Генератор автомобиля и регулятор напряжения генератора. Схемы, устройство, назначение и принцип работы. Генератор переменного тока двигателя. Применение электронных регуляторов напряжения.

1. Генератор автомобильный — устройство, схема
2. Регулятор напряжения генератора — назначение, принцип работы

Генератор преобразует механическую энергию, получаемую от двигателя автомобиля, в электрическую. Генератор питает все потребители электрического тока и заряжает аккумуляторную батарею при работающем двигателе.

На автомобилях применяются генераторы переменного тока, представляющие собой трехфазную синхронную электрическую машину с электромагнитным возбуждением. На схеме 1 показан автомобильный генератор переменного тока. Основными частями генератора являются статор 8 с неподвижной обмоткой, в которой индуктируется переменный ток, и ротор 7, создающий подвижное магнитное поле. Ротор генератора установлен в двух шариковых подшипниках 5. Он приводится во вращение через шкив 4 генератора с помощью клинового ремня от коленчатого вала двигателя. Этим ремнем также вращается шкив привода вентилятора и насоса системы охлаждения.

Схема 1 – Устройство автомобильного генератора

1, 6 – крышки; 2 – выпрямительный блок; 3 – щетки; 4 – шкив; 5 – подшипник; 7 – ротор; 8 – статор; 9 — втулка

Принцип работы

При работе генератора по обмотке возбуждения ротора проходит ток, подводимый через щетки 3 и создающий магнитное поле, которое при вращении ротора индуктирует в обмотке статора переменный ток. Переменный ток преобразуется в постоянный с помощью выпрямительного блока 2. Генератор охлаждается вентилятором шкива 4. Электрогенератор устанавливается на блоке цилиндров двигателя и крепится к литому чугунному кронштейну блока и натяжной планке. В ушках крышек 1 и 6 генератора для крепления используются резиновые буферные втулки 9, обеспечивающие упругую связь и исключающие поломку ушков.

Регулятор напряжения

Назначением регулятора является поддержание постоянного напряжения тока, вырабатываемого генератором при переменной частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Принцип работы

Регулятор напряжения (схема 2) представляет собой двухступенчатый электромагнитный регулятор вибрационного типа.

При возрастании напряжения генератора до 13…14 Вольт якорь 6 регулятора под действием магнитного поля обмотки 8 и пружины 7 начинает вибрировать, размыкая и замыкая подвижный 4 и верхний неподвижный 5 контакты. При этом в цепь обмотки возбуждения генератора то включается, то выключается из нее дополнительное сопротивление 1. Так осуществляется первая ступень регулирования напряжения генератора.

Схема 2 – Регулятор напряжения

1 – сопротивление; 2 – дроссель; 3, 4, 5 – контакты; 6 – якорь; 7 – пружина; 8 — обмотка

При повышении напряжения генератора более 14 Вольт начинают замыкаться и размыкаться подвижный 4 и нижний неподвижный 3 контакты. При замыкании этих контактов обмотка возбуждения автомобильного генератора замыкается на «массу». Так происходит вторая ступень регулирования напряжения. В результате вырабатываемое напряжение всегда остается в заданных пределах.

Для уменьшения искрения между контактами 4 и 5 при работе регулятора служит дроссель 2. Регулятор напряжения сверху закрывается стальной крышкой с прокладкой из полиуретана и устанавливается в подкапотном пространстве отделения двигателя.

Электронные регуляторы напряжения

Постоянное напряжение тока, вырабатываемого другими генераторами, может поддерживать также малогабаритный микроэлектронный регулятор напряжения, который встроен в генераторы. Он представляет собой неразборное и нерегулируемое устройство. При возрастании напряжения генератора свыше

13,5…14,5 В электронный регулятор напряжения прерывает поступление тока в обмотку возбуждения ротора.

В результате этого напряжение генератора падает. Регулятор напряжения вновь пропускает ток в обмотку возбуждения ротора, и процесс повторяется. Таким образом, непрерывно и автоматически регулируя ток, проходящий по обмотке возбуждения автомобильного генератора, регулятор поддерживает напряжение в пределах 13,5…14,5 В независимо от тока нагрузки и частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Другие статьи по элементам системы зажигания

Проблема с генератором. Как определить и диагностировать? Что делать если падает напряжение в сети питания авто и садится аккумулятор?

Большинство аккумуляторов работают от 3 до 5 лет, после истечения этого срока автомобильные аккумуляторы обычно выходят из строя. Обязательно заменяйте аккумулятор если он выходит из строя.
По электрической схеме генератор и аккумулятор должны работать только в связке. Как минимум это связано с тем что строение современных генераторов достаточно сложное.

Генератор состоит из активного ротора и статора которые представляют собой катушки индуктивности (большое количество витков медной проволоки)

Активный ротор и статор автомобильного генератора постоянного тока.

В следствии того что и ротор и статор в данной схеме активные, генератор начнет вырабатывать необходимую мощность, только при определенном напряжении на обмотке (катушке) ротора. Необходимое напряжение на обмотке статора появляется благодаря аккумуляторной батарее автомобиля. Двигаясь внутри статора катушка ротора вызывает в нем движение тока — вырабатываемую электрическую энергию.

Если аккумулятор садится либо он испортился или отключен от электросети, обычно в сети автомобиля наблюдают большие скачки напряжения. Связано это с тем что генератор пытается питать себя своей же энергией, что является затухающим процессом.

Колебания напряжение в сети питания автомобиля могут привести к тому что некоторые приборы бортовой сети, могут сгореть, поэтому очень не рекомендуется использовать автомобиль без аккумулятора.

Как и наоборот — автомобиль без генератора будет использовать только мощность аккумуляторной батареи и долго не проработает. Аккумулятор сядет, автомобиль заглохнет. Далее вам придется заряжать аккумулятор на специальной станции или специальным зарядным устройством дома.

Как же определить после зарядки аккумулятора, что проблема на данный момент именно в генераторе.

Найдите в вашем подкапотном пространстве аккумуляторную батарею. Батарея имеет две клеммы, + (положительную) и — (отрицательную). Отрицательная клемма обычно соединена напрямую с кузовом автомобиля. В некоторых случаях стартер тоже напрямую соединен с отрицательной клеммой аккумуляторной батареи, хотя в большинстве автомобилей стартер напрямую соединен с генератором.
Положительная клемма зачастую защищена пластиковой накладкой, что бы не произошло замыкания с близлежащими контактами или кузовом автомобиля в том числе и после аварии (не забываем что весь кузов это большой отрицательный контакт аккумуляторной батареи).

Пластиковая защитная накладка на положительную клемму аккумулятора для защиты от КЗ на корпус или проводку

Пока машина не заведена, вся бортовая сеть автомобиля питается от аккумуляторной батареи.
Не отсоединяйте батарею пока двигатель работает. Во время такого отключения на клеммах аккумулятора будет пробивать большая искра, что может привести к разрушению внутренних ячеек аккумулятора а так же аккумулятор может просто взорваться от перегрузок (искра проскакивает потому что во время того как двигатель работает, генератор заряжает батарею большими токами).

Для того что бы определить поломку, нам необходимо проверить сначала напряжение не заведенного автомобиля. Для этого нам потребует тестер.

Снимите защитную пластиковую накладку с клеммы аккумулятора. Подсоедините к плюсовой клемме аккумулятора щуп тестера красного цвета. Соответственно к минусовой клемме щуп черного цвета.

 

Измеряем напряжение сети электропитания автомобиля при выключенном двигателе

Напряжение питания на клеммах аккумулятора должно быть в пределах 12,6 …. 12,8 Вольта. Если напряжение меньше этого значения, это скорее всего говорит что батарея выходит из строя и не накапливает необходимой энергии. Если ваш автомобиль все еще заводится от батареи с пониженным напряжением, вы вполне можете использовать ее дальше, но вы должны быть готовы к тому что в любой момент, скажем даже при понижении температуры на улице, напряжение батареи может упасть ниже необходимого уровня и ваша машина не заведется. Так же такая батарея может быстро разрядится в процессе стоянки — если вы слушаете музыку или оставляете открытой дверь (в этот момент горит внутреннее освещение). Так же плохо если вы на долго оставляете машину на стоянке и не заводите ее. В такие моменты аккумулятор сильно разряжается.

Далее вы можете найти генератор. Обычно он закреплен болтами к корпусу двигателя и крутится с помощью ремня во время вращения двигателя. За счет вращения генератор вырабатывает электрическую энергию необходимую для работы всех электроприборов автомобиля, а так же для зарядки аккумулятора.

Генератор с шкивом для ременного привода. Закреплен к корпусу двигателя болтами.

Если генератор не вырабатывает необходимую электроэнергию, аккумулятор не будет заряжаться и постепенно сядет — машина перестанет работать.

Теперь нам необходимо проверить отдает ли генератор необходимую энергию в бортовую сеть автомобиля. Для этого нам надо завести двигатель и снова измерить напряжение на клеммах аккумулятора. При работающем генераторе напряжение на клеммах должно быть около 13,6 …. 14,3 Вольта.

 

Измеряем напряжение сети электропитания автомобиля при работающем двигателе

Так же нам необходимо узнать силу тока которую выдает наш генератор. Для этого нам необходимо будет взять Амперметр (переключить наш тестер в режим измерения силы тока А) и подключить его последовательно с генератором. Либо если ваш тестер может измерить силу тока щупом, то необходимо просто обхватить щупом провод который идет от генератора к положительной клемме аккумулятора.

Обычно генератор выдает максимум своей мощности где то на 1200 оборотах двигателя. Вы можете включить все электроприборы в автомобиле и поднять обороты двигателя до заявленных. О том какой ток должен выдавать ваш генератор вы можете узнать в технической документации или прочитать на его корпусе. Зачастую генератор выдает чуть меньший пиковый ток чем заявлено, скажем если ваш генератор по тех документации должен выдавать 90 Ампер, скорее всего при измерениях он будет выдавать 88 Ампер — это нормально.
Не используйте генератор в  пиковом режиме слишком долго, он не предназначен для этого. Если вы будете использовать генератор на пиковой мощности долго он перегреется и сгорит.

Если генератор работает неправильно, его придется снять и заменить (обратиться в сервисный центр), либо разобрать и устранить поломку.
Если с генератором все хорошо, но электросеть автомобиля все равно работает неадекватно, скорее всего проблема в аккумуляторе либо в самой электросети.
Часто бывает так, что где то есть замыкание или плохие контакты, но это уже материал для отдельной статьи.

 

Как работает регулятор напряжения генератора автомобиля

Здравствуйте любители авторемонта. Сегодня поговорим о том, как устроен и работает электронный регулятор напряжения генератора автомобиля, что это такое и зачем он нужен в автомобиле.

Назначение регулятора напряжения в генераторе автомобиля

Как известно эта диковенная вещица находится в генераторе автомобиля или где то рядом с генератором в зависимости от конструкции автомобили (или генератора).

В статье «Как устроен автомобильный генератор и принцип его работы» вы узнаете, что из себя представляет генератор автомобиля и где в нем находится регулятор напряжения.

Регулятор напряжения в автомобиле выполняет одну единственную задачу – регулирует выходное напряжение генератора. Иными словами он пытается держать это напряжение равным 14,2 – 14,4 Вольт.

Когда двигатель автомобиля работает на холостом ходу, ротор генератора вращается с минимальной скоростью и фактически находится на грани срыва (возбуждение пропадает из за нехватки оборотов, зарядка АКБ прекращается, генератор перестает работать), а напряжение должно быть равным 14,4 вольт.

Подобная ситуация происходит и при больших оборотах двигателя, только с точностью  да наоборот, ротор генератора вращается быстро, а напряжение на его выходе возрастает до больших величин.

Вот именно в обуздании этих двух прямо противоположных явлениях и заключается принцип работы регулятора напряжения генератора автомобиля.

Только благодаря этому регулятору в электрооборудовании автомобиля поддерживается постоянное напряжение 14,4 Вольта.

Как работает регулятор напряжения генератора автомобиля

Когда ротор генератора начал вращаться на щеточный механизм подается напряжение (напряжение бортовой сети 12,6 вольт), чего достаточно для возбуждения обмотки статора генератора.

Обмотка статора за счет электромагнитных сил начинает выдавать повышенное переменное напряжение на диоды генератора, которые переменное напряжение  преобразуют в постоянное.

И вот это повышенное напряжение идет в электрооборудование автомобиля, и одновременно на регулятор напряжения генератора автомобиля, который его тут же сбрасывает на нужную величину по средствам внутренней электронной схемы.

Переключения регулятора напряжения происходят с большой частотой, поэтому обычным прибором его не зафиксировать.

Рекомендую так же посмотреть не менее интересную статью «Как самому повысить напряжение на генераторе своего автомобиля».

Вот и разобрались в принципе работы электронного реле регулятора генератора автомобиля. Если у кого-то остались вопросы, задавайте.

C уважением автор блога: Doctor Shmi

Часто задаваемые вопросы

1. — У меня в сети стандартное для старых автомобилей напряжение – около 13,9В. Я поставил «кальциевый» аккумулятор, который требует повышенного напряжения, также у меня противотуманки и мощная магнитола. Как мне повысить напряжение в сети?

Установить регулятор с повышенным напряжением регулирования с регулированием напряжения непосредственно на выходе генератора 1702.3702-01 для ВАЗ-2108(09), 9111.3702 для ВАЗ-2110, 9432.3702-02 для автомобилей производства АвтоЗАЗ и других, в соответствии с типом генератора. Также при эксплуатации автомобиля с длительными паузами холостого хода для обеспечения нужного энергобаланса рекомендуется повысить уровень холостого хода.

---

2. — У меня в сети автомобиля заниженное напряжение. Измеряю тестером на выходе генератора — около 14,2 Вольт, но при включенных фарах – уже 13,5В, а когда еще включится вентилятор охлаждения, то напряжение проседает до 13В. Менял регуляторы напряжения – почти ничего не меняется.

Регулятор по своей сути — не источник энергии, он только ограничивает и регулирует напряжение генератора на заданном уровне. Нагрузочная характеристика наших регуляторов ±0,1В от заданного уровня. Все, что ниже – это неспособность генератора обеспечить нужный ток при определенных оборотах. Вы можете посмотреть стандартную нагрузочную характеристику далее:

Если энергобаланс недостаточный, возможное решение — повысить частоту холостого хода, или увеличить передаточное число шкивов на генератор. Все измерения производить высококлассным прибором непосредственно на выходе генератора. В первую очередь провести измерения напряжения при разных нагрузках на средних/высоких оборотах, так как на холостом ходу не хватает энергоотдачи генератора обеспечивать большой ток.

---

3. — При пуске автомобиля напряжение на генераторе на средних оборотах сразу имеет значение 14,3В, но через некоторое время работы снижается до 14,0В. Что, нельзя сделать стабильный регулятор!?

Нельзя! Зарядка аккумулятора должна происходить в точном соответствии с типом аккумулятора (обычный/«кальциевый»), а также с его температурой. При повышении температуры напряжение должно снижаться. Поэтому в регулятор вводится термокомпенсация. Обычно измеряется температура окружающей среды, в некоторых авто используется датчик температуры электролита. В разных типах регуляторов разных производителей термокомпенсация разная. Кроме того, регуляторы с высоким уровнем остаточного напряжения сильно нагреваются, и эта температура влияет на точность настройки напряжения регулирования. Поэтому очень важно использовать регуляторы с низким остаточным напряжением – у них низкое собственное выделение тепла, и снижение напряжения происходит в более точном соответствии с температурой окружающей среды.

---

4. — На автомобиле МАЗ нет зарядки. Как найти причину? Генератор 3252 (БАТЭ), сняли, разобрали. В нем установлен регулятор 9333.3702-25 (ВТН). Как проверить регулятор на работоспособность?

Причина может быть совсем не в регуляторе, и даже не в генераторе. К тому же снятый регулятор невозможно проверить тестером или другими стандартными приборами. Перед тем, как снимать генератор, необходимо провести тестирование сигналов на автомобиле. Для начала – отсоединить на время не менее 20 секунд аккумуляторную батарею. После подсоединения проверить напряжение на данном силовом кабеле и на управляющем контакте (вывод «Л» генератора). На силовом выводе должно быть напряжение АБ (24-27В), на контакте «Л» не должно быть напряжения. Включить зажигание (без пуска двигателя). На панели приборов должна загореться лампа заряда АБ (на контакте «Л» напряжение от 0,2 до 2В).
Запустить двигатель, повысить обороты двигателя. Лампа должна потухнуть, а на контакте «Л» должно быть напряжение более 20В. Если лампа не потухла, можно подозревать неработоспособность деталей генератора, обмотки возбуждения, БВО или самого регулятора.

При необходимости сделать следующий, наиболее эффективный шаг – замена регулятора на заведомо исправный, и повторение вышеуказанных измерений в составе генератора (на автомобиле или на стенде). При разборке рекомендуется проверить сопротивление обмотки возбуждения (должно быть в пределах от 4,5 до 6,0 Ом), а также работоспособность диодов БВО (можно проверять тестером в режиме проверки диодов).

---

5. — Приобрел Ваш коммутатор 131.3734-11. Пуск улучшился, но на некоторых оборотах двигатель «троит».

Этот тип коммутатора разработан для системы зажигания, которая соответствует требованиям по заявленным допускам. В некоторых старых авто трамблер настолько «разболтанный», что микроконтроллер уже не понимает сигналов, которые выходят за расчетный диапазон, и сбивается.

Можно установить коммутатор другого типа (например, 90.3734), он будет работать корректно (или пробовать использовать коммутатор других производителей), однако при этом автомобиль все равно будет иметь низкую мощность и большой расход топлива. Рекомендуется привести в соответствие (или заменить на новый) трамблер и его привод. Или найти другую возможную неисправность.

---

6. — У Вас на сайте 4 типа коммутаторов на ВАЗ-2108(09). Чем все они отличаются?

Главные два отличия — это наличие или отсутствие сигнала на тахометр на контакте №7, а также различный ток коммутации (7,0А или 7,5А). Остальные отличия Вы можете увидеть, сравнив таблицы параметров всех четырех типов.

---

7. — Недавно установил Ваш датчик ДПДЗ. Автомобиль сразу стал двигаться плавно, исчезли рывки при наборе оборотов, повысилась приемистость. Однако иногда холостые обороты плавают.

Бесконтактные ДПДЗ 3102.3855, 3202.3855, 3302.3855 – это датчики электронного типа, построенные по электронной схеме с применением мостового датчика магнитного поля и микроконтроллера. Их ток потребления составляет около 10 мА. Штатные датчики, применяемые на большинстве автомобилей – механические датчики резистивного типа, с током потребления около 1 мА. В подавляющем большинстве автомобилей такая разница тока потребления не имеет значения, и электронные датчики работают без ограничения ресурса, имея намного более высокие параметры, чем механические. Однако в некоторых экземплярах автомобилей возможна ситуация, когда из-за дефектов цепей автомобиля (например, повышенного сопротивления цепи «0В») или из-за ограничения тока в цепи питания блоком управления двигателем, электронный датчик может работать некорректно. Как показывает практика, найти конкретный дефект в таком случае достаточно сложно (это требует высокой квалификации и специальных измерений). В этом случае рекомендуется возвратить датчик в торговую сеть с пометкой «не подошел» и продолжать использовать механические датчики с низким током потребления.

---

8. — У меня автомобиль Daewoo Lanos 1.4 2008г.в. Хочу поменять свой ДПДЗ на датчик Вашего производства. Какой мне выбрать?

Автосборочный завод в разное время устанавливал разные дроссельные узлы. На Ланос 1,4 устанавливался как 3202.3855, так и 3302.3855. Проще всего — снять Ваш датчик и просмотреть его конструкцию, обратив внимание на форму вала датчика и направление его вращения. Если вал в форме усечённого конуса с лыской, то Вам нужен 3202.3855. Если вал имеет крестообразную форму, то аналогом будет 3302.3855. Также можно сравнивать по направлению вращения вала (см. описания датчиков).

---

Устройство,принцип действия автомобильных генераторов

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Стартер генератор карбюратор автоэлектрика –Назначение регулятора напряжения

О регуляторах напряжения Список всех статей сайта Какое должно быть напряжение на выходе генератора Какое напряжение создает  генератор, и как его ограничивает регулятор напряжения см здесь   ЭДС генератора зависит от числа оборотов, чем быстрее он крутится, тем больше ЭДС генератора.        Что такое ЭДС, можно почитать здесь. Обычно генераторы, например на электростанции, работают с постоянным числом оборотов, и там ЭДС не меняется, поэтому напряжение слегка меняется только от нагрузки, Если нагрузка не меняется, то и напряжение будет оставаться неизменным. Напряжение автомобильного генератора сильно зависит от числа оборотов. Обороты двигателя и генератора все время меняются- поэтому меняется ЭДС и  напряжение. Напряжение также сильно зависит от нагрузки генератора, то есть от того, какой ток он отдает (сколько включено лампочек). При изменении напряжения, лампочки могут гореть ярче и тусклее, а этого не должно быть, все должно работать как от аккумулятора. Для того, чтобы напряжение не зависело от оборотов и мало зависло от нагрузки, в генераторе установлен регулятор напряжения. Регулятор напряжения делает так, что, генератор поддерживает напряжение одного уровня, то есть оно практически поддерживается постоянным, хотя обороты генератора все время меняться. Какое напряжение должен поддерживать регулятор на выходе генератора? Напряжение, которое выдает генератор должно гарантировано заряжать аккумулятор и подходить для работы всех приборов электрооборудования. Аккумулятор создает ЭДС 12,6 Вольт, значит, для зарядки напряжение на нем  должно быть больше 12, 6 В. Нормальное напряжение генератора поддерживается на уровне 13, 6 – 14, 2 В. Более высокое напряжение приведет к перезарядке аккумулятора и перегоранию приборов. Если напряжение будет ниже, аккумулятор будет недозаряжен, и при запуске двигателя, подведет.         Задача регулятора напряжения – поддерживать напряжение на выходе генератора (и на клеммах аккумулятора) в пределах 13,8 — 14,2 В. Принцип работы регулятора – включать — выключать ток возбуждения в роторе. По конструкции генератора, он способен создать напряжение значительно выше, чем нужно для нормальной работы, это позволяет применять для регулирования напряжения принцип ограничения более высокого напряжения, то есть регулятор не дает подняться напряжению, поддерживая его на рабочем уровне. При повышении  напряжения, он отключает обмотку возбуждения, магнитное поле исчезает и напряжение спадает, он снова включает обмотку возбуждения, напряжение снова повышается, и регулятор опять выключает обмотку. Получается «включено – выключено», и напряжение на выходе генератора, в среднем, остается на одном уровне. Для прерывания тока в регуляторе любого типа установлен мощный транзистор, который работает в ключевом режиме –открывается и закрывается. Транзистором управляет схема управления. Она воспринимает напряжение, которое выдает генератор, закрывает транзистор, когда напряжение растет и снова открывает, когда напряжение падает. Схемы простых регуляторов напряжения  Я112 А и Я 112 В Далее — Как работает схема генератора

Конструкция и принцип работы автомобильных генераторов и генераторов переменного тока

АВТО ТЕОРИЯ

ГЕНЕРАТОРЫ И ГЕНЕРАТОРЫ

В статье прошлого месяца были рассмотрены принципы работы с электричеством постоянного тока и принцип работы аккумулятора вашего автомобиля. Теперь мы можем перейти к тому, как заряжается эта батарея. В старых автомобилях (примерно до 1964 года) это было сделано с помощью генератора. По истечении этого времени все автомобили перешли на генераторы, и причины перехода станут понятны.Посмотрим, как работает каждый. Во-первых, генератор:

Схема генератора

.

Основной принцип работы здесь заключается в том, что электричество производит магнетизм. И наоборот, магнетизм производит электричество. Если на стальной стержень поместить катушку с током, стержень намагнитится. Чем больше витков провода и сильнее ток, тем мощнее магнит. Помещая сердечник из мягкого железа внутрь катушки, магнитные силовые линии концентрируются и усиливаются.Поскольку в железе меньше электрическое сопротивление (помните сопротивление?), Чем в окружающем воздухе, силовые линии будут следовать за сердечником.

Две полюсные колодки генератора сконструированы таким образом. Вместо того, чтобы использовать магниты, которые тяжелые и дорогие, вокруг полюсных наконечников наматывается много витков проволоки. Когда через эти обмотки проходит ток, полюсные наконечники становятся электромагнитами, называемыми ПОЛЕВЫМИ КАТУШКАМИ. Эти две катушки возбуждения соединены последовательно (ток проходит через одну, а затем через другую) и намотаны так, что одна становится северным полюсом, а другая — южным полюсом магнитного поля.

Схема генератора

.

Внутри генератора находится вращающийся центральный вал, который опирается на подшипники с каждого конца. Петли из проволоки (обмотки якоря) наматываются на специальный ламинированный держатель, который называется АРМАТУРА. Якорь поворачивают, помещая шкив на один конец вала и приводя его в движение клиновым ремнем от коленчатого вала двигателя, как показано на рисунке.

К якорю прикреплены сегменты электрического контакта, называемые КОММУТАТОРОМ. Эти сегменты электрически изолированы от якоря и друг от друга, но каждый припаян к одной из обмоток якоря.Это коммутатор, который распределяет электричество по якорю по принципу включения-выключения, создавая магнитное поле вокруг якоря. По вращающимся сегментам коллектора ездят угольные «щетки». Эти щетки удерживаются в подпружиненных скобах, и это давление удерживает их напротив коллектора. Это щетки, которые со временем изнашиваются и требуют замены.

Как все работает

Когда якорь генератора впервые начинает вращаться, в железных полюсных наконечниках возникает слабое остаточное магнитное поле. Когда якорь вращается, он начинает накапливать напряжение. Часть этого напряжения подается на обмотки возбуждения через регулятор генератора (обычно называемый РЕГУЛЯТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ, объяснение которого приведено в следующей статье). Это приложенное напряжение создает более сильный ток обмотки, увеличивая силу магнитного поля. Увеличенное поле создает большее напряжение в якоре. Это, в свою очередь, увеличивает ток в обмотках возбуждения, что приводит к более высокому напряжению якоря. Это напряжение, конечно, может продолжать расти бесконечно, но оно ограничено (регулированием) до заранее установленного пика.Здесь все звучит как вечный двигатель, не так ли? Однако помните, что энергия, приводящая в движение все это, — это коленчатый вал двигателя!

Изучите иллюстрацию и ознакомьтесь с деталями генератора. Следует отметить, что наиболее частая поломка генератора — это щетки. Во-вторых, выход из строя подшипника, особенно подшипника рядом с ведущим шкивом (неправильное натяжение ремня ускоряет выход этого подшипника из строя!)

Основным механизмом отказа генераторов является неправильная установка нового или восстановленного. С механической точки зрения установка несложная, но с электрической точки зрения все сложнее. Когда генератор остановился в последний раз, в полюсных наконечниках остался остаточный магнетизм. Полярность туфель в то время зависела от направления тока в обмотках катушки возбуждения. Если — во время тестирования и восстановления — ток течет в противоположном направлении, полюсные наконечники изменят полярность. Если генератор затем запускается в автомобиле, обратная полярность приведет к тому, что ток будет течь в неправильном направлении, что приведет к повреждению регулятора и разрядке аккумулятора, когда автомобиль оставлен на ночь.Поэтому все генераторы должны быть поляризованы после установки и перед запуском автомобиля. Это делается, удерживая один конец провода на клемме «аккумулятор» регулятора и царапая другой конец о выходную клемму генератора (для генераторов с внешним заземлением). Для генераторов с внутренним заземлением правильный способ поляризации — отсоединить «полевой» провод от регулятора и поцарапать им клемму «батареи» на регуляторе.

Генераторы

Схема генератора

.

Генераторы вырабатывают постоянный ток. Генераторы вырабатывают «переменный ток» или переменный ток. Преимущество генераторов в том, что они вырабатывают гораздо больший ток на низких скоростях, чем генераторы, что позволяет устанавливать в автомобиле все больше и больше аксессуаров. В генераторе «полевые» обмотки размещены вокруг вращающегося центрального вала, а не на «башмаках», как в генераторе. Два железных полюса — отлитых «пальцами» — скользят по валу, закрывая обмотку возбуждения так, что пальцы находятся между собой.Пальцы одного полюса образуют северный полюс, а пальцы другого — южный полюс. Эта сборка называется РОТОР. Ротор окружен серией обмоток вокруг пластинчатых железных колец, прикрепленных к корпусу генератора. Эта сборка называется СТАТОР. Коленчатый вал двигателя раскручивает ротор.

Постоянный ток от аккумулятора подается в обмотку возбуждения ротора с помощью щеток, трущихся о контактные кольца. Один конец катушки возбуждения прикреплен к изолированной щетке, а другой конец — к заземленной щетке.Когда полюсные поля проходят через статор, электромагнитным образом создается ток (как в генераторе), но поскольку ротор состоит из чередующихся северных и южных полюсов, создаваемый ток течет в противоположном направлении каждые 180 градусов вращения. Другими словами, ток «переменный».

Почему это эффективнее? Обмотки статора состоят из трех отдельных обмоток. Это производит так называемый трехфазный переменный ток. Когда используется только одна обмотка, возникает однофазный ток (как в генераторе).Фактически, генератор вырабатывает в три раза больше тока, чем генератор, при том же усилии со стороны двигателя. Кроме того, генераторы намного легче и меньше генераторов.

Но есть небольшая проблема с генераторами. Электричество переменного тока не работает в машине! Электрическая система автомобиля — и аккумулятор — нуждаются в постоянном токе. Следовательно, выход генератора переменного тока «выпрямляется» в постоянный ток. Это делается путем пропускания переменного тока в кремниевые диоды. Диоды обладают особой способностью позволять току свободно течь только в одном направлении, останавливая поток, если направление меняется на противоположное.В генераторах переменного тока расположено несколько диодов, так что ток будет течь от генератора переменного тока к батарее (только в одном направлении, создавая постоянный ток), но не от батареи к генератору переменного тока.

В реальной работе регулятор напряжения определяет напряжение аккумуляторной батареи и общую нагрузку на электрическую систему автомобиля. Когда требуется зарядка, регулятор подает напряжение аккумулятора на щетки статора, и это создает электрическое поле для зарядки. Когда потребность системы в зарядке уменьшается, напряжение на щетках отключается.Все это происходит много раз в минуту, при этом система постоянно включается и выключается, чтобы поддерживать оптимальную эффективность работы.

В нашей следующей статье мы рассмотрим регуляторы напряжения и то, как они работают.

data-matched-content-ui-type = «image_card_stacked» data-matched-content-rows-num = «3» data-matched-content-columns-num = «1» data-ad-format = «autorelaxed»>

(PDF) Моделирование и измерение регулятора напряжения автомобильного генератора

Серия измерений была проведена с использованием следующего оборудования

:

ТАБЛИЦА I.ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Элемент Технические характеристики модели

электронная нагрузка KIKUSUI

PLZ1004W

1000 Вт, 15 В

0… 200 A

токовые клещи Fluke i30 DC до 20 кГц, 5 мА…

30 A

преобразование

мВ / А

цифровой мультиметр Volcraft

аккумулятор Perion 44 Ач, 12 В

Двигатель постоянного тока CEM 2000 Вт, 169 В, 3,6 А

3000 об / мин

Лабораторный источник питания постоянного тока

мощность

0… 500 В, 0… 10 A

Цифровой осциллограф

SDS 200A 200 МГц, 5 Гвыб / с, макс.

42 Vpk

ПК Portocom Freestar

На первом этапе мы устанавливаем значение тока нагрузки, затем

, изменяя напряжение питания двигателя постоянного тока, мы устанавливаем определенные значения

скорости и, наконец, мы измеряли выходное напряжение генератора

. Таким образом, мы получили следующие характеристические поверхности

:

(а)

(б)

Рисунок 15. Характеристическая поверхность регулятора напряжения

в зависимости от тока нагрузки и скорости вала

а) станина регулятор, б) хороший регулятор

В случае с первым генератором переменного тока мы могли наблюдать, что на высокой скорости

и при высокой нагрузке регулятор напряжения имел интересное поведение

: напряжение увеличивалось до значений

ок.16,5 В. Это может привести к выходу из строя нескольких потребителей

или даже поломке некоторых потребителей электрической цепи

автомобиля. В случае второго генератора стабилизатор напряжения

работал исправно.

VII. ВЫВОДЫ

Было очень сложно представить столь сложную и длинную работу

всего на шести страницах. Он содержит много теоретических и

специальных знаний в области электрических машин и

силовой электроники, математических выводов, моделирования

линейных и нелинейных систем, построения испытательного оборудования и

интерпретаций многих результатов измерений.Основные цели

выполнены: построена имитационная модель и выполнено

измерений. Создана имитационная модель регулятора напряжения

. Можно констатировать, что смоделированное поведение регулятора напряжения

соответствует ожиданиям

(рис. 9) и частично соответствует результатам лабораторных измерений

(рис. 15). Некоторые дальнейшие исследования

должны устранить некоторые различия между результатами моделирования

и лабораторными измерениями.Теперь мы можем смоделировать

условия работы полупроводникового прибора

power electronic, который переключает ток возбуждения автомобильного генератора

. В качестве продолжения этой работы мы можем представить

построения имитационных моделей, основанных на методах мягких вычислений, таких как

нечеткой логики, нейронной сети или вполне использовать адаптивную нейро-

нечеткую систему наследования.

БЛАГОДАРНОСТЬ

Работа выполнялась в рамках проекта

«ТАМОП-4.1.1.C-12/1 / KONV-2012-0002: «Сотрудничество

между высшим образованием, исследовательскими институтами и автомобильной промышленностью

» Проект поддерживается правительством Венгрии

и софинансируется Европейским социальным фондом »

ССЫЛКИ

[1], $  9LRUHO /  6] DEy /  / | ZHQVWHLQ &  ùWHĠ «Интегрированный стартер-

Генераторы

для автомобильной промышленности», Acta Electrotehnica, т. 44,

нет. 3, 2004, стр. 255-260

[2] H.Бауэр, «Генераторы и стартеры», Robert Bosch GmbH,

Stuttgart, 2003.

[3] Cs. Блага, Э. Ковач, «Электроприводы на основе соленоидов», EDPE’03,

Международная конференция по электроприводам и силовой электронике,

Proceedings, Высокие Татры, Словакия, 24–26 сентября 2003 г. , (стр.

207-210).

[4] Cs. Блага, Э. Ковач, «Моделирование и измерение генератора переменного тока»,

The 17th Int. Конференция по электроприводам и силовой электронике,

Высокие Татры, Стара Лесна, Словакия 28–30 сентября 2011 г.,

Proceedings, ISBN 978-80-553-0734-3 (стр.210-214)

[5] Д. Фодор, «Создание лаборатории автомобильных инженерных систем в Университете Паннонии

», факультет информационных технологий. XI.

ЭНЕЛКО-Энергетика-Электротехника XVIII. SZÁMOKT-

Informatika Konferencia, Csíksomlyó, 9–12 октября. 2008.

0

4

8

12

16

20

0

2302.02

4604.04

6906.06

13

13.5

14

14,5

15

15,5

16

16,5

17

U [V]

I [A] n [1 / мин]

1-й генератор. 50007

16

16-16,5

15,5-16

15-15,5

14,5-15

14-14,5

13,5-14

13-13,5

0

4

8

12

20

0

2040,36

4080. 72

6121,08

13

13,5

14

14,5

15

15,5

16

16,5

17

U [V]

[1 / мин]

[1 / мин]

2-й генератор

16,5-17

16-16,5

15,5-16

15-15,5

14,5-15

14-14,5

13,5-14

13-13,5

16th International Power Electronics конференция и выставка по управлению движением Antal

a, Турция

21-24 сентября 2014 г.

PEMC 2014 772

Общие сведения о выходной мощности генератора | HowStuffWorks

Раньше автомобили использовали генераторы , а не генераторы переменного тока, чтобы приводить в действие электрическую систему транспортного средства и заряжать аккумулятор.Это уже не так. По мере развития автомобильных технологий росла и потребность в большей мощности. Генераторы производят постоянного тока , который движется в одном направлении, в отличие от переменного тока для электричества в наших домах, который периодически меняет направление. Как доказал Тесла в 1887 году, переменный ток стал более привлекательным, поскольку он более эффективно генерирует более высокое напряжение, что необходимо в современных автомобилях. Но автомобильные аккумуляторы не могут использовать переменный ток, поскольку они производят постоянный ток.В результате выходная мощность генератора переменного тока подается через диодов , которые преобразуют мощность переменного тока в мощность постоянного тока.

Ротор и статор — это два компонента, которые вырабатывают энергию. Когда двигатель вращает шкив генератора, ротор вращается вокруг трех неподвижных обмоток статора или проволочных катушек, окружающих неподвижный железный сердечник, составляющий статор. Это называется трехфазным током . Обмотки катушки равномерно расположены с интервалом в 120 градусов вокруг железного вала.Переменное магнитное поле от ротора вызывает последующий переменный ток в статоре. Этот переменный ток подается через выводов статора в соединительный набор диодов. Два диода подключаются к каждому выводу статора для регулирования тока. Диоды используются для блокировки и направления тока. Поскольку батареям нужен постоянный ток, диоды становятся односторонним клапаном, который пропускает ток только в том же направлении.

Трехфазные генераторы переменного тока имеют три набора обмоток; они более эффективны, чем однофазный генератор переменного тока, вырабатывающий однофазный переменный ток.При правильной работе три обмотки производят три тока, составляющие три фазы. Сложение всех трех вместе дает общий выход переменного тока статора.

Две основные конструкции обмотки статора: , треугольник, , , звезда, . Дельта-раны легко узнать по их форме, так как они треугольные. Эти обмотки позволяют пропускать большой ток при более низких оборотах. Обмотки звезды напоминают конденсатор магнитного потока из «Назад в будущее». Эти обмотки идеально подходят для дизельных двигателей, так как они вырабатывают более высокое напряжение, чем статоры с треугольником, даже при более низких оборотах.

После преобразования AC / DC результирующее напряжение готово к использованию в батарее. Слишком высокое или слишком низкое напряжение может повредить аккумулятор, а также другие электрические компоненты. Чтобы обеспечить правильную величину, регулятор напряжения определяет, когда и какое напряжение необходимо в батарее. В большинстве генераторов переменного тока можно найти один из двух типов регуляторов: стабилизатор с заземлением работает, контролируя количество отрицательного заземления или заземления батареи, идущего в обмотку ротора, а тип с заземленным полем работает наоборот — управляя количество положительного аккумулятора.Ни один из них не имеет преимущества перед другим.

С таким количеством компонентов, которые создают электричество, жизненно важное для наших автомобилей, можно с уверенностью сказать, что генератор переменного тока является важным компонентом под капотом. Но, как и многие детали наших автомобилей, они выходят из строя. В следующем разделе вы узнаете, как определить, собираетесь ли вы попасть в затруднительное положение, и что вы можете сделать, если вам нужно заменить генератор.

Высоковольтные автомобильные системы должны остаться

Концепция увеличения напряжения электрических систем была опробована и раньше, начиная с конца 1990-х годов.Эту идею стимулировали несколько факторов, первый из которых заключается в том, что по мере увеличения напряжения величина необходимого тока уменьшается, что позволяет использовать провода более тонкого сечения, двигатели меньшего размера и другие компоненты. В свою очередь, это уменьшило бы размер и стоимость.

Во-вторых, электрическая нагрузка в транспортных средствах увеличивалась каждый год с появлением энергоемких функций, таких как сиденья с подогревом, электрические стеклоподъемники, сиденья с электроприводом (т. Е. С приводом от двигателя) и другие аксессуары. Это привело к тому, что по всему автомобилю стали протягиваться громоздкие жгуты проводов; Увеличение напряжения в три раза может потенциально уменьшить размер пучка кабелей на 50%.

Изначально планировалось использовать две системы, одну на 12 В, а другую на 42 В, чтобы облегчить переход от более низкого напряжения к более высокому с течением времени. Это было бы необходимо, потому что произвести такое изменение сразу было бы, мягко говоря, масштабным мероприятием. Это станет огромным бременем не только для производителей автомобилей, но и для испытательного оборудования, а также для сотен других компонентов автомобиля.

Что в конечном итоге убило этот подход, так это то, что срок службы переключателей и других компонентов сократится до такой степени, что их придется заменять, вероятно, более одного раза в течение срока службы автомобиля, что по сути сделало бы его шагом назад.Это вместе с масштабным переоснащением, а также другими расходами постепенно снижало его привлекательность, пока не исчезло совсем.

Двойная система Redux с 48 В

Однако идея вернулась в несколько иной форме, на этот раз с сохранением 12-вольтовой системы и добавлением отдельной 48-вольтовой системы (рис. 1) . Это тот же подход, что и в прошлый раз, за ​​исключением того, что потребность в отдельных системах сейчас намного больше, а технологии значительно продвинулись за последние 15 лет, чтобы сделать их менее затратными. Сегодня в автомобили встроены десятки дополнительных функций безопасности и удобства. И по мере того, как отрасль движется к автономным транспортным средствам, это число будет экспоненциально расти с годами, поскольку для достижения полной автономии требуются беспроводная связь, огромная вычислительная мощность, радар, LiDAR, камеры и другие датчики.

Рис. 1: В автомобилях будущего свое место займут 12 В и 48 В. (Источник: Aptiv PLC)

Таким образом, несмотря на недавние шаги по установлению стандартов экономии топлива, наблюдается тенденция к повышению эффективности транспортных средств независимо от правительственных распоряжений или их отсутствия.Чтобы достичь этого, отрасль движется в сторону электрификации, от различных типов газо-электрических гибридов в конечном итоге до полностью электрических транспортных средств, хотя водородные топливные элементы и другие технологии могут в конечном итоге стать конкурентами.

Текущий подход использует систему 12 В для питания таких устройств, как освещение, информационно-развлекательные системы и другие менее энергоемкие системы, в то время как отдельная система 48 В обеспечивает питание двигателей Start-Stop, турбокомпрессоров, усилителя рулевого управления, тормозов, кондиционирования воздуха и т. Д. и другие системы.Вместе они в конечном итоге приведут в действие все или почти все системы в автомобиле, независимо от того, использует ли он только двигатель внутреннего сгорания или объединяет его с электродвигателем или двигателями.

Как и его предшественник, эта инициатива потребует огромных изменений в отрасли, но ее преимущества потенциально велики. Дорожная карта на будущее делает систему более высокого напряжения не просто желательной, а необходимостью. Несколько примеров помогают проиллюстрировать эти преимущества.

Старт-стоп и турбокомпрессор

С течением времени система старт-стоп, ранее называвшаяся отключением на холостом ходу, используется на большем количестве транспортных средств из-за ее способности постепенно улучшать экономию топлива.Хотя поначалу это немного пугает, лучшие системы почти прозрачны, и в будущем они будут становиться все более прозрачными.

Для обеспечения этой возможности стартер на 12 В заменен более мощным двигателем на 48 В, называемым мотор-генератором, в котором используется литий-ионная батарея на 48 В и преобразователь постоянного тока. Этот сценарий (как ни странно) называется «умеренно-гибридной» трансмиссией (рис. 2) , и его сторонники утверждают, что он может обеспечить две трети преимуществ полного гибрида за одну треть стоимости при одновременном повышении эффективности. до 20%.

Рис. 2: Проиллюстрирована концепция мягкого гибрида с определенными различными компонентами. (Источник: Aptiv)

Электрификация турбокомпрессора также имеет значительные преимущества. Например, турбокомпрессоры страдают турбонаддувом. Выхлопным газам, приводящим в действие рабочее колесо (то есть лопасти турбины), необходимо как можно быстрее увеличить его скорость от фиксированного положения до 100 000–200 000 об / мин, в противном случае у вас будет турбо-задержка.

Если бы турбокомпрессор питался от 48-вольтовой системы, он мог бы раскрутить крыльчатку так быстро, что турбо задержка стала бы практически незаметной.Некоторые автопроизводители сочетают этот подход с турбокомпрессором, который обычно приводится в движение ремнем, приводимым в движение двигателем. Однако в этом случае питание осуществляется от электродвигателя. В результате повышается мощность, уменьшается нагрузка на двигатель и повышается экономия топлива.

Это всего лишь два примера того, как, когда электричество заменяет двигатель в качестве источника энергии для компонента двигателя, можно добиться значительного повышения эффективности транспортного средства. Крупные автопроизводители и поставщики, такие как Aptiv (ранее Delphi), создали свои собственные запатентованные решения, которые обеспечивают еще большие преимущества для соответствия будущим строгим стандартам экономии топлива при одновременном улучшении характеристик транспортных средств.Однако почти все они требуют для работы системы более высокого напряжения, поэтому нет никаких сомнений в том, что электрические системы на 48 В останутся здесь.

Для получения дополнительной информации о высоковольтных компонентах, используемых при проектировании автомобильных систем, ознакомьтесь с примечаниями по применению Coilcraft .

Эксперты по восстановлению электрооборудования | Precision Power

36 лет в бизнесе!

Соответствующие блоки Classic Fiat

нажмите для увеличения

нажмите для увеличения

нажмите для увеличения

Соответствующие блоки Classic Fiat

нажмите для увеличения

Некоторые из множества уникальных услуг, которыми мы гордимся предложение:

-Преобразование механического регулятора напряжения в твердотельный

Обновите свой регулятор напряжения до гораздо более надежных современных полупроводниковых устройств! Мы не только можем модернизировать внутренние компоненты, сохранив при этом оригинальный внешний вид регуляторов напряжения, но мы также можем преобразовать небольшие генераторы с вырезами из оригинального оборудования в полное электронное управление полем! Это мечта владельцев старинных автомобилей, которыми часто управляют, поскольку с 3-й щеткой никогда не нужно связываться, а генератор никогда не перегружается, поскольку он никогда не выдает больше тока, чем нужно автомобилю. Это заставляет систему зарядки автомобиля вести себя как в современном автомобиле!

-Пользовательские таблички / бирки для любых приложений

Не испортилась ли супер редкая старая бирка генератора или пластина шасси после 100 лет атмосферных воздействий? Неважно, насколько он редкий или единственный на планете, мы можем воспроизвести его в домашних условиях! Если у вас есть образец или фотография оригинальной бирки, мы можем ее воспроизвести. У нас даже есть возможность закрасить вытравленные области и текст, чтобы они при желании визуально «выделялись» немного больше.

-Восстановление сломанной пластмассовой / металлической детали.

Разбитый металлический корпус? Уникальный пластиковый изолятор из унобтания? У нас есть возможность воссоздать эти детали из любого материала, который вы выберете. Независимо от того, обработан ли он на станке с ЧПУ или напечатан на 3D-принтере, мы можем выполнить эту работу. Эта услуга идеально подходит для таких вещей, как сломанные корпуса, сгоревшие пластины переключателей, изоляторы магнето, устаревшие пластиковые детали двигателя и все, что вам может понадобиться.

Первые из многих будущих реставрационных видео от начала и до конца!

Примеры до и после

Щелкните изображение для расширенного просмотра

Для воспроизведения нажмите и удерживайте клавишу ввода.Чтобы остановиться, отпустите клавишу ввода.

нажмите для увеличения

нажмите для увеличения

нажмите для увеличения

нажмите для увеличения

нажмите для увеличения

нажмите для увеличения

нажмите для увеличения

нажмите для увеличения

нажмите для увеличения

нажмите для увеличения

Обслуживаемые бренды

(но не ограничиваясь ими)

ЧЕМ МЫ ДЕЛАЕМ

Мы являемся специалистами в сфере автомобильного электрообслуживания, в первую очередь обслуживая специальные или уникальные приложения, для которых большинство ремонтных мастерских не имеют опыта или возможностей для надлежащего обслуживания. Мы уделяем особое внимание ремонту и восстановлению старинных, интересных, старинных автомобилей, грузовиков, тракторов и морских электрических устройств, таких как: стартеры, генераторы, генераторы переменного тока, стартеры / генераторы, распределители, магнето, регуляторы напряжения, переключатели и различные устройства постоянного тока. моторы. Независимо от того, нужны ли вам простой ремонт или полная реставрация Concours, мы готовы предоставить вам профессиональные технические знания и непревзойденное мастерство, уделяя особое внимание непревзойденным деталям.У нас есть обширная справочная библиотека технических и инженерных данных по старинным и классическим электрическим системам, датируемым 1909 годом, что дает нам глубину знаний и возможностей, которые большинство магазинов просто не может предложить.

О КОМПАНИИ

Precision Power является лидером в области восстановления и ремонта автомобилей с 1985 года, всегда уделяя первоочередное внимание качеству изготовления и обслуживанию. Мы гордимся тем, что делаем, и предлагаем нашим клиентам услуги и продукты высочайшего качества по оптимальной цене.

УСЛУГИ

• Оценка

• Реставрация

• Восстановление

• Ремонт

• Детализация

• Модификации

Автомобильный регулятор напряжения (как он работает + как его проверить)

Регулятор напряжения автомобиля играет важную роль в системе зарядки вашего автомобиля.

а вот что это , а как работает ?

В этой статье мы ответим на эти вопросы, покажем вам, как проверить регулятор напряжения, и рассмотрим некоторые часто задаваемые вопросы.

В этой статье содержится:

(Щелкните ссылку, чтобы перейти в конкретный раздел)

Приступим.

Что такое автомобильный регулятор напряжения?

Как следует из названия, ваш автомобильный регулятор напряжения или импульсный регулятор, управляет напряжением , вырабатываемым генератором переменного тока (генератором в старых автомобилях или стартер-генератором в тракторах).

Без регулятора напряжения генератора входное напряжение было бы слишком большим и перегрузило бы электрические системы вашего автомобиля.

Чтобы предотвратить это, регулятор напряжения работает так же, как линейный регулятор, в том смысле, что он обеспечивает поддержание на выходе генератора постоянного зарядного напряжения в диапазоне от 13,5 до 14,5 В.

Этого постоянного напряжения достаточно для подзарядки аккумулятора без перегрузки электрических компонентов и цепей вашего автомобиля, таких как комбинация приборов, автомобильный аккумулятор, фары, двигатели и т. Д.

Если зарядное напряжение падает ниже 13,5 В, регулятор подает дополнительный ток на обмотку возбуждения для зарядки генератора.Если уровень напряжения поднимется выше 14,5 В, регулятор перестанет подавать питание на обмотку возбуждения и предотвратит зарядку генератора.

Так как же регулятор напряжения обеспечивает постоянное напряжение?

Как работает автомобильный регулятор напряжения?

Процесс начинается при повороте ключа зажигания.

Напряжение подается от автомобильного аккумулятора к стартеру, что приводит в действие двигатель за счет сгорания.

Когда двигатель работает, приводной ремень вращает ротор внутри генератора переменного тока, электризуя катушку возбуждения и генерируя напряжение постоянного тока для зарядки аккумулятора.Однако, прежде чем источник питания сможет добраться до батареи, он должен пройти через электронный регулятор напряжения.

Источник питания проходит через регулятор генератора, который содержит диоды, такие как стабилитрон, транзистор и несколько других компонентов.

Вместе эти диоды включают и выключают генератор переменного тока при колебаниях выходного напряжения цепи возбуждения, эффективно контролируя рабочий цикл.

Катушка возбуждения в генераторе или генераторе подключается к импульсному регулятору, который работает со скоростью 2000 раз в секунду , размыкая и замыкая соединение.

Если выходное напряжение падает ниже 13,5 В, напряжение питания низкое, поэтому датчики регулятора замыкают цепь генератора. Это приводит к включению генератора переменного тока, увеличению магнитного поля и передаче энергии аккумуляторной батарее.

Затем, когда выходное напряжение в батарее достигает 14,5 В, регулятор отключает выход генератора переменного тока или генератор, ослабляя магнитное поле и препятствуя зарядке батареи. Это гарантирует, что аккумулятор не перезарядится и не взорвется или не сгорит.

В наши дни ваш электронный регулятор напряжения практически не имеет проблем и его сложно отремонтировать. В результате, когда они начинают действовать, легче установить замену, чем пытаться отремонтировать неисправный регулятор генератора.

Многие автомобили также имеют модуль управления двигателем (ЕСМ), регулирующий уровень напряжения генератора через специализированную цепь. Они значительно более продвинуты и, как часть отказоустойчивой схемы, предлагают возможность диагностировать и описывать потенциальные проблемы.

С учетом сказанного, как проверить регулятор напряжения генератора, чтобы убедиться, что он обеспечивает надежное регулирование напряжения?

Как проверить автомобильный регулятор напряжения

Если вы заметили проблемы в электрической системе вашего автомобиля, проверка электронного регулятора напряжения может помочь вам определить, какая часть электрической системы вашего автомобиля является причиной проблемы.

К счастью, проверить стабилизатор напряжения довольно просто, но для этого нужен мультиметр.

Примечание: Этот тест предназначен для автомобилей без компьютеризированного регулирования напряжения.

Чтобы проверить регулятор напряжения, выполните следующие действия:

Шаг 1. Установите на мультиметре напряжение

Убедитесь, что на мультиметре установлено напряжение .
Настройка напряжения часто выглядит как ∆V или V с несколькими линиями над ним.

Установите на 20 В. Проверка регулятора генератора переменного тока с помощью мультиметра, установленного на Ом или Ампер, может повредить ваше устройство.

Шаг 2. Подключите мультиметр к батарее

Чтобы проверить регулятор генератора, нам нужно проверить напряжение аккумуляторной батареи.

Когда автомобиль выключен , подключите черный провод мультиметра к черной (отрицательной) клемме аккумулятора, а красный провод — к красной (положительной) клемме аккумулятора.

Шаг 3. Проверьте мультиметр

Мультиметр должен показывать чуть более 12 вольт при выключенном двигателе, если ваша батарея работает правильно.Если напряжение вашей батареи ниже 12 вольт, это может означать, что ваша батарея вышла из строя, и вам может потребоваться замена в ближайшее время.

Шаг 4. Включите автомобиль

Включите двигатель, когда автомобиль стоит на парковке или на нейтрали и включен аварийный тормоз. Посмотрите на мультиметр, и вы увидите, что показания увеличиваются до около 13,8 В , когда автомобиль находится на холостом ходу.

Если вы видите 13,8 В на мультиметре, вы можете исключить автомобильный генератор переменного тока как причину проблем с электричеством.13,8 В говорит о том, что все работает правильно, и генератор заряжает аккумулятор должным образом.

Если выходное напряжение падает ниже 13 В сразу после запуска двигателя, у вас могут быть проблемы с электрической системой. Рассмотрите возможность проведения теста на падение напряжения.

Наконец, если вы замечаете постоянное или прерывистое выходное высокое или низкое напряжение, это говорит о том, что проблема заключается в регуляторе напряжения генератора.

Шаг 5: Пересмотрите двигатель

Здесь вам понадобится дополнительный набор рук.Попросите кого-нибудь проверить двигатель, пока вы следите за мультиметром. Медленно увеличивайте число оборотов автомобиля, пока оно не достигнет 1500 — 2000 об / мин .

Шаг 6. Еще раз проверьте мультиметр

Если регулятор напряжения вашего генератора работает правильно, выходное напряжение вашей батареи должно составлять около 14,5 В . Если показание выше 14,5 В, скорее всего, неисправен регулятор напряжения. Если показание ниже 13,8 В, ваша батарея разряжена и, вероятно, ее потребуется заменить.

Теперь давайте рассмотрим некоторые часто задаваемые вопросы о регуляторах:

5 Часто задаваемые вопросы о регуляторах напряжения для автомобилей

Вот несколько распространенных вопросов о регуляторах напряжения и ответы на них:

1.

Где я могу найти регулятор напряжения?

Часто можно встретить регулятор напряжения , установленный внутри или снаружи корпуса генератора . Если он установлен снаружи, вы должны увидеть жгут проводов, соединяющий регулятор с генератором автомобиля.

2. Может ли плохой регулятор напряжения испортить батарею?

Да, плохой регулятор напряжения точно может испортить автомобильный аккумулятор.

Если на аккумулятор подается слишком высокое напряжение, может деформировать пластины и разрушить аккумулятор. Кроме того, при низком напряжении аккумулятор не сможет полностью зарядиться, и вам может быть сложно включить автомобиль.

При полном выходе из строя регулятора напряжения аккумуляторная батарея полностью разряжается. В то время как стандартный свинцово-кислотный автомобильный аккумулятор на 12 В должен разряжаться, слишком большой разряд может вызвать необратимое повреждение пластин внутри аккумулятора, что значительно сократит срок его службы.

3. Могу ли я водить машину с неисправным регулятором напряжения?

Технически можно ездить с неисправным регулятором напряжения, но это рискованно.

Возможно, у вас все в порядке, и ничего не происходит, но вы рискуете взорвать некоторые дорогие электрические компоненты без постоянного напряжения. Если у вас неисправен регулятор напряжения, вам следует как можно скорее заменить его.

4. Сколько стоит замена регулятора напряжения?

Замена регулятора напряжения генератора — дело довольно дорогое.

Марка и модель вашего автомобиля больше всего повлияют на стоимость нового регулятора напряжения. Однако за саму деталь вы можете рассчитывать заплатить от 40 до 140 долларов.

Однако здесь большую роль играют и затраты на рабочую силу.

Это связано с тем, что большинство регуляторов напряжения находятся внутри генератора переменного тока, что затрудняет доступ к ним. В результате затраты на рабочую силу должны составлять от 140 до 240 долларов.

Вы можете заплатить немного меньше, если у вас есть внешний регулятор напряжения (т.е.е., ваш регулятор напряжения установлен вне генератора).

С учетом всего вышесказанного, общая стоимость замены регулятора напряжения должна быть где-то между 180 долларов и 380 долларов. Конечно, если неисправный регулятор повредит другие электрические компоненты, стоимость будет выше.

5. Что делать, если мне нужна замена регулятора напряжения?

Если вам нужна замена регулятора напряжения, не отправляйте машину в ремонтную мастерскую, так как это может повредить дорогие детали.

Когда вы ищете механика для замены, всегда звоните механику, чтобы он подошел к и перепроверьте его:

• Сертификат ASE
• Предлагаем гарантийное обслуживание при ремонте
• Используйте только высококачественные инструменты и запасные части

К счастью, вам не нужно паниковать; RepairSmith отмечает все вышеперечисленные флажки.

Они могут решить любые проблемы с электросистемой вашего автомобиля, включая замену регулятора напряжения.

Что такое RepairSmith ?
RepairSmith — удобное решение для ремонта и обслуживания мобильных автомобилей.

Вот что предлагает RepairSmith:

• Ремонт и техническое обслуживание, выполняемые непосредственно на подъездной дорожке
• Опытные и сертифицированные специалисты ASE выполняют весь ремонт и техническое обслуживание
• Удобное и простое онлайн-бронирование
• Конкурентоспособные предварительные цены
• Все техническое обслуживание и исправления выполняются с использованием высококачественных инструментов и запасные части
• RepairSmith предлагает 12-месячный | Гарантия 12 000 миль на весь ремонт

Стоимость замены регулятора напряжения будет зависеть от марки и модели вашего автомобиля.Чтобы получить точную смету, заполните эту форму.

Последние мысли

В системе зарядки вашего автомобиля есть несколько компонентов, и регулятор напряжения гарантирует, что они продолжают работать, отслеживая выходное напряжение.

Однако со временем регулятор напряжения может начать срабатывать.
Лучший способ определить, правильно ли он работает, — это протестировать.

Если проверка показывает, что проблема связана с регулятором напряжения, лучше всего заменить его как можно скорее.

И когда придет время замены, не волнуйтесь.
Просто обратитесь в RepairSmith за профессиональной помощью и советом!

Специалисты с сертификатом ASE прибудут к вам на подъездную дорожку и выполнят все работы по ремонту и техническому обслуживанию вашего автомобиля.

Что такое генератор и как он работает?

Вы можете подумать, что аккумулятор питает все электрические устройства в автомобиле, будь то дворники, фары или радио. На самом деле, автомобильный генератор вырабатывает большую часть электроэнергии вашего автомобиля — ваша батарея в основном используется только для запуска вашего автомобиля и обеспечения питания, когда двигатель не работает. [1] Генератор переменного тока является важным компонентом системы зарядки автомобиля, поэтому полезно понимать, как он работает, если вам приходится иметь дело с автомобилем, который не заводится.

Что такое генератор?

Генератор — это генератор, предназначенный для распределения электроэнергии по автомобилю и подзарядки аккумулятора. [1] За исключением некоторых гибридных моделей, все автомобили со стандартным двигателем внутреннего сгорания будут иметь генератор переменного тока. Генератор размером примерно с кокосовый орех, обычно устанавливается в передней части двигателя и имеет ремень, обтекающий его.[2]

Компоненты генератора

Компоненты генератора переменного тока предназначены для обеспечения транспортного средства нужного типа и нужной мощности. Система зарядки вашего автомобиля состоит из множества частей, но это основные компоненты и их функции:

Ротор и статор

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

Регулятор напряжения

Регулятор напряжения контролирует мощность, вырабатываемую генератором. [2] Он контролирует уровень напряжения, которое выводится на аккумулятор, и подает питание на остальную часть автомобиля.

Диодный выпрямитель

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

Вентилятор охлаждения

Генераторы выделяют много тепла, и для эффективной работы их необходимо охлаждать.Хотя они имеют вентиляционные отверстия и алюминиевый корпус для лучшего отвода тепла, они также оснащены вращающимися вентиляторами для дополнительного охлаждения. [2] [4] Новые модели генераторов имеют внутренние вентиляторы охлаждения, тогда как более старые версии, как правило, имеют внешние лопасти вентилятора.

Как работает генератор

Для чего нужен генератор? Как мы знаем, генератор обеспечивает большую часть электроэнергии в вашем автомобиле и помогает заряжать аккумулятор. Но для этого генератор переменного тока должен сначала преобразовать механическую энергию в электричество.

Как генератор вырабатывает электричество

Процесс производства электроэнергии начинается с двигателя. В большинстве современных автомобилей генераторы приводятся в движение коленчатым валом двигателя через змеевик, хотя в старых автомобилях может быть отдельный шкив, идущий от коленчатого вала к генератору. Движение ремня — механическая энергия — раскручивает ротор генератора переменного тока на высокой скорости внутри статора. [2] [5]

Электричество вырабатывается при вращении ротора. Магниты, окружающие ротор, намеренно размещены таким образом, чтобы при их прохождении по медной проводке в статоре создавалось магнитное поле. ⁵ Это магнитное поле, в свою очередь, создает напряжение, которое улавливается статором. Затем эта мощность достигает регулятора напряжения, который распределяет электричество по транспортному средству и регулирует величину напряжения, которое получает аккумулятор. [2]

Как генератор заряжает аккумулятор?

Прежде чем батарея сможет использовать энергию, поступающую от генератора, ее необходимо преобразовать в формат, который может использовать батарея. Это потому, что электричество может течь разными токами или направлениями.Автомобильные аккумуляторы работают на одностороннем постоянном токе (DC), в то время как генераторы выдают электричество переменного тока (AC), которое иногда течет в обратном направлении. [6] Таким образом, перед тем, как перейти к регулятору напряжения, энергия, предназначенная для батареи, проходит через диодный выпрямитель, чтобы превратиться в постоянный ток. [2] После преобразования аккумулятор может использовать мощность для подзарядки.

Как и любая другая автомобильная деталь, ваш генератор со временем может выходить из строя и может нуждаться в замене. Узнайте, как заменить генератор и что делать, если ваш автомобиль сломался в дороге.

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

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

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

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

[5] «Генераторы и аккумуляторы | Как они работают », Donut Media, youtube.com/watch?v=nuLl_Z9_T9E (30 мая 2018 г.).
[6] chicagotribune.com/autos/sc-alternator-autos-0128-20160127-story.html

.