Čo je generátor? Schéma autogenerátora: princíp činnosti Na čo slúži generátor v aute?

Pokiaľ ide o napájanie auta elektrickou energiou, mnohí majitelia automobilov si z nejakého dôvodu pamätajú iba batériu (batériu), tu čítame - ako si vybrať batériu. Ale koniec koncov, hlavným detailom, vďaka ktorému dochádza k transformácii energie prichádzajúcej z motora, z mechanickej na elektrickú, je generátor. Je to on, kto napája všetky elektrické zariadenia v aute (pri chode) a nabíja batériu.

Zariadenie automobilového generátora.

Zvážte, z čoho pozostáva, ako aj to, ako táto automobilová jednotka funguje. Je pravda, že okamžite urobím výhradu, že budeme hovoriť o alternátore automobilu, pretože práve tento typ je inštalovaný na moderných vozidlách.

Z čoho je vyrobený generátor?

Automobilový generátor má spravidla tieto komponenty:

1. kladka je druh vstupného bodu (pomocou remeňa) pre mechanickú energiu do generátora;
2. telo generátora, ktoré je tvorené dvoma krytmi, predným a zadným, sú k nim skutočne pripevnené takmer všetky ostatné komponenty časti, o ktorej uvažujeme;
3. rotor - je pripevnený k prednému krytu skrine generátora a pozostáva z oceľového hriadeľa s 2 oceľovými puzdrami (majú zobákový tvar) a medzi nimi budiaceho vinutia, ku ktorému sú spravidla pripevnené medené valcové zberacie krúžky;
4. stator - zodpovedný za výkon generátora a pozostáva z kovového jadra s 36 drážkami a vinutím;
5. štít usmerňovača - pomocou 6 výkonných diód (3 kladné a 3 záporné) premieňa napätie, ktoré vytvára stator, na jednosmerné napätie palubnej siete automobilu;
6. regulátor napätia - sleduje, že t.j. reguluje tak, aby napätie palubnej siete stroja bolo vždy v stanovených medziach, bez ohľadu na zaťaženie, okolitú teplotu a chod rotora.

Schéma generátora automobilu.

Princíp činnosti generátora.

To znamená, že keď vodič otočí kľúčom v zapaľovaní, cez zostavu kefky sa do vinutia (je v ňom magnetické pole) rotora privádza napätie z batérie. A akonáhle sa kľukový hriadeľ motora začne otáčať, ako si pamätáte, vďaka kladke sa začne otáčať aj rotor generátora. Magnetické pole, ktoré sa v ňom vytvára, spúšťa vinutia statora, čím sa na ich svorkách vytvára striedavé napätie. Pri určitej rýchlosti prestane byť generátor napájaný mechanickou energiou a začne si sám vytvárať napätie, ktoré potrebuje (budiace vinutie je napájané vnútri generátora).

Výsledné napätie sa posiela na dosku usmerňovača, kde sa premieňa na jednosmerný prúd, ktorý nabíja batériu a napája elektrické spotrebiče auta.

Navyše, ak kľukový hriadeľ zmení svoju rýchlosť otáčania, potom je v tomto systéme zahrnutý aj regulátor napätia. V závislosti od vonkajšieho zaťaženia reguluje čas zapnutia vinutia poľa: so znížením zaťaženia a / alebo zvýšením rýchlosti otáčania kľukového hriadeľa sa čas zapnutia vinutia poľa zníži a so zvýšením zaťaženia a / alebo znížením rýchlosti kľukového hriadeľa sa zvyšuje. To je úloha generátora áut. Okrem toho vám odporúčam prečítať si dva články:

Elektrický stroj, ktorý premieňa mechanickú energiu na elektrický prúd, sa nazýva automobilový generátor. Funkciou alternátora v aute je dobíjanie batérie a napájanie elektrického zariadenia pri bežiacom motore. Ako generátor automobilu sa používa alternátor.

Generátor je umiestnený v motore, najčastejšie v jeho prednej časti, poháňaný od kľukového hriadeľa. Na hybridných vozidlách generátor vykonáva prácu štartéra a generátora, podobná schéma sa používa v niektorých iných konštrukciách systému stop-štart. Denso, Delphe a Bosch sú v súčasnosti poprednými svetovými výrobcami alternátorov.

Existujú dva typy návrhov automobilových generátorov: kompaktné a tradičné. Rozdiely, ktoré charakterizujú tieto typy, spočívajú v odlišnosti usporiadania ventilátora, líšia sa dizajnom skrine, usmerňovacej jednotky a hnacej remenice a geometrickými rozmermi. Všeobecné parametre dostupné v oboch typoch automobilových generátorov sú:

• rotor;
• stator;
• Rám;
• Regulátor napätia;
• Blok usmerňovača;
• Uzol štetca.

1 - generátor; 2 - negatívna dióda; 3 - prídavná dióda; 4 - kladná dióda; 5 - kontrolka vybitia batérie; 6 - prístrojová doska; 7 - voltmeter; 8 - montážny blok; 9 - prídavné odpory 100 Ohm, 2 W; 10 - relé zapaľovania; 11 - spínač zapaľovania; 12 - batéria; 13 - kondenzátor; 14 - vinutie rotora; 15 - regulátor napätia

Na hriadeli rotora sú umiestnené jedno alebo dve obežné kolesá ventilátora (ich počet závisí od konštrukcie) a hnaná hnacia remenica je pevná. Zostavu ložiska rotora tvoria dve bezúdržbové guľôčkové ložiská. Valčekové ložisko môže byť umiestnené aj na strane zberných krúžkov na hriadeli.

Stator je potrebný na vytvorenie striedavého elektrického prúdu, kombinuje kovové jadro a vinutia, jadro je vyrobené z dosiek, sú vyrobené z ocele. Má 36 drážok pre vinutia vinutia, vinutia sú uložené v týchto drážkach, sú tri, tvoria trojfázové spojenie. Existujú dva spôsoby kladenia vinutí do drážok - metóda vlny a metóda slučky. Vinutia sú navzájom spojené podľa schém "hviezda" a "trojuholník".

Aké sú tieto schémy?

• "Hviezda" - jeden koniec vinutia je spojený v jednom bode a ostatné konce sú závery;
• "Trojuholník" - prstencové spojenie koncov vinutí v poradí, závery pochádzajú z bodov pripojenia.

Zostava kefky slúži na zabezpečenie prenosu budiaceho prúdu na kontaktné krúžky. Skladá sa z dvoch grafitových kefiek, pružín, ktoré ich stláčajú, a držiaka kefiek. V generátoroch moderných strojov je držiak kefy umiestnený s regulátorom napätia v jednej neoddeliteľnej jednotke.

Usmerňovacia jednotka plní funkciu premeny sínusového napätia generovaného generátorom na jednosmerné napätie palubnej siete automobilu. Sú to dosky, ktoré fungujú ako chladiče s namontovanými diódami. V bloku je šesť výkonových polovodičových diód, dve diódy pre každú fázu, jedna pre „kladný“ a druhá pre „záporný“ výstup generátora.

Na mnohých generátoroch je budiace vinutie pripojené cez samostatnú skupinu, ktorá pozostáva z dvoch diód. Tieto usmerňovače zabraňujú toku prúdu vybíjania batérie cez cievku, keď motor nebeží. Keď sú vinutia zapojené podľa princípu "hviezdy", na nulovej svorke sú nainštalované dve prídavné výkonové diódy, ktoré umožňujú zvýšiť výkon generátora až o 15 percent. Usmerňovacia jednotka je pripojená k obvodu generátora na špeciálnych montážnych miestach spájkovaním, zváraním alebo skrutkovaním.

Regulátor napätia- jeho účelom je udržiavať napätie generátora v určitých medziach. V súčasnosti sú generátory vybavené polovodičovými elektronickými (alebo integrálnymi) regulátormi napätia.

Konštrukcia regulátora napätia:

• hybridný dizajn - použitie rádiových prvkov a elektronických zariadení v elektronickom obvode spolu;
• integrovaný dizajn - všetky komponenty regulátora (nepočítajúc koncový stupeň) sú vyrobené tenkovrstvovou mikroelektronickou technológiou.

Regulátor napätia vytvára zmenu napätia dodávaného na nabíjanie batérie teplotnou kompenzáciou napätia (v závislosti od t vzduchu). Čím vyššia je teplota vzduchu, tým menšie napätie ide do batérie.

Generátor je poháňaný remeňovým pohonom, zabezpečuje rotáciu rotora rýchlosťou presahujúcou otáčky kľukového hriadeľa dvakrát až trikrát. V rôznych prevedeniach generátora je možné použiť poly-klinový remeň alebo klinový remeň:

1. Klinový remeň má predpoklady na rýchle opotrebovanie (v závislosti od konkrétneho priemeru remenice), keďže rozsah klinového remeňa je obmedzený veľkosťou hnanej remenice.
2. V-rebrovaný pás je považovaný za univerzálnejší, použiteľný pre malé priemery hnanej remenice, s jeho pomocou sa realizuje väčší prevodový pomer. Moderné modely generátorov majú vo svojom dizajne rebrovaný klinový remeň.

Striedavé napätie prevádza usmerňovacia jednotka na konštantné. V tomto stave je generátor zapojený do poskytovania požadovaného prúdu na nabíjanie napájacieho zdroja pre spotrebiteľov a batériu.

Regulátor napätia sa aktivuje pri zmene zaťaženia a otáčok kľukového hriadeľa. Zaoberá sa nastavením času zapnutia budiaceho vinutia. Čas zapnutia vinutia poľa sa znižuje s poklesom externého zaťaženia a zvýšením rýchlosti generátora. Čas sa zvyšuje so zvyšujúcim sa zaťažením a klesajúcou rýchlosťou. Keď spotrebovaný prúd prekročí možnosti generátora, batéria sa zapne. Na prístrojovej doske je kontrolka, ktorá riadi prevádzkový stav generátora.

Hlavné parametre generátora:

• Menovité napätie;
• menovitá frekvencia budenia;
• menovitý prúd;
• frekvencia samobudenia;
• Efektívnosť (koeficient výkonu).

Prúdovo-rýchlostná charakteristika- toto je závislosť sily prúdu od frekvencie otáčania generátora.

Okrem nominálnych hodnôt má charakteristika prúdovej rýchlosti ďalšie body:

• minimálny prúd a minimálna prevádzková rýchlosť (40-50% menovitého prúdu je minimálny prúd);
• maximálny prúd a maximálna rýchlosť (nie viac ako 10 % maximálneho prúdu presahuje menovitý prúd).

Video

Najzákladnejšie funkcia generátora – nabitie batérie akumulátor a napájanie elektrického zariadenia motora.

Preto sa na to poďme pozrieť bližšie obvod generátora ako to správne pripojiť a tiež dať niekoľko tipov, ako to skontrolovať sami.

Generátor Mechanizmus, ktorý premieňa mechanickú energiu na elektrickú energiu. Generátor má hriadeľ, na ktorom je namontovaná kladka, cez ktorú sa otáča z kľukového hriadeľa motora.

Autogenerátor slúži na napájanie elektrických spotrebičov, ako sú: zapaľovací systém, palubný počítač, automobilové osvetlenie, diagnostický systém a je možné dobíjať aj autobatériu. Výkon generátora osobného automobilu je približne 1 kW. Automobilové generátory sú v prevádzke celkom spoľahlivé, pretože zabezpečujú nepretržitú prevádzku mnohých zariadení v aute, a preto sú požiadavky na ne primerané.

Generátorové zariadenie

Zariadenie automobilového generátora znamená prítomnosť vlastného usmerňovača a riadiaceho obvodu. Generátorová časť generátora pomocou pevného vinutia (statora) generuje trojfázový striedavý prúd, ktorý je následne usmerňovaný sériou šiestich veľkých diód a jednosmerný prúd nabíja batériu. Striedavý prúd je indukovaný rotujúcim magnetickým poľom vinutia (okolo budiaceho vinutia alebo rotora). Ďalej je prúd cez kefy a zberacie krúžky privádzaný do elektronického obvodu.

Zariadenie generátora: 1. Matica. 2. Podložka. 3.Remenica. 4. Predný kryt. 5. Dištančný krúžok. 6. Rotor. 7. Stator. 8.Zadný kryt. 9. Puzdro. 10. Tesnenie. 11. Ochranný návlek. 12. Usmerňovacia jednotka s kondenzátorom. 13. Shchelkoderzhatel s regulátorom napätia.

Generátor je umiestnený pred motorom automobilu a spúšťa sa pomocou kľukového hriadeľa. Schéma zapojenia a princíp činnosti generátora automobilu sú rovnaké pre každé auto. Samozrejme, existujú určité rozdiely, ale zvyčajne sú spojené s kvalitou vyrobeného tovaru, výkonom a rozložením komponentov v motore. Vo všetkých moderných automobiloch sú nainštalované súpravy generátorov striedavého prúdu, ktoré zahŕňajú nielen samotný generátor, ale aj regulátor napätia. Regulátor rovnomerne rozdeľuje prúd v budiacom vinutí, preto výkon samotného generátora kolíše v momente, keď napätie na výstupných výkonových svorkách zostáva nezmenené.

Nové autá sú najčastejšie vybavené elektronickou jednotkou na regulátore napätia, takže palubný počítač dokáže riadiť veľkosť zaťaženia agregátu. Na druhej strane, na hybridných vozidlách generátor vykonáva prácu štartovacieho generátora, podobná schéma sa používa v iných konštrukciách systému stop-štart.

Princíp činnosti automatického generátora

Schéma zapojenia generátora VAZ 2110-2115

Schéma zapojenia generátora striedavý prúd obsahuje tieto zložky:

1. Batéria.
2. Generátor.
3. Poistkový blok.
4. Zapaľovanie.
5. Dashboard.
6. Usmerňovací blok a prídavné diódy.

Princíp činnosti je celkom jednoduchý, pri zapnutom zapaľovaní plus cez zámok ide zapaľovanie cez poistkovú skrinku, žiarovku, diódový mostík a cez odpor do mínusu. Keď sa rozsvieti kontrolka na prístrojovej doske, potom plus ide do generátora (do budiaceho vinutia), potom v procese štartovania motora sa remenica začne otáčať, kotva sa tiež otáča, v dôsledku elektromagnetickej indukcie, elektromotora vzniká sila a objavuje sa striedavý prúd.

Najnebezpečnejším pre generátor je skrat dosiek chladiča pripojených k „hmotnosti“ a „+“ svorke generátora s kovovými predmetmi náhodne zachytenými medzi nimi alebo vodivými mostíkmi vytvorenými znečistením.

Ďalej dióda prechádza plus do jednotky usmerňovača cez sínusoidu do ľavého ramena a mínus do pravého ramena. Dodatočné diódy na žiarovke odrežú mínusy a získajú sa iba plusy, potom ide do uzla palubnej dosky a dióda, ktorá je tam, prejde iba mínusom, v dôsledku toho svetlo zhasne a potom prejde plus odpor a ide do mínusu.

Princíp činnosti jednosmerného autogenerátora možno vysvetliť nasledovne: budiacim vinutím začne pretekať malý jednosmerný prúd, ktorý je regulovaný riadiacou jednotkou a udržiavaný na úrovni tesne nad 14 V. Väčšina generátorov v aute sú schopné produkovať najmenej 45 ampérov. Alternátor beží na 3000 ot./min a vyššie - ak sa pozriete na pomer remeňov ventilátora k remeniciam, bude to dva alebo tri ku jednej v pomere k frekvencii motora.

Aby sa tomu zabránilo, dosky a ďalšie časti usmerňovača generátora sú čiastočne alebo úplne pokryté izolačnou vrstvou. V monolitickom prevedení usmerňovacej jednotky sú chladiče kombinované hlavne s montážnymi doskami z izolačného materiálu, vystuženými spojovacími tyčami.

Schéma zapojenia generátora na VAZ 2107

Schéma nabíjania VAZ 2107 závisí od typu použitého generátora. Na dobitie batérie na autách ako: VAZ-2107, VAZ-2104, VAZ-2105, ktoré sú na karburátorovom motore, budete potrebovať generátor typu G-222 alebo jeho ekvivalent s maximálnym výstupným prúdom 55A. Vozidlá VAZ-2107 so vstrekovacím motorom zase používajú generátor 5142.3771 alebo jeho prototyp, ktorý sa nazýva generátor so zvýšenou energiou, s maximálnym výstupným prúdom 80-90A. Môžete nainštalovať aj výkonnejšie generátory so spätným prúdom až 100A. Usmerňovacie jednotky a regulátory napätia sú zabudované do absolútne všetkých typov alternátorov, zvyčajne sú vyrobené v jednom kryte s kefami alebo odnímateľné a namontované na samotnom kryte.

Schéma nabíjania VAZ 2107 má mierne rozdiely v závislosti od roku výroby vozidla. Najdôležitejším rozdielom je prítomnosť alebo neprítomnosť kontrolky nabíjania, ktorá sa nachádza na prístrojovej doske, ako aj spôsob jej pripojenia a prítomnosť alebo neprítomnosť voltmetra. Takéto schémy sa používajú najmä na automobiloch s karburátorom, zatiaľ čo schéma sa nemení na automobiloch so vstrekovacím motorom, je identická s automobilmi, ktoré boli predtým vyrobené.

Označenie generátorových súprav:

1. „Plus“ výkonového usmerňovača: „+“, V, 30, V+, BAT.
2. „Uzemnenie“: „-“, D-, 31, B-, M, E, GRD.
3. Výstup vinutia poľa: W, 67, DF, F, EXC, E, FLD.
4. Záver pre pripojenie so svietidlom kontroly prevádzkyschopnosti: D, D+, 61, L, WL, IND.
5. Fázový výstup: ~, W, R, STA.
6. Výstup nulového bodu vinutia statora: 0, MP.
7. Výstup regulátora napätia na pripojenie k palubnej sieti, zvyčajne k batérii „+“: B, 15, S.
8. Výstup regulátora napätia na napájanie zo spínača zapaľovania: IG.
9. Výstup regulátora napätia na pripojenie k palubnému počítaču: FR, F.

Generátor schémy VAZ-2107 typ 37.3701

1. Akumulátorová batéria.
2. Generátor.
3. Regulátor napätia.
4. Montážny blok.
5. Spínač zapaľovania.
6. Voltmeter.
7. Kontrolka nabitia nabíjateľnej batérie.

Keď je zapaľovanie zapnuté, plus zo zámku ide na poistku č. 10 a potom ide na relé kontrolky nabíjania batérie, potom ide na kontakt a na výstup cievky. Druhý výstup cievky spolupracuje s centrálnym výstupom štartéra, kde sú pripojené všetky tri vinutia. Ak sú kontakty relé zatvorené, kontrolka svieti. Pri naštartovaní motora generátor generuje prúd a na vinutiach sa objaví striedavé napätie 7V. Cez reléovú cievku preteká prúd a kotva sa začne priťahovať, pričom sa kontakty otvoria. Generátorom č.15 prechádza prúd cez poistku č.9. Podobne budiace vinutie prijíma energiu cez generátor napätia kefy.

Schéma nabíjania VAZ so vstrekovacími motormi

Takáto schéma je identická so schémami na iných modeloch VAZ. Od predchádzajúcich sa líši v spôsobe budenia a riadenia prevádzkyschopnosti generátora. Dá sa to vykonať pomocou špeciálnej kontrolky a voltmetra na prístrojovej doske. Tiež prostredníctvom nabíjacej lampy dochádza k počiatočnému budeniu generátora v čase začiatku práce. Generátor počas prevádzky pracuje „anonymne“, to znamená, že budenie prichádza priamo z výstupu 30. Po zapnutí zapaľovania ide napájanie cez poistku č.10 do kontrolky nabíjania v prístrojovej doske. Potom cez montážny blok vstupuje na 61. výstup. Tri prídavné diódy poskytujú energiu regulátoru napätia, ktorý ju následne prenáša do budiaceho vinutia generátora. V tomto prípade sa kontrolka rozsvieti. Práve v okamihu, keď bude generátor pracovať na doskách usmerňovacieho mostíka, bude napätie oveľa vyššie ako napätie batérie. V tomto prípade kontrolka nebude horieť, pretože napätie na jej strane na prídavných diódach bude nižšie ako na strane vinutia statora a diódy sa zatvoria. Ak sa počas prevádzky generátora rozsvieti kontrolka až k podlahe, môže to znamenať, že sú rozbité ďalšie diódy.

Kontrola činnosti generátora

Určité metódy môžete použiť niekoľkými spôsobmi, napríklad: môžete skontrolovať spätný ráz generátora, pokles napätia na vodiči, ktorý spája prúdový výstup generátora s batériou, alebo skontrolovať regulované napätie.

Na kontrolu budete potrebovať multimeter, autobatériu a lampu s spájkovanými vodičmi, vodiče na prepojenie medzi generátorom a batériou a môžete si vziať aj vŕtačku s vhodnou hlavicou, pretože možno budete musieť otočiť rotor o matice na kladke.

Elementárny test so žiarovkou a multimetrom

Schéma zapojenia: výstupná svorka (B+) a rotor (D+). Svietidlo musí byť pripojené medzi výstup B + hlavného generátora a kontakt D +. Potom zoberieme napájacie vodiče a pripojíme „mínus“ k zápornému pólu batérie a k uzemneniu generátora, „plus“ k plus generátora a k výstupu B + generátora. Upevníme ho na zverák a spojíme.

"Hmotnosť" musí byť pripojená k poslednému, aby nedošlo k skratu batérie.

Tester zapneme v režime jednosmerného prúdu (DC), jednu sondu pripojíme k batérii do „plus“, druhú tiež, ale do „mínusu“. Ďalej, ak je všetko v poriadku, svetlo by sa malo rozsvietiť, napätie v tomto prípade bude 12,4 V. Potom vezmeme vŕtačku a začneme otáčať generátor, svetlo v tomto okamihu prestane horieť a napätie už bude 14,9 V. Potom pridáme záťaž, vezmeme hologénnu lampu H4 a zavesíme ju na svorku batérie, mala by sa rozsvietiť. Potom v rovnakom poradí pripojíme vŕtačku a napätie na voltmetri už ukáže 13,9V. V pasívnom režime dáva batéria pod žiarovkou 12,2V a keď otáčame vŕtačkou, tak 13,9V.

Testovací obvod generátora

1. Skontrolujte funkčnosť generátora skratom, to znamená „iskru“.
2. Je tiež nežiaduce nechať generátor pracovať bez zapnutých spotrebičov, zatiaľ čo prevádzka s odpojenou batériou je nežiaduca.
3. Pripojte svorku „30“ (v niektorých prípadoch B+) k zemi alebo svorke „67“ (v niektorých prípadoch D+).
4. Vykonajte zváracie práce na karosérii vozidla s pripojenými vodičmi generátora a batérie.

Automobilový generátor, ktorý je určite súčasťou výbavy každého vozidla, možno prirovnať k úlohe elektrárne pri zásobovaní energiou pre potreby národného hospodárstva.

Ide o hlavný (pri naštartovanom motore) zdroj elektrickej energie v aute a je navrhnutý tak, aby udržiaval vopred určené a stabilizované napätie elektrickej siete auta cez elektrické vodiče, do ktorých sa zvnútra zapletá celé auto. Princíp činnosti autogenerátora je založený na teoretickom znázornení činnosti klasického elektrického generátora, ktorý premieňa neelektrické druhy energie na elektrickú energiu.

V špecifickom prípade generátora automobilu dochádza k tvorbe elektrickej energie transformáciou mechanického rotačného pohybu kľukového hriadeľa motorovej jednotky.

Všeobecný princíp činnosti

Teoretické predpoklady fungovania elektrických generátorov vychádzajú zo známeho prípadu elektromagnetickej indukcie, ktorá premieňa jeden druh energie (mechanickú) na inú (elektrickú). Pôsobenie tohto efektu sa prejavuje pri umiestnení medených drôtov uložených vo forme cievky a umiestnených v magnetickom poli premenlivej veľkosti.

To prispieva k vzniku elektromotorickej sily v drôtoch, ktorá uvádza elektróny do pohybu. Tento pohyb elektrických častíc vytvára a na koncových kontaktoch vodičov vzniká elektrické napätie, úroveň priamo závisí od rýchlosti, ktorou sa mení magnetické pole. Takto vytvorené striedavé napätie sa musí privádzať do vonkajšej siete.

V automobilovom generátore sa statorové vinutia používajú na vytvorenie magnetického javu, pri ktorom sa kotva rotora otáča pod vplyvom poľa. Na hriadeli kotvy sú vinutia s prúdom spojené so špeciálnymi kontaktmi vo forme krúžkov. Tieto prstencové kontakty sú tiež pripevnené k hriadeľu a otáčajú sa s ním. Z krúžkov sa pomocou vodivých kefiek odoberá elektrické napätie a vytvorená energia sa dodáva elektrickým spotrebičom vozidla.

Generátor sa spúšťa pomocou hnacieho remeňa z trecieho kolesa kľukového hriadeľa motorovej jednotky, ktorý sa spúšťa z batériového zdroja na začatie práce. Na zabezpečenie efektívnej transformácie vyrobenej energie musí byť priemer remenice generátora výrazne menší ako priemer trecieho kolesa kľukového hriadeľa. To poskytuje vyššie otáčky hriadeľa generátorového agregátu. Za týchto podmienok funguje so zvýšenou účinnosťou a poskytuje zvýšené prúdové charakteristiky.

Požiadavky

Na zabezpečenie bezpečnej prevádzky v danom rozsahu charakteristík celého komplexu elektrických zariadení musí prevádzka automobilového generátora spĺňať vysoké technické parametre a zaručovať vytváranie stabilnej napäťovej úrovne v čase.

Hlavnou požiadavkou na automobilové generátory je stabilná výroba prúdu s požadovanými výkonovými charakteristikami. Tieto parametre sú navrhnuté tak, aby poskytovali:

• dobíjanie;
• súčasná prevádzka všetkých zahrnutých elektrických zariadení;
• stabilné sieťové napätie v širokom rozsahu otáčok hriadeľa rotora a dynamicky pripojených záťaží;

Okrem vyššie uvedených parametrov je generátor navrhnutý s ohľadom na jeho prevádzku pri kritickom zaťažení a musí mať pevné puzdro, zároveň má malú hmotnosť a prijateľné celkové rozmery a má nízku a prijateľnú úroveň priemyselného rádiového rušenia. .

Zariadenie a konštrukcia automobilového generátora

Zapínanie

Generátor auta sa dá ľahko nájsť v motorovom priestore zdvihnutím krytu kapoty. Tam je pripevnený skrutkami a špeciálnymi rohmi k prednej časti motora. Na skrini generátora sú umiestnené montážne labky a napínacie oko zariadenia.

Rám

Takmer všetky jednotky jednotky sú inštalované v skrini generátora. Vyrába sa z ľahkých zliatinových kovov na báze hliníka, ktorý je vynikajúci na odvádzanie tepla. Štruktúra tela je kombináciou dvoch hlavných častí:

• predný kryt zo strany zberných krúžkov;
• koncovka na strane pohonu;

Na prednom kryte sú upevnené kefy, regulátor napätia a usmerňovací mostík. Kryty sú spojené do jedinej konštrukcie karosérie pomocou špeciálnych skrutiek.

Vnútorné plochy krytov fixujú vonkajší povrch statora a zaisťujú jeho polohu. Dôležitými konštrukčnými prvkami konštrukcie skrine sú aj predné a zadné ložiská, ktoré zabezpečujú správne podmienky pre fungovanie rotora a upevňujú ho na kryte.

Rotor

Konštrukcia zostavy rotora pozostáva z elektromagnetického obvodu s budiacim vinutím uloženým na nosnom hriadeli. Samotný hriadeľ je vyrobený z legovanej ocele doplnenej o olovené prísady.

Na hriadeli rotora sú tiež pripevnené medené zberacie krúžky a špeciálne pružinové kefové kontakty. Klzné krúžky sú zodpovedné za dodávanie prúdu do rotora.

stator

Zostava statora je konštrukcia pozostávajúca z jadra s početnými drážkami (vo väčšine používaných prípadov je ich počet 36), v ktorých sú uložené závity troch vinutí, ktoré majú navzájom elektrický kontakt buď podľa "hviezdy" alebo " schému trojuholníka. Jadro, nazývané aj magnetický obvod, je vyrobené vo forme dutého guľového kruhu z kovových dosiek, znitovaných alebo zvarených do jedného monolitického bloku.

Na zvýšenie úrovne intenzity magnetického poľa na vinutiach statora sa pri výrobe týchto dosiek používa transformátorové železo so zvýšenými magnetickými parametrami.

Regulátor napätia

Táto elektronická jednotka je určená na kompenzáciu nestability otáčania hriadeľa rotora, ktorý je spojený s kľukovým hriadeľom pohonnej jednotky vozidla, ktorý pracuje v širokom rozsahu zmien otáčok. Regulátor napätia je spojený s grafitovými kolektormi prúdu a prispieva k stabilizácii daného konštantného výstupného napätia dodávaného do elektrickej siete stroja. Týmto spôsobom zaručuje nepretržitú prevádzku elektrických zariadení.

Podľa konštrukčného riešenia sú regulátory rozdelené do dvoch skupín:

• diskrétne;
• integrálne;

Prvý typ zahŕňa elektronické jednotky, na ktorých konštrukčnej doske sú namontované rádiové prvky, vyvinuté pomocou diskrétnej (puzdrovej) technológie, vyznačujúcej sa neoptimálnou hustotou prvkov.

Druhý typ zahŕňa väčšinu moderných elektronických jednotiek na reguláciu napätia, vyvinutých s ohľadom na integrálny spôsob usporiadania rádiových prvkov, vyrobených na báze tenkovrstvovej mikroelektronickej technológie.

Usmerňovač

Vzhľadom na to, že pre správne fungovanie palubných zariadení je potrebné konštantné napätie, výstup generátora napája automobilovú sieť cez elektronickú zostavu zostavenú na výkonných usmerňovacích diódach.

Tento 3-fázový usmerňovač, pozostávajúci zo šiestich polovodičových diód, z ktorých tri sú pripojené k zápornému pólu ("zem") a ďalšie tri sú pripojené k kladnému pólu generátora, je určený na transformáciu striedavého napätia na jednosmerné. Fyzicky sa usmerňovacia jednotka skladá z kovového chladiča v tvare podkovy, na ktorom sú umiestnené usmerňovacie diódy.

kefový uzol

Táto zostava má vzhľad plastovej konštrukcie a je určená na prenos napätia na zberné krúžky. Vo vnútri puzdra obsahuje niekoľko prvkov, z ktorých hlavnými sú pružinové kefové klzné kontakty. Prichádzajú v dvoch modifikáciách:

• elektrografit;
• meď-grafit (odolnejší voči opotrebovaniu).

Konštrukčne sa zostava kefy často vyrába v jednom bloku s regulátorom napätia.

Chladiaci systém

Odvod prebytočného tepla, ktoré sa tvorí vo vnútri skrine generátora, zabezpečujú ventilátory namontované na jeho hriadeli rotora. Generátory, v ktorých sú kefy, regulátor napätia a usmerňovacia jednotka premiestnené von, mimo svojho krytu a chránené špeciálnym krytom, nasávajú čerstvý vzduch cez špeciálne chladiace štrbiny v ňom.

Zariadenie klasickej konštrukcie s umiestnením vyššie uvedených uzlov vo vnútri skrine generátora zabezpečuje prúdenie čerstvého vzduchu zo strany zberných krúžkov.

Prevádzkové režimy

Aby sme pochopili princíp fungovania generátora automobilu, je potrebné predstaviť jeho prevádzkové režimy.

• počiatočné obdobie štartovania motora;
• prevádzkový režim motora.

V počiatočnom momente štartovania motora je hlavným a jediným spotrebiteľom, ktorý spotrebúva elektrickú energiu, štartér. Generátor ešte nie je zapojený do procesu výroby energie a dodávku elektriny v tomto momente zabezpečuje iba batéria. Vzhľadom na to, že sila prúdu spotrebovaného v tomto obvode je veľmi veľká a môže dosiahnuť stovky ampérov, je intenzívna spotreba predtým uloženej elektrickej energie.

Po dokončení procesu štartovania prejde motor do prevádzkového režimu a generátor sa stane plnohodnotným dodávateľom energie. Vytvára prúd potrebný na fungovanie rôznych elektrických zariadení, ktoré sú pripojené k práci. Spolu s touto funkciou alternátor dobíja batériu počas chodu motora.

Po nastavení požadovaného množstva batérie klesá potreba procesu dobíjania, výrazne klesá spotreba prúdu a generátor naďalej podporuje prevádzku iba elektrických zariadení. Keďže k práci sú pripojení aj iní spotrebitelia elektriny nároční na zdroje, výkon generátora v niektorých momentoch nemusí stačiť na zabezpečenie celkovej záťaže a potom je batéria zahrnutá do celkovej prevádzky, ktorej prevádzka v tomto režim sa vyznačuje rýchlou stratou náboja.

Záver

Automobilový generátor je určený a určený pre napájanie štandardných elektrických spotrebičov a premenu mechanickej energie kľukového hriadeľa pohonnej jednotky na elektrickú energiu.

Generátor je umiestnený pod kapotou na prednej strane motora. Konštrukcia generátora obsahuje hlavné komponenty - kryt, stator, rotor, ložiská, regulátor napätia, usmerňovací mostík, zostavu kefy a ventilátory.

Generátor je jedným z hlavných prvkov elektrického vybavenia automobilu, ktorý súčasne poskytuje energiu spotrebiteľom a dobíja batériu.

Princíp činnosti zariadenia je založený na premene mechanickej energie, ktorá prichádza z motora na napätie.

V kombinácii s regulátorom napätia sa jednotka nazýva generátorová súprava.

V moderných automobiloch je k dispozícii AC jednotka, ktorá plne spĺňa všetky uvedené požiadavky.

Generátorové zariadenie

Prvky striedavého zdroja sú ukryté v jednom kryte, ktorý je základom aj pre vinutie statora.

Vo výrobnom procese plášťa sa používajú ľahké zliatiny (najčastejšie hliník a dural) a otvory na chladenie zabezpečujú včasné odvádzanie tepla z vinutia.

Ložiská sú umiestnené v prednej a zadnej časti krytu, ku ktorému je pripevnený rotor - hlavný prvok zdroja energie.

Takmer všetky prvky zariadenia sú umiestnené v kryte. Samotné puzdro sa zároveň skladá z dvoch krytov umiestnených na ľavej a pravej strane - v blízkosti hnacieho hriadeľa a ovládacích krúžkov.

Dva kryty sú navzájom kombinované pomocou špeciálnych skrutiek vyrobených z hliníkovej zliatiny. Tento kov sa vyznačuje nízkou hmotnosťou a schopnosťou odvádzať teplo.

Nemenej dôležitú úlohu zohráva zostava kefy, ktorá prenáša napätie na zberné krúžky a zabezpečuje chod zostavy.

Výrobok sa skladá z dvojice grafitových kefiek, dvoch pružín a držiaka kefiek.

Venujte pozornosť aj prvkom umiestneným vo vnútri krytu:

Aké sú požiadavky na generátor do auta?

Existuje niekoľko požiadaviek na súpravu automobilového generátora:

• Napätie na výstupe zariadenia, a teda aj v palubnej sieti, sa musí udržiavať v určitom rozsahu bez ohľadu na zaťaženie alebo otáčky kľukového hriadeľa.
• Výstupné parametre musia mať také indikátory, že v ktoromkoľvek z prevádzkových režimov stroja dostane batéria dostatočné nabíjacie napätie.

Okrem toho by mal každý majiteľ auta venovať osobitnú pozornosť úrovni a stabilite výstupného napätia. Táto požiadavka je spôsobená tým, že batéria je na takéto zmeny citlivá.

Napríklad, ak napätie klesne pod normu, batéria sa nenabije na požadovanú úroveň. V dôsledku toho sú možné problémy v procese štartovania motora.

V opačnej situácii, keď inštalácia produkuje zvýšené napätie, sa batéria dobíja a láme rýchlejšie.

Princíp činnosti generátora automobilu, vlastnosti obvodu

Princíp činnosti generátorovej jednotky je založený na účinku elektromagnetickej indukcie.

V prípade prechodu magnetického toku cez cievku a jeho zmeny sa na svorkách objaví a zmení napätie (v závislosti od rýchlosti zmeny toku). Obrátený proces funguje rovnakým spôsobom.

Takže na získanie magnetického toku je potrebné priviesť napätie na cievku.

Ukazuje sa, že na vytvorenie striedavého napätia sú potrebné dve zložky:

• Cievka (z nej je odstránené napätie).
• Zdroj magnetického poľa.

Nemenej dôležitým prvkom, ako je uvedené vyššie, je rotor, ktorý pôsobí ako zdroj magnetického poľa.

Pólový systém uzla má zvyškový magnetický tok (aj pri absencii prúdu vo vinutí).

Tento parameter je malý, preto môže spôsobiť samobudenie iba pri zvýšených rýchlostiach. Z tohto dôvodu najprv cez vinutie rotora prechádza malý prúd, ktorý zabezpečuje magnetizáciu zariadenia.

Vyššie uvedený obvod predpokladá prechod prúdu z batérie cez kontrolku.

Hlavným parametrom je tu sila prúdu, ktorá by mala byť v normálnom rozmedzí. Pri nadhodnotení prúdu sa batéria rýchlo vybije a pri podcenení sa zvýši riziko vybudenia generátora pri dvadsiatom motore (voľnobeh).

Pri zohľadnení týchto parametrov sa vyberie aj výkon žiarovky, ktorý by mal byť 2-3 watty.

Akonáhle napätie dosiahne požadovaný parameter, kontrolka zhasne a budiace vinutia sú napájané samotným generátorom automobilu. V tomto prípade sa napájací zdroj prepne do režimu samobudenia.

Napätie je odstránené z vinutia statora, ktoré je vyrobené v trojfázovej verzii.

Uzol pozostáva z 3 jednotlivých (fázových) vinutí, navinutých podľa určitého princípu na magnetickom jadre.

Prúdy a napätia vo vinutí sú posunuté o 120 stupňov. Súčasne môžu byť samotné vinutia zostavené v dvoch verziách - „hviezda“ alebo „trojuholník“.

Ak je zvolená schéma "delta", fázové prúdy v 3 vinutiach budú 1,73-krát menšie ako celkový prúd dodávaný generátorovou súpravou.

Preto sa schéma „trojuholníka“ najčastejšie používa vo vysokovýkonných automobilových generátoroch.

Je to práve kvôli nižším prúdom, vďaka ktorým je možné navinúť vinutie drôtom menšieho prierezu.

Rovnaký vodič je možné použiť aj v hviezdicových spojeniach.

Aby vytvorený magnetický tok prešiel na určený účel a bol nasmerovaný na vinutie statora, cievky sú umiestnené v špeciálnych drážkach magnetického obvodu.

V dôsledku výskytu magnetického poľa vo vinutí a v magnetickom obvode statora sa objavujú vírivé prúdy.

Jeho pôsobenie vedie k zahrievaniu statora a zníženiu výkonu generátora. Na zníženie tohto efektu sa pri výrobe magnetického obvodu používajú oceľové platne.

Vygenerované napätie vstupuje do palubnej siete cez skupinu diód (usmerňovací mostík), ktorá bola spomenutá vyššie.

Diódy po otvorení nekladú odpor a dovoľujú prúdu voľne prúdiť do palubnej siete.

Ale s reverzným napätím nie som preskočený. V skutočnosti zostáva len pozitívna polvlna.

Niektorí výrobcovia automobilov nahrádzajú diódy zenerovými diódami na ochranu elektroniky.

Hlavnou črtou dielov je schopnosť neprechádzať prúdom do určitého parametra napätia (25-30 voltov).

Po prekročení tohto limitu zenerova dióda "prerazí" a prejde spätným prúdom. Súčasne zostáva napätie na „kladnom“ vodiči generátora nezmenené, čo nepredstavuje riziko pre zariadenie.

Mimochodom, v regulátoroch sa využíva schopnosť zenerovej diódy udržiavať konštantné U na svorkách aj po „poruchu“.

Výsledkom je, že po prechode cez diódový mostík (zenerove diódy) sa napätie usmerní a stane sa konštantným.

Pre mnohé typy generátorových súprav má vinutie poľa vlastný usmerňovač, zostavený z 3 diód.

Vďaka tomuto spojeniu je vylúčený vybíjací prúd z batérie.

Diódy súvisiace s budiacim vinutím fungujú na podobnom princípe a napájajú vinutie konštantným napätím.

Tu sa usmerňovacie zariadenie skladá zo šiestich diód, z ktorých tri sú negatívne.

Počas prevádzky generátora je budiaci prúd nižší ako parameter, ktorý dáva generátor automobilu.

Preto na usmernenie prúdu na budiacom vinutí postačujú diódy s menovitým prúdom do dvoch ampérov.

Pre porovnanie, výkonové usmerňovače majú menovitý prúd až 20-25 ampérov. Ak chcete zvýšiť výkon generátora, vložte ďalšie rameno s diódami.

Prevádzkové režimy

Aby sme pochopili vlastnosti fungovania generátora automobilov, je dôležité pochopiť vlastnosti každého z režimov:

• V procese štartovania motora je hlavným spotrebiteľom elektrickej energie štartér. Funkciou režimu je vytvorenie zvýšeného zaťaženia, čo vedie k zníženiu napätia na výstupe batérie. Výsledkom je, že spotrebitelia odoberajú prúd iba z batérie. Preto sa v tomto režime batéria vybíja s najväčšou aktivitou.
• Po naštartovaní motora sa alternátor automobilu prepne do režimu zdroja energie. Od tohto momentu zariadenie poskytuje prúd, ktorý je potrebný na napájanie záťaže v aute a dobíjanie batérie. Akonáhle batéria dosiahne požadovanú kapacitu, úroveň nabíjacieho prúdu sa zníži. Zároveň generátor naďalej zohráva úlohu hlavného zdroja energie.
• Po pripojení výkonnej záťaže, napríklad klimatizácie, vykurovania interiéru a iných, sa rýchlosť rotora spomalí. V tomto prípade už autogenerátor nedokáže pokryť aktuálne potreby auta. Časť záťaže sa prenáša na batériu, ktorá pracuje paralelne so zdrojom energie a začína sa postupne vybíjať.

Regulátor napätia - funkcie, typy, kontrolka

Kľúčovým prvkom súpravy generátora je regulátor napätia - zariadenie, ktoré udržuje bezpečnú úroveň U na výstupe statora.

Tieto produkty sú dvoch typov:

• Hybridné - regulátory, ktorých elektrický obvod zahŕňa elektronické zariadenia aj rádiové komponenty.
• Integral - zariadenia založené na tenkovrstvovej mikroelektronickej technológii. V moderných automobiloch je táto možnosť najpoužívanejšia.

Nemenej dôležitým prvkom je kontrolka namontovaná na prístrojovej doske, pomocou ktorej možno dospieť k záveru o problémoch s regulátorom.

Zapálenie žiarovky v čase štartovania motora by malo byť krátkodobé. Ak neustále horí (keď je generátor v prevádzke), znamená to poruchu regulátora alebo samotnej zostavy, ako aj potrebu opravy.

Jemnosť upevnenia

Súprava generátora je upevnená pomocou špeciálnej konzoly a skrutkového spojenia.

Samotná zostava je pripevnená k prednej časti motora vďaka špeciálnym labkám a očkám.

Ak sú na automobilovom generátore k dispozícii špeciálne labky, tieto sú umiestnené na krytoch motora.

V prípade použitia iba jednej upevňovacej pätky je táto umiestnená len na prednom kryte.

V nohe inštalovanej v zadnej časti je spravidla otvor, v ktorom je nainštalovaná dištančná objímka.

Úlohou druhého je eliminovať medzeru vytvorenú medzi dorazom a držiakom.

Montáž alternátora Audi A8.

A tak je jednotka namontovaná na VAZ 21124.

Poruchy generátora a ako ich odstrániť

Elektrické vybavenie auta má tendenciu sa pokaziť. V tomto prípade vznikajú najväčšie problémy s batériou a generátorom.

V prípade poruchy niektorého z týchto prvkov sa stáva prevádzka vozidla v bežnej prevádzke nemožná, prípadne je auto úplne znehybnené.

Všetky poruchy generátorov sú podmienene rozdelené do dvoch kategórií:

• Mechanický. V tomto prípade vznikajú problémy s integritou krytu, pružín, remeňového pohonu a ďalších prvkov, ktoré nesúvisia s elektrickým komponentom.
• Elektrické. Patria sem poruchy diódového mostíka, opotrebovanie kefiek, skraty vo vinutí, poruchy relé regulátora a iné.

Teraz zvážte zoznam porúch a symptómov podrobnejšie.

1. Nedostatočný výstup nabíjacieho prúdu:

2. Druhá situácia.

Keď generátor auta produkuje požadovanú úroveň prúdu, ale batéria sa stále nenabíja.

Dôvody môžu byť rôzne:

• Nízka kvalita zemného kontaktu medzi regulátorom a hlavnou zostavou. V takom prípade skontrolujte kvalitu kontaktného spojenia.
• Porucha napäťového relé - skontrolujte a vymeňte ho.
• Opotrebované alebo prilepené kefy – vymeňte alebo očistite od nečistôt.
• Ochranné relé regulátora sa spustilo v dôsledku skratu k zemi. Riešením je nájsť miesto poškodenia a odstrániť problém.
• Ďalšími dôvodmi sú premazanie kontaktov, porucha regulátora napätia, skrat cievky vo vinutí statora, zlé napnutie remeňa.

3. Generátor beží, ale vydáva nadmerný hluk.

Možné poruchy:

• Skrat medzi závitmi statora.
• Opotrebenie sedla ložiska.
• Uvoľnenie matice kladky.
• Zničenie ložísk.

Oprava generátora automobilu by mala vždy začať presnou diagnostikou problému, po ktorej sa príčina odstráni preventívnymi opatreniami alebo výmenou chybnej zostavy.

Prevádzková prax ukazuje, že nie je ťažké vymeniť generátor automobilu, ale na vyriešenie problému je potrebné dodržiavať niekoľko pravidiel:

• Nové zariadenie musí mať rovnaké parametre aktuálnej rýchlosti ako továrenská jednotka.
• Energetické ukazovatele by mali byť rovnaké.
• Prevodové pomery starého a nového napájacieho zdroja sa musia zhodovať.
• Inštalovaná jednotka musí mať vhodnú veľkosť a musí byť ľahko pripevnená k motoru.
• Schémy generátora nového a starého auta by mali byť rovnaké.

Upozorňujeme, že zariadenia namontované na automobiloch zahraničnej výroby sú upevnené inak ako domáce zariadenia, napríklad ako na generátore TOYOTA COROLLA
a Lada Granta
.V dôsledku toho, ak vymeníte cudziu jednotku za domáci výrobok, budete musieť nainštalovať nový držiak.

Na konci príbehu o generátoroch automobilov stojí za to zdôrazniť niekoľko tipov, čo je potrebné a čo by majitelia automobilov počas prevádzky nemali robiť.

Hlavným bodom je inštalácia, pri ktorej je dôležité pristupovať k zapojeniu polarity s maximálnou pozornosťou.

Ak v tejto veci urobíte chybu, usmerňovacie zariadenie sa pokazí a zvyšuje sa riziko požiaru.

Štartovanie motora s nesprávne zapojenými vodičmi nesie podobné nebezpečenstvo.

Aby ste predišli problémom počas prevádzky, mali by ste dodržiavať niekoľko pravidiel:

• Udržujte kontakty čisté a skontrolujte stav elektrického vedenia auta. Venujte zvláštnu pozornosť spoľahlivosti pripojenia. V prípade použitia zlých trolejových vodičov prekročí úroveň palubného napätia povolenú hranicu.
• Dávajte pozor na alternátor. V prípade slabého napätia nebude napájací zdroj schopný vykonávať svoje úlohy. Ak utiahnete pás, je to plné rýchleho opotrebovania ložísk.
• Pri vykonávaní elektrického zvárania zlikvidujte drôty z generátora a batérie.
• Ak sa kontrolka rozsvieti a bude horieť aj po naštartovaní motora, zistite a odstráňte príčinu.

Osobitná pozornosť by sa mala venovať relé-regulátoru, ako aj kontrole napätia na výstupe zdroja energie. V režime nabíjania by mal byť tento parameter na úrovni 13,9-14,5 voltov.

Okrem toho z času na čas skontrolujte opotrebovanie a dostatočnosť kief generátora, stav ložísk a zberných krúžkov.

Výška kief sa musí merať s odstráneným držiakom. Ak je opotrebovaný na 8-10 mm, je potrebná výmena.

Pokiaľ ide o silu pružín držiacich kefy, mala by byť na úrovni 4,2 N (pre VAZ). Zároveň skontrolujte kontaktné krúžky - nemali by mať stopy oleja.

Majiteľ vozidla si tiež musí pamätať na niekoľko zákazov, a to:

• Pri podozrení na prasknutý diódový mostík neopúšťajte auto s pripojenou batériou. V opačnom prípade sa batéria rýchlo vybije a zvyšuje sa riziko vznietenia vedenia.
• Netestujte správnu funkciu alternátora prepájaním jeho káblov alebo odpájaním batérie, keď je motor v chode. V tomto prípade je možné poškodenie elektronických komponentov, palubného počítača alebo regulátora napätia.
• Nedovoľte, aby sa technické kvapaliny dostali do kontaktu s generátorom.
• Nenechávajte prístroj zapnutý, ak boli odpojené póly batérie. V opačnom prípade to môže viesť k poškodeniu regulátora napätia a elektrického zariadenia vozidla.