Генератор переменного тока как устроен: Устройство и принцип работы генератора переменного тока

Содержание

Устройство и принцип работы генератора переменного тока

Генератор тока— это электрическая машина, которая преобразует механическую энергию в электрическую. Они могут генерировать как постоянный, так и переменный ток.

До второй половины XX века на автотранспорте применялись генераторы постоянного тока. Затем широкое распространение получили полупроводниковые диоды, которые позволяли выпрямить переменный ток или сделать его постоянным. Поэтому и в этой сферы генераторы постоянного тока заменили более надежные и компактные трехфазные генераторы переменного тока.

В прошлой статье Я подробно рассмотрел вопросы работы электродвигателя, сейчас будут изложены общие принципы работы  и устройства генератора тока. Я не буду подробно останавливаться на машинах постоянного тока, потому что в быту, гаражах и на автотранспорте они сегодня не применяются. Они лишь широко используются в городском электротранспорте: троллейбусах и трамваях .

Принцип действия генератора тока

Генератор работает на основе закона электромагнитной индукции Фарадея— электродвижущая сила (ЭДС) индуцируется в прямоугольном контуре (проволочной рамке), вращающимся в однородном вращающемся магнитном поле.

ЭДС также возникает в неподвижной прямоугольной рамке, если в ней вращать магнит.

Простейший генератор представляет собой прямоугольную рамку, размешенную между 2 магнитами с разными полюсами. Для того что бы снять с вращающейся рамки напряжение используются токосъемные кольца.На практике же используются электромагниты, которые представляют собой катушки индуктивности или обмотки из медного провода в электроизоляционном лаке. При прохождении  электрического тока по обмоткам, они начинают обладать электромагнитными свойствами. Для их возбуждения необходим дополнительный источник тока- в автомобилях это аккумуляторная батарея. В бытовых электростанциях возбуждение при заводке происходит в результате самовозбуждения или от дополнительного маломощного генератора постоянного тока, который приводится в движение валом генератора.

По принципу работы генераторы могут быть синхронными или асинхронными.

  1. Асинхронные генераторы
    конструктивно просто устроены и недороги в изготовлении, более устойчивы к токам короткого замыкания и перегрузок. Асинхронный электрогенератор идеально подходит для питания активной нагрузки: ламп накаливания, электронагревателей, электроники, электрических конфорок и т. д. Но даже кратковременная перегрузка для них недопустима, поэтому при подключении электродвигателей, не электронного типа сварочного аппарата, электроинструмента и других индуктивных нагрузок- запас по мощности должен быть минимум трехкратным, а лучше четырехкратным.
  2. Синхронный генератор прекрасно подойдет для индуктивных потребителей с высокими значениями пусковых токов. Они способны в течении одной секунды выдерживать пятикратную токовую перегрузку.

Устройство генератора переменного тока

Для примера рассмотрения устройства возьмем автомобильный трехфазный генератор.

Автомобильный генератор состоит из корпуса и двух крышек с отверстиями для вентиляции. Ротор вращается в 2 подшипниках и приводится в движение при помощи шкива. По своей сути ротор является электромагнитом, состоящий из одной обмотки. Ток на нее подается при помощи двух медных колец и графитовых щеток, которые соединены с электронным реле-регулятором. Оно отвечает за то, что бы выдаваемое напряжение генератором всегда было в допустимыми пределах 12 Вольт с допустимыми отклонениями и не зависело от частоты вращения шкива. Реле-регулятор может быть как встроено в корпус генератора, так и находится за его пределами.

Статор состоит из трех медных обмоток, соединенных между собой в треугольник. К точкам их соединения подключен выпрямительный мост из 6 полупроводниковых диодов, которые преобразуют напряжение из переменного в постоянное.

Бензиновый электрогенератор состоит из  двигателя и приводящего им в движение на прямую- генератора тока, который может быть как синхронного, так и асинхронного типа.

Двигатель оснащен системами: запуска, впрыска топлива, охлаждения, смазки, стабилизации оборотов. Вибрацию и шум поглощают глушитель, виброгасители и амортизаторы.

Блок автоматики и управления следит за работой электростанции и  при необходимости корректирует и защищает в аварийных ситуациях.

В более дешевых электростанциях происходит ручной запуск, а в более дорогих- автозапуск при помощи стартера и аккумуляторной батареи.

Более подробно об электростанциях Вы сможете узнать из нашей следующей статьи «Как выбрать электростанцию для дома или гаража».

Генератор переменного тока — Генератор переменного тока состоит он из неподвижной части, которая называется статор или якорь и вращающейся части — ротор или индуктор

В 1832-м году неизвестным изобретателем был создан первый однофазный синхронный многополюсный генератор переменного тока. Но в самых первых электронных устройствах применялся только постоянный ток, в то время как переменный ток долгое время не мог найти своего практического применения. Тем не менее, вскоре выяснили, что намного практичнее использовать не постоянный, а переменный ток, то есть тот ток, который периодически меняет свое значение и направление. Преимущества переменного тока, состоят в том, что его удобнее вырабатывать при помощи электростанций, генераторы переменного тока экономичнее и проще в обслуживании, чем аналоги, работающие на постоянном токе. Поэтому были собраны надежные электрические двигатели переменного тока, которые сразу нашли свое широкое применение в промышленных и бытовых сферах. Надо отметить, что благодаря существованию переменного тока, его особенным физическим явлениям, смогли появиться такие изобретения, как радио, магнитофон и прочая автоматика и электротехника, без которой сложно представить современную жизнь.

Устройство генератора переменного тока

Генератор переменного тока – это устройство, которые преобразует механическую энергию, в электрическую.

Состоит он из неподвижной части, которая называется статор или якорь (см.

рисунок) и вращающейся части — ротор или индуктор. В генераторе переменного тока ротор — это электромагнит, который обеспечивает магнитное поле, которое передается на статор. На внутренней поверхности статора есть осевые впадины, так называемые пазы, в которых расположена обмотка переменного тока (проводник). Статор генератора изготавливается из 0.35 мм спрессованных стальных листов, которые изолированы покрытой лаком пленкой. Эти листы устанавливаются в станине устройства. Ротор крепится внутри статора и вращается посредством двигателя. Вал – одна из деталей, для передачи крутящего момента под действием расположенных на нём опор. На общем валу с генератором, располагается так называемый возбудитель постоянного тока, который питает постоянным током обмотки ротора. Аккумулятор в генераторе переменного тока выполняет функции стартерной батареи, которая имеет свойство накапливать и хранить электроэнергию при нехватке в отсутствии работы двигателя и при нехватке мощности, которую развивает генератор.

Применение генераторов переменного тока в жизни

В течении последних лет, популярность использования электростанций и генераторов переменного тока значительно возросла. Используются они как в промышленных, так и в бытовых сферах. Промышленные генераторы являются наилучшим вариантом для использования на производстве, в больницах, школах, магазинах, офисах, бизнес центрах, а так же на строительных площадках, значительно упрощая строительство в тех зонах, где электрификация полностью отсутствует. Бытовые генераторы, более практичные, компактные и идеально подходят для использования в коттедже и загородном доме. Генераторы переменного тока широко применяются в различных областях и сферах благодаря тому, что могут решить множество важных проблем, которые связаны с нестабильной работой электричества или полным его отсутствием.

Обслуживание

Практически любая дизельная электростанция в независимости от ее мощности и производителя имеет 2 главные составляющие. Это генератор переменного тока и двигатель внутреннего сгорания.

Так как поддерживать данные узлы необходимо в рабочем исправном состоянии, в ходе их эксплуатации нужен определенный перечень обязательных работ по их техническому обслуживанию. К сожалению, подавляющее большинство владельцев считает, что можно ограничиться лишь своевременной заменой масла и фильтра, при этом «техническое обслуживание» можно провести и самостоятельно. Но результатом этого зачастую становится полный отказ работы устройства. В результате чего, не сложно сделать вывод, что проще и дешевле, доверить оборудование профессионалам, которые благодаря знаниям и огромному опыту, смогут увеличить срок службы ДГУ и сократить расходы при аварийных ситуациях.


Принцип работы генератора переменного и постоянного тока

Как известно, при прохождении тока через проводник (катушку) образуется магнитное поле. И, наоборот, при движении проводника вверх-вниз через линии магнитного поля возникает электродвижущая сила. Если движение проводника медленное, то соответственно возникающий электрический ток будет слабым. Значение тока прямо пропорционально напряженности магнитного поля, числу проводников, и соответственно скорости их движения.

Простейший генератор тока состоит из катушки, изготовленной в виде барабана, на которую намотана проволока. Катушка крепится на валу. Барабан с проволочной обмоткой еще называют якорем.

генератор тока

Для снятия тока с катушки, конец каждого провода припаивается к токособирающим щеткам. Эти щетки должны быть полностью изолированы друг от друга.

Электрический мотор

Генератор переменного тока

генератор переменного тока

При вращении якоря вокруг своей оси происходит изменение электродвижущей силы. Когда виток поворачивается на девяносто градусов сила тока максимальная. При следующем повороте падает к значению нуля.

генератор переменного тока

Полный оборот витка в генераторе тока создает период тока или, другими словами, переменный ток.

Генератор постоянного тока

Генератор постоянного тока

Для получения постоянного тока используется переключатель. Он представляет собой разрезанное кольцо на две части, каждая из которых присоединена к разным виткам якоря. При правильной установке половинок кольца и токособирающих щеток, за каждый период изменения силы тока в устройстве, во внешнюю среду будет поступать постоянный ток.

Генератор постоянного тока

Крупный промышленный генератор тока имеет неподвижный якорь, именуемый статором. Внутри статора вращается ротор, создающий магнитное поле.

Обязательно прочитайте статьи про автомобильные генераторы:

В любом автомобиле есть генератор тока, работающий при движении машины для питания электрической энергией аккумулятора, систем зажигания, фар, радиоприемника и т.д. Обмотка возбуждения ротора является источником магнитного поля. Для того чтобы магнитный поток обмотки возбуждения подводился без потерь к обмотке статора, катушки помещают в специальные пазы стальной конструкции.

автомобильный генератор тока

Таким образом, генератор тока является современным устройством, способный преобразовывать энергию механического движения в электрическую.

Оцените качество статьи:

назначение, устройство и принцип работы

Многие из вас знакомы с общим устройством автомобиля и знают, что некоторые устройства «жизненно» необходимы для полноценной работы всех систем транспортного средства. К таким устройствам относится и автомобильный генератор, основное назначение которого превращение механической энергии в электрическую. Электричество необходимо для вращения стартера при запуске двигателя, за что отвечает аккумуляторная батарея, зажигания топливной смеси внутри цилиндров и приведения в рабочее состояние всех систем и электроприборов автомобиля.

ДЕТАЛЬНО ПРО ⇒ АВТОМОБИЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

Немного истории

Как вы уже поняли, всего существует два источника автомобильного питания – это аккумулятор и генератор, при этом первый из них накапливает электричество, получаемое от генератора и передаёт полезную энергию на приборы в качестве постоянного тока ровно до того момента, как будет запущен мотор, и тогда в дело вступает второй источник питания.

Все знают автомобильные генераторы как компактные устройства, имеющие связь с двигателем посредством ременной передачи, но они не всегда были такими. До 1960 года обычный генератор представлял собой громоздкую конструкцию очень большого веса. При этом коэффициент полезного действия в устройствах начала второй половины прошлого столетия оставлял желать лучшего и точно никак не удовлетворял новым потребностям современных автомобилей, которые уже рвались на мировой рынок, заряженные небывалым энтузиазмом их разработчиков. Миру требовалось что-то более простое и лёгкое, что давало бы больше энергии при том же крутящем моменте, и это случилось в виде обновлённого генератора, работающего по технологии полупроводниковых выпрямителей.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ ПРО ⇒ УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ КАРБЮРАТОРА

Генераторы старого типа, поставляющиеся на рынок с шунтовой схемой параллельного возбуждения, обмоткой, имеющей связь с АКБ, либо со схемой стартера, последовательно подключённого к обмоткам якоря, нашли всеобщее признание у производителей гибридных и электрических автомобилей как основной силовой агрегат. Мир же полностью перешёл на генераторы переменного тока, обладающие известными преимуществами, такими, компактность, повышенный КПД, усиленная мощность и сила тока при неизменной частоте вращения ротора. Внимание читателя заслуживают оба типа генератора, и в последующих частях мы рассмотрим, как устроены генераторы постоянного и переменного тока и разберём принцип их работы.

Как устроен генератор постоянного тока?

Оба устройства призваны вырабатывать электричество, используя механическую силу двигателя. Массивность генераторов постоянного тока объясняется тем, что в качестве статора там используется сам корпус устройства, и чем он больше, тем лучше, поэтому для достижения наиболее высоких показателей мощности, например, для грузовых автомобилей, такие генераторы должны быть поистине гигантских размеров.

Как же происходит выработка электричества генератором постоянного тока?

  1. После подключения генератора независимым, параллельным или смешанным способом, становится возможна его дальнейшая работа по превращению механической энергии в электрическую;
  2. Полюсное размещение обмоток со смещёнными пазами обеспечивает выработку переменного тока, при этом работа генератора практически бесшумная;
  3. Якорь, как токосъемная часть генератора, крепится на подшипники крышек, рабочая часть находится между обмотками и при вращении отдаёт накопленный переменный ток щёткам;
  4. Коллектор преобразует переменный ток в постоянный, который и становится «конечным продуктом» деятельности генератора постоянного тока и обеспечивает весь автомобиль электричеством.

При необходимости генераторы оснащают дополнительным комплектом обмоток, который предполагает наличие ещё одной пары щёток.

Как устроен генератор переменного тока?

Стандартный или компактный трёхфазный генератор переменного тока имеет намного меньшие габариты за счёт изменения конструкции статора, в качестве которого выступает отдельный модифицированный элемент и более эффективный ротор вместо якоря. В связи с этим у производителей отпала необходимость создавать массивные и тяжёлые корпуса, а токосъёмные свойства генератора при этом увеличились в несколько раз. Несмотря на разительные перемены в конструкции устройств разных поколений генераторов, принцип их работы практически ничем не различается.

Генератор переменного тока состоит из ротора, статора, трёхфазных медных намоток в качестве магнитопровода, шкива, являющегося продолжением ротора, принимающего крутящий момент от двигателя, графитовых щёток, регулятора напряжения и силового выпрямителя. Каждый из элементов компактно размещён в лёгком корпусе, представляющем собой парные алюминиевые крышки, соединённые болтами. Корпус крепится к кронштейнам двигателя через проушины так, чтобы шкив находился со стороны привода.

Рассмотрим устройство элементов генератора переменного тока более детально:

  1. Статор изготавливается из стальных листов, каждая его часть сваривается или клепается так, чтобы получилось 36 пазов, которые изолируются плёнкой, либо эпоксидной смолой. Обмотка статора осуществляется между пазами;
  2. Ротор представляет из себя две разнополюсные части с клинообразными выступами, у каждой из которых имеется как минимум шесть полюсов, закреплённых на валу. В случае фиксации на концах вала закалённой цапфы и подшипников, его изготовление предполагает использование твёрдой стали, при этом шкив фиксируется при помощи резьбы и паза;
  3. Электрографитные или меднографитовые щётки имеют пружинный способ прижатия. Первый вариант с более долгим сроком эксплуатации, контактируя с кольцом, значительно снижает напряжение в цепи;
  4. Диодные мосты в виде таблеток, надёжно закреплённых на охлаждающих элементах пайкой, или силовых диодов, размещённых в пластинах, выполняют функцию отвода тепла;
  5. Выпрямление переменного тока осуществляется вспомогательным узлом диодов, заключённых в герметичный блок, который имеет подключение в виде шины. Узел защищён от короткого замыкания специальным составом;
  6. Система охлаждения генератора выполняет важную функцию, влияющую на регулировку напряжения, которая напрямую зависит от температуры окружающего воздуха. Также регулятор справляется со скачками напряжения, которые неизбежно появляются в связи с изменением числа оборотов двигателя.

Как работает автомобильный генератор?

Работа генератора невозможна без приводной силы двигателя. Индукция электродвижущей силы, возникающая в области действия магнитного поля, создаёт напряжение на полукольцах, которое снимается напрямую и далее поступает по схеме в качестве постоянного тока до конечных потребителей.

Система зажигания двигателя: 1 – генератор;
2 – выключатель зажигания;
3 – распределитель зажигания;
4 – кулачок прерывателя;
5 – свечи зажигания;
6 – катушка зажигания;
7 – аккумуляторная батарея[/caption]

Особенности расположения генератора на картере в подкапотном пространстве предполагает наличие шкивов на самом генераторе и коленчатом валу, соединённых ременной передачей. Для такого типа соединения требуется система натяжения ремня, которая осуществляется при помощи опоры.

Современные генераторы переменного тока способны давать напряжение от 7 до 28 вольт и соответствующую мощность в районе 1380 ватт, хорошим показателем КПД в этом случае будет считаться отметка в 50-60%.

Пуск двигателя ознаменовывается повышенным током статора до значений в несколько сотен ампер, поэтому все приборы и сам двигатель до установления рабочих параметров генератора работают благодаря питанию аккумуляторной батареи.

Сразу после передачи вращающегося момента на шкив генератора, вращающийся якорь начинает создавать электромагнитное поле, которое в свою очередь запускает процесс движения переменного тока с обмоток на контактные кольца, щётки, и далее через выпрямитель постоянный ток поступает на аккумулятор и приборы, нуждающиеся в электричестве. Не всегда обороты двигателя могут обеспечить достаточную мощность генератора для питания особо мощных приборов, поэтому в случае недостатка электроэнергии в дело вступает аккумулятор.

Способ подключения генератора имеет решающее значения для автомобилей с разным потреблением электричества. Если на транспортном средстве установлено мощное оборудование, используется схема подключения «Треугольник». В стандартных моделях современных автомобилей генераторы подключаются по схеме «Звезда». Выходной ток в этом случае будет в 1,7 раза меньше, чем в первом случае, но со своей работой без дополнительной нагрузки он справляется отлично.

Основные неисправности

Механические, либо электрические неисправности неизбежно возникнут на определённом сроке эксплуатации генератора, ведь любое техническое устройство подвергается износу. Несмотря на надёжность и износоустойчивость в целом, в генераторе могут случаться поломки разного характера, как внешние, так и внутренние, определить которые на ранней стадии сможет только профессионал.

  1. Аккумулятор разряжается быстрее, чем заряжается, при этом может гореть лампа разряда аккумулятора;
  2. Слабый ток на приборы, который характеризуется тусклым горением ламп;
  3. Посторонние звуки в подкапотном пространстве должны служить косвенными признаками неисправности автомобильного генератора;
  4. Характерное пищание или вой, доносящиеся из генератора.

Нет необходимости говорить, что все эти признаки должны стать причиной для проведения срочной диагностики, которая может выявить неисправность:

  • Ременно-приводной системы, либо корпуса со всеми внешними составляющими;
  • Шкива, щёток, колец, или подшипников;
  • Регулятора напряжения;
  • Обмоток ротора или статора;
  • Выпрямителя;
  • Реле.

Любая неисправность устраняется исключительно заменой на новую запчасть. Проверка генератора на наличие поломок происходит по стандартной схеме – предохранитель, корпус, ремень, проводка, ротор, кольца и щётки.

Из наиболее трудоёмких работ считается замена подшипников и ремня. Менять эти детали необходимо до наступления их критического состояния.

Обмотки ротора должны иметь сопротивление в пределах от 1,8 до 5 ом, в противном случае они подлежат замене, как и обмотки ротора, главным признаком неисправности которых являются нереальные цифры на мультиметре. Выпрямитель подлежит замене, если показания на приборе не меняются в зависимости от расположения щупов. Окисленные контакты так же повод для полной замены диодного моста.

Итог

Некоторые неисправности в генераторе определяются лишь на специализированных стендах профессиональными мастерами. Несмотря на кажущуюся простоту, генератор сложен и непредсказуем даже для опытных автолюбителей. Залог долгой и нормальной работы генератора – это своевременное обслуживание в проверенных автосервисах и замена деталей на оригинальные запчасти.

Источник https://vaznetaz.ru/

Автомобильный генератор — как работает, из чего состоит и устройство

Генератор — основной источник электроэнергии машины. Расскажем подробно как работает, из чего состоит и его устройство внутри. Информация подойдет для начинающих и опытных автолюбителей.

Как работает

При пуске двигателя автомобиля основным потребителем электроэнергии является стартер, сила тока достигает сотен ампер, что вызывает значительное падение напряжения аккумулятора. В этом режиме потребители питаются только от аккумулятора, который интенсивно разряжается. Сразу после пуска двигателя генератор становится основным источником электроснабжения. Генератор авто является источником постоянной подзарядки аккумуляторной батареи во время работы двигателя. Если он не будет работать, аккумулятор быстро разрядиться. Он обеспечивает требуемый ток для заряда АКБ и работы электроприборов. После подзарядки аккумулятора, генератор снижает зарядный ток и работает в штатном режиме.

При включении мощных потребителей (например, обогревателя заднего стекла, фар) и малых оборотов двигателя суммарный потребляемый ток может быть больше, чем способен отдать генератор. В этом случае нагрузка ляжет на аккумулятор, и он начнет разряжаться.

Привод и крепление

Привод осуществляется от шкива коленчатого вала ременной передачей. Чем больше диаметр шкива на коленчатом валу и меньше диаметр шкива, тем выше обороты генератора, соответственно, он способен отдать потребителям больший ток. На современных машинах привод осуществляется поликлиновым ремнем. Благодаря большей гибкости он позволяет устанавливать на генераторе шкив малого диаметра и, следовательно, получать высокие передаточные отношения. Натяжение поликлинового ремня осуществляется натяжными роликами при неподвижном генераторе.

Устройство и из чего состоит

Любой генератор автомобиля содержит статор с обмоткой, зажатый между двумя крышками — передней, со стороны привода, и задней, со стороны контактных колец. Генераторы крепятся в передней части двигателя болтами на специальных кронштейнах. Крепежные лапы и натяжная проушина находятся на крышках. Крышки, отлитые из алюминиевых сплавов, имеют вентиляционные окна, через которые воздух продувается вентилятором. Генераторы традиционной конструкции снабжены вентиляционными окнами только в торцевой части, а «компактной» конструкции — еще на цилиндрической части над лобовыми сторонами обмотки статора. На крышке со стороны контактных колец крепятся щеточный узел, который объединен с регулятором напряжения, и выпрямительный узел. Крышки обычно стянуты между собой тремя или четырьмя винтами, причем статор оказывается зажат между крышками, посадочные поверхности которых охватывают статор по наружной поверхности.

Статор генератора

1 — сердечник, 2 — обмотка, 3 — пазовый клин, 4 — паз, 5 — вывод для соединения с выпрямителем

Статор набирается из стальных листов толщиной 0.8…1 мм, но чаще выполняется навивкой «на ребро». При выполнении пакета статора навивкой ярмо статора над пазами обычно имеет выступы, по которым при навивке фиксируется положение слоев друг относительно друга. Эти выступы улучшают охлаждение статора за счет более развитой наружной поверхности.

Необходимость экономии металла привела к созданию конструкции пакета статора, набранного из отдельных подковообразных сегментов. Скрепление между собой отдельных листов пакета статора в монолитную конструкцию осуществляется сваркой или заклепками. Практически все генераторы автомобилей массовых выпусков имеют 36 пазов, в которых располагается обмотка статора. Пазы изолированы пленочной изоляцией или напылением эпоксидного компаунда.

Ротор генератора

а — в сборе; б — полюсная система в разобранном виде; 1,3- полюсные половины; 2 — обмотка возбуждения; 4 — контактные кольца; 5 — вал

Особенностью автомобильных генераторов является вид полюсной системы ротора. Она содержит две полюсные половины с выступами — полюсами клювообразной формы по шесть на каждой половине. Полюсные половины выполняются штамповкой и могут иметь выступы. В случае отсутствия выступов при напрессовке на вал между полюсными половинами устанавливается втулка с обмоткой возбуждения, намотанной на каркас, при этом намотка осуществляется после установки втулки внутрь каркаса.

Валы роторов выполняются из мягкой автоматной стали. Но при применении роликового подшипника, ролики которого работают непосредственно по концу вала со стороны контактных колец, вал выполняется из легированной стали, а цапфа вала закаливается. На конце вала, снабженном резьбой, прорезается паз под шпонку для крепления шкива.

Во многих современных конструкциях шпонка отсутствует. В этом случае торцевая часть вала имеет углубление или выступ под ключ в виде шестигранника. Это позволяет удерживать вал от поворота при затяжке гайки крепления шкива, или при разборке генератора, когда необходимо снять шкив и вентилятор.

Щеточный узел

Это конструкция, в которой размещаются щетки т.е. скользящие контакты. В автомобильных генераторах применяются щетки двух типов — меднографитные и электрографитные. Последние имеют повышенное падение напряжения в контакте с кольцом по сравнению с меднографитными. Они обеспечивают значительно меньший износ контактных колец. Щетки прижимаются к кольцам усилием пружин.

Выпрямительные узлы

Применяются двух типов. Это пластины-теплоотводы, в которые запрессовываются диоды силового выпрямителя или конструкции с сильно развитым оребрением и диоды припаиваются к теплоотводам. Диоды дополнительного выпрямителя имеют обычно пластмассовый корпус цилиндрической формы или в виде горошины или выполняются в виде отдельного герметизированного блока, включение в схему которого осуществляется шинками.

Наиболее опасным является замыкание пластин теплоотводов, соединенных с «массой» и выводом «+» генератора случайно попавшими между ними металлическими предметами или проводящими мостиками, образованными загрязнением, т.к. при этом происходит короткое замыкание по цепи аккумуляторной батареи и возможен пожар.


Во избежание этого пластины и другие части выпрямителя генераторов частично или полностью покрывают изоляционным слоем. В монолитную конструкцию выпрямительного блока теплоотводы объединяются в основном монтажными платами из изоляционного материала, армированными соединительными шинками.

Подшипниковые узлы

Это радиальные шариковые подшипники с одноразовой закладкой пластичной смазки на весь срок службы и одно или двухсторонними уплотнениями, встроенными в подшипник. Роликовые подшипники применяются только со стороны контактных колец и достаточно редко, в основном, американскими фирмами. Посадка шариковых подшипников на вал со стороны контактных колец — обычно плотная, со стороны привода — скользящая, в посадочное место крышки наоборот — со стороны контактных колец — скользящая, со стороны привода — плотная. Охлаждение генератора авто осуществляется одним или двумя вентиляторами, закрепленными на его валу. При этом у традиционной конструкции генераторов воздух засасывается центробежным вентилятором в крышку со стороны контактных колец. У генераторов, имеющих щеточный узел, регулятор напряжения и выпрямитель вне внутренней полости и защищенных кожухом, воздух засасывается через прорези этого кожуха, направляющие воздух в наиболее нагретые места — к выпрямителю и регулятору напряжения.
Система охлаждения: а — устройства обычной конструкции; б — для повышенной температуры в подкапотном пространстве; в — устройства компактной конструкции. Стрелками показано направление воздушных потоков На автомобилях с плотной компоновкой подкапотного пространства применяют генераторы со специальным кожухом, через который в него поступает холодный забортный воздух. У генераторов «компактной» конструкции охлаждающий воздух забирается со стороны как задней, так и передней крышек.

Для чего нужен регулятор напряжения

Регуляторы поддерживают напряжение генератора в определенных пределах для оптимальной работы электроприборов, включенных в бортовую сеть автомобиля. Генераторы оснащаются полупроводниковыми электронными регуляторами напряжения, встроенными внутрь корпуса. Схемы их исполнения и конструктивное оформление могут различаться, но принцип работы одинаков.

Регуляторы напряжения обладают свойством термокомпенсации — изменения напряжения, подводимого к аккумуляторной батарее, в зависимости от температуры воздуха в подкапотном пространстве для оптимального заряда АКБ. Чем ниже температура воздуха, тем большее напряжение должно подводиться к батарее и наоборот. Величина термокомпенсации достигает до 0,01 В на 1°С. Некоторые модели выносных регуляторов имеют ручные переключатели уровня напряжения (зима/лето).

Как работает электрический генератор — ООО «УК Энерготехсервис»

Компания «Cистемотехника» занимается производством и продажей энергетического оборудования.

Оказываем комплексные услуги по поставке, монтажу и обслуживанию систем бесперебойного электроснабжения по оптимальным ценам в Москве.

Работа электрогенерирующего оборудования основывается на принципе конвертации механической энергии, получаемой из внешнего источника, в электроэнергию. Иными словами, устройство не вырабатывает самостоятельно электричество.

Происходит усиление движения возникающих в проводах его обмотки электрических зарядов, которые проходя через внешнее кольцо циркуляции, отдают свою энергию.

В результате на выходе образуется электрический ток, который и поступает в сеть от электростанции.

С научной точки зрения принцип называется «магнитной индукцией» и был обнаружен Майклом Фарадеем в 19 веке. Ученый физик установил, что перемещением электрического проводника в магнитном поле рождается поток зарядов. Между двумя концами проводника, в частности, провода, создается разность напряжений, который усиливает движение зарядов, превращая их в электричество.

Перейти в каталог генераторного оборудования:

Это неотъемлемая часть электростанции, которая осуществляет преобразование механической мощности в электрическую энергию. Состоит устройство из неподвижных и подвижных модулей, которые вмонтированы в его корпус. Все элементы работают в синхронном режиме, усиливая движение между электрическими и магнитными полями, что рождает электричество.

Ротор, как подвижный модуль, создает вращающееся магнитное поле. Выполняется это несколькими способами:

  • индукцией, которая происходит в синхронном бесщеточном генераторе, которые, как правило, имеют достаточно внушительные габариты;
  • постоянными магнитами, используемыми в малых генераторах;
  • с помощью задающего возбудителя, активизирующего ротор через сборку щеток и токопроводящих контактных колец.

Подвижным ротором вокруг статора вырабатывается вращающееся магнитное поле и вызывается разность напряжений в обмотке. Таким образом производится на выходе переменный ток.

Факторы, влияющие на эффективность работы синхронного генератора:

  • металлический или пластиковый корпус. В первом случае устройство отличается большей долговечностью. Пластик же со временем деформируется и может стать причиной повреждения внутренних элементов, создавая таким образом аварийную ситуацию и опасность для пользователя.
  • шариковый или игольчатый подшипник: первый более предпочтителен в силу большей его износостойкости.
  • в бесщеточном генераторе не используются щетки, благодаря чему отличается производством более чистой энергии на фоне меньшего технического обслуживания.

Двигатель

С помощью этого элемента образуется механическая энергия для работы миниэлектростанции. Его размер напрямую зависит от максимальной мощности электростанции. Кроме того, существует множество факторов, влияющих на функциональность двигателя:

  • вид топлива, используемое для работы двигателя. Это могут быть бензин, дизельное топливо, природный газ или пропан. Бытовые электростанции, как правило, работают на бензине, промышленные же электростанции – на дизельном топливе, природном газу, жидком или газообразном пропане. Есть модификации, работающие на комбинированном виде топлива – дизеле и газу.
  • верхнее расположение клапанов OHV. Впускные и выпускные клапаны таких двигателей располагаются не на блоке цилиндров, а на их верхушке. Данные модели имеют более высокую стоимость, что обусловлены дополнительными преимуществами. Это компактный дизайн, упрощенная рабочая механика, удобство в использовании, а также долговечность конструкции. Кроме того, их работа отличается низким уровнем шума и меньшим уровнем выбросов.
  • чугунная гильза в цилиндре двигателя, используемая в качестве подкладки. Таким способом уменьшается износ двигателя, что увеличивает доремонтный срок службы. Такая чугунная гильза используется в большинстве устройств с верхним расположением клапанов. Как элемент, эта подкладка имеет невысокую стоимость, однако очень важна, особенно в случаях частого использования электростанции.

Система подачи топлива

Топливный резервуар обычно имеет достаточный объем для поддержания стабильной работы электростанции на период от 6 до 8 часов. На малых устройствах бак устанавливается в верхней части корпуса. Для промышленной установки применяется наружный резервуар.

Характеристики системы:

  • соединение трубопроводов с двигателем. Таким путем осуществляется подача топлива к работающему модулю и обратно.
  • вентиляционная труба для топливного бака необходима для снижения уровня давления при повторном заполнении или сливе резервуара. Крайне важно при этом обеспечить контакт металлических поверхностей сопла наполнителя и топливного бака во избежание искр.
  • сливное соединение с дренажной трубой используется для предотвращения протечек жидкости во время слива.
  • топливный насос отвечает за перемещение топлива от основного хранилища в точку потребления. Данное устройство имеет электропривод.
  • топливный фильтр очищает жидкость от иных примесей, способных привести к коррозии и загрязнению внутренних модулей оборудования.
  • инжектор автоматически управляет поступлением необходимого объема жидкости в камеру сгорания.

Регулятор напряжения AVR

Этот модуль осуществляет регулировку выходного напряжения электростанции. Устройство состоит из нескольких компонентов:

  • регулятор напряжения контролирует процесс преобразования переменного напряжения в постоянный электроток. Затем происходит его подача на вторичную обмотку статора.
  • возбудитель обмотки необходим для генерирования небольшого количества переменного тока. Напрямую связан с вращающимся выпрямителем тока.
  • вращающийся выпрямитель тока осуществляет выпрямление переданного с возбудителя обмотки переменного тока с последующей конвертацией его в постоянный. Затем выполняется его подача на ротор, где в дополнение к вращающемуся магнитному полю создается и электромагнитное напряжение.
  • ротору отводится роль индукции большого количества переменного напряжения на обмотку статора.

Регулятор напряжения максимально задействован в начальном периоде запуска установки. Как только устройство выходит на полную работоспособность, модуль снижает выработку постоянного тока. В состоянии равновесия регулятор напряжения производит только необходимое количество мощности для поддержания электростанции в рабочем состоянии.

При увеличении нагрузки на электростанцию, регулятор напряжения выходит из состояния равновесия и активизирует свою работу, пока мощность оборудования не выйдет на показанный уровень потребления.

В нашем каталоге Вы можете ознакомиться с примерами дизельных генераторов с АВР >>

Установка выхлопа и охлаждения двигателя электростанции

Включает в себя:

  • Систему охлаждения электростанции, используемую для снижения уровня перегрева рабочего устройства. В качестве антифриза используется вода, водород, а также стандартный радиатор и вентилятор. За уровнем охлаждения следует периодически наблюдать, чтобы предотвратить аварийную ситуацию. Система требует постоянной очистки от загрязнений, выполняемую через каждые 600 часов работы. Следует обеспечить приток к устройству свежего воздуха: по действующим нормам в радиусе от электрогенерирующей установки должно быть не меньше метра свободного пространства.
  • Систему выхлопа. В процессе сгорания топлива образуется отработанный газ, содержащий высокотоксичные химические соединения. Очень важно создать эффективную систему утилизации выхлопов с использованием вытяжек.

Система смазки

Электростанция в комплекте имеет множество движущихся модулей, эффективность работы которых зависит и от содержания смазочных веществ. Для чего в помпе всегда находится специальное масло, уровень которого следует контролировать каждые 8 часов. Также необходимо строго отслеживать возможные протечки смазывающего вещества.

Зарядное устройство

Запуск электростанции осуществляется с помощью аккумулятора. Эта батарея должна быть всегда заряженной, за что отвечает зарядное устройство. Оно снабжает аккумулятор необходимым количеством «плавающей» энергии, которая и производит подзарядку емкости. Важно следить за уровнем этой энергии: снижение приведет к неполной зарядке аккумулятора, а повышенный уровень выведет его из строя.

Изготавливается зарядное устройство из нержавеющей стали, чтобы увеличить срок службы модуля. Его работа полностью автоматизирована и не требует вмешательства в параметры.

Постоянное напряжение на выходе определяется на уровне на 2. 33 Вольт на ячейку.

Зарядное устройства обладает отдельным постоянным напряжением, которое может привнести сбои в нормальное функционирование электрооборудования.

Панель управления

Модуль снабжен упрощенным интерфейсом, на котором отображены все положения управляемых элементов. Каждый производитель предлагает собственный вариант панели.

Электрическое включение и выключение автоматически запускает электростанцию в рабочее состояние в случае необходимости. И отключает, когда деятельность устройства нецелесообразна.

Механическое устройство прибора отображает на датчиках наиболее важные параметры по давлению масла, температуре охлаждения, напряжению батареи, скорости вращения двигателя и длительности работы. При превышении нормы электростанция автоматически отключается.

Датчики мини электростанции отвечают за измерение выходного тока, напряжения и рабочей частоты. Иные виды контроля: переключатель частоты, фазовый селекторный переключатель и переключатель режимов двигателя.

Рама / Корпус

Основная конструкция служит генераторному оборудованию главной поддержкой и имеет выполненный под заказ корпус. В случаях, когда предполагается перемещение оборудования, рама может быть дополнительно оснащена шасси.

Для наглядности, вы можете посмотреть нашу продукцию из раздела передвижные дизельные генераторы >>

Генераторы тока: переменного и постоянного

Отсутствие электричества сегодня не становится проблемой как в быту, так и в промышленности. Широкий ассортимент генераторов тока позволяет решить проблему быстро, с минимальными трудозатратами. Резервные источники питания незаменимы в современной реальности — всему нужна электроэнергия.

Гарантии, что подачу электроэнергии не прекратят в самый неподходящий момент – не может дать ни она организация.

Поэтому резервная электростанция на базе генератора постоянного или переменного тока  — важное, а зачастую незаменимое оборудование, которое обеспечивает непрерывность производства, комфорт в бытовой сфере, безопасность и непрерывность технологических процессов.

Что такое генератор тока

Когда нет электрической энергии, требуется получить её из другого источника. Наши предки, например, использовали силу ветра, течения рек. Впрочем, сегодня подобную энергию применяют, если не жалко времени и сил на возведение плотин и ветряков.

Генераторы тока стандартно «работают» на топливе, за счет вращения обмотки в магнитном поле преобразовывая механическую энергию вращения в электричество. Ток возникает в замкнутом контуре, протекает по обмоткам, когда к электростанции подключается потребитель — именно так работает генератор тока.

В зависимости от того, как вращается магнитное поле (при неподвижном или подвижном проводнике) различают два типа этих электрических машин — генераторы постоянного или переменного тока.

В чем разница между постоянным и переменным током

Вспоминаем уроки физики. Электроток — заряженные микрочастицы, которые «бегут» в определенном направлении. У постоянного тока частицы движутся по прямой, в одном направлении от минуса к плюсу. У переменного движение электронов идет по синусоиде с определенной частотой (полярность между проводами меняется несколько раз за заданный промежуток времени).

Разница между движением заряженных частиц заложена в принцип работы генераторов электрического тока. Для простого обывателя можно сказать так: в розетке — переменный, в батарейке — постоянный. В качестве частного случая, с очень большим упрощением, можно сказать так: всё что с напряжением до 48 Вольт — всё постоянный, всё что от 100 до 500 Вольт — переменный.

Автор статьи и специалисты Mototech прекрасно осведомлены о том, что и постоянный ток может иметь практически любое напряжение (например, 380 Вольт на шине постоянного тока в ИБП), так же как и переменный ток для узких задач. 

В чем конструктивная разница между генераторами

Несмотря на то, что конечный результат работы электростанций один — потребитель получает электроэнергию, методы преобразования механической энергии в электродвижущую силу и электричество различаются. Элементы (комплектующие) также отличны.

Особенности конструкции генераторов переменного тока

Электростанция такого типа состоит из:

  • Внешней силовой рамы, изготовленной из высокопрочных сплавов. Корпус рассчитан на интенсивную нагрузку, возникающую при передаче магнитного потока от полюса к полюсу. Проще говоря: чугунный кожух не «пробивается» разрядами тока.
  • Магнитных полюсов, закрепленные на корпусе болтами или шпильками. На «плюс» и «минус» монтируется обмотка.
  • Статора. Остов с катушкой возбуждения изготавливают из ферромагнитных материалов, на сердечнике устанавливают магнитные полюса, которые и образуют магнитное поле.
  • Вращающегося ротора (якоря). Задача магнитопровода — снизить вихревые токи и повысить КПД генератора постоянного тока.
  • Коммутационного узла, оснащенного щетками (обычно изготовленными из графита) и коллекторными пластинами из меди.

Полюсов может быть несколько (число минусов и плюсов всегда идентично). Поэтому сегодня потребитель может купить электростанцию необходимой мощности и обеспечить электричеством как дом, так и промышленный объект.

Особенности конструкции генератора переменного тока

Конструктивной разницы в статоре и роторе между устройствами постоянного и переменного тока нет. Практически идентичны и силовые рамы. Существенное отличие в комплектации коммуникационного узла. Каждый выход механизма помимо щеток оснащен токопроводящими кольцами. «Закольцованный» ток движется по синусоиде и несколько раз в секунду достигает пика мощности. По типу устройства, характеристикам и принципу работы современные генераторы переменного тока делятся на синхронные и асинхронные.

Специфика синхронного устройства: скорость вращения ротора равна скорости вращения магнитного поля в рабочем зазоре.

Асинхронным машинам характерны:

  • отсутствие электрической связи с ротором;
  • вращение якоря под воздействием остаточного механизма статора;
  • измененная электрическая нагрузка на статоре.

Такие агрегаты могут быть однофазными и трехфазными.

Принцип работы генератора постоянного тока

Простейший  по конструкции генератор работает следующим образом:

  • Рамка вращается вокруг оси, расположенная на корпусе обмотка регулярно проходит через «минус» и «плюс» полюсов.
  • Каждый раз при достижении разнополюсных точек, происходит смена направления тока на противоположное.
  • Выходной цепи благодаря полукольцу, расположенному на коллекторном узле, создается постоянный ток.
  • С помощью щеток с положительного или отрицательного полюса снимается потенциал и по схеме передается потребителю.

Такая схема работает в простейшей конструкции, с одним плюсом и минусом, если положительных/отрицательных точек больше, ЭДС и ориентировочное количество электроэнергии рассчитываются по формуле.

К преимуществам генераторов постоянного тока относят:

  • небольшой вес и компактность агрегата;
  • возможность использовать в экстремальных условиях;
  • отсутствие потерь, связанных с вихревыми токами.

Минус: на большую мощность при использовании устройств такого типа рассчитывать не стоит.

Принцип работы генератора переменного тока

Устройства такого типа преобразуют механику в электроэнергию, вращая проволочную катушку в магнитном поле. Ток вырабатывается, когда силовые линии пересекают обмотку. До тех пор, пока магнитное поле соприкасается с проводником, в нем индуцируется электроток. Идентичный принцип действует и в случае, если рамка вращается относительно магнита, пересекая силовые линии.

Основные достоинства генераторов переменного тока

В электростанциях с синусоидальной подачей тока отсутствует реактивная мощность. То есть весь запас электроэнергии (с вычетом потерь на проводах) расходуется на нужды потребителя, а не на поддержание работоспособности устройства.

Плюсами использования генераторов переменного тока являются:

  • большая выходная мощность при одинаковых габаритах устройств постоянного и переменного тока;
  • выработка электроэнергии на низких скоростях вращения ротора;
  • проще конструкция и схема, соответственно, меньше узлов, нуждающихся в техобслуживании и ремонте;
  • конструкция токосъемного узла отличается большей надежностью;
  • больше эксплуатационный ресурс и меньше эксплуатационные затраты.

Дополнительное преимущество: агрегаты с трехфазным питанием можно использовать для питания высоковольтных потребителей.

Где применяются генераторы постоянного и переменного тока

Оба вида генераторов популярны в бытовой и промышленной сфере. Станции постоянного тока нашли применение в сфере транспорта. Так, в трамваях, троллейбусах обычно установлены двигатели, работающие на постоянном токе. Низковольтные устройства незаменимы для питания систем освещения в местах, где нет доступа к централизованной подачи электроэнергии.

Например, на борту самолетов. Если большая мощность — не основополагающая характеристика электростанции, то генераторы постоянного тока отлично справятся с питанием оборудования в учебных, медицинских учреждениях, лабораториях. Полноценные дизельные электростанции постоянного тока используются на аэродромах для зарядки и питания бортовых систем летной техники.

 

Электростанции переменного тока необходимы практически для всего остального. 99% того, что питается от централизованной сети — это устройства переменного тока. Соответственно, аварийное питание этих объектов так же должно осуществляться от соответствующего оборудования. 

Мototech специализируется на продаже электростанций различного типа. Поможем выбрать оптимальный вариант электростанции мощностью от 5 до 6000 кВА и конечно же, это будут электростанции переменного тока.

Мы обеспечим сопроводительные строительные и электромонтажные работы, грамотную пуско-наладку и обслуживание устройств.

С клиентами работают сотрудники с энергетическим образованием, поэтому квалифицированную информацию, ответы на вопросы и правильные расчеты характеристик в соответствии с вашими потребностями гарантируем.

Принцип работы генератора переменного и постоянного тока

Как известно, при прохождении тока через проводник (катушку) образуется магнитное поле. И, наоборот, при движении проводника вверх-вниз через линии магнитного поля возникает электродвижущая сила.

Если движение проводника медленное, то соответственно возникающий электрический ток будет слабым.

Значение тока прямо пропорционально напряженности магнитного поля, числу проводников, и соответственно скорости их движения.

Простейший генератор тока состоит из катушки, изготовленной в виде барабана, на которую намотана проволока. Катушка крепится на валу. Барабан с проволочной обмоткой еще называют якорем.

генератор тока

Для снятия тока с катушки, конец каждого провода припаивается к токособирающим щеткам. Эти щетки должны быть полностью изолированы друг от друга.

Электрический мотор

Генератор переменного тока

генератор переменного тока

При вращении якоря вокруг своей оси происходит изменение электродвижущей силы. Когда виток поворачивается на девяносто градусов сила тока максимальная. При следующем повороте падает к значению нуля.

генератор переменного тока

Полный оборот витка в генераторе тока создает период тока или, другими словами, переменный ток.

Генератор постоянного тока

Генератор постоянного тока

Для получения постоянного тока используется переключатель. Он представляет собой разрезанное кольцо на две части, каждая из которых присоединена к разным виткам якоря. При правильной установке половинок кольца и токособирающих щеток, за каждый период изменения силы тока в устройстве, во внешнюю среду будет поступать постоянный ток.

Генератор постоянного тока

Крупный промышленный генератор тока имеет неподвижный якорь, именуемый статором. Внутри статора вращается ротор, создающий магнитное поле.

Обязательно прочитайте статьи про автомобильные генераторы:

В любом автомобиле есть генератор тока, работающий при движении машины для питания электрической энергией аккумулятора, систем зажигания, фар, радиоприемника и т. д. Обмотка возбуждения ротора является источником магнитного поля. Для того чтобы магнитный поток обмотки возбуждения подводился без потерь к обмотке статора, катушки помещают в специальные пазы стальной конструкции.

автомобильный генератор тока

Таким образом, генератор тока является современным устройством, способный преобразовывать энергию механического движения в электрическую.

IT News

Дата Категория: Физика

Генератор превращает механическую энергию в электрическую путем вращения проволочной катушки в магнитном поле. Электрический ток вырабатывается и тогда, когда силовые линии движущегося магнита пересекают витки проволочной катушки {рисунок справа). Электроны {голубые шарики) перемещаются по направлению к положительному полюсу магнита, а электрический ток течет от положительного полюса к отрицательному. До тех пор, пока силовые линии магнитного поля пересекают катушку (проводник), в проводнике индуцируется электрический ток.

Аналогичный принцип работает и при перемещении проволочной рамки относительно магнита {дальний рисунок справа), т. е. когда рамка пересекает силовые линии магнитного поля.

Индуцированный электрический ток течет таким образом, что его поле отталкивает магнит, когда рамка приближается к нему, и притягивает, когда рамка удаляется. Каждый раз, когда рамка изменяет ориентацию относительно полюсов магнита, электрический ток также изменяет свое направление на противоположное.

Все то время, пока источник механической энергии вращает проводник (или магнитное поле), генератор будет вырабатывать переменный электрический ток.

Принцип действия генератора переменного тока

Простейший генератор переменного тока состоит из проволочной рамки, вращающейся между полюсами неподвижного магнита. Каждый конец рамки соединен со своим контактным кольцом, скользящим по электропроводной угольной щетке (рисунок над текстом).

Индуцированный электрический ток течет к внутреннему контактному кольцу, когда соединенная с ним половина рамки проходит мимо северного полюса магнита, и, наоборот, к внешнему контактному кольцу, когда мимо северного полюса проходит другая половина рамки.

Трехфазный генератор переменного тока

Одним из наиболее экономически выгодных способов выработки сильного переменного тока является использование одного магнита, вращающегося относительно нескольких обмоток. В типичном трехфазном генераторе три катушки расположены равноудалено от оси магнита. Каждая катушка вырабатывает переменный ток, когда мимо нее проходит полюс магнита (правый рисунок).

Изменение направления электрического тока

Когда магнит вдвигается в проволочную катушку, он индуцирует в ней электрический ток. Этот ток заставляет стрелку гальванометра отклоняться в сторону от нулевого положения. Когда магнит вынимается из катушки, электрический ток изменяет свое направление на противоположное, и стрелка гальванометра отклоняется в другую сторону от нулевого положения.

Переменный ток

Магнит не будет индуцировать электрический ток до тех пор, пока его силовые линии не начнут пересекать проволочную петлю. Когда полюс магнита вдвигается в проволочную петлю, в ней индуцируется электрический ток. Если магнит прекращает движение, электрический ток (голубые стрелки) также прекращается (средняя диаграмма). Когда магнит вынимается из проволочной петли, в ней индуцируется электрический ток, текущий в противоположном направлении.

Как работает электрогенератор

Электрогенератор – один из составляющих элементов автономной электростанции, а также многих других. По сути, он и является самым важным элементом, без которого невозможна выработка электрической энергии. Электрогенератор преобразует вращательную механическую энергию в электрическую. Принцип его действия основан на так называемом явлении самоиндукции, когда в проводнике (катушке), двигающемся в силовых линиях магнитного поля возникает электродвижущая сила (ЭДС), которую можно (для лучшего понимания вопроса) назвать электрическим напряжением (хотя это и не одно и то же).

Составными частями электрического генератора являются магнитная система (в основном используются электромагниты) и система проводников (катушек).

Первая создает магнитное поле, а вторая, вращаясь в нем, преобразует его в электрическое. Дополнительно в генераторе есть еще и система отвода напряжения (коллектор и щетки, соединение катушек определенным образом).

Она собственно связывает генератор с потребителями электрического тока.

Получить электроэнергию можно и самому, проведя самый простейший опыт. Для этого нужно взять два разнополюсных магнита или повернуть два магнита разными полюсами друг к другу, и поместить между ними металлический проводник в виде рамки. К ее концам подключить небольшую (слабомощную) электрическую лампочку.

Если рамку начать вращать в ту или другую сторону, лампочка начнет светится, то есть на концах рамки появилось электрическое напряжение, а через ее спираль потек электрический ток.

Точно также происходит в электрогенераторе, стой лишь разницей, что в электрогенераторе более сложная система электромагнитов и намного сложнее катушка из проводников, обычно медных.

Электрогенераторы различаются как по типу привода, так и по виду выходного напряжения. По типу привода, который приводит его в движение:

  • Турбогенератор – приводится в движение при помощи паровой турбины или газотурбинного двигателя. В основном используются на больших (промышленных) электростанциях.
  • Гидрогенератор – приводится в движение при помощи гидравлической турбины. Применяется также на больших электростанциях, работающих посредством движения речной и морской воды.
  • Ветрогенератор – приводится в движение при помощи энергии ветра. Используется как в маленьких (частных) ветряных электростанциях, так и в больших промышленных.
  • Дизель-генератор и бензо-генератор приводятся в движение соответственно дизельным и бензиновым двигателем.

По виду выходного электрического тока:

  • Генераторы постоянного тока – на выходе получаем постоянный ток.
  • Генераторы переменного тока. Бывают однофазные и трехфазные, с однофазным и трехфазным выходным переменным током соответственно.

Различные типы генераторов имеют свои конструктивные особенности и практически несовместимые узлы. Объединяет их лишь общий принцип создания электромагнитного поля путем взаимного вращения одной системы катушек относительно другой либо относительно постоянных магнитов. Ввиду этих особенностей ремонт генераторов или их отдельных компонентов под силу только квалифицированным специалистам.

Электрические генераторы

Генераторы — электрические машины производящие электроэнергию

Электрогенераторы — это электрические машины, преобразующие механическую энергию в электрическую энергию.

Действие электрических генераторов основано на принципе электромагнитной индукции: в проводе, движущемся в магнитном поле, наводится электродвижущая сила — ЭДС. 

Электрические генераторы могут производить как постоянный, так и переменный ток. Слово генератор (generator) переводится с латыни как производитель.

Известными поставщиками генераторов на мировой рынок являются такие компании как: Mecc Alte, ABB, General Electric (GE), Siemens AG.

Электрические  генераторы постоянного тока 

Долгое время электрические генераторы постоянного тока были единственными типом источника электроэнергии.

В обмотке якоря генератора постоянного тока индуктируется переменный ток, который преобразуется в постоянный ток электромеханическим выпрямителем — коллектором. Однако процесс выпрямления тока коллектором связан с повышенным износом коллектора и щеток, особенно при большой частоте вращения якоря генератора.

1– коллектор; 2 – щетки; 3 – магнитные полюса; 4 – витки; 5 – вал; 6 – якорь 

Генераторы постоянного тока различают по характеру их возбуждения — независимого возбуждения и самовозбуждением.

В генераторах с электромагнитным возбуждением обмотка возбуждения, располагаемая на главных полюсах, подключается к независимому источнику питания.

Генераторы с магнитоэлектрическим возбуждением возбуждаются постоянными магнитами, из которых изготовляются полюсы машины.

Генераторы постоянного тока находят применение в тех отраслях промышленности, где по условиям производства предпочтительным является постоянный ток — на предприятиях металлургической и электролизной промышленности, на транспорте, судах и др. Генераторы постоянного тока используются на электростанциях в качестве возбудителей синхронных генераторов и источников постоянного тока.

Мощность генераторов постоянного тока может достигать десятка мегаватт.

Генераторы переменного тока

Генераторы переменного тока позволяют получать большие токи при достаточно высоком напряжении. В настоящее время имеется несколько типов индукционных генераторов.

Они состоят из электромагнита или постоянного магнита, создающие магнитное поле, и обмотки, в которой индуцируется переменная ЭДС. Так как ЭДС, наводимые в последовательно соединенных витках, складываются, то амплитуда ЭДС индукции в рамке пропорциональна числу витков в ней.

Она пропорциональна также амплитуде переменного магнитного потока через каждый виток. Для получения большого магнитного потока в генераторах применяют специальную магнитную систему, состоящую из двух сердечников, сделанных из электротехнической стали.

Обмотки, создающие магнитное поле, размещены в пазах одного из сердечников, а обмотки, в которых индуцируется ЭДС, — в пазах другого. Один из сердечников (обычно внутренний) вместе со своей обмоткой вращается вокруг горизонтальной или вертикальной оси.

Поэтому он называется ротором.

Неподвижный сердечник с его обмоткой называют статором. Зазор между сердечниками статора и ротора делают как можно меньшим. Этим обеспечивается наибольшее значение потока магнитной индукции. В больших промышленных генераторах вращается электромагнит, который является ротором, в то время как обмотки, в которых наводится ЭДС, уложены в пазах статора и остаются неподвижными.

Подводить ток к ротору или отводить его из обмотки ротора во внешнюю цепь приходится при помощи скользящих контактов. Для этого ротор снабжается контактными кольцами, присоединенными к концам его обмотки. Неподвижные пластины — щетки — прижаты к кольцам и осуществляют связь обмотки ротора с внешней цепью.

Сила тока в обмотках электромагнита, создающего магнитное поле, значительно меньше силы тока, отдаваемого генератором во внешнюю цепь. Поэтому генерируемый ток удобнее снимать с неподвижных обмоток, а через скользящие контакты подводить сравнительно слабый ток к вращающемуся электромагниту.

Этот ток вырабатывается отдельным генератором постоянного тока (возбудителем), расположенным на том же валу.

В маломощных генераторах магнитное поле создается вращающимся постоянным магнитом. В таком случае кольца и щетки вообще не нужны. Появление ЭДС в неподвижных обмотках статора объясняется возникновением в них вихревого электрического поля, порожденного изменением магнитного потока при вращении ротора.

Обмотки возбуждения синхронных генераторов бывают двух типов: с явнополюсными и неявнополюсными роторами. В генераторах с явнополюсными роторами полюса, несущие обмотки возбуждения, выступают из индуктора.

Генераторы такого типа рассчитаны на сравнительно низкие частоты вращения, для работы с приводом от поршневых паровых машин, дизельных двигателей, гидротурбин. Паровые и газовые турбины используются для привода синхронных генераторов с неявнополюсными роторами.

Ротор такого генератора представляет собой стальную поковку с фрезерованными продольными пазами для витков обмотки возбуждения, которые обычно выполняются в виде медных пластин.

Витки закрепляются в пазах, а поверхность ротора шлифуется и полируется для снижения уровня шума и потерь мощности, связанных с сопротивлением воздуха.

Обмотки генераторов по большей части делают трехфазными — на выходных зажимах генератора вырабатываются три синусоидальных напряжения переменного тока, поочередно достигающих своего максимального амплитудного значения. В механике редко встречается подобное сочетание движущихся частей, которые могли бы порождать энергию столь же непрерывно и экономично.

Мощные синхронные генераторы охлаждаются водородом. Современный генератор электрического тока — это внушительное сооружение из медных проводов, изоляционных материалов и стальных конструкций. При размерах в несколько метров важнейшие детали генераторов изготовляются с точностью до миллиметра.  

Дополнительная тематическая информация: турбогенераторы

«Как работает генератор переменного тока?» – Яндекс.Кью

Генератор переменного тока превращает механическую энергию в электрическую, путем вращения проволочной катушки в магнитном поле. Электрический ток вырабатывается и тогда, когда силовые линии движущегося магнита пересекают витки проволочной катушки.

Электроны перемещаются по направлению к положительному полюсу магнита, а электрический ток течет от положительного полюса к отрицательному. До тех пор, пока силовые линии магнитного поля пересекают катушку (проводник), в проводнике индуцируется электрический ток.

Аналогичный принцип работает и при перемещении проволочной рамки относительно магнита, когда рамка пересекает силовые линии магнитного поля. Индуцированный электрический ток течет таким образом, что его поле отталкивает магнит, когда рамка приближается к нему, и притягивает, когда рамка удаляется.

Каждый раз, когда рамка изменяет ориентацию относительно полюсов магнита, электрический ток также изменяет свое направление на противоположное. Все то время, пока источник механической энергии вращает проводник (или магнитное поле), генератор будет вырабатывать переменный электрический ток.

Асинхронный двигатель состоит из статора — неподвижной части в которой крепится одна часть намоток(катушек) из проводов и ротора — подвижная часть, вал на котором крепится вторая часть намоток.

Намотки на валу к электросети не подключаются, а намотки статора подключается к электросети переменного тока. При появлении тока в катушках статора создаётся магнитное поле, а за счёт того, что ток переменный, магнитное поле изменяется. Из-за этого изменения возникают магнитные потоки, действующие на ротор, заставляющие его вращаться.

Прочитать ещё 1 ответУчёный, педагог, аспирант, ведущий инженер в области радиосвязи

Принцип работы достаточно простой.

В трансформаторе первичная и вторичная катушки соединены сердечником, первичная катушка находится в зарядке и создаёт изменяющееся магнитное поле которое возбуждает эдс (электричество) во второй катушке которое после некоторых преобразований поступает на аккумулятор вашего устройства.

Во времена всеобщей лжи говорить правду — это экстремизм

В моменты торможения основной двигатель электромобиля работает в режиме рекуперации, то есть отдаёт энергию обратно на аккумулятор.

Эта технология придумана далеко не вчера, такое же было и в гибридных авто и даже в электричках это используется. Уже десятки лет электрички тоже отдают энергию обратно в сеть, при торможении. Генератор не нужен, он лишь снизит общий КПД системы, отнимая мощность двигателя.

Таким образом, основной движок как раз и работает в режиме генератора лишь тогда, когда это имеет смысл.

Прочитать ещё 35 ответов

Магнитное поле состоит из виртуальных фотонов магнитного типа. Работает очень просто. Виртуальный фотон, попадая в объект, который способен его поглотить, передаёт этому объекту соответствующие энергию, импульс, момент импульса.

Именно так передаётся энергия от первичной обмотки трансформатора ко вторичной обмотке.

к.п. н., широкий круг интересов

Энергия — физическая величина, характеризующая состояние системы, общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи. Если на физическую систему воздействовать силой, то энергия системы меняется.

Физическая величина «работа» является мерой действия силы, мерой изменения энергии системы. В результате совершения работы могут меняться потенциальная, кинетическая, внутренняя и другие виды энергии.

Например, если деформировать пружину, меняется ее потенциальная энергия, при этом совершается работа по деформации пружины. Когда меняется скорость автомобиль, меняется его кинетическая энергия в результате совершения работы газов горючей смеси в цилиндре.

Если сжать газ, меняется его внутренняя энергия в результате совершения работы по сжатию газа. Электрического тока в проводнике возникает в результате совершения работы сторонними силами в источнике тока и т.д. Совершение работы не является единственным способом изменения энергии системы.

Она может меняться также в результате передачи энергии другой системе. Но в целом энергия не возникает из ничего и не исчезает, она может только переходить из одной формы в другую, передаваться от одной системы другой.

Прочитать ещё 1 ответ

Индукционный генератор — Induction generator

Асинхронный генератор или асинхронный генератор представляет собой тип переменного тока (AC) электрический генератор , который использует принципы асинхронных двигателей для производства электроэнергии. Индукционные генераторы работают механически поворачивая их роторы быстрее , чем синхронная скорость.

Регулярный асинхронный двигатель переменного тока , как правило , может быть использован в качестве генератора, без каких — либо внутренних модификаций.

Асинхронные генераторы могут быть использованы в таких приложениях, как мини — гидро — электростанции, ветровые турбины, или в снижении газовых потоков высокого давления с более низким давлением, потому что они могут восстановить энергию с относительно простого управления.

Асинхронный генератор , как правило , получает энергию возбуждения от электрической сети. Из — за этого, индукционные генераторы не может , как правило , « черный старт » система распределения обесточено. Иногда, однако, они самовозбуждение с помощью конденсаторов поэтапной коррекции.

Принцип действия

Асинхронный генератор вырабатывает электрическую энергию , когда его ротор включается быстрее , чем синхронная скорость . Для типичного четыре-полюсного двигателя (две пары полюсов на статоре) , работающего на частоте 60 Гц электрической сети с, синхронная частота вращения составляет 1800 оборотов в минуту (RPM).

Же четыре-полюсный двигатель работает на сетке 50 Гц будет иметь синхронную скорость 1500 оборотов в минуту. Двигатель обычно оказывается немного медленнее , чем синхронная скорость; разница между синхронной и рабочей скорости, называется «проскальзывание» и обычно выражается в процентах от синхронной скорости.

Например, двигатель работает при 1450 оборотов в минуту , который имеет синхронной скорости 1500 оборотов в минуту работает на листке + 3,3%.

При нормальной работе двигателя, вращение потока статора быстрее , чем вращение ротора. Это вызывает поток статора для индукции ротора токи, которые создают поток ротора с магнитной полярности , противоположной статора. Таким образом, ротор валяется позади потока статора, с токами в роторе , индуцированной на частоте скольжения.

В процессе работы генератора, первичный двигатель (турбину или двигатель) приводит в движение ротор выше синхронной скорости (отрицательный) скольжения.

Поток статора все еще индуцирует тока в роторе, но так как противостоящий поток ротора теперь резки катушки статора, активный ток в катушках статора и двигатель в настоящее время работает как генератор, посылая энергию назад к электрической сети.

возбуждение

Эквивалентная схема индукционного генератора

Асинхронная машина требует извне подаваемого тока якоря. Поскольку поле ротора всегда отстает от статора поля, индукция машина всегда «потребляет» реактивную мощность , независимо от того, является ли он работает в качестве генератора или двигателя.

Источник тока возбуждения намагничивающего потока (реактивная мощность) для статора все еще требуется, чтобы вызвать ток ротора. Это может подаваться от электрической сети или, как только он начинает получать энергию от самого генератора.

Асинхронная машина может быть запущена заряжая конденсаторы с источником постоянного тока, в то время как генератор, как правило, обращаются на уровне или выше порождающих скорости. После того, как источник постоянного тока удален конденсаторы будут обеспечивать ток намагничивания, необходимый для начала производства напряжения.

Асинхронная машина, которая в последнее время работает также может самопроизвольно напряжения и ток из-за остаточный магнетизм, оставшимся в ядре.

активная мощность

Активная мощность доставлены в линии пропорциональна скольжению выше синхронной скорости. Полная номинальная мощность генератора достигается при очень малых значениях скольжения (в зависимости от двигателя, как правило, 3%).

При синхронной скорости 1800 оборотов в минуту, генератор не будет производить никакой силы. Когда скорость движения увеличивается до 1860 оборотов в минуту (типичный пример), полный выходной мощности производится.

Если первичный двигатель не может производить достаточно энергии, чтобы полностью управлять генератором, скорость останется где-то между 1800 и 1860 диапазоном оборотов.

Требуемая емкость

Конденсаторная батарея должна предоставить реактивную мощность двигателя при использовании в автономном режиме. Реактивная мощность подается должна быть равна или больше , чем реактивная мощность , что машина обычно рисует при работе в качестве двигателя.

Крутящий момент против скольжения

Основные фундаментальные индукционных генераторов является преобразование между механической энергии в электрическую энергию. Это требует внешнего вращающего момента , приложенного к ротору , чтобы повернуть его быстрее , чем синхронной скорости.

Тем не менее, увеличение крутящего момента на неопределенный срок , не приводит к неопределенному увеличению выработки электроэнергии.

Вращающееся поле магнитного момент возбуждается от якоря работает , чтобы противодействовать движение ротора и предотвращение чрезмерной скорости из — за индуцированное движение в противоположном направлении.

По мере того как скорость вращения двигателя увеличивается счетчик крутящего момент достигает максимальное значение крутящего момента (опрокидывающий момент) , что она не может работать до тех пор , прежде чем рабочие условия становятся нестабильными. В идеале, индукционные генераторы лучше всего работают в стабильной области между состоянием без нагрузки и максимального крутящего момента области.

Максимальный ток сквозного

На практике и без учета этого понятия во внимание, многие пользователи безуспешно применить эти принципы к фактическому развертыванию.

Почти в каждом случае, при той же активной сеточного напряжения, сила, которая производит генератор больше, чем мощность он потребляет, когда он находится на двигателе, полностью нагруженном состоянии, его номинальной мощности.

Иногда различие в нескольких сгибах. Чем выше мощность приведет к более высокой силе тока.

Для длительной работы, и подразумевается в его гарантии, каждый двигатель имеет «максимальный ток сквозной». Это значение силы тока, то плотность тока , происходят от максимального сквозного тока свойства внутреннего медного провода магнита и комбинированной конфигурации их соединений.

Без открытия до единицы , чтобы исследовать внутреннюю установку медных проводов, а разделение мощности его номинальной мощности по его номинальному напряжению может дать пользователям некоторые чувства его значения (W / V = A, где W является его номинальной мощностью в Вт, в является его номинальным напряжением, и а представляет собой значение силы тока).

Таким образом, требование сделать блок генерировать больше энергии, чем это номинальное должно быть более внимательно изучить.

Сетка и автономные соединения

Типичные соединения при использовании в качестве автономного генератора

В индукционных генераторах, требуется реактивная мощность для установления воздушного зазора магнитного потока обеспечиваются конденсаторной батареей , подключенной к машине в случае автономной системы , так и в случае присоединения он привлекает реактивную мощность от сети , чтобы поддерживать его воздушный зазор поток. Для системы подключенных к сети, частота и напряжение на машине будут продиктованы электрической сетью, так как она очень мала по сравнению со всей системой. Для автономных систем, частота и напряжения являются сложной функцией параметров машины, емкость используется для возбуждения, а значение нагрузки и типа.

Пользы

Индукционные генераторы часто используются в ветровых турбинах и некоторых микро гидроэнергетических установок из — за их способность производить полезную мощность при различной частоте вращения ротора. Индукционные генераторы механически и электрически проще , чем другие типы генераторов. Кроме того, они более прочные, не требуя никаких щеток или коммутаторов .

Ограничения

Асинхронный генератор подключен к системе конденсатора может генерировать достаточную реактивную мощность для работы на своем собственном.

Когда ток нагрузки превышает возможности генератора для подачи как намагниченность реактивной мощности и мощности нагрузки генератор будет немедленно прекратить для производства электроэнергии.

Нагрузка должна быть удалена, и асинхронный генератор перезапускается либо с источником постоянного тока, или если он присутствует, остаточный магнетизм в ядре.

Асинхронные генераторы особенно пригодны для генерирующих станций ветра, как и в этом случае скорость всегда является переменным фактором. В отличие от синхронных двигателей, асинхронные генераторы в зависимости от нагрузки и не может использоваться только для управления частотой сетки.

Пример применения

В качестве примера, рассмотрим использование 10 л.с., 1760 об / мин, 440 В, трехфазный асинхронный двигатель, как асинхронный генератор. Тока при полной нагрузке двигателя составляет 10 А, а коэффициент мощности при полной нагрузке составляет 0,8.

Требуемая емкость на фазу, если конденсаторы соединены в треугольник:

Полная мощность S = √ 3 EI = 1,73 × 440 × 10 = 7612 ВА
Активная мощность P = S Cos в = 7612 × 0,8 = 6090 Вт

Реактивная мощность Q = = 4567 ВАР S 2 — п 2 { Displaystyle { SQRT {S ^ {2} -Р ^ {2}}}}

Для машины, чтобы работать как асинхронный генератор, конденсатор банк должен поставить минимальные 4567/3 фазы = 1523 VAR на фазу. Напряжение на конденсаторе 440 В, поскольку конденсаторы соединены в треугольник.

Емкостный ток Ic = Q / Е = 1523/440 = 3,46
Емкостное реактивное сопротивление на фазу Xc = E / Ic = 127 Ом

Минимальная емкость на фазы:

C = 1 / (2 * π * F * Xc) = 1 / (2 * 3,141 * 60 * 127) = 21 мкФ.

  • Если нагрузка также поглощает реактивную мощность, конденсаторный банк должен быть увеличен в размере, чтобы компенсировать.
  • Prime скорость движителя должна быть использована для генерации частоты 60 Гц:
  • Как правило, скольжение должно быть похоже на значение полной нагрузки, когда машина работает в качестве двигателя, но отрицательной (работу генератора):

если Ns = 1800, можно выбрать N = Ns + 40 оборотов в минуту
Требуемая скорость простой двигатель N = 1800 + 40 = 1840 оборотов в минуту.

Смотрите также

Заметки

Рекомендации

  • Электрические машины, приводы и Power Systems , 4 — е издание, Теодор Wildi, Prentice Hall, ISBN  0-13-082460-7 , стр 311-314.

внешняя ссылка

  • Тестирование автономных и присоединенной асинхронный генератор

Общее устройство генератора

Генератор переменного тока это элемент автомобиля, предназначенный для произведения электрической энергии путем преобразования механической энергии (вращение коленчатого вала) в электрическую энергию. Генераторы могут генерировать постоянный или переменный ток.

Генератор автомобиля используется, как источник питания для следующих электропотребителей: система зажигания, приборы освещения, бортовой компьютер, системы диагностики. Также генератор обеспечивает подзарядку аккумуляторной батареи (АКБ) во время движения автомобиля.

На сегодняшний день чаще всего используются генераторы переменного тока, которые хорошо себя зарекомендовали.

Как работает генератор?

Чтобы ответить на вопрос, — как работает генератор? — мы рассмотрим Принцип работы генератора.

Основа работы генератора заключается в использовании электродвижущей силы (ЭДС), которая образуется в прямоугольном контуре, вращающемся в однородном вращающемся магнитном поле.

Устройство простейшего генератора

Простейший генератор представляет собой обыкновенную прямоугольную рамку, которая размещена между магнитами с разными полюсами. Для снятия напряжения с вращающейся рамки используют токосъемные кольца.

В автомобилестроение используют электромагниты – катушки индуктивности или обмотки медного провода. При прохождении электрического тока через обмотку, последняя насыщается электромагнитными свойствами. Для возбуждения обмотки используется аккумуляторная батарея.

Устройство автомобильного генератора переменного тока

Автомобильный генератор состоит из корпуса с крышками, в которых имеются отверстия для вентиляции. Ротор устанавливается в подшипниках 2 и вращается в них. Привод ротора осуществляется путем ременной передачи (ремень одевается на шкив). Ротор выступает электромагнитом (обмоткой). Ток на обмотку поступает с помощью двух медных колец и графитных щеток, которые соединены с электронным регулятором. Электронный реле регулятор отвечает за напряжение на выходе, которое должно находиться в пределах 12 Вольт вне зависимости от частоты вращения шкива привода генератора. Реле регулятор может встраиваться в корпус, а может находиться отдельно.

Статор – представляет собой три медные обмотки, которые соединяются в треугольник. К точкам соединения обмоток подключается выпрямительный мост, который состоит из 6 полупроводниковых диодов, которые служат для преобразования переменного напряжения в постоянное.


Генера́тор (с латыни generator означает «производитель») — устройство, что вырабатывает электроэнергию, производит продукты или преобразует один вид энергии в другой.

Автомобильный генератор — устройство, которое преобразует механическую энергию вращения коленчатого вала двигателя автомобиля в электрическую.

Автомобильный генератор применяется для питания потребителей электроэнергии, таких как система зажигания, приборы освещения, бортовой компьютер автомобиля, системы диагностики, а также для зарядки аккумуляторной батареи (АКБ).

От надежности работы генератора зависит бесперебойность работы остальных систем автомобиля и других его компонентов. Мощность современного автомобильного генератора составляет 1 кВт.

Принцип работы автомобильного генератора

Первые автомобильные генераторы были генераторы постоянного тока. Они требовали много внимания к себе, что обуславливалось частым обслуживанием и контролем работы устройства.

Затем был придуманы диодные выпрямители, что значительно увеличило ресурс работы генератора и увеличило срок его работы. Генераторы с диодными выпрямителями тока стали называться генераторами переменного тока. На производство генератора переменного тока уходило меньше материалов, соответственно он стал легче и значительно меньше, а КПД вырос, обеспечивая более стабильный ток на выходе.

В современных иномарках используют синхронные трехфазные генераторы переменного тока, а в качестве выпрямителя – трехфазный выпрямитель Ларионова.

От поворота ключа до выдачи напряжения…

Во время поворота ключа замка зажигания в рабочее положение питание подается на обмотку возбуждения и генератор начинает отдавать ток в нагрузку. За управление током в обмотке возбуждения отвечает стабилизатор напряжения, который входит в щеточный узел генератора. Питание стабилизатора напряжения осуществляется от выпрямителя.

Ротор генератора приводится во вращение от коленчатого вала через шкив посредством клинового ремня. В обмотке возбуждения создается электромагнитное поле, которое индуцирует электрический ток в фазовых обмотках статора.

Выдаваемый ток – скачкообразный и зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя, поэтому для его стабилизации применяется стабилизатор напряжения.

Напряжение бортовой сети в работающей системе должно находится в пределах 13,8-14,2 В, что обеспечит нормальную подзарядку АКБ.

На крупногабаритных автомобилях используются автомобильные генераторы повышенной мощности 24 В.

Генератор, принцип работы, симптомы, тестирование, проблемы, замена

Обновлено: 20 марта 2016 г.

Генератор переменного тока — это генератор электроэнергии в автомобиле, который является основным компонентом системы зарядки автомобиля. Все автомобили с двигателем внутреннего сгорания, кроме некоторых гибридов, имеют генератор переменного тока. Когда двигатель работает, генератор заряжает аккумулятор и подает дополнительную электроэнергию в электрические системы автомобиля.

Генератор закреплен на двигателе болтами и приводится в движение змеевиком (приводным ремнем).

Генератор не требует обслуживания. В некоторых автомобилях он может прослужить до 10-15 лет без ремонта. Если генератор выходит из строя, автомобиль может еще некоторое время работать от аккумулятора. Однако двигатель заглохнет, как только разрядится аккумулятор. Замена генератора на новый OEM-компонент стоит дорого, но есть альтернативы. Подробнее читайте ниже.

Признаки неисправности генератора

Наиболее частым признаком проблемы с системой зарядки вашего автомобиля является сигнальная лампа в виде аккумулятора (на фото) или значок «ЗАРЯДКА», который загорается во время движения.Обычно эта сигнальная лампа должна загораться при включении зажигания, но гаснет при запуске двигателя. Если он остается включенным, проблема в вашей системе зарядки.

Предупреждающий световой сигнал в форме батареи
указывает на проблему с системой зарядки

Сигнальная лампа системы зарядки не указывает напрямую на неисправный генератор, хотя проблемы с генератором очень распространены. Вашему механику необходимо будет провести дополнительное тестирование, чтобы определить неисправную деталь.

Еще одним признаком слабой системы зарядки является то, что приборная панель и фары тускнеют на холостом ходу, но становятся ярче, когда двигатель работает. Эта проблема может быть вызвана не только слабым генератором, но и неисправной батареей, плохим контактом на клеммах батареи или ослабленным змеевиком. Пение / жужжание, исходящее от генератора переменного тока, является еще одним признаком неисправности генератора. В некоторых автомобилях это может быть вызвано шумом в подшипнике генератора. В некоторых автомобилях Jeep / Chrysler неисправный шкив развязки генератора может вызывать такой же шум.

Реклама — продолжить чтение ниже

Как тестируется генератор

Компьютеризированный тестер аккумуляторной батареи и системы зарядки

Ваш механик может проверить состояние вашей системы зарядки с помощью тестера аккумулятора и системы зарядки (на фото). Тест аккумулятора и системы зарядки (тест AVR) может стоить от 30 до 50 долларов. Тест может показать, слабая ли система зарядки или совсем не работает.Он также может определить, вышел ли из строя один из диодов внутри генератора.

Если система зарядки не прошла проверку, вашему механику потребуется провести дополнительную диагностику, чтобы определить, не является ли причиной проблемы генератор переменного тока или что-то еще. Другие проблемы системы зарядки включают ослабление приводного ремня, неисправную проводку или перегоревший предохранитель, неисправный выключатель зажигания и т. Д. Читайте также: Как проверить предохранитель в автомобиле.

Проверка выходного напряжения генератора с помощью мультиметра

Если тестер системы зарядки недоступен, ваш механик может провести простую проверку напряжения.Тест включает проверку напряжения аккумуляторной батареи при выключенном и работающем двигателе. Напряжение аккумуляторной батареи должно увеличиваться после запуска двигателя, поскольку генератор выдает дополнительную мощность (см. Фото). Если напряжение аккумуляторной батареи не увеличивается после запуска двигателя, проблема в системе зарядки.

Замена генератора и восстановление

Новый генератор

Замена генератора с запасной частью стоит от 350 до 520 долларов.Генераторы OEM от дилера дороже. Другой альтернативой является ремонт вашего генератора. Это работает так, что ваш механик может снять генератор и отправить его в ближайшую мастерскую по ремонту генератора / стартера.

Как только генератор будет восстановлен, ваш механик установит его обратно. Это может занять больше времени, но, как правило, дешевле, поскольку вы оплачиваете только стоимость удаления и установки (70–120 долларов США) плюс стоимость восстановления (80–150 долларов США). Восстановить генератор в домашних условиях сложно и занимает много времени, но не невозможно.Комплекты для восстановления генератора доступны в Интернете по цене от 15 до 50 долларов.

Каждый раз при замене генератора рекомендуется также менять змеевик. Это не очень дорого, и, заменив его вместе с генератором, вы можете сэкономить на рабочей силе, так как змеевиковый ремень необходимо снять для замены генератора. Подробнее про змеиный пояс.

Как продлить срок службы генератора

Часто генератор выходит из строя преждевременно, когда защитный кожух двигателя или щиток повреждены или отсутствуют.Это происходит потому, что брызги воды с дороги попадают внутрь генератора и вызывают его более быстрый износ. Если нижний щиток двигателя поврежден, замените его, чтобы моторный отсек оставался чистым и сухим. Утечка охлаждающей жидкости или масла также может повредить генератор. Точно так же, если вам нужно мыть шампунь моторный отсек, генератор необходимо защитить от воды и моющих средств.

Как работает генератор, общие проблемы

Генератор в разрезе.Изображение предоставлено Robert Bosch GmbH

Типичный автомобильный генератор переменного тока имеет две обмотки: статор (неподвижная внешняя обмотка) и ротор (вращающаяся внутренняя обмотка). Напряжение, подаваемое через регулятор напряжения на обмотку ротора, возбуждает ротор и превращает его в магнит. Ротор приводится в движение двигателем через приводной ремень.

Магнитное поле, создаваемое вращающимся ротором, индуцирует электрический ток переменного тока в неподвижной обмотке статора.Диоды используются для преобразования переменного тока в постоянный, используемый в электрической системе автомобиля. Выходное напряжение регулируется регулятором напряжения (фото ниже). Обычно в генератор встроен регулятор напряжения.

Регулятор напряжения. Изображение предоставлено Robert Bosch GmbH

Наиболее распространенные проблемы генератора включают изношенные угольные щетки (две «ножки» на этой фотографии), изношенные контактные кольца (два медных цилиндра на задней части ротора на изображении в разрезе) и неисправный регулятор напряжения.
Плохие внешний и внутренний подшипники генератора (большой и маленький серебряные цилиндры на изображении выше в разрезе) могут издавать воющий шум. Когда генератор перестраивается, подшипники, регулятор напряжения, щетки и некоторые другие детали обычно заменяются новыми.



Как работает генератор переменного тока | Техник Академии

Автомобильные аккумуляторы не могут удовлетворять потребности электрической системы в течение длительного времени.Задача генератора — восстановить подачу электроэнергии к батарее. Генератор также необходим для подачи тока на электрические аксессуары при работающем двигателе.

Генераторы

используются в серийных автомобилях с 1960-х годов, когда они впервые появились в Plymouth Valiant. До этого использовались генераторы постоянного тока (DC). И генераторы постоянного тока, и генераторы переменного тока полагаются на явление, известное как электромагнитная индукция.

Электромагнитная индукция

Электромагнитная индукция возникает, когда электричество создается при перемещении проводника в магнитном поле.Это также может произойти, когда магнитное поле проходит через проводник. Чтобы создать электричество в генераторе постоянного тока, проводник вращается, и поле сохраняется. В генераторе переменного тока проводник остается неподвижным, а поле вращается.

Хотя они во многом похожи, генератор не мог производить достаточный ток для питания ряда электрических аксессуаров на современных транспортных средствах. Из-за этого от него отказались в пользу генератора.

Ротор, статор и диоды

С появлением полупроводников появилось множество устройств, от домашнего компьютера до транзисторного радио.Генератор переменного тока — одно из таких устройств, использующих полупроводник, называемый диодом. Диод позволяет току проходить только в одном направлении, а не в другом. Он преобразует напряжение переменного тока (AC) в напряжение постоянного тока (DC), которое может использовать автомобиль.

Генератор предназначен для преобразования механической энергии в электрическую. Приводится ремнем от коленчатого вала двигателя. Ремень вращает шкив, прикрепленный к валу ротора. Ротор представляет собой сердечник из магнитного железа, обмотанный катушкой из проволоки.Два конца катушки прикрепляются к медным контактным кольцам, которые затем прикрепляются к щеткам. Одна из щеток заземлена, а другая — к полевому выводу в регуляторе напряжения. Вращающийся ремень вращает ротор, расположенный внутри статора. Поскольку ротор представляет собой магнит, а статор — проводник, вращение ротора создает электричество в обмотках статора. Это индукция в действии.

Внутри статора есть три катушки с проволокой, каждая из которых генерирует собственное переменное напряжение.Это напряжение необходимо преобразовать в постоянный ток, прежде чем его можно будет использовать для зарядки аккумулятора и питания электрических аксессуаров. Это работа диодов внутри выпрямительного моста. Как уже упоминалось, диоды — это твердотельные полупроводники, позволяющие току проходить только в одном направлении. Диод блокирует выход отрицательного напряжения с каждой обмотки статора, поэтому на автомобиль поступает только положительное напряжение. Чтобы визуализировать это, представьте себе напряжение переменного тока, которое представляет собой синусоидальную волну. После прохождения напряжения через выпрямленный мост синусоида разрезается пополам по его горизонтальной оси.

Регуляторы напряжения

Генераторам переменного тока требуется регулятор напряжения для управления выработкой электроэнергии. Для выполнения этой задачи регулятор включает и выключает цепь управления ротором, уменьшая его магнитное поле. В результате напряжение, поступающее на статор, уменьшается, как и общая мощность генератора. Старые генераторы переменного тока использовали внешний регулятор или регулятор, который находится внутри генератора. Они могут иметь механическое или электронное управление.

В современных транспортных средствах регулирование напряжения осуществляется модулем управления трансмиссией (PCM). Нет необходимости в отдельном регуляторе. В большинстве случаев PCM контролирует напряжение аккумулятора, частоту вращения двигателя и температуру аккумулятора. Затем он подает импульсы на катушку возбуждения генератора для управления выходом.

Индикаторы заряда

Манометры и сигнальные лампы используются для предупреждения водителя о проблеме с системой зарядки. В старых автомобилях для этой цели используются амперметры, в то время как в современных автомобилях используются вольтметры или сигнальные лампы.Вольтметры подключаются параллельно к системе зарядки и используются для измерения напряжения системы зарядки. Вольтметр имеет катушку с проволокой, расположенную между двумя магнитами. По мере увеличения тока от зарядной системы катушка с проводом перемещается, заставляя указатель перемещаться по датчику.

Вольтметры

известны своей неточностью, поэтому большинство производителей перешли на сигнальные лампы. В большинстве случаев предупреждающие индикаторы заряда получают питание от замка зажигания. Они заземлены через регулятор напряжения.Когда зажигание включено и двигатель не работает, индикатор замкнул цепь и горит. При запуске двигателя напряжение увеличивается. Это приводит к тому, что индикатор теряет позиции и в конечном итоге гаснет. Если есть проблема с системой зарядки, индикатор продолжит получать массу от регулятора. Это будет держать его освещенным.

Генератор очень важен. Без него ваш автомобиль не будет работать долго (или, что еще хуже, не будет работать радио).Надеюсь, теперь у вас есть общее представление о том, как работает генератор.

Как работает генератор в вашем автомобиле? Valuable Guide

Как работает генератор в вашем автомобиле? — Ценный справочник

Если вы думаете, что после покупки хорошего аккумулятора для автомобиля ваша ответственность снята, то вы ошибаетесь. Да, автомобильный аккумулятор действительно отвечает за запуск двигателя и других аксессуаров вашего автомобиля. Но задумывались ли вы, что заряжает эту батарею? Вы заряжаете аккумулятор смартфона каждый день, чтобы он мог работать весь день без лишних хлопот.То же самое происходит с автомобильным аккумулятором. А генератор в вашем автомобиле — это та важная часть, которая разряжает аккумулятор. Итак, как работает генератор, чтобы регулярно обеспечивать такую ​​мощность в батарее? Как генератор заряжает аккумулятор? Как работает автомобильный генератор? Какие симптомы плохого генератора?

Мы тщательно исследовали это, и теперь мы собираемся его предоставить.

Для начала нам нужно обсудить, что такое генератор переменного тока. Все мы знаем, что количество энергии во Вселенной фиксировано.Он только меняет свою форму с одной на другую. Это правило известно как преобразование энергии. Генератор переменного тока является прекрасным примером этого. Он производит механическую энергию и преобразует ее в электрическую. Это самый короткий и быстрый обзор, который вы можете получить. Но если вы глубоко вникаете, то добро пожаловать в следующие несколько отрывков, где я расскажу вам, каков принцип работы вашего автомобильного генератора переменного тока и как он влияет на характеристики вашего автомобиля.

Внутри генератора переменного тока есть некоторые компоненты, которые создают и преобразуют механическую энергию в электрическую.Это ключевые компоненты генератора переменного тока.

1. Регулятор:

Регулятор напряжения помогает заряжать аккумулятор вашего автомобиля, распределяя мощность. Он контролирует распределение мощности с помощью регулятора, чтобы батарея постоянно получала достаточное количество сока.

2. Выпрямитель:

Генератор переменного тока производит переменный ток. Но для зарядки аккумулятора требуется источник постоянного тока. Итак, есть выпрямительная схема для преобразования переменного тока в постоянный.

3.Ротор:

Это основная движущаяся часть генератора. Он может вращаться с помощью шкива и системы приводных ремней. Ротор здесь работает на вращающемся электромагните.

4. Контактное кольцо:

Контактное кольцо помогает ротору, обеспечивая в нем постоянный ток и необходимую мощность.

5. Подшипник:

Подшипник поддерживает вращение вала вращения.

6. ​​Статор:

Это несколько катушек, намотанных проволокой, которые проходят через железное кольцо.Он находится вне ротора. Когда ротор вращается, он создает магнитное поле. Затем внутри статора возникает электрический ток.

7. Шкив:

Шкив отвечает за вращение ротора. Он связан с валом ротора и системой приводного ремня.

Рабочий механизм лучшего генератора может показаться очень простым снаружи, но внутри многое происходит. Вот почему вы должны знать, как работает генератор? Я разделил эти механизмы на несколько выделенных событий.Я буду широко обсуждать там. В генераторе есть четыре основных этапа.

1. Ротор вращается с помощью прикрепленного к нему шкива.

2. Электричество вырабатывается внутри статора в соответствии с законом электромагнетизма.

3. Переменный ток преобразуется в постоянный в цепи выпрямителя.

4. Регулятор напряжения подает сигнал на запуск или остановку вращения ротора.

Вращение ротора

Итак, прежде всего, нам нужно повернуть ротор.Все мы знаем, что генератор переменного тока использует принцип электромагнетизма для создания тока. Если вы не знаете, каков основной принцип электромагнетизма, позвольте мне прояснить его для вас. Если вы постоянно перемещаете магнит по катушке с проволокой, возникает небольшое напряжение. Но нужно держать движение непрерывным, иначе напряжение пропадет. Если вы умножите витки этой катушки на большее число, вы получите большее выходное напряжение. В автомобильном генераторе ротор соединен со шкивом генератора.Приводной ремень раскручивает шкив, и в результате ротор начинает вращаться.

Создание электричества внутри статора

Ротор оснащен некоторыми электромагнитами и может свободно перемещаться внутри генератора. Здесь мы используем электромагниты, чтобы мы могли регулировать выходное напряжение, генерируемое генератором переменного тока. У всех магнитов два полюса, и электромагниты здесь не исключение. Электромагниты расположены таким образом, чтобы северные и южные полюса были распределены равномерно.Когда ротор вращается, через щетки в роторе пропускается ток для его намагничивания.

С другой стороны, статор, который остается неподвижным в корпусе генератора, имеет три набора проводов с огромным количеством петель. Ротор создает постоянно изменяющиеся напряжения в этих трех проводах, что означает, что он создает переменный ток (AC) в статоре.

Преобразование переменного тока в постоянный

Основная задача генератора переменного тока — зарядить аккумулятор. Но ваша батарея будет заряжаться только постоянным током.Итак, единственный способ зарядить эту штуку — преобразовать переменный ток, производимый внутри статора, в постоянный. Для этого мы используем серию из 6 диодов в цепи выпрямителя. Диод — это электронный компонент, который пропускает ток только в одном направлении. Каждые два диода подключены в обратном порядке для одного из этих трех наборов проводов. С помощью этой выпрямительной схемы переменный ток преобразуется в постоянный, и теперь ваша батарея готова к зарядке.

Регулятор напряжения

Регулятор напряжения играет наиболее важную роль в зарядке аккумулятора.Он размещается внутри или снаружи генератора переменного тока. В большинстве случаев вы увидите его внутри, в отличие от некоторых автомобилей Ford. В этих автомобилях жгут проводов соединяет его с генератором.

Основная задача регулятора — контролировать ток возбуждения, подаваемый на ротор внутри генератора. Если ток возбуждения отсутствует, генератор не может вырабатывать напряжение. Если напряжение упадет ниже 13,5 В, регулятор начнет подавать ток возбуждения. В результате генератор будет заряжен.Когда создаваемое напряжение превышает 14,5 В, регулятор напряжения автоматически прекращает подачу тока возбуждения и зарядку генератора. Таким образом, регулятор напряжения помогает поддерживать напряжение генератора в диапазоне от 13,5 до 14,5 В, что идеально подходит для автомобильного аккумулятора.

Вы должны заметить некоторые симптомы, если ваш генератор неисправен или неисправен. В большинстве случаев мы неверно оцениваем эти симптомы и обвиняем аккумулятор. Давайте посмотрим, что это за симптомы.

1. Мерцание фар:

Представьте, что вы едете ночью, и ваши фары мерцают или тускнеют.Это может произойти из-за того, что ваш генератор в плохом состоянии. Этот ужасный опыт может быть опасен на шоссе. Итак, вам лучше сначала проверить генератор, чтобы избавиться от этой ситуации.

2. Батарея разряжена:

Если вы чувствуете, что батарея разряжена или разряжена, возможно, два случая. Во-первых, батарея на самом деле разряжена, а во-вторых, у вас вышел из строя генератор. Чтобы определить, в каком из них возникла проблема, вы должны проверить аккумулятор при выключенном двигателе. Проверьте напряжение в вашей батарее.Если показание стандартное, значит, проблема связана с генератором переменного тока.

3. Шум:

Если необычный шум исходит от вашего генератора, то наверняка что-то не так. В вашем генераторе есть ротор, который непрерывно вращается без звука. Но если теперь от него исходит какой-то нежелательный шум, то вы знаете, что делать. Проверьте это, находясь в тихом гараже. Запустите двигатель, чтобы определить шум.

4. Проблемы с запуском двигателя:

Проблемы с запуском автомобиля? Он не запускается или запускается после нескольких попыток? Что ж, не вините автомобильный аккумулятор.Это может быть генератор переменного тока, который может производить достаточно сока для вашей машины. Проверьте выходное напряжение, чтобы определить проблему.

5. Электрические неисправности:

Единственным источником электроэнергии в вашем автомобиле является генератор. Если это пойдет не так, тогда электрическая функциональность вашего автомобиля может нарушиться и может выйти из строя. Напряжение может повышаться и понижаться, и иногда ваши автомобильные аксессуары, такие как кондиционер, радио, освещение и т. Д., Не будут работать. Если вы столкнулись с подобными проблемами, то вам необходимо как можно скорее вызвать механика или заменить генератор в машине.

Механизм генератора — не ракетостроение. Вам нужно знать, что происходит внутри вашей машины. Как видите, основным источником электроэнергии вашего автомобиля является генератор. Ваш долг — поддерживать его в хорошем состоянии, чтобы ездить лучше и плавнее. В противном случае вам, возможно, придется столкнуться с ужасными испытаниями во время езды. Лучше с самого начала проявить осторожность. Вы также можете покрасить снаружи в черный цвет с помощью пистолета-распылителя, чтобы он выглядел как новый. Надеюсь, вы узнали основные основы производства электроэнергии в вашем автомобиле, а также то, как работает генератор переменного тока.Спасибо, что прочитали это до сих пор. Приятной езды.

Как работает генератор?

Для многих автолюбителей термин «генератор переменного тока» будет просто обозначать электромеханическое устройство, которое заряжает аккумулятор SLI их автомобиля. Он приводится в движение двигателем через приводной ремень, соединенный с валом генератора. Для большинства механиков транспортных средств определение будет таким же, только они могли бы дополнительно объяснить, что генератор переменного тока заставляет работать вращающиеся магнитные поля и неподвижные катушки проводов.Всегда полезно попросить совета у механика, но, поскольку они могут быть не всегда рядом, было бы также полезно изучить основы генератора переменного тока.

Внутри генератора

Говоря простым языком, генератор — это то, что производит электричество, которое заряжает аккумулятор вашего автомобиля, в частности аккумулятор SLI. Это электричество известно как переменный ток (AC). Внутри генератора переменного тока находятся вращающиеся магниты, известные как ротор , и проводник, намотанный катушками на железном сердечнике, называемый статором .Каждый раз, когда статор совершает один полный оборот, в статоре индуцируется электродвижущая сила (ЭДС) в форме тока, создавая таким образом напряжение переменного тока. Другими частями генератора переменного тока являются контактные кольца, щетки, катушки возбуждения и постоянный магнит.

Источник изображения: Веб-сайт How a Car Works

Генератор в работе

Напряжение постоянного тока (или выпрямленное напряжение переменного тока) — это то, что заряжает аккумулятор вашего автомобиля. Всякий раз, когда аккумулятор разряжается для запуска, освещения и зажигания вашего автомобиля (также известный как система SLI ), его необходимо подзарядить.Все это делает генератор. Он преобразует механическую энергию двигателя в электрическую, которая непрерывно заряжает аккумулятор в течение почти бесконечного количества циклов. Это то, что только износ генератора и других частей, связанных с ним, может остановить эти циклы.

Статьи по теме:

Что такое батарея SLI?

Как работает магнит

Напряжение в батарее: нам нужно, чтобы оно было постоянным

Понимание того, как работает двигатель вашего автомобиля

Как работают генераторы — поиск неисправностей генератора на автомобиле

Раньше генератор переменного тока в основном использовался для подачи электричества в систему освещения автомобиля.Сегодня генератор переменного тока должен обеспечивать электроэнергией не только систему освещения, но и стартерную батарею и другое другое электрическое оборудование. Вот почему мы сейчас говорим о генераторе, а не об генераторе переменного тока.

Генератор (электрический генератор)

Основной принцип генератора всегда один и тот же: часть энергии вращения коленчатого вала преобразуется в электрическую энергию. Если генератор не был построен непосредственно вокруг коленчатого вала, вращательное движение коленчатого вала должно быть передано генератору переменного тока.В большинстве случаев это делается с помощью клинового или поликлинового ремня. Наиболее важными элементами генератора являются контроллеры заряда, роликовые подшипники, угольные щетки, диоды, муфты свободного хода и контактные кольца.

Задачи генератора

В настоящее время генератор переменного тока в основном представляет собой трехфазный генератор. Он вырабатывает электроэнергию для всех потребителей электроэнергии в автомобиле, пока он находится в движении, основными потребителями являются вентиляция и обогрев заднего стекла. Но даже блоку управления двигателем для работы нужны импульсы тока.Генератор также отвечает за то, чтобы стартерная батарея заряжалась или оставалась полностью заряженной во время движения. Потому что аккумулятор — это накопитель энергии в автомобиле и, так сказать, резервный генератор, иногда даже во время движения. Если двигатель внутреннего сгорания выключен, аккумулятор разряжается — например, если такие потребители, как габаритные огни, остаются включенными, или если стояночный отопитель всегда используется для коротких поездок.

Мощность генератора

Многим это знакомо по старым мопедам или Веспам: на холостом ходу фары загораются лишь слегка.С другой стороны, когда вы поворачиваете дроссельную заслонку, свет начинает ярко светиться. Эти времена прошли с начала 1980-х годов и с использованием трехфазного генератора. Современные генераторы уже вырабатывают достаточную мощность и, следовательно, электричество на холостом ходу (от 650 до 900 оборотов коленчатого вала) для питания потребителей в автомобиле.

По сравнению со старыми системами (генераторы постоянного и переменного тока) трехфазные генераторы не только мощнее, но и надежнее, меньше (примерно размером с гандбол) и легче (прибл.Девять килограммов) Авто соответствовало существующим потребителям. Это может быть максимум на десять процентов ниже, чем потребляемая мощность всех клиентов в автомобиле, если они активируются одновременно. Десятипроцентная разница затем в аварийной ситуации замыкает аккумулятор — упоминалось резервное копирование.

В связи с постоянным увеличением количества потребителей электроэнергии в автомобиле зарядный ток генераторов переменного тока продолжает расти. Если в 1980-х годах для компактного автомобиля было достаточно зарядного тока в 50 ампер, то сегодня генераторы вырабатывают от 100 до 250 ампер, в зависимости от типа автомобиля.Между прочим, среди токоприемников есть не только функции комфорта, расширенные в современных автомобилях, но и технология двигателя, такая как насосы высокого давления для подачи топлива или электромагнитные клапаны форсунок.

Функция генератора

Проще говоря, генератор преобразует механическую энергию коленчатого вала в электрическую, вращая его внутри. Поле возбуждения создается ротором размером с кулак и обычно индуцирует трехфазное переменное напряжение, которое после выпрямления подается в электрическую систему транспортного средства.В большинстве случаев генератор приводится в движение клиновым ремнем или поликлиновым ремнем, который соединен с генератором через шкив. Помимо выработки электроэнергии, генератор также заряжает стартерную батарею во время движения. Генератор использует мощность двигателя для производства электроэнергии, возможна мощность около пяти лошадиных сил. Это требует топлива и спринта одновременно. Поэтому современные генераторы переменного тока регулируются по запросу, чтобы сделать преобразование энергии более эффективным. Когда автомобиль сильно ускоряется, мощность генератора снижается, а сопротивление уменьшается.С другой стороны, в фазах движения по инерции, когда двигатель не потребляет топливо из-за отключения по инерции, от генератора потребляется больше мощности, и сопротивление увеличивается.

Индикатор заряда — первое указание на неисправность

Если контрольная лампа зарядки (индикатор аккумуляторной батареи) на комбинации приборов загорается при работающем двигателе, генератор получает слишком слабый зарядный ток от автомобильного аккумулятора или совсем не получает его.

Важный «инструмент» для проверки работы самого генератора устанавливается прямо перед водителем.Это контрольный индикатор заряда на комбинации приборов. Символ генератора или батареи всегда горит при включении зажигания. Если он все еще горит, когда двигатель все еще работает и работает на холостом ходу, это может быть признаком того, что включенные потребители не получают необходимую мощность и что аккумулятор в настоящее время поддерживает систему. Чтобы прояснить это, достаточно короткого нажатия на педаль акселератора. В большинстве случаев свет внезапно гаснет, и все в порядке.Если индикатор продолжает гореть, это может быть признаком неисправности генератора.

Генератор неисправен

В принципе, трехфазные генераторы не требуют обслуживания, износостойкие и часто служат в течение всего срока службы. Однако если генератор сломан, батарея постепенно разряжается. В худшем случае двигатель останавливается во время движения автомобиля, потому что блок управления двигателем и топливный насос все еще должны получать питание. Все пошло лучше, когда водитель стал скептически настроен, потому что машина с трудом заводилась утром, хотя накануне было преодолено большое расстояние.Потому что в этом случае стартерная батарея должна быть фактически полностью заряжена.

Что может сломаться в генераторе?

  1. Угольные щетки регулятора генератора изношены.
    ➤ Симптомы: горит индикатор заряда, аккумулятор не заряжается.
    ➤ Решение: заменить щетки или регулятор.
  2. Регулятор генератора неисправен.
    ➤ Симптомы: аккумулятор нагревается (перезаряд), аккумулятор разряжен (разряжен), индикатор заряда становится ярче с увеличением скорости, свет прожигает.
    ➤ Решение: заменить регулятор генератора.
  3. Подшипники ременной передачи или муфты свободного хода неисправны.
    ➤ Симптомы: шум от ременной передачи (свист, скрежет), аккумулятор не заряжен, горит индикатор заряда.
    ➤ Решение: проверьте ременную передачу и обгонную муфту, при необходимости замените.
  4. Коррозия или дефекты кабельных соединений.
    ➤ Признаки: не достигается зарядное напряжение, дифференциальное напряжение между генератором и аккумулятором.
    ➤ Решение: Проверить / заменить кабели и соединения.
  5. Клиновой ремень слишком слабый.
    ➤ Симптомы: мигает контрольная лампа нагрузки, проскальзывает и скрипит клиновой ремень.
    ➤ Решение: Натяните или замените клиновой ремень.
  6. Короткое замыкание или обрыв диодов.
    ➤ Симптомы: батарея разряжена в неподвижном состоянии (при неисправности плюсового диода).
    ➤ Решение: отсоединить аккумулятор, заменить или отремонтировать генератор.
  7. Обмотка генератора неисправна.
    ➤ Симптомы: горит индикатор зарядки, аккумулятор не заряжается.
    ➤ Решение: заменить или отремонтировать генератор.
  8. Выпрямитель генератора неисправен.
    ➤ Симптомы: аккумулятор не заряжается, горит индикатор.
    ➤ Решение: заменить или отремонтировать генератор.

Проверить генератор мультиметром

Если возникает проблема, проверить генератор относительно легко. Зарядное напряжение генератора проверяется мультиметром (от 20 долларов):

  1. Установите на мультиметре диапазон постоянного напряжения (до 15 или 20 В)
  2. Подключите черную клемму к заземляющему полюсу, красную клемму к положительному полюсу
  3. При выключенном двигателе напряжение автомобиля батарея должна быть между 12.2 и 13,6 вольт (если напряжение значительно ниже, т. Е. Ниже 12 вольт, рекомендуется зарядка с помощью зарядного устройства)
  4. Включите двигатель, напряжение зарядки должно быть примерно от 13,4 до 14,8 вольт на холостом ходу
  5. Повторите измерение при при скорости 4000 об / мин напряжение должно оставаться постоянным.
Напряжение генератора составляет от 13,4 до 14,8 вольт. Измеряется на холостом ходу и при 4000 об / мин. В напряжении ничего не должно измениться.

Если напряжение не повышается до указанных значений через несколько секунд при включенном двигателе, это указывает на неисправность генератора.Чтобы предотвратить повреждение проводки, можно проверить измерения на контактах генератора. Если есть явная разница, необходимо проверить кабели! Если напряжение при 4000 об / мин заметно превышает значение, измеренное на холостом ходу, это указывает на неисправность регулятора генератора. В этом случае аккумулятор может перегреться и повредить бортовую электронику. В мастерской механик также может проверить генератор с помощью осциллографа и соответственно интерпретировать кривые измеренных значений.

Регулятор генератора неисправен

Регулятор генератора, также называемый регулятором напряжения, встроен в генератор. Одна из его задач — поддерживать напряжение генератора примерно постоянным при всех нагрузках и скоростях. Это единственный способ гарантировать отсутствие колебаний напряжения, которые могут повредить электронные компоненты автомобиля. Контроллер спроектирован таким образом, что он позволяет напряжению генератора стабилизироваться примерно до 14 вольт (напряжение зарядки генератора переменного тока), чтобы напряжение было ниже напряжения выделения газа стартерной батареи.

Две маленькие угольные щетки регулятора генератора часто изнашиваются — это можно узнать по тому факту, что щетки значительно короче. В более старых автомобилях можно заменить только угольные щетки, стоимость — несколько евро. Замена всего регулятора генератора стоит от 20 до 80 евро. В зависимости от доступности время установки составляет от десяти минут до одного часа. Однако это также может быть сложным: если к моторным отсекам трудно получить доступ, возможно, придется демонтировать дополнительные блоки для замены регулятора генератора переменного тока, что сделает этот вопрос решающим для мастерской.

Проверить клиновой ремень и ременную передачу

Также необходимо быстро проверить: натяжение клинового ремня и шкив свободного хода. Он отделяет ременную передачу генератора от вибрирующего коленчатого вала, который приводит в движение ремень. Обычно частота вращения генератора примерно вдвое превышает скорость коленчатого вала, что может означать от 1400 до 12000 оборотов в минуту — максимальная производительность. Поэтому неудивительно, что подшипники, встроенные в шкив, не всегда выдерживают такую ​​нагрузку в долгосрочной перспективе.Скрежет и скрип при включенном двигателе, исходящий непосредственно от свободного колеса генератора, свидетельствует о повреждении подшипника. Если он неисправен, ременной шкив иногда можно разобрать даже с установленным генератором, а внутренний подшипник можно заменить (зафиксировать с помощью Torx или многозубого). Замена стоит от 20 до 60 евро, в зависимости от модели и качества.

Что такое автомобильный генератор переменного тока и как он работает?

ПРЕДУПРЕЖДАЮЩАЯ ЛАМПА

Это возвращает нас обратно к исходной точке — контрольной лампе генератора.Как видно из рисунка 5, схемы действующего генератора переменного тока, от входа источника тока возбуждения [1] до регулятора есть путь к земле. В результате, когда ключ включен, ток течет через контрольную лампу, через резисторы, транзисторы и катушку возбуждения, а затем на землю, в результате чего лампа загорается. Как только генератор перейдет на полную мощность, напряжение от трио диодов, также приложенное к [1], будет равно напряжению батареи. В это время по 12 вольт с обеих сторон лампа погасла.

Если генератор выйдет из строя, напряжение на тройке диодов упадет, и лампа снова загорится от напряжения батареи. Если мощность генератора немного низкая, лампа будет тускло гореть. Если генератор выйдет из строя полностью и выходное напряжение упадет до нуля, лампа будет гореть с полной яркостью. И наоборот, если батарея выйдет из строя и напряжение батареи упадет, с выходным напряжением генератора переменного тока с одной стороны и низким напряжением батареи с другой, лампа также загорится.

Как указывалось ранее, если свет становится тусклее при увеличении частоты вращения двигателя, это связано с тем, что напряжение генератора переменного тока растет вместе с числом оборотов в минуту, создавая большее напряжение на стороне генератора переменного тока лампы. Чем ближе выходное напряжение к напряжению аккумулятора, тем ярче становится лампа. Точно так же, если свет становится ярче с увеличением числа оборотов, это связано с тем, что по мере увеличения напряжения генератора оно становится выше, чем напряжение аккумулятора. Чем выше напряжение по отношению к напряжению батареи, тем больше разница напряжений на лампе и тем ярче она становится.

СУММИРОВАНИЕ

Таким образом, можно сказать, что ток возбуждения через катушки ротора создает магнитное поле, которое передается катушкам статора, создавая переменное напряжение. Это переменное напряжение преобразуется выходными диодами в пульсирующее постоянное напряжение, которое заряжает аккумулятор.

Ток возбуждения подается либо от аккумулятора, через контрольную лампу, либо от трио диодов. Величина тока возбуждения, которая может проходить через регулятор к ротору или катушке возбуждения, контролируется обратной связью по напряжению от батареи.

Вот и все — вкратце — полная работа генератора переменного тока. В следующий раз, когда вы увидите маленький красный огонек, вы точно будете знать, что он пытается вам сказать.

Как работает автомобильный генератор переменного тока: как работают автомобильные материалы

Когда он был впервые изобретен, генератор на самом деле назывался «генератором». Сегодня автомобильный генератор переменного тока преобразует энергию в переменный или переменный ток из электрической энергии, которая создается механической энергией, которую он генерирует при повороте.

Двигателю внутреннего сгорания требуется аккумулятор для запуска двигателя, но именно автомобильный генератор переменного тока поддерживает работу автомобиля и перезаряжает энергию, используемую аккумулятором во время движения автомобиля.

Так как же работает генератор? В автомобильных генераторах используется вращающийся магнит внутри проводника, который вырабатывает электричество. Затем он собирает электричество, вырабатываемое генератором переменного тока, из магнитного поля вокруг проводника внутри генератора.

Проводники имеют железную основу с намотанными вокруг них катушками, которые также позволяют контролировать напряжение генерируемого тока благодаря регулятору напряжения.Ротор генератора приводится в движение за счет механического вращения приводного ремня, который также вращает вентилятор радиатора и водяной насос.

Эффективность работы генератора обычно зависит от его размера и, когда возникают проблемы из-за проблем в подшипниках или недостаточного воздушного потока от внутреннего вентилятора. В редких случаях это может быть даже связано с потерей железа и меди.

Сегодняшние генераторы работают с КПД около 55%. Это происходит из-за преобразования механической энергии в электрическую.

Раньше единственной задачей генератора переменного тока было убедиться, что в автомобиле достаточно энергии для включения света и звукового сигнала, сегодня у нас есть внутренние компьютеры, электрические компоненты, отопление, радиоприемники и системы GPS, требующие много энергии.

Большое отличие современных генераторов с высоким усилителем состоит в том, что они сделаны из гораздо более качественных материалов, в основном с использованием высококачественных магнитов, подшипников и обмоток. Несмотря на то, что многие части автомобиля теперь стали очень высокотехнологичными, генератор по-прежнему остается довольно простым элементом оборудования, и его относительно легко заменить.

Как узнать, что пришло время заменить генератор в вашем автомобиле? Если не проверять его регулярно, явным признаком неисправности генератора является разряженная батарея. Хотя батарея может выйти из строя, не удержать заряд или даже начать протекать, разряженная батарея является основным признаком того, что вы узнаете, что она не заряжалась от генератора.

Быстрый тест — это попытаться зарядить аккумулятор от внешнего источника, например зарядного устройства, или большинство магазинов автозапчастей, таких как autozone, проверит аккумулятор бесплатно.Если ваши подшипники начнут работать, вы услышите громкий скрежет, исходящий от генератора.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.