Принцип работы автомобильного генератора

Генератор чаще всего находится в передней части двигателя, он работает за счет вращения коленчатого вала. У новых машин гибридного типа генератор исполняет роль стартера – генератора. И в других системах старт - стоп такой же. Основные производители генератора сегодня это Bosch, Delphe, Denso. По особенностям конструкции генераторы делят на традиционные и компактные...

Отличаются генераторы конструкцией корпуса, расположением вентилятора, габаритами, выпрямительным узлом, шкивом привода.

В состав генераторов обычно входит:

• корпус;
• ротор;
• регулятор напряжения;
• статор;
• щеточный узел

Генератор создает вращающееся магнитное поле. Роторный вал для этого имеет так называемую обмотку возбуждения. Обмотка находится в двух половинках полюса. У каждой половины есть по шесть выступов.

Также на валу находятся контактные кольца, эти кольца делают из меди, можно встретить стальные и латунные. К кольцам присоединяются выводы перемотки возбуждения. Роторный вал имеет приводной шкив и одну или две крыльчатки. Пара не разборных подшипников образует подшипниковый узел. Возле контактных колец может находиться специальный роликовый подшипник.

Различают несколько видов роторов:

• ротор из постоянного магнита;
• ротор из электромагнита;
• ротор из мягкой магнитной ферромассы

У ротора из постоянного магнита непрерывная работа генератора обеспечивается за счет вращения постоянного магнита. У ротора из электромагнита есть вращающаяся перемотка возбуждения. На роторе находятся контактные кольца. На крышке агрегата расположены неподвижные щетки. Обмотка возбуждения соединяется контактными кольцами и щетками с наружной электрической цепью.

Ротором может быть специальная пассивная ферромасса, которая имеет вид тонких пластин. На статоре расположены обмотка возбуждения магнита и фазная перемотка. Статор создает переменный электрический ток и связывает обмотку и металлический сердечник. В состав сердечника входят стальные пластины. У сердечника есть специальные 36 прорезей для обмоток. Должно быть три обмотки, они вместе образуют трехфазное соединение. В пазы обмотки могут укладывать петлевым или волновым способом, соединяются обмотки или по схеме треугольник или по схеме звезда.

Основные детали генератора располагаются внутри корпуса. Корпус имеет переднюю и заднюю крышки. Передняя крышка расположена в месте, в котором проходит приводной шкив. Задняя крышка находится с той стороны, где размещаются контактные кольца. Друг с другом крышки соединяются болтами. Изготавливают крышки из сплавов алюминия, так как эти сплавы легкие, немагнитные и они рассеивают тепло. Крышки должны иметь вентиляционные отверстия и крепежную лапу (или две).

Ток возбуждения через щеточный узел передается на контактные кольца. Этот узел состоит из графитных щеток, их придавливают пружины специального держателя. У современных генераторов неразборный блок включает щеткодержатель и регулятор напряжения.

Выпрямительный блок, как один из элементов генератора, нужен для преобразования синусоидального напряжения, которое производит устройство в напряжение с постоянным током. В состав выпрямительного блока входят теплоотводящие пластины с встроенными диодами. Выпрямительный блок подключается к схеме генератора при помощи болтовых соединений или пайки.

Для поддержания напряжения в определенных значениях служит регулятор напряжения. У современных генераторов могут быть интегральные или полупроводниковые электронные регуляторы. При изменении скорости вращения коленчатого вала (повышении или уменьшении) напряжение в обмотке автоматически стабилизируется. Регулятор, встроенный в генератор, контролирует продолжительность и частоту электрических импульсов.

Генератор приводится в движение за счет ременной передачи, от которой зависит частота вращения ротора. А частота вращения должна быть в несколько раз выше, чем скорость вращения коленчатого вала.

Схема автомобильного генератора

Ротор генератора

Статор генератора

Проверка работы статора

Принцип работы генератора

Включают зажигание, электрический ток по контактным кольцам и щеточному узлу идет на перемотку возбуждения. В результате образуется магнитное поле. Вместе с коленчатым валом начинает вращаться ротор, создавая магнитное поле, пронизывающее обмотки статора. Напряжение переменного тока появляется на выводах перемоток. Частота вращения повышается до определенного значения, генератор при этом работает в режиме самовозбуждения. В выпрямительном блоке переменное напряжение преобразуется в постоянное напряжение. В итоге, генератор обеспечивает потребители электричества и аккумулятор током.

При изменении скорости вращения коленчатого вала или изменении нагрузки (увеличении или понижении) начинает свою работу регулятор напряжения, который управляет временем включения перемотки возбуждения. При уменьшении внешних нагрузок или когда увеличивается частота вращения ротора, время включения обмотки возбуждения сокращается. Если ток потребления увеличивается настолько, что генератор не справляется, начинает работать АКБ.

На панели приборов у современных автомобилей есть контрольная лампочка, которая указывает на отключение генератора.

Технические характеристики генераторов:

• ток;
• номинальное напряжение;
• частота возбуждения;
• коэффициент полезного действия;
• частота самовозбуждения

Показатели номинального напряжения - 12 или 24 В. Напряжение связано с электрической системой генератора.

Наибольший допустимый ток отдачи, который устройство вырабатывает при номинальной частоте вращения (6 тысячам об/мин), называется номинальным током.

Величина тока зависит от скорости вращения ротора. Характеристика тока кроме номинальных значений имеет показатели наименьшего тока и наименьшей рабочей частоты и наибольшего тока и наибольшей частоты. Значения минимального тока могут составлять 40-50 процентов от номинального значения. Более чем на 10 процентов наибольший ток не должен превышать номинальный.

За работоспособностью генератора нужно следить постоянно, ибо это влияет на работоспособность и долговечность аккумуляторной батареи автомобиля.

Основные поломки генератора

Источник