Из чего состоит автомобильный генератор. Из чего состоит генератор

Мы узнали, что выходное напряжение генератора должно быть в пределах от 13,5 В до 14,2 В. Сила тока может отличаться в зависимости от модели. В среднем они находятся в диапазоне от 80 до 140 А. Возьмите среднее значение 100 А.

Устройство генератора переменного тока

Очень трудно представить современную жизнь без электричества. Даже люди, далекие от цифровых технологий и интернета, все равно пользуются приборами, работающими на электричестве. Для выработки этой энергии часто используются генераторы переменного тока. Эта мощность используется всеми электроприборами и обеспечивается во всех квартирах и частных домах. Хотя вышеупомянутые устройства были изобретены очень давно, они до сих пор не утратили своей популярности и используются во многих сферах жизни людей. В этой статье описана конструкция генератора и принцип его работы.

Альтернаторы — это электрические устройства, преобразующие механическую энергию в электрическую. Последний имеет переменные характеристики. Само преобразование основано на механическом вращении проволочной катушки в магнитном поле.

Разделы данного устройства

Наблюдение! Почти все современные генераторы вырабатывают электроэнергию с помощью вращающегося магнитного поля, а не катушки.

Как уже упоминалось, ток возникает не только при механическом перемещении катушки в магнитном поле, но и когда динамические линии вращающегося магнита пересекают витки катушки. Поэтому образовавшиеся электроны начинают двигаться к положительному полюсу магнита, и ток течет от положительного полюса к отрицательному.

В проводнике (катушке) возникает ток. Ток отталкивает магнит, когда каркас катушки приближается к магниту, и отталкивает магнит, когда каркас удаляется от него. Проще говоря, ток каждый раз меняет свое направление относительно полюсов магнита. Это и является причиной таких явлений, как переменный ток.

Демонстрация устройства, использующего простой магнит и цепь.

Это устройство появилось еще в 1832 году благодаря усилиям Н. Тесла. Затем он создал первый однофазный современный генератор. Первые устройства вырабатывали только постоянный ток, и такой генератор долгое время не находил практического применения. Это продолжалось недолго, так как вскоре люди поняли, что переменный ток гораздо практичнее постоянного.

NB! Преимуществом новой технологии было то, что она легко вырабатывала электроэнергию и требовала лишь небольших затрат времени и ресурсов на обслуживание устройства по сравнению с соответствующим устройством постоянного тока.

Благодаря переменному току и его генераторам были созданы такие устройства, как радиоприемники, магнитофоны и другие новейшие автоматические и электрические установки.

Характеристики генератора переменного тока

Основными техническими характеристиками генератора являются его внешние характеристики, регулирование скорости и регулирование тока. Внешняя характеристика определяется как зависимость между напряжением устройства и производимым им током. Она является константой и может определяться отдельными, независимыми стимулами.

Характеристики регулирования скорости обычно рассчитываются по различным значениям тока нагрузки. Минимальное значение стимуляции — ток нулевой нагрузки (максимальная скорость вращения).

Этот современный показатель мощности определяется как один из самых важных при выборе или проектировании генератора. Почти все новые теплообменники могут самостоятельно ограничивать максимальный ток.

Обратите внимание! Это делается для того, чтобы скорость курсора не поднималась до индуцированной пусковой частоты.

Простые индукционные генераторы для домашнего и лабораторного использования

Принцип работы генератора

Теперь пришло время рассмотреть конструкцию генератора переменного тока и принципы его работы. Он состоит из специальной системы, которая при работе создает магнитный поток большой силы.

В его основе лежат два сердечника из электротехнической стали. Прорезь в сердечнике используется для размещения обмоток, отвечающих за создание магнитного тока. Второй используется для индукции энергии.

Ядро внутри обычно находится в горизонтальном или вертикальном положении и вращается по соответствующей орбите. Он называется ротором. Как следует из названия, второе ядро, называемое старым, остается неподвижным. Чем меньше расстояние между этими элементами, тем больше индукция магнитного потока. Затем анализируются назначение и функции генератора переменного тока.

Практический взгляд на конструкцию генератора переменного тока

Современные генераторы переменного тока работают по тем же принципам, но в качестве движущей силы используют другие механизмы. Основное назначение генератора переменного тока — преобразование определенных видов энергии в электричество. Источники энергии следующие.

Виды генераторов

Существуют два типа монтируемых агрегатов. Между ними:.

1. Устройство постоянного тока. Чаще всего встречается на старых моделях транспортных средств. В последнее время популярность таких агрегатов заметно снизилась.
2. Устройство переменного тока. Установлено практически на все автомобили современного поколения. Впервые был разработан и выпущен на заводе Америки в 1946 году.

Второй тип генераторов имеет прочную конструкцию и характеризуется наличием силового компонента.

Как устроен

Независимо от типа, каждый генератор предназначен для производства и обеспечения электричества, которое может быть использовано для размещения системы органов в автомобиле. Поскольку каждый тип устройства вырабатывает различный ток, конструкция и работа альтернативных вариантов будут отличаться. Поэтому стоит рассмотреть эти два генератора отдельно.

Автогенератор постоянного тока

Уже отмечалось, что эти устройства получают все большее распространение, и это связано с рядом недостатков. Наиболее распространенные из них: — использование одного генераторного агрегата.

• небольшая эффективность работы;
• недостаточная мощность;
• необходимость проведения частого ремонта и осмотра;
• недолгий срок службы.

Данная конструкция включает коллекторы, благодаря которым эти устройства могут работать в двух функциях. Именно поэтому они часто используются в гибридных автомобилях.

Особенностью является то, что электромагниты, прикрепленные к устройству, не двигаются. Это гарантирует определенное положение силового движения и особый принцип работы.

Автогенератор переменного тока

Он считается популярным устройством среди современных моделей. Она содержится в его конструкции:.

Альтернаторы этого типа обычно устанавливаются рядом с двигателем спереди. Он устанавливается с помощью прочных винтов через предусмотренные соединения. Крышки блоков изготовлены из алюминиевого сплава. Каждая крышка оснащена окном для вентиляции корпуса и предотвращения перегрева конструкции. Отсутствие вентиляции или блокировка объясняют, почему теплообменники нагреваются до холостого хода или нормальной работы.

Кроме того, стоит отметить, что на задней крышке имеется блок areaan, называемый щеточным блоком. Обе крышки удерживаются вместе специальными винтами увеличивающейся длины.

Конструкция

Стоит внимательнее присмотреться к тому, что генератор встроен в автомобиль. Ниже приведены основные части конструкции такого важного устройства в автомобиле.

Статор

Генератор Статта представляет собой стальной профиль, толщина которого не превышает 10-11 мм. Конструкция современных генераторов основана на принципе экономии металла и поэтому состоит из отдельных секций и имеет лепестковую форму. Все пластины свариваются или привариваются друг к другу. Статор имеет более 30 гнезд для крепления обмоток. Более старые изолируются специальным эпоксидным компаундом или мембранным покрытием.

Ротор

Система курсорных полюсов отличается от стандартной системы единиц измерения. Она состоит из двух половинок, каждая из которых имеет отчетливый выступ, похожий на клюв. Каждая башня имеет шесть клемм, которые насажены на вал.

Между полюсами располагается втулка, к которой крепятся обмотки. Валы ротора изготовлены из стали низкой твердости, но это не мешает им быть прочными и эффективными. На конце вала имеется резьба и выемка для крепления шкива.

Узел выпрямления

Основным характерным элементом современных самогенераторов переменного тока является соединение анонимности. Используются два типа агрегатов: вспомогательные выпрямители и вспомогательные выпрямители.

1. Пластины, отводящие тепло. В них установлены силовые диоды, выпрямляющие ток.
2. Элементы со специальными ребрами для охлаждения. На них также установлены диоды, но они таблеточные.

Кроме того, вспомогательные выпрямители могут быть классифицированы как вспомогательные выпрямители. Здесь диоды заключены в пластиковую цилиндрическую оболочку. Этот корпус соединен с контуром специальной шиной.

Регулятор напряжения

Это приспособление помогает поддерживать необходимое напряжение в автоматическом генераторе. Он обеспечивает нормальную работу электрических систем, датчиков и других компонентов системы автомобиля.

Стабилизаторы напряжения основаны на полупроводниковых элементах. Хотя конструкция этих компонентов может отличаться, все они выполняют одну и ту же функцию и имеют одинаковый принцип работы.

Основной особенностью регуляторов напряжения является термокомпенсация. Это способность элемента изменять, увеличивая или уменьшая напряжение, значение напряжения, если во время работы генератора обнаружено изменение температуры. Эти операции улучшают зарядку аккумулятора и снижают потребление ресурсов.

Принципы работы генераторов переменного тока и генераторов непрерывного потока уже понятны, как и их основные компоненты. Для обобщения материала и понимания электрического процесса необходимо рассмотреть несколько систем.

Устройство генератора переменного тока

Работу любого генератора можно сравнить с реверсивным электродвигателем. Это означает, что он генерирует, а не потребляет электроэнергию. Современные генераторы делятся на два типа, в зависимости от их конструкции. Компактные генераторы и обычные генераторы. Они имеют общее устройство, но отличаются расположением корпуса, вентилятора, выпрямителя и привода. Современные устройства также имеют три фазы.

Генератор переменного тока состоит из следующих основных элементов

• привод со шкивом, подшипниками и валом;
• ротор с обмоткой возбуждения и контактными кольцами;
• статор с сердечником и обмоткой;
• корпус, состоящий из двух крышек;
• регулятор напряжения;
• выпрямительный блок или диодный мост;
• щеточный узел.

Проанализируйте каждый элемент блока по отдельности и в деталях.

Корпус

В корпусе находятся все основные компоненты генератора. Он состоит из двух крышек (передней и задней). Крышки прикручены. Крышки изготовлены из ненамагниченного, термодиффузионного, легкого сплава алюминия. Крышки имеют вентиляционные отверстия и монтажные фланцы.

Задняя крышка содержит диодный мост и корпус со щетками. Клеммы, подающие питание от генератора, также находятся на задней крышке.

Привод

Вращение от коленчатого вала передается на шкив генератора, который вращает ротор. Скорость вращения шкива в два-три раза превышает скорость вращения коленчатого вала. Крутящий момент двигателя передается через ремень. В зависимости от конструкции могут использоваться ремни или клиновидные ремни. Клиновидные ремни считаются самым гибким и современным видом ремней.

Ротор

Вал ротора имеет обмотку возбуждения, которая создает магнитное поле и по сути является обычным электромагнитом. Обмотка помещается между двумя половинами (сердечниками), которые необходимы для регулирования и направления магнитного поля. Каждая половина имеет шесть треугольных выступов, называемых клювами. Вал ротора также имеет два медных контактных кольца. Иногда они изготавливаются из стали или латуни. Обмотка возбуждения питается от аккумулятора через контактное кольцо. Контакты обмотки приварены к кольцам.

На переднем конце вала ротора находится приводной шкив, а на другом конце — крыльчатка вентилятора. Их может быть двое. Они необходимы для охлаждения внутренней части теплообменника. Кроме того, на обоих концах ротора установлены подшипники, не требующие обслуживания.

Статор

Конструктивно статор имеет форму кольца. Это основная часть, которая генерирует переменный ток из магнитного поля ротора. Он состоит из обмотки и сердечника. Сердечник состоит из соединенных между собой стальных пластин, образующих 36 щелей. Три обмотки наматываются на пазы, образуя трехфазное соединение. Имеются два варианта намотки: звезда и треугольник. В звезде концы каждой из трех обмоток соединены в одной точке. В схеме «треугольник» концы обмоток приводятся в движение отдельно.

Принцип работы

Вот более подробный обзор работы генератора переменного тока в автомобиле. При включении зажигания щеточный узел питается от аккумулятора. Через щеточный узел он попадает на медное контактное кольцо, а затем на обмотку возбуждения курсора. Следует помнить, что ротор, по сути, является электромагнитом, создающим магнитное поле. Коленчатый вал начинает вращать ротор через шкив и приводной ремень. Вокруг ротора расположен статор, который начинает вырабатывать переменный ток от вращения. Когда вращение ротора достигает определенной частоты, обмотка возбуждения получает питание от самого генератора.

Переменный ток выпрямляется через диодный мост и преобразуется в постоянный ток перед подачей в электрическую систему автомобиля. Таким образом, автомобильный генератор подает энергию на нагрузку и подзаряжает аккумулятор. Регулятор напряжения изменяет функцию обмотки возбуждения по мере увеличения скорости вращения ротора. Это гарантирует, что нагрузка остается постоянной.

На приборной панели автомобиля имеется сигнальная лампа генератора переменного тока, которая указывает на состояние устройства. Например, индикатор может загореться, если ремешок сломан. В таких случаях источник питания будет работать только от аккумулятора. Время работы в этом случае зависит от уровня заряда батареи.

Параметры генератора

Работа теплообменника оценивается по различным параметрам

• номинальный ток и номинальное напряжение;
• номинальная частота возбуждения;
• частота самовозбуждения;
• коэффициент полезного действия (КПД).

Номинальное напряжение сети автомобиля от генератора переменного тока составляет 12 В или 24 В. Характеристика силы тока показывает зависимость между силой тока и частотой вращения генератора.

Напряжение генератора можно измерить с помощью мультиметра. На холостом ходу при полном потреблении без нагрузки и под нагрузкой мультиметр должен показывать от 14,3 В до 15,5 В. Если напряжение после двигателя превышает 14 В, это может означать, что аккумулятор разрядился и заряжается от генератора переменного тока. Если потребители (фары, отопление, кондиционер и т.д.) включаются поочередно, напряжение будет уменьшаться примерно на 0,2 за одно включение. Однако в конечном итоге напряжение не должно опускаться ниже 12,8 В. Если цена низкая, батарея начнет разряжаться. С другой стороны, если напряжение очень высокое (выше 14 В), это может привести к повреждению батареи. Выходное напряжение батареи должно быть в пределах 12,6В -12,7В.

Напряжение генератора под нагрузкой может отличаться от номинального напряжения 12 В. Если все потребители активны, цена колеблется в пределах 13,5В — 14В. Если он ниже, это может указывать на неисправность. Допустимый предел составляет 13 В.

На рисунке ниже показана подробная схема автомобильного генератора переменного тока.