Принцип работы генератора автомобиля все просто и понятно!

Принцип работы генератора автомобиля – все просто и понятно!
Принцип работы генератора автомобиля понять совсем не сложно, если рассмотреть основные узлы этого важного устройства транспортного средства, которое превращает получаемую от мотора машины механическую энергию в электрическую.
Схема автомобильного генератора – из чего состоит генератор автомобиля?
Данный узел автомобиля необходим для зарядки аккумуляторной батареи и обеспечения электрооборудования при двигателе ТС необходимым ему электрическим питанием. Как правило, находится генератор в передней части автомобильного двигателя. На сегодняшний день существует два конструктивных варианта исполнения интересующего нас устройства:
стандартная;
компактная.
Фото генератора автомобиля, astarter.ru
И первая и вторая конструкции имеют ряд общих элементов. К таковым относят следующие механизмы:
щеточный узел;
регулятор напряжения;
статор;
выпрямительное устройство;
корпус;
ротор.
На фото - конструкция автомобильного генератора, generstar.ru
Разница же между стандартным и компактным генератором заключается в том, какую конструкцию имеет их корпус, приводной шкив, выпрямительный узел и вентилятор. Кроме того, они имеют разные геометрические размеры, что зависит не только от их устройства, но еще и от фирмы-производителя. При этом работа автомобильного генератора остается неизменной, какой бы вид ему не придали инженеры-конструкторы.

Принцип работы генератора автомобиля – как именно он работает?

Функционирование интересующего нас устройства базируется на явлении электромагнитной индукции. Суть ее в следующем. Когда магнитный поток проходит через медную катушку, на ее выводах образуется напряжение. Оно по своей величине пропорционально скорости, с которой этот самый поток изменяется.
А для того, чтобы магнитный поток смог образоваться, согласно эффекту индукции, следует пропустить электроток через катушку. По сути, если требуется получить электрический переменный ток, достаточно иметь под рукой:
катушку (переменное напряжение будет сниматься именно с нее);
источник магнитного переменного поля.
Фото медной катушки генератора автомобиля, vintasik.info
Указанным источником в современном транспортном средстве является вращающийся ротор, состоящий из вала, полюсной системы и контактных колец. А вот другой важный элемент – статор – нужен для формирования электротока (переменного). Статор состоит из сердечника, который набирается из стальных пластин, и обмотки.
На фото - ротор генератора автомобиля, e-veterok.ru

Принцип работы автомобильного генератора – принципиальная элеткросхема узла

Недостаточно знать, как устроен генератор автомобиля в общем, если вы хотите полностью разобраться с принципом его работы. Надлежит, кроме того, изучить электросхему генераторного узла, которая включает в себя такие компоненты:
АКБ;
включатель зажигания;
«массу»;
щеточный узел;
конденсатор, предназначенный для подавления помех;
диоды обмотки;
плюсовой выход механизма;
диоды выпрямителя (силового) – отрицательные и положительные;
питание обмотки;
регулятор напряжения;
обмотки статора;
сигнальную лампу (она подает сигнал о неисправности описываемого устройства).
Фото электросхемы генераторного узла автомобиля, zil130-131.ru
А вот теперь легко понять, как работает автомобильный генератор. При повороте ключа в замке зажигания через контактные кольца и щеточный механизм ток подается на обмотку возбуждения. В ней наводится необходимое поле (магнитное), что приводит в движение ротор, который начинает перемещать коленчатый вал. На выводах статорных обмоток создается напряжение переменного характера.
В тот момент, когда частота вращения коленвала достигает заданной частоты вращения, генератор начинает запитывать обмотку возбуждения.
На фото - электросхема генератора автомобиля, avtolektron.ru
Постоянное же напряжение из переменного получается за счет работы выпрямительного блока, что дает возможность генераторному устройству снабжать АКБ током. При изменении показателей частоты вращения и нагрузки коленвала начинает действовать регулятор напряжения. Его задача состоит в том, чтобы вовремя запустить обмотку возбуждения. Как видим, принцип функционирования генератора довольно-таки прост и понятен.

Все про автомобильный генератор — устройство, принцип работы

16.07.2019 Устройство авто
Любому транспортному средству требуется электросеть для запуска мотора, воспламенения топлива, питания осветительной и звуковой системы, обеспечения комфорта в салоне. Электроэнергию поставляют аккумулятор и генератор. В первом держится постоянный ток, который сравнительно быстро потребляется. Второй во время работы мотора энергию вырабатывает, поддерживает постоянный уровень напряжения и тока. От него заряжается аккумулятор, питаются приборы.
Содержание
Виды автомобильных генераторов
Генератор постоянного тока
Генератор переменного тока
Основные параметры и характеристики
Устройство генератора
Устройство генератора постоянного тока
Устройство генератора переменного тока
Принцип работы автомобильного генератора
Схема подключения автомобильного генератора
Основные неисправности автомобильного генератор
Виды автомобильных генераторов
Для транспортных средств разработаны генераторы, выдающие постоянный и переменный ток. Первыми транспортные средства комплектовались до 1960 года. На данный момент они полностью заменены более современными, надежными, дающими постоянный ток благодаря полупроводниковым выпрямителям.
Генератор постоянного тока
Эти агрегаты соответствовали требованиям, предъявляемым к транспортным средствам до начала шестидесятых. Электромагниты в них неподвижные, ЭДС (электродвижущая сила) в роторе, напряжение на щетках одной полярности, ток снимается с заизолированных друг от друга полуколец.
Существует 3 вида этих электрогенераторов:
с обмоткой, соединенной с аккумуляторной батареей;
с параллельным возбуждением (шунтовой схемой);
с последовательной схемой для подключения статора, обмоток якоря.
Благодаря возможности работать как двигатель, если ток подается на якорь, современные электрогенераторы постоянного тока устанавливаются на гибридные автомобили.
Прогресс производства машин с двигателями внутреннего сгорания потребовал более высоких мощностей, оптимизации технических характеристик, уменьшения габаритов, длительного срока службы.
У оборудования постоянного тока оказалось много недостатков:
небольшая мощность;
низкий КПД;
неудобная схема для подключения;
большие габариты и вес;
частое техобслуживание;
необходимость в постоянном контроле
Дольше всего оборудование постоянного тока использовалось на железной дороге, однако со временем было заменено трехфазным переменным агрегатами.
Генератор переменного тока
Для разработки компактных, мощных, долговечных электрогенераторов для машин было потрачено немало времени. Новое оборудование сравнительно легкое, снижена стартовая частота вращений, увеличена надежность, срок эксплуатации более длительный, меньше затраты на техобслуживание.
Основные параметры и характеристики
Для любого электрогенератора важны такие характеристики как:
КПД, %;
напряжение, В;
выдаваемый ток, А;
частота и направление вращения ротора, об/мин;
мощность, Вт (Ватты).
Устройство генератора
Все электрогенераторы выдают ток, но он разный, поэтому отличается конструкция.
Устройство генератора постоянного тока
У агрегата постоянного тока массивный корпус служит статором, обмотки полюсные, за счет смещенных пазов размещения обмоток магнитное поле постоянное, шумность невысокая. Якорь с токосъемной частью монтируется между обмотками, опирается на подшипники, закрепленные на крышках. Щеткодержатели крепятся к задней стенке, положительная щетка не заизолирована.Все про автомобильный генератор - устройство, принцип работы
Существуют модели, укомплектованные дополнительными обмотками и второй парой щеток. Разработаны 3 схемы подключения, отличающиеся по типу возбуждения:
независимая;
параллельная;
смешанная.
Устройство генератора переменного тока
Трехфазные электрогенераторы выпускаются в 2-х вариантах: стандартные и компактные, но устройство отличается мало:
корпус (две крышки), элементы для крепления на мотор;
магнитопровод, трехфазные медные намотки;
шкив, через ремень передающий на ротор вращение;
ротор;
щетки;
регулятор напряжения;
выпрямитель из силовых диодных элементов.Все про автомобильный генератор - устройство, принцип работы
Для производства компактных моделей электрогенераторов используются современные технологии и материалы.
Генератор располагается перед мотором, через проушины на крышках закрепляется болтами на кронштейны. Ротор с контактными кольцами у задней крышки, привод и шкив — у передней. Крышки производятся из сплавов алюминия, оснащаются окнами для вентиляции на цилиндрической или торцевой части. Щетки закреплены на задней крышке вместе с выпрямителем, регулятором напряжения. Крышки при помощи длинных винтов зажимают статор. Щетки производятся из графита, монтируются в диэлектрические держатели.
Для изготовления статоров используются листы стали. Элементы соединяются заклепками или сваркой. Для намотки создается 36 пазов, заизолированных пленкой или эпоксидкой.статор генератора автомобильного фото
Ротор состоит из системы полюсов, поделенных на две части, оснащенных «клювами» (выступами). У каждой части 6 полюсов, напрессованы на вал из нетвердой автоматной стали. Посередине монтируется втулка. Твердая сталь для изготовления вала используется, если на концах монтируются цапфа закаливания, подшипники. Для фиксации шкива имеется паз и резьба.ротор автомобильного генератора фото
Щетки прижимаются пружинами, существует 2 вида этих элементов:
электрографитовые;
меднографитовые.
Первый вид служит дольше, но теряет напряжение во время контакта с кольцом, снижая параметры на выходе.
Также существует 2 вида диодных мостов:
диоды таблеточные, припаянные к системе охлаждения с большими ребрами;
диоды силовые, запрессованные в пластины, отводящие тепло.
Вспомогательный узел для выпрямления состоит из цилиндрических или шарообразных диодов или герметичного блока, подключенного при помощи шин. Все элементы выпрямителя покрываются составом, предотвращающим короткое замыкания.диодный мост генератора автомобильного фото
Для охлаждения используется вентилятор. Регуляторы напряжения состоят из полупроводников, меняют напряжение одновременно с колебаниями температуры среды. Принцип действия не зависит от конструктивного исполнения.
Напряжение в сети «скачет», если меняется частота оборотов ротора и коленчатого вала. Это оказывает отрицательное воздействие на потребителей. Чтобы избежать скачков, требуется ограничение тока возбуждения, передаваемого через щетки. Эту функцию выполняет регулятор, меняющий время для подключения обмотки, базируясь на общую нагрузку сети.
Принцип работы автомобильного генератора
Принцип действия автомобильного генератора, вырабатывающего постоянный ток, основан на индукции ЭДС под воздействием магнитного поля. Напряжение снимается прямо с полуколец, так как выпрямление тока не требуется.
Этот тип генераторов крепится на картер или при помощи кронштейнов, в нижнеклапанных двигателях на головку блока. Такая схема установки требует привода из ремня и шкива, установленного на коленчатом вале. Натяжение ремня обеспечивается опорой. На больших двигателях монтировался привод, работающий от шестерен распределителя газа.
Короткое и подробное учебное видео конструкции и принципа работы генератора автомобильного

Генератор переменного тока характеризуется:

напряжением (7,14-28 вольт);
током, ампер (А);
частотой самовозбуждения, возбуждения;
мощностью (средне значение 1380 ватт);
КПД (в современных моделях 50-60%).
Ток на статоре в момент запуска двигателя достигает сотни ампер. Все оборудование работает за счет аккумулятора, который быстро разряжается. Генератор начинает работать сразу после запуска, превращаясь в главный источник питания электросети и приборов.
Важно знать, как он работает. Якорь, соединенный с аккумулятором через контактные кольца и щетки, начинает вращаться, образуется электромагнитное поле. Оно создает переменный ток на обмотках. Далее он передается на выпрямитель, на выходе ток уже постоянный.
Электроэнергия используется для дозаряда аккумулятора и работы потребителей, подключенных к сети. Если обороты двигателя не достаточно высокие, а приборы мощные, реле подключает к питанию аккумулятор.
Схема подключения автомобильного генератора
Электрическая схема генераторов для транспортных средств «звезда» или «треугольник». При втором варианте ток в 1,7 раз больше, поэтому он используется на машинах с большой мощностью.
«Плюс» генератора присоединяется к аккумулятору, через регулятор напряжения к монтажному блоку, лампе на приборной доске, показывающей уровень заряда аккумулятора, вольтметру, включателю зажигания.

Схема «Звезда»

Схема «Треугольник»
Схема подключения
Основные неисправности автомобильного генератор
Электрогенераторы для автомобилей надежные, но неисправности все же случаются. Они бывают:
механические;
электрические.
К механическим относится:
износ ремня привода, щеток, контактных колец, шкива, подшипников;
разрушение корпуса, болтов крепления, пружин.
Обнаружить их просто по стукам и другим посторонним шумам. Ремонт сводится к замене неисправных деталей.
Чаще случаются электрические неисправности:
нарушение функциональности или выход из строя регулятора напряжения;
обрывы, замыкания обмоток на роторе/статоре;
пробой выпрямителя;
сбои функциональности реле.
Для определения неисправностей необходимо знать характерные признаки:
на панели мигает и горит непрерывно лампа разряда аккумуляторной батареи;
фары горят тускло, во время работы двигателя слышен дребезжащий звук;
из генератора слышен звук, напоминающий писк, вой.
Неисправную деталь желательно выявить сразу. Если пробит регулятор напряжения, аккумуляторная батарея постоянно перезаряжается. При неисправных кольцах или щетках аккумулятор перезаряжается или недозаряжается, быстро требуется замена.
Чтобы самостоятельно провести диагностику и ремонт, необходимо хорошо знать, из чего состоит генератор, как расположены детали, для чего каждая предназначена, как работает. Сначала проверяется предохранитель, потом расположение агрегата, целостность корпуса, ремня, проводки, вращение ротора, контактные кольца, щетки.
Из механических повреждений самым частым считается износ подшипников. Необходимо их снять, оценить состояние посадочных мест, при необходимости заменить на новые. Свист во время разгона свидетельствует о проблемах с ремнем. Заменить его тоже не совсем просто.
Проверка обмоток ротора проводится мультиметром, сопротивление должно быть 1,8-5 Ом. Если цифра меньше, на витках короткое замыкание, если больше, обмотка оборвана. Чтобы проверить обмотки статора, необходимо отсоединить их от выпрямителя. Об отсутствии у обмоток контакта с корпусом свидетельствует бесконечное значение на приборе.
Диоды выпрямителя тоже проверяются мультиметром, меняя щупы местами. Полупроводниковая деталь неисправна, если показания при проверке не зависят от расположения щупов. Диодный мост нужно менять полностью, если окислились контакты.
Современный автомобильный генератор достаточно сложный, для проверки, диагностики, ремонта лучше обратиться к опытным специалистам, обладающим необходимыми знаниями, использующим при работе специальный стенд, заменяющим неисправные детали на соответствующие оригинальные.
Рейтинг