Автомобильный генератор - устойство, схема, принцип работы видео

Когда речь заходит о питании автомобиля электрической энергией, многие автовладельцы, почему-то, вспоминают только аккумулятор (аккумуляторную батарею), здесь, читаем — как выбрать аккумулятор. Но ведь главной деталью, благодаря которой и происходит превращение энергии, идущей с двигателя, из механической в электрическую, является генератор. Именно он питает все электрооборудование в машине (в заведенном состоянии) и заряжает аккумулятор.

Устройство автомобильного генератора.

Рассмотрим, из чего состоит, а также как работает данный автомобильный узел. Правда сразу оговорюсь, что речь будет идти об автомобильном генераторе переменного тока, поскольку именно этот их вид устанавливается на современные транспортные средства.

Из чего состоит генератор?

Автомобильный генератор, как правило, имеет следующие составные части:

1. шкив – это своего рода место входа (с помощью ремня) механической энергии в генератор;
2. корпус генератора, который образуют две крышки, передняя и задняя, к ним собственно и крепятся практически все остальные составляющие рассматриваемой нами детали;
3. ротор – крепится к передней крышке корпуса генератора и состоит из стального вала с 2 стальными втулками (они имеют форму клюва) и обмотки возбуждения между ними, к которой присоединены, как правило, медные цилиндрические, контактные кольца;
4. статор – отвечает за мощность генератора и состоит из металлического сердечника с 36 пазами и обмотки;
5. выпрямительный щит – с помощью 6 мощных диодов (3 положительных и 3 отрицательных) преобразует напряжение, которое создает статор, в напряжение постоянного тока бортовой сети авто;
6. регулятор напряжения – следит за тем, т.е. регулирует, чтобы напряжение бортовой сети машины всегда находилось в заданных пределах, вне зависимости от нагрузки, температуры окружающей среды и работы ротора.

Схема автомобильного генератора.

Принцип работы генератора.

Значит, когда водитель поворачивает ключ в замке зажигания, на обмотку (в ней находится магнитное поле) возбуждения в роторе от аккумуляторной батареи через щеточный узел поступает напряжение. И как только коленвал двигателя начинает вращаться, как вы помните, благодаря шкиву начинает вращаться и ротор генератора. Магнитное поле, которое создается в последнем, начинает обмотки статора, создавая тем самым на их выводах переменное напряжение. На определенной частоте вращения генератор перестает подпитываться механической энергией и начинает создавать необходимое себе напряжение сам (обмотка возбуждения запитывается внутри генератора).

Полученное напряжение направляется в выпрямительный щит, где преобразуется в постоянный ток, который заряжает аккумуляторную батарею и питает электроприборы авто.

При этом если коленчатый вал изменяет скорость своего вращения, то в данную систему включается еще регулятор напряжения. Он в зависимости от внешней нагрузки регулирует время включения обмотки возбуждения: при уменьшении нагрузки и/или увеличения скорости вращения коленвала время включения обмотки возбуждения сокращается, а при увеличении нагрузки и/или уменьшении оборотов коленвала – увеличивается. Именно в этом заключается работа автомобильного генератора. Кроме того рекомендую вам прочитать две статьи: замена ремня генератора и как подтянуть ремень генератора.

Рекомендую прочитать:

К записи есть 1 комментарий

Регулятор напряжения поддерживает оптимальное напряжение генератора для нормальной работы электроприборов. Применение в регуляторе электроники и особенно, микроэлектроники, привело к введению в генераторную установку защиты от высокого напряжения. Эта защита обеспечивается стабилитроном. То есть при возникновении напряжения в обратном направлении, стабилитрон не пропускает ток лишь до определенной величины. При её превышении стабилитрон «пробивается» и ток идет в обратном направлении. Причем напряжение на стабилитроне и на «плюсе» генератора остается постоянным и оно не достигает значений опасных для электронных узлов.

Источники: http://autoepoch.ru/avtoazbuka/chto-takoe-generator.html

Одним из важных элементов электрооборудования автомобиля является генератор. Он же является одним из источников электроэнергии для потребителей. Поэтому для более подробного ознакомления с электрооборудованием нам необходимо рассмотреть устройство генератора автомобиля.

Генератор представляет собой устройство, предназначенное для преобразования механической энергии в электрическую. Источником механической энергии является сам двигатель автомобиля ( см. устройство двигателя автомобиля ), а именно вращение коленчатого вала.

Основным предназначением генератора автомобиля является заряд автомобильного аккумулятора, а также питание всех электропотребителей после запуска двигателя. Автомобиль имеет много различных электропотребителей. К ним можно отнести фары, бортовой компьютер, систему зажигания двигателя, подогрев сидений и зеркал, автомагнитолу и многое другое. Кроме всего прочего генератор автомобиля должен обеспечить их бесперебойную работу. Именно поэтому к нему необходимо предъявлять очень высокие требования, касающиеся его надежности.

На начальном этапе автомобилестроения в качестве основного источника электроэнергии в автомобиле применялись генераторы постоянного тока. Но эти устройства имели целый ряд существенных недостатков. Одним из таких недостатков являлось то, что присутствовала необходимость постоянного контроля и обслуживания узла коллектора. Кроме того, узел коллектора сам имел некоторые недостатки, связанные с существенным ограничением тока нагрузки. На смену генераторов постоянного тока пришли генераторы переменного тока. Их использование стало возможным после появления диодных выпрямителей. К преимуществам генераторов переменного тока можно отнести то, что они позволяли получать требуемую мощность, а также имели более стабильный выходной ток. При всех вышеперечисленных преимуществах такие генераторы также имели более высокую надежность работы и для своего изготовления требовали меньший объем материала. То есть, были менее материалоемкими, а вследствие менее тяжелыми.

Рассмотрим устройство генератора автомобиля.

Корпус генератора. При изготовлении корпуса генератора автомобиля применяются сплавы легких металлов. Это нужно для максимального уменьшения его массы. Наиболее часто используется дюралюминий. При работе генератора внутри выделяется много тепла. Для эффективного отвода тепла в корпусе генератора делают множество вентиляционных отверстий. Это так называемая система охлаждения. Для разных генераторов эта система имеет разную конструкцию. Основными параметрами для выбора конструкции системы охлаждения являются диапазон рабочих оборотов генератора и температура окружающей среды, то есть температура под капотом автомобиля. В конструкции передней и задней крышки корпуса имеются подшипники, предназначенные для вращения ротора.

Статор генератора. В генераторе статорная обмотка изготовлена из медного провода. Так как обмотка в процессе работы подвержена сильному нагреву, медный провод покрыт двойной термоустойчивой изоляцией. Возможно также применение специального защитного лака. Уложена обмотка в пазы сердечника. Сердечник представляет собой круг. В качестве материала, используемого при изготовлении сердечника, применяется металл с высокими показателями магнитных характеристик. Таким металлом является трансформаторное железо. В качестве источника энергии в автомобилях широко используются генераторы, имеющие три фазы (трехфазные). Соответственно статор такого генератора должен иметь три статорные обмотки, соединенные треугольником. К местам соединения обмоток подключен диодный мост.

Ротор генератора. В устройстве генератора имеется электромагнит с одной обмоткой. Этот элемент называется ротором. Также конструкция включат в себя вал, на котором роторная обмотка размещена. Сердечник, изготовленный из специального ферромагнитного материала, расположен поверх роторной обмотки. Диаметр этого сердечника должен отличаться от диаметра статора внутри на небольшую величину. Примерно 1.5мм, но в некоторых случаях может доходить до 2 мм. На валу также размещены кольца из меди, которые соединяются с обмоткой с помощью графитовых щеток. Предназначением медных колец является подача управляющего напряжения от регулятора на роторную обмотку. Регулятор напряжения – это специальная электронная схема. Выводы этой схемы идут к щеткам генератора. Регулятор обеспечивает стабильное напряжение на выходе генератора в заданном диапазоне. Такая регулировка необходима при часто меняющемся режиме работы двигателя.

Регулятор напряжения генератора. Регулятор напряжения - это устройство, выполняющее контроль напряжения, выдаваемого генератором. В бортовой сети автомобиля для нормальной работы всего электрооборудования нужно поддерживать напряжение в заданных пределах. Как правило, такими пределами являются следующие значения: 13.5 В – нижний предел, 14.6 В – верхний. При низких температурах для заряда автомобильного аккумулятора требуется большее напряжение. В некоторые регуляторы встроен специальный температурный датчик. С помощью этого датчика производится контроль температуры окружающей среды, что впоследствии влияет на величину выходного напряжения генератора. Регулятор напряжения может иметь различные варианты монтажа. Возможна как внутренняя установка в генераторе, так и внешняя.

Диодный мост генератора. Как было отмечено ранее, в современных автомобилях применяются генераторы переменного тока. Для питания устройств бортовой сети используется постоянный ток. Соответственно, внутри генератора необходимо преобразовывать переменный ток в постоянный. Эту задачу решает диодный мост. Состоит диодный мост из шести попарно соединенных диодов.

Чтобы понять принцип работы генератора автомобиля, нужно рассмотреть все физические процессы, которые в нем происходят. В первую очередь надо рассмотреть явление электромагнитной индукции. С помощью этого явления можно объяснить принцип работы генератора автомобиля. В качестве примера возьмем медную катушку, на которую воздействует магнитный поток. Если этот поток будет изменяться, то на выводах катушки будет наблюдаться переменное напряжение. Этот же пример можно рассмотреть с другой стороны. Если через медную катушку пропускать электрический ток, то будет замечено появление магнитного потока.

Из всего этого сделаем ряд важных выводов. Переменный ток можно получить с помощью катушки. Для получения магнитного потока через катушку должен идти постоянный ток. Эта катушка носит название обмотки возбуждения. Также нужна система полюсов, которая будет обеспечивать подвод магнитного потока к статорной обмотке. В статорной обмотке будет наблюдаться переменное напряжение. Статор является неподвижной частью генератора. Образован статор при помощи обмотки возбуждения совместно с магнитопроводом. Именно в статоре появляется электрический ток. Но кроме неподвижной части в генераторе есть также и подвижная (вращающаяся) часть, называемая ротором. Ротор включает в себя обмотку возбуждения, вал, систему полюсов, контактные кольца. Одним из вариантов подачи питания на обмотку возбуждения является подача питания с самого генератора во время его работы. В этом случае работа генератора будет основана на самовозбуждении.

Для образования переменного тока на выходе генератора автомобиля перед началом его работы необходимо подать постоянный ток на обмотку возбуждения. В качестве начального источника постоянного тока служит автомобильный аккумулятор. Ток на обмотку возбуждения подается при включении системы зажигания двигателя, то есть при повороте ключа зажигания в рабочее положение.

Генератор автомобиля соединен с двигателем посредством специального ремня. С помощью этого ремня он получает крутящий момент.

Источники: http://avto-ustroistvo.ru/ustrojstvo-generatora-avtomobilya.php

Для того чтобы обеспечить нормальную работу автомобиля необходим автогенератор. Это устройство позволяет преобразовать энергию движения в электрический ток.

Как выглядит автомобильный генератор

Генератор тока необходим для электропитания светотехнической продукции, зарядки АКБ (аккумуляторной батареи), измерительных приборов, подключения бортового компьютера и др.

Первыми для автомобилей были применены генераторы постоянного тока, которые обладали массой недостатков. Внедрение новых выпрямителей нового типа (кремниевых и селеновых) позволило применять для транспорта генераторы переменного тока, которые позволили повысить эффективность установки и обеспечить большую мощность при одинаковом входном токе.

Как выглядит современный генератор

На автотранспорте, производившемся до середины 60-х гг. ХХ века применяли генераторы постоянного тока.

Главным недостатком устройств являлся быстрый выход из строя оборудования, несовершенная схема подключения, малая мощность установки, необходимость постоянного контроля и обслуживания оборудования, притом, что выходная мощность была незначительна.

Электрическая схема авто включает в себя реле регулятора напряжения. В статоре расположена обмотка возбуждения, которая соединяется параллельно с силовой обмоткой (на якоре генератора) пружинными щётками.

Общий вид регулятора напряжения

Устройство и принцип работы генератора

• Статор трёхобмоточный (звезда).
• Ротор с обмоткой возбуждения. Ток на него подаётся посредством подключения контактных колец и щёток.
• Выпрямительный щит состоит из 6 полупроводниковых диодов. Преобразовывает ток в постоянный, и направляет в электрическую сеть автомобиля. Выполняет также функцию реле обратного тока.
• Стабилизатор напряжения. Позволяет контролировать значение токовых нагрузок на обмотках возбуждения, т. е. стабилизирует уровень напряжения в устройстве. Обычно выполнен в одном корпусе. Схема выполняется в трёх вариантах: бесконтактные (исключено электромагнитное реле; регулировка переменного тока осуществляется электронным ключом); контактно-транзисторные (управление осуществляется транзисторами); вибрационные (контроль осуществляется электромагнитным реле).
• Реле включения индикации работы генератора переменного тока. Работает от 2-х фаз источника либо от нуля выпрямителя.

Вид пружинной щёточки

Токовые ограничители не предусмотрены, т. к. схема включает в себя самоограничительные элементы.

• уменьшение габаритов генераторов автомобилей;
• высокая надёжность и безаварийность.
• получение генераторов большей мощности в сравнении с моделями на постоянном токе.

Устройство состоит из трёх основных элементов:

1. ОТ (ограничитель тока) – составная часть реле, которая контролирует ток. При превышении постоянного тока выше заданного происходит отключение устройства. Включается в схему последовательно между генератором и выходным напряжением.

Принцип работы: реле срабатывает при достижении постоянного тока заданного значения. Затем происходит подключение в электроцепь дополнительного сопротивления для уменьшения токовой нагрузки.

При отключённой нагрузке ОТ поддерживает параметры АКБ на одном уровне. Выход тока за верхнее предельное значение сопровождается разрядкой АКБ.

1. СН (Стабилизатор напряжения). Контролирует мощность магнитного потока на обмотке возбуждения статора. По достижении максимального значения напряжения срабатывает защита и в электроцепь включается дополнительное сопротивление, за счёт которого происходит снижение потенциала.

Стабилизатор напряжения, необходимый для контроля мощности магнитного потока

При понижении напряжения ниже рабочего реле исключает одно или несколько сопротивлений (посредством шунтов) и ток начинает повышаться.

1. РОТ (реле обратного тока). Устройство необходимо для автоматического включения и отключения генератора от внешней нагрузки при понижении (превышении) напряжения внешней цепи АКБ. Отсутствие РОТ влечёт за собой перегрев обмоток и бесконтрольную разрядку аккумуляторов.

Для полного контроля работы генератора электрическая схема дополнена реле включения лампы, которое сигнализирует о низком напряжении на обмотках и малой ёмкости аккумулятора.

ОТ и регулятор напряжения не могут работать одновременно. После достижения критической величины начинает работать ограничитель переменного тока.

Работа основана на действии электромагнитной индукции – вращении постоянного магнита в прямоугольном поле.

Виды по конструктивным особенностям:

• С вращающимися магнитными полюсами при неподвижном статоре. Нашли широкое применение за счёт отсутствия необходимости компенсировать токи большой величины на роторе.
• Модели с неподвижным магнитным полем и подвижным якорем. Менее распространены из-за малой эффективности.

• Возбуждение от постоянных магнитов.
• Возбуждение осуществляется выпрямленным током. В конструкции отсутствуют щётки.
• Возбуждение осуществляется от первичного маломощного генератора, установленного на одном валу с основным.
• Питание обмотки возбуждения от автономного источника электрического тока, аккумуляторных батарей и др.

По количеству фаз: одно-, двух- и трёхфазные.

Каждое устройство содержит ротор, отлитый цельно из металла. Наконечники ротора изготовляют из листовой стали. Для обеспечения нормальной работы процесса магнитной индукции необходимо выдержать зазор.

На сердечники насажены катушки возбуждения, которые работают на постоянном токе. Подача переменного тока на автогенераторах переменного тока осуществляется за счёт щёток или контактных колец.

В современных моделях применяются генераторы на переменном токе. Выпрямитель выполнен в виде встроенного полупроводника.

Устройство и принцип работы автомобильного генератора

Основным узлом, какой приводит в действие механизм автомобиля, является автогенератор. Агрегат позволяет получить электрическую энергию за счёт преобразования механической. Обязательным элементом электросистемы автомобиля является реле регулятора напряжения, какой осуществляет контроль параметров системы.

Задачи регулятора напряжения:

• Стабилизировать потенциал в сети при разбросе частоты вращения.
• Исключить бесконтрольную разрядку аккумуляторной батареи. Низкое значение потенциала вызывает недозаряд, повышенное значение провоцирует быстрый выход из строя АКБ.

Устройство генератора постоянного тока:

• Корпус. Открывается с двух сторон: со стороны контактных колец – задняя (в ней размещены подшипники и закреплён статор, находятся щётки и др. узлы, которые отвечают за выработку и контроль электрической энергии), передняя – со стороны шкива (присоединена к механической части автомобиля).
• Статор. Цилиндрическая оболочка из листовой стали, в которой расположена трёхфазная обмотка. Этот узел вырабатывает электрическую энергию.
• Ротор клювообразной формы, внутри которой расположены две втулки. В пространстве между ними находится обмотка возбуждения, напрямую присоединённая к медным контактным кольцам (цилиндрической формы).
• Реле регулятора напряжения, необходимо для регулировки токовой нагрузки на автогенератор.
• Шкив – устройство передачи механической энергии к генератору ременной передачи.
• Выпрямители шестидиодные, которые распределены в двух группах, соединённых по три в положительный и отрицательный теплоотводы.
• Подпружиненные щётки.
• Защитная крышка.

Как выглядит шкив авто

Автогенератор переменного тока отличается габаритами, местом установки основных узлов и качеством. Схема и принцип работы генератор и составные части для всех моделей идентичны.

Автогенератор в сельской технике:

• В тракторах не предусмотрена установка АКБ, поэтому на них устанавливают генераторы переменного тока с возбуждением на постоянных магнитах. На первых моделях применялись автогенераторы постоянного тока, которые запускались вручную. Реле регулятора напряжения был установлен на всех моделях.

При продольном устройстве двигателя автогенератор тока находится с наружной стороны картера, при поперечном – ротор закреплён на лицевой части коленчатого вала, а генератор в закрытом отсеке между коробкой передачи и картере ДВС.

• На мототехнике схема производителя тока идентична автомобильным с АКБ. Для остальных моделей предусматривались конструкции на неодимовых магнитах.

Прикуривание должно проводиться с соблюдением правил безопасности, т. к. ток стартера на автомобиле-доноре значительно превышает допустимые токовые нагрузки на подключаемом генераторе. Наиболее частыми поломками данной ситуации является выход из строя регулятора напряжения.

Чтобы избежать выход из строя оборудования необходимо отключать ДВС и высвобождать клемму «-» на АКБ.

Для нормального движения ротора без нагрузки необходимо приложить 5% номинальной мощности устройства.

Вал генератора начинает оказывать сопротивление лишь при появлении магнитного поля статора, т. к. нагрузки (включение ламп, музыкальных устройств и др.)

Необходимая величина мощности, которая обеспечит питание обмотки возбуждения генератора, составляет 5% от общей выходной нагрузки.

В моделях авто, которые работают на дизельном топливе, установлены вакуумные лопастные насосы, подключённые к системе смазки двигателя.

Элементарный метод проверки корректности работы блока управления – замер напряжения на аккумуляторе до включения устройства и после. Допустимое отклонение составляет 2 В.

Генератор – важная деталь автомобиля. Необходимо знать принцип действия и схему для того, чтобы продлить срок эксплуатации устройства и избежать непредвиденный выход из строя.

Вы должны войти, чтобы оставить комментарий.

Источники: http://elquanta.ru/generatory/princip-generatorov-avtomobilyakh.html