Генератор

Опубликовано: 02.09.2018

Автомобильный генератор является устройством, преобразующим механическую энергию в электрический ток. Генератор используется для зарядки аккумуляторной батареи и обеспечения электроэнергией оборудования при работающем двигателе. В качестве автомобильного генератора используется генератор переменного тока.

Автомобильный генератор

Как правило, генератор располагается в передней части двигателя и приводится от коленчатого вала. На гибридных автомобилях генератор выполняет функции стартера (стартер-генератор). Подобная схема применяется в некоторых конструкциях системы стоп-старт. Ведущими производителями генераторов являются фирмы Bosch, Delphi, Denso.

Как выбрать генератор для дачи

Существует два типа конструкций автомобильных генераторов – традиционная и компактная. Помимо геометрических размеров, конструкции имеют отличия в компоновке вентилятора, устройстве корпуса, приводного шкива, выпрямительного блока. Конструктивно данные генераторы имеют следующие элементы в общем устройстве: ротор; статор; щеточный узел; выпрямительный блок; регулятор напряжения. Все элементы помещены в корпус.

Схема автомобильного генератора(рис)

Основная задача ротора – создание вращающегося магнитного поля. Для этого на валу ротора находится обмотка возбуждения, помещенная в две полюсные половины. Каждая из полюсных половин имеет по шесть выступов - клювов. На валу ротора находятся два контактных кольца, посредством которых осуществляется питание обмотки возбуждения. Кольца, как правило, медные, иногда стальные или латунные. Выводы обмотки возбуждения припаяны непосредственно к кольцам.

В зависимости от конструкции на валу ротора размещается одна или две крыльчатки вентилятора, а также закрепляется ведомый приводной шкив. Подшипниковый узел ротора выполнен из двух шариковых необслуживаемых подшипников. На валу со стороны контактных колец также может устанавливаться роликовый подшипник. Так как именно подшипники в первую очередь выходят из строя, ТОВ АвтоДОМ БЦ может помочь автовладельцу в решении проблемы с поиском и заменой нужной детали.

Статор служит для создания переменного электрического тока и состоит из металлического сердечника и обмотки. Сердечник набирается из стальных пластин. Для обмоток в сердечнике выполнено 36 пазов, в которых укладывается три обмотки, образуя трехфазное соединение. Различают петлевой или волновой способ укладки обмоток. Соединение обмоток между собой может быть выполнено по двум схемам:

- схема «звезда» (одни концы обмоток соединены в одной точке, другие являются выводами);

- схема «треугольник» (последовательное кольцевое соединение концов обмоток, с выводами из точек соединения).

В корпусе размещается большая часть конструктивных элементов генератора. Корпус состоит из двух крышек – передней (со стороны приводного шкива) и задней (со стороны контактных колец). Крышки скреплены между собой болтами. Крышки изготавливаются, как правило, из алюминиевого сплава – легкого, немагнитного и легко рассеивающего тепло. На поверхности крышек предусмотрены вентиляционные окна, а также две или одна крепежные лапы.

Через щеточный узел обеспечивается передача тока возбуждения на контактные кольца. Узел состоит из двух графитных щеток, пружин их прижимающих и щеткодержателя. У современных генераторов щеткодержатель и регулятор напряжения объединены в единый неразборный узел.

Выпрямительный блок предназначен для преобразования синусоидального напряжения, вырабатываемого генератором, в напряжение постоянного тока бортовой сети автомобиля. Выпрямительный блок представляет собой пластины, выполняющие роль теплоотводов, с установленными на них диодами. В блок входит шесть силовых полупроводниковых диодов, по два на каждую фазу, один на «положительный», другой – на «отрицательный» вывод генератора.

В некоторых генераторах обмотка возбуждения подключена через отдельную группу, состоящую из двух диодов. Такие выпрямители препятствуют протеканию тока разряда аккумуляторной батареи через обмотку при неработающем двигателе. При соединении обмоток по типу «звезда» на нулевом выводе устанавливается два дополнительных силовых диода, позволяющих увеличить мощность генератора до 15%.

Включение выпрямительного блока в схему генератора производится на специальных монтажных платах посредством пайки, сварки или болтового соединения.

Регулятор напряжения поддерживает напряжение генератора в заданных пределах. Современные генераторы снабжены полупроводниковыми электронными регуляторами напряжения. Существуют следующие конструкции электронных регуляторов:

- гибридное исполнение – электронные приборы и радиоэлементы используются в электронной схеме совместно с толстопленочными микроэлектронными элементами;

- интегральное исполнение – все компоненты регулятора напряжения, кроме выходного каскада, выполнены при помощи тонкопленочной микроэлектронной технологии.

Стабилизация напряжения, необходимая при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя и нагрузки, выполняется автоматически за счет воздействия на ток в обмотке возбуждения. Регулятор управляет частотой импульсов тока и их продолжительностью.

Регулятор напряжения осуществляет изменение напряжения, подводимого для зарядки аккумуляторной батареи, в зависимости от температуры воздуха (т.н. термокомпенсация напряжения). Чем ниже температура воздуха, тем большее напряжение подводится к аккумуляторной батарее.

Привод генератора осуществляется через ременную передачу и обеспечивает вращение ротора со скоростью в 2-3 раза превышающую частоту вращения коленчатого вала. В зависимости от конструкции генератора в передаче используется клиновый или поликлиновый ремень. Область применения клинового ремня ограничена размерами ведомого шкива (при определенном диаметре шкива клиновый ремень быстро изнашивается).

Поликлиновый ремень более универсальный, т.к. применим при небольших диаметрах ведомого шкива, и следовательно с его помощью может быть реализовано большее передаточное число. Современные модели генераторов имеют привод от поликлинового ремня.

На автомобилях может устанавливаться т.н. индукторный (бесщеточный) генератор. Такой генератор имеет ротор, представляющий собой набор спрессованных тонких пластин из трансформаторного железа. Обмотка возбуждения помещена на статоре. Электродвижущая сила в индукторном генераторе возникает в результате изменения магнитной проводимости воздушного зазора между ротором и статором.

Работа автомобильного генератора

При включении зажигания, ток от аккумуляторной батареи через щеточный узел и контактные кольца поступает на обмотку возбуждения. В обмотке возникает магнитное поле. С вращением коленчатого вала двигателя начинает вращаться ротор генератора. Магнитное поле ротора пронизывает обмотки статора, на выводах которых появляется переменное напряжение. При достижении определенной частоты вращения генератор переходит в режим самовозбуждения, т.е. обмотка возбуждения запитывается непосредственно от генератора.

Выпрямительный блок преобразует переменное напряжение в напряжение постоянного тока. В таком состоянии генератор обеспечивает необходимый ток для зарядки аккумуляторной батареи и питания потребителей. При изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя и нагрузки в работу включается регулятор напряжения. Он регулирует время включения обмотки возбуждения. При возрастании частоты вращения генератора и уменьшении внешней нагрузки время включения обмотки возбуждения уменьшается, наоборот, при уменьшении частоты вращения и увеличения нагрузки – увеличивается.

В случае, когда потребляемый ток превышает возможности генератора, в работу включается аккумуляторная батарея. Для контроля работоспособного состояния генератора на панели приборов имеется контрольная лампа (лампа контроля заряда).

Параметры генератора

К основным параметрам генератора относятся: номинальное напряжение, номинальный ток, номинальная частота вращения, частота самовозбуждения, коэффициент полезного действия.

В зависимости от конструкции электрической системы автомобиля номинальное напряжение составляет 12 или 24 В. За номинальный ток принимается максимальный ток отдачи при номинальной частоте вращения, которая составляет 6000 об/мин. Зависимость величины силы тока от частоты вращения генератора называется токоскоростной характеристикой. Помимо номинальных значений токоскоростная характеристика включает другие характерные точки:

минимальная рабочая частота вращения и минимальный ток (минимальный ток составляет 40-50% от номинального тока);

максимальная частота вращения и максимальный ток (максимальный ток превышает номинальный ток не более 10%).

Автопортал || Авто - статьи

Навигация

Топ новости

Генератор