Generator auto: scop, design și principiu de funcționare. Cum funcționează și funcționează un generator de mașină Pentru ce este folosit generatorul într-o mașină?

Un generator este unul dintre elementele principale ale echipamentului electric al unei mașini, oferind energie simultană consumatorilor și reîncărcând bateria.

Principiul de funcționare al dispozitivului se bazează pe conversia energiei mecanice care vine de la motor în tensiune.

În combinație cu un regulator de tensiune, unitatea se numește grup electrogen.

Mașinile moderne sunt echipate cu o unitate de curent alternativ care satisface pe deplin toate cerințele menționate.

Dispozitiv generator

Elementele sursei de curent alternativ sunt ascunse într-o singură carcasă, care formează și baza înfășurării statorului.

În procesul de fabricație a carcasei, se folosesc aliaje ușoare (cel mai adesea aluminiu și duraluminiu), iar pentru răcire sunt prevăzute găuri pentru a asigura îndepărtarea în timp util a căldurii din înfășurare.

Există rulmenți în părțile din față și din spate ale carcasei, la care este atașat rotorul, elementul principal al sursei de alimentare.

Aproape toate elementele dispozitivului se potrivesc în carcasă. În acest caz, carcasa în sine constă din două capace situate pe partea stângă și dreapta - lângă arborele de antrenare și, respectiv, inelele de control.

Cele două capace sunt conectate între ele folosind șuruburi speciale din aliaj de aluminiu. Acest metal este ușor și are capacitatea de a disipa căldura.

Un rol la fel de important il are si ansamblul periei, care transmite tensiune inelelor colectoare si asigura functionarea ansamblului.

Produsul constă dintr-o pereche de perii din grafit, două arcuri și un suport pentru perii.

De asemenea, vom acorda atenție elementelor situate în interiorul carcasei:

Care sunt cerințele pentru un generator auto?

Există o serie de cerințe pentru un grup electrogen auto:

• Tensiunea la ieșirea dispozitivului și, în consecință, în rețeaua de bord trebuie menținută într-un anumit interval, indiferent de sarcină sau turația arborelui cotit.
• Parametrii de ieșire trebuie să fie astfel încât în ​​orice mod de funcționare al mașinii bateria să primească suficientă tensiune de încărcare.

În același timp, fiecare proprietar de mașină ar trebui să acorde o atenție deosebită nivelului și stabilității tensiunii de ieșire. Această cerință se datorează faptului că bateria este sensibilă la astfel de modificări.

De exemplu, dacă tensiunea scade sub normal, bateria nu este încărcată la nivelul necesar. Ca urmare, pot apărea probleme în timpul procesului de pornire a motorului.

In situatia inversa, cand instalatia produce tensiune crescuta, bateria este supraincarcata si se defecteaza mai repede.

Principiul de funcționare al unui generator auto, caracteristicile circuitului

Principiul de funcționare al unității generatoare se bazează pe efectul inducției electromagnetice.

Dacă un flux magnetic trece prin bobină și se modifică, apare o tensiune și se modifică la bornele (în funcție de viteza de schimbare a fluxului). Procesul invers funcționează într-un mod similar.

Deci, pentru a obține fluxul magnetic, trebuie aplicată tensiune bobinei.

Se pare că pentru a crea o tensiune alternativă, sunt necesare două componente:

• Bobina (din ea este eliminată tensiunea).
• Sursă de câmp magnetic.

Un element la fel de important, așa cum sa menționat mai sus, este rotorul, care acționează ca o sursă a câmpului magnetic.

Sistemul de poli al nodului are un flux magnetic rezidual (chiar și în absența curentului în înfășurare).

Acest parametru este mic, astfel încât poate provoca autoexcitare numai la viteze mari. Din acest motiv, un curent mic este trecut mai întâi prin înfășurarea rotorului, ceea ce asigură magnetizarea dispozitivului.

Lanțul menționat mai sus presupune trecerea curentului din baterie prin lampa de control.

Parametrul principal aici este puterea curentului, care ar trebui să fie în limitele normale. Dacă curentul este prea mare, bateria se va descărca rapid, iar dacă este prea scăzută, riscul de excitare a generatorului la ralanti va crește.

Luând în considerare acești parametri, este selectată puterea becului, care ar trebui să fie de 2-3 W.

De îndată ce tensiunea atinge parametrul necesar, lumina se stinge, iar înfășurările de excitație sunt alimentate de generatorul auto. În acest caz, sursa de alimentare intră în modul de autoexcitare.

Tensiunea este îndepărtată din înfășurarea statorului, care este realizată într-un design trifazat.

Unitatea este formată din 3 înfășurări individuale (fază) înfășurate după un anumit principiu pe un miez magnetic.

Curenții și tensiunile din înfășurări sunt deplasate cu 120 de grade. În același timp, înfășurările în sine pot fi asamblate în două versiuni - „stea” sau „triunghi”.

Dacă este selectat circuitul delta, curenții de fază din cele 3 înfășurări vor fi de 1,73 ori mai mici decât curentul total furnizat de grupul electrogen.

De aceea, în generatoarele de automobile de mare putere, circuitul „triunghi” este cel mai des utilizat.

Acest lucru se explică exact prin curenți mai mici, datorită cărora este posibilă înfășurarea înfășurării cu un fir cu o secțiune transversală mai mică.

Același fir poate fi folosit și în conexiunile în stea.

Pentru a se asigura că fluxul magnetic creat ajunge la scopul propus și este direcționat către înfășurarea statorului, bobinele sunt amplasate în caneluri speciale în miezul magnetic.

Datorită apariției unui câmp magnetic în înfășurări și în circuitul magnetic al statorului, apar curenți turbionari.

Acțiunea acestuia din urmă duce la încălzirea statorului și la scăderea puterii generatorului. Pentru a reduce acest efect, la fabricarea circuitului magnetic se folosesc plăci de oțel.

Tensiunea generată este furnizată rețelei de bord printr-un grup de diode (punte redresoare), care a fost menționat mai sus.

După deschidere, diodele nu creează rezistență și permit curentului să treacă nestingherit în rețeaua de bord.

Dar cu tensiune inversă I nu este trecut prin. De fapt, rămâne doar semiunda pozitivă.

Unii producători de mașini înlocuiesc diodele cu diode zener pentru a proteja electronicele.

Principala caracteristică a pieselor este capacitatea de a nu trece curent până la un anumit parametru de tensiune (25-30 volți).

După ce depășește această limită, dioda zener „sparge” și trece curentul invers. În acest caz, tensiunea de pe firul „pozitiv” al generatorului rămâne neschimbată, ceea ce nu prezintă niciun risc pentru dispozitiv.

Apropo, capacitatea unei diode zener de a menține un U constant la terminale chiar și după o „defecțiune” este utilizată în regulatoare.

Ca urmare, după trecerea prin puntea de diode (diode Zener), tensiunea este redresată și devine constantă.

Pentru multe tipuri de grupuri electrogene, înfășurarea de excitație are propriul redresor, asamblat din 3 diode.

Datorită acestei conexiuni, fluxul de curent de descărcare din baterie este exclus.

Diodele asociate înfășurării de câmp funcționează pe un principiu similar și alimentează înfășurarea cu o tensiune constantă.

Aici dispozitivul redresor este format din șase diode, dintre care trei sunt negative.

În timpul funcționării generatorului, curentul de excitație este mai mic decât parametrul furnizat de generatorul auto.

În consecință, pentru a rectifica curentul de pe înfășurarea de excitație, sunt suficiente diode cu un curent nominal de până la doi Amperi.

Pentru comparație, redresoarele de putere au un curent nominal de până la 20-25 de amperi. Dacă este necesară creșterea puterii generatorului, se instalează un alt braț cu diode.

Moduri de operare

Pentru a înțelege caracteristicile de funcționare ale unui generator auto, este important să înțelegeți caracteristicile fiecărui mod:

• La pornirea motorului, principalul consumator de energie electrică este demarorul. O caracteristică a modului este crearea unei sarcini crescute, ceea ce duce la o scădere a tensiunii la ieșirea bateriei. Ca urmare, consumatorii consumă curent numai din baterie. De aceea, în acest mod bateria se descarcă cu cea mai mare activitate.
• După pornirea motorului, generatorul auto trece în modul sursă de alimentare. Din acest moment, dispozitivul furnizează curentul necesar pentru alimentarea sarcinii din mașină și reîncărcarea bateriei. De îndată ce bateria atinge capacitatea necesară, nivelul curentului de încărcare scade. În acest caz, generatorul continuă să joace rolul sursei principale de alimentare.
• După conectarea unei sarcini puternice, de exemplu, aer condiționat, încălzire interioară etc., viteza de rotație a rotorului încetinește. În acest caz, generatorul auto nu mai este capabil să acopere nevoile curente ale mașinii. O parte din sarcină este transferată bateriei, care funcționează în paralel cu sursa de alimentare și începe să se descarce treptat.

Regulator de tensiune - funcții, tipuri, lampă de avertizare

Elementul cheie al grupului electrogen este regulatorul de tensiune - un dispozitiv care menține un nivel sigur de U la ieșirea statorului.

Există două tipuri de astfel de produse:

• Hibrid - regulatoare, al căror circuit electric include atât dispozitive electronice, cât și componente radio.
• Integrat - dispozitive bazate pe tehnologie microelectronică cu peliculă subțire. În mașinile moderne, această opțiune este cea mai răspândită.

Un element la fel de important este o lampă de control montată pe bord, din care se poate concluziona că există probleme cu regulatorul.

Aprinderea becului în momentul pornirii motorului ar trebui să fie pe termen scurt. Dacă se aprinde constant (când generatorul este în funcțiune), aceasta indică o defecțiune a regulatorului sau a unității în sine, precum și necesitatea reparației.

Subtilități de prindere

Setul generator este fixat folosind un suport special și o conexiune cu șuruburi.

Unitatea în sine este atașată în partea din față a motorului, datorită labelor și ochilor speciali.

Dacă un generator auto are labe speciale, acestea din urmă sunt amplasate pe capacele motorului.

Daca se foloseste o singura laba de fixare, aceasta din urma este asezata doar pe capacul frontal.

În laba instalată în partea din spate, de regulă, există o gaură cu o bucșă distanțier instalată în ea.

Sarcina acestuia din urmă este să elimine decalajul creat între opritor și prindere.

Suport generator Audi A8.

Și astfel unitatea este montată pe un VAZ 21124.

Defecțiuni ale generatorului și modalități de a le elimina

Echipamentul electric al unei mașini tinde să se defecteze. În acest caz, cele mai mari probleme apar cu bateria și generatorul.

Dacă oricare dintre aceste elemente eșuează, funcționarea vehiculului în modul normal de funcționare devine imposibilă sau vehiculul devine complet imobilizat.

Toate defecțiunile generatorului sunt împărțite în două categorii:

• Mecanic. În acest caz, apar probleme cu integritatea carcasei, a arcurilor, a transmisiei curea și a altor elemente care nu au legătură cu componenta electrică.
• Electric. Acestea includ defecțiuni ale punții de diode, uzura periilor, scurtcircuite în înfășurări, defecțiuni ale releului regulatorului și altele.

Acum să ne uităm la lista de defecte și simptome mai detaliat.

1. Există un curent de încărcare insuficient la ieșire:

2. A doua situație.

Când un alternator de mașină produce nivelul necesar de curent, dar bateria încă nu se încarcă.

Motivele pot fi diferite:

• Calitatea slabă a desenului contactului cu pământul dintre regulator și unitatea principală. În acest caz, verificați calitatea conexiunii de contact.
• Defecțiune a releului de tensiune - verificați-l și înlocuiți-l.
• Dacă periile sunt uzate sau blocate, înlocuiți-le sau curățați-le de murdărie.
• Releul de protecție al regulatorului s-a declanșat din cauza unui scurtcircuit la masă. Soluția este să găsiți locația avariei și să remediați problema.
• Alte motive sunt contactele uleioase, defectarea regulatorului de tensiune, scurtcircuit în înfășurările statorului, tensiunea slabă a curelei.

3. Generatorul funcționează, dar face mult zgomot.

Defecțiuni posibile:

• Scurtcircuit între spirele statorului.
• Uzura scaunului rulmentului.
• Slăbirea piuliței scripetelui.
• Defecțiune la rulment.

Repararea unui generator auto ar trebui să înceapă întotdeauna cu o diagnosticare precisă a problemei, după care cauza este eliminată prin măsuri preventive sau înlocuirea unității defectuoase.

Practica operațională arată că schimbarea unui alternator auto nu este dificilă, dar pentru a rezolva problema trebuie să urmați o serie de reguli:

• Noul dispozitiv trebuie să aibă parametri de viteză curent similari ca unitatea din fabrică.
• Indicatorii energetici trebuie să fie identici.
• Raporturile de transmisie ale surselor de putere vechi și noi trebuie să se potrivească.
• Unitatea care se instalează trebuie să aibă dimensiuni adecvate și să se atașeze ușor la motor.
• Circuitele noului și vechiului generator auto trebuie să fie aceleași.

Vă rugăm să rețineți că dispozitivele montate pe mașinile de fabricație străină sunt fixate diferit față de cele autohtone, de exemplu, ca pe un generator TOYOTA COROLLA
și Lada Granta
Prin urmare, dacă înlocuiți o unitate străină cu un produs autohton, va trebui să instalați o montură nouă.

Pentru a încheia povestea despre generatoarele auto, merită evidențiate o serie de sfaturi despre ce ar trebui și nu ar trebui să facă proprietarii de mașini în timpul funcționării.

Punctul principal este instalarea, în timpul căreia este important să abordați conexiunea de polaritate cu cea mai mare atenție.

Dacă faceți o greșeală în această problemă, dispozitivul redresor se va rupe și riscul de incendiu crește.

Pornirea motorului cu fire conectate incorect reprezintă un pericol similar.

Pentru a evita problemele în timpul funcționării, ar trebui să respectați o serie de reguli:

• Păstrați contactele curate și monitorizați funcționalitatea cablajului electric al vehiculului. Acordați o atenție deosebită fiabilității conexiunii. Dacă sunt utilizate fire de contact proaste, nivelul tensiunii la bord va depăși limita permisă.
• Monitorizați tensiunea generatorului. Dacă tensiunea este slabă, sursa de alimentare nu va putea îndeplini sarcinile prevăzute. Dacă strângeți cureaua, acest lucru poate duce la uzura rapidă a rulmenților.
• Aruncați firele de la generator și baterie atunci când efectuați lucrări de sudare electrică.
• Dacă lampa de control se aprinde și rămâne aprinsă după pornirea motorului, aflați și eliminați cauza.

O atenție deosebită trebuie acordată regulatorului releului, precum și verificării tensiunii la ieșirea sursei de alimentare. În modul de încărcare, acest parametru ar trebui să fie la nivelul de 13,9-14,5 volți.

În plus, verificați din când în când uzura și adecvarea forței periilor generatorului, starea rulmenților și a inelelor colectoare.

Înălțimea periilor trebuie măsurată cu suportul scos. Dacă acesta din urmă este uzat până la 8-10 mm, este necesară înlocuirea.

În ceea ce privește forța arcurilor care țin periile, aceasta ar trebui să fie la nivelul de 4,2 N (pentru VAZ). În același timp, inspectați inelele colectoare - nu ar trebui să existe urme de ulei pe ele.

De asemenea, proprietarul mașinii trebuie să-și amintească o serie de interdicții, și anume:

• Nu lăsați mașina cu bateria conectată dacă există suspiciunea unei defecțiuni a punții de diode. În caz contrar, bateria se va descărca rapid și crește riscul unui incendiu de cablare.
• Nu verificați funcționarea corectă a generatorului sărind bornele acestuia sau deconectând bateria în timp ce motorul este pornit. În acest caz, pot apărea deteriorări ale componentelor electronice, computerului de bord sau regulatorului de tensiune.
• Nu lăsați lichidele tehnice să intre în contact cu generatorul.
• Nu lăsați unitatea pornită dacă bornele bateriei au fost scoase. În caz contrar, acest lucru poate duce la deteriorarea regulatorului de tensiune și a echipamentului electric al mașinii.

Generatoarele sunt de obicei utilizate în timpul unei întreruperi de curent sau atunci când electricitatea nu este furnizată în incintă. În acest caz, se folosește o rețea electrică autonomă, care funcționează cu generatoare pe benzină sau diesel. Pe baza specificațiilor, configurației și funcționalității unității, puteți selecta un generator potrivit și îl puteți utiliza în funcție de cerințele dumneavoastră.

Generatoarele diferă semnificativ în ceea ce privește caracteristicile tehnice, așa că este dificil pentru un specialist insuficient de experimentat să le înțeleagă. Vă aducem în atenție principalele caracteristici și diferențe ale generatoarelor care funcționează pe diferite tipuri de combustibil.

Nu este destinat muncii pe termen lung. Dacă există o rețea electrică principală și defecțiunile acesteia, este necesar acest tip de generator. Este capabil să producă electricitate în orice vreme, deoarece nu se teme de schimbările bruște de temperatură și este, de asemenea, rezistent la îngheț. În cazul utilizării prelungite, eficiența unui generator de benzină scade brusc și poate eșua cu ușurință.

Pentru utilizare pe termen lung și alimentare stabilă, se recomandă să alegeți Generator diesel. Astfel de generatoare sunt fiabile și oferă consumatorilor energie electrică de până la 10 kW. Generatoarele diesel sunt adesea folosite pentru a alimenta casele și orașele mici care nu au o rețea electrică principală. Un avantaj suplimentar al generatoarelor diesel este eficiența acestora. Pentru a asigura funcționarea pe termen lung a unității, trebuie utilizată întreaga sa putere. Dacă un generator diesel este proiectat pentru 6 kW, atunci toată această putere trebuie utilizată.

Orice mașină are propria sa rețea electrică, care îndeplinește mai multe funcții: pornirea motorului cu un demaror, asigurarea unei descărcări stabile a scânteilor pentru a aprinde amestecul de benzină, alarme sonore și luminoase, precum și iluminarea și crearea unor condiții confortabile în cabină.

Pentru a furniza energie electrică consumatorilor rețelei electrice auto, sunt prevăzute două surse de alimentare: un generator și, care furnizează energie rețelei de bord până la pornirea motorului. Particularitatea sa este incapacitatea de a genera curent electric, ci doar de a-l reține în sine și de a-l elibera consumatorilor atunci când este necesar. Prin urmare, bateria singură nu va putea furniza energie electrică rețelei mașinii pentru o lungă perioadă de timp, deoarece se va descărca rapid, renunțând la toată energia. Cu cât motorul pornește mai des și sunt utilizați consumatori de curent puternici, cu atât se va produce descărcarea mai rapidă.

Pentru a restabili încărcarea bateriei și a furniza energie electrică consumatorilor rămași ai mașinii, se folosește un generator auto, care produce în mod constant energie electrică în timp ce motorul funcționează.

Tipuri de autogeneratoare

Există două tipuri de generatoare utilizate în mașini:

1. Un generator de curent continuu nu este utilizat în mașinile moderne. Nu necesită rectificare curentă pentru a funcționa. Folosit anterior pe Pobeda, GAZ-51 și alte mărci produse înainte de 1960.
2. Curentul alternatorului este utilizat pe scară largă în mașini în zilele noastre. Primele astfel de generatoare au fost dezvoltate în America în 1946. Acesta este un design mai fiabil și mai modern. Ieșirea generatorului este încorporată.

Proiectare și exploatare

Ambele tipuri de generatoare sunt folosite pentru a genera curentul electric necesar pentru funcționarea vehiculului. Proiectarea și principiul lor de funcționare au caracteristici distinctive, deoarece produc diferite tipuri de curent. Să luăm în considerare caracteristicile de proiectare și principiul de funcționare pe care le are fiecare tip de generator auto.

Generator DC pentru mașină

Un astfel de generator auto are multe dezavantaje:

• Eficiență scăzută de operare.
• Putere insuficientă.
• Schema de conectare imperfectă.
• Este necesară monitorizarea constantă.
• Întreținere frecventă.
• Durată de viață scurtă.

Modelele similare care includ un colector pot funcționa simultan în modul generator sau motor. Sunt utilizate pe scară largă în mașinile hibride.

Diferența lor față de autogeneratoarele de curent alternativ este că electromagneții care creează sunt absolut nemișcați. Forța electromotoare este situată în înfășurările rotative ale rotorului. Curentul electric este îndepărtat din jumătățile inele, izolate unele de altele. Fiecare perie are o tensiune de aceeași polaritate.

Alternator auto

Acesta este un model popular de autogeneratoare moderne. Orice proiectare a unui autogenerator include o înfășurare situată într-un stator staționar, care este fixată între două capace: spate și față. Pe partea laterală a capacului din spate există inele colectoare ale rotorului. Pe partea laterală a capacului frontal se află o transmisie cu scripete. Generatorul auto este situat în fața motorului și este prins cu șuruburi pe suporturi speciale. Ochiul de tensionare și picioarele de montare sunt situate pe capacele generatorului.

Capacele generatoarelor realizat prin turnarea aliajelor de aluminiu. Au ferestre pentru aerisirea carcasei generatorului. În diferite modele, astfel de ferestre pot fi realizate atât în ​​partea de capăt a generatorului, cât și pe partea cilindrică de deasupra înfășurărilor statorului.

Pe capacul din spate există un ansamblu perie combinat cu un regulator de tensiune, precum și o unitate redresor. Capacele generatorului sunt strânse cu șuruburi lungi, strângând carcasa statorului cu înfășurările împreună.

Stator generator este format din:

Statorul este realizat din tablă de oțel cu grosimea de 1 mm. Pentru a economisi metalul, designerii au creat un stator format din segmente individuale în formă de potcoavă. Foile statorului sunt fixate împreună într-o singură structură folosind nituri sau sudură. Toate tipurile principale de modele de stator conțin 36 de fante în care se află înfășurarea. Fantele statorului sunt izolate cu compus epoxidic sau folie specială.

Rotorul generatorului este format din:

Generatorul auto are un tip special de sistem polii rotorului , format din două jumătăți cu proeminențe în formă de cioc. Fiecare jumătate are șase stâlpi, care sunt realizate prin ștanțare. Jumătățile de stâlp sunt presate pe arbore. Între ele este instalată o bucșă, pe care se află înfășurarea de excitație. Arborele rotorului de obicei realizate din oțel de tăiere liberă cu duritate scăzută. Dar atunci când utilizați un rulment cu role, care funcționează la capătul arborelui din partea capacului din spate, arborele este realizat din oțel aliat dur, iar suportul arborelui este supus întăririi. Capătul arborelui are filet și canal pentru fixarea scripetelui.

În generatoarele moderne, o cheie nu este utilizată. Rotul se fixează pe arbore prin strângerea piuliței. Pentru a facilita dezasamblarea, arborele are o proeminență hexagonală pentru o cheie sau adâncitură.

Perii autogeneratoare situat în ansamblul periei și apăsat pe inele cu ajutorul arcuri.

Un generator auto poate fi echipat cu două tipuri de perii:

1. Cupru-grafit.
2. Electrografit.

Al doilea tip are o pierdere semnificativă de tensiune la contactul cu inelul. Acest lucru afectează negativ parametrii de ieșire ai generatorului. Aspectul pozitiv este durata lungă de viață a inelelor și periilor.

Unitate de îndreptare se folosesc doua tipuri:

1. Plăci radiatoare în care sunt presate diodele de putere redresoare.
2. Design cu aripioare mari de răcire pe care sunt lipite diode tip pilule.

Redresorul auxiliar include diode într-o carcasă de plastic în formă de bob de mazăre sau de cilindru și poate fi, de asemenea, fabricat ca o unitate separată etanșată conectată la circuit cu magistrale speciale.

Un scurtcircuit al plăcilor radiatorului de la poli pozitiv și negativ poate provoca un mare pericol pentru generator. Acest lucru poate apărea din cauza contactului accidental cu un obiect metalic sau murdărie conducătoare. În acest caz, apare un scurtcircuit în circuitul bateriei, care poate duce la un incendiu. Pentru a preveni acest lucru, multe elemente conductoare ale redresorului sunt acoperite cu un strat de izolație.

Generatorul folosește rulmenți radiali cu bile cu lubrifiere și etanșare unică. Rulmenții cu role sunt uneori folosiți pe generatoarele importate.

Generatorul este răcit de palele ventilatorului atașate la arbore. Aerul este aspirat prin orificiile din capacul din spate. Există și alte metode de răcire.

La mașinile în care compartimentul motorului este prea dens și are o temperatură ridicată, se folosesc generatoare cu carcasă specială, prin care aerul rece curge separat pentru răcire.

Regulator de voltaj

Servește la menținerea tensiunii autogeneratorului în intervalul necesar pentru funcționarea normală a echipamentului electric al vehiculului.

Astfel de regulatoare funcționează pe baza elementelor semiconductoare. Designul lor poate fi diferit, dar principiul funcționării lor este același.

Regulatoarele de tensiune au proprietăți de compensare a temperaturii. Aceasta este capacitatea de a schimba tensiunea în funcție de temperatura spațiului de lucru pentru a încărca cel mai bine bateria. Cu cât aerul este mai rece, cu atât ar trebui să fie mai mare tensiunea furnizată bateriei.

Funcționarea generatorului

La pornirea unui motor de mașină, principalul consumator de energie electrică este demarorul. În acest caz, puterea curentului poate ajunge la câteva sute de amperi. În acest mod, echipamentele electrice funcționează numai pe baterie, care este supusă unei descărcări severe. După pornirea motorului, generatorul auto este principala sursă de energie.

În timp ce motorul funcționează, bateria este reîncărcată continuu și este asigurată funcționarea consumatorilor electrici conectați la rețeaua de bord a vehiculului. Dacă generatorul se defectează, bateria se va descărca rapid. După încărcare, tensiunea bateriei și a generatorului diferă ușor, astfel încât curentul de încărcare scade.

Când aparatele electrice puternice ale mașinii funcționează și turația motorului este scăzută, consumul total de curent devine mai mare decât capacitatea generatorului, astfel încât releul de tensiune comută alimentarea bateriei.

Montare și antrenare

Generatorul este antrenat de un scripete de motor printr-o transmisie prin curea. Viteza de rotație a generatorului depinde de diametrul scripetei generatorului și al scripetei arborelui cotit al motorului.

Mașinile moderne sunt echipate cu o curea serpentină deoarece este mai flexibilă și poate antrena scripete de diametru mic. Acest lucru vă permite să obțineți viteze mari ale generatorului. Cureaua poate fi tensionată în diferite moduri, în funcție de marca mașinii și de designul întinzătorului. Cel mai adesea, role speciale sunt folosite ca întinzător.

Defecțiuni

Autogeneratoarele sunt un dispozitiv de încredere, dar se confruntă și cu unele defecțiuni, care sunt împărțite în două tipuri:

1. Defecțiunile mecanice apar cel mai adesea din cauza uzurii pieselor: scripete, curea de transmisie, rulmenți, perii de cupru-grafit. Astfel de defecțiuni sunt ușor de detectat, deoarece apar zgomote străine și zgomote de ciocănit de la generator. Aceste defecțiuni sunt eliminate prin înlocuirea pieselor uzate, deoarece acestea nu pot fi restaurate.
2. Defecțiunile electrice sunt mult mai frecvente. Ele pot fi exprimate în scurtcircuit al înfășurărilor statorului sau rotorului, defectarea regulatorului de tensiune, defectarea redresorului etc. Până la identificarea defecțiunilor, astfel de defecțiuni pot afecta negativ bateria. De exemplu, un regulator de tensiune rupt va reîncărca constant bateria. Nu există semne externe speciale. Acest lucru poate fi determinat doar prin măsurarea tensiunii de ieșire a generatorului.

Defecțiunile electrice pot fi corectate și prin înlocuirea pieselor defecte cu altele noi. Un scurtcircuit în înfășurări necesită rebobinarea acestora, ceea ce crește semnificativ costul reparațiilor. În lanțul de retail puteți găsi piese de schimb pentru generatoare, inclusiv carcasa statorului cu înfășurări.

Generatorul dintr-o mașină (generator auto) este un dispozitiv care transformă energia mecanică în energie electrică. În proiectarea vehiculelor, autogeneratorul este un generator de curent alternativ și îndeplinește următoarele funcții:

• furnizarea de încărcare;
• alimentarea cu energie a tuturor sistemelor electrice din mașină după pornire;

Un generator auto este adesea amplasat în compartimentul motor, deoarece este alimentat de motor. Din acest motiv, soluțiile sunt instalate în fața unității de alimentare. La majoritatea mașinilor moderne, acționarea generatorului este realizată sub forma unei curea de transmisie. Modelele de vehicule care sunt echipate cu un motor hibrid, precum și unele mașini cu sistem start-stop, au un design special de generator, deoarece în astfel de mașini este și un generator.

Generatoarele din mașini pot diferi în ceea ce privește dimensiunile și schemele de implementare ale anumitor dispozitive (carcasa generatorului, unitatea etc.). Tot sub capotă, soluția poate avea diferite locații de instalare. Următoarele elemente sunt comune în dispozitiv:

• rotor;
• stator;
• prezența unui ansamblu de perii;
• bloc redresor;
• regulator de voltaj;

Aceste componente sunt amplasate în carcasă. Parametrii cheie ai generatoarelor pentru mașini sunt următorii indicatori nominali: tensiunea, curentul, viteza de rotație, autoexcitarea la o anumită frecvență, eficiența dispozitivului.

Tensiunea nominală poate varia de la 12 la 24 V, care depinde de proiectarea sistemului electric al vehiculului. Curentul nominal este curentul maxim pe care îl furnizează dispozitivul la o viteză nominală de 6 mii rpm. Aceste caracteristici reprezintă așa-numita caracteristică viteză curentă. În paralel cu indicatorii nominali, atunci când alegeți, ar trebui să luați în considerare:

• viteza minimă posibilă de funcționare, precum și curentul minim;
• viteza maximă de rotație și curent maxim;

Acum despre dispozitivul în sine. Corpul este o pereche de capace care sunt ținute împreună cu șuruburi. Cel mai comun material de acoperire este aliajul de aluminiu, care este nemagnetic, oferă o greutate redusă și o bună disipare a energiei termice (disiparea căldurii). Carcasa are în plus fante separate pentru ventilație și are, de asemenea, un element de fixare pentru instalarea și fixarea generatorului.

1. Sarcina rotorului este de a crea un câmp magnetic care se rotește. Această funcție este implementată prin plasarea unei înfășurări speciale (înfășurare de excitație) pe arborele rotorului, care este situat între cele două jumătăți de poli. În paralel cu aceasta, se realizează proeminențe pe fiecare dintre aceste jumătăți. Pe arborele rotorului sunt de asemenea instalate o pereche de inele colectoare, care sunt din cupru, alamă sau oțel. Prin aceste inele, puterea este furnizată înfășurării, iar contactele înfășurării în sine sunt atașate de inele prin lipire.

   Trebuie adăugat că arborele rotorului este și locul unde sunt instalate rotorul-ventilator și scripetele de antrenare. Rotorul însuși se rotește pe rulmenți. Rulmenții pot fi de tip cu bile sau cu role în zona inelelor de contact, ceea ce depinde de caracteristicile individuale de proiectare.

2. Următorul element al designului generatorului într-o mașină este statorul. Această soluție are un miez de oțel format din plăci, precum și înfășurări. Statorul creează un curent electric alternativ. Înfășurările sunt înfășurate în fante speciale din miez. Deoarece există trei înfășurări statorice, acest lucru vă permite să creați o conexiune trifazată. Înfășurările pot fi așezate în caneluri în diferite moduri: așa-numita „buclă” sau „undă”. În ceea ce privește conexiunea între ele, capetele înfășurărilor pot fi conectate într-un singur loc, în timp ce celelalte acționează ca cabluri. A doua opțiune este o conexiune inelară a înfășurărilor în serie, ceea ce face posibilă obținerea de concluzii la punctele de conectare.
3. Să aruncăm o privire asupra ansamblului (e) periei. Acest element permite ca curentul de excitație să fie transferat către inelele colectoare. Elementul este format dintr-o pereche de perii din grafit, arcuri de presiune pentru perii si un dispozitiv de fixare a periilor (suport perie). Rețineți că astăzi mașinile „proaspete” sunt echipate cu un suport pentru perii, care formează o singură structură cu un alt element. Vorbim despre un design care presupune combinarea unui regulator de tensiune și a unui suport pentru perii.
4. Unitatea de redresor este un convertor de tensiune. Această unitate transformă tensiunea sinusoidală produsă de generator în tensiune DC. Redresorul este format din plăci a căror sarcină este să elimine căldura. Pe plăcile redresoare sunt instalate și diode semiconductoare speciale. Diodele sunt instalate în perechi pe fază, precum și una câte una pe bornele pozitive și negative ale generatorului. Există 6 diode de putere în total.
5. Regulatorul de tensiune asigură că curentul este furnizat la o tensiune stabilă. Tensiunea este limitată la limitele specificate. Rețineți că generatoarele de pe modelele moderne de mașini au un regulator electronic de tensiune. Astfel de regulatoare sunt împărțite în continuare în hibride și integrale.

   Viteza și sarcina arborelui cotit în continuă schimbare în timpul funcționării motorului necesită o stabilizare constantă a tensiunii. Tensiunea se stabilizează automat prin influențarea curentului care circulă în înfășurările de câmp. Sarcina regulatorului este ca dispozitivul să controleze impulsurile de curent electric sau, mai precis, frecvența acestor impulsuri electrice. Regulatorul determină și timpul (durata) impulsurilor.

O altă funcție a regulatorului de tensiune este schimbarea tensiunii, care este necesară pentru a reîncărca eficient bateria, ținând cont de temperatura exterioară. Pe măsură ce temperatura exterioară scade, dispozitivul furnizează mai multă tensiune bateriei.

În ceea ce privește antrenarea generatorului, această soluție este o transmisie prin curea (folosind curele trapezoidale sau curele poli-V) prin care rotorul se rotește. Rotorul generatorului se rotește de până la 3 ori mai repede decât arborele cotit în sine. Să adăugăm că mașinile moderne folosesc o centură poli-V.

De asemenea, trebuie remarcat faptul că unele modele de mașini pot avea instalat un generator de tip inductor. Un generator inductor înseamnă că nu există perii în dispozitivul său; înfășurarea este instalată în stator. Rotorul unui astfel de generator fără perii este realizat din plăci subțiri de fier. Materialul pentru realizarea plăcilor este fierul de transformare. Generatorul inductor funcționează pe principiul că are loc o schimbare a conductibilității magnetice în spațiul de aer care este prezent între stator și rotor.

Cum funcționează un generator auto?

O examinare detaliată a funcțiilor componentelor individuale din dispozitivul generator ne permite să ne facem o idee despre principiile de funcționare ale întregului dispozitiv. Șoferul întoarce cheia în contact, după care electricitatea din baterie trece prin periile generatorului și inelele colectoare, ajungând în înfășurarea câmpului. Ca rezultat, se creează un câmp magnetic pe înfășurare.

Demarorul mașinii începe să rotească arborele cotit al motorului. Rotorul generatorului începe să se rotească de la arborele cotit printr-o curea de transmisie. Câmpul magnetic din zona rotorului este amplificat de înfășurările statorului. Ca urmare, la bornele acestor înfășurări apare o tensiune alternativă. Când rotorul generatorului se rotește până la o anumită frecvență, generatorul va începe să funcționeze în modul de autoexcitare. Cu alte cuvinte, după pornirea motorului, ceea ce determină rotirea necesară a rotorului generatorului, înfășurarea de excitație începe să fie alimentată de la generator și nu de la baterie.

Tensiunea alternativă creată de generator este convertită în tensiune continuă datorită funcționării unității redresorului. Curentul electric de la generator alimentează rețeaua de bord a vehiculului, asigură funcționarea sistemului de aprindere și a altor consumatori de energie. Generatorul furnizează și curent pentru încărcarea bateriei. Dacă viteza de rotație a arborelui cotit și sarcina se modifică, regulatorul de tensiune este conectat, determinând timpul pentru care este necesară pornirea înfășurărilor de câmp, ținând cont de anumite condiții. Dacă viteza generatorului crește și sarcina scade, atunci perioada de timp pentru activarea înfășurării câmpului este redusă. Pe măsură ce sarcina crește și viteza scade, regulatorul crește timpul de pornire al înfășurărilor.

Trebuie adăugat că dacă consumatorii folosesc mai multă energie electrică decât poate produce generatorul auto, atunci bateria este utilizată automat. Puteți monitoriza starea generatorului folosind lampa de control al încărcării de pe tabloul de bord. Lampa indicată reprezintă cel mai adesea o pictogramă sub forma unei baterii. Dacă lampa se aprinde, indică faptul că bateria de la generator nu se încarcă. Motivele posibile ar putea fi o cureaua poli-V ruptă, defecțiunea releului-regulator al generatorului etc.

Citeste si

Verificarea funcționalității releului regulatorului generatorului cu propriile mâini. Semne ale unei defecțiuni a releului. Diagnosticarea dispozitivului pe o mașină cu și fără demontare.

Orice mașină este echipată cu o rețea electrică la bord, care este responsabilă pentru multe sarcini - de la pornirea motorului folosind un demaror electric și generarea unei scântei care aprinde amestecul aer-combustibil până la asigurarea funcționării farurilor, radioului, alarmei și altele. dispozitive. Toate echipamentele de mai sus consumă energie electrică, care este generată de două elemente - un generator și o baterie. În acest articol vom vorbi despre cum funcționează și funcționează un generator auto, care sunt principalele sale defecte și la ce trebuie să fii atent în timpul funcționării.

Pentru ce este un generator?

Furnizarea de energie electrică pentru alimentarea rețelei de bord până la pornirea motorului este efectuată de baterie. Cu toate acestea, bateria nu poate genera curent, ci doar îl stochează în sine, eliberându-l după cum este necesar. Din acest motiv, este imposibil să folosiți o baterie pentru a asigura în mod constant funcționarea echipamentelor electrice auto - va renunța rapid la toată energia electrică și va fi complet descărcată. Chiar și la pornirea unității de alimentare, bateria renunță la o parte semnificativă din încărcare, deoarece demarorul consumă multă energie electrică.

Generatorul mașinii asigură reîncărcarea bateriei și alimentarea cu energie tuturor consumatorilor conectați la rețeaua de bord. Nu stochează energie electrică ca o baterie, ci o produce continuu în timp ce motorul funcționează. Dar, în timp ce motorul cu ardere internă nu funcționează, această unitate nu funcționează, iar funcția de alimentare a rețelei de bord este îndeplinită de baterie.

Funcționarea unui generator de mașină seamănă cu funcționarea unui motor electric, doar în sens invers. Un motor electric primește energie și o transformă în acțiune mecanică, în timp ce un generator transformă rotația mecanică a rotorului în energie electrică.

Pe scurt, principiul prin care funcționează un generator auto poate fi explicat astfel: rotația rotorului duce la formarea unui câmp magnetic și afectează înfășurarea statorului. Acest lucru duce la apariția unui curent electric în acesta din urmă, care este apoi furnizat consumatorilor de energie conectați la rețeaua de bord a vehiculului.

Cu toate acestea, funcționarea unui autogenerator are câteva caracteristici care trebuie luate în considerare. Un generator electric modern instalat în mașini are trei faze și produce curent alternativ, în timp ce curent continuu este necesar pentru alimentarea rețelei de bord. În plus, curentul electric generat trebuie să aibă parametrii strict definiți, altfel există o mare probabilitate ca acesta să deterioreze echipamentul. Pentru a preveni acest lucru, unitatea este echipată cu elemente suplimentare.

Dispozitivul unui generator auto

Autogeneratorul include mai multe componente:

• Rotor.
• Stator.
• Bloc de perii.
• Bloc redresor (punte de diode).

1 - rulment spate; 2 - bloc redresor; 3 - inele colectoare; 4 - perie; 5 — suport perie; 6 - carcasă; 7 - diodă; 8 — manșon de rulment; 9 - șurub; 10 — coperta spate; 11 — rotor; 12 - șurub; 13 - rotor; 14 — înfășurarea rotorului; 15 — capac frontal; 16 — arbore rotor; 17 — mașină de spălat; 18 - nucă; 19 — scripete; 20 — rulment față; 21 — înfășurarea rotorului; 22 - stator.

Rotor

Un rotor (din rotația engleză) este partea mobilă a unui autogenerator. Este alcătuit dintr-un arbore cu o înfășurare de excitație situată pe acesta, situat între două jumătăți de poli. Acestea din urmă sunt realizate prin ștanțare, fiecare dintre ele având șase proeminențe în formă de cioc situate deasupra înfășurării. Aceste jumătăți formează un sistem de stâlpi și inele colectoare. Scopul inelelor este de a furniza curent electric înfășurării prin bornele sale.

Înfășurarea de excitație este proiectată pentru a crea un câmp magnetic. Pentru a rezolva această problemă, trebuie aplicat un curent electric slab. Înainte de a porni unitatea de alimentare, bateria furnizează curent pentru a forma un câmp magnetic. Când motorul cu ardere internă funcționează și viteza atinge valoarea necesară, generatorul va furniza curent înfășurării de excitație

În plus, rotorul conține:

• Rolie de antrenare.
• Rulmenți de rulare.
• Dispozitiv de răcire (ventilator).

Rotorul este situat în interiorul statorului, prins între capacele carcasei. Capacele sunt echipate cu scaune in care sunt asezati rulmentii rotorului. În plus, capacul situat pe partea roții de antrenare are orificii pentru ventilație.

Diagrama ventilației generatorului

Stator

Acest element, spre deosebire de cel descris mai sus, este nemișcat (static), motiv pentru care și-a primit numele. Sarcina sa este de a obține un curent electric de mărime variabilă care apare sub influența câmpului magnetic al rotorului. Statorul este format din înfășurări și un miez. Acesta din urmă este realizat din tablă de oțel și are caneluri pentru pozarea a trei înfășurări (în funcție de numărul de faze). Înfășurările pot fi așezate într-unul din două moduri: buclă sau val. Modelul conexiunii lor poate fi, de asemenea, diferit - sub forma unei stele sau a unui triunghi.

1 - miez; 2 - înfăşurare; 3 - pană cu caneluri; 4 - canelura; 5 - borna pentru conectarea la redresor.

Într-o conexiune în stea, toate înfășurările sunt conectate împreună la un capăt într-un punct comun. Al doilea lor capăt servește drept concluzii. Circuitul „triunghi” implică conectarea înfășurărilor după un principiu diferit: primul cu al doilea, al doilea cu al treilea și al treilea, la rândul său, cu primul. În acest caz, funcția bornelor este îndeplinită de punctele de conectare. Ambele diagrame sunt prezentate clar în figură.

Circuit stea și deltă

Bloc de perii

Sarcina acestei componente a generatorului este de a transmite energie electrică în înfășurarea de excitație. Din punct de vedere structural, blocul este o carcasă cu o pereche de perii de grafit cu arc, amplasate în el. Acestea din urmă sunt presate de inelele colectoare cu ajutorul arcuri, dar nu sunt fixate rigid de ele.

Regulatorul este necesar pentru a menține tensiunea de ieșire în limitele stabilite. Acest lucru este necesar deoarece cantitatea de curent, precum și parametrii acestuia, depind de turația motorului, iar durabilitatea bateriei este direct legată de diferența de potențial aplicată. Tensiunea insuficientă va duce la o subîncărcare „cronică” a bateriei, iar tensiunea în exces va duce la supraîncărcare. Atât în ​​primul cât și în al doilea caz, durata de viață a bateriei va scădea considerabil. Mașinile moderne sunt echipate cu regulatoare electronice cu semiconductor.

Punte de diode (bloc redresor)

Sarcina acestui element este de a transforma curentul alternativ furnizat acestuia în curentul continuu necesar pentru alimentarea rețelei de bord. Din punct de vedere structural, constă din plăci de îndepărtare a căldurii, în care sunt montate 6 diode - 2 pentru fiecare înfășurare a statorului (pe „+” și pe „-”).

Principiul de funcționare al unui generator auto

Să ne dăm seama acum cum funcționează autogeneratorul. Când rotiți cheia în contact, tensiunea este furnizată înfășurării, trecând prin inelele colectoare, precum și prin blocul de perii. Rezultatul este apariția unui câmp magnetic în jurul înfășurării de excitație. Se rotește constant cu rotorul, acționând asupra înfășurărilor statorului. La bornele acestuia din urmă apare un curent electric alternativ, care este apoi alimentat punții de diode. La ieșirea unității redresorului, curentul are deja o valoare constantă. Apoi, este alimentat la regulatorul de tensiune, de la care merge la periile de grafit, furnizează energie consumatorilor incluși în rețeaua de bord și reîncarcă bateria.

Tensiunea de ieșire a dispozitivului este reglată după cum urmează. Regulatorul, care funcționează împreună cu blocul de perii, modifică cantitatea de tensiune furnizată înfășurării. Acest lucru duce la o modificare a parametrilor câmpului magnetic, precum și a cantității de energie electrică generată. În plus, regulatorul efectuează compensarea termică, a cărei esență este că tensiunea se modifică invers proporțional cu temperatura (cu cât este mai mică, cu atât diferența de potențial este mai mare și invers).

Defecțiuni de bază ale unui generator auto

Această unitate este destul de fiabilă și, dacă este utilizată corect, nu se defectează mult timp. Cu toate acestea, defecțiunile apar în continuare, iar cauzele problemelor pot fi de natură electrică sau mecanică.

Defecțiuni electrice

Astfel de probleme apar mai des decât cele mecanice; este destul de dificil să le identifici și să le elimini corect. Acesta poate fi un scurtcircuit al înfășurărilor de excitație de pe stator sau rotor, ruperea acestora, defectarea regulatorului de tensiune sau defectarea diodelor de pe unitatea redresorului. Astfel de probleme sunt și periculoase deoarece afectează negativ bateria până când sunt identificate și corectate. Deci, un regulator de tensiune eșuat va face ca bateria să fie reîncărcată constant. În același timp, practic nu există semne externe ale unei defecțiuni; cel mai adesea este detectat în timpul diagnosticării complexe, prin măsurarea tensiunii de ieșire la autogenerator sau prin suspectarea că ceva nu este în regulă atunci când bateriile se defectează una după alta după ce au lucrat doar pentru câteva luni.

O întrerupere sau scurtcircuit în înfășurările câmpului poate fi eliminată prin rebobinare. Alte defecțiuni electrice sunt corectate prin înlocuirea piesei defectate.

Probleme mecanice

Cauza problemelor mecanice, de regulă, este uzura periilor de grafit, a scripetei de antrenare sau a periilor, precum și o rupere a curelei de transmisie a generatorului. Aceste defecțiuni sunt destul de ușor de diagnosticat prin zgomotul străin auzit atunci când generatorul funcționează. Aceste probleme sunt eliminate prin înlocuirea elementului nefuncțional.

În cele din urmă, rămâne de dat sfaturi pentru a diagnostica periodic generatorul, verificând componentele sale pentru uzură și măsurând tensiunea la ieșirea unității. Acest lucru vă va permite să identificați și să eliminați cu promptitudine orice defecțiuni care au apărut, evitând astfel problemele cu bateria și dispozitivele electrice incluse în rețeaua de bord a vehiculului.