Принцип работы автомобильного генератора с аккумулятором

Схема автомобильного генератора, принцип работы и типовые неисправности

На гибридных автомобилях генератор выполняет функцию стартер-генератора и используется в некоторых других системах типа стоп-старт.

По конструкционному исполнению автомобильные генераторы бывают компактные и традиционные. Они отличаются в основном лишь компоновкой вентилятора, конструкцией корпуса, выпрямительными элементами и приводным шкивом. Практически любой генератор, состоит: ротора, статора, корпуса, блока регулятора напряжения и выпрямительного и щёточного узла.

Структурная схема автомобильного генератора ВАЗ 2106 и ВАЗ-2110

Для приборной панели ваз 2107

Для автомобиля ВАЗ 2105

Для автомобиля ВАЗ 2107

Ротор – создает вращающееся магнитное поле, для этой цели на валу имеется обмотка возбуждения. Она располагается в двух половинках полюса, в каждой из которых есть шесть выступов – их называют клювами. Ещё на валу находятся два контактных кольца и именно через них осуществляется питание обмотки возбуждения. Кольца, обычно медные, но иногда встречаются стальные и латунные. К кольцам присоединены выводы обмотки возбуждения.

На валу ротора имеется одна либо две крыльчатки вентилятора и закреплён приводной ведомый шкив. Два необслуживаемых шариковых подшипника образуют подшипниковый узел ротора. Со стороны контактных колец на валу очень часто располагается роликовый подшипник.

Статор применяется для генерации переменного тока, состоит из металлического сердечника и обмотки, сердечник собран из стальных пластин и имеет тридцать шесть пазов для навивки обмоток, в пазах расположены по три обмотки, образующие трёхфазное соединение. Существуют два метода укладки обмоток в пазы статора – волновой метод и петлевой. Между собой обмотки соединяются по схеме «звезды» и «треугольника».

Подавляющее большинство конструктивных компонентов генератора расположено в корпусе. Корпус представляет собой две аллюминеевые крышки – переднюю и заднюю. Передняя находится со стороны приводного шкива, задняя со стороны контактных колец. Между собой крышки скреплены болтами. На поверхности крышек имеются вентиляционные отверстия, и крепёжные лапки. В зависимости от количества лап различают однолапное или двухлапное крепление генератора.

Щёточный узел предназначен для обеспечения передачи возбуждающего тока на контактные кольца. Узел состоит из 2-х графитных щёток и прижимных пружин, а также щёткодержателя. Обычно щёткодержатель распологается с регулятором напряжения в одном модуле.

Выпрямительный узел предназначен для преобразования синусоидального напряжения, вырабатываемого генератором, в постоянное напряжение для бортовой сети автомобиля. В модуле расположены – 6 силовых полупроводниковых диодов, т.е на каждую фазу – по два выпрямителя, один на «положительный», а другой на «отрицательный» вывод.

На большинстве современных генераторов обмотка возбуждения подсоединена через отдельную контактную группу, состоящую из двух диодов. Эти диоды препятствуют протеканию тока разряда аккумулятора через обмотку при неработающем двигателе. Если обмотки соединены «звездой», на нулевом выводе распологается два силовых дополнительных диода, обеспечивая рост мощности генератора до 15%. Выпрямительный блок подсоединен к схеме с помощью специальных контактных площадок методом пайки, сварки, или соединения винтами.

Регулятор напряжения – необходим для поддержания напряжения с выхода генератора в заданных параметрах. регуляторов напряжения. Он бывает в гибридном и интегральном исполнение.

Стабилизация напряжения осуществляется при изменении частоты вращения коленвала двигателя. Регулятор напряжения осуществляет управление частотой следования и продолжительностью импульсов. Кроме того он осуществляет изменение напряжения, для зарядки аккумулятора при термокомпенсации в зависимости от температуры окружающей среды. Чем выше температур, тем меньшее значение напряжение поступает к аккумулятору.

С помощью ременной передачи, происходит вращение ротора со скоростью, в два-три раза превышающей частоту вращения коленчатого вала . В зависимости от конструкции генератора применяется поликлиновый или клиновый ремень.

Есть еще индукторный генератор, то есть бесщёточный. Он состоит из ротора, состоящего из набора спрессованных тонких пластин из трансформаторного железа. На статоре имеется обмотка возбуждения. С помощью изменения магнитной проводимости воздушного зазора между ротором и статором.

Если в автомобильном замке зажигания поворачиваем ключ, на обмотку возбуждения идет ток через щёточный узел и контактные кольца. В обмотке создается магнитное поле. Ротор генератора начинает перемещаться вместе с вращением коленчатого вала. Обмотки статора пронизываются магнитным полем ротора. На выводах обмоток статора возникает переменное напряжение. С достижением заданной частоты вращения, возбуждающая обмотка запитывается от генератора, то есть, генератор оказывается в режиме самовозбуждения.

Переменное напряжение выпрямляется в постоянное. В этом состоянии генератор генерирует требуемый ток для зарядки питания потребителей и аккумулятора. Регулятор напряжения подключается к работе при изменении нагрузки и частоты вращения вала. Время включения обмотки возбуждения снижается при уменьшении нагрузки и ростом частоты вращения генератора. Время увеличивается с ростом нагрузки и снижением частоты вращения. Когда же ток потверждения превышает возможности генератора, начинает работать аккумуляторная батарея. На передней панели приборов имеется контрольная лампа, отображающая состояние генератора.

После пробега первых 2000 км и через каждые последующие 15000-20000 км необходимо проверять состояние и натяжение клинового ремня привода генератора. Для этого сильно надавливают большим пальцем на ремень приблизительно в середине. При этом он не должен прогибаться более чем на 5 мм, а если новый то не более чем на 2 мм. Если расстояние прогиба меньше клиновой ремень необходимо натянуть или заменить.

Чтобы демонтировать ремень, в некоторых моделях автомобилей необходимо ослабить фиксирующие винты, а затем с помощью монтировки или мощной отвертки переместить генератор к двигателю и снять ремень. В моделях авто с натяжным роликом на ролик нажимают и с помощью накидной головки ослабляют натяжки и снимают ремень.

Для увеличения натяжения ремня, необходимо ослабить фиксирующие винты, с помощью отвертки немного повернуть генератор от двигателя и снова закрепить винт. В моделях с натяжным роликом, последний самостоятельно регулирует натяжение ремня.

Проверяя клиновидный или клиновидно-ребристый ремень убедитесь в том, что последний не обтрепан и на нем отсутствуют трещины и изломы. Если же они имеются, ремень требуется заменить на новый. В случае если двигатель оснащен двойным клиновидным ремнем, эта пара должна заменяться вместе.

Неисправности генератора. При появлении достаточно звонкого, металлического шума, необходимо проверить не ослаблены ли гайки шкива. Если причина не в них, могут быть повреждены подшипники или могло произойти межвинтовое замыкании на «массу».

При подключении аккумулятора, проверьте, правильность подключения к полюсным штырям. Кроме того нельзя допускать отсоединения аккумуляторной батареи от бортовой сети при включенном двигателе и отключенных потребителях. Поэтому при любом техобслуживании генератора необходимо проверять исправность цепи заряда батареи.

Нельзя, допускать того, чтобы провода соприкасались с корпусом регулятора напряжения. Лучше, всего расположить их на расстоянии 3-5 см. Т.к регулятор может сильно нагреваться в процессе работы, а изоляция проводов может нарушиться. Крышка регулятора должна быть всегда очень плотно прижата к корпусу, а прокладка между крышкой и корпусом должна отлично изолировать пространство под крышкой.

Замена щеток генератора. Щетки генератора необходимо проверить после 50000-60000 км пробега. Для этого не требуется демонтировать генератор, а всего лишь:
Отсоедините кабель «минус» от аккумуляторной батареи, затем открутите регулятор напряжения. Если изношенные щетки выступают из щеткодержателя меньше 5 мм, их необходимо заменить на новые. Перед установкой регулятора с новым щеткодержателем, необходимо очистить гнездо щеткодержателя от накопившейся угольной пыли. Для замены щеток отпаяйте соединительные провода, а в случае необходимости очистите контактную поверхность и проверить силу соприкасания контактных пружин.

Установив новые щетки, проверьте, свободность их хода в держателе. Затем слегка прикрепите регулятор напряжения стопорным винтом, и с нажимом, но очень осторожно установите в конечное положение и плотно закрутите. Не забудьте после окончания процесса замены щеток генератора подключить кабель «массы» к батареи.

Иногда в новом автомобиле контрольная лампа на панели может ошибочно показывать «отсутствие заряда батареи». Это происходит потому, что у нового генератора ещё не успели притереться щетки.

Как правильно подобрать автомобильный инвертор

Как правильно подобрать автоинвертор

Если не желаете расставаться с достижениями цивилизации в длительной поездке, то автоинвертор может пригодиться

Вот и пришло лето – то время года, когда все уезжают отдыхать, знакомиться с новыми местами и получать удовольствие от хорошей погоды и времяпрепровождения с семьей и друзьями. Сегодня возвращается популярность на семейные поездки к месту отдыха на автомобиле, но это не всегда удобно, даже если у вас большая и вместительная машина, на которой, по идее, преодолевать большие расстояния можно легко и с комфортом.

Чтобы у вас было меньше проблем в пути к желанному курорту, был создан инвертор автомобильный: с его помощью у вас появляется возможность зарядить свой мобильный, ноутбук и другую технику прямо в автомобиле, что поможет всегда быть на связи с родными или развлечь детей, включив им какой-нибудь мультфильм на планшете или ноутбуке. Инвертор автомобильный, исполняя роль преобразователя напряжения, делает вас на время поездки, что называется, независимым от розеток. К автоинвертору подключается самая разнообразная техника: от простой электробритвы до сложной техники (например, дрель или ноутбук).

Как работает инвертор автомобильный

Инвертор для автомобиля – это преобразователь энергии автомобильного аккумулятора. Принцип работы следующий: инвертор при помощи специального генератора тока, который импульсно создает гармоническую волну, преобразовывает постоянное напряжение из автомобильного аккумулятора (11-13В – у легковых автомобилей, 24В – у грузовиков) в переменное, равное 220 вольт с частотой в 50Гц. Коэффициент полезного действия автоинверторов составляет до 90 процентов, то есть с помощью него получается хороший переменный ток, благодаря чему к инвертору без опаски можно подключать как телефоны, так и более серьезную технику, работающую от переменного тока: те же компьютеры и инструменты.

На заметку : в автомобильных инверторах есть функция повышения напряжения, которое можно не очень точно, но регулировать. В теории можно «разогнать» автоинвертор до любой частоты, например, до 50Гц, используемых в России, Европе и странах Азии, до 60Гц, используемых в США, либо замахнуться на 400Гц, которые необходимы для работы специального промышленного оборудования. Но нам с вами, как жителям Российской Федерации, интересна только возможность получить частоту в 50Гц.

Режимы работы автомобильного инвертора

Каждый инвертор для автомобиля работает в нескольких режимах. Рассмотрим каждый из них.

  1. Режим №1 – длительная работа инвертора. В этом режиме, как правило, аппарат работает с номинальной мощностью, что гарантирует бесперебойную работу агрегата в течение длительного времени.
  2. Режим №2 – перегрузка инвертора. Работая в режиме перегрузки, инвертор выдаст за определенный временной промежуток в полтора раза большую мощность, чем выдал бы при работе в режиме длительной работы за это же самое время.
    На заметку : не рекомендуется включать режим перегрузки на более чем 25-30 минут!
  3. Режим №3 – пусковой режим инвертора. Использовать пусковой режим нужно в тех случаях, когда требуется моментальная подача мощности для сильных нагрузок (например, нужно запустить электродвигатель).

Выбирайте режим работы с умом. Не надо постоянно включать инвертор на полную, часто это ни к чему: так, например, для зарядки малогабаритных устройств (бритвы, телефоны, смартфоны, планшеты или фотоаппараты) достаточно 7-8Вт, а для зарядки того же нетбука хватит мощности в 140-160Вт.

Как выбрать автомобильный инвертор: простые рекомендации

Видео: Как выбрать автомобильный инвертор

  • Определитесь с необходимой мощностью.
    Это первый и самый важный этап при выборе автомобильного инвертора, поскольку есть вероятность сжечь автоинвертор, если вы купите аппарат, мощность которого будет ниже мощности устройств, которые вы собираетесь заряжать.
    Самое главное : приобретайте инвертор, мощность которого выше устройств, которые будут подключаться к нему.Сегодня на рынке представлены инверторы разных мощностей, начиная с 50Вт. Если вы собираетесь заряжать малогабаритную технику, наподобие телефонов, то покупайте маломощный автоинвертор: вам его хватит, что называется, за глаза. Плюс ко всему он недорогой и компактный, да и подключается через прикуриватель, что довольно удобно. Покупать более мощный аппарат рекомендуется, если вы собираетесь подключать серьезную технику, наподобие строительной техники: дрели, болгарки и прочее.
  • Тип оборудования, которое вы собираетесь подключать к автоинверотору, формирует следующее правило того, как выбрать автомобильный инвертор.
    Та же дрель или рубанок при запуске требуют мощную подачу тока, хотя во время работы потребляют не так уж и много. Тем не менее, для них инвертор нужно подбирать именно с учетом того, что необходим большой пусковой ток.Типовые номинальные мощности автомобильных инверторов: 300Вт, 600Вт, 2000Вт.
    На заметку : некоторые приборы могут резко повышать потребление тока не только во время старта, но и в моменты пиковой нагрузки. Как правило, все это указано в документации к устройству, но некоторые производители не указывают критические значения. Тем не менее, необходимый ток для запуска всегда написан – на него и ориентируйтесь, чтобы гарантировать нормальную работу вашей техники.
  • Чем меньше ватность инвертора, тем меньше его отдача.
    К примеру, инвертор с минимальной мощностью в 300Вт будет выдавать до 200 вольт, более мощные модели (600Вт) выдают до 215 вольт, ну а самые мощные инверторы в 2000Вт выдают вольтаж, указанный в документации.
  • Точно определитесь со списком устройств, которые вы в будущем собираетесь подключать и учитывайте их требования.
    Подключив к прикуривателю инвертор на 300Вт, вы создаете условия, при которых максимальная нагрузка не может быть боле 100 ватт, иначе предохранитель просто-напросто сгорит.
  • Мощность инвертора не должна быть больше мощности генератора, установленного в машине.
    Это важно, не забудьте об этом во время покупки, иначе встанете где-нибудь в лесу ночью: жена и дети не обрадуются. Все просто: когда инвертору не хватает мощности генератора, то он начинает брать энергию из автомобильного аккумулятора, а генератор просто не успевает подзарядить последнего. Решение есть: это увеличить обороты двигателя, но это, фактически, самообман, поскольку вы разоритесь на топливе, которое и так стоит недешево, а с такой системой его вам понадобится очень много.
    На заметку : максимально генератор автомобиля выдает 500-510 ватт. Учитывая, что машине тоже нужна энергия, инвертору достается около 250-300 ватт – пользуйтесь на здоровье.
    Практика показывает, что связка из 90-амперного генератора и аккумулятора на 60 Ач вполне справляется с выходной нагрузкой, если она не превышает 500 Вт.
  • Ищите инвертор с функцией автоматического отключения.
    Поскольку работа инвертора разряжает аккумулятор в автомобиле, очень удобно, когда инвертор может самостоятельно отключиться, например, достигнув минимально допустимой величины напряжения на клеммах аккумулятора (до 7.5–8 В). Практически все современные инверторы оснащаются данной функцией. Кроме того, есть модели, которые с помощью звука предупреждают, если с акумулятором или проводкой между инвертором и аккумулятором возникают какие-то проблемы (то же пресловутое падение напряжения из-за плохой проводки), либо сразу отключаются. В случаях, когда внутренний радиатор перегревается, инвертор также выключится. Если вы случайно захотите включить аппарат с питанием на вход — то есть в обратной полярности – автоинвертор также отключится, так как сработает защита от коротких замыканий.

На заметку : работоспособность клемм АКБ машины и автомобильного инвертора зависит от того, как вы организуете их совместную работу. Регулярно подзаряжайте АКБ, чтобы не возникало проблем.

Видео: Инвертор автомобильный — для автомобиля и для дома

Практические советы пользователям автомобильных инверторов

Если есть возможность, подключайте инвертор прямо к автомобильной батарее, а не через прикуриватель.
ВНИМАНИЕ : при таком подключении перед запуском инвертора обязательно должен быть заведен двигатель! Не уделив этой важной мелочи внимание, вы рискуете вывести из строя электронику автомобиля из-за скачка напряжения, который возникнет в бортовой сети. Но и во время запуска двигателя автомобильный инвертор также должен быть отключен, иначе можно спалить предохранители инвертора.

Не включайте инвертор лишний раз. Вам нужно зарядить мобильный или камеру? Как правило, в комплекте с такими устройствами идет специальный зарядник для автомобилей, который подключается к прикуривателю. Если у вас такого нет, то на авторынке можно приобрести зарядные устройства данного типа за невысокую цену. Кроме того, зарядка пройдет быстрее, чем с использованием того же инвертора на 300Вт, поскольку зарядка дает большее количество миллиампер. Конечно, можно купить более мощный инвертор. Но к чему переплачивать?

Используйте устройства, которые по мощности подходят для прикуривателя вашей машины. Появляется все больше разных девайсов с возможностью прямого подключения к прикуривателю (мини-чайники и прочие), но для работы с какой-нибудь дрелью все равно инвертор просто необходим. Так, например, если ваш агрегат требует для работы 500В, его нельзя подключать к маломощному инвертору. Это важно: как мы уже говорили, если мощность инвертора недостаточная, начнется подпитка от аккумулятора, что крайне нежелательно. Правильный подход позволит вам увеличить срок службы аккумулятора автомобиля и даст возможность нормально работать и инвертору, и автомобилю: не появится проблем наподобие поломки стартеров и других важных элементов, составляющих электроцепь вашей машины.

(1 оценок, среднее: 3,00 из 5)

Устройство генератора авто-его электрическая схема, принцип работы

Уважаемые посетители, всем привет .

В этой теме Вы ознакомитесь с автомобильным генератором, на примере ваз 2115, то-есть, с его устройством, принципом работы, с электрической схемой и пояснением, которое будет дано к схеме.

В беседе со своими друзьями, каждый из нас объяснял что-то свое в том смысле, как именно следует правильно называть автомобильный генератор, — генератор переменного тока или же генератор постоянного тока. Если автомобильный генератор вырабатывает переменный ток, то каким образом ток будет питать потребители авто? Возникает вопрос, как правильно следует относить название генератора, к переменному или к постоянному?

Правильные ответы на различные вопросы, касающиеся автомобилей, Вы можете найти в соответствующей технической литературе. В настоящее время на автомобилях получили широкое распространение генераторы переменного тока. Впрочем, это можно понять по самой электрической схеме генератора.

Устройство автомобильного генератора

На этом рисунке, устройстве автомобильного генератора, расписано все подетально, — что и где находится.

Рассмотрим по позициям, что и как здесь устроено. Начнем с вала генератора. На валу генератора напрессованы:

  • передний подшипник вала ротора (15);
  • втулка ротора (23);
  • полюсные наконечники ротора (21);
  • втулка подшипника (26) вместе с задним подшипником вала ротора (25);
  • изоляционные втулки, на которые напрессованы контактные кольца (27).

На роторе, между втулкой (23) и полюсными наконечниками ротора (21), на самой втулке, намотана обмотка возбуждения ротора (24). Два конца провода обмотки возбуждения ротора соединены с контактными кольцами (изолированными друг от друга). Напряжение снимается с контактных колец за счет прикасания щеток, установленных в щеткодержателе (28). Одна щетка автомобильного генератора соединена с корпусом генератора (массой), а вторая щетка соединена с выводом Ш. Дальнейшее пояснение будет дано по электрической схеме генератора.

Принцип работы автомобильного генератора

Принцип работы автомобильного генератора простой, — как и для всех электрических машин, как их принято называть в целом. Первоначально, при запуске автомобильного двигателя, обмотка возбуждения генератора получает питание от аккумуляторной батареи 5 (рис. 3) и в дальнейшем, во время работы двигателя, данная обмотка питается от выпрямителя 2 (рис. 3). Здесь возникает вопрос: Почему обмотка возбуждения (см. рис. 3) во время работы двигателя получает питание от выпрямителя (2)?

Привод автомобильных генераторов осуществляется от коленвала двигателя, способом ременной передачи. При вращении ротора магнитные силовые линии обмотки возбуждения пересекают обмотку статора, тем самым, в обмотке статора наводится электродвижущая сила — ЭДС. Таким образом, на концах обмоток статора изначально выдается переменное напряжение, которое впоследствии преобразовывается в постоянное, — за счет блока кремниевых диодов выпрямителя тока (позиция 2, рис. 3) и соответственно получается, что обмотка возбуждения ротора (при работе автомобильного двигателя) получает питание от выпрямителя.

Схема автомобильного генератора

Рассмотрим по позициям (рис. 2), из чего состоит схема:

  1. генератор переменного тока;
  2. ротор;
  3. обмотки статора, соединенные по схеме «звезда»;
  4. блок диодов выпрямителя;
  5. выключатель зажигания;

7. регулятор напряжения;

Как Вы заметили, в схеме пропущена шестая позиция, — это аккумуляторная батарея. Данная схема автомобильного генератора мною взята из интернета, с которой я не полностью согласен, в отношении позиций (2) и (7). Если далее пояснять, с чем я не согласен, то это будет выглядеть как неверное пояснение.

Рассмотрим другую схему из моих законспектированных записей, по которой можно дать более объективное пояснение. Итак, в схеме (рис. 3) автомобильного генератора переменного тока расставлены следующие пронумерованные позиции:

2-блок кремниевых диодов выпрямителя тока;

Между контактными кольцами расположена обмотка возбуждения ротора, то-есть, концы обмотки припаяны к контактным кольцам. Один конец обмотки контакта (7) соединен с массой автомобиля, второй конец обмотки возбуждения (8) соединен с регулятором напряжения (4).

Причем здесь два контакта с обозначением Ш, которые указаны в схеме рис.2 ? Вот именно с этим я и не согласен. Как объяснить, где здесь обмотка возбуждения ротора? Как объяснить, с чем соединена обмотка ротора по данной схеме?

Продолжим пояснение схемы (рис. 3). Генератор, как мы видим по схеме, имеет три вывода. Вывод Ш от щетки (8) соединен с выводом Ш регулятора напряжения (4), корпус регулятора напряжения соединен с массой. Провод от анодной группы выпрямителя (2) с отрицательной полярностью соединен с массой. Провод от катодной группы с положительной полярностью этого же выпрямителя соединен с нагрузкой, далее через разветвление, с аккумуляторной батареей и выключателем зажигания.

Каждая отдельная фаза от концов обмоток статора, обмотки которой соединены «звездой», присоединены к блоку кремниевых диодов выпрямителя, где каждая фаза соединена между двумя диодами с разной полярностью.

По схеме автомобильного генератора переменного тока и его принципу работы в общем то все должно быть понятно. Пояснение для этой схемы дано на основании прочитанной технической литературы и законспектированных материалов. Более подробно описывать содержание, допустим, принципа работы блока выпрямителя, — это получится в целом не тема, а что-то иное.

Неисправности генератора

На двух фотоснимках (фото 1) показаны щетки и реле-регулятор генератора.

Причин неисправности автомобильного генератора можно назвать несколько, это:

  • износ щеток;
  • перегорание обмотки возбуждения ротора;
  • перегорание одной из обмоток статора;
  • межвитковое замыкание в любой из обмоток (ротора, статора);
  • разрыв в месте соединения провода (обмотки возбуждения) с контактным кольцом

и прочие неисправности, допустим, износ подшипников.