Генератор переменного тока является одним из основных компонентов электрической системы автомобиля, одновременно поставляя электроэнергию потребителю и заряжая аккумулятор.
Принцип работы основан на преобразовании механической энергии, обеспечиваемой двигателем, в напряжение.
В сочетании с регулятором напряжения устройство называется комплектом генераторов переменного тока.
Современные автомобили оснащены кондиционерами, которые полностью отвечают всем упомянутым требованиям.
Устройство генератора
Элемент источника переменного тока скрыт в едином корпусе, который также служит основанием для обмоток.
Корпус изготовлен из легких сплавов (чаще всего алюминия и Duri) и снабжен охлаждающими отверстиями для скорейшей индукции тепла обмотками.
На передней и задней части корпуса расположены подшипники, на которых закреплен ротор — основной элемент источника питания.
Почти все компоненты размещены в корпусе. Сам корпус состоит из двух крышек, одной слева и одной справа, расположенных рядом с приводным валом и управляющим кольцом соответственно.
Обе крышки соединяются между собой специальными болтами из алюминиевого сплава. Этот металл отличается малым весом и способностью отводить тепло.
Не менее важными являются щетки, которые передают напряжение на контактное кольцо и обеспечивают работу устройства.
Изделие состоит из пары щеток из графита, двух пружин и опоры для щеток.
Внимание также уделяется элементам внутри корпуса.
- Ротор представляет собой стальной элемент с притиркой и по сути является электромагнитом. Ротор находится на валу, а над обмоткой расположено кольцо в виде клюва. Ток обеспечивается бронзовым кольцом на валу, которое соединено с обмоткой через специальную щетку.
- Обмотка представляет собой макет из бронзовой проволоки, закрепленный в пазу сердечника. Сам сердечник имеет круглую форму и изготовлен из специального материала с улучшенными магнитными свойствами. В электроэнергетике этот металл называется «трансформаторным железом». Статор имеет три взаимосвязанные и объединенные обмотки в виде звезды или треугольника. В местах подключения установлен диодный мост, гарантирующий восстановление напряжения. Обмотки изготовлены из специального провода с двойной теплоизоляцией, покрытого специальным лаком.
- Реле является важным элементом системы, обеспечивающим постоянное напряжение на выходе устройства. Они могут быть расположены внутри или снаружи корпуса генератора. В первом случае он расположен рядом с графитовыми щетками, во втором — щетки установлены в корпусе щетки (хотя на разных моделях автомобилей установка может быть выполнена по-разному). Это регулятор напряжения со щеточным узлом.
- Выпрямительный мост — это элемент, предназначенный для преобразования переменного тока в постоянное напряжение на выходе статора. Выпрямитель расположен на проводящем основании и состоит из трех пар диодов, соответствующих друг другу. Из-за сходства с этим объектом диодные мосты часто называют «лепестками» на технических семинарах с владельцами автомобилей.
Какие требования предъявляются к автомобильному генератору?
К автомобильным генераторам предъявляется ряд требований.
- Выходной сигнал устройства и, соответственно, напряжение в сети автомобиля должны поддерживаться в определенном диапазоне, независимо от нагрузки на коленчатый вал или частоты вращения.
- Выходные параметры должны обеспечивать получение аккумулятором достаточного напряжения заряда при любых условиях эксплуатации.
Каждый владелец автомобиля должен уделять особое внимание уровню и стабильности выходного напряжения. Это связано с тем, что батареи чувствительны к таким изменениям.
Например, если напряжение упадет ниже нормы, батарея не зарядится до необходимого уровня. Это может привести к проблемам при запуске двигателя.
В обратном случае, если установка выдает более высокое напряжение, батарея будет перегружена и быстрее разрядится.
Полезно прочитать о коррозии батареи, причинах и о том, что делать.
Принцип работы автомобильного генератора, особенности схемы
Принцип работы генератора основан на явлении электромагнитной индукции.
При изменении магнитного тока через катушку появляется напряжение и происходит изменение в проводнике (в зависимости от скорости изменения потока). Обратный процесс работает аналогичным образом.
Поэтому для создания магнитного потока к катушке должно быть приложено напряжение.
Для создания альтернативного напряжения необходимы два компонента.
- Катушка (с которой подается напряжение).
- Источник магнитного поля.
Как упоминалось выше, не менее важным является ротор, который выступает в качестве источника магнитного поля.
Сложные полюсные системы имеют остаточный магнитный ток (даже при отсутствии тока в обмотках).
Поскольку этот параметр невелик, он может вызвать самостимуляцию только на высоких скоростях. По этой причине сначала небольшой поток проходит через обмотку бегунка, чтобы устройство намагнитилось.
Вышеупомянутая схема предусматривает прохождение тока от аккумулятора через контрольную лампу.
Основным параметром здесь является сила тока, которая должна быть в пределах нормы. Если ток слишком велик, батарея быстро разряжается; если он слишком мал, возрастает риск стимуляции генератора холостого хода двигателя.
Мощность лампы должна быть выбрана с учетом этих параметров и должна составлять от 2 до 3 Вт.
Когда напряжение достигает необходимых параметров, лампы выключаются, а обмотка возбуждения приводится в движение самим генератором. Это переводит источник питания в состояние самостимуляции.
Напряжение берется с обмотки статора, которая создается в трех фазах.
Комплекс состоит из трех отдельных (фашистских) обмоток, намотанных в соответствии со специфическими принципами работы магнитопровода.
Ток и напряжение на обмотках составляет 120°. Сами обмотки могут быть собраны в двух вариантах: звездой или треугольником.
Если выбран треугольник, то фазный ток трех обмоток в 1,73 раза меньше, чем общий ток, обеспечиваемый генератором.
Именно поэтому треугольные схемы чаще всего используются в автомобильных генераторах большой мощности.
Это связано именно с меньшим током, что позволяет наматывать меньшие пересечения проводов.
Этот же кабель можно использовать и для соединения звездой.
Катушка находится в специальной прорези в магнитопроводе таким образом, что создаваемый магнитный ток направляется в обмотку статора.
В зависимости от внешнего вида магнитного поля обмотки и катушки статора указывается дверь.
Последнее приводит к нагреву статора и снижению мощности генератора. Чтобы уменьшить это явление, для создания магнитного сердечника используется стальная пластина.
Созданное напряжение передается в сеть, построенную через диодную группу (Восстанавливающий мост), описанную выше.
В открытом состоянии диод не создает сопротивления, и ток может беспрепятственно поступать во встроенный источник питания.
Однако при противоположной тенденции I. не пропускается. Фактически, остается только положительная полуволна.
Некоторые производители автомобилей для защиты электроники заменяют диоды стационарной электроникой.
Основная функция компонента — блокировать протекание тока до определенных параметров напряжения (25-30 вольт).
При достижении этого предела стабилизатор «повреждается» и происходит обратное протекание тока. В этом случае напряжение на обоих концах генератора и кабеля остается неизменным и не представляет опасности для устройства.
Кстати, регулятор использует способность стабилизатора поддерживать постоянное U на клеммах после «пробоя».
В результате после прохождения через диодный мост напряжение становится выпрямленным и постоянным.
Во многих типах генераторных пар обмотка возбуждения имеет собственный выпрямитель, собранный из трех диодов.
Это соединение предотвращает протекание разрядного тока от батареи.
Диоды обмотки возбуждения работают по аналогичному принципу и питают обмотку постоянным током.
Здесь выпрямитель состоит из шести диодов, три из которых отрицательные.
Когда генератор работает, ток возбуждения ниже, чем у автомобильного генератора.
Поэтому для выпрямления тока возбуждения достаточно диода с номинальным током до 2 ампер.
Для сравнения, силовые выпрямители рассчитаны на ток до 20-25 ампер. Если необходимо увеличить мощность генератора, следует установить отдельный диодный кронштейн.
Режимы работы
Чтобы понять детали работы генератора переменного тока автомобиля, важно разобраться в деталях каждой операции.
- При запуске двигателя стартер является основным потребителем электроэнергии. Эта функция характеризуется увеличением нагрузки и снижением напряжения на выходе батареи. В результате потребитель потребляет энергию только от аккумулятора. Поэтому в этом режиме батарея разряжается при максимально возможной активности.
- После запуска двигателя генератор автомобиля переходит в режим питания. С этого момента устройство подает питание на нагрузки автомобиля и обеспечивает необходимую мощность для подзарядки аккумулятора. Когда батарея достигает необходимой емкости, уровень зарядного тока снижается. Теплообменник продолжает работать в качестве основного источника энергии.
- При подключении более тяжелых нагрузок, таких как кондиционирование воздуха или отопление кабины, ротор замедляется. В этом случае генератор переменного тока автомобиля больше не сможет удовлетворять текущие потребности автомобиля. Часть нагрузки передается на аккумулятор, который работает параллельно с источником питания и постепенно начинает разряжаться.
Регулятор напряжения — функции, типы, контрольная лампа
Важным элементом комплекта генератора переменного тока является регулятор напряжения. Это устройство, которое поддерживает безопасный уровень U на выходе статора.
Существует два типа таких продуктов
- Гибридные — регуляторы, в которых электрическая цепь содержит как электронные, так и радиокомпоненты.
- Интегрированные — устройства на основе микроэлектронной тонкопленочной технологии. Этот вариант наиболее распространен в современных автомобилях.
Не менее важным является индикаторная лампочка на приборной панели, которая показывает, есть ли проблема с контроллером.
При запуске двигателя лампа должна гореть в течение некоторого времени. Если он горит постоянно (при работающем генераторе), регулятор или само устройство повреждены и требуют ремонта.
Тонкости крепления
Генераторный комплекс удерживается на месте с помощью специального кронштейна и винтового соединения.
Сам блок крепится к передней части двигателя благодаря специальным ножкам и выступам.
Если генератор переменного тока автомобиля оснащен специальными подошвами, они расположены на крышке двигателя.
Если имеется только одна крепежная лапка, последняя расположена только на передней крышке.
На задней приталенной штанине обычно имеется отверстие, к которому крепится дальний рукав.
Цель последнего — устранить зазор между упором и основанием.
Установка теплообменника Audi A8.
Вот так расположен блок на автомобиле Ваз 21124.
Неисправности генератора и способы их устранения
Электрооборудование автомобиля склонно к коррозии. Поэтому самые большие проблемы возникают с аккумулятором и генератором.
Повреждение любого из этих элементов приведет к невозможности нормальной эксплуатации автомобиля, либо автомобиль будет полностью исправлен.
Все повреждения генератора делятся на две категории при соблюдении следующих условий
- Инжиниринг. Это касается проблем с целостностью корпуса, пружин, ремней движения и других элементов, не связанных с электрическими аксессуарами.
- Электрический. Сюда относятся ошибки диодного моста, изношенные щетки, короткие вращающиеся обмотки и относительные повреждения.
Давайте теперь рассмотрим список повреждений и симптомов более подробно.
1. 1. Недостаточный ток заряда на выходе:.
- Движущийся ремень скольжения. Решение — растянуть ремни и проверить подшипники, чтобы убедиться, что они работают правильно. Симптом — устье ремня генератора.
- Крепление кистей. Сначала очистите щетку и щетки от остатков и проверьте достаточное усилие.
- Разорвите цепь возбуждения и свяжитесь со сгоранием колеса. Первая проблема решается путем обнаружения и устранения обрыва, вторая — путем чистки и шлифовки контактного кольца (при необходимости).
- Повреждение регулятора напряжения.
- Ротор удерживается на полюсах статора.
- Остановите цепь, соединяющую генератор с батареей.
2. вторая ситуация.
Если автомобильный теплообменник вырабатывает необходимый уровень мощности, батарея все еще не заряжена.
Причины могут быть разными:.
- Плохое качество соединения заземления между регулятором и основным комплексом. В этом случае проверьте качество контактного соединения.
- Поврежденные реле напряжения — проверьте и замените.
- Щетки изношены или засорены — замените их или очистите от грязи.
- Реле защиты регулятора сработало из-за ошибки заземления. Решение заключается в определении повреждения и устранении проблемы.
- Другие причины — жировой контакт, поломка регулятора напряжения, короткое замыкание старая обмотка, плохой ремень.
3. 3. Альтернатор работает, но издает чрезмерный шум.
- Короткое замыкание между старыми катушками.
- Изношенные несущие стулья.
- Ослабленные гайки шкива.
- Рурманн носит.
Ремонт генератора переменного тока автомобиля всегда начинается с точной диагностики проблемы, причина которой может быть устранена профилактическими мерами или заменой неисправного узла.
Рекомендации по замене
На практике замена генератора переменного тока автомобиля не представляет собой ничего сложного, однако при выполнении работ необходимо соблюдать некоторые правила.
- Новый блок должен иметь тот же номинальный ток, что и оригинальный блок.
- Значения энергии должны быть одинаковыми.
- Передаточные отношения между старым и новым источником энергии должны быть идентичными.
- Устанавливаемые агрегаты должны иметь одинаковые размеры и легко подгоняться к двигателю.
- Схемы генераторов переменного тока для новых и старых автомобилей должны быть идентичными.
Обратите внимание, что агрегаты, установленные на иностранных автомобилях, например, Тойота Королла и Лада Гранта, фиксируются не так, как на отечественных Новая база.
Полезные советы в помощь
Завершая рассказ об автомобильном теплообменнике, стоит указать на некоторые советы о том, что должен и чего не должен делать владелец автомобиля во время эксплуатации.
Основным моментом является установка, при которой важно уделить как можно больше внимания полярности соединений.
Если вы ошибетесь, выпрямитель будет разрушен, что увеличит риск пожара.
То же самое относится и к риску запуска двигателя от неправильно подключенных кабелей.
Чтобы избежать проблем во время эксплуатации, необходимо соблюдать несколько правил
- Убедитесь, что контакты чистые, а электропроводка автомобиля находится в хорошем состоянии. Обращайте пристальное внимание на хорошие соединения. При плохих контактных проводах напряжение лодки будет превышать допустимые пределы.
- Обратите внимание на гидроизоляцию генератора. Если напряжение слишком низкое, источник питания не будет выполнять свои функции. Если ремни слишком тугие, подшипники будут быстро изнашиваться.
- При работе электроскопа отсоедините кабели от генератора и аккумулятора.
- Если после запуска двигателя контрольная лампа загорается и горит, найдите причину и устраните ее.
Проверьте напряжение на выходе источника питания, обращая особое внимание на регулятор напряжения. В режиме зарядки оно должно составлять 13,9-14,5 вольт.
Кроме того, иногда проверяйте щетки генератора на износ и адекватность, состояние подшипников и контактных колец.
Высота щетки должна измеряться при снятых щетках. Если последние изнашиваются на 8-10 мм, их следует заменить.
Усилие пружины, удерживающей щетку, должно составлять 4,2 Н (для ВАЗ). Проверьте контактные кольца, на них не должно быть следов масла.
Существуют также запреты, о которых должен знать владелец.
- Не оставляйте автомобиль с подключенным аккумулятором, если есть подозрение на диодный мост. В противном случае аккумулятор будет быстро разряжаться, и риск возгорания проводки увеличится.
- Не контролируйте правильное функционирование генератора путем перемыкания клемм или отсоединения аккумулятора при работающем двигателе. Это может привести к повреждению электронных компонентов, встроенных в компьютер или регулятор напряжения.
- Следите за тем, чтобы технические жидкости не попадали на генератор.
- Не оставляйте устройство включенным, если клеммы аккумулятора были сняты. Это может привести к повреждению регулятора напряжения и электрической системы автомобиля.
- Своевременно заменяйте ремень генератора.
Зная рабочие характеристики генератора, его конструктивные оттенки, основные повреждения и тонкости ремонта, можно избежать многих проблем с проводкой и аккумулятором.
Помните, что генератор — это сложный агрегат, требующий особого подхода к его эксплуатации.
Важно постоянно следить за ним и своевременно проводить профилактическое обслуживание и замену компонентов (при необходимости).
Такой подход может занять очень много времени для источника питания и самого автомобиля.
