Обороты генератора: Доводим привод генератора. Умей вертеться! — журнал За рулем

Как влияет генератор на обороты двигателя

Содержание

1. Как можно «убить» генератор: самые распространенные ошибки
2. Напряжение генератора автомобиля, норма на холостом ходу и под нагрузкой
3. Важные моменты
4. От чего зависит срок годности АКБ?
5. Какое напряжение генератора считается нормой?
6. Минимальный параметр напряжения на входе батареи
7. Напряжение генератора на ХХ
8. Напряжение генератора под нагрузкой
9. Напряжение на генераторе для зарядки АКБ
10. Пара слов об электролите
11. Уменьшение напряжения зимой: чем это вызвано?
12. Плохой холостой ход в инжекторных двигателях: проблемы и решения. часть 1
13. Короткие практические выводы
14. Видео

Как можно «убить» генератор: самые распространенные ошибки

Нередко многие узлы автомобиля выходят из строя от банального невнимания, а именно нежелания хотя бы изредка поднимать капот и смотреть, что происходит в моторном отсеке. При таком раскладе вполне можно недосмотреть, что вы эксплуатируете автомобиль с неисправной или ослабленной клеммой или, как еще говорят, с плохой или пропавшей массой».

Из-за этого генератор начинает работать под большой нагрузкой, не выдавать заявленное напряжение и разогреваться до нештатных температур.

Вывести генератор из строя с помощью воды вполне можно при мойке двигателя. Причем тут все зависит о того, как долго и как активно вы ездили, прежде чем приехали на мойку.

Все это может спровоцировать искрение щеток, их быстрый износ, а также перегрев регулятора напряжения и блокировку щеток. Кроме того, сформировавшаяся пастообразная масса может стать токопроводной. А это значит, что при скоплении замасленных элементов между коллектором ротора и корпусом генератора вполне может произойти короткое замыкание.

Нередки случаи, когда генератор сжигают меломаны, происходит все примерно следующим образом. Любители громкой музыки устанавливают в небольшую «легковушку» серьезный сабвуфер и множество динамиков без доработки штатной электрики автомобиля.

В результате при воспроизведении треков в стиле «тынц-тынц» в электросети возникают пиковые скачки, резко повышается токопотребление, генератор начнет сильно перегреваться и в конце концов выйдет из строя.

Чтобы исключить такой сценарий, не устанавливайте такую технику самостоятельно, а обратитесь к специалистам. Они, вероятнее всего, подключат усилитель через конденсатор (он сгладит скачки энергии) или установят более мощный или дополнительный генератор.

Или, как вариант, штатный генератор может сгореть на бездорожье, после того как джиперы некорректно задействуют лебедку, например, поднимая обороты двигателя в надежде «добыть» из генератора побольше электричества.

Источник

Напряжение генератора автомобиля, норма на холостом ходу и под нагрузкой

Из статьи вы узнаете какое напряжение генератора считается нормой на холостом ходу и под нагрузкой, как влияет данный параметр на срок службы аккумуляторной батареи.

Важные моменты

Напряжение (U) и емкость АКБ автомобиля — главные параметры, на которые необходимо уделять внимание при выборе и проверке источника питания.

Главным назначением аккумулятора является пуск двигателя в период, когда генератор машины еще не подключился к работе, а АКБ является единственным источником питания.

Чтобы исключить проблемы в эксплуатации, автовладелец должен знать следующие моменты:

Рассмотрим эти вопросы подробно.

От чего зависит срок годности АКБ?

Каждый производитель после изготовления батареи устанавливает гарантийный срок ее эксплуатации.

Кроме этого параметра, существует и фактический период, зависящий от многих факторов — своевременности обслуживания, соблюдения правил эксплуатации, состояния электропроводки и прочих моментов.

Из-за того, что условия обслуживания АКБ отличаются, различается и срок годности изделия.

У автовладельцев, которые эксплуатируют машину только в теплое время года, аккумулятор живет дольше всего. Другое дело, когда автомобиль нужен круглый год, вне зависимости от температуры на улице.

В такой ситуации срок годности АКБ снижается. Это вызвано и тем, что во втором случае водитель может накатать больший километраж.

Также на ресурс аккумулятора влияет:

При обычном режиме эксплуатации, когда автовладелец регулярно проверяет аккумулятор и проводит ТО, ресурс батареи составляет 4-5 лет при общем пробеге за этот период в 60-80 тысяч километров.

Чтобы избежать проблем, желательно периодически проверять напряжение генератора и аккумулятора.

Но упомянутый срок службы не наивысший, ведь при аккуратном обслуживании АКБ может проработать до восьми лет.

Но стоит знать, что рано или поздно замена аккумулятора потребуется, ведь с момента начала эксплуатации рабочие пластины постепенно изнашиваются. Чем больше циклов заряда и разрядки проходит батарея, тем быстрее она выходит из строя.

Практика показывает, что ключевую роль играет генератор, его исправность и текущее напряжение. Вот почему этому аспекту необходимо уделять ключевое внимание.

Какое напряжение генератора считается нормой?

После этого необходимо поочередно подключать потребителей и проверять напряжение генератора.

В идеале оно должно «подсесть» где-то на 0,2 Вольта при включении каждой новой нагрузки. При этом общее U не должно опуститься ниже уровня 12,8 Вольт. В противном случае АКБ разрядится.

Минимальный параметр напряжения на входе батареи

При проверке параметров генератора стоит брать во внимание характеристики самого АКБ.

Многие автовладельцы интересуются, каким должно быть напряжение на выходе аккумулятора для нормального пуска двигателя.

Точного ответа здесь нет, но средний параметр должен составлять 12,6-12,7 В. В зависимости от условий эксплуатации этот показатель может корректироваться.

Некоторые производители уверяют, что их продукт имеет напряжение 13-13,2 Вольт. Этот параметр реален, но не стоит измерять напряжение сразу после подзарядки генератором или ЗУ.

Перед проведением работы желательно выждать 1-2 часа. В этом случае U должно опуститься до уровня 12,7-13 В.

Если этот параметр начинает «плавать» или опускается ниже 12 В, это говорит о разряде батареи на 50% или неисправности генератора.

Здесь рекомендуется проверка цепи зарядки или применение внешнего зарядного устройства.

Если продолжать эксплуатацию батареи в этом состоянии, возникает сульфатация свинцовых пластин, что уменьшает работоспособность АКБ и уменьшает срок ее службы.

На практике такое снижение напряжение не является критичным, ведь запустить батарею еще можно, а дальше генератор производит подзарядку до необходимого уровня.

Главное — убедиться в исправности цепи заряда и увеличении напряжении на выводах аккумуляторной батареи.

Если U на выходе опустилось ниже 11,6 В, можно говорить о полном разряде источника питания.

Дальнейшее применение батареи в этом случае невозможно — ее необходимо снимать, выполнить проверку исправности и обеспечить заряд от внешнего устройства.

С учетом сказанного выше можно делать вывод, что напряжение на АКБ при исправном генераторе должно составлять (при заглушенном моторе) 12,6-13,2 В. На практике этот параметр немного ниже и составляет 12,3-12,5 В.

Такое напряжение свидетельствует о незначительном недозарядке АКБ. В этом нет ничего страшного. Главное — не допускать уменьшение U ниже 12 В.

Напряжение генератора на ХХ

Для проверки работоспособности генератора необходимо завести двигатель и измерить напряжение на клеммах АКБ. Нормальное U составляет 13,5-14 В.

Если этот параметр возрастает выше 14,2 В, можно сделать вывод о снижении заряда батареи и переходе генератора в усиленный режим заряда.

Такая ситуация возникает в редких случаях, когда аккумулятор разрядился из-за длительного простоя на холоде или подключенной нагрузки.

Возможны ситуации, когда электроника автомобиля не допускает повышения напряжения генератора, опираясь на температуру окружающего воздуха.

Повышение уровня U, которое поступает на АКБ от генератора, не критично. Если электрооборудование машины исправно, уже через 5-10 минут напряжение заряда снизится до необходимого уровня в 13,5-14,0 Вольт.

В случае, когда U не снижается, необходимо приступать к ремонту цепи питания или генератора. В противном случае дело закончится выкипевшим электролитом.

Если при работающем моторе на ХХ генератор выдает напряжение 13,0-13,4 В, это свидетельствует о проблемах с АКБ (последний не берет часть заряда).

В такой ситуации стоит выполнить проверку генератора при включении всех потребителей — фар, музыки, кондиционера и прочих. Об этом поговорим ниже.

Напряжение генератора под нагрузкой

Чтобы убедиться в работоспособности источника питания, рекомендуется выполнить проверку под нагрузкой.

Для начала вспомним, что напряжение бывает трех видов:

Наличие нагрузки позволяет убедиться в исправности аккумулятора и генератора.

С виду исправная батарея, имеющая на выходе 12 В, может существенно «подсаживаться» после включения потребителей. В процессе проверки применяется дополнительное устройство — нагрузочная вилка, позволяющая обеспечить повышенную нагрузку на АКБ.

Если емкость вашего аккумулятора составляет 60 мА*ч, величина нагрузки должна быть равна 120 А. Продолжительность подключения — 3-5 секунд.

Об исправности источника питания можно говорить, если напряжение не опускается ниже 9 Вольт. Если же параметр снизился до 5-6 В, это свидетельствует о полном разряде АКБ. После проверки под нагрузкой напряжение должно вернуться до уровня 12,2-12,4 В.

При обнаружении сильной просадки необходимо проверить АКБ, а после еще раз повторить эксперимент с вилкой. При отсутствии просадки можно говорить об исправности батареи.

Для проверки генератора можно поступить следующим образом — завести машину, включить максимум потребителей, после чего выполнить измерение. Напряжение должно быть 13,5-14 В.

Если оно ниже, это свидетельствует о выходе из строя генератора. Нижним критичным пределом является 13,0 В.

Если напряжение генератора автомобиля сильно низкое, не торопитесь делать выводы — убедитесь, что контакты на АКБ не окислились. Если это так, протрите их с помощью шкурки.

Напряжение на генераторе для зарядки АКБ

Не секрет, что при заряде аккумулятора с помощью стационарного ЗУ напряжение на входе должно быть около 18 В.

Одновременно с этим необходимо следить за уровнем напряжения на клеммах АКБ. Как только U перестает расти, можно говорить о полном заряде. Если продолжить процесс, возможно «кипение» электролита.

После пуска двигателя зарядный ток находится на уровне 5-10 Ампер (иногда больше), но через несколько минут он снижается до 1-3 А, что считается оптимальным параметром для АКБ.

Косвенным показателем нормального режима работы генератора считается напряжение на выводах через несколько минут после пуска мотора. Этот показатель должен быть на уровне 13,9-14,2 В.

Его величина во многом зависит от климатических условий, в которых эксплуатируется транспортное средство.

Пара слов об электролите

Одним из главных показателей, по которым можно судить об исправности батареи, является уровень электролита. Именно от него зависит напряжение источника питания при различных режимах работы.

В процессе разрядки аккумулятора происходит расход кислоты, доля которой в общем объеме жидкости составляет третью часть (35-36%).

Результатом является уменьшение плотности жидкости. Когда производится зарядка батареи, происходит обратный процесс.

В такой ситуации вода расходуется, а кислота, наоборот, образовывается. Как результат, плотность электролита увеличивается.

В обычном состоянии, когда напряжение на АКБ равно 12,7 В, плотность составляет 1,27 г/куб.см. При этом все параметры напрямую зависят друг от друга.

Уменьшение напряжения зимой: чем это вызвано?

Иногда автовладельцы сталкиваются с ситуацией, когда в холодное время года параметры АКБ ухудшаются, а автомобиль не удается завести.

Чтобы избежать проблем, предусмотрительные водители снимают источник питания и относят его в тепло.

На самом деле, суть проблем в следующем. При снижении температуры ниже «нуля» плотность электролита также меняется. Следовательно, корректируется и уровень напряжения (как отмечалось выше).

Даже при нормальной зарядке батареи плотность электролита растет, из-за чего увеличивается и U. Следовательно, если АКБ нормально заряжена, бояться ей нечего.

Хуже обстоит ситуация, если бросить на холоде разряженный аккумулятор. В этом случае плотность будет падать и появятся проблемы с пуском мотора. В ряде случаев жидкость может замерзнуть.

Что касается проблем, связанных с пуском АКБ в холодное время года, они возникают из-за торможения химических процессов внутри устройства при снижении температуры ниже нуля.

Это значит, что при нормальном заряде плотность и напряжение АКБ будут достаточными, чтобы пустить двигатель даже зимой.

Зная, какое напряжение должно быть на генераторе автомобиля, можно избежать преждевременного выхода из строя или разряда АКБ, а также своевременно диагностировать неисправность самого генератора.

Источник

Плохой холостой ход в инжекторных двигателях: проблемы и решения. часть 1

ВНИМАНИЕ! На вопрос «почему плохой холостой ход» нет и не будет простой универсального ответа.
Просто надо детально ознакомиться со многими причинами, которые ухудшают работу автомобильного двигателя.
У вас есть возможность ознакомиться. Статья, которую вы читаете, условно разделяем на несколько частей:
1. Немного теории
2. Инжекторные двигатели. Датчики
3. Практические рекомендации

Если увидите, что некоторые слова в статье будут вам незнакомы, рекомендую сначала почитать общую коротенькую статью о автомобильные двигатели, о узлы двигателей и популярные технические термины и сокращения. Это начальная статья с простым объяснением некоторой терминологии в автомобильный тематике.
Если хотите прочитать фразу «проблемы холостого хода решаются заменой того и сего», то попробуйте продать автомобиль и ездить на автобусе. Даже не полагайтесь на гениальную совет. Пока не освоите простенькие базовые знания о двигателях, не будет для вас удачи в ремонте автомобиля.

Начинаем.
Сколько нужно денег, чтобы проверить, хороший двигатель в вашей машине? Для этого нужно 1 копейка. Монетка достоинством 1 копейка ставится на ребро на капот вашей машины, подкрепляется чем, чтобы не скатывалась, а тогда надо завести двигатель. Если монетка не упала, значит, ваш двигатель работает идеально.
Двигатель редко работает идеально, особенно на холостых оборотах. Что может быть «не так» на холостых оборотах?

Есть такие варианты:
1. Двигатель неожиданно останавливается. Заводится без проблем, или не заводится, пока не остынет.
2. Холостые обороты уменьшаются, иногда вплоть до остановки двигателя.
3. Двигатель останавливается, если сбросить «газ». Очень трудно остановить у светофора машину, чтобы двигатель при этом не остановился.
4. Холостые обороты просто великоваты.
5. Холостые обороты без причины увеличиваются, особенно при езде, когда идет переключение передач, либо включения нейтральной передачи.
6. Холостые обороты вообще нестабильны, двигатель просто «дурачится» и все время меняет скорость работы, при этом очень расшатывается. Некоторые любят говорить «двигатель ковбаситься».
7. После нажатия на педаль «газа» и отпускания педали холостые обороты редко возвращаются к исходному состоянию, или вообще не возвращаются.
8. Холостые обороты вообще нестабильны, и любые действия с дроссельной заслонкой изменяют холостые обороты.
Мы рассмотрим только большинство популярных факторов, влияющих на холостой ход.

Немного теории. Коротко и упрощенно

Для нормальной работы холостого хода нужно подавать в цилиндры двигателя нужное количество топлива и воздуха, при цьоиу микрокапельки топлива в смеси должны быть минимальных размеров, а еще надо поджигать эту смесь в цилиндре только в нужный нам момент, иначе говоря, мы должны знать необходимый нам » угол опережения зажигания «. Больше никаких требований.

Инжекторные двигатели сразу разделились на две группы: двигатели с моноинжектором и двигатели с с распределенным впрыском, среди них можно выделить двигатели с прямым впрыском. Моноинжектор — это обычная замена традиционного карбюратора, моноинжектор даже находится на месте бывшего карбюратора, и формирует топливную смесь, подавая ее в впускной коллектор двигателя, а прямой впрыск бензина идет прямо в цилиндры двигателя. Распределенный впрыск может быть одновременным, попарно-параллельным и фазированным.
«Полного» впрыска не существует, это самодельный жаргон.

Преимущество двигателя с моноинжектором : двигатель проще и дешевле.

Продолжаем. Датчик давления во впускном коллекторе уже не мембранный, как в старых двигателях, а пьезокерамический. Этот датчик дает в контроллер сигнал, который зависит от давления во впускном коллекторе, а давление зависит от скорости потока воздуха во впускном коллекторе. Датчик нужен для расчета количества воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя. Датчик давления может находиться не на самом впускном коллекторе, а соединен с коллектором эластичной трубкой. Случается, что в трубке разрыв, или трубка хорошо забита грязью. Разрыв в трубке может увеличивать обороты двигателя, а загрязненная трубка или неисправен датчик уменьшает обороты.

Конечно, функцию датчика давления (английское название MAP ) во впускном коллекторе может выполнять датчик массового расхода воздуха ( MAF ), это уточнение мы пропускаем.

Разреженный воздух (его упорно называют «вакуум») с впускного коллектора двигателя, как и в карбюраторных двигателях, продолжает подаваться в вакуумный усилитель тормозов. Значит, при хронически слишком больших оборотах холостого хода обязательная проверка клапана вакуумного усилителя.
Плохо работающий датчик MAP или MAF (ДМРВ) чрезвычайно ухудшает работу двигателя под нагрузкой.

Датчики температуры воздуха во впускном коллекторе и температуры охлаждающей жидкости подают необходимый сигнал в электронный блок управления двигателем, и неправильная работа этих датчиков может изменять холостой ход, но это не делает его нестабильным. В некоторых ситуациях неисправность этих датчиков приводит к тому, что двигатель хорошо заводится холодным и плохо заводится горячим, или наоборот.

Все остальные датчики двигателя, которые встречаются в современных моделях автомобилей, мы не рассматриваем. Они не являются теми базовыми датчиками, от которых больше всего зависит стабильность работы автомобильного двигателя.

Короткие практические выводы

Если есть проблемы с системой зажигания, то холостой ход никогда не может быть слишком большим, он может быть снижен и нестабильным, а чаще двигатель просто не заводится или глохнет. Если холостой ход слишком большой, начинаем подозревать один из датчиков а уже потом подозреваем, что что-то испачкался.

С чего начинать проверку, когда у вас проблемы с холостым ходом?
При поиске неисправности нужно пользоваться двумя главными правилами:
Правило 1. Электроника — наука о контактах и об отсутствии контактов там, где они должны быть. В первую очередь — неконтакты в разъемах и точках заземления ( «плохой контакт на массу»). Очень редко — обламывания и обрыв проводов электропроводки автомобиля.
Все контакты на всех разъемах в автомобиле и все точки подключения к «массе» должны быть в хорошем состоянии, иначе будете бороться с любой проблемой, как Дон Кихот с ветряными мельницами. Для невезучих автовладельцев есть ситуации, когда точка подключения датчика к «массе» выбрана неудачно (кто-то вспомнил об автомобилях ВАЗ), и такая проблема проявляется также на подержанных машинах.
Какой признак, что где-то плохой контакт? Признак прост: после того, как что-то пошевелилы в электрооборудовании, становится лучше, или хуже.
Правило 2. Несмотря на возможные редкие ошибки, автоконструкторы — не дураки. Не стоит слушать не в меру «умных» механиков, для которых «все в вашей машине сделано не так, и все надо менять».

После отключения датчика могут быть неудобства. Некоторые контроллеры сразу зажигают сигнал «Check engine» (цвет лампочки традиционно оранжений), и не тушат, пока не сбросить список ошибок, который сбрасывается специальным сканером. Другие контроллеры культурно гасят этот сигнал, как только снова подключить датчики.
Так вот, отключаем поочередно эти датчики, заводим двигатель. Что-то изменилось! Холостые обороты уже совсем не такие. Не важно, какие они, но если они стали стабильными, если они нормально уменьшаются до того же уровня после «газировки», если они остаются такими же после нескольких отключений и включений двигателя, то это означает, что клапан холостого хода работает нормально, независимо от того, чиста ли грязный, и дроссельного заслонка НЕ заклинивает. Иначе — ищите, почему заклинивает клапан или заслонка.
Кое-что уже проверено! Подключаем отключены датчики.
Продолжаем.

Проблемные обороты холостого хода в вашем двигателе или слишком большие, или слишком малы, в обоих случаях они еще и нестабильны. Анализ причин начнем с увеличенных оборотов холостого хода, при этом рассмотрим несколько вариантов повышенных оборотов.

Вариант 3 : Удивительно, но этот вариант мучает многих водителей, некоторые из них считают, что «так надо», другие «черт с ним». Дело в том, что холостые обороты во время езды становятся ненормально высокими на нейтральной передаче. При остановке обороты становятся нормальными. Переключить при езде на другую передачу, а затем на нейтраль — обороты также могут становиться нормальными. Водители говорят, что » холостые обороты зависают «. Не в пару секунд зависают, а на 10-15 секунд, или на несколько минут.
Кстати, если отключить датчик скорости — проблема исчезнет. Но отключение датчика скорости — это не решение проблемы, а лишь предварительная диагностика.
При езде холостые обороты НАДОЛГО и СЕРЬЕЗНО увеличиваются, а на светофоре становятся нормальными. Это неисправность, а не особенность.
Поговорим об этой неисправности более подробно. Наиболее популярная причина — очень незначительно негерметичности в задроссельным пространстве двигателя, такая негерметичность легко компенсируется клапаном холостого хода, когда машина не двигается, но не компенсируется во время движения машины без нагрузки, то есть на нейтральной передаче.

Зря спрашивать об этой проблеме на форумах в Интернете. Сразу прибежит стадо носорогов со своими «советами». И правильные, толковые ответы теряются в потоке таких вот «ответов»:
«А вы снимаете ногу с педали газа?»
«Проверьте, коврик под ногами не задевает за педаль газа»
«Да надо, это такая фича»
«Ничего, привыкнет»
«Поменяйте прошивку»
«Поменяйте машину»
Ну, и далее по списку.
Следовательно, не слушаем не в меру «знающих» молодцов на форумах, а детально рассматриваем теорию.

Контроллер двигателя спасает болванов за рулем от таких глупостей. После значительной нагрузки на двигатель контроллер на некоторое время и на некоторых режимах немного, лишь немного увеличивает обороты холостого хода. Когда вы остановили машину, контроллер переходит на режим холостого хода при неподвижной машине, и холостые обороты снова становятся нормальными.

Хорошо, но почему в невезучих водителей обороты зависают во время движения до 2000-4000, к тому же зависают без причины?
Разберемся!

Сейчас будет немного скучно, потому что мы снова поднимаемся к теории.

Сейчас прочитаете несколько контрольных фраз.
Когда машина не движется и педаль «газа» не нажата, контроллер корректирует количество воздуха, подаваемого в цилиндры, с помощью клапана холостого хода. При этом главный входной параметр для контроллера — сигнал с ДПДЗ, а при «газировке» — также сигнал с кислородного датчика и датчика MAP или MAF.
Когда датчик скорости показывает, что машина движется, контроллер уже НЕ корректирует обороты двигателя, а вычисляет необходимое количество воздуха и топлива для двигателя, а также угол опережения зажигания, и этим пытается обеспечить максимальную эффективность работы двигателя на всех режимах езды. Для этого контроллер в небольших пределах регулирует входную количество воздуха клапаном холостого хода, а также регулирует время впрыска топлива и угол опережения зажигания. Если контроллер при этом немного ошибается, и в цилиндры поступает меньшее количество воздуха, чем рассчитана, вы этого не заметите, потому что лишь немного упадет мощность двигателя. Но вы сразу услышите «вой» двигателя на нейтральной передаче, если в цилиндры двигателя поступает немного больше воздуха, чем рассчитано контроллером.

В каких случаях контроллер в этом режиме делает ошибку?

На ошибку контроллера влияют лишь несколько факторов:
Фактор 1 — это незначительная негерметичность, которая добавляет воздуха во впускной коллектор. Этот фвктор наиболее популярен. При незначительной негерметичности контроллер может содержать холостые обороты в пределах нормы, пока машина неподвижна.
Во время движения машины контроллер вычисляет необходимое количество воздуха, пользуясь сигналами с датчиков, и никак не учитывает незначительное количество дополнительного воздуха, поступающего за счет незначительной негерметичности. Результат — дополнительная газирования при езде на нейтральной передаче. Если эта негерметичность еще больше, двигатель «газует» даже при включенной передаче, пока не остановить машину. Такое бывает!
Круиз-контроля в машине нет, а эффект — есть.

Факторы 2 и 3 — это ДПДЗ и датчик массового расхода воздуха или датчик давления во впускном коллекторе а также датчик температуры воздуха во впускном коллекторе. Один из этих датчиков может давать в контроллер неправильную информацию. Получив неправильную информацию, контроллер неправильно высчитывает режим двигателя.

Теперь — детально.
О негерметичности и ее поиск мы уже говорили. Если негерметичности гарантированно нету, подозреваем датчики.
Начнем с ДПДЗ. Посмотрите на рисунок 1.

Для начала измерьте, которую выходное напряжение дает ДПДЗ в положении «холостого хода». Сигнал датчика в этом режиме может быть в пределах от 0.6 Вольт до 0.9 Вольт, точное значение не важен. Если этот сигнал слишком большой, ждите заглохання двигателя после каждого «газировки». Если сигнал слишком мал, обороты после «газировки» остаются большими и очень медленно приходят к нормальному уровню.
Хотя в некоторых контроллерах вместо заглохання мы наблюдаем «зависания» повышенных холостых оборотов.

Итак! Несмотря на то, что проблема появляется в режиме холостого хода, важно скорректировать НЕ напряжение ДПДЗ в точке холостого хода, а напряжение, которое дает этот датчик примерно в середине рабочего диапазона. Если это напряжение меньше нужной — ждите «зависания» холостых оборотов при езде. Если это напряжение больше от нужной, то вы, возможно, ничего не заметите.

И ВСЕ ЭТО ПРИ УСЛОВИИ исправно КОНТАКТОВ!

Кто-то уже не согласен, и доказывает, что все это не так. Он уже начитался в Интернете (или услышал что-то премудрое на СТО ), что проблемы с ДПДЗ — это проблемы с кабелем, который соединяет этот датчик с контроллером. Если «по-особенному» разместить этот кабель в машине, тогда будет лучше, или, например, нужен особый экранированный кабель. Мудрецы!

Источник

Видео

Двигатель троит, а виноват генератор.

5 признаков неисправности генератора!? Неисправен генератор что делать?

Каждый водитель Авто должен знать про эту опасную для него и аккумулятора неисправность в генераторе

Каждый водитель должен знать про эту коварную неисправность в генераторе автомобиля.

Бензогенератор, настройка регулятора оборотов.

Как проверить генератор. За 3 минуты, БЕЗ ПРИБОРОВ и умений.

Как убрать повышенные обороты за минуту, на примере Лачетти

Ременная передача. Урок №3

Какой заряд должен выдавать генератор зимой и летом, Пару советов

Провалы оборотов при включении электронагрузки. Итог. Пол года спустя. Duratec HE 2.0

Тест автомобильных генераторов КЗАТЭ, LKD, Fenox, «Прамо» и «СтартВОЛЬТ»

Каждому автомобилисту, который интересуется устройством своего железного коня, известно, что основным источником электроэнергии в электрооборудовании любого автомобиля является энергетическая установка, в которую входит аккумуляторная батарея, генератор и реле-регулятор. Аккумулятор является основным в этой тройке. Он питает всю бортовую сеть автомобиля, а генератор с реле-регулятором, по мере своей возможности и необходимости, подпитывают АКБ и следят за тем, чтобы бортовая сеть автомобиля не превышала заданного напряжения (для автомобилей с 12-вольтовым оборудованием это напряжение составляет 14—14,6 В, а для 24-вольтового — 27—28,8 В). И хотя генераторы в автомобиле являются предметами «долгоиграющими», все же и они порой выходят из строя. Давайте посмотрим, что предлагает нам российский рынок для замены вышедшего из строя генератора, а заодно протестируем предложенные модели в нашей испытательной лаборатории.

 

Для начала небольшой ликбез. Генератор необходим для бесперебойного заряда постоянно разряжаемой АКБ электроприборами, включенными в бортовую сеть автомобиля. На современные машины устанавливаются генераторы переменного тока. Они в наибольшей степени отвечают требованиям, которые предъявляются для одного из важнейших энергоузлов автомобиля.

Генератор преобразует механическую энергию, получаемую от двигателя, в электрическую. Регулятор напряжения (в подавляющем большинстве современных автомобилей — составная часть генератора, за редким исключением, когда регулятор является «выносным», то есть выносится в моторный отсек, отдельно от генератора) поддерживает напряжение бортовой сети автомобиля в заданных пределах при изменении электрической нагрузки, частоты вращения ротора генератора и температуры окружающей среды.

Автомобильный генератор должен обеспечивать бесперебойную подачу тока и обладать достаточной мощностью, чтобы:

• снабжать электроэнергией АКБ, которая постоянно разряжается работающими потребителями бортовой;
• при включении всех штатных потребителей электроэнергии на малых оборотах двигателя не происходил разряд аккумуляторной батареи.

Ко всему прочему, генератор должен иметь достаточную прочность, большой ресурс, небольшие массу и габариты, невысокий уровень шума и радиопомех.

Подытожив все вышесказанное, можно сделать вывод, что генератор — это сердце электрики автомобиля, которое всегда должно «биться» и выдавать ток для заряда, чтобы машина «жила».

Понимая всю важность данного автомобильного узла, мы обратили свой взор на рынок генераторов для отечественных автомобилей.

Для сравнительного теста нами были приобретены пять автомобильных генераторов в обычном магазине запасных частей. Это генераторы марок КЗАТЭ, LKD, Fenox, «Прамо» и «СтартВОЛЬТ». Все они предназначены для установки на двигатели автомобилей ВАЗ.

 

Генератор переменного тока 9402.3701-01 со встроенным выпрямительным блоком и аналоговым регулятором напряжения (14 В; 80 А; 1,12 кВт; 1200/6000 мин^-1; 4,9 кг) — ОАО «Завод им. А. М. Тарасова» (ОАО «ЗиТ») — марка КЗАТЭ (Россия)

 

Данный генератор считается штатным, поскольку именно генераторы данного завода поставляются на конвейер АвтоВАЗа.

Оценка качества сборки нареканий не вызвала. Генератор ремонтопригоден.

Немного о методике оценки: для снятия вольт-амперной характеристики генераторы устанавливались на специализированный стенд. Максимальное значение силы тока генераторы должны обеспечивать при значении оборотов коленчатого вала от 1500 до 2500.

На 700 оборотах коленвала в минуту данный генератор показал значение силы тока в пределах 40 А с предрасположенностью к «затуханию». При выходе на номинальные обороты генератор КЗАТЭ подтвердил заявленные 80 А и даже вышел на показатель 90 А. Оценивая отзывы автомобилистов, можно с уверенностью сказать: данный генератор является вариантом классического надежного исполнения без претензии на выдающиеся показатели, однако гарантирующий беспроблемную эксплуатацию.

 

Испытания генератора КЗАТЭ при 700 об/мин коленвала двигателя

 

Испытания генератора КЗАТЭ при 2000—2500 об/мин коленвала двигателя

 

Генератор переменного тока 9402.3701 P со встроенным выпрямительным блоком и аналоговым регулятором напряжения (14 В; 100 А; 1,4 кВт; 1200/6000 мин^-1; 4,85 кг) — LKD Electrical (Китай)

Генератор LKD практически полностью повторяет конструкцию описанного выше генератора КЗАТЭ.

Для него характерны те же особенности по качеству исполнения и ремонтопригодности.

Однако уже при установке на стенд генератор LKD показал свою полную неработоспособность. При выявлении причины отказа было обнаружено отсутствие пайки на питающем проводе реле регулятора. При обдумывании дальнейшей судьбы генератора мы решили исключить его из испытаний. Несмотря на то, что устранение неисправности могло занять несколько минут, мы решили занять позицию потребителя. Заплатив деньги, потребитель не должен самостоятельно устранять брак производителя и проводить доработку собственными силами.

 

Отсутствие заряда генератора LKD

 

Впоследствии мы поинтересовались отзывами потребителей в Интернете по данному генератору и обнаружили другие негативные отклики в адрес этого испытуемого, с той лишь разницей, что кому-то пришлось выложить чуть больше за него.

 

Генератор переменного тока AL 21305 со встроенным выпрямительным блоком и аналоговым регулятором напряжения (14 В; 80 А; 1,12 кВт; 1200/5500 мин

-1; 5,6 кг) — Fenox Global Group (Беларусь)

Генератор марки Fenox по конструкции идентичен двум описанным ранее. Однако при осмотре этого генератора было обнаружено более высокое качество исполнения. Ремонтопригодность на том же уровне — требует вмешательства подготовленного специалиста. Зная «болячки» подобных генераторов, нами была проверена затяжка контактов. Как оказалось, не напрасно. Не затяни их — последствия были бы печальными, хотя и в обозримом будущем: оплавление контактов за счет образующихся переходных сопротивлений при прохождении больших токов, последующий выход агрегата из строя. На самом деле это скорее профилактика, нежели криминал. Данной процедуре подвергались все генераторы.

Стендовые испытания генератора Fenox показали следующие результаты. При работе на 700 оборотах коленвала в минуту удалось достичь значений на уровне 45—50 А с явными признаками «затухания». При увеличении оборотов коленвала до 2500 генератор выдал 90 А под нагрузкой, однако на этом все и закончилось.

 

Испытания генератора Fenox при 700 об/мин коленвала двигателя

 

Испытания генератора Fenox при 2000—2500 об/мин коленвала двигателя

 

Генератор переменного тока 5102. 3771 со встроенным выпрямительным блоком и аналоговым регулятором напряжения (14 В; 100 А; 1,4 кВт; 1200/5500 мин^-1; 5,4 кг) — ЗАО «Концерн „Прамо“» (Россия)

 

По конструкции генератор марки «Прамо» несколько отличается от трех предыдущих: используется иное литье, применена иная конструкция подшипниковых опор. Закрепление подшипников с помощью фланцев, ко всему прочему, позволило значительно поднять ремонтопригодность агрегата. Для ремонта подшипникового узла данного генератора можно привлекать специалистов с меньшей квалификацией.

Отличается по конструкции и диодный мост генератора. Исполнение в точности копирует конструкцию, применяемую в генераторах фирмы Bosch. Зато сам диодный мост не ремонтопригоден. Запайка выводов со статорной обмотки произведена на диодном мосту. В общем, ремонтопригодность принесена в жертву стабильному контакту.

Стендовые испытания генератора «Прамо» показали следующие результаты. При работе на 700 оборотах коленвала в минуту под нагрузкой удалось достичь значения 50 А. При увеличении оборотов коленвала до 2500 генератор достиг значения 100 А под нагрузкой.

 

 

Испытания генератора «Прамо» при 700 об/мин коленвала двигателя

 

 

Испытания генератора «Прамо» при 2000—2500 об/мин коленвала двигателя

 

Генератор переменного тока «СтартВОЛЬТ» LG 0110 со встроенным выпрямительным блоком и цифровым регулятором напряжения (14,6 В; 120 А; 1,9 кВт; 1200/5500 мин^-1; 5,3 кг) — ООО «Карвиль» (Санкт-Петербург)

По конструкции генератор марки «СтартВОЛЬТ» весьма близок таким представителям, как КЗАТЭ, LKD и Fenox. Схож с ними и его диодный мост, за исключением наличия двух дополнительных силовых диодов, призванных производить дополнительный отбор мощности, как заявляет разработчик. Это так называемое использование третьей гармоники, которая в других генераторах попросту не задействуется.

Выводы обмотки статора не имеют механических контактов. Запайка выводов статорной обмотки произведена на диодном мосту.

Реле-регулятор, в отличие от всех вышеописанных, является цифровым, а не аналоговым, опять же по заявлению производителя, и также предполагается, что, ко всему прочему, «на выходном ключе установлен полевой транзистор, имеющий при открытии нулевое сопротивление, что обеспечивает уменьшение потерь».

Подшипниковые узлы также аналогичны конструкциям генераторов КЗАТЭ, LKD и Fenox.

И самое главное значимое отличие от всех предыдущих моделей — заявленный ток в 120 А!

Мы не поверили на слово производителю, однако стендовые испытания генератора «СтартВОЛЬТ» показали следующие результаты: при работе на 700 оборотах коленвала в минуту под нагрузкой удалось достичь значения 60 А. Поразительно, но при увеличении оборотов коленвала до 2500 генератор достиг заявленного значения 120 А под нагрузкой! Де-факто это практически на 50 % больше, чем у штатного генератора КЗАТЭ.

 

 

Испытания генератора «СтартВОЛЬТ» при 700 об/мин коленвала двигателя

 

Испытания генератора «СтартВОЛЬТ» при 2000—2500 об/мин коленвала двигателя

 

Итак, подведем промежуточные итоги. При практически одинаковых конструкциях «изюминка» генератора «СтартВОЛЬТ» позволила добиться на 30—50 % лучших показателей, чем у потенциальных конкурентов. Нам остается свести данные замеров в таблицу, проставить цены и экспертные оценки.

 

ВЫВОДЫ

Классическая модель штатного генератора фирмы КЗАТЭ пользуется спросом у автомобилистов, хотя нельзя не сказать, что возросшая потребность в более мощных генераторах — это требование времени. Поэтому данная модель, несмотря на свое качество и уровень самого производителя, является морально устаревшей. Поэтому наш выбор пал на генератор фирмы «СтартВОЛЬТ» как более интересный по реальным характеристикам.

Причины и методы устранения неисправностей дизель-генератора: популярные проблемы и ошибки

Даже при регулярном техническом обслуживании не удается предотвратить неисправности дизель-генератора. Чтобы обеспечить максимально быстрый ввод оборудования в эксплуатацию, рекомендуем ознакомиться с наиболее распространенными поломками, характерными для агрегатов этого класса. Обратите внимание — перечень неисправностей характерен и для промышленных, и для бытовых агрегатов.

ДГУ не запускается — основные причины

Подобные ошибки дизель-генератора характерны для следующих неисправностей:

• Разряд аккумуляторных батарей или снижение давления в баллонах сжатого воздуха, обеспечивающих запуск двигателя. Если не завелся ДГУ после простоя (на протяжении нескольких месяцев), то причину искать необходимо именно в этом.

• Выход из строя топливного насоса, что приводит к неравномерной или недостаточной подаче горючего в дизельный двигатель.

• Применение некачественного или загрязненного горючего, что становится причиной засорения топливного фильтра.

• Зачастую в зимних условиях не запускается дизель-генератор по причине применения не соответствующего сезону топлива. Летняя солярка парафинизируется, превращаясь практически в вязкое желе.

В большинстве случаев, если не заводится дизель-генератор, причины следует искать в топливной системе или в пусковых устройствах. Помимо этого, при появлении проблем с запуском агрегата в работу в холодных условиях стоит обратить внимание на работоспособность предпускового подогрева оборудования.

При наличии неисправностей в дизель-генераторе рекомендуем провести диагностику.
Менеджеры компании “Альфа Балт Инжиниринг” примут и обработают вашу заявку на сервисную диагностику дизельной электростанции в кратчайший срок. Возможен выезд мобильной бригады непосредственно в день обращения, в независимости от дня недели и времени суток.

Заказать диагностику

Проблемы с напряжением — причины падения напряжения на дизель-генераторе при нагрузке

Большая часть проблем обычно связана не с тем, что не заводится дизельный генератор, а с тем, что при работе двигателя в штатном режиме оборудование не выдает заявленную мощность или уровень напряжения занижен. Для электрической части оборудования характерны неисправности следующих типов:

• Нарушение контакта в местах подсоединения проводов, износ щеток генератора.

• Причина просадки с 380 до 330 В у трехфазного агрегата может быть связана с недостаточной подачей напряжения в цепь возбуждения, кроме того, свою роль может сыграть и перекос фаз при неравномерной нагрузке.

• Если дизельный генератор выдает повышенное напряжение, проблему стоит искать в работе устройства AVR (регулятор напряжения).

• В случаях, когда дизельный генератор не выдает напряжения совсем, следует обратить внимание на автомат защиты или предохранители, которые могут выйти из строя из-за токовой перегрузки или короткого замыкания в цепи.

• При ситуациях, когда ДГУ работает с недовозбуждением, ток отстает от напряжения по фазе на 90 градусов, то есть становится индуктивным по отношению в сети. Длительная эксплуатация установки в таком режиме недопустима.

• Особую опасность представляет встречное напряжение при работе ДГУ. Причина такой неисправности связана с повреждением переключателя или АВР, при котором питание подается из основной сети и самого генератора.

Для подключаемой нагрузки особо опасным считается повышенное напряжение на выходе ДГУ. Причины перенапряжения в дизель-генераторе могут отличаться, но в любом случае это способно вызвать выход обслуживаемого оборудования и устройств из строя.

При эксплуатации установок этого класса следует придерживаться простого правила — запуск дизельного двигателя при неисправном генераторе запрещен. Это может стать причиной выхода из строя обмоток статора и ротора, ремонт в таком случае обойдется дорого, в отдельных случаях дешевле будет купить новый ДГУ.

Самопроизвольное отключение — почему глохнет дизель-генератор

Нестабильно работающая установка или регулярное самопроизвольное отключение может быть вызвана рядом факторов. Но если разбираться, почему сам отключается дизельный генератор, оказывается, что причины связаны с топливной системой:

• Недостаточный уровень горючего в топливном баке.

• В систему попал воздух.

• Используется топливо, не соответствующее сезону.

• Забитый воздушный фильтр.

• Повышенное сопротивление в выпускной и впускной системе.

• Повреждение форсунок.

• Вышла из строя система подогрева топливного фильтра.

Кроме того, двигатель ДГУ глохнет и при неправильной регулировке количества оборотов на холостом ходу.

Стук двигателя

Если при работе дизельного двигателя появились посторонние шумы или стуки, установку следует немедленно остановить. Причина таких звуковых эффектов может быть связана со следующими повреждениями:

• Повреждение или износ кривошипно-шатунного механизма, его подшипников.

• Наличие посторонних предметов в камере сгорания.

• Неправильно отрегулирован момент подачи топлива.

• Неисправны форсунки.

• Повреждения клапанов или распределительного вала.

• Вышли из строя поршневые кольца.

Если глобальные проблемы не обнаружены, следует проверить регулировку клапанов, механизма газораспределения. Кроме того, причина появления стуков при работе ДВС часто связана с применением несоответствующего топлива, в том числе и с высокооктановыми добавками. Посторонние шумы могут появиться и при постоянной эксплуатации перегретого двигателя, в этом случае стоит обратить внимание на состояние системы охлаждения.

Причины увеличенного расхода масла

При эксплуатации ДГУ обращайте внимание и на увеличившийся расход масла, это может свидетельствовать о серьезных проблемах, среди которых выделим:

• Вышли из строя поршневые кольца или повреждено зеркало самих цилиндров.

• Закоксованы прорези на маслосъемных кольцах или соответствующие канавки на поршнях, что произошло вследствие использования несоответствующего масла.

• Выход из строя или чрезмерный износ маслоотражательных колпачков, установленных на клапанах.

• Повреждения клапанов и других деталей газораспределительного механизма.

При эксплуатации обращают внимание и на цвет выхлопных газов, если двигатель стал дымить, это связано со следующими проблемами:

• Закоксованы форсунки, которые обеспечивают впрыск горючего

• Залегли поршневые кольца.

• Загрязнен воздушный фильтр.

Отметим, что повышенный расход масла практически всегда вызывает обильное дымообразование и изменение цвета выхлопных газов. Именно по этим признакам можно определить чрезмерное потребление смазочных материалов даже без проверки уровня в картере.

Преобразование частоты генератора в мощность 60 Гц и 50 Гц

Скорость и частота генератора пропорциональны

Выходная частота генератора является одним из важных параметров, определяющих мощность генератора. Выходная электрическая мощность генератора должна поддерживаться на фиксированной частоте 50 Гц или 60 Гц, чтобы соответствовать выходной мощности стандартной электрической сети или номинальной частоте ваших приборов.

Частота обычно составляет 60 Гц в США и 50 Гц в Европе. Вы также можете столкнуться с различными изолированными участками одной и той же сети, работающими на разных частотах. Затем становится необходимым изменить выходную частоту генератора, чтобы она соответствовала частоте питаемых приборов или сети, к которой подключен ваш генератор.

Изменение частоты вращения двигателя для изменения выходной частоты

Современные генераторы состоят из двигателя, напрямую подключенного к генератору переменного тока для производства электроэнергии. Одним из наиболее распространенных способов изменения выходной частоты генератора является изменение скорости вращения двигателя.

Эти два фактора связаны по следующей формуле – Частота генератора (f) = число оборотов двигателя в минуту (Н) * количество магнитных полюсов (P) / 120 И наоборот, P = 120*f/N

В соответствии с приведенной выше формулой 2-полюсный генератор с выходной частотой 60 Гц имеет частоту вращения двигателя 3600 об/мин. Чтобы изменить выходную частоту на 50 Гц для той же конфигурации генератора, скорость двигателя необходимо уменьшить до 3000 об/мин. Точно так же для 4-полюсного генератора частота вращения двигателя 1800 об/мин дает выходную мощность 60 Гц. Снижение частоты вращения двигателя до 1500 об/мин дает выходную мощность 50 Гц.

В случае небольших или бытовых генераторов вы можете изменить настройки оборотов двигателя, внеся несколько изменений на панели управления вашего устройства. Следуйте приведенным ниже инструкциям, чтобы изменить частоту генератора с 60 Гц на 50 Гц:

1. Запустите двигатель генератора и настройте частотомер на панели управления на частоту 50 Гц
2. Проверьте вольтметр переменного тока или потенциометр, в зависимости от обстоятельств, и считайте выходное напряжение генератора. Выходное напряжение уменьшается по мере уменьшения частоты и может быть ниже желаемого значения
3. Отрегулируйте вольтметр переменного тока или потенциометр на панели управления, пока не получите желаемое выходное напряжение при 50 Гц
4. Внеся аналогичные изменения в панель управления, можно увеличить частоту с 50 Гц до 60 Гц
5.  Если на панели управления не отображается частота, необходимо сначала подключить устройство, которое будет измерять частоту при работающем генераторе, а затем изменять обороты двигателя.
   Контроллеры генераторов осуществляют мониторинг и управление вашей установкой в ​​режиме реального времени. Встроенные защитные функции автоматически отключают генератор в случае превышения оборотов двигателя или очень низкой выходной частоты. Для получения дополнительной информации о функциях генератора, пожалуйста, прочитайте следующую статью, Как работают генераторы..

Преобразователи частоты

Если вы используете генератор с фиксированной скоростью, вы можете подключить к своему устройству преобразователь частоты. Преобразователь частоты представляет собой комбинацию выпрямителя и инвертора. Выпрямитель использует выход переменного тока (AC) генератора для получения постоянного тока (DC). Затем инвертор преобразует это для получения выходного переменного тока желаемой частоты. Любое сопровождающее изменение напряжения не зависит от назначения блока, а также зависит от области применения, для которой используется преобразователь частоты.

Традиционно преобразователи частоты, такие как роторные преобразователи и мотор-генераторные установки, изготавливались из электромеханических компонентов. С появлением твердотельной электроники они стали полностью электронными.

Помимо изменения выходной частоты, эти устройства также используются для управления крутящим моментом и скоростью двигателей переменного тока. Преобразователи частоты также находят применение в аэрокосмической промышленности для преобразования частоты 50 или 60 Гц в выходную частоту 400 Гц, которая используется в наземных силовых установках самолетов. Эти системы также используются для управления скоростью вращения вентиляторов и насосов, а также других нагрузок с переменным крутящим моментом, работающих на переменной скорости.

Генераторные установки с электронной регулировкой скорости

Существует особый класс генераторов, известных как генераторы с электронной переменной скоростью, в которых изменение скорости двигателя изменяет скорость генератора переменного тока, чтобы автоматически производить выходную мощность с переменной частотой. Затем преобразователь частоты используется для выпрямления меняющейся выходной мощности генератора, чтобы соответствовать требуемой выходной частоте 50 Гц или 60 Гц.

Использование этого устройства устраняет необходимость в приводе с регулируемой скоростью и трансформаторе. Недостатком этой технологии является то, что электронный компонент, помимо дороговизны, не подходит для использования в суровых условиях, в которых обычно работает генератор.

Важно отметить, что они отличаются от генераторов с переменной скоростью, которые имеют бесступенчатую трансмиссию (CVT), которая позволяет изменять скорость вращения двигателя, но поддерживает постоянную скорость генератора переменного тока. Это не изменяет выходную частоту, но позволяет генератору изменять выходную мощность генератора в соответствии с требованиями переменной нагрузки.

>>Вернуться к статьям и информации<<

электрогенератор | инструмент | Британика

электрогенератор

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:

Чарльз Протеус Стейнмец Рукс Эвелин Белл Кромптон Джон Хопкинсон Сильванус Филлипс Томпсон Эдвард Уэстон

Похожие темы:

магнитогидродинамический генератор энергии термоэмиссионный преобразователь энергии генератор переменного тока статор правило правой руки

Просмотреть весь связанный контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

электрический генератор , также называемый динамо-машиной , любая машина, которая преобразует механическую энергию в электричество для передачи и распределения по линиям электропередач бытовым, коммерческим и промышленным потребителям. Генераторы также производят электроэнергию, необходимую для автомобилей, самолетов, кораблей и поездов.

Механическая мощность для электрического генератора обычно получается от вращающегося вала и равна крутящему моменту вала, умноженному на вращательную или угловую скорость. Механическая энергия может поступать из ряда источников: гидравлические турбины на плотинах или водопадах; Ветряные турбины; паровые турбины, использующие пар, полученный с использованием тепла от сжигания ископаемого топлива или ядерного деления; газовые турбины, сжигающие газ непосредственно в турбине; или бензиновые и дизельные двигатели. Конструкция и скорость генератора могут значительно различаться в зависимости от характеристик механического первичного двигателя.

Почти все генераторы, используемые для питания электрических сетей, генерируют переменный ток, который меняет полярность с фиксированной частотой (обычно 50 или 60 циклов, или двойных перемен в секунду). Поскольку несколько генераторов подключены к электрической сети, они должны работать на одной частоте для одновременной генерации. Поэтому они известны как синхронные генераторы или, в некоторых случаях, генераторы переменного тока.

Генераторы синхронные

Основной причиной выбора переменного тока для силовых сетей является то, что его постоянное изменение во времени позволяет использовать трансформаторы. Эти устройства преобразуют электроэнергию любого напряжения и силы тока в высокое напряжение и малый ток для передачи на большие расстояния, а затем преобразуют ее в низкое напряжение, подходящее для каждого отдельного потребителя (обычно 120 или 240 вольт для бытовых нужд). Конкретной используемой формой переменного тока является синусоида, которая имеет форму, показанную на рисунке 1. Она была выбрана потому, что это единственная повторяющаяся форма, для которой две волны, смещенные друг от друга во времени, могут быть сложены или вычтены и имеют такая же форма возникает в результате. В идеале тогда все напряжения и токи имеют синусоидальную форму. Синхронный генератор предназначен для воспроизведения этой формы настолько точно, насколько это практически возможно. Это станет очевидным, когда основные компоненты и характеристики такого генератора будут описаны ниже.

Викторина «Британника»

Энергия и ископаемое топливо

От ископаемого топлива и солнечной энергии до электрических чудес Томаса Эдисона и Николы Теслы — мир живет за счет энергии. Используйте свои природные ресурсы и проверьте свои знания об энергии в этой викторине.

Ротор

Простейший синхронный генератор показан в разрезе на рис. 2. Центральный вал ротора соединен с механическим первичным двигателем. Магнитное поле создается проводниками или катушками, намотанными в пазах, прорезанных на поверхности цилиндрического железного ротора. Этот набор катушек, соединенных последовательно, известен как обмотка возбуждения. Положение катушек возбуждения таково, что направленная наружу или радиальная составляющая магнитного поля, создаваемая в воздушном зазоре к статору, примерно синусоидально распределяется по периферии ротора. На рис. 2 плотность поля в воздушном зазоре максимальна снаружи вверху, максимальна внутрь внизу и равна нулю с двух сторон, что приблизительно соответствует синусоидальному распределению.

Статор простейшего генератора на рис. 2 состоит из цилиндрического кольца из железа, обеспечивающего свободный путь для магнитного потока. В этом случае статор содержит только одну катушку, две стороны которой размещены в пазах в железе, а концы соединены вместе изогнутыми проводниками по периферии статора. Катушка обычно состоит из нескольких витков.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

При вращении ротора в обмотке статора индуцируется напряжение. В любой момент величина напряжения пропорциональна скорости, с которой магнитное поле, окружаемое катушкой, меняется со временем, т. е. скорости, с которой магнитное поле проходит две стороны катушки. Следовательно, напряжение будет максимальным в одном направлении, когда ротор повернется на 90° от положения, показанного на рисунке 2, и будет максимальным в противоположном направлении через 180° позже. Форма сигнала напряжения будет приблизительно синусоидальной, показанной на рисунке 1. 9.0007

Конструкция ротора генератора на рис. 2 имеет два полюса, один для магнитного потока, направленного наружу, и соответствующий, для магнитного потока, направленного внутрь. В катушке статора индуцируется одна полная синусоида за каждый оборот ротора. Таким образом, частота электрической мощности, измеряемая в герцах (циклах в секунду), равна скорости вращения ротора в оборотах в секунду. Например, чтобы обеспечить подачу электроэнергии с частотой 60 герц, частота вращения первичного двигателя и ротора должна составлять 60 оборотов в секунду или 3600 оборотов в минуту. Это удобная скорость для многих паровых и газовых турбин. Для очень больших турбин такая скорость может быть избыточной по причинам механического напряжения. В этом случае ротор генератора выполнен с четырьмя полюсами, разнесенными на 90°. Напряжение, индуцируемое в катушке статора, расположенной под таким же углом в 90°, будет состоять из двух полных синусоид за один оборот. Требуемая скорость ротора для частоты 60 герц составляет тогда 1800 оборотов в минуту. Для более низких скоростей, используемых в большинстве водяных турбин, можно использовать большее количество пар полюсов. Возможные значения частоты вращения ротора в оборотах в минуту равны 120 f / p , где f — частота, а p — число полюсов.

Генераторные установки с регулируемой скоростью предлагают преимущества для коммерческих судов

Из-за экономической необходимости операторы коммерческих судов все больше внимания уделяют поиску оптимизированных по стоимости решений для эксплуатации своих судов. В свою очередь, поставщики энергетических решений, такие как Rolls-Royce, посвятили себя поиску способов предоставления правильных технологий, отвечающих конкретным требованиям оператора.

В последние годы возрос интерес к вариаторам, используемым для управления некоторыми коммерческими судами. Технология переменной скорости позволяет регулировать скорость двигателя в зависимости от подключенной электрической нагрузки, что делает его работу более экономичной.

По сравнению с традиционными агрегатами с постоянной скоростью, агрегаты с регулируемой скоростью имеют ряд преимуществ, таких как: снижение расхода топлива до 15 %; увеличение межремонтного периода до 20%; низкий уровень шума; и повышенная удельная мощность с меньшим пространством для установки.

Устройства с регулируемой скоростью особенно полезны в режимах работы с высоким процентом низких нагрузок, например, когда морское судно снабжения находится в резервной фазе.

Рисунок 1: Типовая карта дизельного двигателя с характерными точками нагрузки

Рисунок 2: Профиль нагрузки

Топливная эффективность

Обычные генераторные установки с постоянной частотой вращения предназначены для оптимизации расхода топлива при высоких нагрузках свыше 75%. Удельный расход топлива зависит от нагрузки по отношению к частоте вращения двигателя. Чтобы уточнить, функциональность сравнима с автомобилем с ручным переключением передач. Чтобы оптимизировать расход топлива, водитель всегда намеревается использовать низкую скорость двигателя (максимально возможную передачу), поскольку более медленно работающий двигатель экономит топливо при той же нагрузке.

Для достижения этих преимуществ частота обычно регулируется в два этапа с помощью преобразователей. Сначала от переменного тока (переменного тока) к постоянному току, а затем обратно к переменному току через инвертор. Однолинейная диаграмма на рисунке 3 показывает один пример.

На примере корабля снабжения с ветровой платформой, который недавно эксплуатировался с агрегатом с регулируемой скоростью, мы можем дать представление о преимуществах.

На типичном судне снабжения платформ для питания судна используются четыре агрегата мощностью около 2100 кВт каждый. Расположение агрегатов с их электрическими компонентами показано на рис. 3.

Высокая производительность, которую может предложить это устройство, необходима из-за требований к резервированию и пригодится в случае плохой погоды, но не требуется в течение большей части времени эксплуатации корабля. Наличие такой схемы во время типичного использования дизельных двигателей приводит к высокой доле фаз низкой нагрузки, что приводит к средней загрузке генераторной установки всего около 35 процентов. Это связано с тем, что корабль находится в положении ожидания в течение длительного времени на месте и вынужден удерживать свою позицию.

Рисунок 1 иллюстрирует это. Пропорция времени представлена ​​размером кругов. Эти доли нагрузки дополнительно поясняются на Рисунке 2.

Чтобы увидеть экономию топлива, которая возможна при использовании агрегата с регулируемой скоростью, следующая оценка показывает результаты работы судна снабжения, работающего в Северном море и оснащенного четырьмя двигателями MTU типа 16V. 4000 M63L (переменная скорость), от которых нагрузки менее 25 процентов приводились примерно в 80 процентах случаев.

Эти рабочие точки связаны с высоким удельным расходом топлива для агрегатов с постоянным числом оборотов. Именно здесь проявляется решающее преимущество вариатора: экономия топлива. В данном случае это составляет около 15 процентов, что примерно равно 250 000 евро в год или, при сроке в 20 лет, общая экономия около 4 миллионов евро.

На рис. 4 показана процентная экономия удельного расхода топлива между дизельным двигателем с регулируемой и постоянной частотой вращения.

Сравнение расхода топлива между двигателем с переменной и постоянной скоростью.

Аспект экономии топлива является важной частью стоимости жизненного цикла (LCC) такого корабля, как показано на рис. 5.

В дополнение к дизельному двигателю и генератору необходимо учитывать преобразование электроэнергии с помощью различных электрических компонентов, таких как преобразователи. Изучение другого оценочного случая показало, что повышение эффективности до 5 процентов возможно при частичной нагрузке генератора.

Увеличенный межремонтный период

Еще одним преимуществом агрегатов с регулируемой скоростью является то, что пониженная скорость позволяет увеличить время обслуживания/межремонтного периода (МТР) примерно на 20 процентов, что приводит к снижению затрат. Однако следует отметить, что это контрастирует с дополнительными затратами на электрические компоненты и увеличением усилий по программированию примерно на 15 процентов для агрегатов с регулируемой скоростью.

Более тихая работа

Дополнительным преимуществом агрегата с регулируемой скоростью, которое особенно заметно, является снижение уровня шума. Это играет важную роль, особенно с точки зрения комфорта, поскольку обслуживающий персонал на этих судах часто подвергается воздействию шума и вибрации в течение очень длительного времени.

Сравнение поверхностного шума (уровня звукового давления) при мощности 500 кВт (около 20% нагрузки):

• mtu 16V 4000 M63L (регулируемая скорость) при 1135 об/мин ◊ прибл. 95 дБ (А)
• mtu 16V 4000 M43S (постоянная скорость) при 1800 об/мин ◊ прибл. 101 дБ (А)

На первый взгляд разница в 6 дБ кажется не очень существенной. Однако +6 дБ означает удвоенное измеренное звуковое давление. А если учесть, что люди воспринимают увеличение громкости на 6-10 дБ почти в два раза громче, это значение очень впечатляющим образом демонстрирует преимущества устройства с регулируемой скоростью.

Рисунок 5. Среднее распределение эксплуатационных расходов по сравнению с капитальными затратами на двигатель ищут гибкую систему с передовыми технологиями, которая дает им возможность работать максимально эффективно. Благодаря своим генераторным установкам mtu с переменной скоростью компания Rolls-Royce может создавать индивидуальные кривые вождения в соответствии с конкретными требованиями заказчика посредством симуляционных испытаний.

Этот процесс учитывает различные факторы для каждого клиента, включая экстремальные условия эксплуатации судов, а также экономию топлива и любые особые требования безопасности.

На рис. 6 показано моделирование скачка нагрузки от заданной рабочей точки низкой нагрузки (1) до рабочей точки (3). Учтен запас нагрузки (запас прочности) 250 кВтэ, что является типовым значением для потребителей большой мощности на таких судах.

Общее время разгона всего 11 секунд убедительно демонстрирует, насколько динамично генераторная установка mtu серии 4000 может работать с электрическими нагрузками. Значения подтверждены как при заводских приемо-сдаточных испытаниях, так и в условиях реальной эксплуатации.

Заключение

Таким образом, для всех судов с низкой средней загрузкой и большим количеством часов эксплуатации можно рекомендовать использование агрегатов с переменной скоростью как очень экономичных для оператора и выгодных для обслуживающего персонала.

Rolls-Royce предлагает энергетические решения мирового класса и полную поддержку на протяжении всего жизненного цикла под нашим брендом продуктов и решений mtu. Посредством цифровизации и электрификации мы стремимся разрабатывать приводные и энергетические решения, которые еще чище и умнее и, таким образом, дают ответы на вызовы, возникающие в связи с быстро растущими потребностями общества в энергии и мобильности.