Как проверить возбуждение на генераторе: Как проверить возбуждение на генераторе: как происходит возбуждение

Содержание

Как проверить возбуждение на генераторе: как происходит возбуждение

Как происходит возбуждение генератора

Генератор – это не просто какой-нибудь узел. По сути, он является электрической машиной, преобразующей мехэнергию в ток. Генератор обеспечивает автомашину подзарядкой, без которой та сможет продержаться в движении не больше 1-2 часов за счет аккумулятора. Узнайте, как происходит возбуждение генератора в автомобиле.

Как происходит возбуждение в гене

Электроэнергия или электрическая сила в генераторе возникает тогда, когда сквозь магнитный поток внутри перемещается проводник. Ток возникает также и в том случае, когда перемещается магнит, а проводник остается неподвижным.

Без теоретических объяснений и выводов, можно представить себе возбуждение гена так:

  • На обмотку гена подается электричество с АКБ. Электрический ток первыми принимают щетки и медные кольца.
  • Реле отсечки – специальная штука, которая не дает аккумулятору разрядиться при остановке генератора. Когда водитель включает зажигание, то напряжение поступает на реле отсечки, оно притягивает внутренние элементы генератора, тем самым, замыкаются контакты. Получается, что реле в этом случае – эффективный переходник, соединяющий обмотку гена с аккумулятором.
  • На приборной панели в салоне автомобиля предусмотрена лампочка. Она дает понять водителю, когда начинается зарядка геном АКБ. Когда включается зажигание, она горит до тех пор, пока напряжение идет с аккумулятора и гаснет, когда процесс энергополучения идет обратно.

Что такое СВ и АРВ

Система возбуждения гена – это комплекс различных устройств, включающих: возбудитель, АРВ, СГП, УБФВ, устройство развозбуждения, а также дополнительные тесто-измерители.

Система возбуждения

АРВ – это не что иное, как регулятор, функционирующий полностью на автомате. СГП – средство, которое гасит магнитное поле. УБФВ – устройство, благодаря которому осуществляется быстрая форсировка возбуждения.

Сам возбудитель является источником питания (ИП) обмотки постоянным напряжением. В данном случае ИП может быть сам ген совместно с полупроводниками и выпрямительным блоком (диодным мостом).

АРВ применяются в синхронном гене. Здесь они выполняют функцию повышения физической стабильности генерирующего устройства. Принято классифицировать АРВ на устройства с пропорциональным шагом и сильным шагом. Одни способны изменять токоэнергию по несоответствию статорного напряжения, а вторые – реагируют в более широком смысле этого слова.

Когда ток снижается, к примеру, при замыкании, предусмотрена форсировка. Она подразумевает скорое увеличение возбуждения, что влияет на остановку спадов напряжения и сохраняет устойчивость.

Корректировка и ускорение значительно повышают надежность функционирования реле.

Когда происходит отключение генератора, что тоже может вызываться внутренними замыканиями, агрегат следует развозбудить. Для этого достаточно погасить магнитполе, что даст возможность уменьшить размеры повреждения статорной обмотки.

Погасить магнитполе – это, значит, быстрое уменьшить магнитпоток возбуждения гена до величины, близкой к 0. Одновременно с этим уменьшается ЭДС агрегата.

Как погасить магнитное поле

Гашение магнитполя осуществляется с помощью АГП – особых устройств-автоматов, действующих от реле. Именно они помогают активировать сопротивление.

В генерирующих устройствах, функционирующих по принципу тиристорвозбуждения, снижение магнитполя осуществляется методом переключения основных вентилей в инверторный порядок. Тем самым, сэкономленная в обмотке энергия, передастся возбудителю или диодному мосту.

Характеризуется СВ номинальным напряжением (НТ), но оно может быть разным.

  • 100 или 600 В, если речь идет о возбуждении на выводах обмотки.
  • 100 или 8000 А, если речь идет о НТ, находящимся непосредственно в обмотке, и соответствует нормальной, стандартной работе генератора.

Следует знать, что НТ возбудителя должен составлять доли процентов от НТ генератора. Как правило, считают значения в 0,2-0,6 процентов от номинальной мощности гена.

Что касается быстродействия возбудителя, то оно зависит от скорости нарастания силы тока на обмотке индуктора (ротора).

СВ (система возбуждения) обязана рассчитываться в зависимости от работы АРВ. Другими словами, без АРВ работа допускается, но только на время, нужное для ремонта или замены. В остальных случаях использование АРВ обязательно.

Примечание. Если СВ, все же, функционирует без АРВ, то нужно обеспечить дополнительную систему защиты. Это РДУ и другие средства, способные обеспечить развозбуждение и автогашение генераторного поля.

СВ обязана обеспечивать ток в продолжительном режиме, превышая НТ генератора не менее чем на 10 процентов.

Бесконтактная система возбуждения

СВ также бывает полупроводниковой. В этом случае она должна иметь РВС (режим внутреннего сохранения).

Важно, чтобы защитные устройства, обеспечивающие стабильность во время перенапряжений, были многократного действия.

Состав системы возбужденияЧто обеспечивает система возбуждения
трансформатор выпрямительныйначальное возбуждение
трансформатор последовательный вольтодобавочныйхолостой ход
тиристорный преобразователь (ТВ 8-2000/) 050- 1У4)включение в сеть методом точной синхронизации в нормальных режимах и самосинхронизации в аварийных режимах
система охлаждения преобразователяработу ГГ в энергосистеме с нагрузками от холостого хода до номинальной и перегрузками
агрегат начального возбуждения (АН В-2)недовозбуждение в пределах устойчивой работы генератора
автоматический регулятор возбуждения (АУ1Г типа АРВ-СД)форсировку возбуждения по току и напряжению
панель гашения поля эффективное гашение поля
релейные панелиразвозбуждение при нормальных остановках агрегата

Разновидности СВ

СВ принято делить на 2 группы. Они классифицируются в зависимости от способа возбуждения. Различают СВ независимого типа (СВНТ) и зависимого (СВЗТ).

К СВНТ относят все возбудители, которые сопряжены с генераторным валом. По сути, они способны вырабатывать напряжение в независимом режиме.

За группу СВЗТ принимают возбудители, схватывающие вольтаж прямиком с концов основного генератора. Ток поступает через трансформаторы особого типа.

Тиристорная система возбуждения

Более выгодно смотрятся СВНТ, так как в них выработка тока не зависит от электроцепи.

Интересный момент. На генах со слабой мощностью в качестве возбудителя применяются отдельные, независимые генераторы, способные вырабатывать ток. Они соединяется с валом основного гена (синхронного).

Другие преимущества СВНТ:

  • Высокий процент быстродействия;
  • Высокая скорость нарастания тока;
  • Возможность замены тиристоров, вышедших из строя, без остановки генератора.

Однако СВНТ имеют и недостатки, связанные с самим устройством возбудителя. К примеру, если быстрота повышения возбуждения не слишком высока.

Кроме того:

  • Слабыми в СВНТ выглядят контакты скользящего типа, так как напряжение к ним подводится через щетки.

Сегодня наиболее востребованы СВ с полупроводниковыми диодными мостами. Они построены по 3-фазной схеме, в них задействуется минимальное количество выстроенных по порядку тиристоров.

Что касается схем диодного моста, то они бывают 1-групповыми и 2-групповыми. Один выпрямитель внедрен в первом случае, два – во втором.

Токоподавателем в СВНТ является синхронный ген, нашедший место между индуктором и верхним кронштейном основного генератора.

Устройство синхронного генератора

СВЗТ менее надежна, чем первая система, так как работа возбудителя здесь полностью зависимая. Другими словами, возбудитель в этом случае будет работать только в том случае, если получит ток от сети. А в сети, как правило, часто возникают замыкания, нарушающие стабильное функционирование СВ.

Получается лишняя нагрузка на СВЗТ, которая должна обеспечивать форсировку напряжения в обмотке.

Но СВЗТ в некоторых случаях имеют плюсы перед самостийными системами. Они выражаются простотой схемы. Недостатком же выступает, как и говорилось, непостоянство работы, что более всего заметно в высокомощных машинах.

По мнению экспертов, если подразумевается длительность ремонта, то лучше зарекомендуют себя СВЗТ.

Проверка возбуждения

Основными симптомами, которые доказывают неработоспособность СВ на генераторе, являются показатели внешних характеристик. Говоря иначе, если напряжение через выводы генератора не поступает, то агрегат должен самовозбуждаться по принципу. Если такого не происходит, налицо проблема.

Хорошо заметна работа генератора на дизельных агрегатах. Они получают меньшую, чем обычно дозу топлива, как только генератор развивает небольшую мощность. Таким образом, дизельная установка остается недогруженной.

Проверка системы возбуждения

Ясно, что при уменьшении подачи топлива в цилиндры, снизится и скорость движения. По ней (скорости) можно будет определить снижение напряжения генератора, следовательно, и его возбуждение.

Если в генераторе увеличивается произведение напряжения, то не должно увеличиваться магнитное насыщение СВ, иначе прочность изоляции электромашины не выдержит. Ограниченным в некоторых значениях можно назвать также генераторный ток, который в случае увеличения приведет к перегоранию обмотки якоря.

Контрольные проверки генератора

Проверка генератора на стенде

Проверка на стенде позволяет определить исправность генератора и соответствие его характеристик номинальным. У проверяемого генератора щетки должны быть хорошо притерты к контактным кольцам коллектора, а сами кольца чистыми.

Рис. 1. Схема соединений для проверки генератора на стенде

  1. контрольная лампа 12 В, 3 Вт;
  2. генератор;
  3. вольтметр;
  4. реостат;
  5. амперметр;
  6. выключатель;
  7. аккумуляторная батарея

Установите генератор на стенд и выполните соединения как показано на рисунке 1. Включите электродвигатель стенда, реостатом 4 установите напряжение на выходе генератора 13 В и доведите частоту вращения ротора до 6000 мин-1. Дайте генератору поработать на этом режиме не менее 10 мин, а затем замерьте силу тока отдачи. У исправного генератора она должна быть не менее 80 А.

Если замеренная величина отдаваемого тока значительно меньше, то это говорит о неисправностях в обмотках статора и ротора или о повреждении вентилей. В этом случае необходима тщательная проверка обмоток и вентилей, чтобы определить место неисправности.

Напряжение на выходе генератора проверяется при частоте вращения ротора 5000 мин-1. Реостатом 4 установите ток отдачи 15 A и замерьте напряжение на выходе генератора, которое должно быть 13,2–14,7 В при температуре окружающего воздуха и генератора (25 ±10) °С.

Если напряжение не укладывается в указанные пределы, то замените щеткодержатель с регулятором напряжения новым, заведомо исправным, и повторите проверку. Если напряжение будет нормальным, то, следовательно, старый регулятор напряжения поврежден и его необходимо заменить. А если напряжение по-прежнему не будет укладываться в указанные выше пределы, то необходимо проверить обмотки и вентили генератора.

Проверка генератора электронным осциллографом

Осциллограф позволяет по форме кривой выпрямленного напряжения точно и быстро проверить исправность генератора и определить характер повреждения.

Рис. 2. Схема соединений для проверки генератора осциллографом
  1. выключатель;
  2. генератор;
  3. вольтметр;
  4. реостат;
  5. амперметр;
  6. выключатель;
  7. аккумуляторная батарея

Для проверки соберите схему согласно рисунку 2. Отсоедините провод общего вывода трех дополнительных диодов от штекера D+ регулятора напряжения и примите меры, чтобы наконечник отсоединенного провода не замкнулся с массой генератора.

К штекеру D+ регулятора присоедините провод от аккумуляторной батареи через выключатель 1. Таким образом, обмотка возбуждения будет питаться только от аккумуляторной батареи.

Включите электродвигатель стенда и доведите частоту вращения ротора до 1500–2000 мин-1. Выключателем 6 отключите аккумуляторную батарею от клеммы B+ генератора и реостатом 4 установите ток отдачи 10 А.

Рис. 3. Форма кривой выпрямленного напряжения генератора

I — генератор исправен;

II — вентиль пробит;

III — обрыв в цепи вентиля (обмотке статора)

Проверьте по осциллографу напряжение на клемме B+ генератора. При исправных вентилях и обмотке статора кривая выпрямленного напряжения имеет пилообразную форму с равномерными зубцами (рисунок 3, I). Если имеется обрыв в обмотке статора либо обрыв или короткое замыкание в вентилях выпрямительного блока — форма кривой резко меняется: нарушается равномерность зубцов и появляются глубокие впадины (рисунок № 3, II и III).

Проверив форму кривой напряжения на клемме B+ генератора и убедившись, что она имеет нормальный вид, проверяют напряжение на штекере D генератора при отсоединенном проводе от штекера D+ регулятора напряжения. Штекер D является общим выводом трех дополнительных диодов, питающих обмотку возбуждения при работе генератора. Кривая напряжения здесь также должна иметь правильную пилообразную форму. Неправильная форма кривой свидетельствует о повреждении дополнительных диодов.

Проверка обмотки возбуждения ротора

Обмотку возбуждения можно проверить не снимая генератор с автомобиля, сняв только защитный кожух и регулятор напряжения вместе со щеткодержателем. Зачистив при необходимости шлифовальной шкуркой контактные кольца, омметром или контрольной лампой проверяют, нет ли обрыва в обмотке возбуждения и не замыкается ли она с массой.

Проверка статора

Статор проверяется отдельно, после снятия выпрямительного блока.

В первую очередь проверьте омметром или с помощью контрольной лампы и аккумуляторной батареи, нет ли обрывов в обмотке статора и не замыкаются ли ее витки на "массу".

Изоляция проводов обмотки должна быть без следов перегрева, который происходит при коротком замыкании в вентилях выпрямительного блока. Статор с такой поврежденной обмоткой замените.

Наконец, после разборки генератора необходимо проверить специальным дефектоскопом, нет ли в обмотке статора короткозамкнутых витков.

Проверка вентилей выпрямительного блока

Исправный вентиль пропускает ток только в одном направлении. Неисправный — может либо вообще не пропускать ток (обрыв цепи), или пропускать ток в обоих направлениях (короткое замыкание).

В случае повреждения одного из вентилей выпрямителя необходимо заменять целиком выпрямительный блок.

Рис. 4. Схемы для проверки вентилей выпрямителя

  1. аккумуляторная батарея;
  2. контрольная лампа;
  3. генератор;

I — проверка одновременно "положительных" и "отрицательных" вентилей;

II — проверка "положительных" вентилей;

III — проверка "отрицательных" вентилей

Короткое замыкание вентилей выпрямительного блока можно проверить не снимая генератор с автомобиля, предварительно отсоединив провода от аккумуляторной батареи и генератора и сняв кожух с задней крышки генератора. Также отсоединяется провод от вывода D+ регулятора напряжения. Проверить можно омметром или с помощью лампы (1–5 Вт, 12 В) и аккумуляторной батареи, как показано на рисунке 4.

ПРИМЕЧАНИЕ

С целью упрощения крепления деталей выпрямителя три вентиля (с красной меткой) создают на корпусе "плюс" выпрямленного напряжения. Эти вентили "положительные" и они запрессованы в одну пластину выпрямительного блока, соединенную с выводом "B+" генератора. Другие три вентиля ("отрицательные" с черной меткой) имеют на корпусе "минус" выпрямленного напряжения. Они запрессованы в другую пластину выпрямительного блока, соединенную с массой.

Сначала проверьте, нет ли замыкания одновременно в "положительных" и "отрицательных" вентилях. Для этого "плюс" батареи через лампу подсоедините к зажиму B+ генератора, а "минус" к корпусу генератора(рисунок 4, I). Если лампа горит, то "отрицательные" и "положительные" вентили имеют короткое замыкание.

Для проверки короткого замыкания в "положительных" вентилях "плюс" батареи через лампу соедините с зажимом B+ генератора, а "минус" – с одним из фазных выводов обмотки статора (рисунок 4, II). Горение лампы укажет на короткое замыкание одного или нескольких "положительных" вентилей.

Короткое замыкание "отрицательных" вентилей можно проверить, соединив "плюс" батареи через лампу с одним из фазных выводов обмотки статора, а "минус" с корпусом генератора (рисунок 4, III). Горение лампы означает короткое замыкание в одном или нескольких "отрицательных" вентилях. Следует помнить, что в этом случае горение лампы может быть и следствием замыкания витков обмотки статора на корпус генератора. Однако такая неисправность встречается значительно реже, чем короткое замыкание вентилей.

Обрыв в вентилях без разборки генератора можно обнаружить либо осциллографом, либо при проверке генератора на стенде по значительному снижению (на 20–30%) величины отдаваемого тока по сравнению с номинальным. Если обмотки, дополнительные диоды и регулятор напряжения генератора исправны, а в вентилях нет короткого замыкания, то причиной уменьшения отдаваемого тока является обрыв в вентилях.

Рис. 5. Схема для проверки дополнительных диодов:

  1. генератор;
  2. контрольная лампа;
  3. аккумуляторная батарея

Короткое замыкание дополнительных диодов можно проверить без снятия и разборки генератора по схеме, приведенной на рис 5. Так же как и для проверки вентилей выпрямительного блока, при этом необходимо отсоединить провода от аккумуляторной батареи и генератора, снять защитный кожух генератора и отсоединить провод от вывода "D+" регулятора напряжения.

"Плюс" батареи через лампу (1–3 Вт, 12 В) присоедините к выводу "D" генератора, а "минус" к одному из фазных выводов обмотки статора.

Если лампа загорится, то в каком-то из дополнительных диодов имеется короткое замыкание. Найти поврежденный диод можно только сняв выпрямительный блок и проверяя каждый диод в отдельности.

Обрыв в дополнительных диодах можно обнаружить осциллографом по искажению кривой напряжения на штекере "D", а также по низкому напряжению (ниже 14 В) на штекере "D" при средней частоте вращения ротора генератора.

Проверка регулятора напряжения

Работа регулятора напряжения заключается в непрерывном и автоматическом изменении силы тока возбуждения генератора таким образом, чтобы напряжение генератора поддерживалось в заданных пределах при изменении частоты вращения и тока нагрузки генератора.

Проверка на автомобиле

Для проверки необходимо иметь вольтметр постоянного тока со шкалой до 15–30 в класса точности не хуже 1,0.

После 15 мин работы двигателя на средних оборотах при включенных фарах замерьте напряжение между клеммой "В+" и массой генератора. Напряжение должно находиться в пределах 13,2–14,7 В.

В том случае, если наблюдается систематический недозаряд или перезаряд аккумуляторной батареи и регулируемое напряжение не укладывается в указанные пределы, регулятор напряжения необходимо заменить.

Проверка снятого регулятора

Рис. 6. Схема для проверки регулятора напряжения

  1. контрольная лампа;

  2. вывод на "массу" регулятора напряжения;

  3. вывод "DF" регулятора напряжения;

  4. регулятор напряжения;

  5. вывод "D+" регулятора напряжения;

А — к источнику питания

Регулятор в сборе с щеткодержателем, снятый с генератора, проверяется по схеме, приведенной на рисунке 6.

Между щетками включите лампу 1–3 Вт, 12 В. К выводам D+ и "масса" регулятора присоедините источник питания сначала напряжением 12 в, а затем напряжением 15–16 В.

Если регулятор исправен, то в первом случае лампа должна гореть, а во втором — гаснуть.

Если лампа горит в обоих случаях, то в регуляторе пробой, а если не горит в обоих случаях, то или в регуляторе имеется обрыв, или нет контакта между щетками и выводами регулятора напряжения. Последнее можно проверить, присоединяя провода от лампы не к щеткам, а непосредственно к выводам D+ и DF регулятора напряжения.

Проверка конденсатора

Конденсатор служит для защиты электронного оборудования автомобиля от импульсов напряжения в системе зажигания, а также для снижения помех радиоприему.

Повреждение конденсатора или ослабление его крепления на генераторе (ухудшение контакта с массой) обнаруживается по увеличению помех радиоприему при работающем двигателе.

Ориентировочно исправность конденсатора можно проверить мегомметром или тестером (на шкале 1–10 МОм). Если в конденсаторе нет обрыва, то в момент присоединения щупов прибора к выводам конденсатора стрелка должна отклониться в сторону уменьшения сопротивления, а затем постепенно вернуться обратно.

Емкость конденсатора, замеренная специальным прибором, должна быть 2,2 мкФ ±20%.

Принцип работы и схема подключение генератора

Самая основная функция генераторазарядка батареи аккумулятора и питание электрического оборудования двигателя.

Поэтому рассмотрим более подробнее схему генератора, как правильно его подключить, а также дадим несколько советов как проверить его своими руками.

Содержание:

Генератор – механизм, который превращает механическую энергию в электрическую. Генератор имеет вал, на который насажен шкив, через который и получает вращения от коленчатого вала двигателя.

  1. Аккумуляторная батарея
  2. Выход генератора "+"
  3. Выключатель зажигания
  4. Лампа-индикатор исправности генератора
  5. Помехоподавляющий конденсатор
  6. Положительные диоды силового выпрямителя
  7. Отрицательные диоды силового выпрямителя
  8. «Масса» генератора
  9. Диоды обмотки возбуждения
  10. Обмотки трех фаз статора
  11. Питание обмотки возбуждения, опорное напряжение для регулятора напряжения
  12. Обмотка возбуждения (ротор)
  13. Регулятор напряжения

Автомобильный генератор используют для питания электропотребителей, таких как: система зажигания, бортовой компьютер, автомобильная светотехника, система диагностики, а также есть возможность заряжать автомобильный аккумулятор. Мощность генератора легкового автомобиля составляет приблизительно 1 кВт. Автомобильные генераторы достаточно надежные в работе, потому что обеспечивают бесперебойную работу множеству приборов в автомобиле, а поэтому и требования к ним соответствующие.

Устройство генератора

Устройство автомобильного генератора подразумевает наличие собственного выпрямителя и регулирующей схемы. Генерирующая часть генератора с помощью неподвижной обмотки (статора) вырабатывает трёхфазный переменный ток, который далее выпрямляется серией из шести больших диодов и уже постоянный ток заряжает аккумулятор. Переменный ток индуцируется вращающимся магнитным полем обмотки (вокруг обмотки возбуждения или ротора). Далее ток через щётки и кольца скольжения подаётся на электронную схему.

Устройство генератора: 1.Гайка. 2.Шайба. 3.Шкив. 4.Передняя крышка. 5.Дистанционное кольцо. 6.Ротор. 7.Статор. 8.Задняя крышка. 9.Кожух. 10.Прокладка. 11.Защитная втулка. 12.Выпрямительный блок с конденсатором. 13.Щеткодержатель с регулятором напряжения.

Располагается генератор в передней части двигателя автомобиля и запускается с помощью коленчатого вала. Схема подключения и принцип работы генератора автомобиля одинаковый для любых автомобилей. Есть конечно некоторые отличия, но они, как правило, связаны с качеством изготовленного товара, мощностью и компоновкой узлов в моторе. Во всех современных автомобилях устанавливают генераторные установки переменного тока, которые включают не только сам генератор, но и регулятор напряжения. Регулятор равносильно распределяет силу тока в обмотке возбуждения, именно за счет этого и происходит колебание мощности самой генераторной установки в тот момент, когда напряжение на силовых клеммах выхода остается неизменным.

Новые автомобили чаще всего оборудованы электронным блоком на регуляторе напряжения, поэтому бортовой компьютер может контролировать величину нагрузки на генераторную установку. В свою очередь на гибридных автомобилях генератор выполняет работу стартер-генератора, аналогичная схема используется и в других конструкциях системы стоп-старт.

Принцип работы генератора авто

Схема подключения генератора ВАЗ 2110-2115

Схема подключения генератора переменного тока включает такие составляющие:

  1. Аккумулятор.
  2. Генератор.
  3. Блок предохранителя.
  4. Ключ зажигания.
  5. Приборная панель.
  6. Выпрямительный блок и добавочные диоды.

Принцип работы достаточно простой, при включении зажигания плюс через замок зажигания идет через блок предохранителей, лампочку, диодный мост и выходит через резистор на минус. Когда лампочка на приборной панели загорелась, далее плюс идет на генератор (на обмотку возбуждения), далее в процессе запуска двигателя шкив начинает вращаться, также вращается якорь, за счет электромагнитной индукции вырабатывается электродвижущая сила и появляется переменный ток.

Наиболее опасным для генератора является замыкание пластин теплоотводов, соединенных с «массой» и выводом "+" генератора случайно попавшими между ними металлическими предметами или проводящими мостиками, образованными загрязнением.

Далее в выпрямительный блок через синусоиду в левое плечо диод пропускает плюс, а в правое минус. Добавочные диоды на лампочку отсекают минусы и получаются только плюсы, далее он идет на узел приборной панели, а диод, который там стоит он пропускает только минус, в итоге лампочка гаснет и плюс тогда идет через резистор и выходит на минус.

Принцип работы автомобильного генератора постоянного, можно объяснить так: через обмотку возбуждения начинает течь небольшой постоянный ток, который регулируется управляющим блоком и поддерживается им на уровне чуть больше 14 В. Большинство генераторов в автомобиле способны вырабатывать как минимум 45 ампер. Генератор работает на 3000 оборотах в минуту и выше — если посмотреть на соотношение размеров ремней вентиляторов для шкивов, то оно по отношению к частоте двигателя составит два или три к одному.

Во избежание этого пластины и другие части выпрямителя генераторов частично или полностью покрывают изоляционным слоем. В монолитную конструкцию выпрямительного блока теплоотводы объединяются в основном монтажными платами из изоляционного материала, армированными соединительными шинками.

Далее рассмотрим схему подключения автомобильного генератора на примере автомобиля ВАЗ-2107.

Схема подключения генератора на ВАЗ 2107

Схема зарядки ВАЗ 2107 зависит от того, какой применяется тип генератора. Чтобы подзарядить аккумуляторную батарею на таких авто, как: ВАЗ-2107, ВАЗ-2104, ВАЗ-2105, которые стоят на карбюраторном двигателе, будет необходим генератор типа Г-222 или его аналог с максимальным током отдачи в 55А. В свою очередь автомобили ВАЗ-2107 у которых инжекторный двигатель используют генератор 5142.3771 или его прототип, который называется генератором повышенной энергии, с максимальным током отдачи 80-90А. Также можно устанавливать более мощные генераторы с током отдачи до 100А. Абсолютно во все виды генераторов переменного тока встраиваются выпрямительные блоки и регуляторы напряжения, они, как правило, изготовлены в одном корпусе со щетками либо съемные и крепятся на самом корпусе.

Схема зарядки ВАЗ 2107 имеет незначительные отличия в зависимости от года изготовления автомобиля. Самым главным отличием есть наличие или отсутствие контрольной лампы заряда, которая расположена на панели приборов, также способ ее подключения и наличие либо отсутствие вольтметра. Такие схемы в основном используются на карбюраторных автомобилях, тогда как на авто с инжекторными двигателями схема не меняется, она идентична с теми автомобилями, которые изготовлялись ранее.

Обозначения генераторных установок:

  1. “Плюс” силового выпрямителя: “+”, В, 30, В+, ВАТ.
  2. “Масса”: “-”, D-, 31, B-, M, E, GRD.
  3. Вывод обмотки возбуждения: Ш, 67, DF, F, EXC, E, FLD.
  4. Вывод для соединения с лампой контроля исправности: D, D+, 61, L, WL, IND.
  5. Вывод фазы: ~, W, R, STА.
  6. Вывод нулевой точки обмотки статора: 0, МР.
  7. Вывод регулятора напряжения для подсоединения его в бортовую сеть, обычно к “+” аккумуляторной батареи: Б, 15, S.
  8. Вывод регулятора напряжения для питания его от выключателя зажигания: IG.
  9. Вывод регулятора напряжения для соединения его с бортовым компьютером: FR, F.

Схема генератора ВАЗ-2107 типа 37.3701

  1. Аккумуляторная батарея.
  2. Генератор.
  3. Регулятор напряжения.
  4. Монтажный блок.
  5. Выключатель зажигания.
  6. Вольтметр.
  7. Контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи.

При включении зажигания плюс от замка идет к предохранителю № 10, а затем уже поступает на реле контрольной лампы заряда аккумуляторной батареи, потом идет к контакту и на вывод катушки. Второй вывод катушки взаимодействует с центральным выводом стартера, где соединяются все три обмотки. Если контакты реле замыкаются, то и контрольная лампа горит. При запуске двигателя генератор вырабатывает ток и на обмотках появляется переменное напряжение 7В. Через катушку реле проходит ток и якорь начинает притягиваться, при этом контакты размыкаются. Генератор № 15 через предохранитель № 9 пропускает ток. Аналогично через генератор напряжения щетки получает питание обмотка возбуждения.

Схема зарядки ВАЗ с инжекторными двигателями

Такая схема идентичная схемам на других моделях ВАЗов. Она отличается от предыдущих, способом возбуждения и контроля на исправность генератора. Он может быть осуществлен при помощи специальной контрольной лампы и вольтметра на панели приборов. Также через лампу заряда происходит первоначальное возбуждение генератора в момент начала работы. Во время работы генератор работает “анонимно”, то есть возбуждение идет напрямую с 30-го вывода.Когда включается зажигание, то питание через предохранитель №10 идет на лампу зарядки в панели приборов. Далее через монтажный блок поступает на 61-й вывод. Три дополнительные диода обеспечивают питание регулятору напряжения, а он в свою очередь передает его на обмотку возбуждения генератора. В этом случае контрольная лампа будет гореть. Именно в тот момент, когда генератор будет работать на обкладках выпрямительного моста напряжение будет гораздо выше, чем у аккумуляторной батареи. В этом случае контрольная лампа не будет гореть, потому что напряжение с ее стороны на дополнительных диодах будет ниже, чем со стороны статорной обмотки и диоды закроются. Если во время работы генератора контрольная лампа горит в пол накала, то это может означать, что пробиты дополнительные диоды.

Проверка работы генератора

Проверить работоспособность генератора можно несколькими способами применяя определенные методы, например: можно проверить напряжение отдачи генератора, падение напряжения на проводе, который соединяет токовый вывод генератора с аккумуляторной батареей или проверить регулируемое напряжение.

Для проверки будет необходим мультиметр, автомобильный аккумулятор и лампа с припаянными проводами, провода для подключения между генератором и аккумулятором, а еще можно взять дрель с подходящей головкой, так как возможно придется крутить ротор за гайку на шкиве.

Элементарная проверка лампочкой и мультиметром

Схема подключения: выходная клемма (В+) и ротор (D+). Лампу нужно подключить между основным выходом генератора В+ и контактом D+. После этого берем силовые провода и подключаем “минус” к минусовой клемме аккумулятора и к массе генератора, “плюс” соответственно к плюсу генератора и к выходу В+ генератора. Закрепляем на тиски и подключаем.

“Массу” нужно подключать в последнюю очень, чтобы не закоротить аккумулятор.

Включаем тестер в режим (DC) постоянного напряжения, цепляем один щуп на аккумулятор к “плюсу”, второй также, но к “минусу”. Далее, если все в рабочем состоянии, то должна загореться лампочка, напряжение в этом случае будет 12,4В. Затем берем дрель и начинаем крутить генератор, соответственно лампочка в этом момент перестанет гореть, а напряжение уже будет 14,9В. После чего добавляем нагрузку, берем галогенную лампу h5 и вешаем ее на клемму аккумулятора, она должна загореться. После чего в аналогичном порядке подключаем дрель и напряжение на вольтметре будет показывать уже 13,9В. В пассивном режиме аккумулятор под лампочкой дает 12,2В, а когда крутим дрелью, то 13,9В.

Схема проверки генератора

Строго не рекомендуется:

  1. Проводить проверку на работоспособность генератора путем короткого замыкания, то есть “на искру”.
  2. Допускать, чтобы генератор работал без включенных потребителей, также нежелательна работа при отключенном аккумуляторе.
  3. Соединение клеммы “30” (в некоторых случаях B+) с “массой” или клемму “67” (в некоторых случаях D+).
  4. Проводить сварочные работы кузова автомобиля при подключенных проводах генератора и аккумулятора.

Спрашивайте в комментариях. Ответим обязательно!

Как проверить провод возбуждения генератора

Правило 1 если у вас загорелась или начала слабо гореть лампочка на приборной панели с изображением аккумулятора (конечно только на заведенном двигателе), примите меры незамедлительно. Если этого не сделать можно заглохнуть в самом неожиданном месте. Кроме того, эксплуатация генератора при наличии в нем неисправностей способна ухудшить положение.

Правило 2 если вы не чувствуете себя компетентным в данной области, у вас нет необходимых инструментов и запчастей не пытайтесь чинить генератор самостоятельно. Правило 3 не стоит проверять наличие зарядки отключением аккумулятора при работающем двигателе. Это вредное занятие, причем такой способ может вывести из строя и генератор и блок управления впрыском и другие электронные компоненты. Правило 4 Не стоит доверять чужим советам в деле ремонта. Советы типа — поменяй то или это у меня так было, могут сильно навредить.

Прежде чем менять все подряд лучше грамотно проверить все детали и заменить лишь необходимые. Правило 5 если делать — то хорошо, с использованием достойных запчастей и заменой всех несоответствующих деталей. Правило 6 перед тем как разбираться с недозарядом АКБ или низким бортовым напряжением, внимательно проверьте массу генератора. Вариант 1 лампа зарядки (она же возбуждения, она же индикатор зарядки) не загорается ни при включении зажигания ни при заведенном двигателе.

Возможные причины — сгорела лампа, провод возбуждения не соединен с генератором (оборван, нет контакта в разъеме, просто отсоединился), нет питания у приборной панели, щетки вышли из строя полностью, вышел из строя якорь, вышел из строя регулятор напряжения (другие причины). Проверка при включенном зажигании, проверить наличие напряжения питания (= напряжению АКБ или немного ниже) на проводе возбуждения отключенном от генератора (как правило тонкий провод, синий с белой полосой сечение 0. 75 — 1. 0) относительно массы. Если есть, можно дополнительно убедиться в работоспособности всей цепи подключив провод возбуждения к массе (лампа зажжется) конечно только отключив этот провод от генератора, если при такой проверке использовать корпус генератора в качестве массы можно проверить наличие таковой на генераторе.

Если все эти проверки подтвердили работоспособность соответствующих элементов проверять генератор (снять, разобрать, проверить). Вариант 2 лампа зарядки загорается при включенном зажигании, после заводки не тухнет на увеличение оборотов тоже не реагирует. Единственная надежда избежать разборки генератора — порванный ремень или ремень доведенный до последней стадии истирания или ослабленный практически полностью.

Крайне маловероятно касание оголенным проводом возбуждения массы. Вариант 3 лампа загорается, после заводки тухнет, затем начинает гореть еле еле (особенно заметно ночью) ярче по мере возрастания нагрузки. Наиболее вероятно что причина кроется в генераторе в щеточном узле. Возможной причиной является и ремень.

Вариант 4 лампа загорается, тухнет при заводке (или не тухнет) затем начинает гореть то ярче то слабее причем имеется зависимость от оборотов и нагрузки, может самопроизвольно погаснуть (навсегда). Снимать и проверять генератор. Крайне маловероятно касание массы проводом возбуждения. Вариант 5 лампа ведет себя абсолютно нормально ничто не предвещает неприятностей тем не менее аккумулятор постоянно разряжен а при езде ночью можно столкнуться с ситуацией когда при многочисленных включенных потребителях машина вдруг глохнет и завести ее невозможно так как аккумулятор полностью разряжен. Это случай очень распространен но не всегда проявляется так ярко.

Суть дела в том что генератор дает зарядку но в случае подключения достаточно больших нагрузок напряжение зарядки падает и иногда очень значительно и как результат аккумулятор постоянно недозаряжен. В случае обнаружения подобных явлений необходимо перед тем как проверять генератор предпринять следующую проверку. Проверка напряжения зарядки. Часто, так называемые мастера, проверяют наличие зарядки исключительно диким на мой взгляд способом — сниманием клеммы с аккумулятора на работающем двигателе. Способ недопустимый, и совершенно неинформативный.

Те кто кое-что понимает, используют тестер или мультиметр или даже отдельный вольтметр. При этом очень часто поверяющие совершают ряд одинаковых стандартных ошибок: 1 наличие увеличения напряжения после заводки на клеммах аккумулятора считается достаточным и дальнейшие проверки не производятся. 2 определив напряжение на аккумуляторе, проверяющий не всегда осведомлен о соответствии его нормам для данного генератора. 3 наличие напряжения меньшего чем норма воспринимается как безусловный дефект генератора. 4 нагрузочные тесты не проводятся.

Как следует производить проверку. 1) завести двигатель и проверить с помощью цифрового мультиметра напряжение на клеммах АКБ (потребители отключены, холостой ход). 2) проверить соответствие спецификациям для данного генератора. В общем нормой можно считать напряжение выше 13. 8 — 13. 9 Вольт и ниже 15 Вольт для современных генераторов или 14.

5 для генераторов старше 10 лет (приблизительно). 3) если напряжение в норме, проверить при подключении максимального количества потребителей (фары, обогрев заднего стекла, вентилятор печки). Падение напряжения не более чем на 0. 5 Вольт можно считать нормальным даже если для обеспечения этого условия нужно увеличить обороты до 1300-1500. 4) проверить на увеличение напряжения при повышении оборотов (не должно превысить 15 Вольт или согласно конкретной спецификации).

5) если изначально напряжение на АКБ ниже нормы, проверить какое напряжение непосредственно на генераторе Разница в напряжениях на АКБ и на клеммах самого генератора не должна составлять более 0. 1 Вольт без нагрузок и более чем 0. 3 Вольт при наличии наиболее мощных потребителей. Если разница выходит за эти рамки необходимо вычислить точку падения напряжения. Для этого нужно замерить падение напряжения непосредственно в цепи массы генератора и в цепи плюса. Необходимо измерить напряжение между клеммой плюса на генераторе и клеммой АКБ и между корпусом генератора и клеммой минуса АКБ.

Необходимо учесть что в зависимости от разных факторов точек, где происходит падение напряжения, может быть много. После обнаружения падения напряжения в цепи например массы, точка падения вычисляется следующим образом: 5. 1 нужно включить все нагрузки и измерить падение. Предположим падение 1 Вольт затем от отправной точки, например корпуса генератора, нужно сокращать число звеньев цепи и наблюдать за изменением значения падения напряжения. Цепь массы состоит из следующих элементов: 5. 1.

1 клемма АКБ-масса кузова 5. 1. 2 масса кузова — двигатель 5. 1. 3 двигатель — генератор.

5. 2 Цепь плюса можно разбить подробней: 5. 2.

1 резьбовая клемма генератора — клемма провода 5. 2. 2 клемма провода — провод на стартер 5.

2. 3 провод — клемма стартера 5. 2. 4 клемма стартера — провод на АКБ 5.

2. 4 провод на АКБ — клемма АКБ. Это наиболее типичные цепочки и не следует удивляться таким подробностям. Из опыта встречался случай падения в 0.

15 Вольт между головкой блока и блоком. Конечно на разных моделях и разных двигателях цепочки могут быть длиннее или короче. Из опыта, наиболее проблемными местами являются масса от двигателя на генератор и точка соединения тонкого провода от генераторного плюса с толстым проводом на питание стартера в клемме стартера. Как правило заменить плюсовой провод стартера-генератора сложновато и легче бросить дополнительный провод непосредственно от АКБ на генератор. Метод определения точки падения напряжения может быть гораздо проще при заведенном двигателе и включенных мощных потребителях ощупью найти в проводке нагретое место. Повышенное напряжение, сильно зависящее от оборотов двигателя, может быть вызвано дефектом регулятора, выходом из строя диодного моста или аккумуляторной батареей с осыпанными пластинами и как следствие крайне низким зарядным током.

Ответы (1)

может быть межвитковое замыкание обмотки статора, попутно нужно проверить целостность диода и сопротивления на щитке приборов, сопротивление могло "сгореть" при броске напряжения

перебрал генератор,генератор еще грелся сразу же и очень сильно,поменял обмотку,проверил диодный мост и поставил дополнительный диод,поставил роботает очень хорошо,при всей включенной электроники напряжение не меньше 13.5.

перебрал генератор,генератор еще грелся сразу же и очень сильно,поменял обмотку,проверил диодный мост и поставил дополнительный диод,поставил роботает очень хорошо,при всей включенной электроники напряжение не меньше 13.5.

значит проблема решена?

Обнаружил что проблема решилась но появилась другая,при заведенном двигателе тлеет лампочка акб,но это только на 800 900 об, подгазовываешь до 1000 все норм,и еще при и этом всем даже когда тлеет вольташь 13 14 , но если на холостом ходу включить какой небудь потребитель,вольты начинают падать до 11 но уже проехал более 100км,и акум не садиться,
,уже замаяласься,в чем может быть проблема.

проверять все надо, те же свечи зажигания, катушки, бронипровода. Ну и контакты все

Главным источником электропитания в автомобиле является генератор, он представляет собой такую себе "мини-электростанцию". Неправильная или нестабильная работа этого узла чревата плохой зарядкой аккумулятора (АКБ). Вышедший из строя генератор не обеспечивает зарядки, следовательно, бортовая сеть машины будет работать на АКБ которого на долго не хватит. В итоге — аккумулятор полностью разряжается, двигатель "глохнет" где-нибудь за городом, а у вас появляется новая "головная боль" и необходимость замены генератора.

Для того чтобы не допустить такого сценария необходимо регулярно следить за состоянием этого устройства, а также зарядкой, которую он дает. Если же вы заметили какие-либо перебои в работе необходимо проверить генератор, а как это сделать вы сейчас узнаете.

Но перед этим считаю необходимым поговорить о мерах предосторожности и определенных правилах, которые нужно соблюдать при проверке этого электроприбора для того, чтобы не повредить его.

. Нельзя:

  • Проверять работоспособность генератора путем короткого замыкания, то есть «на искру».
  • Соединять клемму «30» (в некоторых случаях «В+») с «массой» или клеммой 67 (в некоторых случаях «D+»).
  • Допускать работу генератора без включенных потребителей, особенно нежелательна работа при отключенном аккумуляторе.
  • Выполнять сварочные работы кузова автомобиля с подключенными проводами генератора и аккумулятора.

  • . Важно:
  • Проверка производится при помощи вольтметра или амперметра.
  • Проверка вентилей производится напряжением не выше 12 В.
  • В случае замены проводки электрогенератора необходимо подбирать провода аналогичного сечения и длины.
  • Перед тем как проверить устройство убедитесь в работоспособности всех соединений и правильном натяжении приводного ремня. Правильно натянутым считается ремень, который при нажатии на середину с усилием 10 кг/с, прогибается не более чем на 10-15 мм.

Как проверить генератор мультиметром или вольтметром?

Проверка регулятора напряжения

  1. Для того, чтобы проверить регулятор напряжения потребуется вольтметр со шкалой от 0 до 15 В. До начала проверки следует прогреть двигатель минут 15 на средних оборотах с включенными фарами.
  2. Произведите замер напряжения между выводами «массы» генератора и «30» («В+»). На вольтметре должно показываться нормальное для конкретного автомобиля напряжение. К примеру, для ВАЗ 2108 оно будет соответствовать — 13,5–14,6 В. Если напряжение будет ниже или выше — вероятнее всего регулятор требует замены.
  3. Кроме того, можно проверить регулируемое напряжение, для этого подключите вольтметр к клеммам АКБ. Следует отметить, что результат такого измерения будет неточным, если вы уверенны, что проводка 100% исправна. Мотор при этом должен работать на средних оборотах близких с включенными фарами и прочими потребителями электроэнергии. Размер напряжения должен совпадать с определенной величиной для конкретной модели авто.

Проверка диодного моста генератора

  1. Включите вольтметр в режим измерения переменного тока и подключите его к "массе" и зажиму «30» («В+»). Напряжение должно быть не более 0,5 В, в противном случае есть вероятность неисправности диодов.
  2. Чтобы проверить пробой на «массу», необходимо отключить аккумулятор, а также снять провод генератора, который идет к клемме «30» («В+»).
  3. После подключите прибор между клеммой «30» («В+») и отключенным проводом генератора. Если на приборе ток разряда превышает — 0,5 мА, можно предположить, что есть пробой диодов или изоляции обмоток диодов генератора.
  4. Сила тока отдачи проверяется с использованием специального зонда, который является дополнением мультиметра. Он представляет собой что то на подобие зажима или клещей, которыми охватываются провода, измеряя таким образом силу тока, который проходит по проводу.

Проверка тока отдачи

  1. Чтобы измерить ток отдачи нужно охватить зондом провод, который идет к зажиму «30» («В+»).
  2. Затем, заведите двигатель и произведите измерение, во время замера мотор должен работать на высоких оборотах. Включайте электроприборы по очереди и делайте замер для каждого потребителя отдельно.
  3. Затем подсчитайте показания.
  4. Следующий тест необходимо проводить со всеми одновременно включенными потребителями энергии. Величина замера не должна быть ниже суммы показаний каждого из потребителя, когда вы измеряли каждый из них по очереди, допускается расхождение 5 А в меньшую сторону.

Проверка тока возбуждения генератора

  1. Чтобы проверить ток возбуждения генератора, заведите мотор и дайте ему высокие обороты.
  2. Расположите измерительный зонд вокруг провода, подключенного к клемме 67 («D+»), показания на приборе будут соответствовать величине тока возбуждения, на исправном электрогенераторе он будет равен — 3-7 А.

Чтобы проверить обмотки возбуждения нужно будет снять щеткодержатель и регулятор напряжения. Возможно потребуется зачистите контактные кольца, также проверьте нет ли обрывов в обмотке или замыканий на «массу».

  1. Для этого теста используется омметр, его щупы необходимо приложить к контактным кольцам, величина сопротивления при этом должна быть в пределах 5-10 Ом.
  2. После подключите один щуп омметра к любому контактному кольцу, второй щуп к статору. На исправном генераторе мультиметр будет показывать бесконечно большое сопротивление, в противном случае — обмотка возбуждения замыкает на «массу».

Видео как проверить генератор автомобиля своими руками:

Актуально:

Регулятор напряжения генератора - схема, проверка

Электрооборудование любого автомобиля включает в себя генератор - устройство, преобразующее механическую энергию, получаемую от двигателя, в электрическую. Вместе с регулятором напряжения он называется генераторной установкой.

На современные автомобили устанавливаются генераторы переменного тока. Они в наибольшей степени отвечают предъявляемым требованиям.

Регулятор напряжения поддерживает напряжение бортовой сети в заданных пределах во всех режимах работы при изменении частоты вращения ротора генератора, электрической нагрузки, температуры окружающей среды. Кроме того, он может выполнять дополнительные функции - защищать элементы генераторной установки от аварийных режимов и перегрузки, автоматически включать в бортовую сеть цепь обмотки возбуждения или систему сигнализации аварийной работы генераторной установки.

В настоящее время все генераторные установки оснащаются полупроводниковыми электронными регуляторами напряжения, как правило, встроенными внутрь генератора. Схемы их исполнения и конструктивное оформление могут быть различны, но принцип работы у всех регуляторов одинаков.

Напряжение генератора без регулятора зависит от частоты вращения его ротора, магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения, а, следовательно, от силы тока в этой обмотке и величины тока, отдаваемого генератором потребителям. Чем больше частота вращения и сила тока возбуждения, тем больше напряжение генератора, чем больше сила тока его нагрузки - тем меньше это напряжение.

Функцией регулятора напряжения является стабилизация напряжения при изменении частоты вращения и нагрузки за счет воздействия на ток возбуждения. Конечно можно изменять ток в цепи возбуждения введением в эту цепь дополнительного резистора, как это делалось в прежних вибрационных регуляторах напряжения, но этот способ связан с потерей мощности в этом резисторе и в электронных регуляторах не применяется.

Электронные регуляторы изменяют ток возбуждения путем включения и отключения обмотки возбуждения от питающей сети, при этом меняется относительная продолжительность времени включения обмотки возбуждения. Если для стабилизации напряжения требуется уменьшить силу тока возбуждения, время включения обмотки возбуждения уменьшается, если нужно увеличить - увеличивается.

Прежде чем проверить регулятор напряжения генератора, нужно убедиться, что проблема кроется именно в нём, а не в других элементах генератора (слабо натянут ремень, окислилась масса и т.д.), для этого нужно проверить сам генератор (Как проверить генератор?). После этого вам нужно снять регулятор напряжения. Процесс демонтажа регулятора описан в статье «как снять регулятор напряжения?».

В двух словах скажу, что сначала нужно снять минусовую клемму, снять все провода с генератора, снять пластиковый кожух с генератора, затем открутить и вынуть регулятор напряжения в сборе вместе с щётками.

Давайте перейдём непосредственно к проверке регулятора напряжения. Проверять регулятор напряжения нужно обязательно в сборе с щёткодержателями – т.к. в случае обрыва цепи щёток и регулятора напряжения, мы сразу это заметим. Перед проверкой, обратите внимание на состояние щёток: если они обломаны или их длина короче 5мм, неподвижны и не пружинят, – то их нужно заменить.

Для проверки нам понадобится:

  • провода;
  • аккумулятор автомобильный;
  • лампочка на 12в 1-3Вт;
  • две обычные пальчиковые батарейки.

Чтобы проверить регулятор напряжения, нам нужно будет построить две схемы: К щёткам подключаем лампочку, К выводам Б и В подключаем «+» от аккумулятора, «-» аккумулятора закрепляем на массу регулятора. Делаем ту же схему, но добавляем последовательно две пальчиковые батарейки. Вывод из всего вышесказанного таков.

Исправный регулятор напряжения генератора: в первой схеме лампа горит, во второй схеме лампа не горит, т.к. напряжение выше 14,7в и подача напряжения на щётки должна быть прекращена. Неисправный регулятор напряжения: в обоих случая лампа горит, значит в регуляторе пробой. Лампа не горит вообще – значит, отсутствует контакт между щётками и регулятором или обрыв цепи в регуляторе.

Сначала узнаем, для чего нужен этот регулятор. Автомобильный генератор во время движения и работы двигателя должен подпитывать аккумуляторную батарею. Тем самым восстанавливается ёмкость аккумулятора, когда он разряжается во время стоянки. Если мы ездим каждый день, то аккумулятор почти не разряжается, если он в исправном состоянии.

Хуже приходиться аккумулятору, когда машина долго стоит без движения, ведь его энергия постепенно уходит на поддержание работы авто сигнализации. Ещё хуже дела обстоят зимой, когда при отрицательных температурах аккумуляторная батарея разряжается очень быстро.

А если вы ездите помалу и не часто, то аккумулятор не заряжается полностью во время движения и может полностью разрядится как-то утром.

Справиться с вышеуказанной проблемой, призван трехуровневый регулятор напряжения. У него три положения работы: это максимальное (выдаёт напряжение на генераторе 14,0-14,2 В), нормальное (13,6-13,8 В) и минимальное (13,0-13,2 В). Как мы знаем из статьи про проверку работоспособности аккумулятора, нормальное напряжение при заведённом двигателе должно быть от 13,2-13,6 В. Это означает, что генератор работает в нормальном режиме и АКБ заряжается в полном объёме.

Это соответствует среднему (нормальному) положению регулятора напряжения. А вот зимой, желательно повысить напряжение до 13,8-14,0 В, т.к. аккумулятор быстрее разряжается при отрицательных температурах. Это делается простым переводом рычажка на регуляторе напряжения. Так будет обеспечена лучшая зарядка АКБ зимой при работающем двигателе.

Летом, особенно когда жара превышает +25 градусов и выше - желательно понизить напряжение генератора до 13,0-13,2 В. Зарядка от этого не пострадает, но генератор не будет “выкипать”, т.е. не будет терять свою номинальную ёмкость и не сокращать ресурс.

Перед заменой регулятора напряжения, обязательно проверьте генератор в целом. Регулятор напряжения нужно менять, если напряжение под нагрузкой бортовой сети (включены дальний, обогрев зеркал, печка) меньше 13в. Так же регулятор напряжения может стать причиной высокого напряжения (выше 14,7в).

Но, как писалось выше, перед снятием регулятора нужно проверить сам генератор, ознакомиться с другими возможными неисправностями (например слабо натянут ремень генератора), и только потом приступать к замене регулятора напряжения. Так же данная статья вам понадобится для замены щёток генератора, т.к. щётки и регулятор напряжения устанавливаются на генератор в сборе.

Итак, как же снять регулятор напряжения? Открываем капот, снимаем минусовую клемму аккумулятора, находим генератор, отсоединяем колодку проводов «D»:

  • снимаем защитный резиновый колпачок с наконечников проводов вывода «+». Откручиваем гайку крепления этих проводов, снимаем их с блока генератора;
  • далее нам нужно снять сам пластиковый блок генератора (чаще всего он черного цвета). Для этого нужно отсоединить три пружинных фиксатора, расположенных по периметру блока;
  • находим регулятор напряжения, и крестовой отверткой откручиваем его крепления;
  • вынимаем регулятор напряжения в сборе с щётками, и отключаем от него колодку проводов;
  • далее нам нужно проверить регулятор напряжения, дабы убедиться в его неисправности.

Устанавливаем регулятор напряжения строго в обратной последовательности. Стоит отметить, что в последнее время, многие автолюбители стали пользоваться трёхуровневым регулятором напряжения генератора, для того, чтобы избавиться от просадок напряжения в бортовой сети.

Назначение и проверка регулятора напряжения генератора

Генераторная установка предназначена для обеспечения питанием потребителей, входящих в систему электрооборудования, и зарядки аккумуляторной батареи при работающем двигателе автомобиля. Выходные параметры генератора должны быть таковы, чтобы в любых режимах движения автомобиля не происходил прогрессивный разряд аккумуляторной батареи. Кроме того, напряжение в бортовой сети автомобиля, питаемой генераторной установкой, должно быть стабильно в широком диапазоне изменения частоты вращения и нагрузок. 

Генераторная установка - достаточно надежное устройство, способное выдержать повышенные вибрации двигателя, высокую подкапотную температуру, воздействие влажной среды, грязи и других факторов.

Технические характеристики генераторов

Максимальная сила тока отдачи (при 13 В и 5000 мин-1), А

55

Пределы регулируемого напряжения, В

14,1+0,5

Максимальная частота вращения ротора, мин-1

13000

Передаточное отношение двигатель-генератор

1:2,04

Особенности устройства и принцип действия

Генератор типа 37.3701 - переменного тока, трехфазный, со встроенным выпрямительным блоком и электронным регулятором напряжения, правого вращения (со стороны привода), с вентилятором у приводного шкива и вентиляционными окнами в торцевой части. Для защиты от грязи задняя крышка генератора закрыта защитным кожухом.

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. Такие катушки, помещенные в пазы магнитопровода (железного пакета), представляют собой обмотки статора - важнейшей неподвижной части генератора - именно они генерируют переменный электрический ток.
Магнитный поток в генераторе создается ротором. Он тоже представляет собой катушку (обмотка возбуждения), через которую пропускается постоянный ток (ток возбуждения). Эта обмотка уложена в пазы своего магнитопровода (полюсной системы). В состав ротора - важнейшей подвижной части генератора - входят также вал и контактные кольца. При вращении ротора напротив катушек обмотки статора появляются попеременно "северный", и "южный" полюсы ротора, т. е. направление магнитного потока, пронизывающего обмотки статора, меняется, что и вызывает появление в них переменного напряжения.
Можно было бы использовать в качестве ротора постоянный магнит, но создание магнитного потока электромагнитом позволяет легко регулировать выходное напряжение генератора в широких диапазонах скоростей вращения и тока нагрузки путем изменения тока возбуждения.

Для того, чтобы получить из переменного напряжения постоянное, используют шесть силовых полупроводниковых диодов, которые составляют между собой выпрямительный блок установленный внутри корпуса генератора.

Питание обмотки возбуждения осуществляется от самого генератора и подводится к ней через щётки и контактные кольца.
Для обеспечения же первоначального возбуждения генератора, после включения зажигания, к клемме "В" регулятора напряжения, подводится ток по двум цепям.

  1. Плюс АКБ - контакт 30 генератора - контакты 30/1 и 15 замка зажигания - контакт 86 и 85 обмотки реле зажигания - минус АКБ. Реле включилось, и ток пошёл по второй цепи:
  2. Плюс АКБ - контакт 30 генератора - контакты 30 и 87 реле зажигания - предохранитель №2 в блоке предохранителей - контакт 4 белого разъема в комбинации приборов - резистор 36 Ом в комбинации приборов - контрольная лампа зарядки АКБ - контакт 12 белого разъема в комбинации приборов - контакт 61 - вывод "В" регулятора напряжения - обмотка возбуждения - вывод "Ш" регулятора напряжения - выходной транзистор регулятора напряжения - минус АКБ.

После пуска двигателя обмотка возбуждения питается с общего вывода трёх дополнительных диодов, установленных на выпрямительном блоке, а напряжение в системе электрооборудования автомобиля контролируется светодиодом или лампой в комбинации приборов. При исправно работающем генераторе после включения зажигания светодиод или лампа должны светиться, а после пуска двигателя - гаснуть. Напряжение на 30-м контакте и общем выводе 61 дополнительных диодов становится одинаковым. Поэтому ток через контрольную лампу (светодиод) не протекает, и она не горит. 
Если лампа (светодиод) горит после пуска двигателя, то это означает, что генераторная установка неисправна, т. е. вообще не выдаёт напряжение, или оно ниже напряжения АКБ. В этом случае напряжение на разъёме 61 ниже напряжения на контакте 30. Поэтому в цепи между ними протекает ток, проходящий через светодиод/лампу. Он/она загорается, предупреждая о неисправности генератора.

Регулятор напряжения: назначение и принцип действия

Генераторная установка оснащена полупроводниковым электронным регулятором напряжения, встроенным внутрь генератора. Напряжение генератора без регулятора зависит от частоты вращения его ротора, магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения, а, следовательно, от силы тока в этой обмотке и от величины тока, отдаваемого генератором потребителям. Чем больше частота вращения и сила тока возбуждения, тем больше напряжение генератора, чем больше сила тока его нагрузки, тем меньше это напряжение. 
Функцией регулятора напряжения является стабилизация напряжения при изменении частоты вращения и нагрузки за счет управления током возбуждения.

Электронные регуляторы изменяют ток возбуждения путем включения и отключения обмотки возбуждения от питающей сети (дополнительных диодов). 
С увеличением частоты вращения ротора напряжение генератора повышается. Когда оно начинает превышать уровень 13,5…14,2 В, выходной транзистор в регуляторе напряжения запирается, и ток через обмотку возбуждения прерывается. Напряжение генератора падает, транзистор в регуляторе отпирается и снова пропускает ток через обмотку возбуждения.
Чем выше частота вращения ротора генератора, тем больше время запертого состояния транзистора в регуляторе, следовательно, тем сильнее снижается напряжение генератора. Этот процесс запирания и отпирания регулятора происходит с высокой частотой. Поэтому колебания напряжения на выходе генератора незаметны, и практически можно считать его постоянным, поддерживаемым на уровне 13,5…14,2 В.

Регулятор напряжения: назначение и принцип действия

Генераторная установка оснащена полупроводниковым электронным регулятором напряжения, встроенным внутрь генератора. Напряжение генератора без регулятора зависит от частоты вращения его ротора, магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения, а, следовательно, от силы тока в этой обмотке и от величины тока, отдаваемого генератором потребителям. Чем больше частота вращения и сила тока возбуждения, тем больше напряжение генератора, чем больше сила тока его нагрузки, тем меньше это напряжение. 
Функцией регулятора напряжения является стабилизация напряжения при изменении частоты вращения и нагрузки за счет управления током возбуждения.

Электронные регуляторы изменяют ток возбуждения путем включения и отключения обмотки возбуждения от питающей сети (дополнительных диодов). 
С увеличением частоты вращения ротора напряжение генератора повышается. Когда оно начинает превышать уровень 13,5…14,2 В, выходной транзистор в регуляторе напряжения запирается, и ток через обмотку возбуждения прерывается. Напряжение генератора падает, транзистор в регуляторе отпирается и снова пропускает ток через обмотку возбуждения.
Чем выше частота вращения ротора генератора, тем больше время запертого состояния транзистора в регуляторе, следовательно, тем сильнее снижается напряжение генератора. Этот процесс запирания и отпирания регулятора происходит с высокой частотой. Поэтому колебания напряжения на выходе генератора незаметны, и практически можно считать его постоянным, поддерживаемым на уровне 13,5…14,2 В.

Привод генератора и крепление его к двигателю

Привод генератора осуществляется от коленчатого вала ременной передачей при помощи клинового ремня. Соответственно, для этого ремня приводной шкив генератора выполняется с одним ручьём. 
Для охлаждения генератора с тыльной стороны шкива точечной сваркой приварены пластины. На шкиве они располагаются почти перпендикулярно и выполняют функцию вентилятора. 
Нижнее крепление генератора на двигателе выполнено на двух крепежных лапах, сочленяемых с кронштейном двигателя одним длинным болтом с гайкой. Верхнее - через шпильку к натяжной планке.

Меры предосторожности

Эксплуатация генераторной установки требует соблюдения некоторых правил, связанных, главным образом, с наличием в них электронных элементов. 

  1. Не допускается работа генераторной установки с отключенной аккумуляторной батареей. Даже кратковременное отсоединение аккумуляторной батареи при работающем генераторе может привести к выходу элементов регулятора напряжения из строя. 
    При полностью разряженной аккумуляторной батарее машину невозможно завести, даже если катать ее на буксире: АКБ не дает тока возбуждения, и напряжение в бортовой сети остается близким к нулю. Помогает установка исправной заряженной батареи, которая затем при работающем двигателе меняется на прежнюю, разряженную. Чтобы избежать выхода из строя элементов регулятора напряжения (и подключенных потребителей) из-за повышения напряжения, на время перестановки батарей необходимо включить мощные потребители электроэнергии, таких, как обогрев заднего стекла или фары. В дальнейшем за полчаса-час работы двигателя на 1500-2000 об/мин разряженная батарея (если она исправна) зарядится достаточно для того, чтобы завести двигатель.
  2. Не допускается подсоединение к бортовой сети источников электроэнергии обратной полярности (плюс на "массе"), что может произойти, например, при запуске двигателя от посторонней аккумуляторной батареи. 
  3. Не допускаются любые проверки в схеме генераторной установки с подключением источников повышенного напряжения (выше 14 В). 
  4. При проведении на автомобиле электросварочных работ клемма "масса" сварочного аппарата должна быть соединена со свариваемой деталью. Провода, идущие к генератору и регулятору напряжения следует отключить.

Обслуживание генератора

Обслуживание генераторной установки сведено к минимуму и не требует каких-либо специальных знаний и навыков, эти работы может выполнить каждый автолюбитель.
Обслуживание генератора начните с очистки наружных поверхностей. Проверьте крепление генератора к двигателю, надежность присоединения проводов к генератору и регулятору напряжения, а также натяжение приводного ремня вентилятора. Если натяжение слабое, то генератор работает неустойчиво, если сильное - ремень и подшипники быстро изнашиваются. 
Также проверьте состояние приводного ремня. На нём не должно быть трещин и расслоений. 
Состояние подшипников можно проверить, вращая ротор генератора от руки при снятом приводном ремне. При нормальном состоянии подшипников вращение вала должно происходить плавно, без заеданий, сильного люфта, шумов и щелчков.
В принципе этими работами можно и ограничиться до тех пор, пока не появятся какие-либо неисправности.

Контрольная проверка

Перед выездом рекомендуется проверить работоспособность генераторной установки по контрольной лампе, установленной на панели приборов. После включения зажигания до запуска двигателя контрольная лампа горит, что позволяет проверить ее работоспособность. При нормальной работе генераторной установки контрольная лампа после запуска двигателя гаснет. 
У нормально работающей генераторной установки, при средних частотах вращения коленвала двигателя, напряжение должно быть в пределах 13,5...14,2 В. Величину этого напряжения измеряют вольтметром на клеммах аккумулятора.

Предремонтная диагностика

Вспыхнувшая контрольная лампа зарядки АКБ не всегда говорит о неисправности внутри генератора. Зачастую неисправность банальна и лежит на поверхности. Поэтому не стоит сразу же лезть в генератор и сломя голову менять реле-регулятор, авось поможет. Посмотрите схему предварительной диагностики. Для её проведения, возможно, потребуется вольтметр со шкалой не менее 15 В. Каждый может сделать эти проверки и, тем самым, уберечь себя от лишних, неверных действий и потери драгоценного времени.

Если предварительная диагностика показала что, цепь обмотки возбуждения исправна, и неисправность находится в генераторе, то после его снятия желательно проверить все цепи, включая реле-регулятор, по схемам, описанным в разделе

Снятие и установка генератора

  1. Отсоедините минусовый провод от клеммы АКБ (ключ на 10).
  2. Снимите пластмассовые ленточные хомуты с патрубка воздухозаборника и жгута проводов стартёра и генератора.
  3. Разъедините разъём обмотки возбуждения генератора.
  4. Отверните гайку с 30-ой клеммы генератора (ключ на 10).
  5. Отверните гайку крепления генератора к натяжной планке (ключ на 17).
  6. С помощью монтажной лопатки подведите генератор к двигателю и снимите приводной ремень.
  7. Отверните три болта защиты картера (головка на 13) и снимите её.
  8. Снимите правый брызговик двигателя, отвернув пять саморезов с головкой под ключ на 8.
  9. Отверните гайку на 19 с нижнего болта крепления генератора к кронштейну.
  10. Снимите генератор вместе с патрубком воздухозаборника. Для этого нужно немного наклонить его так, чтобы он прошёл вниз между лонжероном и нижним кронштейном крепления генератора.
  11. Установку генератора производите в обратной последовательности.

Разборка и замена регулятора напряжения

Подготовку начните с очистки наружных поверхностей генератора.

  1. Снимите заднюю крышку вместе с воздухозаборным патрубком.
  2. Отсоедините провод от реле-регулятора, отверните два винта М4 и снимите реле-регулятор. Для снятия реле-регулятора старого образца отвинтите провод, закрепленный под удлинителем вывода "30" генератора. Вставьте лезвие отвёртки между корпусом реле-регулятора и щеткодержателем. Работая отвёрткой как рычагом, выдвиньте реле-регулятор и вытащите щётки.
  3. Продуйте от пыли и грязи внутреннюю полость генератора сжатым воздухом с помощью компрессора или насоса. 
  4. При сильном обгорании или износе контактных колец ротора, зачистите их мелкой шлифовальной шкуркой.
  5. Установите новое реле-регулятор в порядке обратном снятию.

Если после проверки старое реле-регулятор окажется исправным (метод проверки описан в следующем разделе), то:

  1. очистите контактные соединения генератора и реле-регулятора от грязи и масла тряпкой, смоченной в бензине или растворителе. Масло и грязь увеличивает сопротивление в местах контактов, что уменьшает отдаваемый генератором ток и повышает изнашивание щеток. 
  2. проверьте минимально допустимое выступание щеток из щеткодержателя - 5 мм. В случае заедания щёток в щеткодержателе замените реле-регулятор в сборе. (Для реле-регуляторов старого образца достаточно заменить только щёточный узел.)
  3. установите его на место.

Поиск и устранение неисправностей узлов и деталей генераторной установки

Для поиска неисправности электрических цепей генераторной установки достаточно иметь омметр. Более точная проверка обмоточных узлов требует применения специальных приборов, таких как ПДО-1, с его помощью осуществляется поиск неисправности в обмотках методом сравнения их параметров. Для проверки реле-регулятора понадобится источники постоянного напряжения 12…14 В и 16…22 В. Все проверки удобнее проводить на генераторе, снятом с автомобиля.

Проверка регулятора напряжения

Регуляторы напряжения не ремонтируются, а заменяются новыми. Однако перед заменой следует точно установить, что именно он вышел из строя.

Проверка на автомобиле

Для проверки необходимо иметь вольтметр постоянного тока со шкалой до 15...30 вольт.
На работающем при средних оборотах двигателе и включенных фарах замерьте напряжение на клеммах АКБ. Оно должно находится в пределах 13,5...14,2 В. 
В том случае, если наблюдается систематический недозаряд или перезаряд аккумуляторной батареи и регулируемое напряжение не укладывается в указанные пределы, возможно, что регулятор напряжения неисправен, и его необходимо заменить. Для того, чтобы узнать, исправен регулятор или нет, проведём его проверку по рисунку показанному ниже.

Проверка снятого регулятора

Регулятор, снятый с генератора, проверяется по следующим схемам (старого образца слева, нового - справа): 


Реле-регулятор лучше проверять в сборе со щеткодержателем, так как при этом можно сразу обнаружить обрывы выводов щеток и плохой контакт между выводами регулятора напряжения и щеткодержателя. 
Между щетками включите лампу 1...3 Вт, 12 В. К выводам "Б", "В" и к массе регулятора присоедините источник питания сначала напряжением 12…14 В, а затем напряжением 16…22 В.
Если регулятор исправен, то в первом случае лампа должна гореть, а во втором - гаснуть.
Если лампа горит в обоих случаях, то в регуляторе пробой, а если не горит в обоих случаях, то в регуляторе имеется обрыв или нет контакта между щётками и выводами регулятора напряжения.

Проверка обмотки ротора (возбуждения)

Для проверки обмотки следует включить омметр на измерение сопротивления и поднести его выводы к кольцам ротора. У исправного ротора сопротивление обмотки должно быть в пределах 1,8...5 Ом. Если омметр покажет бесконечно большое сопротивление, это значит что, цепь обмотки возбуждения разорвана. 
Разрыв чаще всего происходит в месте пайки выводов обмотки к кольцам. Следует внимательно проверить качество этой пайки. Проверку можно осуществить иглой, шевеля выводы обмотки в месте их подпайки. О сгорании обмотки свидетельствует потемнение и осыпание ее изоляции, что можно обнаружить визуально. Сгорание обмоток приводит к обрыву или к межвитковому замыканию в обмотке с уменьшением ее общего сопротивления. Частичное межвитковое замыкание, при котором сопротивление обмотки меняется мало, может быть выявлено прибором ПДО-1, сравнением данной обмотки с заведомо исправной. После проверки сопротивления обмотки следует проверить отсутствие у нее замыкания на "массу". Для этого один вывод омметра подносится к любому кольцу ротора, а другой к его клюву. У исправной обмотки омметр покажет бесконечно большое сопротивление. Неисправный ротор подлежит замене.

Проверка обмотки статора

Статор проверяется отдельно, после разборки генератора. Выводы его обмотки должны быть отсоединены от вентилей выпрямителя.

   

В первую очередь проверьте омметром, нет ли обрывов в обмотке статора (а). Затем подсоединением концов омметра к одному из выводов обмотки и неизолированному участку железа статора проверьте, не замыкаются ли ее витки на "маccу" (б). Омметр должен показать разрыв цепи у исправной обмотки. Проверку межвиткового замыкания в обмотках статора можно с достаточной точностью осуществить с использованием прибора ПДО-1. Обрыв можно проверить и омметром, подсоединяя его к нулевой точке и поочередно к выводу каждой фазы. Внешним осмотром следует убедиться, что отсутствует растрескивание изоляции и подгорание обмотки, которое происходит при коротком замыкании в вентилях выпрямительного блока. Статор с такой поврежденной обмоткой замените.

Проверка вентилей (диодов) выпрямительного блока

Проверка диодов выпрямительного блока производится после отсоединения его от обмотки статора омметром. Исправный вентиль пропускает ток, только в одном направлении. Неисправный - может либо вообще не пропускать ток (обрыв цепи), или пропускать ток в обоих направлениях (короткое замыкание). В случае повреждения одного из вентилей выпрямителя необходимо заменять целиком выпрямительный блок. 
Короткое замыкание вентилей выпрямительного блока можно проверить, не разбирая генератор, а только сняв защитный кожух. Также отсоединяется вывод "Б" регулятора от клеммы "30" генератора и провод от вывода "В" регулятора напряжения. Проверить можно омметром или с помощью лампы (1…5 Вт, 12 В) и аккумуляторной батареи. 
С целью упрощения крепления деталей выпрямителя три вентиля (с красной меткой) создают на корпусе "плюс" выпрямленного напряжения. Эти вентили "положительные" и они запрессованы в одну пластину выпрямительного блока, соединенную с выводом "30" генератора. Другие три вентиля ("отрицательные" с черной меткой) имеют на корпусе "минус" выпрямленного напряжения. Они запрессованы в другую пластину выпрямительного блока, соединенную с "массой". 
Сначала проверьте, нет ли замыкания одновременно в "положительных" и "отрицательных" вентилях. Для этого "плюс" батареи через лампу подсоедините к зажиму "30" генератора, а "минус" к корпусу генератора: 


Если лампа горит, то "отрицательные" и "положительные" вентили имеют короткое замыкание. 
Короткое замыкание "отрицательных" вентилей можно проверить, соединив "плюс" батареи через лампу с одним из болтов крепления выпрямительного блока, а "минус" с корпусом генератора: 

Горение лампы означает короткое замыкание в одном или нескольких "отрицательных" вентилях. Следует помнить, что в этом случае горение лампы может быть и следствием замыкания витков обмотки статора на корпус генератора. Однако такая неисправность встречается реже, чем короткое замыкание вентилей. 
Для проверки короткого замыкания в "положительных" вентилях "плюс" батареи через лампу соедините с зажимом 30 генератора, а "минус" - с одним из болтов крепления выпрямительного блока:

Горение лампы укажет на короткое замыкание одного или нескольких "положительных" вентилей. 
Обрыв в вентилях без разборки генератора можно обнаружить либо осциллографом, либо при проверке генератора на стенде по значительному снижению (на 20-30%) величины отдаваемого тока по сравнению с номинальным. Если обмотки, дополнительные диоды и регулятор напряжения генератора исправны, а в вентилях нет короткого замыкания, то причиной уменьшения отдаваемого тока является обрыв в вентилях.

Проверка дополнительных диодов

Короткое замыкание дополнительных диодов можно проверить по схеме:

 

"Плюс" батареи через лампу (1…3 Вт, 12 В) присоедините к выводу "61" генератора, а "минус" к одному из болтов крепления выпрямительного блока. 
Если лампа загорится, то в каком-то из дополнительных диодов имеется короткое замыкание. Найти поврежденный диод можно, только сняв выпрямительный блок и проверяя каждый диод в отдельности. 
Обрыв в дополнительных диодах можно обнаружить осциллографом по искажению кривой напряжения на штекере "61", а также по низкому напряжению (ниже 14 В) на штекере "61" при средней частоте вращения ротора генератора.

Проверка конденсатора

Конденсатор служит для защиты электронного оборудования автомобиля от импульсов напряжения системе зажигания, а также для снижения помех радиоприему.
Повреждение конденсатора или ослабление его крепления на генераторе (ухудшение контакта с массой) обнаруживается по увеличению помех радиоприёму при работающем двигателе. 
Ориентировочно исправность конденсатора можно проверить мегомметром или тестером (на шкале 1…10 МОм). Если в конденсаторе нет обрыва, то в момент присоединения щупов прибора к выводам конденсатора стрелка должна отклониться в сторону уменьшения сопротивления, а затем постепенно вернуться обратно. 
Емкость конденсатора, замеренная специальным прибором, должна быть 2,2 мкФ+20%.

Проверка и замена подшипников

Проверку подшипников начните с внешнего осмотра, выявления трещин в обоймах, наволакивания или выкрашивания металла, наличие коррозии и т. д. Проверьте легкость вращения и отсутствие сильного люфта и шума. Если у подшипника сильно изношены посадочные места или есть повреждения, то он подлежит замене. 
Порядок замены подшипников (генератор снят с автомобиля).

  1. Снимите заднюю крышку вместе с патрубком воздухозаборника.
  2. Снимите регулятор напряжения.
  3. Отверните шкив генератора и вытащите шпонку.
  4. Отверните 4 гайки стяжных болтов и снимите переднюю крышку генератора вместе с ротором и подшипниками.
  5. Извлеките неисправный подшипник из крышки со стороны привода. Отверните гайки винтов, стягивающих шайбы крепления подшипника, снимите шайбы с винтами и на ручном прессе выпрессуйте подшипник. Если гайки винтов не отворачиваются (концы винтов раскернены), спилите концы винтов. 
  6. Запрессуйте новый подшипник. Для этого новый подшипник положите на посадочное место, а сверху него - старый. Несильными ударами молотка, по старому подшипнику, осаживайте новый подшипник в посадочное место. Если подшипник идёт с большим натягом, побрызгайте на его внешнее кольцо жидкостью WD-40. 
  7. С помощью съёмника спрессуйте второй подшипник с обратной стороны ротора.
  8. Запрессуйте новый подшипник (см. п. 6).
  9. Произведите сборку в обратной последовательности.

Проверка крышек

Внешним осмотром определяется отсутствие трещин, проходящих через гнездо подшипника, обломы лап крепления генератора, сильные повреждения посадочных мест. При наличии таких повреждений крышка подлежит замене. При выявлении сильного износа посадочных мест подшипников, замените крышки.

Поиск неисправностей генератора по схемам

Типичные неисправности генератора

Причины неисправности

Способ устранения

Светодиод (лампа) вольтметра не загорается при включении зажигания. Контрольные приборы не работают 

1. Поврежден светодиод (лампа) вольтметра 

Замените светодиод (лампу) вольтметра 

2. Перегорел предохранитель №2 в блоке предохранителей 

Замените предохранитель 

3. Обрыв в цепи питания комбинации приборов: 

не подается напряжение от штекера "Б" блока предохранителей к комбинации приборов 

проверьте провод "О" и его соединения от блока предохранителей до комбинации приборов 

не подается напряжение от реле зажигания к штекеру "Б" блока предохранителей 

проверьте провод "ГЧ" и его соединения от блока предохранителей до реле зажигания 

обрыв или нарушение контакта в проводе, соединяющем с "массой" комбинацию приборов 

проверить провод "Ч" и его соединения от комбинации приборов на "массу" 

4. Не срабатывает выключатель или реле зажигания: 

неисправна контактная часть или реле зажигания 

проверьте, замените контактную часть выключателя или реле зажигания 

не подается напряжение от выключателя к реле зажигания 

проверьте провод "Ч" и его соединения между выключателем и реле зажигания 

обрыв или нарушение контакта в проводе, соединяющем с "массой" реле зажигания 

проверьте провод "Ч" и его соединения от реле зажигания на "массу" 

5. Поврежден стабилизатор напряжения в комбинации приборов

Замените стабилизатор напряжения

При включении зажигания и после пуска двигателя светодиод/лампа вольтметра не горит, аккумулятор разряжается 

Неисправна цепь обмотки возбуждения генератора: 

1. Перегорел предохранитель №2

Замените предохранитель

2. Обрыв проводов в цепях: предохранитель №2 - комбинация приборов; комбинация приборов - реле-регулятор.

Найдите и устраните обрыв

3. В приборной панели; перегорел светодиод/лампа; обрыв печатных проводников; неисправно гасящее сопротивление или плохие пайки его выводов

Замените светодиод/лампу; устраните обрыв печатных проводников; замените или пропаяйте сопротивление.

4. Нет "массы" между корпусом и реле-регулятором

Очистите от окислов и грязи место соединения реле-регулятора с генератором

5. Неисправно реле-регулятор

Замените реле-регулятор

6. Обрыв обмотки ротора

Замените ротор

Светодиод вольтметра горит при работе двигателя. Аккумуляторная батарея разряжена 

1. Проскальзывание ремня привода генератора

Отрегулируйте натяжение ремня

2. Нет контакта между выводами "В" и "Ш" регулятора напряжения и выводами щеток 

Зачистите выводы "В" и "Ш" регулятора напряжения и щеток, подогните выводы регулятора 

3. Обрыв в цепи между комбинацией приборов и штекером "61" генератора 

Проверьте "КБ" провод и его соединения от генератора до комбинации приборов 

4. Износ или зависание щеток, окисление контактных колец 

Замените щеткодержатель со щетками, протрите кольца салфеткой, смоченной в бензине 

5. Поврежден регулятор напряжения 

Замените регулятор напряжения 

6. Повреждены вентили выпрямительного блока 

Замените выпрямительный блок 

7. Повреждены диоды питания обмотки возбуждения 

Замените диоды или выпрямительный блок 

8. Отпайка выводов обмотки возбуждения от контактных колец 

Припаяйте выводы или замените ротор генератора 

9. Обрыв или короткое замыкание в обмотке статора, замыкание ее на "массу"

Замените статор генератора

АКБ разряжается в процессе эксплуатации, но внешних признаков ненормальной работы генератора нет 

1. Неисправна АКБ: окисление проводов или клемм батареи; недостаточно электролита; замыкание одной или нескольких банок 

Очистите провода/клеммы; долить дистиллированную воду, заменить АКБ

2. Грязь, замасливание, окисление контактных колец ротора

Очистить контактные кольца тряпкой смоченной в бензине, мелкой наждачной бумагой

3. Грязь, замасливание щёток реле-регулятора или слабый контакт в связи с их чрезмерным износом

Очистите щётки от грязи тряпкой смоченной в бензине. Замените реле-регулятор в сборе. (Для реле-регуляторов старого образца достаточно заменить только щётки)

4. Перерасход энергии мощными/ дополнительными потребителями

Замените генератор другим, более мощным (ВАЗ-2108 - 955.3701; ГАЗ-3102)

5. Межвитковое замыкание или обрыв одной из фаз обмотки статора

Замените обмотку статора

Светодиод вольтметра мигает при работе двигателя. Аккумуляторная батарея перезаряжается

Поврежден регулятор напряжения (короткое замыкание между выводом "Ш" и "массой") 

Замените регулятор напряжения 

Контрольная лампа горит в полнакала при работе двигателя

Неисправны дополнительные и/или выпрямительные диоды 

Заменить диоды или выпрямительный блок в сборе

Повышенная шумность генератора 

1. Ослаблена гайка шкива генератора 

Подтяните гайку 

2. Повреждены подшипники ротора или их посадочные места

Замените подшипники, крышку/крышки генератора

3. Межвитковое замыкание или замыкание на "массу" обмотки статора (вой генератора) 

Замените статор 

4. Короткое замыкание в одном из вентилей генератора 

Замените выпрямительный блок 

5. Скрип щеток 

Протрите щетки и контактные кольца хлопчатобумажной салфеткой, смоченной в бензине 

6. Задевание ротора за полюса статора

Замените ротор, статор. Обратить внимание на подшипники

Быстрый износ щёток и контактных колец 

1. Попадание масла или грязи на контактные кольца

Очистите контактные кольца тряпкой смоченной в бензине, мелкой наждачной бумагой

2. Увеличенное биение контактных колец

Замените ротор

Внимание! "Минус" аккумуляторной батареи всегда должен соединяться с массой, а "плюс" - подключается к зажиму "30" генератора. Ошибочное обратное включение батареи немедленно вызовет повышенный ток через вентили генератора, и они выйдут из строя.

Не допускается работа генератора с отсоединенной аккумуляторной батареей. Это вызовет возникновение кратковременных перенапряжений на зажиме "30" генератора, которые могут повредить регулятор напряжения генератора и электронные устройства в бортовой сети автомобиля.

Запрещается проверка работоспособности генератора "на искру" даже кратковременным соединением зажима "30" генератора с "массой". При этом через вентили протекает значительный ток, и они повреждаются. Проверять генератор можно только с помощью амперметра или вольтметра.

Вентили генератора не допускается проверять напряжением более 12 В или мегометром, так как он имеет слишком высокое для вентилей напряжение и они при проверке будут пробиты (произойдет короткое замыкание).

Запрещается проверка электропроводки автомобиля мегометром или лампой, питаемой напряжением более 12 В. Если такая проверка необходима, то предварительно следует отсоединить провода от генератора.

Проверять сопротивление изоляции обмотки статора генератора повышенным напряжением следует только на стенде и обязательно с отсоединенными от вентилей выводами фазных обмоток.

При электросварке узлов и деталей кузова автомобиля следует отсоединить провода от всех клемм генератора и выводов аккумуляторной батареи.

Проверка генератора ВАЗ-2109

Генератор типа 94.3701 переменного тока, трехфазный, со встроенным выпрямительным блоком и электронным регулятором напряжения, правого вращения (со стороны привода)

Схема соединений генератора показана на рисунке 1

Напряжение для возбуждения генератора при включении зажигания подводится к выводу "D+" регулятора (вывод "D" генератора) через контрольную лампу 4, расположенную в комбинации приборов.

После пуска двигателя обмотка возбуждения питается от трех дополнительных диодов, установленных на выпрямительном блоке генератора. Вывод "W" генератора на автомобилях семейства ВАЗ-2115 не используется.

Работа генератора контролируется контрольной лампой в комбинации приборов.

При включении зажигания лампа должна гореть, а после пуска двигателя — гаснуть, если генератор исправен.

Яркое горение лампы или свечение ее в полнакала говорит о неисправностях.

"Минус" аккумуляторной батареи всегда должен соединяться с массой, а "плюс" – подключаться к зажиму "B+" генератора.

Ошибочное обратное включение батареи немедленно вызовет повышенный ток через вентили генератора, и они повредятся.

Не допускается работа генератора с отсоединенной аккумуляторной батареей. Это вызовет возникновение кратковременных перенапряжений на зажиме "В+" генератора, которые могут повредить регулятор напряжения генератора и электронные устройства в бортовой сети автомобиля.

Запрещается проверка работоспособности генератора "на искру" даже кратковременным соединением зажима "В+" генератора с массой. При этом через вентили протекает значительный ток, и они повреждаются.

Проверять генератор можно только с помощью амперметра и вольтметра.

Вентили генератора не допускается проверять напряжением более 12 B или мегомметром, так как он имеет слишком высокое для вентилей напряжение, и они при проверке будут пробиты (произойдет короткое замыкание).

Запрещается проверка электропроводки автомобиля мегомметром или лампой, питаемой напряжением более 12 В. Если такая проверка необходима, то предварительно следует отсоединить провода от генератора.

Проверять сопротивление изоляции обмотки статора генератора повышенным напряжением следует только на стенде и обязательно с отсоединенными от вентилей выводами фазных обмоток.

При электросварке узлов и деталей кузова автомобиля следует отсоединять провода от всех клемм генератора и аккумуляторной батареи.

Проверка генератора на стенде

Проверка на стенде позволяет определить исправность генератора и соответствие его характеристик номинальным.

У проверяемого генератора щетки должны быть хорошо притерты к контактным кольцам коллектора, а сами кольца чистыми.

Установите генератор на стенд и выполните соединения как показано на рисунке 2.

Включите электродвигатель стенда, реостатом 4 установите напряжение на выходе генератора 13 В и доведите частоту вращения ротора до 6000 мин-1.

Дайте генератору поработать на этом режиме не менее 10 мин, а затем замерьте силу тока отдачи.

У исправного генератора она должна быть не менее 80 А. Если замеренная величина отдаваемого тока значительно меньше, то это говорит о неисправностях в обмотках статора и ротора или о повреждении вентилей.

В этом случае необходима тщательная проверка обмоток и вентилей, чтобы определить место неисправности.

Напряжение на выходе генератора проверяется при частоте вращения ротора 5000 мин-1.

Реостатом 4 установите ток отдачи 15 A и замерьте напряжение на выходе генератора, которое должно быть 13,2–14,7 B при температуре окружающего воздуха и генератора (25 ±10) °С.

Если напряжение не укладывается в указанные пределы, то замените щеткодержатель с регулятором напряжения новым, заведомо исправным, и повторите проверку.

Если напряжение будет нормальным, то, следовательно, старый регулятор напряжения поврежден, и его необходимо заменить.

А если напряжение по-прежнему не будет укладываться в указанные выше пределы, то необходимо проверить обмотки и вентили генератора.

Проверка генератора электронным осциллографом

Осциллограф позволяет по форме кривой выпрямленного напряжения точно и быстро проверить исправность генератора и определить характер повреждения.

Для проверки соберите схему согласно рисунку 3.

Отсоедините провод общего вывода трех дополнительных диодов от штекера D+ регулятора напряжения и примите меры, чтобы наконечник отсоединенного провода не замкнулся с массой генератора.

К штекеру D+ регулятора присоедините провод от аккумуляторной батареи через выключатель 1.

Таким образом, обмотка возбуждения будет питаться только от аккумуляторной батареи.

Включите электродвигатель стенда и доведите частоту вращения ротора до 1500–2000 мин-1.

Выключателем 6 отключите аккумуляторную батарею от клеммы B+ генератора и реостатом 4 установите ток отдачи 10 А.

Проверьте по осциллографу напряжение на клемме B+ генератора.

При исправных вентилях и обмотке статора кривая выпрямленного напряжения имеет пилообразную форму с равномерными зубцами (рис. 4, I).

Если имеется обрыв в обмотке статора либо обрыв или короткое замыкание в вентилях выпрямительного блока — форма кривой резко меняется: нарушается равномерность зубцов и появляются глубокие впадины (рис. 4, II и III).

Проверив форму кривой напряжения на клемме B+ генератора и убедившись, что она имеет нормальный вид, проверяют напряжение на штекере D генератора при отсоединенном проводе от штекера D+ регулятора напряжения.

Штекер D является общим выводом трех дополнительных диодов (см. рис. 1 ), питающих обмотку возбуждения при работе генератора.

Кривая напряжения здесь также должна иметь правильную пилообразную форму. Неправильная форма кривой свидетельствует о повреждении дополнительных диодов.

Проверка обмотки возбуждения ротора

Обмотку возбуждения можно проверить, не снимая генератор с автомобиля, сняв только защитный кожух и регулятор напряжения вместе со щеткодержателем.

Зачистив при необходимости шлифовальной шкуркой контактные кольца, омметром или контрольной лампой проверяют, нет ли обрыва в обмотке возбуждения, и не замыкается ли она с массой.

Проверка статора

Статор проверяется отдельно, после снятия выпрямительного блока.

В первую очередь проверьте омметром или с помощью контрольной лампы и аккумуляторной батареи, нет ли обрывов в обмотке статора, и не замыкаются ли ее витки на "массу".

Изоляция проводов обмотки должна быть без следов перегрева, который происходит при коротком замыкании в вентилях выпрямительного блока.

Статор с такой поврежденной обмоткой замените.

Наконец, после разборки генератора необходимо проверить специальным дефектоскопом, нет ли в обмотке статора короткозамкнутых витков.

Проверка вентилей выпрямительного блока

Исправный вентиль пропускает ток только в одном направлении.

Неисправный — может либо вообще не пропускать ток (обрыв цепи), или пропускать ток в обоих направлениях (короткое замыкание).

В случае повреждения одного из вентилей выпрямителя необходимо заменять целиком выпрямительный блок.

Короткое замыкание вентилей выпрямительного блока можно проверить не снимая генератор с автомобиля, предварительно отсоединив провода от аккумуляторной батареи и генератора и сняв кожух с задней крышки генератора.

Также отсоединяется провод от вывода D+ регулятора напряжения.

Проверить можно омметром или с помощью лампы (1–5 Вт, 12 В) и аккумуляторной батареи, как показано на рисунке 5.

С целью упрощения крепления деталей выпрямителя три вентиля (с красной меткой) создают на корпусе "плюс" выпрямленного напряжения.

Эти вентили "положительные" и они запрессованы в одну пластину выпрямительного блока, соединенную с выводом "B+" генератора.

Другие три вентиля ("отрицательные" с черной меткой) имеют на корпусе "минус" выпрямленного напряжения. Они запрессованы в другую пластину выпрямительного блока, соединенную с массой.

Сначала проверьте, нет ли замыкания одновременно в "положительных" и "отрицательных" вентилях. Для этого "плюс" батареи через лампу подсоедините к зажиму B+ генератора, а "минус" к корпусу генератора (рис. 5, I).

Если лампа горит, то "отрицательные" и "положительные" вентили имеют короткое замыкание.

Для проверки короткого замыкания в "положительных" вентилях "плюс" батареи через лампу соедините с зажимом B+ генератора, а "минус" – с одним из фазных выводов обмотки статора (рис. 5, II).

Горение лампы укажет на короткое замыкание одного или нескольких "положительных" вентилей.

Короткое замыкание "отрицательных" вентилей можно проверить, соединив "плюс" батареи через лампу с одним из фазных выводов обмотки статора, а "минус" с корпусом генератора (рис. 5, III).

Горение лампы означает короткое замыкание в одном или нескольких "отрицательных" вентилях.

Следует помнить, что в этом случае горение лампы может быть и следствием замыкания витков обмотки статора на корпус генератора.

Однако такая неисправность встречается значительно реже, чем короткое замыкание вентилей.

Обрыв в вентилях без разборки генератора можно обнаружить либо осциллографом, либо при проверке генератора на стенде по значительному снижению (на 20–30%) величины отдаваемого тока по сравнению с номинальным.

Если обмотки, дополнительные диоды и регулятор напряжения генератора исправны, а в вентилях нет короткого замыкания, то причиной уменьшения отдаваемого тока является обрыв в вентилях.

Проверка дополнительных диодов

Короткое замыкание дополнительных диодов можно проверить без снятия и разборки генератора по схеме, приведенной на рисунке 6.

Так же как и для проверки вентилей выпрямительного блока, при этом необходимо отсоединить провода от аккумуляторной батареи и генератора, снять защитный кожух генератора и отсоединить провод от вывода "D+" регулятора напряжения.

"Плюс" батареи через лампу (1–3 Вт, 12 В) присоедините к выводу "D" генератора, а "минус" к одному из фазных выводов обмотки статора.

Если лампа загорится, то в каком-то из дополнительных диодов имеется короткое замыкание.

Найти поврежденный диод можно, только сняв выпрямительный блок и проверяя каждый диод в отдельности.

Обрыв в дополнительных диодах можно обнаружить осциллографом по искажению кривой напряжения на штекере "D", а также по низкому напряжению (ниже 14 В) на штекере "D" при средней частоте вращения ротора генератора.

Проверка регулятора напряжения

Работа регулятора напряжения заключается в непрерывном и автоматическом изменении силы тока возбуждения генератора таким образом, чтобы напряжение генератора поддерживалось в заданных пределах при изменении частоты вращения и тока нагрузки генератора.

Проверка на автомобиле

Для проверки необходимо иметь вольтметр постоянного тока со шкалой до 15–30 в класса точности не хуже 1,0.

После 15 мин работы двигателя на средних оборотах при включенных фарах замерьте напряжение между клеммой "В+" и массой генератора.

Напряжение должно находиться в пределах 13,2–14,7 В.

В том случае, если наблюдается систематический недозаряд или перезаряд аккумуляторной батареи и регулируемое напряжение не укладывается в указанные пределы, регулятор напряжения необходимо заменить.

Проверка снятого регулятора

Регулятор в сборе с щеткодержателем, снятый с генератора, проверяется по схеме, приведенной на рисунке 7.

Между щетками включите лампу 1–3 Вт, 12 В.

К выводам D+ и "масса" регулятора присоедините источник питания сначала напряжением 12 в, а затем напряжением 15–16 В.

Если регулятор исправен, то в первом случае лампа должна гореть, а во втором — гаснуть.

Если лампа горит в обоих случаях, то в регуляторе пробой, а если не горит в обоих случаях, то или в регуляторе имеется обрыв, или нет контакта между щетками и выводами регулятора напряжения.

Последнее можно проверить, присоединяя провода от лампы не к щеткам, а непосредственно к выводам D+ и DF регулятора напряжения.

Проверка конденсатора

Конденсатор служит для защиты электронного оборудования автомобиля от импульсов напряжения в системе зажигания, а также для снижения помех радиоприему.

Повреждение конденсатора или ослабление его крепления на генераторе (ухудшение контакта с массой) обнаруживается по увеличению помех радиоприему при работающем двигателе.

Ориентировочно исправность конденсатора можно проверить мегомметром или тестером (на шкале 1–10 МОм).

Если в конденсаторе нет обрыва, то в момент присоединения щупов прибора к выводам конденсатора стрелка должна отклониться в сторону уменьшения сопротивления, а затем постепенно вернуться обратно.

Емкость конденсатора, замеренная специальным прибором, должна быть 2,2 мкФ ±20%.

Системы и методы управления возбуждением генератора

Системы возбуждения Системы возбуждения можно определить как систему, которая подает ток возбуждения на обмотку ротора генератора. Хорошо спроектированные системы возбуждения обеспечивают надежность работы, стабильность и быстрый переходный отклик.

Четыре распространенных метода возбуждения включают:

  • Шунтирующий или самовозбужденный
  • Система усиления возбуждения (EBS)
  • Генератор на постоянных магнитах (PMG)
  • Вспомогательная обмотка (AUX).
У каждого метода есть свои преимущества. Все методы используют автоматический регулятор напряжения (АРН) для подачи постоянного тока на статор возбудителя. Выход переменного тока ротора возбудителя выпрямляется на вход постоянного тока ротора главного генератора. Более продвинутые системы используют дополнительный вход для AVR. В этой статье будут рассмотрены конструкция, функции и применение каждого метода, а также приведены схемы и иллюстрации для каждого из них.

Автоматический регулятор напряжения (АРН) Конструкция АРН зависит от используемого возбуждения.Все получают входной сигнал от статора генератора, когда он вращается. АРН с возможностью приема второго входа для уменьшения или устранения внутренних гармоник, вызванных сигналами обратной связи нагрузки, используются для приложений с нелинейной нагрузкой. Обычно используются два типа:
  • Силиконовый управляемый выпрямитель (SCR) - определяет уровень мощности статора и определяет его срабатывание для напряжения возбудителя. Может вызвать проблемы при использовании с нелинейными нагрузками.
  • Полевой транзистор (FET) - определяет уровень мощности от статора и преобразует его в сигнал с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) на возбудитель.Этот стиль АРН может использоваться для методов возбуждения. Нелинейные нагрузки не вызывают обратной связи, приводящей к сбоям возбуждения.

Шунтирующий или самовозбуждающийся

Шунтирующий метод отличается простой и рентабельной конструкцией для подачи питания на АРН. Этот метод не требует дополнительных компонентов или проводки. При возникновении проблем устранение неисправностей упрощается за счет меньшего количества компонентов и проводки для проверки.


Когда генератор вращается, статор подает входное напряжение на АРН.Кроме того, в АРН есть датчики, контролирующие выход статора.

АРН питает возбудитель и выпрямляется до постоянного тока. Для вывода нагрузки на статор наводится ток.

Самым большим недостатком этой системы является то, что на АРН влияет нагрузка, которую питает генератор. Когда нагрузка увеличивается, напряжение начинает уменьшаться, и АРН должен подавать больший ток на возбудитель, чтобы поддерживать спрос. Это доводит AVR до предела возможностей. Если АРН выходит за его пределы, поле возбуждения схлопывается.Выходное напряжение снижено до небольшой величины.

Если произойдет короткое замыкание в цепи питания АРН, генератор не будет иметь источника возбуждения. Это вызывает потерю выходной мощности генератора.

Генераторы с шунтирующим или самовозбуждением могут использоваться при линейных нагрузках (постоянная нагрузка). Приложения с нелинейными нагрузками (переменная нагрузка) не рекомендуются для генераторов с этим методом возбуждения. Гармоники, связанные с нелинейными нагрузками, могут вызывать пробои поля возбуждения.

Система усиления возбуждения (EBS) Система EBS состоит из тех же основных компонентов, которые подают входы и получают выходы от AVR. Дополнительные компоненты в этой системе:
  • Модуль управления усилением возбуждения (EBC)
  • Генератор усиления возбуждения (EBG).
EBG установлен на ведомом конце генератора. Внешний вид такой же, как у постоянного магнита. EBG подает питание на контроллер при вращении вала генератора.

Модуль управления EBC подключается параллельно к АРН и возбудителю. EBC получает сигнал от AVR. При необходимости контроллер подает на возбудитель различные уровни тока возбуждения на уровнях, которые зависят от потребностей системы.

Дополнительная мощность, подаваемая в систему возбуждения, поддерживает требования к нагрузке. Это позволяет генератору запускаться и восстанавливать напряжение возбуждения.

Эта система возбуждения не рекомендуется для приложений с непрерывным питанием.Он предназначен для аварийного или резервного питания. При запуске генератора система EBS отключается до достижения рабочей скорости. EBG все еще генерирует мощность, но контроллер не направляет ее.

Система обеспечивает динамический отклик, дешевле и отвечает требованиям по обеспечению 300% тока короткого замыкания. Нелинейные нагрузки, такие как запуск двигателя, улучшаются по сравнению с методом шунтирования или самовозбуждения.

Генератор постоянных магнитов (PMG) Генераторы, оснащенные постоянными магнитами, являются одними из самых известных методов с раздельным возбуждением.На ведомом конце вала генератора установлен постоянный магнит.

PMG подает изолированное питание на АРН, когда вал генератора вращается. AVR использует дополнительную мощность при питании нелинейных нагрузок, таких как: запуск двигателей.

Чистая, изолированная, непрерывная трехфазная форма волны генерируется при вращении вала генератора.

Некоторые из преимуществ использования генераторов, оборудованных методом возбуждения PMG:

  • Поле возбуждения не разрушается, позволяя устранить устойчивые короткие замыкания.
  • Изменение нагрузки не влияет на поле возбуждения.
  • Напряжение создается при первом запуске и не зависит от остаточного магнетизма в поле.
  • При запуске двигателя поле возбуждения не разрушается из-за отсутствия питания АРН.
Система PMG увеличивает вес и размер части генератора. Это наиболее часто используемый метод возбуждения для приложений, в которых используются двигатели, которые запускаются и останавливаются, и другие нелинейные нагрузки.

Вспомогательная обмотка (AUX) Метод вспомогательной обмотки используется уже много лет. Области применения варьируются от морских до промышленных и более практичны в более крупных установках.

Этот метод имеет отдельное поле возбуждения, однако он не использует компонент, прикрепленный к ведомому концу вала генератора. Эти методы используют вращение вала и постоянный магнит или генератор для обеспечения дополнительного возбуждения.

В статор установлена ​​дополнительная однофазная обмотка.Когда вал генератора вращается, основные обмотки статора подают напряжение на АРН, как и во всех вышеупомянутых методах.

Дополнительные однофазные обмотки подают напряжение на АРН. Это создает дополнительное напряжение возбуждения, необходимое при питании нелинейных нагрузок.

Для приложений с линейной нагрузкой можно использовать шунтирующие методы возбуждения, EBS, PMG и AUX. Шунтирующее возбуждение - наиболее экономичный метод.

Для приложений с нелинейной нагрузкой можно использовать методы возбуждения EBS, PMG и AUX.Возбуждение PMG является наиболее распространенным и широко используемым.


>> Вернуться к статьям и информации <<

Для чего нужен возбудитель в генераторе | by Starlight Generator

Основное назначение возбудителя в генераторе (генератор переменного тока ) - создание стационарного вращающегося магнитного поля, которое используется для индукции ЭДС в катушке якоря.

Итак, на возбудитель подается постоянный ток, а возбудитель представляет собой не что иное, как катушку, а возбудитель создает магнитное поле.

Если на возбудитель подается механическое питание, возникает вращающееся магнитное поле, которое разрезает неподвижные катушки якоря и индуцирует ЭДС в неподвижной катушке якоря.

Возбудитель - это небольшой генератор, установленный на том же валу, что и основной генератор, который вырабатывает мощность постоянного тока для обмотки возбуждения основного генератора.

Доступно множество разнообразных возбудителей, но наиболее популярным сегодня является бесщеточный возбудитель.

В бесщеточном возбудителе мощность возбуждения генерируется небольшим генератором переменного тока, якорь которого приводится в действие валом главного генератора.Выводы якоря подключены к выпрямителю, который также установлен на валу и вращается. Постоянный ток с выхода выпрямителя подается на вращающуюся обмотку возбуждения основного генератора. Поскольку в этой системе не используются контактные кольца, коммутатор или щетки, она называется бесщеточной системой возбуждения.

Генератор должен иметь относительное движение между магнитным полем и катушкой с проволокой. Магнитное поле создается либо постоянным магнитом, либо электромагнитом (ток, текущий через катушку с проволокой, намотанную вокруг подходящего магнитного сердечника).

В больших генераторах они используют небольшой генератор для подачи электрического тока в эту катушку для создания магнитного поля в основном генераторе, а не в постоянном магните. Этот небольшой генератор называется генератором возбудителя. В старом здании электростанции будет пара небольших генераторов, соединенных тандемом, чтобы производить ток, достаточный для возбуждения основного магнитного поля этих генераторов.

Ток возбуждения (и напряжение, которое его возбуждает) контролируется регулятором напряжения генератора, который подключен к выходным клеммам через измерительные трансформаторы и измерители напряжения, контролирующие выходное напряжение.Когда выходное напряжение сдвигается, вход измерителя изменяет сигнал регулятора напряжения. Регулятор напряжения (автоматический, электронный или ручной) увеличивает (или снижает) напряжение на обмотках возбуждения, установленных в роторе, либо через набор контактных колец, либо с помощью бесщеточного возбудителя (который использует еще больше обмоток возбуждения и якоря, а также вращающийся трехфазный выпрямитель, но я не буду вдаваться в подробности). Повышенное напряжение на обмотках возбуждения увеличивает ток в катушках возбуждения, что усиливает магнитное поле, увеличивая выходное напряжение генератора, которое снова тщательно контролируется измерителями напряжения через измерительные трансформаторы.

Снятие возбуждения генератора - защита системы возбуждения

Защита системы возбуждения

Синхронный генератор электростанции состоит из ротора, вращающегося в магнитном поле. Это магнитное поле создается катушками возбуждения ротора, и для выработки электричества в катушках должен протекать ток, чтобы создать поле. Присоединение системы возбуждения к тому же валу, что и ротор, обеспечивает этот ток возбуждения и позволяет ротору вызывать движение электрических зарядов.

Переходные процессы могут возникать в системах возбуждения, когда напряжение на катушке возбуждения внезапно снимается, вызывая быстрое уменьшение тока со временем. Это связано с тем, что энергия, запасенная в катушке, пытается поддерживать величину тока, создавая противоэлектродвижущую силу (ЭДС), которая может быть значительно больше, чем подаваемое напряжение, и, если ее не контролировать, может быть достаточно, чтобы повредить компоненты в система. Следовательно, остановки производства, запланированные или нет, должны быть учтены.Чтобы предотвратить повреждение системы возбуждения во время останова, необходимо установить устройство защиты от перенапряжения генератора, чтобы быстро поглотил высокий уровень энергии , накопленный в обмотках возбуждения ротора. IEEE 421.6-2017 утверждает, что карбид кремния является предпочтительной технологией для высокоэнергетического разряда.

Варисторы

Metrosil регулируют величину обратной ЭДС, рассеивая накопленную в катушке энергию до соответствующей нагрузки. Степень нелинейности между характеристиками напряжения и тока наших варисторных дисков и наша способность сопоставить диски по их свойствам поглощения энергии означает, что возможен сверхбыстрый разряд систем возбуждения.Мы можем заверить в этом инженеров по защите через нашу испытательную лабораторию High Energy Test Laboratory (HETL). HETL позволяет нам тестировать сборки резисторов на их максимальные характеристики перед отправкой, обеспечивая нашим клиентам полную уверенность в том, что их ценные активы полностью защищены от скачков напряжения.

ПОЧЕМУ МЕТРОСИЛ?

Варисторы из карбида кремния Metrosil были произведены в отделении высокого напряжения Метрополитен-Виккерс в 1936 году. были произведены серийно в 1937 году.Компания Metrovicks, как крупная электростанция в 20–90–151– годах, была известна своим промышленным электрооборудованием, в которое входили генераторы, паровые турбины, распределительные устройства, трансформаторы, электроника и тяговое оборудование для железных дорог. Следовательно, резисторы Metrosil были включены в крупные флагманские проекты, проложившие путь к эффективному распределению электроэнергии. По сей день наши резисторы остаются на своих местах в установленных сетях электроснабжения, что вызывает доверие как у крупных OEM-производителей, так и у коммунальных предприятий.По мере развития современной энергетической инфраструктуры мы продолжаем вводить новшества и стремиться к спецификациям на глобальном уровне.

Что такое система возбуждения генератора переменного тока? Почему это имеет значение? Как это влияет на стабильность напряжения? - Welland Power

Что такое система возбуждения на генераторе переменного тока?

Система возбуждения на генераторе переменного тока относится к способу, которым напряжение генератора первоначально создается при вращении и контролируется во время использования. Система возбуждения отвечает за подачу тока возбуждения к несущему ротору.Требования к системе возбуждения включают надежность во всех условиях эксплуатации, простоту управления, легкость обслуживания, стабильность и быструю реакцию на переходные процессы.

Стандартные бесщеточные самовозбуждающиеся машины бывают трех основных типов. Шунтирующий или самовозбуждающийся, вспомогательная обмотка и постоянный магнит (PMG). Вы также можете увидеть генераторы с трансформаторным управлением. У каждой системы есть свои преимущества и недостатки, то есть предпочтительный вариант зависит от требований приложений и бюджета.

Какие основные компоненты системы возбуждения?

Компоненты системы самовозбуждения:

  1. Автоматический регулятор напряжения (АРН)
  2. Статор возбудителя
  3. Ротор возбудителя
  4. Диоды
  5. Главный ротор

Генератор переменного тока с дополнительной обмоткой дополнительно имеет вспомогательную обмотку, встроенную в главный статор. Машина с возбуждением от ГПМ имеет ротор ГПМ и статор ГПМ, установленные на неприводной стороне.

Почему система возбуждения имеет значение?

Без системы возбуждения у генератора переменного тока не было бы возможности наращивать свое напряжение, когда он начинает вращаться, а также не мог бы регулировать свое напряжение до заданного номинального уровня при работе с номинальной скоростью.

Итак, без системы возбуждения генератор переменного тока был бы бесполезен для своей цели.

Как это влияет на стабильность напряжения?

Три основных типа шунтирующих или самовозбуждающихся, со вспомогательной обмоткой и постоянным магнитом (PMG) используют автоматический регулятор напряжения (AVR) для поддержания напряжения на заданном уровне.АРН регулирует свое выходное напряжение вверх и вниз, которое подается на статор возбудителя. Это, в свою очередь, приводит в действие ротор возбудителя. Затем главный статор запитывается через выпрямительные диоды.

Что такое система возбуждения? Определение и типы системы возбуждения

Определение: Система, которая используется для подачи необходимого тока возбуждения в обмотку ротора синхронной машины, такой тип системы называется системой возбуждения. Другими словами, система возбуждения определяется как система, которая используется для создания магнитного потока путем пропускания тока в обмотке возбуждения.Основное требование к системе возбуждения - надежность при любых условиях эксплуатации, простота управления, легкость обслуживания, стабильность и быстрая реакция на переходные процессы.

Требуемая величина возбуждения зависит от тока нагрузки, коэффициента мощности нагрузки и скорости машины. Чем больше возбуждения требуется в системе, когда ток нагрузки велик, скорость меньше, а коэффициент мощности системы становится запаздывающим.

Система возбуждения - это единый блок, в котором каждый генератор имеет свой возбудитель в виде генератора.Централизованная система возбуждения имеет два или более возбудителя, питающих шину. Централизованная система очень дешевая, но неисправность системы отрицательно сказывается на генераторах переменного тока на электростанции.

Типы систем возбуждения

Системы возбуждения в основном подразделяются на три типа. Их

  1. Система возбуждения постоянного тока
  2. Система возбуждения переменного тока
    • Система возбуждения ротора
    • Бесщеточная система возбуждения
  3. Система статического возбуждения

Их типы подробно описаны ниже.

1. Система возбуждения постоянного тока

Система возбуждения постоянного тока имеет два возбудителя - основной возбудитель и пилотный возбудитель. Выход возбудителя регулируется автоматическим регулятором напряжения (АРН) для управления выходным напряжением на клеммах генератора. Вход трансформатора тока в АРН обеспечивает ограничение тока генератора переменного тока во время повреждения.

Когда прерыватель возбуждения разомкнут, резистор разряда возбуждения подключается к обмотке возбуждения, чтобы рассеивать накопленную энергию в обмотке возбуждения, которая имеет высокую индуктивность.

Главный и пилотный возбудители могут приводиться в действие либо от главного вала, либо отдельно от двигателя. Возбудители с прямым приводом обычно предпочтительны, так как они сохраняют единичную систему работы, и возбуждение не возбуждается внешними возмущениями.

Номинальное напряжение главного возбудителя составляет около 400 В, а его мощность составляет около 0,5% от мощности генератора переменного тока. Неполадки в возбудителях турбогенератора довольно часты из-за их высокой скорости, поэтому в качестве резервного возбудителя используются отдельные возбудители с приводом от двигателя.

2. Система возбуждения переменного тока

Система возбуждения переменного тока состоит из генератора переменного тока и тиристорного выпрямительного моста, напрямую подключенных к главному валу генератора. Главный возбудитель может быть самовозбужденным или отдельно возбужденным. Системы возбуждения переменного тока можно в общих чертах разделить на две категории, которые подробно поясняются ниже.

а. Вращающаяся тиристорная система возбуждения

Система возбуждения ротора показана на рисунке ниже. Вращающаяся часть обведена пунктирной линией.Эта система состоит из возбудителя переменного тока, стационарного поля и вращающегося якоря. Выход возбудителя выпрямляется двухполупериодной схемой тиристорного мостового выпрямителя и подается на обмотку возбуждения главного генератора.

Обмотка возбуждения генератора также запитана через другую схему выпрямителя. Напряжение возбудителя можно увеличить, используя его остаточный поток. Блок управления источником питания и выпрямителем генерирует управляемый пусковой сигнал. Сигнал напряжения генератора усредняется и сравнивается напрямую с настройкой напряжения оператором в автоматическом режиме работы.В ручном режиме работы ток возбуждения генератора сравнивается с отдельной ручной регулировкой напряжения.

г. Бесщеточная система возбуждения

Эта система показана на рисунке ниже. Вращающаяся часть обведена прямоугольником, изображенным пунктирной линией. Бесщеточная система возбуждения состоит из генератора переменного тока, выпрямителя, главного возбудителя и генератора переменного тока с постоянными магнитами. Главный и пилотный возбудители приводятся в движение главным валом. Главный возбудитель имеет стационарное поле и вращающийся якорь, напрямую подключенные через кремниевые выпрямители к полю главных генераторов переменного тока.

Пилотный возбудитель - это приводимый от вала генератор с постоянными магнитами, имеющий вращающиеся постоянные магниты, прикрепленные к валу, и трехфазный стационарный якорь, который питает поле основного возбудителя через кремниевые выпрямители в поле главного генератора переменного тока. Пилотный возбудитель представляет собой генератор постоянных магнитов с приводом от вала, имеющий вращающиеся постоянные магниты, прикрепленные к валу, и трехфазный стационарный якорь, который питает главный возбудитель через трехфазные двухполупериодные тиристорные мосты с фазовым управлением.

Система исключает использование коммутатора, коллектора и щеток, имеет короткую постоянную времени и время отклика менее 0,1 секунды. Короткая постоянная времени имеет преимущество в улучшенных динамических характеристиках слабого сигнала и облегчает применение дополнительных сигналов стабилизации энергосистемы.

3. Система статического возбуждения

В этой системе питание берется от самого генератора через трехфазный понижающий трансформатор, подключенный по схеме звезда / треугольник.Первичная обмотка трансформатора подключена к шине генератора, а их вторичная обмотка подает питание на выпрямитель, а также подает питание на схему управления сетью и другое электрическое оборудование.

Эта система имеет очень малое время отклика и обеспечивает отличные динамические характеристики. Эта система снизила эксплуатационные расходы за счет устранения потерь на сопротивление воздуха в возбудителе и технического обслуживания обмоток.

% PDF-1.3 % 6430 0 объект > эндобдж xref 6430 135 0000000016 00000 н. 0000003056 00000 н. 0000003177 00000 н. 0000004226 00000 п. 0000004463 00000 н. 0000005008 00000 н. 0000005342 00000 п. 0000005364 00000 н. 0000005485 00000 н. 0000005758 00000 н. 0000006859 00000 н. 0000006881 00000 н. 0000007011 00000 н. 0000007033 00000 н. 0000007162 00000 н. 0000007184 00000 н. 0000007312 00000 н. 0000007334 00000 н. 0000007461 00000 п. 0000007483 00000 н. 0000007613 00000 н. 0000007898 00000 п. 0000008166 00000 н. 0000008188 00000 н. 0000008317 00000 н. 0000008339 00000 н. 0000008361 00000 п. 0000008383 00000 п. 0000008510 00000 н. 0000008532 00000 н. 0000008659 00000 н. 0000008681 00000 п. 0000008812 00000 н. 0000008834 00000 н. 0000008964 00000 н. 0000008986 00000 н. 0000009114 00000 п. 0000009136 00000 п. 0000009264 00000 н. 0000009286 00000 п. 0000009417 00000 н. 0000009439 00000 н. 0000009569 00000 н. 0000009591 00000 н. 0000009720 00000 н. 0000009742 00000 н. 0000009870 00000 п. 0000009892 00000 н. 0000010023 00000 п. 0000010045 00000 п. 0000010175 00000 п. 0000010197 00000 п. 0000010325 00000 п. 0000010347 00000 п. 0000010474 00000 п. 0000010496 00000 п. 0000010625 00000 п. 0000010647 00000 п. 0000010776 00000 п. 0000010798 00000 п. 0000010927 00000 п. 0000010949 00000 п. 0000011077 00000 п. 0000011099 00000 п. 0000011230 00000 н. 0000011252 00000 п. 0000011381 00000 п. 0000011403 00000 п. 0000011531 00000 п. 0000011553 00000 п. 0000011679 00000 п. 0000011701 00000 п. 0000011831 00000 п. 0000011853 00000 п. 0000011981 00000 п. 0000012003 00000 п. 0000012129 00000 п. 0000012151 00000 п. 0000012279 00000 н. 0000012302 00000 п. 0000013137 00000 п. 0000013160 00000 п. 0000014080 00000 п. 0000014104 00000 п. 0000015507 00000 п. 0000015530 00000 п. 0000016568 00000 п. 0000016591 00000 п. 0000017293 00000 п. 0000017316 00000 п. 0000017721 00000 п. 0000017744 00000 п. 0000018465 00000 п. 0000018489 00000 п. 0000020929 00000 п. 0000020951 00000 п. 0000021259 00000 п. 0000021283 00000 п. 0000022815 00000 п. 0000022837 00000 п. 0000023188 00000 п. 0000023211 00000 п. 0000023615 00000 п. 0000023639 00000 п. 0000025265 00000 п. 0000025288 00000 п. 0000026225 00000 п. 0000026248 00000 п. 0000026829 00000 п. 0000026851 00000 п. 0000027144 00000 п. 0000027166 00000 п. 0000027460 00000 н. 0000027482 00000 н. 0000027817 00000 н. 0000027839 00000 п. 0000028142 00000 п. 0000028165 00000 п. 0000029354 00000 п. 0000029378 00000 п. 0000031350 00000 п. 0000031373 00000 п. 0000032365 00000 н. 0000032388 00000 п. 0000033575 00000 п. 0000033597 00000 п. 0000033941 00000 п. 0000033965 00000 п. 0000035360 00000 п. 0000035383 00000 п. 0000035796 00000 п. 0000035819 00000 п. 0000036434 00000 п. 0000003235 00000 н. 0000004203 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 6431 0 объект > эндобдж 6432 0 объект > эндобдж 6563 0 объект > транслировать HTkHTA> smF5uW R "{XId # & F˾UGkDQQAdhO = 6] a | wf / @ wvƇ

Моделирование и моделирование системы статического возбуждения при работе синхронных машин и исследование напряжения на валу

Система статического возбуждения (SES) была реализована в специально разработанной синхронная машина установлена ​​в испытательной лаборатории.Это одиночная машина большой мощности, работающая в двойном режиме (т. Е. Двигатель или генератор) с помощью статических источников. Хорошо известно, что подшипники вращающихся машин уязвимы к воздействию напряжений на валу, вызванных статическими источниками. Напряжение на валу также является основной проблемой для этой специальной машины из-за SES. Чтобы выяснить точную причину напряжения на валу, SES этой машины была смоделирована с помощью программного обеспечения Power Systems. Различные формы сигналов, взятые из модели, проверяются с помощью компьютерного моделирования и реальных лабораторных испытаний.Источники напряжения на валу также анализируются после этого с помощью БПФ анализа форм сигналов напряжения и тока ротора.

1. Введение

Существуют различные средства подачи постоянного тока на обмотку возбуждения электрической машины, например, генератор постоянного тока, вращающийся возбудитель и статический преобразователь. После изобретения полупроводниковых устройств стал популярным статический преобразователь. Это также известно как статическая система возбуждения (СЭС). СЭС возникла в начале шестидесятых годов.До этого генераторы получали мощность поля постоянного тока в роторе от генератора постоянного тока, отдельно или вместе с тем же валом генератора. SES была успешно испытана на генераторе паровой турбины в 1962 году [1]. В дальнейшем это было реализовано не только на новых генераторах переменного тока, но и на существующих машинах. Из-за простоты модернизации старые вращающиеся возбудители также были заменены на SES. Начиная с парогенератора, SES была расширена до внутренней электростанции в целлюлозно-бумажной промышленности, гидроаккумулирующей станции, электровоза и газовой электростанции [2–6].SES также была реализована в генераторе короткого замыкания большой мощности [7].

Генератор короткого замыкания - это, по сути, синхронный генератор в испытательной лаборатории высокой мощности, который обеспечивает высокие значения токов короткого замыкания во время испытаний на электрооборудовании. Сильное поле постоянного тока необходимо для установления и поддержания напряжения на клеммах генератора во время испытания на короткое замыкание. Старые испытательные лаборатории были оборудованы мощным генератором постоянного тока с отдельным возбуждением, управляемым асинхронным двигателем.Генератор постоянного тока с постоянными магнитами питает поле мощного генератора постоянного тока. В каскадном режиме создается постоянный ток большой мощности, который подается в ротор генератора через контактные кольца и щетки. Для ознакомления с преимуществами SES были также начаты генераторы короткого замыкания, оснащенные тиристорами большой мощности и быстродействующим микропроцессорным контроллером. Один такой генератор короткого замыкания мощностью 1500 МВА с SES рассматривается в данной статье (см. Рисунок 1). Помимо SES, еще один статический источник, который представляет собой статический преобразователь частоты, подключен к клемме статора этого генератора.С этими двумя источниками статического электричества генератор также может работать как двигатель [8]. Вначале машина запускается и работает как мотор. Во время испытания на короткое замыкание эта же машина преобразуется в генератор переменного тока, чтобы подавать мощность на тестируемое оборудование.


Во время вращения вал большой высокоскоростной машины обычно заряжается определенным напряжением относительно земли. Это нежелательное напряжение известно как напряжение на валу. Это очень старое и распространенное явление в любой электрической машине.Напряжение на валу было замечено еще в начале 20 века инженерами при изучении различных случаев отказа двигателей. Напряжение на валу в те времена основывалось только на источниках питания синусоидальной формы. Это было замечено в основном из-за разбаланса магнитных потоков по разным причинам. Применение несинусоидальных или статических источников стало применяться на практике через много лет после изобретения полупроводниковых устройств. Вместе с этим появились некоторые новые типы напряжений на валу [9]. Доказано, что напряжение на валу при статическом источнике питания более преобладает из-за электростатического явления, а не чисто синусоидального режима [10].Статическая система возбуждения также добавила новый тип напряжения на валу к основным напряжениям на валу [11].

Подшипниковые токи являются результатом наличия напряжения на валу. Существует три основных типа подшипниковых токов: циркулирующий ток, ток и ток разряда [12–14]. Каждый из этих токов протекает в разных условиях. Помимо механических причин, большинство преждевременных отказов подшипников связано с протеканием этих подшипниковых токов. Синфазное напряжение (CMV) [15] также отвечает за протекание тока через подшипники машины на землю.Многие авторы [16–18] представили различные топологии инверторов для устранения CMV. Также предлагаются различные методы фильтрации (например, активная, пассивная или гибридная) для защиты двигателя от пагубного воздействия ЦМВ [19–21].

Большинство проблем, связанных с напряжением на валу и током подшипников, и решения, связанные с работой, были выполнены на асинхронном двигателе [22, 23]. В этой статье предлагается другой подход, в котором для исследования берется мощный генератор короткого замыкания.

SES имеет большую гибкость работы по сравнению с другими методами возбуждения.Это также дешевле, чем старая обычная мотор-генераторная установка. Характеристики быстрого отклика, простое управление мониторингом и устранение неисправностей - вот некоторые другие преимущества SES. Несмотря на ряд преимуществ, генерация напряжения на валу является основной проблемой среди машин со статическими источниками. О проблеме напряжения на валу генератора короткого замыкания уже сообщалось ранее [24–26].

Эта статья начинается с описания SES. Формы сигналов в различных ключевых точках записываются с помощью высокоскоростного регистратора и сохраняются для дальнейшего анализа.Модель Simulink была подготовлена ​​с помощью различных параметров моста преобразователя. Модель запускается, и результаты сравниваются с фактическими сигналами, записанными в системе. Эти результаты позволяют обсудить напряжение на валу.

2. SES: Описание

SES преобразует сетевую частоту переменного тока в постоянный, что дополнительно питает обмотку возбуждения в роторе. Уровень возбуждения в машине должен варьироваться в зависимости от различных режимов работы машины. Это возможно только с выпрямителем с фазовым управлением.Теперь, чтобы улучшить коэффициент мощности и уменьшить уровень гармоник в системе, требуется многоимпульсное преобразование мощности AC-DC [27]. Чтобы поддержать эту теорию, для SES в генераторе короткого замыкания принята конфигурация 12-пульсного преобразователя. Он образован последовательным соединением двух 6-импульсных тиристорных выпрямителей с кремниевым управлением (SCR). В режиме генератора ток ротора очень велик. Чтобы справиться с этим током, в каждую ветвь моста параллельно включены два тиристора. Детальный чертеж изображен на рисунке 2.


Схема начинается со специально разработанного преобразовательного трансформатора на входе моста. Это понижающий трансформатор с одной первичной и двумя вторичными обмотками. Вторичные обмотки соединены звездой и треугольником, чтобы получить фазовый сдвиг между ними на 30 °. Выпрямленные шестиимпульсные выходы каждого преобразовательного моста соединены последовательно, образуя 12-импульсный выход. Этот ток регулируется путем изменения импульсов затвора тиристора из шкафа управления. Автоматический выключатель постоянного тока выполняет переключение между SES и цепью ротора.Панель SES разделена на две основные части (см. Рисунок 3). Один из них - силовой шкаф, состоящий из тиристоров и демпфирующих цепей. Вторая часть - это ЦП с другими электронными схемами управления и контурами обратной связи. Он называется силовым электронным контроллером (PEC) и действует очень быстро в диапазоне мкс во время последовательности испытаний на короткое замыкание [28]. Человеко-машинный интерфейс (HMI), установленный на контроллере, визуализирует все записи о сбоях и отклонениях в SES.


3. SES: формы сигналов

Сигналы SES измеряются на входе и выходе преобразователя и отображаются на рисунках 4, 5 и 6.На рисунке 4 показаны входные напряжения моста преобразователя по схеме звезда и треугольник. Можно наблюдать сдвиг фазы на 30 ° между двумя напряжениями (см. Рисунок 4). Выход преобразователя, приложенный к обмотке возбуждения генератора, и ток, протекающий через него, показаны на рисунке 5. Это для выхода генератора переменного тока 3 кВ (см. Рисунок 6).




4. SES: Моделирование

Моделирование SES сделано для простого понимания его тонкостей. Как уже упоминалось, СЭС представляет собой комбинацию двух тиристорных мостов, соединенных последовательно.То же самое было смоделировано на платформе Simulink [29] (см. Рисунок 7) с одним источником питания, входным трансформатором, двумя тиристорными преобразователями, генераторами импульсов и другими схемами. Модель сформирована с использованием переменных, перечисленных в Таблице 1. Все эти параметры взяты из реального преобразователя.

Трансформатор 903 первичный вход 2320 3 рычага сопротивление

Параметр Значение

Источник входного сигнала 33 кВ, 3 фазы
33 кВ, 50 Гц
Звезда вторичной обмотки трансформатора 950 В
Треугольник вторичной обмотки трансформатора 950 В
Тиристорный мост 500 Ом
Емкость демпфера 0.1 F
Прямое сопротивление 1 мОм
Прямое напряжение 0,8 В
Сопротивление поля генератора 0,01 Ом
Индуктивность поля генератора 903 903 903 903 903

5. Результаты моделирования и обсуждение напряжения на валу

После запуска моделирования в окне осциллографа отображаются различные формы сигналов (см. Рисунок 8).Для лучшего представления напряжение ротора, ток ротора и опорный ток нанесены на график (см. Рисунок 9) с помощью файла сценария MATLAB. Смоделированные кривые и фактические формы сигналов из точек измерения SES сравниваются, что показывает сходство. Напряжение и ток ротора имеют пульсирующий характер. Он содержит номера гармоник низкого и высокого порядка. Это подтверждается преобразованием Фурье. На рисунке 10 показан анализ быстрого преобразования Фурье (БПФ) для фактического напряжения ротора, а на рисунке 11 - БПФ для смоделированной формы сигнала.Аналогичным образом БПФ для форм колебаний тока ротора изображено на рисунках 12 и 13.





Наличие гармоник и других высокочастотных сигналов вызывает емкостные и индуктивные связи во всей системе генератора переменного тока. Изоляция обмотки, воздух и смазочное масло работают как диэлектрическая среда для формирования распределенных емкостей в машине. Эти емкости (также называемые паразитными емкостями) образуются между статором и землей, статором с ротором, статором с валом, ротором с валом, подшипником с землей, кабелем с землей, а также источником питания для заземления.Ток утечки () течет по обмоткам статора и ротора из-за этой паразитной емкости () и большой. Этот ток утечки создает высокочастотный поток. Гармоники и другие высокочастотные всплески в источнике питания статора и ротора также создают высокочастотный поток. Эти совокупные потоки связаны с обмоткой, сердечником, рамой, валом и другими металлическими частями. Таким образом формируется индуктивная связь. Емкостная и индуктивная муфты вместе дают дополнительный эффект для генерации напряжения на валу этой машины с длинным валом.

Пока вал изолирован от земли на одном конце, циркулирующий ток не будет течь. При наличии напряжения вал действует как заряженный конденсатор со смазочным маслом в качестве диэлектрической среды. Вал поддерживается под потенциалом земли с помощью двух заземляющих щеток. Но во время высокоскоростного вращения невозможно постоянно удерживать вал под потенциалом земли. Когда контактное сопротивление заземляющих щеток велико (из-за плохого контакта или загрязнения), заряженный вал разряжается, создавая короткие сильноточные импульсы.Электростатические разряды (см. Рисунки 14 и 15) также возникают между валом и подшипником, когда диэлектрический пробой масляной пленки происходит из-за близости или высокого напряжения. Импульсы разрядного тока содержат большое количество энергии. Эта энергия является основным источником эрозии подшипников и широко известна как флютинг или электроэрозионная обработка (EDM) [30]. Этот EDM может повредить подшипник, вал и другие близлежащие металлические детали. В качестве примера на рисунке 16 показано точечная коррозия вала из-за разряда вала.




6. Заключение

Обладая такими основными функциями, как быстрое реагирование, простой мониторинг, управление и устранение неисправностей, SES сделала первый выбор разработчика системы возбуждения поля машины. SES, обсуждаемая в этой системе, отвечает за работу одной машины в разных режимах. Без первичного двигателя эту большую машину можно запустить плавно, без большой нагрузки на источник питания. Машина может работать как двигатель или генератор.SES также может использоваться для торможения или реверсирования машины. SES, применяемая в генераторе короткого замыкания, анализируется с помощью записанных форм сигналов. То же самое моделируется с помощью Simulink в MATLAB. Смоделированные сигналы сравниваются с реальными, имеющими схожую природу.

Несмотря на ряд преимуществ, отрицательной стороной данной технологии является генерация напряжения на валу. Искрение на щетках заземления свидетельствует о наличии напряжения на валу. За этим нежелательным напряжением стоят многие причины, например емкостная связь, индуктивная связь и синфазное напряжение.Переключение тиристоров в мосту преобразователя и высокий уровень гармоник в токе и напряжении вызывают емкостные и индуктивные связи. Это было доказано анализом БПФ осциллограмм тока и напряжения. Как смоделированные, так и фактические измерения показывают, что формы сигналов содержат высокий процент гармоник.

Среди различных типов токов подшипников наиболее опасным является ток в режиме разряда или EDM, вызывающий эрозию вала и подшипников. Этот эффект снижает срок службы машины.Большая машина требует огромных вложений в ремонт вала и замену подшипников. Чтобы предотвратить преждевременный выход из строя подшипников, необходимы дальнейшие исследования в этой области для устранения напряжения на валу.

Author:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *