две лапы, поэтому замена “иномарочного” генератора отечественным потребует замены кронштейна;
  • электрические схемы генераторных установок аналогичны.

Неисправности автомобильного генератора

ВИДИМАЯ НЕПОЛАДКА ПРИЧИНА СПОСОБ УСТРАНЕНИЯ
Контрольная лампа заряда не горит при включении зажигания Разряжен либо неисправен аккумулятор Зарядить или заменить аккумулятор
Перегорела лампа на приборной панели Заменить
Нет контакта провода массы с задней частью генератора Проверить надежность контакта массы, очистить и подтянуть болты крепления провода массы
Нарушение целостности провода между выводом подключения лампы на генераторе и приборной панелью Проверить вольтметром или омметром по электрической схеме
Не подсоединены разъемы между генератором и приборной панелью Проверить и, если требуется, заменить разъемы
Щетки неплотно прилегают к контактным кольцам (“зависли” либо износились) Проверить длину (min=5 мм) и свободу перемещения щеток в щеткодержателе
Дефект регулятора напряжения Заменить регулятор напряжения
Сильный износ роторных колец Проверить и, если требуется, заменить роторные кольца
Обрыв обмоток ротора генератора Проверить ротор, при необходимости заменить.
Контрольная лампа заряда гаснет при увеличении оборотов двигателя, но на аккумуляторе зарядки нет Ослабло натяжение клинового ремня Натянуть клиновой ремень
Обрыв диодов диодного моста Проверить и заменить диодный мост
Дефект регулятора напряжения Проверить и, если требуется, заменить реле регулятор напряжения
Провод между генератором и аккумулятором имеет плохой контакт Проверить и заменить провод, после чего проверить диодный мост в генераторе.
Контрольная лампа заряда не гаснет при увеличении оборотов двигателя Ослабло натяжение клинового ремня Натянуть клиновой ремень
Неисправность диодного моста или обмотки статора Проверить и заменить диодный мост или обмотку
Дефект регулятора напряжения Проверить и, если требуется, заменить реле регулятор напряжения
Провод между генератором и контрольной лампой имеет контакт с массой Найти и устранить замыкание или заменить жгут проводов, после чего проверить диодный мост в генераторе
Контрольная лампа заряда горит при выключенном зажигании Короткое замыкание диода Проверить диоды, и заменить диодный мост
Аккумулятор выкипает Неисправность реле регулятора напряжения Заменить реле регулятор и проверить диоды, при необходимости заменить диодный мост

Правила эксплуатации генератора (по Остеру)

И напоследок несколько “вредных” советов, как быстро и без проблем “сжечь” генератор:

  1. Самый лучший и быстрый способ –
    “Переплюсовка”
    . Поменяйте местами провода от клемм аккумуляторной батареи, при этом возможен не только оптический эффект (яркая вспышка внутри генератора, легкое дымовое облако), но также звуковой (от щелчка до хлопка и шипения), обонятельный (почувствуете непередаваемый аромат горящих проводов!), и, наконец, тактильный (ожог 1-3 степени – подбирается экспериментально!) После применения этого способа диодный мост выгорает с вероятностью 99%, статор – 60%, реле-регулятор – 20%, провода – 10%, автомобиль целиком – 0,01%! Способ очень эффективен при “прикуривании”. Возможны побочные эффекты – выгорание бортовых компьютеров, сигнализации, музыки и т.д. Большой плюс – не требует специальных навыков и знаний, легко осваивается начинающими.
  2. Способ “Мойка”. Помойте двигатель своей машины. Особенно тщательно помойте генератор, проследите, чтобы потоки воды прополоскали все внутренности агрегата. Ни в коем случае не продувайте генератор после мойки! Сразу же заводите машину и включите побольше нагрузок – весь свет, обогрев, музыку. Если эффект не произошел – повторите попытку. Эффект появится, поверьте!!! Плюс – сгоревший генератор будет чистым.
  3. “Дедовский” метод – сдёргивание плюсовой клеммы аккумулятора на работающем двигателе вроде бы для проверки зарядной системы. Процент сгоревших релюшек увеличивается до 50-70%. Способ требует определенной сноровки – главное, чтобы было побольше искр! Возникающие в цепях высоковольтные коммутационные процессы рано или поздно должны будут сжечь хоть что-нибудь в Вашем генераторе, или, в крайнем случае, в машине! Как всегда, рекомендуется включить побольше всяких там нагрузок – свет, печки, подогрев. Способ не очень эффективен на старых машинах, но главное – верить, что так и будет!
  4. “Лужа” – способ, которым пользуется множество автолюбителей, даже не подозревая об этом. При этом многие искренне уверены, что автомобиль и его агрегаты, включая генератор, по водонепроницаемости должен быть сродни подводной лодке. Дерзайте! Как много неисследованных глубин ждут своих первооткрывателей! И еще простой совет – лужу надо проезжать на возможно максимальной скорости, тщательно следя, чтобы брызги равномерно захлестывали подкапотное пространство. Отсутствие защитных кожухов и поддонов во многом облегчит Вашу непростую задачу. Очень большой плюс – способом можно пользоваться практически ежедневно, не выходя из машины!
  5. Способ “Меломан”. Для очень крутых! Поставьте в Вашу машинку супер магнитолку, парочку CD чейнджеров, пару-тройку ламповых усилителей ватт по 200-300, сабвуфер ватт на 500, ну колонок с десяток, лучше полтора. Вообще, чем больше – тем лучше! Баксов на 12-25 тысяч! (Это не враки – случай зафиксирован!) Включайте! Если через пару минут генератор все ещё работает, а характерного дыма и запаха все еще нет – значит Вы поставили слишком дешёвую аппаратуру!
  6. “Аккумуляторный” способ – наиболее коварный и таинственный из всех, поскольку его осознание требует понимания химических и физических процессов (ну хотя бы закон Ома, что уже не всем дано!) А если по-простому – используйте давно просроченный аккумулятор, не моложе трех-пяти лет. Чем старше – тем больше вероятность, что в аккумуляторе окажется короткозамкнутая банка. При этом аккумулятор может подавать признаки жизни – заводить машину, подзаряжаться от зарядного устройства и т.д., но при этом он становится мощной паразитной нагрузкой в цепи генератора. Возможно, что силы тока будет хватать на работу инжектора, но при включении дальнего света и обогрева генератор будет греться так, что его можно использовать для приготовления яичницы в походных условиях! Главное – не обращать на это внимания, и способ когда-нибудь сработает!

Принцип работы автомобильного генератора, схема

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

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

В комплексе с регулятором напряжения узел называется генераторной установкой.

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

Устройство генератора

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

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

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

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

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

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

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

Также уделим внимание элементам, расположенным внутри кожуха:

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

Какие требования предъявляются к автомобильному генератору?

К генераторной установке автомобиля выдвигается ряд требований:

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

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

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

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

Полезно почитать: Взорвался аккумулятор, причины и что делать.

Принцип работы автомобильного генератора, особенности схемы

Принцип действия генераторного узла построен на эффекте электромагнитной индукции.

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

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

Выходит, что для создания переменного напряжения требуются две составляющие:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Некоторые производители автомобилей для защиты электроники меняют диоды на стабилитроны.

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

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

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

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

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

Благодаря такому подключению, протекание тока разряда от АКБ исключено.

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

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

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

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

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

Режимы работы

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

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

Регулятор напряжения — функции, типы, контрольная лампа

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

Такие изделия бывают двух типов:

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

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

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

Тонкости крепления

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

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

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

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

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

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

Крепление генератора Audi A8.

А так агрегат крепиться на ВАЗ 21124.

Неисправности генератора и способы их устранения

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

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

Все поломки генератора условно делятся на две категории:

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

Теперь рассмотрим список неисправностей и симптомы более подробно.

1. На выходе недостаточный уровень зарядного тока:

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

2. Вторая ситуация.

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

Причины могут быть разными:

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

3. Генератор работает, но издает повышенный шум.

Вероятные неисправности:

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

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

Рекомендации по замене

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

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

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

Полезные советы в помощь

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

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

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

Аналогичную опасность несет и пуск двигателя при некорректно подключенных проводах.

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

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

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

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

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

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

Также автовладелец должен запомнить и ряд запретов, а именно:

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

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

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

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

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

Электрогенератор: предназначение, устройство, принцип действия

Электрогенератор: предназначение, устройство, принцип действия

Основным предназначением автомобильного электрогенератора является подзарядка аккумулятора и питания бортовой системы автомобиля. Учитывая конструктивные особенности, можно выделить два типа генераторов: генераторы традиционной и компактной конструкции.

Генератор, в основе работы которого находится магнитная индукция, предназначен для обеспечения электрическим током потребителей, включенных в систему электрооборудования, а также для зарядки аккумулятора при включенном двигателе автомобиля. Генератор должен иметь соответствующие выходные параметры, чтобы, независимо от режима движения автомобиля, не происходил разряд аккумулятора. Кроме этого, генератор должен обеспечивать стабильное напряжение в бортовой сети автомобиля. Принцип работы генератора, а также конструкция этого механизма приблизительно одинаковы для любого автомобильного генератора, несмотря на то, где и кем он выпущен.


Устройство генератора

Основу работы генератора составляет эффект электромагнитной индукции. Генератор состоит из корпуса, статорной обмотки, ротора, реле-регулятора и выпрямительного моста.

Корпус генератора выступает в качестве основания для статорной обмотки. Обычно производится из легкосплавных металлов, например, из дюралюминия. Для охлаждения во время работы в корпусе предусмотрены специальные «окна». Сзади и спереди корпуса имеются подшипники, на которых крепится ротор. Статорная обмотка производится из медного провода и укладывается в пазах сердечника.

Ротор представляет собой некий электромагнит, который имеет одну обмотку, расположенную на валу ротора. Сверху обмотки находится сердечник, выполненный из ферромагнитного металла.

Реле-регулятор осуществляет функцию контроля и регулирования напряжения на выходе из генератора. Выпрямительный мост с шестью диодами выдает прямой ток более 40 ампер. Диоды, расположенные попарно на плюсовом и минусовом токопроводящих основаниях, соединяются по схеме Ларионова.

  1. передняя крышка;
  2. обмотка статора;
  3. обмотка возбуждения;
  4. задняя крышка;
  5. щеточный узел;
  6. контактные кольца;
  7. выпрямительный блок;
  8. полюсные половины;
  9. крыльчатка вентилятора;
  10. приводной шкив

Конструктивные особенности

Учитывая конструктивное исполнение, можно выделить два типа генераторов: традиционные и компактные. Генераторы традиционной конструкции имеют вентилятор, расположенный у приводного шкива. Вентиляционные окна находятся только в торцевой части.

Генераторы компактной конструкции имеют два вентилятора, расположенные внутри полости генератора. Компактные генераторы часто называют высокоскоростными, так как они оснащены приводом, имеющим повышенное передаточное отношение.


Принцип работы генератора

Работа автомобильного генератора основывается на принципе появления переменного электрического напряжения в обмотке статора, возникающего в результате воздействия постоянного магнитного поля, образующегося вокруг сердечника.

Ротор приводится в действие двигателем через ременную передачу. На обмотку ротора производится подача постоянного электрического напряжения, достаточного для возникновения магнитного потока. Силу магнитного потока регулирует реле-регулятор. Напряжение на выходе генератора находится в пределах между 13,6 вольт летом и 14,2 вольт зимой. Этого напряжения достаточно для того, чтобы аккумулятор находился в нормальном рабочем состоянии, и периодически производилась его подзарядка. Питание бортовой сети, включенной параллельно аккумулятору, происходит от клемм генератора.


Правила эксплуатации генераторов

Среди основных правил можно выделить следующие:

— При эксплуатации генератора важно, чтобы «минус» АКБ всегда подключался к корпусу, а плюс — к плюсу генератора.
— Во время эксплуатации генератора его нельзя отсоединять от АКБ, так как это может привести к неисправностям в бортовой сети машины.
— Нельзя проверять генератор с использованием искры, присоединяя плюс генератора к корпусу. Из-за этого выходят из строя диоды. Для осуществления проверки генератора используют амперметр или вольтметр.
— Если производится ремонт генератора, не стоит проверять сопротивление изоляции обмотки статора высоким напряжением тока. Подобные действия могут осуществляться только на специальном стенде при условии отсоединения диодов выпрямителя.
— Если производится проверка электропроводки автомобиля, генератор необходимо отсоединить.
— При проведении кузовного ремонта автомобиля, особенно с осуществлением сварочных работ, генератор обязательно отсоединяют.

Важно придерживаться всех вышеперечисленных правил, так как их несоблюдение часто приводит к неисправностям генератора.

Другие статьи

#Уплотнитель стекла

Уплотнитель стекла: прочная установка автомобильного стекла

17.11.2021 | Статьи о запасных частях

Для монтажа автомобильных стекол в кузовные элементы используются специальные детали, обеспечивающие уплотнение, фиксацию и демпфирование — уплотнители. Все об уплотнителях стекол, их типах, конструктивных особенностях и характеристиках, а также о подборе и замене этих элементов — читайте в статье.

#Переходник ключа карданный

Переходник ключа карданный: удобная работа под углом

10.11.2021 | Статьи о запасных частях

В практике авторемонта и при выполнении слесарно-монтажных работ возникает необходимость работы с резьбовым крепежом, имеющим неудобное положение или наклон. В этих ситуациях на помощь приходят карданные переходники для ключей — об этих приспособлениях, их конструкции и применении читайте в статье.

#Тормозной шланг SSANGYONG

Шланг тормозной SSANGYONG: сильное звено тормозов «корейцев»

03.11.2021 | Статьи о запасных частях

Южнокорейские автомобили SSANGYONG оснащаются тормозной системой с гидравлическим приводом, в которой применяются тормозные шланги. Все о тормозных шлангах SSANGYONG, их типах, особенностях конструкции и применяемости, а также о вопросах выбора и замены этих деталей — читайте в представленной статье.

Генератор постоянного тока: устройство, принцип работы, классификация

На заре электрификации генератор постоянного тока оставался безальтернативным источником электрической энергии. Довольно быстро эти альтернаторы были вытеснены более совершенными и надёжными трехфазными генераторами переменного тока. В некоторых отраслях постоянный ток продолжал быть востребованным, поэтому устройства для его генерации совершенствовались и развивались.

Даже в наше время, когда изобретены мощные выпрямительные устройства, актуальность генераторов постоянного электротока не потерялась. Например, они используются для питания силовых линий на городском электротранспорте, используемых трамваями и троллейбусами. Такие генераторы по-прежнему используют в технике электросвязи в качестве источников постоянного электротока в низковольтных цепях.

Устройство и принцип работы

В основе действия генератора лежит принцип, вытекающий из закона электромагнитной индукции. Если между полюсами постоянного магнита поместить замкнутый контур, то при вращении он будет пересекать магнитный поток (см. рис. 1). По закону электромагнитной индукции в момент пересечения индуцируется ЭДС. Электродвижущая сила возрастает по мере приближения проводника к полюсу магнита. Если к коллектору (два жёлтых полукольца на рисунке) подсоединить нагрузку R, то через образованную электрическую цепь потечёт ток.

Рис. 1. Принцип действия генератора постоянного тока

По мере выхода витков рамки из зоны действия магнитного потока ЭДС ослабевает и приобретает нулевое значение в тот момент, когда рамка расположится горизонтально. Продолжая вращение контура, его противоположные стороны меняют магнитную полярность: часть рамки, которая находилась под северным полюсом, занимает положение над южным магнитным полюсом.

Величины ЭДС в каждой активной обмотке контура определяются по формуле: e1 = Blvsinwt; e2 = -Blvsinwt; , где Bмагнитная индукция, l – длина стороны рамки, v – линейная скорость вращения контура, tвремя, wt – угол, под которым рамка пересекает магнитный поток.  

При смене полюсов меняется направление тока. Но благодаря тому, что коллектор поворачивается синхронно с рамкой, ток на нагрузке всегда направлен в одну сторону. То есть рассматриваемая модель обеспечивает выработку постоянного электричества. Результирующая ЭДС имеет вид: e = 2Blvsinwt, а это значит, что изменение она подчиняется синусоидальному закону.

Строго говоря, данная конструкция обеспечивает только полярность неподвижных щеток, но не устраняет пульсации ЭДС. Поэтому график сгенерированного тока имеет вид, как показано на рис.2.

Рисунок 2. График тока, выработанного примитивным генератором

Такой ток, за исключением редких случаев, не пригоден для использования. Приходится сглаживать пульсации до приемлемого уровня. Для этого увеличивают количество полюсов постоянных магнитов, а вместо простой рамки используют более сложную конструкцию – якорь, с большим числом обмоток и соответствующим количеством коллекторных пластин (см. рис. 3). Кроме того, обмотки соединяются разными способами, о чём речь пойдёт ниже.

Рис. 3. Ротор генератора

Якорь изготавливается из листовой стали. На сердечниках якоря имеются пазы, в которые укладываются несколько витков провода, образующего рабочую обмотку ротора. Проводники в пазах соединены последовательно и образуют катушки (секции), которые в свою очередь через пластины коллектора создают замкнутую цепь.

С точки зрения физики процесса генерации не имеет значения, какие детали вращаются – обмотки контура или сам магнит. Поэтому на практике якоря для маломощных генераторов делают из постоянных магнитов, а полученный переменный ток выпрямляют диодными мостами и другими схемами.

И напоследок: если на коллектор подать постоянное напряжение, то генераторы постоянного тока могут работать в режиме синхронных двигателей.

Конструкция двигателя (он же генератор) понятна из рисунка 4. Неподвижный статор состоит из двух сердечников полюсов, состоящих из ферримагнитных пластин, и обмоток возбуждения, соединённых последовательно. Щётки расположены по одной линии друг против друга. Для охлаждения обмоток используется вентилятор.

Рис. 4. Двигатель постоянного тока

Классификация

Различают два вида генераторов постоянного тока:

  • с независимым возбуждением обмоток;
  • с самовозбуждением.

Для самовозбуждения генераторов используют электричество, вырабатываемое самим устройством. По принципу соединения обмоток якоря самовозбуждающиеся альтернаторы с делятся на типы:

  • устройства с параллельным возбуждением;
  • альтернаторы с последовательным возбуждением;
  • устройства смешанного типа (компудные генераторы).

Рассмотрим более подробно особенности каждого типа соединения якорных обмоток.

С параллельным возбуждением

Для обеспечения нормальной работы электроприборов, требуется наличие стабильного напряжения на зажимах генераторов, не зависящее от изменения общей нагрузки. Задача решается путём регулировки параметров возбуждения. В альтернаторах с параллельным возбуждением выводы катушки подключены через регулировочный реостат параллельно якорной обмотке.

Реостаты возбуждения могут замыкать обмотку «на себя». Если этого не сделать, то при разрыве цепи возбуждения, в обмотке резко увеличится ЭДС самоиндукции, которая может пробить изоляцию. В состоянии, соответствующем короткому замыканию, энергия рассеивается в виде тепла, предотвращая разрушение генератора.

Электрические машины с параллельным возбуждением не нуждаются во внешнем источнике питания. Благодаря наличию остаточного магнетизма всегда присутствующего в сердечнике электромагнита происходит самовозбуждение параллельных обмоток. Для увеличения остаточного магнетизма в катушках возбуждения сердечники электромагнитов делают из литой стали.

Процесс самовозбуждения продолжается до момента, пока сила тока не достигнет своей предельной величины, а ЭДС не выйдет на номинальные  показатели при оптимальных оборотах вращения якоря.

Достоинство: на генераторы с параллельным возбуждением слабо влияют токи при КЗ.

С независимым возбуждением

В качестве источника питания для обмоток возбуждения часто используют аккумуляторы или другие внешние устройства. В моделях маломощных машин используют постоянные магниты, которые обеспечивают наличие основного магнитного потока.

На валу мощных генераторов расположен генератор-возбудитель, вырабатывающий постоянный ток для возбуждения основных обмоток якоря. Для возбуждения достаточно 1 – 3% номинального тока якоря и не зависит от него. Изменение ЭДС осуществляется регулировочным реостатом.

Преимущество независимого возбуждения состоит в том, что на возбуждающий ток никак не влияет напряжение на зажимах. А это обеспечивает хорошие внешние характеристики альтернатора.

С последовательным возбуждением

Последовательные обмотки вырабатывают ток, равен току генератора. Поскольку на холостом ходе нагрузка равна нулю, то и возбуждение нулевое. Это значит, что характеристику холостого хода невозможно снять, то есть регулировочные характеристики отсутствуют.

В генераторах с последовательным возбуждением практически отсутствует ток, при вращении ротора на холостых оборотах. Для запуска процесса возбуждения необходимо к зажимам генератора подключить внешнюю нагрузку. Такая выраженная зависимость напряжения от нагрузки является недостатком последовательных обмоток. Такие устройства можно использовать только для питания электроприборов с постоянной нагрузкой.

Со смешанным возбуждением

Полезные характеристики сочетают в себе конструкции генераторов со смешанным возбуждением. Их особенности: устройства имеют две катушки – основную, подключённую параллельно обмоткам якоря и вспомогательную, которая подключена последовательно. В цепь параллельной обмотки включён реостат, используемый для регулировки тока возбуждения.

Процесс самовозбуждения альтернатора со смешанным возбуждением аналогичен тому, который имеет генератор с параллельными обмотками (из-за отсутствия начального тока последовательная обмотка в самовозбуждении не участвует). Характеристика холостого хода такая же, как у альтернатора с параллельной обмоткой. Это позволяет регулировать напряжения на зажимах генератора.

Смешанное возбуждение сглаживает пульсацию напряжения при номинальной нагрузке. В этом состоит главное преимущество таких альтернаторов перед прочими типами генераторов. Недостатком является сложность конструкции, что ведёт к удорожанию этих устройств. Не терпят такие генераторы и коротких замыканий.

Технические характеристики генератора постоянного тока

Работу генератора характеризуют зависимости между основными величинами, которые называются его характеристиками. К основным характеристикам можно отнести:

  • зависимости между величинами при работе на холостом ходе;
  • характеристики внешних параметров;
  • регулировочные величины.

Некоторые регулировочные характеристики и зависимости холостого хода мы раскрыли частично в разделе «Классификация». Остановимся кратко на внешних характеристиках, которые соответствуют работе генератора в номинальном режиме. Внешняя характеристика очень важна, так как она показывает зависимость напряжения от нагрузки, и снимается при стабильной скорости оборотов якоря.

Внешняя характеристика генератора постоянного тока с независимым возбуждением выглядит следующим образом: это кривая, зависимости напряжения от нагрузки (см. рис. 5).  Как видно на графике падение напряжения наблюдается, но оно не сильно зависит от тока нагрузки (при сохранении скорости оборотов двигателя, вращающего якорь).

Рис. 5. Внешняя характеристика ГПТ

В генераторах с параллельным возбуждением зависимость напряжения от нагрузки сильнее выражена (см. рис. 6).  Это связано с падением тока возбуждения в обмотках. Чем выше нагрузочный ток, тем стремительнее будет падать напряжение на зажимах генератора. В частности, при постепенном падении сопротивления до уровня КЗ, напряжение падёт до нуля. Но резкое замыкание в цепи вызывает обратную реакцию генератора и может быть губительным для электрической машины этого типа.

Рис. 6. Характеристика ГПТ с параллельным возбуждением

Увеличение тока нагрузки при последовательном возбуждении ведёт к росту ЭДС. (см. верхнюю кривую на рис. 7). Однако напряжение (нижняя кривая) отстаёт от ЭДС, поскольку часть энергии расходуется на электрические потери от присутствующих вихревых токов.

Рис. 7. Внешняя характеристика генератора с последовательным возбуждением

Обратите внимание на то, что при достижении своего максимума напряжение, с увеличением нагрузки, начинает резко падать, хотя кривая ЭДС продолжает стремиться вверх. Такое поведение является недостатком, что ограничивает применение альтернатора этого типа.

В генераторах со смешанным возбуждением предусмотрены встречные включения обеих катушек – последовательной и параллельной. Результирующая намагничивающая сила при согласном включении равна векторной сумме намагничивающих сил этих обмоток, а при встречном – разнице этих сил.

В процессе плавного увеличении нагрузки от момента холостого хода до номинального уровня, напряжение на зажимах будет практически постоянным (кривая 2 на рис. 8). Увеличение напряжения наблюдается в том случае, если количество проводников последовательной обмотки будет превышать количество витков соответствующее номинальному возбуждению якоря (кривая 1).

Изменение напряжения для случая с меньшим числом витков в последовательной обмотке, изображает кривая 3. Встречное включение обмоток иллюстрирует кривая 4.

Рис. 8. Внешняя характеристика ГПТ со смешанным возбуждением

Генераторы со встречным включением используют тогда, когда необходимо ограничить токи КЗ, например, при подключении сварочных аппаратов.

В нормально возбуждённых устройствах смешанного типа ток возбуждения постоянный и от нагрузки почти не зависит.

Реакция якоря

Когда к генератору подключена внешняя нагрузка, то токи в его обмотке образуют собственное магнитное поле. Возникает магнитное сопротивление полей статора и ротора. Результирующее поле сильнее в тех точках, где якорь набегает на полюсы магнита, и слабее там, где он с них сбегает. Другими словами якорь реагирует на магнитное насыщение стали в сердечниках катушек. Интенсивность реакции якоря зависит от насыщения в магнитопроводах. Результатом такой реакции является искрение щёток на коллекторных пластинах.

Снизить реакцию якоря можно путём применения компенсирующих дополнительных магнитных полюсов или сдвигом щёток с осевой линии геометрической нейтрали.

ЭДС

Среднее значение электродвижущей силы пропорционально магнитному потоку, количеству активных проводников в обмотках и частоте вращения якоря. Увеличивая или уменьшая указанные параметры можно управлять величиной ЭДС, а значит и напряжением. Проще всего, желаемого результата можно достичь путём регулировки частоты вращения якоря.

Мощность

Различают полную и полезную мощность генератора. При постоянной ЭДС полная мощность пропорциональна току: P = EIa. Отдаваемая в цепь полезная мощность P1 = UI.

КПД

Важной характеристикой альтернатора является его КПД – отношение полезной мощности к полной. Обозначим данную величину символом ηe. Тогда: ηe=P1/P.

На холостом ходе ηe = 0. максимальное значение КПД – при номинальных нагрузках. Коэффициент полезного действия в мощных генераторах приближается к 90%.

Применение

До недавнего времени использование тяговых генераторов постоянного тока на ж/д транспорте было безальтернативным. Однако уже начался процесс вытеснения этих генераторов синхронными трёхфазными устройствами. Переменный ток, синхронного альтернатора выпрямляют с помощью выпрямительных полупроводниковых установок.

На некоторых российских локомотивах нового поколения уже применяют асинхронные двигатели, работающие на переменном токе.

Похожая ситуация наблюдается с автомобильными генераторами. Альтернаторы постоянного тока заменяют асинхронными генераторами, с последующим выпрямлением.

Пожалуй, только передвижные сварочные аппараты с автономным питанием неизменно остаются в паре с альтернаторами постоянного тока. Не отказались от применения мощных генераторов постоянного тока также некоторые отрасли промышленности.

Видео по теме

Список использованной литературы

  • Вольдек А. И., Попов В. В. «Электрические машины. Введение в электромеханику. Машины постоянного тока и трансформаторы» 2008
  • О.А.Косарева «Шпаргалка по общей электротехники и электроники»
  • Китаев В. Е., Корхов Ю. М., Свирин В. К. «Электрические машины» Часть 1. Машины постоянного тока. 1978
  • Данилов И.А., Лотоцкий К.В. «Электрические машины» 1972

Устройство и принцип работы генератора

1. ОТЧЕТ ПО ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ «устройство и принцип работы генератора» по дисциплине «Эл. Ка.» специальность: 230115

Работу выполнил Лабутин А.А.
студент группы 651
Проверил: Бессонников В. А.

2. Цель:

• 1) Изучить генератор, его устройство, принцип его
работы.
• 2) Детальное рассмотрение принципов работы и
устройства генератора.
История генератора:
Изобретателем автомобильного генератора в
той форме, в которой он устанавливается и в
наши дни, был немецкий инженер Роберт Бош.
В 1887 он разработал низковольтное магнето
для стационарных двигателей, а к 1902 году –
магнето высокого напряжения, которое стало
прообразом показанной им в 1906 году
«световой машины», то есть первого
автомобильного генератора постоянного тока.
Генератор — устройство, преобразующее
механическую энергию, получаемую от
двигателя, в электрическую
Генераторы
постоянного
тока
(не применяют на
современных
автомобилях)
Генераторы
переменного
тока
(используют в
настоящее время)
Применение
и виды
Генераторов
На автомобилях выпуска до
1960-х годов (например ГАЗ51, ГАЗ-69, ГАЗ-М-20
«Победа» и многих других)
устанавливались генераторы
постоянного тока
Первая конструкция генераторов
переменного тока была
представлена фирмой «Невиль»,
США в 1946 году.
Применяются на автомобилях
ГАЗ-53, ВАЗ-2101, Москвич2140
Генератор переменного тока
мощнее долговечнее, дешевле, чем
генераторы постоянного тока
Основне части генератора:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
Шкив
Корпус
Ротор
Статор
Сборка с выпрямительными диодами
Регулятор напряжения
Щёточный узел
Защитная крышка диодного модуля
Принцип работы генератора:
Когда в замке зажигания
поворачивается ключ, на обмотку
возбуждения поступает ток через
щёточный узел и контактные кольца. В
обмотке наводится магнитное поле.
Ротор генератора начинает двигаться
с вращением коленчатого вала.
Обмотки статора пронизываются
магнитным полем ротора. На выводах
обмоток статора возникает
переменное напряжение. С
достижением определённой частоты
вращения, обмотка возбуждения
запитывается непосредственно от
генератора, то есть, генератор
переходит в режим самовозбуждения.

10. Неисправности генератора:

Электрические неисправности :
Износ щёток;
Обрыв или нарушения
контакта электрических
цепей;
Замыкания между
витками обмотки ротора;
Выход из строя, хотя и не
часто, диодного моста или
регулятора напряжения.
Механические неисправности:
Износ подшипников;
Вибрирующий ротор;
Растяжение и обрыв
ремня привода
генератора.

11. ВЫВОД:

Генератор — очень сложное устройство, поэтому важно бережно относиться
к нему. Постоянно следите за состоянием всех его деталей, а также за
степенью натяжения приводного ремня. Тогда автомобильный генератор
сможет прослужить максимально долго.

Устройство и работа генератора

На регуляторе напряжения установлен переключатель сезонной регулировки, которую проводят следующим образом: если наружная температура держится устойчиво на 0 °С и выше, винт повертывают в крайнее левое положение, если же наружная температура установилась на 0 °С и ниже, винт повертывают в крайнее правое положение.

Рис. 3.3. Генераторная установка:
1 — шкив; 2 — гентилятор; 3, 8 — крышки; 4 — статор; 5 — ротор; 6 — вал ротора; 7 — выпрямительный блок; 9 — контактное кольцо; 10— крышка подшипника; 11 — подпиточ-ное сопротивление; 12 — регулятор напряжения; 13 — щеточный узел

Рис. 3.4. Схема соединения источников тока:
О, I, И, III — положение ключа выключателя приборов и стартера; IV— к выключателю электрофакельного устройства; V— к выключателю приборов и стартера; VI — к втягивающему реле стартера; VII — к электродвигателям отопителя; VIII — к фонарям заднего хода; IX — к терморело электрофакельного устройства; 1 — генератор Г272; 2 — контактор; 8— кнопочный выключатель «массы»; 4— выключатель «массы» ВК.860; 5 — аккумуляторные батареи; 6— реле стартера РС530; 7 — амперметр; 8 — выключатель приборов и стартера ВК353; 9 — блок предохранителей; 10— реле-регулятор РР356; 11—реле отключения обмотки возбуждения генератора; Ч — черный; Б— белый; 3 —зеленый; Ж — желтый; К — красный; Ф — фиолетовый; Кор коричневый; О — оранжевый

Генератор состоит из статора, ротора, крышек, блока выпрямителей, щеточного узла. Обмотка возбуждения размещена на валу, который вращается на двух шарикоподшипниках. На одном конце вала закреплены вентилятор и двухручьевой шкив, на другом — контактные кольца, соединенные с обмоткой возбуждения, по которым скользят щетки. В крышке размещен блок выпрямителей и щеткодержатель.

Бесконтактный регулятор напряжения автоматически поддерживает напряжение генератора в пределах, обеспечивающих заряд аккумуляторных батарей и надежную работу потребителей.

Автомобильный генератор: устройство и принцип работы

Опубликовано:

21.01.2016

Введение

Автомобильный генератор, непременно входящий в состав оборудования любого транспортного средства, можно сравнить с ролью электростанции в снабжении энергией потребностей народного хозяйства.

Он является основным (при работающем двигателе) источником электроэнергии в машине и предназначен через электрические провода, опутывающие весь автомобиль изнутри, поддерживать заданное и стабилизированное напряжение электросети автомашины. Принцип работы автомобильного генератора основан на теоретическом представлении работы классического электрического генератора, трансформирующего неэлектрические виды энергии в электрическую.

В конкретном случае автомобильного генератора выработка электрической энергии происходит посредством трансформации механического вращательного движения коленчатого вала моторного агрегата.

Общий принцип работы

Теоретические предпосылки, лежащие в основе схемы функционирования электрогенераторов, базируются на широко известном случае электромагнитной индукции, трансформирующей один вид энергии (механический) в другой (электрический). Действие этого эффекта проявляется при помещении медных проводов, уложенных в виде катушки, и помещённых в магнитное поле переменной величины.

Это способствует появлению в проводах электродвижущей силы, которая приводит в движение электроны. Это движение электрических частиц порождает в проводах ток, а на оконечных контактах проводов возникает электрическое напряжение, по уровню напрямую зависящее от того, с какой скоростью изменяется магнитное поле. Выработанное таким образом переменное напряжение необходимо подавать во внешнюю сеть.

В автомобильном генераторе для создания магнитного явления используются обмотки статора, в котором под воздействием поля вращается якорь ротора. На валу якоря размещены токопроводящие обмотки, подключенные к специальным контактам в виде колец. Эти кольцевые контакты также закреплены на валу и вращаются вместе с ним. С колец с помощью токопроводящих щёток и происходит съём электрического напряжения и подача выработанной энергии электропотребителям транспортного средства.

Запуск генератора осуществляется посредством приводного ремня от фрикционного колеса коленчатого вала моторного агрегата, который для начала работы запускается от аккумуляторного источника. Для обеспечения эффективной трансформации производимой энергии диаметр шкива генератора должен заметно уступать в диаметре фрикционному колесу коленвала. Это обеспечивает более высокие обороты вала генераторного агрегата. В этих условиях он функционирует с повышением своего КПД и обеспечивает повышенные токовые характеристики.

Требования

Чтобы обеспечить безопасную работу в заданном диапазоне характеристик всего комплекса электроустройств работа автомобильного генератора должна удовлетворять высоким техническим параметрам и гарантировать выработку стабильного во времени уровня напряжения.

Основным требованием к автомобильным генераторам является стабильная выработка тока с требуемыми мощностными характеристиками. Эти параметры призваны обеспечивать:

  • подзарядку аккумуляторной батареи;
  • одновременное функционирование всего задействованного электрооборудования;
  • стабильное напряжение электросети в широком диапазоне изменения частот вращения вала ротора и динамически подключаемых нагрузок;

Кроме вышеперечисленных параметров, генератор конструируется с учётом его работы в условиях критических нагрузок и должен обладать прочным корпусом, иметь при этом малую массу и приемлемые габаритные размеры, обладать невысокими шумовыми параметрами и приемлемым уровнем производимых промышленных радиопомех.

Устройство и конструкция автомобильного генератора

Крепление

Генератор автомобиля можно легко обнаружить в моторном отсеке, подняв крышку капота. Там он закреплён болтами и специальными уголками к фронтальной части двигателя. На корпусе генератора размещены крепёжные лапы и натяжная проушина устройства.

Корпус

В корпусной коробке генератора установлены почти все блоки агрегата. Он производится с применением металлов лёгких сплавов на основе алюминия, который превосходно подходит для выполнения задачи по отводу тепла. Конструкция корпуса представляет собой соединение двух основных частей:

  • фронтальной крышки со стороны контактных колец;
  • торцевой заглушки со стороны привода;

На фронтальной крышке закреплены щётки, регулятор напряжения и выпрямительный мост. Объединение крышек в единую конструкцию корпуса происходит посредством специальных болтов.

Внутренние поверхности крышек фиксируют внешнюю поверхность статора, закрепляя его положение. Также важными конструктивными узлами корпусной конструкции являются фронтальный и тыловой подшипники, которые обеспечивают должные условия функционирования ротора и закрепляют его на крышке.

Ротор

Конструкция роторного узла состоит из схемы электромагнита с обмоткой возбуждения, смонтированной на несущем валу. Сам вал изготавливается из легированной стали дополненной свинцовыми присадками.

На вал ротора также закреплены медные контактные кольца и специальные подпружиненные щёточные контакты. Контактные кольца отвечают за подачу тока на ротор.

Статор

Статорный узел — это конструкция, состоящая из сердечника с многочисленными пазами (в большинстве используемых случаев их количество равно 36), в которые уложены витки трёх обмоток, имеющих между собой электрический контакт или по схеме «звезда», или по схеме «треугольник». Сердечник, именуемый также магнитопроводом, изготовлен в виде полой сферической окружности из металлических пластин, стянутых между собой заклёпками или заваренных в единый монолитный блок.

Для повышения на статорных обмотках уровня напряжённости магнитного поля в процессе производства этих пластин используется трансформаторное железо с усиленными магнитными параметрами.

Регулятор напряжения

Этот электронный узел разработан для компенсации нестабильности вращения роторного вала, который соединён с коленвалом силового агрегата автомобиля, функционирующего в широком интервале изменения числа оборотов. Регулятор напряжения подключен к графитовым токосъёмникам и способствует стабилизации заданного постоянного выходного напряжения, поступающего в электросеть машины. Этим он гарантирует бесперебойную эксплуатацию электрооборудования.

По своему конструкторскому решению регуляторы подразделяются на две группы:

  • дискретные;
  • интегральные;

К первому типу относятся электронные блоки, на конструктивной плате которых смонтированы радиоэлементы, разработанные с применением дискретной (корпусной) технологии, отличающейся неоптимальной плотностью компоновки элементов.

Ко второму типу относится большинство современных электронных блоков регулировки напряжения, разработанных с учётом интегрального способа компоновки радиоэлементов, изготовленных на основе тонкоплёночной микроэлектронной технологии.

Выпрямитель

Ввиду того что для правильного функционирования бортовых приборов требуется постоянное напряжение, выход генератора запитывает сеть автомашины через электронный узел, собранный на мощных выпрямительных диодах.

Этот 3-фазный выпрямитель, состоящий из шести полупроводниковых диодов, три из которых подключены на минусовый вывод («массу»), а три других подсоединены к плюсовому контакту генератора, предназначен для трансформации переменного напряжения в постоянное. Физически блок выпрямителя состоит из подковообразного металлического теплоотвода с размещёнными на нём выпрямительными диодами.

Щёточный узел

Этот узел имеет вид пластмассовой конструкции и сконструирован для передачи напряжения на контактные кольца. Содержит внутри корпуса несколько элементов, главные из которых — подпружиненные щёточные скользящие контакты. Они бывают двух модификаций:

  • электрографитные;
  • меднографитные (более износостойкие).

Конструктивно щёточный узел зачастую изготавливается в одном блоке с регулятором напряжения.

Система охлаждения

Отвод избыточного тепла, которое образуется внутри корпуса генератора, обеспечивают вентиляторы, закреплённые на его валу ротора. Генераторы, у которых щётки, регулятор напряжения и выпрямительный блок вынесены наружу, за пределы его корпуса и защищённые специальным кожухом, забирают свежий воздух через специальные охлаждающие щели в нём.

Крыльчатка внешнего охлаждения генератора

Устройство классической конструкции, с размещением вышеупомянутых узлов внутри генераторного корпуса, обеспечивают поступление свежего воздушного потока со стороны контактных колец.

Режимы работы

Для уяснения принципа работы автомобильного генератора необходимо представлять и режимы его эксплуатации.

  • начальный период запуска двигателя;
  • рабочий режим двигателя.

В первоначальный момент запуска двигателя основным и единственным потребителем, расходующим электрическую энергию, является стартёр. Генератор ещё не участвует в процессе выработки энергии, и поступление электроэнергии в этот момент предоставляет только аккумулятор. Ввиду того что сила потребляемого тока при этой схеме очень велика и может достигать сотен ампер, АКБ приходится интенсивно расходовать запасённую ранее электрическую энергию.

После окончания процесса запуска двигатель выходит на рабочий режим, а генератор при этом становится полноправным поставщиком электропитания. Он вырабатывает ток, необходимый для функционирования различного электрооборудования, подключающегося в работу. Вместе с этой функцией генератор производит заряд аккумулятора при работающем двигателе.

После набора аккумулятором необходимого резервного заряда, необходимость в процессе подзарядки уменьшается, потребление тока заметно падает, а генератор продолжает поддерживать работу только электрооборудования. По мере подключения в работу других ресурсоёмких потребителей электроэнергии, мощности генератора в отдельные моменты времени может не хватать для обеспечения суммарной нагрузки и тогда в общую работу включается аккумулятор, работа которого в этом режиме характеризуется при этом быстрой потерей заряда.

Заключение

Автомобильный генератор сконструирован и рассчитан на электропитание штатных электроприборов и подзарядку аккумулятора трансформацией механической энергии коленвала силового агрегата в электрическую.

Генератор располагается под капотом на фронтальной части двигателя. Конструкция генератора содержит в себе основные узлы — корпус, статор, ротор, подшипники, регулятор напряжения, выпрямительный мост, щёточный узел и вентиляторы.

Как работает генератор? И другие вопросы и ответы | Центр знаний

10 минут | 5 октября 2021 г.

Здесь мы отвечаем на наиболее часто задаваемые вопросы о генераторах, чтобы помочь вам понять, что они делают, из каких частей состоят и как работают. В Essentra Components мы не производим генераторы, но мы проектируем, производим и распространяем многие из небольших основных компонентов, необходимых для создания этих жизненно важных машин.

Вы можете узнать больше о том, как мы помогаем инженерам-проектировщикам с их потребностями, из нашего Краткого руководства: Компоненты для вашего промышленного генератора.

Несколько слов о лексике. Один человек может задаться вопросом: «Что такое генератор?» Кто-то может спросить: «Что такое электрический генератор?» Это одно и то же. Мы используем их как синонимы в этих вопросах и ответах, поскольку нам задают вопросы, используя оба термина.

Для чего используется генератор?

Перебои в электроснабжении являются обычным явлением в регионах с экстремальными погодными условиями, поэтому генераторы необходимы. Генераторы обеспечивают надежное резервное питание больниц, предприятий и домов. Для предприятий и людей, которые работают из дома, генераторы предотвращают простои.Для больниц повсюду генераторы гарантируют свет и энергию, чтобы поддерживать работу спасательных машин. Людям, которые полагаются на медицинские устройства в домашних условиях, такие как диализное оборудование, генераторы обеспечивают душевное спокойствие, а также энергию, необходимую для продолжения работы их устройств.

Генераторы также могут быть постоянным источником энергии, например, на строительных площадках и в нефтегазовых операциях.

Как генератор производит электричество?

Нет. Хотя существуют разные типы генераторов, все они выполняют одну и ту же функцию: они преобразуют механическую энергию в электрическую.Генераторы работают относительно просто. Они улавливают силу движения и превращают ее в электрическую энергию. Они делают это, выталкивая электроны от внешнего источника через электрическую цепь.

Как работают генераторы?

Это зависит от внешнего источника или механической энергии, упомянутой выше, и может варьироваться. Подумайте, например, о гидравлических турбинах на плотинах. Помимо воды, общие внешние источники также включают пар, солнце, ветер, дизельное топливо, газ или природный газ (пропан).Как работает электрогенератор? Как работает газогенератор? Газогенератор — это электрический генератор, который использует газ в качестве внешнего источника.

Как генераторы используют магниты для производства электричества?

Поместите проводник в изменяющееся магнитное поле, и электроны в проводнике начнут двигаться. Этот процесс называется индукцией и отвечает на вопрос , как генератор создает токи ?

Как работают генераторы: пошагово:

  1. Когда электроны движутся, они превращаются в электрические токи.
  2. В генераторах медная катушка, намотанная на металлический сердечник, действует как проводник и вращается между полюсами подковообразного магнита. Эта проводящая катушка вместе с сердечником называется якорем.
  3. Ротор соединяется с валом внешнего источника с вращающимися магнитами. В качестве альтернативы эти катушки с проволокой также можно вращать с помощью магнитных полей.

Какой ток вырабатывает генератор?

Некоторые преобразуют механическую энергию в переменный ток (AC), а другие преобразуют в постоянный ток (DC).Электрический ток в генераторе переменного тока периодически меняет направление, в то время как генератор постоянного тока течет в одном направлении. Генератор переменного тока использует магниты для создания электричества: катушка неподвижна, а магниты движутся. В генераторе постоянного тока катушки вращаются в фиксированном магнитном поле. Принцип работы генераторов постоянного тока немного отличается. Они используют ротор для преобразования тока в напряжение переменного тока. Как работает генератор переменного тока? Он использует так называемый коммутатор для преобразования в постоянное напряжение.

Генераторы постоянного тока

обычно используются для питания очень больших двигателей, например, железных дорог.Генераторы переменного тока идеально подходят для питания бытовой техники.

Какие магниты используются в генераторах?

Они могут быть постоянными или электрическими, то есть двумя основными типами магнитов. В небольших генераторах обычно используются постоянные магниты, и они не нуждаются в независимом источнике питания. Электромагниты бывают из железа или стали и намотаны проволокой. Магнитное поле создается, когда через провод проходит электричество. Это, в свою очередь, приводит к тому, что металл становится магнитным.

Какие части находятся в электрическом генераторе?

Генераторы, работающие на газе или дизельном топливе, наиболее популярны для промышленного и домашнего использования.Однако детали генератора такие же. Например, оба передают электроэнергию через силовые кабели, хотя, если мы говорим о портативном устройстве, вы можете подключить устройство непосредственно к розетке генератора. Для наших целей схема нашего электрогенератора изображает промышленный дизельный агрегат. Расположение частей генератора может варьироваться и часто зависит от размера генератора. В любом случае, генератор и его части, такие как бензиновые генераторы и дизельные, будут одинаковыми.

Компоненты генератора

Детали и функции электрогенератора включают:

1. Двигатель

Что такое генераторный двигатель? Все генераторы имеют двигатели, независимо от их внешнего источника, будь то дизель или водород. Это двигатель, который снабжает генератор энергией. Чем мощнее двигатель, тем больше электроэнергии может дать генератор. Основные компоненты дизельного двигателя — или, точнее, части двигателя генератора — также включают:

1.Топливная система

В данном случае дизельное топливо является внешним источником или механической энергией. Резервуар будет содержать ваше топливо, которое в большом генераторе, установленном на постоянной основе, обычно представляет собой отдельную конструкцию. Топливный бак для небольших переносных устройств обычно находится внутри генератора. Трубки будут подавать топливо к двигателю, подобно топливному насосу в автомобиле. Топливный фильтр удаляет загрязнения, попадающие в двигатель, а топливная форсунка выталкивает топливо в камеру сгорания.

1.b Системы охлаждения и выхлопа

Генераторам необходимы системы охлаждения для регулирования нагрева и предотвращения перегрева. Охлаждающая жидкость поглощает тепло и затем проходит через теплообменник, который отправляет тепло в воздух или в другую охлаждающую жидкость.

Какая вентиляция нужна генератору? Выхлопные газы следует отводить от двигателя и людей, обычно по трубам и в наружный воздух. Управление по охране труда (OSHA) рекомендует от трех до четырех футов свободного пространства со всех сторон от генератора для надлежащей вентиляции.

1.c Система смазки

Генераторы состоят из небольших движущихся компонентов. Таким образом, они нуждаются в смазке моторным маслом, чтобы обеспечить бесперебойную работу и защитить их от чрезмерного износа.

2. Генератор

Генераторы в дизельных двигателях — или в любом другом двигателе — работают там, где внешний источник, в данном случае дизель, преобразуется в электричество. Подвижные и неподвижные части создают магнитное поле и движение электронов.Это отвечает на еще один распространенный вопрос: в чем разница между генератором и генератором?

Генератор — это место, где в генераторе происходит преобразование энергии. Основные компоненты генератора переменного тока и его критические части включают:

— Арматура

Это основная часть генератора переменного тока, в которой вырабатывается напряжение. Он состоит из катушек, по которым в генераторе проходит ток полной нагрузки.

— Поле

Где создается магнитный поток.В генераторах переменного тока магнитное поле изменяется при вращении катушек.

— Накладка Кольца

Это электрические соединения, которые проводят ток от неподвижной части к вращающейся части.

— Статор

Невращающиеся электрические части генератора.

— Ротор

Вращающаяся часть генератора. Он создает магнитное поле в генераторе. В зависимости от генератора вращающейся частью также может быть якорь или магнитное поле.

3. Регулятор напряжения

Очень важно, чтобы генератор регулировал напряжение для получения постоянного тока для практического использования. Это работа регулятора напряжения, который помогает контролировать производимое электрическое напряжение. При необходимости он также преобразует электричество из переменного тока в постоянный. Обычно он находится либо в главном блоке управления генератора, либо в клеммной коробке генератора. На небольших портативных генераторах вы обычно найдете его под задней крышкой генератора.

Как регулятор напряжения работает на генераторе? Он автоматически сравнивает напряжение на клеммах генератора со стабильным опорным сигналом. Затем сигнал ошибки регулирует ток возбуждения по мере необходимости на статоре возбудителя, который является частью генератора переменного тока. Это, в свою очередь, приведет к увеличению или уменьшению напряжения на основных выводах статора.

4. Зарядное устройство

Так же, как ваш автомобиль для запуска полагается на аккумулятор, то же самое и от генератора. Аккумулятор можно заряжать как от самого выхода генератора, так и от отдельного зарядного устройства.

5. Панель управления

Генератор управляется панелью управления и охватывает все: от запуска и выключения до частоты вращения двигателя и частоты переменного тока.

6. Рама / корпус

Это сборка, которая содержит генератор и удерживает его в одном месте. Для этого у вас есть несколько вариантов: от водонепроницаемого корпуса до открытого каркаса, как показано здесь. Другая функция рамы или корпуса — безопасное заземление электрических компонентов генератора.

Детали портативного генератора не сильно отличаются. У них также есть двигатель, генератор и топливный бак, а также розетки для подключения приборов и стартер, который может быть кнопкой или шнуром, похожим на газонокосилку.

Какое напряжение вырабатывает генератор?

Важно отметить, что мощность генератора выражается в ваттах или киловаттах. Ватты — это количество энергии, которое генератор может безопасно выдать за заданное время, но давайте вернемся. Помните, электричество — это поток электронов через проводник.Амперы — широко известные как амперы — это мера того, сколько электронов течет. Напряжение — это просто давление. Это сила, которая перемещает электроны по проводнику. Напряжение плюс амперы дает мощность, измеряемую в ваттах.

А что определяет выходное напряжение? Скорость, с которой проводник движется через фиксированное магнитное поле, в сочетании с силой этого поля. Эта скорость является результатом скорости вращения двигателя. По мере увеличения скорости двигателя увеличивается и генерируемое напряжение.Стандартные напряжения коммерческих генераторов составляют от 120 до 4160 вольт.

Что может заставить генератор не вырабатывать энергию?

Обычно это указывает на потерю остаточного магнетизма. Это может произойти из-за того, что генератор не используется. Со временем запас магнетизма истощается, пока не иссякнет. Остаточный магнетизм также может быть потерян, когда генератор питает нагрузку, а вы ее выключаете. Это заставляет нагрузку всасывать последние части магнетизма генератора. Еще одна причина потери остаточного магнетизма заключается в том, что генератор слишком долго остается включенным, а его не удается подключить ни к чему.

Чтобы предотвратить потерю остаточного намагничивания, время от времени используйте генератор, даже если вам не требуется резервное питание. Убедитесь, что вы не используете какие-либо подключенные нагрузки, когда выключаете его, и, наконец, оставьте генератор подключенным к чему-нибудь, если вы не собираетесь выключать его.

Загрузите бесплатные CAD-файлы и попробуйте перед покупкой

Если вы разрабатываете собственный генератор, загрузите бесплатные САПР и запросите бесплатные образцы, которые доступны для большинства наших решений.Это отличный способ убедиться, что вы выбрали именно то, что вам нужно. Если вы не совсем уверены, какой продукт подойдет вам лучше всего, наши специалисты всегда рады проконсультировать вас. Независимо от того, что вам нужно, вы можете рассчитывать на быструю доставку.

Запросите бесплатные образцы или загрузите бесплатные САПР прямо сейчас.

Есть вопросы?

Напишите нам по адресу [email protected] или поговорите с одним из наших экспертов для получения дополнительной информации об идеальном решении для вашего приложения 800-847-0486.

Как работают ручные генераторы | HowStuffWorks

Использовать генераторы с ручным приводом довольно просто. Некоторые туристические гаджеты действительно имеют встроенные генераторы. Например, гаджеты со встроенными ручными генераторами, которые люди обычно используют в походах, включают радио и свет, который можно использовать для сигнализации, если вам нужна помощь. Оба этих устройства могут работать от обычных батарей большую часть времени, но если вы застряли с разряженными батареями, ручная рукоятка сбоку позволяет включить его достаточно, чтобы настроиться на прогноз погоды или использовать свет.Вам не нужно беспокоиться о подключении генератора к чему-либо, потому что все работает внутри.

Другие ручные генераторы предназначены для использования с определенным устройством, например с сотовым телефоном определенной марки. Генератор представляет собой небольшой гаджет с ручкой. Специальный разъем позволяет подключить его к телефону. Вы просто поворачиваете рукоятку, чтобы начать зарядку аккумуляторов телефона. В то время как генерируемое напряжение будет варьироваться в зависимости от того, как быстро вы поворачиваете рукоятку, встроенные регуляторы напряжения будут поддерживать постоянный ток.Чем дольше вы проворачиваете, тем больше мощности вырабатываете. Как правило, нескольких минут запуска достаточно, чтобы быстро позвонить в службу экстренной помощи.

Некоторые генераторы с ручным приводом более универсальны. Вместо того, чтобы подключаться к одному конкретному устройству, они имеют либо электрические провода, либо розетку типа прикуривателя, либо общую электрическую розетку. Затем вы можете подключить или подключить любое устройство к генератору, чтобы дать ему питание. Не каждое устройство будет работать с ручным генератором — будут работать только те, которые потребляют ток и напряжение, выдаваемые генератором.Генераторы обычно выдают мощность постоянного тока (DC), но у некоторых есть внутренние инверторы, которые преобразуют ее в мощность переменного тока (AC). Ручной генератор обычно может выдавать до 6 вольт, хотя некоторые из них имеют зубчатые передачи, которые увеличивают частоту проворачивания коленчатого вала и могут генерировать более высокие напряжения.

Если вам интересно, нова ли идея ручного генератора, она восходит как минимум к 1960-м годам. В воинских частях использовались специальные ручные генераторы, которые можно было складывать в рюкзак. Когда солдат поворачивает рукоятку, генератор можно было использовать для питания электронного оборудования в полевых условиях, вдали от любого доступного источника энергии.

Если вы хотите попробовать ручной генератор, вы можете найти его у многих уличных торговцев. Их также можно приобрести в магазинах товаров для образования. Эти ручные генераторы часто поставляются с прозрачными корпусами, поэтому вы можете увидеть катушки и магниты в действии.

Перейдите на следующую страницу для получения дополнительной информации о генераторах с ручным приводом.

Функциональный генератор | Генераторы произвольных функций

Лучшее тестирование стало проще.

Мониторинг формы сигнала в реальном времени, встроенное создание формы сигнала ARB, низкий уровень шума

ПОСМОТРЕТЬ НОВУЮ AFG31000

Современные конструкции часто бывают сложными и требуют разнообразных стимулирующих сигналов во время тестирования.Функциональные генераторы Tektronix — это лучшие в своем классе приборы, обеспечивающие бескомпромиссную гибкость частоты и обеспечивающие точное воспроизведение сигналов каждый раз.

С предварительно загруженными стандартными формами сигналов, возможностью произвольной формы сигнала и опциями ухудшения сигнала, генераторы функций Tektronix поддерживают широкий спектр приложений и обеспечивают экономичное решение для приложений, которым не требуются расширенные возможности генератора сигналов произвольной формы.

Найдите подходящий генератор произвольных функций для своего приложения или изучите все генераторы сигналов Tektronix.

Также на этой странице

Сравните генераторы произвольных функций Tektronix

Вы можете сравнить не более 3 товаров. Чтобы сравнить этот товар, снимите отметку с одного из трех других товаров.

Сначала выберите не менее двух серий продуктов.

Как выбрать произвольный генератор функций

Хотя существует ряд факторов, которые следует учитывать при выборе правильного генератора произвольных функций для вашего стенда, вот несколько наиболее важных соображений.

Возмещение Описание
Частота дискретизации Это влияет на частоту и точность основного выходного сигнала. Частота дискретизации должна быть более чем в два раза выше, чем наивысшая спектральная частотная составляющая генерируемого сигнала, чтобы гарантировать точное воспроизведение сигнала.
Пропускная способность Аналоговая полоса пропускания выходной схемы генератора сигналов должна быть достаточной для обработки максимальной частоты, которую поддерживает его частота дискретизации.Другими словами, должна быть достаточная полоса пропускания, чтобы пропускать самые высокие частоты и времена перехода, которые могут быть синхронизированы из памяти без ухудшения характеристик сигнала.
Длина записи Это определяет максимальное количество выборок, которые могут быть сохранены, и играет важную роль в точности сигнала, поскольку определяет, сколько точек данных может быть сохранено для определения формы сигнала. В частности, в случае сложных сигналов, глубина памяти имеет решающее значение для точного воспроизведения деталей сигнала.
Диапазон выходной частоты Возможно, одним из наиболее важных факторов — и часто самым большим фактором цены — является частотный диапазон. Очень важно выбрать функциональный генератор, который может работать в частотном диапазоне, поддерживающем ваши тесты.
Шум и джиттер Эти две характеристики очень тесно связаны и, по сути, являются нежелательными искажениями сигнала, которые вы хотите сохранить как можно более низкими.
Количество каналов В зависимости от потребностей приложения может быть достаточно одного выхода.Но, например, для IQ-модуляции два выхода являются обязательными.
Пользовательский интерфейс Большой современный сенсорный экран с быстрой обратной связью стал ключевым фактором в лабораториях, где время тестирования имеет важное значение.

Часто задаваемые вопросы о генераторе произвольных функций

Для чего используется функциональный генератор?

Функциональный генератор — это электронный тестовый прибор, используемый для генерации и передачи стандартных сигналов, обычно синусоидальных и прямоугольных, на тестируемое устройство.Его можно использовать для проверки конструкции или подтверждения того, что электронное оборудование работает должным образом.

В чем разница между функциональным генератором и генератором сигналов?

Генератор сигналов — это любое устройство, создающее электронные сигналы. Векторный генератор сигналов специализируется на создании радиочастотных сигналов с аналоговыми и цифровыми схемами модуляции в таких форматах, как QAM, QPSK, FSK, BPSK и OFDM.

Функциональный генератор — это специализированное испытательное оборудование, имеющее заранее установленный список форм сигналов или шаблонов, которые он может воспроизводить.Функциональные генераторы известны своей способностью быстро переключаться с одной частоты на другую и являются более экономичным вариантом, чем другие более совершенные генераторы сигналов.

Как работают генераторы функций?

Функциональный генератор подключается к тестируемому устройству (DUT) через измерительные провода и формирует для DUT кривые напряжения с желаемой частотой. Используя переднюю панель инструмента, оператор может изменить параметры формы волны, такие как скорость воспроизведения, амплитуда и смещение, или добавить базовое искажение или модуляцию.

::: SKM Power * Tools ::: ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

Указания по настройке координации перегрузки по току Генераторы

Информация, представленная в этом руководстве по применению, предназначена для просмотра, утверждения, интерпретации и применения только зарегистрированным профессиональным инженером.SKM не несет никакой ответственности за использование и интерпретацию этой информации.

Воспроизведение этого материала разрешено при условии получения надлежащей ссылки на SKM Systems Analysis Inc.

Введение

Правильный выбор и согласование защитных устройств предписывается статьей 110.10 Национального электротехнического кодекса. Для выполнения этого требования требуется исследование координации максимального тока. Инженер-электрик всегда несет ответственность за этот анализ.Это досадный факт жизни, что часто инженер, который заказывал и покупал оборудование, не устанавливал устройства. Поэтому компромиссы неизбежны.
При выборе и настройке защитных устройств инженеры должны помнить о трех основных задачах координации перегрузки по току.

Первая цель — безопасность жизни. Требования безопасности жизнедеятельности выполняются, если защитные устройства рассчитаны на то, чтобы выдерживать и отключать максимальные доступные токи нагрузки, а также выдерживать и отключать максимальные доступные токи короткого замыкания.Требования безопасности жизнедеятельности никогда не нарушаются.

• Вторая цель — защита оборудования. Требования к защите соблюдены, если устройства максимального тока установлены выше рабочих уровней нагрузки и ниже кривых повреждения оборудования. Кривые повреждения фидера и трансформатора определены в действующих стандартах на оборудование. Кривые (точки) повреждений двигателя и генератора зависят от машины и обычно предоставляются в пакете данных поставщика.Исходя из практики эксплуатации системы и определения размеров оборудования, защита оборудования не всегда возможна.
• Последняя цель — избирательность. Требования к избирательности выполняются, если в ответ на системный сбой или перегрузку минимальная площадь распределительной системы выводится из эксплуатации. Опять же, на основе практики эксплуатации системы и выбора оборудования избирательность не всегда возможна.
Назначение
Целью данного руководства является предоставление руководящих указаний по настройке устройств защиты от сверхтоков для генераторов в соответствии с перечисленными выше целями.
Блок питания распределительного устройства генератора МВ с управляемым напряжением 51В
Отраслевые стандартные схемы резервной максимальной токовой защиты для генераторов среднего напряжения, питаемых от автоматических выключателей распределительного устройства, включают реле максимального тока с ограничением или контролем напряжения (устройство 51 В). Реле максимального тока, управляемого напряжением, будет рассмотрено в этом разделе.Характеристики реле 51 В нанесены на фазовый TCC вместе с кривыми декремента генератора и перегрузки, а также кривой повреждения фидера.

Назначение реле — обеспечить работу генератора и обеспечить резервную защиту генератора и кабеля от повреждений. Для этого срабатывание реле должно находиться слева от установившегося тока якоря генератора. Кроме того, характеристики выдержки времени реле должны быть выше и правее кривой декремента генератора при постоянном возбуждении, а также слева и ниже кривых перегрузки генератора и повреждения фидера, а также номинального тока кабеля.Время задержки также должно быть выбрано для реле фидера, расположенного ниже по потоку.

Ниже перечислены предлагаемые запасы, которые исторически обеспечивали безопасную работу генератора и кабеля при одновременном сокращении случаев ложных отключений.

Устройство Функция Рекомендации Комментарии
CT Размер 125–150% от FLA
51В Пикап 80-90% Id = 1 / Xd Предположим, что Xd = 1.5 ê о.е. если Xd неизвестно.
51 Таймер Выше изгиба кривой декремента генератора при постоянном возбуждении Устанавливается над реле фидера ниже по потоку.
Установите ниже кривой повреждения кабеля.
Рис.1 блок питания распределительного устройства генератора среднего напряжения с ВК 51В — одна линия
Рис.2 Блок питания распределительного устройства генератора СН с ВК 51В — фаза ТСС
Блок питания распределительного устройства генератора среднего напряжения с ограничением напряжения 51 В

Стандартные в отрасли схемы резервной максимальной токовой защиты для генераторов среднего напряжения, питаемых от автоматических выключателей распределительного устройства, включают реле максимального тока с ограничением или контролем напряжения (устройство 51 В).Реле максимального тока с ограничением по напряжению будет рассмотрено в этом разделе. Характеристики реле 51 В нанесены на фазовый TCC вместе с кривыми декремента генератора и перегрузки, а также кривой повреждения фидера.

Назначение реле — дать возможность генератору работать и обеспечить резервную защиту от повреждений для генератора и кабеля. Для этого срабатывание реле при ограничении 0% В должно быть слева от установившегося тока якоря генератора, а при ограничении 100% В должно быть справа от ампер полной нагрузки генератора.Кроме того, характеристики выдержки времени реле должны быть выше и правее кривой декремента генератора при постоянном возбуждении, а также слева и ниже кривых перегрузки генератора и повреждения кабеля, а также номинального тока кабеля. Время задержки также должно быть выбрано для реле фидера, расположенного ниже по потоку.

Ниже перечислены предлагаемые запасы, которые исторически обеспечивали безопасную работу генератора и кабеля при одновременном сокращении случаев ложных отключений.

Устройство Функция Рекомендации Комментарии
CT Размер 125–150% от FLA
51В Пикап 125–150% от FLA @ 100% ограничение напряжения
Установите ниже кривой перегрузки
51 Таймер Выше изгиба кривой декремента генератора при постоянном возбуждении Устанавливается над реле фидера ниже по потоку.
Установите ниже кривой повреждения кабеля.
Рис. 3 Блок питания распределительного устройства генератора среднего напряжения с VR 51V — одна линия
Фиг.Блок питания КРУЭ генератора 4 МВ с ВР 51В — фаза ТСС
Автоматический выключатель в литом корпусе генератора низкого напряжения или блок питания силового автоматического выключателя

Стандартные в отрасли функции максимального тока фазы, приобретаемые с помощью автоматических выключателей в литом корпусе или силовых автоматов, обслуживающих генераторы низкого напряжения, включают длительные, кратковременные и мгновенные функции.Характеристики выключателя (CB) нанесены на фазовый TCC вместе с характеристиками генератора и кривой повреждения фидера.

Назначение выключателя — обеспечение работы генератора и защита генератора и кабеля от перегрузок и неисправностей. Для этого кривая CB должна быть выше FLA генератора, пересекать кривую декремента генератора в коротком временном интервале, опускаться влево и ниже кривой повреждения кабеля и номинального тока и быть выше кривой декремента генератора в мгновенной области. .

Ниже перечислены предлагаемые запасы, которые исторически обеспечивали безопасную работу генератора и кабеля при одновременном сокращении случаев ложных отключений.

Устройство Функция Рекомендации Комментарии
CB ЛТПУ 115-125% от FLA Установите на уровне допустимой нагрузки кабеля или ниже.
CB ООО, СТПУ И
СТД
Требуемый минимум Установите пересечение с кривой декремента генератора.
CB I2T Из Если I2T в выключателе может никогда не сработать.
CB INST 200% кривой декремента переменного тока Установите ниже кривой повреждения кабеля.
Кривая повреждения кабеля должна быть выше точки, определяемой максимальным током короткого замыкания и кривой мгновенного сброса выключателя.
Рис. 5 Блок питания выключателя генератора низкого напряжения — одна линия
Фиг.6 Блок питания выключателя генератора НН — фаза ТСС.
Список литературы
• Другие руководства по применению, предлагаемые SKM Systems Analysis на сайте www.skm.com
• Справочник по передаче и распределению электроэнергии, ABB Power T&D Company, Роли, Северная Каролина, 1997 г.
• Теория и приложения защитных реле, 2-е издание, Марсель Деккер, Нью-Йорк, 2004
Последняя редакция:
• IEEE Std 242, Рекомендуемая практика IEEE для защиты и координации промышленных и коммерческих систем питания (IEEE Buff Book)
• IEEE Std C37.102, Руководство IEEE по защите генератора переменного тока
• EEE Std C37.101, IEEE Guide for Generator Ground Protection
• ANSI C50.13, Синхронные генераторы с цилиндрическим ротором
• NEMA Std MG-1, Двигатели и генераторы
назад к руководствам по приложениям

Instek AFG-2225 Генератор произвольных функций

Технические характеристики действительны, когда функциональный генератор включен не менее чем на 30 минут при температуре от + 18 ° C до + 28 ° C.

120 Мвыб / с 9088 9088
от 2 мВ до 20 В (разомкнутая цепь)
от 1 мВ до 5 В между размахом (50 Гц) для 20–25 МГц
2 мВ между размахом до 10 В (разомкнутая цепь) для 20–25 МГц 0% 100 кГц
от 10% до 90% 1 МГц
50% 25 МГц 908 908 90 Макс. От 1 мкГц до максимальной частоты 9088 квадратный Вход 9024 908 Квадрат, Квадрат, Квадрат, Синусоидальная, прямоугольная, линейная 9023 9 Максимальное разрешение Источник питания 50248 ~ 60 Гц
Модели AFG-2225 Канал 2 Канал 3
Формы сигналов Синусоидальный, прямоугольный, линейный, импульсный, шумовой, ARB
Произвольные функции
Частота повторения 60 МГц
Длина волны 4 тыс. Точек
Амплитуда Разрешение 9024 4k точек
Частотные характеристики
Диапазон Синус, квадрат 1uHz ~ 25MHz
Ramp 1MHz Стабильность 20 ppm
Старение 1 ppm, в 1 год
Допуск 1 мГц
Выходные характеристики
Вольт Диапазон амплитуды
Точность 2% от уставки 1 мВ (при 1 кГц)
Разрешение 1 мВ или 3 цифры
Плоскостность 1% (0.1 дБ) 100 кГц
3% (0,3 дБ) 5 МГц
5% (0,4 дБ) 12 МГц
10% (0,9 дБ) 25 МГц
(синусоида относительно 1 кГц)
Единицы Vpp, Vrms, дБм
Смещение Диапазон 5 Vpk ac + dc (в 50)
10Vpk ac + dc (разомкнутая цепь)
2,5 Vpk ac + dc (на 50) для 20MHz-25MHz
5Vpk ac + dc (разомкнутая цепь) для 20–25 МГц
Точность 2% от уставки + 10 мВ + 0.5% амплитуды
Выходной сигнал Импеданс 50 типичный (фиксированный)
> 10M (выход отключен)
Защита Защита от короткого замыкания
Реле перегрузки автоматически отключает основной выход
Характеристики синусоидальной волны
Гармонические искажения -55 дБн DC ~ 200 кГц, амплитуда> 0,1Vpp
-50 дБн 200 кГц ~ 1 МГц, амплитуда> 0.1Vpp
-35 dBc 1MHz ~ 5MHz, Ampl> 0.1Vpp
-30 dBc 5MHz ~ 25MHz, Ampl> 0.1Vpp
Характеристики прямоугольной волны
Время нарастания / спада 25 нс при максимальном выходе. (при нагрузке 50)
Перерегулирование 5%
Асимметрия 1% периода +5 нс
Рабочий цикл
Характеристики линейного изменения
Линейность <0,1% от пикового выхода
Переменная Симметрия 9024% (Разрешение 0,1%)
Характеристики импульса
Период 40 нс ~ 2000 с
Ширина импульса 20 нс ~ 1999,9 с
Джиттер 20ppm + 10ns
Модуляция AM
Формы сигналов несущей Синусоидальный, прямоугольный, линейный, импульсный, произвольный Ramp 248 248 синусоидальный, квадратный 248 Модулирующие формы волны Синус, квадрат, треугольник,
разгон, Dnramp
Синус, квадрат, треугольник,
Upramp, Dnram p
Частота модуляции От 2 мГц до 20 кГц (внутренняя)
от постоянного тока до 20 кГц (внешняя)
от 2 МГц до 20 кГц (внутренняя)
от постоянного тока до 20 кГц (внешняя)
Глубина 0 до 120.0% от 0% до 120,0%
Источник Внутренний / внешний Внутренний / внешний
FM-модуляция
Несущая форма волны Sampine Синус, квадрат, линейное изменение,
Формы модулирующих сигналов Синус, квадрат, треугольник,
разгон, Dnramp
Синус, квадрат, треугольник,
Upramp, Dnramp
Частота модуляции 20 кГц (внутреннее)
от постоянного тока до 20 кГц (внешнее)
от 2 до 20 кГц (внутреннее)
от постоянного тока до 20 кГц (внешнее)
Пиковое отклонение от постоянного тока до максимальной частоты от постоянного тока до максимальной частоты
Источник Внутренний / Внешний Внутренний / Внешний
Развертка
Формы сигналов Синус, квадрат, линейное изменение, Синус, квадрат, линейное изменение,
Тип Линейный или логарифмический Линейный или логарифмический
Частота запуска / останова 908 49
Время развертки От 1 мс до 500 с От 1 мс до 500 с
Источник Внутренний / Внешний / Ручной Внутренний / Внешний / Ручной
Сигналы несущей Синус, квадрат, линейное изменение, импульс Синус, прямоугольник, линейное изменение, импульс
Формы модулирующих сигналов Квадратный коэффициент заполнения 50% 50% коэффициент заполнения Скорость модуляции от 2 мГц до 100 кГц (INT)
от постоянного тока до 100 кГц (EXT)
от 2 мГц до 100 кГц (INT) 9009 7 От 0 до 100 кГц (EXT)
Диапазон частот От 1 мкГц до максимальной частоты От 1 мкГц до максимальной частоты
Источник Внутренний / внешний Внутренний / внешний
Сигналы несущей Синус, квадрат, пилообразный Синус, квадрат, пилообразный
Формы модулирующих сигналов Синус, квадрат, треугольник,
Upramp8 9024, треугольник 9024
Upramp, Dnramp
Частота модуляции От 2 МГц до 20 кГц (Int)
DC до 20 кГц (Ext)
от 2 МГц до 20 кГц (Int)
DC до 20 кГц (Ext)
0 до 360 0 до 360
Источник Внутренний / Внешний Внутренний / Внешний
СУММ
Формы сигналов несущей Синус, квадрат, линейное изменение, импульс, шум Синус, квадрат, линейное изменение, импульс, шум
прямоугольные формы волны
Upramp, Dnramp
Sine, Square, Triangle,
Upramp, Dnramp
Частота модуляции 2 МГц до 20 кГц (Int)
DC до 20 кГц (Ext)
от 2 МГц до 20 кГц (Int) 20 кГц (Ext)
SUM Глубина от 0% до 100.0% от 0% до 100,0%
Источник Внутренний / внешний Внутренний / внешний
Внешний триггерный вход
Тип Для FSK
Входной уровень Совместимость TTL
Наклон Рост или падение (по выбору)
Ширина импульса > 100 нс
Вход внешней модуляции
Тип Для AM, FM, PM, SUM
Диапазон напряжения 5 В полный диапазон
Частота От постоянного тока до 20 кГц
Выход триггера
Тип Для серийной съемки, развертки, произвольной формы
Уровень TTL Совместимость с 50
Максимальная скорость 1 МГц
Разветвление 4 TTL-нагрузка
Импеданс 50 Типичный
Двухканальная функция 8 180 -180 ~ 180
Синхронизация фазы Синхронизация фазы
Дорожка Канал 3 = Канал 2 Канал 2 = Канал 3 или разность) Частота (отношение или разность) 9024 8
Амплитуда и смещение по постоянному току Амплитуда и смещение по постоянному току
DSOlink
Burst
Частота 1 мкГц ~ 25 МГц 1 мкГц ~ 25 МГц
Счетчик пакетов От 1 до 65535 циклов или бесконечное 1 … Фаза пуска / останова от -360 до +360 от -360 до +360
Внутренний период от 1 мс до 500 с от 1 мс до 500 с
Шлюз Источник Внешний триггер
Источник триггера Одиночная, внешняя или внутренняя скорость Одиночная, внешняя или внутренняя скорость
Задержка срабатывания N-Cycle, бесконечная от 0 до 655350нс от 0 до 655350нс
Частотомер
от 5 Гц до 150 МГц
Точность Точность временной развертки1счет
Временная развертка 20ppm (23C 5C) после 30 минут прогрева Разрешение
:
100 нГц для 1 Гц, 0.1 Гц для 100 МГц.
Входное сопротивление 1 кОм / 1 пФ
Чувствительность 35 мВ среднекв.
Интерфейс
USB (хост и устройство)
Дисплей
3.5TFT LCD
Общие характеристики
Потребляемая мощность 25 Вт (макс.)
Условия эксплуатации Температура в соответствии со спецификациями: 18 ~ 28 ° C
Рабочая температура:
0 ~ 40 ° C
Относительная влажность:
80 %, 0 ~ 40C
Категория установки CAT II
Рабочая высота 2000 метров
Температура хранения -10 ~ 70C, влажность: 70%
Размеры (ШxВxГ) 266 (Ш) x 107 (В) x 293 (Г) ) мм
Вес Прибл.2,5 кг
Принадлежности GTL-101 2
Краткое руководство 1
Компакт-диск (руководство пользователя + программное обеспечение) 1
Шнур питания1

Стандартные аксессуары
Краткое руководство * 1
Руководство пользователя CD * 1
GTL-101 Тестовый провод * 2
Шнур питания * 1

Дополнительные аксессуары
GTL-110 BNC (M) -BNC (M) RF Cable
GTL- 246 USB-кабель, USB 2.0 тип A — тип B, 4P

Характеристики

* Широкий диапазон частот от 1 Гц до 25 МГц (синусоидальная / прямоугольная волна)
* Разрешение 1 Гц во всем диапазоне
* Встроенный стандартный 120MSa / s, 10 бит, 4k точек произвольной формы волны для обоих каналов
* True Dual- Выход канала, канал 3 обеспечивает те же характеристики, что и канал 2
* Поддерживаются парные, отслеживающие и фазовые операции в двухканальном режиме
* Регулируемый рабочий цикл от 1% до 99% для прямоугольной формы волны
* Цветной ЖК-экран TFT с высоким разрешением и удобным пользовательским интерфейсом
* Несколько методов редактирования для простого редактирования сигналов произвольной формы
* Встроенный стандартный счетчик AM / FM / PM / FSK / SUM / Sweep / Burst и частотомер
* Интерфейс USB-хоста / устройства для удаленного управления и редактирования сигналов

AFG -2225 Функция True Dual Channel Coupling

AFG-2225 Функция произвольной формы сигнала

AFG-2225 Функции отслеживания и фазы

AFG-2225 Функция суммарной модуляции

GW Instek запускает AFG -2225, его первый двухканальный генератор произвольных функций базового уровня, обеспечивающий превосходные характеристики в своем классе.Оба канала имеют одинаковые характеристики, чтобы соответствовать приложениям с двумя сигналами, таким как дифференциальная или IQ-сигнализация. Выдающееся соотношение цены и качества делает AFG-2225 практичным инструментом для ускорения процесса разработки.

Основные характеристики обоих каналов включают выходную амплитуду 10 В (размах); Полоса частот 25 МГц с разрешением 1 мкГц; встроенные формы сигналов: синусоидальный, квадратный, линейный (треугольный) и шумовой. Что касается регулируемого рабочего цикла от 1% до 99%, прямоугольный сигнал может использоваться в качестве источников импульсного сигнала.Для сигнала произвольной формы пользователь может отредактировать 66 встроенных сигналов или создать совершенно новый. Более того, AFG-2225 поддерживает функции модуляции AM / FM / PM / FSK / SUM, развертки, пакетного сигнала и счетчика частоты, которые могут применяться в различных областях связи.

В дополнение к интуитивно понятному и дружелюбному пользовательскому интерфейсу 3,5-дюймовый цветной ЖК-дисплей отображает исчерпывающую информацию о работе, включая истинную форму волны, отображаемую на выходе. Интерфейсы USB Host и Device предназначены для связи AFG-2225 с другими устройствами, что обеспечивает гибкость генерации сигналов для более практического использования.При подключении к цифровым запоминающим осциллографам (DSO) GW Instek серии GDS можно захватывать и восстанавливать интересующие осциллограммы. Пользователь также может использовать программное обеспечение для ПК произвольной формы сигнала, чтобы отредактировать форму сигнала и затем отправить его непосредственно на AFG-2225, или сохранить форму сигнала на флэш-накопитель и затем передать его на AFG-2225.

Диапазон частот от 1 мкГц до 25 МГц и предлагает несколько стандартных форм сигналов
AFG-2225 предлагает вывод сигнала с помощью технологии DDS.Максимальная частота составляет 25 МГц, а разрешение во всем диапазоне — 1 мкГц. Встроенные функции включают синусоидальную, квадратную, линейную / треугольную, импульсную и шумовую.
Широкий диапазон частот
Оборудован полнофункциональным двухканальным выходом сигнала
В большинстве приложений с двухканальными сигналами, такими как цифровая модуляция и сигналы электронного моделирования транспортных средств , для выходов обоих каналов требуются одинаковые или идентичные формы сигналов.В отличие от других двухканальных AFG этого класса, AFG-2225 полностью оснащен одинаковыми возможностями на двойных выходах. Большинство двухканальных генераторов сигналов произвольной формы в этом кластере базового уровня предлагают один основной канал и один второстепенный канал, в которых второстепенный канал обеспечивает только меньшие функции или худшие характеристики. Такого рода неполнофункциональные двухканальные AFG не могут соответствовать требованиям реальности.
Эквивалентная функция в двухканальном режиме
Коррелированные функции двухканальных выходов
Два канала могут использоваться как в независимой, так и в коррелированной конфигурации.AFG-2225 предоставляет три коррелированные функции: функции пары, отслеживания и фазы. Для функции пар могут быть сгенерированы два сигнала с соотношением или смещением по амплитуде или частоте. Один из двух сигналов с регулируемой частотой смещения является примером, который может формировать двухтональные сигналы для тестирования интермодуляционных искажений третьего порядка усилителя. С помощью функции слежения могут генерироваться два дифференциальных сигнала с равной частотой и одинаковой амплитудой, но с инвертированной фазой. Такие примеры, как цифровые сигналы PECL, LVPECL и LVDS или автомобильные датчики, такие как сигналы температуры и скорости, можно моделировать с помощью функции отслеживания.Функция Phase предназначена для создания двух сигналов с заданным фазовым сдвигом. Когда пользователь хочет создать два квадратурных сигнала (синус и косинус), смещение фазы устанавливается на 90 градусов в функции Phase. В заключение, по сравнению с другими генераторами произвольной функции, оснащенными только фазовой функцией, AFG-2225 обеспечивает большое удобство для решения различных задач, возникающих в современной электронной промышленности.
Соединение в двухканальном режиме
Дифференциальные сигналы Квадратурные (синусоидальные и косинусоидальные сигналы 903 Высокая гибкость редактирования сигналов произвольной формы
AFG-2225 обеспечивает частоту дискретизации 120 MSa / s, 10-битное вертикальное разрешение, длину сигнала 4k точек и максимальную частоту повторения сигнала 60 МГц, что считается выдающейся возможностью обработки сигналов произвольной формы .AFG-2225 может генерировать индивидуальные сигналы произвольной формы четырьмя способами: редактирование формы сигнала с помощью программного обеспечения для ПК, редактирование по точкам на панели, загрузка файла CSV и загрузка захваченной формы сигнала с осциллографов GW Instek серии GDS.

Редактирование программного обеспечения ПК и редактирование по точкам, в частности, обеспечивают способ создания определяемой пользователем формы волны и сигнала после модификации. Возможность загрузки файла CSV позволяет AFG-2225 создавать формы сигналов со сложными математическими операциями.Например, сигнализация MSK (минимальная манипуляция) в цифровой системе связи требует комплексной работы. Инженер может использовать математическое программное обеспечение на ПК для обработки интеграла, а затем отправить результаты в формате CSV на AFG-2225. Благодаря подключению к осциллографам с цифровым запоминающим устройством (DSO) GW Instek серии GDS, интересующие осциллограммы могут быть захвачены с помощью DSO, а затем восстановлены с помощью AFG-2225. Пользователь может зафиксировать форму волны во время операции, а затем реконструировать ее с помощью AFG-2225 для дальнейшего анализа или диагностики в лаборатории.Таким образом, плюс двухканальная функция, могут быть достигнуты многочисленные производные приложения захвата сигнала.

Работа с передней панелью Поддерживает загрузку файлов CSV
Программное обеспечение для редактирования сигналов произвольной формы
Регулируемый рабочий цикл прямоугольной волны от 1% до 99%
Унаследовав преимущество серии AFG-2000, AFG-2225 обеспечивает 1% ~ Регулируемый коэффициент заполнения 99% для прямоугольной формы сигнала в полосе пропускания 100 кГц, что считается практичным для испытаний, таких как моделирование импульсных и переходных сигналов, без приобретения дополнительных расширенных функциональных генераторов и генераторов импульсов.
1% рабочий цикл установки квадрата
Удобные рабочие интерфейсы и отображение мгновенных параметров
AFG-2225 обеспечивает удобную настройку работы с панелью, а также то, что вы видите. У вас получится действующий образ. От редактирования до вывода процессом можно управлять через панель. Помимо очень гибкого метода редактирования, мгновенная диаграмма позволяет пользователям понять текущее состояние формы волны и содержание выходного сигнала при настройке хранения / вывода.
Больше гибкости в хранении и извлечении сигналов произвольной формы
66 Встроенные сигналы произвольной формы
66 часто используемых функций сигналов во всех полях встроены в память сигналов произвольной формы для пользователя выбор. Они делятся на четыре группы: общие, математические, оконные и инженерные. Тригонометрические производные функции, Блэкмана, Чебышева, Бесселя, Гамма, Гаусса… можно выбрать и развить путем дальнейшего редактирования.
66 видов сигналов в 4 каталоге
Поддержка приложения с несколькими изменениями сигнала
AFG-2225 имеет встроенные функции, такие как модуляция, развертка, развертка и RF счетчик. Формы сигналов модуляции содержат AM, FM, PM, FSK, SUM, и для выполнения модуляции можно выбрать внутренний или внешний сигнал.Функция развертки включает два способа развертки: линейный и режим регистрации, которые также могут выполнять функцию развертки во внутреннем или внешнем. Функция Burst поддерживает два режима, Gate и N-Cycle, которые можно использовать для управления такими параметрами, как фазовые углы, частота длительности и время длительности. Встроенный частотомер доступен для обеспечения максимального частотного диапазона 150 МГц без дополнительной покупки.
Функция FSK-модуляции, развертки и пакетного сигнала
Функция переключения импеданса
Большинство пользователей используют осциллографы для наблюдения за формами сигналов функциональных генераторов.Однако различия входного импеданса функциональных генераторов и осциллографов неодинаковы, и осциллограф не обязательно будет иметь встроенную функцию переключения входного импеданса; правильный усилитель можно получить только с помощью вычислений. AFG-2225 обеспечивает 50 режимов переключения и переключения с высоким входным импедансом, которые могут эффективно повысить точность, пока пользователи читают результаты.
Функция переключения 50 / High Z Impedance
Обеспечивает интерфейс хоста / устройства USB
Интерфейсы хоста / устройства USB расположены на задней панели AFG-2225.USB-хост в основном используется для непосредственного восстановления форм сигналов осциллографов GW Instek серии GDS, поэтому их можно сохранять и вызывать на переносном USB-накопителе; Что касается USB-устройства, которое используется для подключения к ПК, помимо управления через программное обеспечение на ПК, USB-устройство также поддерживает список команд IEEE488.2 для пользователей для обработки настраиваемого функционального управления.
USB-хост и USB-устройство

14 Практическое повседневное использование генераторов

Если вы когда-нибудь задумывались — для чего нужен генератор? — считайте, что вам повезло жить где-нибудь с такой надежной электросетью (и, возможно, попытаться получить больше).

Благодаря своей надежной способности обеспечивать электроэнергией, когда в противном случае ее не было бы, генераторы десятилетиями были незаменимыми предметами для бдительных владельцев бизнеса и домовладельцев. И в последние годы они стали более популярными, отчасти благодаря широкому набору функций.

В Worldwide Power Products мы поставляем генераторы для нескольких отраслей, и мы изложили несколько наиболее распространенных приложений, которые вы найдете в развертываемых генераторах, чтобы продемонстрировать, насколько они могут быть удобными…

1.Чрезвычайные ситуации

Генераторы являются синонимом готовности к стихийным бедствиям, а использование в чрезвычайных ситуациях — одна из их самых распространенных задач. Полезность генераторов во время стихийных бедствий, таких как ураган или наводнение, которое на несколько дней вырубает электричество, варьируется от удобной до совершенно жизненно важной. Экстремальные температуры и холода убивают американцев каждый год, а способность генератора приводить в действие что-то столь же простое, как обогреватель во время метели, может означать разницу между жизнью и смертью.

2.Регулярные отключения электроэнергии

Когда электричество отключается по неаварийным причинам, резервный генератор большой мощности может держать вас в повседневной жизни, не теряя ни секунды. Но поскольку большинство американцев в среднем имеют дело с отключениями электроэнергии только на несколько часов в год, многие потребители выбирают меньший портативный генератор, который может поддерживать работу холодильника, несколько вентиляторов и другие второстепенные приборы, работающие до тех пор, пока не вернется сок.

3. Резервное питание для предприятий

Когда дело доходит до надежности электроснабжения сети, коммерческие предприятия ставят на карту гораздо больше, чем средний домовладелец.Несколько часов вышедшего из строя оборудования могут означать пропущенные заказы на миллионы долларов и потерю клиентов навсегда.

Резервный генератор (или два) — лучший способ для компаний обеспечить практически бесперебойное электроснабжение. Некоторым отраслям промышленности, таким как больницы, требуется бесперебойное питание буквально , что может быть выполнено с помощью системы бесперебойного питания (UPS), чтобы питание не пропадало даже на несколько секунд.

4. Кемпинг

Будь то генератор для кемпинга на колесах или старый добрый вариант под открытым небом, эти машины добавляют нотку цивилизации в суровую природу.Вы можете включить электрическую сковороду, свет, вентилятор или электрический нож для филе для этой только что пойманной рыбы, чтобы вам не потребовалось слишком много генерирующей мощности.

Инверторные генераторы — популярный выбор для кемпингов, поскольку они тихие, и их часто необходимо иметь, поскольку во многих кемпингах установлены строгие ограничения шума. Они также легкие и компактные, хотя зачастую дороже других моделей.

5. Строительство

Как можно догадаться, строительные площадки часто отрезаны от доступных источников питания.Но это не значит, что все делается вручную. Огромные дизельные генераторы часто прицепляются к оборудованию, прицепам, вентиляции, водяным насосам, системе безопасности и т. Д., С портативными генераторами, питающими настольные пилы, шлифовальные машины, дрели и другие электроинструменты. Есть даже специальный класс генераторов для сварки, в котором сварщик совмещен с генератором. Узнайте, как генераторы приводят в действие стройплощадки (и другие варианты производства электроэнергии).

6. Горнодобывающая промышленность

Как и на строительных площадках, шахты часто представляют собой примитивную среду, работа которой зависит от генераторов.По оценкам, 70% электроэнергии в среднем на горнодобывающих предприятиях вырабатывается за счет выработки электроэнергии, которая используется для работы экскаваторов, буров и экскаваторов. Он также освещает туннели глубоко под землей, чтобы горняки могли работать.

7. Сельское хозяйство и животноводство

Генераторы часто используются в качестве резервного источника питания или даже основного источника питания для сельскохозяйственных операций, а также в качестве портативного источника питания для работы в труднодоступных местах. Обогреватели для сараев, конюшен или курятников, воздушные насосы для рыбоводных хозяйств и ирригационные системы — это всего лишь несколько устройств для земледелия и скотоводства, которые обычно получают питание от генераторов.

8. Работа в ночное время

Бригады по обслуживанию дорог являются примером людей, которым необходимо иметь возможность работать в ночное время, чтобы минимизировать неудобства для водителей. Для подобных работ используются смонтированные на прицепах осветительные вышки, часто непосредственно прикрепленные к генераторам, в качестве временного решения.

9. Ярмарки и карнавалы

Портативные генераторы позволяют превратить школьную парковку в пятницу в шумные карнавальные площадки в субботу. Они приводят в действие аттракционы, дома-качалки, машины для резки льда и леденцов, музыку, свет и все другие забавные вещи, для работы которых требуется электричество.

10. Семейные встречи, свадьбы, пикники

Какой бы ни была причина для вечеринки, генераторы почти всегда необходимы для вечеринок на открытом воздухе. DJ-установка, освещение танцпола, подогреватели пищи, кофеварки, фотобудка, а также любые нагревательные или охлаждающие устройства — все это требует источника питания. Иногда можно использовать электроэнергию в помещении, но старайтесь не перегружать удлинители и не пытаться протянуть их слишком далеко.

11. Дисплеи для праздников

От вашего двора до городской площади, праздничные устройства могут потребовать много энергии.Чтобы привести в действие все рождественские огни, пасущихся оленей или гигантские надувные тыквы, вам может потребоваться запустить генератор.

12. Спортивные мероприятия

Многие школы и спортивные организации используют генераторы для питания табло, освещения вечерних игр, динамиков для дикторов и другой электроники. Иногда для этих целей бывает достаточно портативных генераторов, но часто требуются большие смонтированные на прицепе блоки, обеспечивающие достаточную мощность для установки.

13.Tailgating

Спортивные состязания и tailgating идут вместе, как арахисовое масло и желе. Прогулка на хвосте похожа на кемпинг, за исключением того, что в походе гораздо меньше шансов увидеть огромный телевизор с плоским экраном. В зависимости от степени серьезности, к которой вы относитесь к своему «стробированию», вам может понадобиться генератор для питания проектора, динамиков, мини-холодильника, электрического гриля, мобильной точки доступа, вентиляторов или даже игровой приставки.

14. Водный транспорт

Судовые генераторы — это особый класс генераторов, разработанных специально для плавания на лодках, чтобы брать на себя энергетические обязанности вместо работы двигателей.Лучшие модели созданы для того, чтобы вам было удобно проводить время на воде, они работают бесшумно и с низким уровнем вибрации, а также их легко достать в ограниченном пространстве, если им потребуется техническое обслуживание.

Что делает генератор функций? -RIGOL Technologies, Co. Ltd.

Что делает генератор функций?

Давайте начнем с объяснения того, что на самом деле делает генератор функций. Это часть электронного тестового программного обеспечения или оборудования, которое используется для генерации различных видов электрических сигналов в широком диапазоне частот.

Некоторые из наиболее распространенных форм сигналов, создаваемых генератором функций, — это пилообразная форма, треугольная волна, прямоугольная волна и синусоидальная волна. Эти сигналы могут быть однократными, что требует внешнего или внутреннего источника запуска, или они могут быть повторяющимися.

Функциональные генераторы не только создают синусоидальные волны, но и могут создавать другие повторяющиеся сигналы, такие как импульсы, прямоугольные волны, треугольные формы сигналов и пилообразные формы. Дополнительная функция, которую вы найдете во многих различных генераторах функций, — это возможность добавления смещения постоянного тока.

Несмотря на то, что функциональные генераторы охватывают как радиочастоты, так и звуковые частоты, они обычно не подходят для приложений, требующих стабильных частотных сигналов или сигналов с низким уровнем искажений. Другие генераторы сигналов более подходят, когда требуются эти качества.

Функциональные генераторы играют решающую роль при разработке, тестировании и ремонте электронного оборудования. Например, их можно использовать для ввода сигнала ошибки в контур управления или в качестве источника сигнала для проверки усилителей.

Генераторы функций

обычно используются в основном для работы с аналоговыми схемами. Вот некоторые из распространенных пользователей и способов использования генераторов функций:

• Любители электроники

• Тестирование реакции и стимула

• Ввод внутрисхемного сигнала

• Характеристика частотной характеристики

• Ремонт электрооборудования и электроники

• Образовательные учреждения

• Исследования и разработки

Простой функциональный генератор обычно создает сигнал треугольной формы, частоту которого вы можете плавно регулировать.Эта треугольная волна используется в качестве основы для всех других выходных сигналов. Генерация треугольной волны происходит путем периодической зарядки и разрядки конденсатора от источника постоянного тока. Это создает линейное возрастание и убывание линейного нарастания напряжения.

Компаратор используется для обратного заряда или разряда, когда выходное напряжение достигает нижнего или верхнего пределов, и это затем создает линейную треугольную волну. Изменяя размер конденсатора и ток, можно получить различные частоты.

Вы можете создавать пилообразные волны, медленно заряжая конденсатор малым током, но используя диод вместо существующего источника для быстрой разрядки. Полярность получившейся пилообразной формы изменится из-за полярности диода, то есть быстрое нарастание и медленное падение или быстрое падение и медленное нарастание.

Можно ли использовать функциональный генератор в качестве источника питания?

Стандартный источник питания постоянного тока предоставит вам источник переменного напряжения для цепей постоянного тока.Чтобы отрегулировать выходное напряжение, вам просто нужно повернуть ручку. Аналогичным образом функциональный генератор может быть источником питания переменного тока для цепей переменного тока. В функциональном генераторе предусмотрен источник переменного напряжения, но он также может изменять частоту, которая измеряется в герцах, или количество циклов в секунду.

Многие из доступных сегодня в продаже функциональных генераторов могут изменять форму сигнала переменного напряжения. Синусоидальная волна — наиболее распространенная форма. Однако вы также можете обнаружить, что есть кнопки, которые будут отображать другие формы сигналов.

В чем разница между функциональным генератором и генератором сигналов?

Поскольку существует ряд различных генераторов, которые можно использовать при электрических испытаниях, это может немного сбивать с толку, поэтому мы объясним разницу между генератором сигналов и генератором функций.

Генератор сигналов обеспечивает на своих выходах сигналы синусоидальной формы с настраиваемой амплитудой или частотой. Если есть два канала, выходы также можно сделать так, чтобы они менялись по фазе.

Может существовать возможность добавления опции для модуляции сигнала второй более низкой частотой, которая может быть периодической, например звуковой тон, или непериодической, например, человеческим голосом.

В дополнение к этому, в сигнал может быть вставлена ​​вспышка, такая как цветовая вспышка в телевизионной передаче, или он может качаться между двумя заданными частотами на демонстрационной плате осциллографа Rigol. Сигналы с разверткой идеальны для исследования схем, свойства которых различаются в зависимости от частоты, например, настроенных схем и фильтров.

Хотя все они не работают одинаково, многие генераторы сигналов построены на основе синтезатора частот, который создает синусоидальные волны на определенных частотах с точностью до 10 мк / с. В центре устройства находится кварцевый генератор, генератор GPS-устройства или рубидиевый эталон частоты.

Итак, теперь, когда вы знаете, что такое генератор сигналов, давайте посмотрим, чем отличаются генераторы функций. Генераторы функций идут дальше генераторов сигналов, позволяя генерировать периодические стандартные функции, такие как шум, постоянный ток, нарастание и спад, треугольник, квадрат и синус.

Когда мы говорим о генераторах произвольных функций, часто сокращаемых до AFG, мы имеем в виду генераторы функций, которые могут создавать определяемые пользователем периодические сигналы.

У вас также есть генераторы сигналов произвольной формы, которые не следует путать с генераторами сигналов произвольной формы. Первый вариант немного сложнее, с дополнительными функциями. С AFG вы можете создать только настраиваемую периодическую форму волны, тогда как AWG может генерировать определяемую пользователем форму волны любого размера.

Как настроить генератор функций?

Типичные технические характеристики генератора функций общего назначения следующие:

• Обеспечивает импульсный выход, пилообразный, треугольный, квадратный и синусоидальный.

• Выходная амплитуда до 10 В (от пика до пика).

• Поддержка фазовой, частотной или амплитудной модуляции.

• Некоторые функциональные генераторы могут быть синхронизированы по фазе с внешним источником сигнала, которым может быть другой функциональный генератор или опорная частота.

• Стабильность частоты 500 ppm для цифрового генератора или 0,1 процента в час для аналоговых генераторов.

• Он может генерировать широкий диапазон частот.

• Выходное сопротивление 50 Ом.

• Некоторые функциональные генераторы выдают напряжение смещения постоянного тока.

• Вы можете изменять амплитуду, как правило, с помощью калиброванного аттенюатора с непрерывной регулировкой для каждого шага декады.

Конечно, у каждого генератора функций есть различия, но это должно помочь вам понять, чего ожидать.

Если вы хотите использовать генератор функций для проверки поведения схемы, вы должны выполнить несколько шагов.Давайте посмотрим на них, чтобы вы лучше поняли:

1. Включите генератор и выберите желаемый выходной сигнал, т.е. треугольник, синусоидальную или прямоугольную волну.

2. Теперь выходные провода следует подключить к осциллографу, чтобы выходной сигнал был визуализирован.

3. Используйте регуляторы частоты и амплитуды для настройки параметров.

4. Выходные провода функционального генератора необходимо подключить ко входу схемы, которую вы хотите проверить.

5. Выход вашей схемы необходимо подключить к осциллографу или измерителю, чтобы визуализировать результирующее изменение сигнала.

Если выходное напряжение неправильное, вам может быть интересно, что делать. Многие из доступных сегодня функциональных генераторов были разработаны с выходным сопротивлением 50 Ом. Причина этого в том, что обычные соединительные ВЧ кабели имеют сопротивление 50 Ом с точки зрения характеристического сопротивления. Некоторые генераторы имеют регулируемое выходное сопротивление.Однако амплитуда этих генераторов верна, когда выход генератора подключается к нагрузке, равной выходному сопротивлению. Следовательно, если выход заканчивается правильным терминатором сквозного подключения, вы будете измерять точное напряжение как настройку генератора.

Если вы подключите генератор импеданса 50 Ом к входу с высоким импедансом, например, осциллограф с входным импедансом 1 МОм, вы увидите, что на выходе генератора состояний будет примерно вдвое больше.

Установка нереактивного резистора, например, углеродного пленочного резистора, на выходные клеммы предполагаемого выходного сопротивления генератора — это быстрый тест, который вы можете провести. Вы должны проверить выходное напряжение на согласующем резисторе, но убедитесь, что вы не превышаете номинальную мощность резистора.

Заключительные слова по использованию генератора функций

Итак, вот и оно: понимание генераторов функций. Это одно из самых важных и универсальных средств тестирования, когда дело касается электротехнической продукции.Мы надеемся, что это руководство помогло вам лучше понять, как он работает, а также чем отличается от других генераторов, представленных сегодня на рынке.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *