Устройство Генератора Переменного Тока и Принцип Действия

Мощный тяговый генератор переменного тока – строение

Здравствуйте, ценители мира электрики и электроники. Если вы частенько заглядываете на наш сайт, то наверняка помните, что совсем недавно у нас вышел достаточно объемный материал про то, как устроен и работает генератор постоянного тока. Мы подробно описали его строение от самых простых лабораторных прототипов, до современных рабочих агрегатов. Обязательно почитайте, если еще этого не сделали.

Сегодня мы разовьем эту тему, и разберемся, в чем заключается принцип действия генератора переменного тока. Поговорим о сферах его применения, разновидностях и много еще о чем.

Теоретическая часть

Основной принцип работы альтернатора

Начнем с самого основного – переменный ток отличается от постоянного тем, что он с некоторой периодичностью меняет свое направление движения. Также он меняет и величину, о чем мы подробнее поговорим далее.

Спустя определенный промежуток времени, который мы назовем «Т» значения параметров тока повторяются, что на графике можно изобразить в виде синусоиды – волнистой линии, проходящей с одинаковой амплитудой через центральную линию.

Базовые принципы

Итак, назначение и устройство генераторов переменного тока, называемого раньше альтернатором, заключается в преобразовании кинетической энергии, то есть механической, в электрическую. Подавляющее большинство современных генераторов используют вращающееся магнитное поле.

• Работают такие устройства за счет электромагнитной индукции, когда при вращении в магнитном поле катушки из токопроводящего материала (обычно медная проволока), в ней возникает электродвижущая сила (ЭДС).
• Ток начинает образовываться в тот момент, когда проводники начинают пересекать магнитные линии силового поля.

Строение простейшего электромагнитного генератора

• Причем пиковое значение ЭДС в проводнике достигается при прохождении им главных полюсов магнитного поля. В те моменты, когда они скользят вдоль силовых линий, индукция не возникает и ЭДС падает до нуля. Взгляните на любую схему из представленных – первое состояние будет наблюдаться, когда рамка примет вертикальное положение, а второе – когда горизонтальное.

Генератор переменного тока — как устроен

• Для лучшего понимания протекающих процессов нужно вспомнить правило правой руки, изучавшееся всеми в школе, но мало кем помнящееся. Суть его заключается в том, что если расположить правую руку так, чтобы силовые линии магнитного поля входили в нее со стороны ладони, большой палец, отведенный в сторону, укажет направление движения проводника, а остальные пальцы будут указывать на направление возникающей в нем ЭДС.
• Взгляните на схему выше, положение «а». В этот момент ЭДС в рамке равно нулю. Стрелочками показано направление ее движения – часть рамки А двигается в сторону северного полюса магнита, а Б – южного, достигнув которых ЭДС будет максимальным. Применяя описанное выше правило правой руки, мы видим, что ток начинает течь в части «Б» в нашу сторону, а в части «А» – от нас.
• Рамка вращается дальше и ток в цепи начинает падать, пока рамка снова не займет горизонтальное положение (в).
• Дальнейшее вращение приводит к тому, что ток начинает течь в обратном направлении, так как части рамки поменялись местами, если сравнивать с начальным положением.

Спустя половину оборота, все снова вернется в изначальное состояние, и цикл повторится снова. В итоге мы получили, что за время совершения полного оборота рамки, ток дважды возрастал до максимума и падал до нуля, и единожды менял свое направление относительно нчального движения.

Переменный ток

В его честь была названа частота тока

Принято считать, что длительность периода обращения равняется 1 секунде, а число периодов «Т» является частотой электрического тока. В стандартных электрических сетях России и Европы за одну секунду ток меняет свое направление 50 раз – 50 периодов в секунду.

Обозначают в электронике один такой период особой единицей, названной в честь немецкого физика Г. Герца. То есть в приведенном примере российских сетей частота тока составляет 50 герц.

Вообще, переменный ток нашел очень широкое применение в электронике благодаря тому, что: величину его напряжения очень просто изменять при помощи трансформаторов, не имеющих движущихся частей; его всегда можно преобразовать в постоянный ток; устройство таких генераторов намного надежнее и проще, чем для выработки постоянного тока.

Мощнейшие генераторы, установленные на Пушкинской ГЭС

Строение генератора переменного тока

Как устроен генератор переменного тока, в принципе, понятно, но вот, сравнивая его с собратом для выработки постоянного, не сразу можно уловить разницу.

Основные рабочие части и их подключение

Если вы прочли предыдущий материал, то наверняка помните, что рамка в простейшей схеме была соединена с коллектором, разделенным на изолированные контактные пластины,  а тот, в свою очередь, был связан со щетками, скользящими по нему, через которые и была подключена внешняя цепь.

За счет того, что пластины коллектора постоянно меняются щетками, не происходит смены направления тока – он просто пульсирует, двигаясь в одном направлении, то есть коллектор является выпрямителем.

Устройство и принцип действия генератора переменного тока

• Для переменного тока такого приспособления не нужно, поэтому его заменяют контактные кольца, к которым привязаны концы рамки. Вся конструкция вместе вращается вокруг центральной оси. К кольцам примыкают щетки, которые также по ним скользят, обеспечивая постоянный контакт.
• Как и в случае с постоянным током, ЭДС, возникающие в разных частях рамки, будут суммироваться, образуя результирующее значение этого параметра. При этом во внешней цепи, подключенной через щетки (если подсоединить к ней резистор нагрузки RH), будет протекать электрический ток.
• В рассмотренном выше примере «Т» равняется полному обороту рамки. Отсюда можно сделать логичный вывод, что частота тока, вырабатываемая генератором, напрямую зависит от скорости вращения якоря (рамки), или другими словами ротора, в секунду. Однако это касается только такого простейшего генератора.

Трехфазные генераторы переменного тока и устройство их

Если увеличить число пар полюсов, то в генераторе пропорционально возрастет и число полных изменений тока за один оборот якоря, и частота его будет измерять иначе, по формуле: f = np, где f – это частота, n – число оборотов в секунду, p – количество пар магнитных полюсов устройства.

• Как мы уже писали выше, течение переменного тока графически изображается синусоидой, поэтому такой ток еще называется и синусоидальным. Сразу можно выделить основные условия, задающие постоянство характеристик такого тока – это равномерность магнитного поля (постоянная его величина) и неизменная скорость вращения якоря, в котором он индуктируется.
• Для того чтобы сделать устройство достаточно мощным, в нем применяются электрические магниты. Обмотка ротора, в которой индуцируется ЭДС, в действующих агрегатах тоже не является рамкой, как мы показывали в схемах выше. Применяется очень большое количество проводников, которые соединены друг с другом по определенной схеме

Интересно знать! Образование ЭДС происходит не только тогда, когда проводник смещается относительно магнитного поля, но и наоборот, когда двигается само поле относительно проводника, чем активно и пользуются конструкторы электродвигателей и генераторов.

• Данное свойство позволяет размещать обмотку, в которой индуктируется ЭДС, не только на вращающейся центральной части устройства, но и на неподвижной части. При этом в движение приводится магнит, то есть полюсы.

Синхронный генератор электрического тока и принцип действия этого устройства

• При таком строении внешняя обмотка генератора, то есть силовая цепь, не нуждается ни в каких подвижных частях (кольцах и щетках) – соединение выполняется жесткое, чаще болтовое.
• Да, но можно резонно возразить, мол, эти же элементы потребуется установить на обмотке возбуждения.
  Так и есть, однако сила тока, протекающая здесь, будет намного меньше итоговой мощности генератора, что значительно упрощает организацию подвода тока. Элементы будут малы по размерам и массе и очень надежны, что делает именно такую конструкцию самой востребованной, особенно для мощных агрегатов, например, тяговых, устанавливаемых на тепловозах.
• Если же речь идет о маломощных генераторах, где токосъем не представляет каких-то сложностей, поэтому часто применяется «классическая» схема, с вращающейся якорной обмоткой и неподвижным магнитом (индуктором).

Совет! Кстати, неподвижная часть генератора переменного тока называется статором, так как она статична, а вращающаяся – ротором.

Вращать легче центральную часть

Виды генераторов переменного тока

Классифицировать и отличить генераторы можно по нескольким признакам. Давайте назовем их.

Трехфазные генераторы

Отличаться они могут по количеству фаз и быть одно-, двух- и трехфазными. На практике наибольшее распространение получил последний вариант.

Схема трехфазного генератора

• Как видно из картинки выше, силовая часть агрегата имеет три независимые обмотки, расположенные на статоре по окружности, со смещением друг относительно друга на 120 градусов.
• Ротор в данном случае представляет собой электромагнит, который, вращаясь, индуктирует в обмотках переменные ЭДС, которые сдвинуты друг относительно друга во времени на одну третью периода «Т», то есть такта. По сути, каждая обмотка представляет собой отдельный однофазный генератор, который питает переменным током свою внешнюю цепь R. То есть мы имеет три значения тока I(1,2,3) и такое же количество цепей. Каждая такая обмотка вместе с внешней цепью получила название фазы.

Смещение синусоид на 1/3 такта

• Чтобы сократить число проводов, ведущих к генератору, три обратных провода, ведущих к нему от потребителей энергии, заменяют одним общим, по которому будут проходить токи от каждой фазы. Такой общий провод называют нулевым
• Соединение всех обмоток такого генератора, когда их концы соединяются друг с другом, называется звездой. Отдельные три провода, соединяющие начала обмоток с потребителями электроэнергии называются линейными – по ним и идет передача.
• Если нагрузка всех фаз будет одинаковой, то необходимость в нулевом проводе полностью отпадет, так как общий ток в нем будет равен нулю. Как так получается, спросите вы? Все предельно просто – для понятия принципа достаточно сложить алгебраические значения каждого синусоидального тока, сдвинутых по фазе на 120 градусов. Схема выше поможет понять этот принцип, если представить, что кривые на нем – это изменение тока в трех фазах генератора.
• Если же нагрузка в фазах будет неодинаковой, то нулевой провод начнет пропускать ток. Именно поэтому распространена 4-х проводная схема подключения звездой, так как она позволяет сохранять электрические приборы, включенные в этот момент в сеть.

Варианты соединения обмоток у трехфазного генератора

• Напряжение между линейными проводами называется линейным, тогда как напряжение на каждой фазе – фазным. Токи, протекающие в фазах, являются и линейными.
• Схема подключения звездой не является единственной. Существует и другой вариант последовательного подключения трех обмоток, когда конец одной соединен с началом второй, и так далее, пока не образуется замкнутое кольцо (см. схему выше «б»). Исходящие от генератора провода подключаются в местах соединения обмоток.
• В таком случае фазовые и линейные напряжения будут одинаковыми, а ток линейного провода будет больше фазного, при их одинаковой нагрузке.
• Такое соединение также не нуждается в нулевом проводе, в чем и заключается основное преимущество трехфазного генератора. Наличие меньшего количества проводов делают его проще, и цена его ниже, из-за меньшего количества используемых цветных металлов.

Принципиальная схема генератора тока

Еще одной особенностью трехфазной схемы подключения является появление вращающегося магнитного поля, что позволяет создавать простые и надежные асинхронные электродвигатели.

Но и это не все. При выпрямлении однофазного тока на выходе выпрямителя получается напряжение с пульсациями от нуля до максимального значения. Причина, думаем, ясна, если вы поняли основной принцип работы такого устройства. Когда же присутствует сдвиг по времени фаз, пульсации сильно уменьшаются, не превышая 8%.

Различие по виду

Отличаются генераторы и по виду, которых существует 2:

Синхронный генератор

• Синхронный генератор переменного тока – главная особенность такого агрегата заключается в жесткой связи частоты переменной ЭДС, которая наведена в обмотке и синхронной частотой вращения, то есть вращения ротора.

Принцип действия и устройство синхронного генератора.

1. Взгляните на схему выше. На ней мы видим статор с трехфазной обмоткой, соединенной по треугольной схеме, которая мало чем отличается от той, что стоит на асинхронном двигателе.
2. На роторе генератора располагается электромагнит с обмоткой возбуждения, питающаяся от постоянного тока, который может быть подан на него любым известным способом – об этом подробнее будет расписано далее.
3. Вместо электромагнита может быть применен постоянный, тогда необходимость в скользящих частях схемы, в виде щеток и контактных колец, отпадает вовсе, на такой генератор не будет достаточно мощным и не сможет нормально стабилизировать выходные напряжения.
4. К валу ротора подключается привод – любой двигатель, создающий механическую энергию, и он приводится в движение с определенной синхронной скоростью.
5. Так как магнитное поле главных полюсов вращается вместе с ротором, начинается индукция переменных ЭДС в обмотке статора, которые можно обозначить как Е1, Е2 и Е3. Эти переменные будут одинаковыми по значению, но как уже не раз говорилось, смещенными на 120 градусов по фазе. Вместе эти значения образуют трехфазную систему ЭДС, которая симметрична.
6. К точкам С1,С2 и С3 подключается нагрузка, и на фазах обмотки в статоре появляются токи I1,I2,и I В это время каждая фаза статора сама становится мощным электромагнитом и создает вращающееся магнитное поле.
7. Частота вращения магнитного поля статора будет соответствовать частоте вращения ротора.

Асинхронный электрический двигатель

• Асинхронные генераторы – их отличает от описанного выше примера то, что частоты ЭДС и вращения ротора жестко не привязаны друг к другу. Разница между этими параметрами называется скольжением.

1. Электромагнитное поле такого генератора в обычном рабочем режиме оказывает под нагрузкой тормозной момент на вращение ротора, поэтому частота изменения магнитного поля будет меньшим.
2. Эти агрегаты не требуют для создания сложных узлов и применения дорогих материалов, поэтому нашли широкое применение, как электрические двигатели для транспорта, из-за легкого обслуживая и простоты самого устройства. Данные генераторы устойчивы к перегрузкам и коротким замыканиям, однако на устройствах сильно зависящих от частоты тока они неприменимы.

Способы возбуждения обмотки

Последнее различие моделей, которое хотелось бы затронуть, связано со способом запитки возбуждающей обмотки.

Тут можно выделить 4 типа:

1. Питание на обмотку подается через сторонний источник.
2. Генераторы с самовозбуждением – питание берется от самого генератора, при этом напряжение выпрямляется. Однако находясь в неактивном состоянии, такой генератор не сможет выработать достаточного напряжения, чтобы стартовать, для чего в схеме применяется аккумулятор, который будет задействован во время старта.
3. Вариант с обмоткой возбуждения, питающейся от другого генератора меньшей мощности, установленного с ним на одном валу. Второй генератор уже должен стартовать от стороннего источника, например, того же аккумулятора.
4. Последняя разновидность вообще не нуждается в подаче питания на обмотку возбуждения, так как ее у него нет, ведь применяется в устройстве постоянный магнит.

Применение генераторов переменного тока на практике

Промышленное производство мощных генераторов

Применяются такие генераторы практически во всех сферах человеческой деятельности, где требуется электрическая энергия. Причем принцип ее добычи отличается только способом приведения в движение вала устройства. Так работают и гидро-, и тепло- и даже атомные станции.

Данные станции запитывают по проводам общественные сети, к которым подключается конечный потребитель, то есть все мы. Однако существует множество объектов, к которым невозможно доставить электрическую энергию таким способом, например, транспорт, стройплощадки вдали от линий электропередач, очень далекие поселки, вахты, буровые установки и прочее.

Это означает только одно – требуется свой генератор и двигатель, приводящий его в движение. Давайте рассмотрим несколько небольших и часто встречающихся в нашей жизни устройств.

Автомобильные генераторы

На фото — электрический генератор для автомобиля

Кто-то возможно тут же скажет: «Как? Это же генератор постоянного тока!». Да, действительно, так оно и есть, однако таковым его делает лишь наличие выпрямителя, который этот самый ток делает постоянным. Основной принцип работы ничем не отличается – все тот же ротор, все тот же электромагнит и прочее.

Принципиальная схема автомобильного генератора

Это устройство функционирует таким образом, что вне зависимости от скорости вращения вала, оно вырабатывает напряжение в 12В, что обеспечивается регулятором, через который идет питание обмотки возбуждения. Обмотка возбуждения стартует, запитываясь от автомобильного аккумулятора, ротор агрегата приводится в движение двигателем автомобиля через шкив, после чего начинает индуцироваться ЭДС.

Для выпрямления трехфазного тока используется несколько диодов.

Генератор на жидком топливе

Бензиновый генератор

Устройство бензинового генератора переменного тока, ровно, как и дизельного, мало чем отличается от того, что установлен в вашем автомобиле, за исключением нюанса, что ток он будет выдавать, как положено, переменный.

Из особенностей можно выделить то, что ротор агрегата всегда должен вращаться с одной скоростью, так как при перепадах выработка электроэнергии становится хуже. В этом кроется существенный недостаток подобных устройств – подобный эффект происходит при износе деталей.

Интересно знать! Если к генератору подключить нагрузку, которая будет ниже рабочей, то он не будет использовать свою мощность на полную, съедая часть жидкого топлива впустую.

Панель управления генератора

На рынке представлен большой выбор подобных агрегатов, рассчитанных на разную мощность. Они пользуются большой популярность за счет своей мобильности. При этом инструкция по пользованию предельно проста – заливаем своими руками топливо, запускаем двигатель поворотом ключа и подключаемся…

На этом, пожалуй, закончим. Мы разобрали назначение и общее устройство этих приборов  максимально просто. Надеемся, генератор переменного тока и принцип его действия стали к вам чуточку ближе, и с нашей подачи вы захотите погрузиться в увлекательный мир электротехники.

устройство, принцип работы и схемы подключения, виды генераторов, особенности их конструкции и работы

Генераторный узел представляет собой электродвигатель, предназначенный для преобразования механической энергии в электрическую. В зависимости от типа и назначения габариты, устройство и принцип работы генераторов переменного тока могут будут отличаться.

Содержание

Открытьполное содержание

[ Скрыть]

Как работает генератор переменного тока?

Работа генератора заключается в создании электродвижущей силы в проводнике под действием изменяющегося магнитного поля.

Схема и устройство простейшего генератора

По конструкции электрогенератор включает в себя следующие элементы:

• вращающаяся индукторная составляющая, называющаяся рамкой;
• движущая щеточная часть;
• коллекторное приспособление, оснащенное щетками, предназначенное для отвода напряжения;
• магнитное поле;
• контактные кольца.

Схема простейшего генераторного устройства переменного тока

Принцип действия

Образование электродвижущей силы в обмотках статорного механизма осуществляется после появления электрополя. Для последнего характерны вихревые образования. Данные процессы происходят в результате изменения магнитного потока. Причем последний меняется из-за быстрого вращения роторного механизма.

Ток от него поступает в электроцепь посредством контактных элементов, выполненных в виде деталей скольжения. Для более упрощенного прохождения напряжения к концам обмотки производится подсоединение колец. К этим контактным составляющим подключаются неподвижные щеточные элементы. С их помощью между электропроводкой и обмоткой роторного устройства появляется связь.

В витках магнитного элемента происходит образование поля, в нем формируется ток небольшой величины. По сравнению с напряжением, которое выдает простейший генераторный агрегат на внешнюю электроцепь. Если узел характеризуется небольшой мощностью, то в нем поле образует постоянный магнит, который может прокручиваться. Благодаря такому устройству и принципу работы генератора переменного тока в целом упрощается вся система. Поэтому из конструкции можно убрать щетки и контактные элементы.

Канал «Top Generators» наглядно и схематично в видеоролике показал принцип функционирования агрегата.

Основные виды генераторов переменного тока

Между собой устройства, позволяющие генерировать напряжение, делятся на синхронные и асинхронные. Они могут использоваться в различных сферах жизнедеятельности, но работать будут по разному принципу.

Синхронный генератор

Одним из свойств такого типа устройств является то, что частота тока, который оно воспроизводит, пропорциональна скорости вращения роторного механизма.

Между собой синхронные агрегаты делятся на несколько типов:

1. Повышенной частоты. В основе принципа функционирования устройства лежит процесс изменения магнитного потока, достигающегося путем вращения роторного механизма касательно неподвижного статора. Такой тип агрегатов используется преимущественно для питания антенн длинноволновых станций на расстоянии до 3 км. Подключать устройства для работы с более короткими волнами не получится, поскольку необходимо увеличить значение частоты.
2. Гидротурбинные агрегаты работают за счет активации гидравлической турбины, которая приводит в движение узел. В таких устройствах роторный механизм устанавливается на одном шкиве с колесом турбинного элемента. Его мощность может составить до 100 тысяч кВт, если скорость вращения будет 1500 оборотов в минуту, а напряжение — до 16 тыс. В. По массе и габаритам такой тип агрегатов считается самым большим, поскольку в них диаметр одного ротора составляет 15 метров. На величину мощности кружения турбины влияют три параметра — скорость вращения, длина электролинии, а также маховый момент роторного механизма.
3. Паротурбинные агрегаты, которые приводятся в действие посредством активации паровой турбины. Такой тип устройств функционирует со скоростью вращения 1,5-3 тысячи оборотов в минуту и они бывают двухполосными и четырехполосными. Роторный механизм выполнен в виде большого железного цилиндра, оснащенного прямоугольными пазами, внутри элемента располагается обмотка возбуждения. Корпус статорного устройства всегда неразъемный и выполнен из стали. Общий диаметр агрегата составляет до 1 метра, однако длина его ротора может быть до 6,5 м.

Схема и устройство

Синхронный агрегат конструктивно включает в себя два основных элемента:

1. Ротор. Это подвижная составляющая оборудования. Она предназначена для преобразования системы вращающихся электрических магнитов, которые питаются от внешнего источника.
2. Статорный механизм или неподвижная составляющая агрегата. В обмотке этого устройства посредством образования магнитного поля появляется ЭДС, которая идет на наружную электроцепь оборудования. Благодаря таким конструктивным особенностям в цепях нагрузок синхронных электрогенераторов не используются скользящие контакты. Магнитный поток от оборудования, который появляется посредством вращения ротора, возбуждается от стороннего источника. Последний монтируется на общем валу или может подключаться к нему с помощью муфты либо ременной передачи.

Схематическое устройство синхронного генераторного агрегата

Особенности работы

Принцип действия может незначительно отличаться в зависимости от типа устройства — явнополюсного либо неявнополюсного. Количество пар полюсных элементов роторного механизма определяется скоростью вращения узла. Если частота образующейся ЭДС составляет 50 Гц, то при 3 тысячах об/мин неявнополюсное устройство обладает одной парой полюсов. В явнополюсных агрегатах, вращающихся при 50-750 оборотах в минуту, количество пар полюсных элементов составит от 60 до 4.

В маломощных синхронных агрегатах питание обмотки возбуждения осуществляется посредством воздействия выпрямленного тока. Электроцепь появляется в результате активации трансформаторных устройств, которые входят в общую цепь нагрузки узла. Также она включает в себя полупроводниковый выпрямительный блок, который может собираться по любой схеме, но обычно как трехфазный мост. Основная электроцепь включает в себя обмотку возбуждения агрегата с регулировочным реостатным устройством.

Процедура самовозбуждения оборудования состоит в следующем:

1. При запуске установки в магнитной составляющей образуются небольшие ЭДС, это происходит благодаря явлению остаточной индукции. Одновременно в рабочей обмотке агрегата появляется ток.
2. В результате ЭДС образуется во вторичных электрообмотках трансформаторных устройств. А в электроцепи появляется небольшой ток, который способствует усилению общей индукции магнитного поля.
3. Увеличение параметра ЭДС осуществляется до момента, пока магнитная система агрегата не возбудится до конца.

Асинхронный генератор

Такой узел представляет собой устройство, производящее электроэнергию с использованием принципа действия асинхронного двигателя. Данный тип агрегатов именуется индукционным. Асинхронное устройство обеспечивает оперативный поворот роторного механизма, а его скорость вращения намного выше по сравнению с синхронным. Простой двигатель может применяться в качестве генераторной установки без дополнительных настроек.

Асинхронные агрегаты используются в разных сферах:

• для моторов ветровых электрических станций;
• для автономного питания жилых помещений и частных домов либо в качестве миниатюрных ГЭС-станций;
• для инверторных агрегатов сварки;
• с целью организации бесперебойного питания от переменного тока.

Схема и устройство

Схематическое подключение асинхронного агрегата

Основными составляющими элементами данного типа устройств считаются статорный механизм и ротор. Первый является неподвижным, а второй прокручивается внутри него. Ротор отделен от статорного механизма воздушным зазором. Чтобы снизить величину вихревых токов, сердечники составляющих элементов делаются из отдельных листов электротехнической стали. Их толщина в зависимости от производителя может составить от 0,35 до 0,5 мм. Сами листы оксидируются при изготовлении, то есть подвергаются термической обработке, что позволяет увеличить их поверхностное сопротивление.

Сердечник статорного механизма устанавливается внутрь станины, которая является наружной частью агрегата. На внутренней стороне детали располагаются пазы, в них находится обмотка. Статорная электрообмотка зачастую выполняется из катушек с небольшим шагом. В ее основе используется медный изолированный проводник.

Особенности работы

Асинхронный тип двигателей производит электроэнергию при увеличенной скорости прокручивания роторного механизма. Этот параметр всегда выше, чем у синхронных агрегатов. При прокручивании роторного устройства и выработки электричества потребуется сильный крутящий момент. Если в двигателе используется так называемый вечный холостой ход, это обеспечит равную скорость прокручивания в течение всего ресурса эксплуатации установки.

Схемы подключения

По числу использующихся фаз все генераторные агрегаты делятся на две группы:

• однофазные;
• трехфазные.

Однофазный генератор

Схема подключения оборудования с одной фазой

Этот тип устройств используется для работы с любыми потребителями электроэнергии, главное — чтобы они были однофазными.

Самые простые конструкции состоят из:

• магнитного поля;
• прокручивающейся рамки;
• коллекторного устройства, предназначенного для отвода тока.

Благодаря наличию последнего в результате рамочного прокручивания через щетки образуется постоянный контакт с рамкой. Параметры тока, который меняется с учетом закона гармоники, будут разными и передаются на щеточный узел, а также в схему потребителей напряжения. На сегодняшний день однофазные агрегаты являются наиболее популярным типом автономного источника питания. Они могут использоваться для подключения практически всех бытовых электроприборов.

Трехфазный генератор

Такой тип устройств относится к классу универсальных, но более дорогих агрегатов. Отличительная особенность трехфазных генераторов заключается в необходимости постоянного и дорогостоящего технического обслуживания. Несмотря на это, данный тип установок получил наибольшее распространение.

Это обусловлено следующими преимуществами:

1. В основе агрегата используется вращающееся круговое магнитное поле. Это обеспечивает возможность хорошей экономии при разработке оборудования.
2. Трехфазные генераторы состоят из уравновешенной системы. Это обеспечивает ресурс эксплуатации агрегата в целом.
3. В работе трехфазного устройства одновременно используется два напряжения — линейное и фазовое. Оба применяются в единой системе.
4. Одно из основных преимуществ — повышенные экономические показатели. Это обеспечивает снижение материалоемкости силовых проводов, а также трансформаторных агрегатов. Благодаря данной особенности упрощается процедура передачи электричества на большие расстояния.

Схема соединения «звездой»

Данный тип подключения подразумевает электросоединение концов обмоток в определенной точке, которая именуется «нулем». При выполнении такого подсоединения нагрузку к генераторному узлу можно подать посредством трех или четырех кабелей. Проводники от начала обмоток считаются линейными. А основной кабель, который идет от нулевой точки, является нулем. Параметр напряжения между проводниками считается линейным (эта величина выше в 1,73 раза по сравнению с фазной).

Схема типа «звезда» для подключения трехфазного оборудования

Одной из основных особенностей данного варианта является равенство токов. Четырехпроводной тип «звезды» с нейтральным кабелем считается самым распространенным. Его использование позволяет предотвратить перекос фаз при подсоединении несимметричной нагрузки. К примеру, если на одном контакте она активная, а на другом — реактивная или емкостная. При использовании такого варианта обеспечивается максимальная защищенность включенного электрооборудования.

Схемы соединения «треугольником»

Данный метод подключения представляет собой последовательное подсоединение обмоток трехфазного агрегата. Конец первой намотки должен быть соединен с началом второй, а ее контакт — с третьей. Затем проводник от обмотки под номером 3 подсоединяется к началу первого элемента.

При такой схеме линейные кабели отводятся от точек подключения обмоток. Параметр линейного напряжения по величине соответствует фазному. А значение первого тока выше второго в 1,73 раза. Описанные свойства актуальны исключительно в случае равномерной нагрузки фаз. Если она будет неравномерной, то параметры необходимо пересчитать графическим или аналитическим способом.

Электросхемы соединений агрегата «треугольником»

Особенности генераторов с разными типами двигателя

Автомобильные и бытовые установки могут разделяться между собой в соответствии с видом топлива, на котором они функционируют. Генераторный узел может работать на бензине или дизеле.

Бензогенераторы

В таких устройствах источником механической энергии является двигатель. Агрегат относится к классу четырехконтактных карбюраторных ДВС. В бензогенераторах используются двигатели, рассчитанные на 1-6 кВт. В продаже можно встретить агрегаты, разработанные для функционирования при 10 кВт, с их помощью можно обеспечить питание всех световых и электроприборов в частном доме.

Бензогенераторы могут похвастаться невысокой стоимостью и длительным ресурсом эксплуатации, хотя по сравнению с дизельными — они немного меньше. Выбор агрегата осуществляется с учетом нагрузок, в условиях которых он будет функционировать. Если узел работает с большим пусковым током и применяется для электросварки, то лучше отдать предпочтение синхронным устройствам. При выборе асинхронного типа агрегата двигатель сможет справиться с пусковыми токами. Но важно, чтобы генераторная установка была полностью загружена, в противном случае топливо будет расходоваться нецелесообразно.

Канал «Olifer TV» рассказал о выборе агрегатов для частного дома в соответствии с типом горючего, на котором он будет использоваться.

Дизельные генераторы

Такой агрегат приводит в действие мотор, функционирующий на дизеле.

В его основе используется:

• механическая составляющая;
• панель с кнопками, предназначенная для управления;
• система подачи топлива;
• охладительный узел;
• система смазки трущихся компонентов и узлов.

Мощность генераторной установки полностью определяется аналогичным параметром самого двигателя. Если она будет невысокой, к примеру, для запитки бытового электрооборудования, то лучше отдать предпочтение бензиновым установкам. Дизельный тип агрегатов целесообразно использовать там, где требуется высокая мощность. Двигатели внутреннего сгорания обычно применяются с верхней установкой клапанов. Они обладают более компактными размерами, а также высокой надежностью.

Кроме того, дизельные ДВС при функционировании выделяют меньше токсичных газов, опасных для здоровья человека, и более удобны в плане ремонта. Специалисты рекомендуют отдать предпочтение агрегатам, корпус которых выполнен из стали, так как пластмасса имеет меньший ресурс использования.

Более надежными являются генераторные дизельные установки, не оснащенные щетками.

Напряжение, которое они вырабатывают, стабильнее. В среднем, если бак заправлен дизельным горючим под завязку, это обеспечит возможность работы генератора в течение семи часов. Если агрегат будет установлен стационарно, то его конструкцию можно дополнить внешним резервуаром для залива топлива.

Канал «Фабрика Тока» продемонстрировал работу дизельного агрегата, использующегося для обеспечения энергией частного дома.

Инверторные генераторы

Производство электрической энергии осуществляется аналогично, как на любой классической модели генератора. В первую очередь производится выработка переменного тока. Он выпрямляется и подается на инверторный узел, а затем преобразуется опять в переменный, только с необходимыми техническими параметрами.

В основе агрегата используется электронный модуль, включающий в себя:

• выпрямительный узел;
• микропроцессорное устройство;
• преобразовательный механизм.

По типу выходного напряжения инверторные агрегаты могут разделяться на:

1. Прямоугольные. Такой вид устройств считается наиболее дешевым. Его энергии хватит только для запитки электроинструментов и маломощных приборов.
2. Устройства с трапецеидальным сигналом. Могут использоваться для питания большинства электроприборов, кроме высокочувствительной техники. Стоимость таких агрегатов средняя.
3. Устройства, работающие с синусоидальным напряжением. Такие генераторы характеризуются стабильными характеристиками и подходят для большинства электрических приборов.

1. Прямоугольные. Такой вид устройств считается наиболее дешевым. Его энергии хватит только для запитки электроинструментов и маломощных приборов.
2. Устройства с трапецеидальным сигналом. Могут использоваться для питания большинства электроприборов, кроме высокочувствительной техники. Стоимость таких агрегатов средняя.
3. Устройства, работающие с синусоидальным напряжением. Такие генераторы характеризуются стабильными характеристиками и подходят для большинства электрических приборов.

Инверторные агрегаты могут функционировать без перерыва либо промежутками. В качестве объектов потребления энергии обычно выступают учреждения, где нельзя допустить перепадов напряжения.

Основные преимущества инверторных установок:

• маленькие размеры и масса;
• низкий расход горючего в результате регулировки выработки определенного объема электричества, необходимого в конкретный момент времени;
• инверторные агрегаты могут функционировать в течение короткого временного интервала с перегрузкой.

Минусы:

• высокая стоимость устройств по сравнению с классическими вариантами генераторных установок;
• повышенная чувствительность к температурным изменениям в электронной составляющей;
• невысокий уровень мощности установки;
• дорогостоящий ремонт электронного модуля при его поломке.

Использование инверторных устройств актуально в случае, когда требуемая величина мощности составляет не больше 6 кВт. Если агрегат будет использоваться на постоянной основе, то лучше отдать предпочтение классическому типу.

Канал «Garage КАХОВКА» протестировал бензиновую установку инверторного класса от производителя «ПилоД».

Как сделать генератор переменного тока своими руками

Для самостоятельного изготовления асинхронного агрегата понадобится следующее:

1. Мотор. Двигатель можно соорудить своими руками, но эта процедура слишком длительная и трудоемкая. Поэтому лучше использовать агрегат от старого неработающего бытового электрооборудования. Оптимальным вариантом будет применение двигателя от дренажного насосного устройства, стиральной машинки либо пылесоса.
2. Статорный механизм. Рекомендуется приобрести готовое устройство, оборудованное обмоткой.
3. Комплект электрических проводов.
4. Изолента, допускается применение термоусадочных трубок.
5. Трансформаторный узел или выпрямительный блок. Этот элемент потребуется в случае, если на выходе генератора переменного тока энергия будет иметь разную мощность.

Перед началом работ необходимо сделать несколько манипуляций, которые позволят правильно выполнить расчет параметра мощности агрегата:

1. Использующийся двигатель подключается к электросети для определения скорости вращения. Чтобы выполнить эту задачу, потребуется специальное устройство — тахометр. После считывания информации полученное значение надо записать и прибавить к нему еще 10%. Это — компенсаторная величина. Если добавить 10% к скорости вращения, это позволит предотвратить перегрев агрегата во время функционирования.
2. Выполняется подбор конденсаторных элементов с учетом требуемой величины мощности. Если на этом этапе возникли сложности, можно воспользоваться таблицей.
3. Генераторная установка во время работы продуцирует электроэнергию, соответственно, заранее необходимо продумать заземление устройства. При его отсутствии и некачественной изоляции агрегат не только износится быстрее, но и может представлять опасность для человека.
4. После подготовки выполняется процедура сборки, она не займет много сил. К двигателю, который будет использоваться в основе, подключаются конденсаторные элементы в соответствии со схемой. В ней указана очередность подсоединения компонентов. Надо учесть, что величина емкости каждой конденсаторной детали соответствует предыдущему устройству.

Схема сборки простого генератора переменного тока

Таблица выбора емкости конденсатора для агрегата

Полученный узел сможет обеспечить энергией электрическую пилу, циркулярку или болгарку, т. е. любой маломощный инструмент.

При использовании самодельного генератора переменного тока нельзя допустить перегрева двигателя, иначе это приведет к его поломке и даже взрыву.

В процессе сборки и эксплуатации надо учитывать следующие нюансы:

1. Если коэффициент полезного действия падает прямо пропорционально в соответствии с длительностью работы, это норма. Данный нюанс связан с тем, что периодически генераторный агрегат должен отдыхать и остывать. Важно время от времени снижать температуру двигателя до 40 градусов Цельсия.
2. Поскольку в простой схеме устройства не используется автоматика, потребитель должен сам контролировать все процессы работы приспособления. Время от времени к агрегату необходимо подключать измерительное оборудование — тахометр, вольтметр.
3. Перед выполнением сборки нужно правильно подобрать электроприборы в соответствии с расчетом его технических параметров и свойств. Приведенная схема наиболее простая в плане реализации.

Видео «Принцип действия генераторного устройства»

Канал «Halyk Smart» рассказал о нюансах функционирования агрегата переменного тока.

 Загрузка …

Принцип работы и схема генератора переменного тока

Представить себе жизнь современного человека без электричества крайне сложно. Даже те люди, которые отдалены от цифровых технологий и Интернета, все равно пользуются бытовыми приборами, которые работают на электрической энергии. Часто для ее производства используют генератор переменного тока, ведь именно ток такого поля используется всеми бытовыми установками, подается во все квартиры и частные дома. Упомянутый выше прибор был изобретен уже достаточно давно, но он до сих пор не утратил своей популярности и применяется во многих сферах жизни людей. Про устройство генератора и принцип его работы рассказано в данной статье.

Что такое генератор переменного тока, и кто его изобрел

Генератор переменного тока представляет собой специализированную электрическую установку, которая преобразует механическую энергию в электрическую. Последняя обладает переменной характеристикой. Само превращение основано на механическом вращении катушки из проволоки внутри магнитного поля.

Демонстрация рассматриваемого прибора в разрезе

К сведению! Практически все современные генераторы используют для получения электроэнергии вращающееся магнитное поле, а не катушку.

Как уже было сказано, электрический ток вырабатывается не только при механическом движении катушки в поле магнита, но и тогда, когда силовые линии магнита, находящегося во вращательном движении, пересекают витки катушки. Таким образом появляющиеся электроны начинают свое движение к положительному полюсу магнита, а сам электроток протекает от плюсового полюса к минусовому.

Ток индуцируется в проводнике (катушке). Его течение отталкивает магнит, когда рамка катушки подходит к нему, и отталкивает его, когда рамка удаляется. Его говорить проще, то ток каждый раз меняет свою ориентацию относительно полюсов магнита. Это и вызывает такое явление, как переменный электрический ток.

Демонстрация прибора с помощью простого магнита и контура

Данное приспособление появилось еще в 1832 г. благодаря стараниям Н. Тесла. Именно тогда был создал самый первый однофазный синхронный генератор переменного электрического тока. Самые первые установки производили только постоянный ток, а рассматриваемый генератор переменной характеристики некоторое время не мог найти своего практического применения. Это длилось не долго, так как люди быстро поняли, что переменный ток использовать гораздо практичнее, чем постоянный.

Обратите внимание! Преимущество новой технологии заключалось в том, что такой электроток было легче выработать, а на обслуживание приборов уходило в разы меньше времени и ресурсов, чем на аналоги, работающие на постоянном токе.

Именно благодаря переменному току и его генератору смогли появиться на свет такие электроприборы, как радиоприемник, магнитофон и другие более поздние автоматические и электротехнические установки, без которых представить жизнь современного человека нельзя.

Использование графика для демонстрации переменного и постоянного электротоков

Характеристики генератора переменного тока

Основные технические характеристики генератора переменного тока: внешняя, скоростная регулировочная и токоскоростная. Внешняя характеристика определяется, как зависимость напряженности прибора от генерируемого им тока. Она является константой и может быть определена в процессе самостоятельного и независимого возбуждения.

Скоростная регулировочная характеристика чаще всего высчитывается исходя из нескольких величин электротока нагрузки. Самое маленькое значение возбуждения находится при нагрузочном токе, равном нулю (частота вращений при этом максимальная).

Последняя токоскоростная характеристика определяется как одна из самых важных при выборе или создании генератора. Практически все новые генераторы могут самостоятельно ограничивать свой максимальный ток.

Обратите внимание! Делается это для того, чтобы частота вращения роторов не увеличивалось до частоты индуцированного стартера.

Простой индукционный генератор для использования дома и на предприятии

Принцип работы генератора

Пришло время рассмотреть устройство генератора перемененного тока и принцип его действия. Он заключается в том, что в электроустановке используют специальную систему, которая при функционировании производит магнитный поток большой мощности.

За основу взято два сердечника, изготовленных из электротехнической стали. Пазы одного сердечника предполагают размещение обмотки, которая отвечает за генерацию потока магнитных волн. Второй же используется для индукции электродвижущей силы.

Обычно сердечник, который расположен внутри, находится в горизонтальном или вертикальном положении и вращается по соответствующим орбитам. Его называют ротором. Второй же сердечник, называемый статором, как понятно из его названия, остается в неподвижном состоянии. Чем меньшее расстояние будет между этими элементами, тем больше вырастет индуктивность магнитного потока. Далее рассмотрены назначение устройства и работа генератора переменного тока.

Рассмотрение строения электрогенератора на практике

Назначение генератора переменного тока

Переменные генераторы тока применяют уже достаточно давно. За последние годы сфера применения стала еще более обширной. Используются такие приборы не только в промышленных, но и в бытовых целях. Производственные электроустановки представляют собой самый выгодный вариант для генерации электроэнергии, используемой на заводах и предприятиях, учебных учреждениях, торговых центрах и т. д. Также такие генераторы позволяют значительно ускорить строительство того или иного сооружения в тех местах, где нет возможности провести линию электропередачи.

В быту такие устройства также применяются. Они обладают более компактными размерными характеристиками и универсальностью. Часто их используют для питания частных домов, дачных участков или коттеджей.

Обратите внимание! Бытовые и производственные генераторы перемененного тока пользуются популярностью практически во всех сфера жизни человека. Особенно они полезны там, где постоянно возникают перебои с подачей электроэнергии или ее нет вообще.

Возбуждение генератора переменного тока

Как устроен генератор переменного тока

Устройство генератора крайне простое. Он состоит из двух основных частей: подвижной (ротор или индуктор) и неподвижной (статор или якорь). В ГПТ ротором выступает электрический магнит, создающий магнитное поле, которое и принимает статор. Поверхность якоря обладает впадинами, которые называются пазами. В них виднеется обмотка катушки, выступающей в роли проводника.

Обратите внимание! Обычно якорь изготавливают их спрессованных листов стали толщиной не более 0,3 мм. Их изоляционный слой представляет собой простое лаковое покрытие.

Ротор устанавливают внутри статора. Его вращение осуществляется с помощью двигателя, мощность которого передается через обычный вал и некоторые опорные элементы. На валу также имеется возбудитель с постоянным значением электротока, питающий им обмотки катушки. Также среди компонентов имеется аккумуляторная батарея, которая инициализирует запуск стартера и может подавать электричество, если его не хватает для запуска двигателя, его работы.

Важно! Основное различие между однофазным и трехфазным генераторами электрического тока заключается в том, какое максимальное напряжение выдается прибором. В первом случае это 220 В, а во втором — и 220, и 380 В.

Устройство установки

Виды генераторов переменного тока

Есть несколько типов классификации генераторов. Наиболее распространенный — по мощности. Они бывают маломощными и высокомощными. Для решения бытовых задач применяются компактная и маломощная электроустановки, которые обычно используется в качестве резервного источника питания.

В последнее время популярность обрели сварочные генераторы. С бензиновыми моделями следует быть осторожным, так как они должны использоваться только по своему прямому назначению. В противном случае их срок эксплуатации истечет намного раньше положенного. Диагностика и ремонт таких приборов — достаточно дорогостоящие, и чаще проще купить новый аппарат.

Еще одно разделение — асинхронные и синхронные генераторы. Они отличаются конструкцией ротора. В синхронном приборе катушка находится на роторе, а в асинхронном на валу есть специальные углубления, которые предназначены для вставки обмотки. Подробнее о них далее.

Маломощный генератор

Асинхронные генераторы

Асинхронные двигатели — это приборы, которые работают в тормозящем режиме. В данной ситуации ротор выполняет вращения только в одном направлении, совпадающем с движением магнитного поля, но немного опережает его.

Обратите внимание! Такие установки практически не подвержены коротким замыканиям и обладают повышенной защитой от воздействия внешних факторов.

Асинхронный генератор

Синхронные генераторы

Синхронный двигатель — это электромеханизм, который работает в режиме генерации электрической энергии. Его особенность в том, что частота вращения стартера, а точнее его магнитного поля, равна частоте вращения ротора.

К сведению! Синхронные обладают роторами, которые выполнены в виде постоянных или электрических магнитах. Полюсов у них может быть и 2, и 4, и 6. Главное, чтобы это число было кратным двум.

Синхронный генератор

Какой ток вырабатывает генератор

Характеристика тока, который вырабатывается генератором, зависит от его конструкции. Как уже стало понятно, и переменный генератор, и постоянный генератор содержат в своей конструкции электрический или постоянный магнит, создающий поток магнитного поля. В обоих случаях можно найти обмотку из медного проводника. Она вращается и, занимая различные положения в поле магнита, создает наведенную ЭДС.

Если представить, что обмотка разделена на две одинаковые части, то они поочередно будут занимать то горизонтальное, то вертикальное положение. ЭДС будет сначала максимальной, а затем нулевой. Это и будет генерация переменного тока.

Обратите внимание! Если в процессе полуоборота каким-либо образом переключить потребитель энергии, то он будет получать уже постоянный, но пульсирующий ток. В этом и отличие.

Характеристика переменного и постоянного электрических токов

Схема генератора переменного тока

Принципы работы генератора переменного и постоянного токов уже понятны, как и его основные конструкционные элементы. Необходимо рассмотреть пару схем для обобщения материала и понимания процесса генерации электротока.

Схема обычного устройства генерации электротока

Таким образом, были рассмотрены генератор переменного тока, устройство и принцип его действия.

Принципиальная схема электрического генерирующего устройства

Строение этого аппарата практически не поменялось с момента его создания еще в 1800-х гг. Данное электрооборудование служит для выработки тока, который применяется для бытовых или производственных целей.

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.

Устройство и принцип работы генератора переменного тока — урок. Физика, 9 класс.

Проведём опыт по получению индукционного тока. Будем вдвигать и выдвигать постоянный магнит в катушку, соединённую с гальванометром.

 

 

Рисунок \(1\). Опыт по получению индукционного тока

 

Можно наблюдать отклонение гальванометра в одну и другую стороны. Это значит, что по катушке течёт индукционный ток, у которого изменяется как модуль, так и направление с течением времени. Такой ток называется переменным током.

Переменный ток создаётся и в замкнутом контуре изменяющимся магнитным потоком, пронизывающим его площадь. Изменение магнитного потока связано с изменением индукции магнитного поля. Величину магнитного потока можно изменить, поворачивая контур (или магнит), то есть меняя его ориентацию по отношению к линиям магнитной индукции.

 

 

Рисунок \(2\). Изменение магнитного потока при вращении постоянного магнита

Этот принцип получения переменного электрического тока используется в механических индукционных генераторах — устройствах, преобразующих механическую энергию в электрическую. Основные части: статор (неподвижная часть) и ротор (подвижная часть).

 

 

Рисунок \(3\). Схема генератора: \(1\) — корпус; \(2\) — статор; \(3\) — ротор; \(4\) — скользящие контакты (щётки, кольца)

В промышленном генераторе статором является цилиндр с прорезанными внутри него пазами, в которые уложен витками провод из меди с большой площадью поперечного сечения (аналогично рамке). Переменный магнитный поток в таких витках порождает переменный индукционный электрический ток.

Ротор — это постоянный магнит или электромагнит. Электромагнит представляет собой обмотку с железным сердечником внутри, по которому течёт постоянный электрический ток. Он подводится от внешнего источника тока через щётки и кольца.

 

Какая-либо механическая сила (паровая или водяная турбина) вращает ротор. Вращающееся одновременно с ним магнитное поле образует изменяющийся магнитный поток в статоре, в котором возникает переменный электрический ток.

 

 

Рисунок \(4\). Устройство гидрогенератора: \(1\) — статор; \(2\) — ротор; \(3\) — водяная турбина

Инструкция и схема запуска синхронного генератора

Возбуждение генераторов осуществляется небольшим по размерам возбудителем переменного тока, состоящим из трёхфазной обмотки, расположенной на роторе генератора и электромагнитных полюсов, находящихся на статоре рядом со статорной обмоткой основной машины. Обмотка возбуждения возбудителя питается постоянным током от автоматического регулятора напряжения. Трёхфазный переменный ток, генерируемый в роторной обмотке, выпрямляется трёхфазным выпрямителем, расположенным на роторной обмотке возбудителя и поступает на роторную обмотку возбуждения генератора. Выпрямительное устройство бесщёточного генератора состоит из кремниевых диодов, соединённых по трёхфазной мостовой схеме, регулируемого балластного резистора и сглаживающего конденсатора.
Бесщёточный синхронный генератор (рис. 1.1) состоит из следующих компонентов, где:

G — статорная обмотка, выходная;
FG — роторная обмотка возбуждения генератора;
Si — блок вращающихся кремниевых выпрямителей;
E — роторная обмотка возбудителя, выходная;
FE — статорная обмотка возбуждения;
EVA — внешний реостат задающего напряжения; иногда отсутствует
AVR — автоматический регулятор напряжения (АРН).
Статорная обмотка синхронного генератора уложена в пазы железа статора и представляет собой три обмотки, соединенные звездой.
Конструктивно бесщёточный синхронный генератор объединён с возбудителем переменного тока и вращающимся выпрямительным устройством в один агрегат. Отличительной особенностью бесщёточного синхронного генератора является отсутствие контактных колец и щёток.
Возбудитель представляет собой обращённый трёхфазный синхронный генератор, у которого обмотка возбуждения является неподвижной и питается непосредственно от автоматического регулятора напряжения. В некоторых рассматриваемых далее системах возбуждения и регулирования напряжения генераторов обмотка возбуждения возбудителя состоит из двух частей: основной и управляемой от автоматического регулятора напряжения, что обеспечивает более надёжное начальное возбуждение. Трёхфазная роторная обмотка возбудителя, соединённая звездой подключена к роторной обмотке генератора через трёхфазный блок вращающихся кремниевых выпрямителей, который находится между этими  двумя  обмотками,  ближе  к  возбудителю,  на  специально смонтированном изоляционном кольце. Кольцо и вентили вращаются вместе с роторами генератора и возбудителя и размещёны на общем валу. 
Трёхфазный переменный ток, генерируемый при вращении в роторной обмотке возбудителя, выпрямляется трёхфазным кремниевым выпрямителем, расположенным на роторной обмотке возбудителя, и постоянное напряжение поступает на роторную обмотку генератора. Расположение вращающихся выпрямителей на роторной обмотке возбудителя удобно как для воздушного охлаждения, так и проведения обслуживания и ремонтных работ при проверке и замене вентилей.
В дополнение к кремниевому выпрямителю параллельно выходному напряжению подключается сглаживающий конденсатор и разрядный резистор для предотвращения обмотки возбуждения и конденсатора от пробоя.
Таким образом, возбудитель совместно с автоматическим регулятором напряжения позволяет поддерживать напряжение генератора с заданным отклонением при малых и больших нагрузках и обеспечивает защиту от короткого замыкания.
В результате совместных усилий обмоток статора генератора и возбудителя создаётся результирующая магнитодвижущая сила а, следовательно, и поток возбуждения, обеспечивая реакцию ротора и падение напряжения в обмотке статора генератора во всех режимах работы – от холостого хода до номинальной нагрузки.
Возбудитель переменного тока представляет собой обращённый синхронный генератор роторного типа. Ротор установлен на том же валу, что и ротор генератора и представляет собой трехфазную обмотку переменного тока. Нагрузкой возбудителя является обмотка возбуждения статора, поэтому необходим возбудитель переменного тока высокой частоты: чем выше частота, тем больше возбуждение. Однако высокая частота стремится увеличить потери в железе. Так как увеличение числа полюсов пропорционально увеличению частоты, то частота особенно ограничивается при использовании на низкой частоте вращения с точки зрения экономичности конструкции. В основном, для возбудителя переменного тока принята частота 50-60 Гц.
При эксплуатации нельзя допускать падение частоты вращения генератора ниже 50 Гц при полной нагрузке, так как возрастает ток на возбудителе генератора, что в свою очередь может привести к выходу из строя автоматического регулятора напряжения, пробою блока вращающихся кремниевых выпрямителей или самого возбудителя.

Принцип работы автомобильного генератора, схема

Генератор — один из главных элементов электрооборудования автомобиля, обеспечивающий одновременное питание потребителей и подзаряд аккумуляторной батареи.

Принцип действия устройства построен на превращении механической энергии, которая поступает от мотора, в напряжение.

В комплексе с регулятором напряжения узел называется генераторной установкой.

В современных автомобилях предусмотрен агрегат переменного тока, в полной мере удовлетворяющий всем заявленным требованиям.

Устройство генератора

Элементы источника переменного тока спрятаны в одном корпусе, который также является основой для статорной обмотки.

В процессе изготовления кожуха применяются легкие сплавы (чаще всего алюминия и дюрали), а для охлаждения предусмотрены отверстия, обеспечивающие своевременный отвод тепла от обмотки.

В передней и задней части кожуха предусмотрены подшипники, к которым и крепится ротор — главный элемент источника питания.

В кожухе помещаются почти все элементы устройства. При этом сам корпус состоит из двух крышек, расположенных с левой и с правой стороны — около приводного вала и контрольных колец соответственно.

Две крышки объединяются между собой с помощью специальных болтов, изготовленных из алюминиевого сплава. Этот металл отличается незначительной массой и способностью рассеивать тепло.

Не менее важную роль играет щеточный узел, передающий напряжение на контактные кольца и обеспечивающий работу узла.

Изделие состоит из пары графитных щеток, двух пружин и щеткодержателя.

Также уделим внимание элементам, расположенным внутри кожуха:

• Ротор — стальной элемент, имеющий одну обмотку и, по сути, представляющий собой электромагнит. Ротор находится на валу, а сверху обмотки установлены втулки клювообразной формы. Ток подается с помощью медных колец, которые расположены на валу и объединены с обмоткой через специальные щетки.
• Обмотка — устройство, изготовленное из медной проволоки и закрепленное в пазы сердечника. Сам сердечник выполнен в форме окружности и изготавливается с применением специального материала, обладающего улучшенными магнитными качествами. В электротехнике металл носит название «трансформаторное железо». У статора есть три обмотки, связанные между собой и объединенные в звезду или треугольник. В точке объединения установлен диодный мост, обеспечивающий выпрямление напряжения. Обмотка изготовлена из специальной проволоки, имеющей двойную термоустойчивую изоляцию, покрытую специальным лаком.
• Реле-регулятор — ключевой элемент установки, обеспечивающий стабильное напряжение на выходе устройства. Монтаж регулятора может производиться в кожухе генератора или снаружи. В первом случае он находится возле графитных щеток, а во втором — там, где щетки крепятся к щеткодержателю (но в разных моделях авто монтаж может осуществляться по-разному). Ниже представлены реле-регуляторы с щеточным узлом.
• Выпрямительный мост — элемент, предназначенный для преобразования переменного тока на выходе статора в постоянное напряжение. Выпрямитель состоит из трех пар диодов, которые установлены на токопроводящем основании и попарно объединяются друг с дружкой. В среде автовладельцев и мастеров СТО диодный мост часто называется «подковой» из-за схожести с этим предметом.

Какие требования предъявляются к автомобильному генератору?

К генераторной установке автомобиля выдвигается ряд требований:

• Напряжение на выходе устройства и, соответственно, в бортовой сети должно поддерживаться в определенном диапазоне, вне зависимости от нагрузки или частоты вращения коленвала.
• Выходные параметры должны иметь такие показатели, чтобы в любом из режимов работы машины АКБ получала достаточное напряжение заряда.

При этом каждый автовладелец должен особое внимание уделять уровню и стабильности напряжения на выходе. Это требование вызвано тем, что аккумулятор чувствителен к подобным изменениям.

Например, в случае снижения напряжения ниже нормы АКБ не заряжается до необходимого уровня. В итоге возможны проблемы в процессе пуска мотора.

В обратной ситуации, когда установка выдает повышенное напряжение, аккумулятор перезаряжается и быстрее ломается.

Полезно почитать: Взорвался аккумулятор, причины и что делать.

Принцип работы автомобильного генератора, особенности схемы

Принцип действия генераторного узла построен на эффекте электромагнитной индукции.

В случае прохождения магнитного потока через катушку и его изменения, на выводах появляется и меняется напряжение (в зависимости от скорости изменения потока). Аналогичным образом работает и обратный процесс.

Так, для получения магнитного потока требуется подать на катушку напряжение.

Выходит, что для создания переменного напряжения требуются две составляющие:

• Катушка (именно с нее снимается напряжение).
• Источник магнитного поля.

Не менее важным элементом, как отмечалось выше, является ротор, выступающий в роли источника магнитного поля.

У полюсной системы узла присутствует остаточный магнитный поток (даже при отсутствии тока в обмотке).

Этот параметр небольшой, поэтому способен вызвать самовозбуждение только на повышенных оборотах. По этой причине по обмотке ротора пропускают сначала небольшой ток, обеспечивающий намагничивание устройства.

Упомянутая выше цепочка подразумевает прохождение тока от АКБ через лампочку контроля.

Главный параметр здесь — сила тока, которая быть в пределах нормы. Если ток будет завышенным, аккумулятор быстро разрядится, а если заниженным — возрастет риск возбуждения генератора на ХХ мотора (холостых оборотах).

С учетом этих параметров подбирается и мощность лампочки, которая должна составлять 2-3 Вт.

Как только напряжение достигает требуемого параметра, лампочка гаснет, а обмотки возбуждения питаются от самого автомобильного генератора. При этом источник питания переходит в режим самовозбуждения.

Снятие напряжения производится со статорной обмотки, которая выполнена в трехфазном исполнении.

Узел состоит 3-х индивидуальных (фазных) обмоток, намотанных по определенному принципу на магнитопроводе.

Токи и напряжения в обмотках смещены между собой на 120 градусов. При этом сами обмотки могут собираться в двух вариантах — «звездой» или «треугольником».

Если выбрана схема «треугольник», фазные токи в 3-х отмотках будут в 1,73 раза меньше, чем общий ток, отдаваемый генераторной установкой.

Вот почему в автомобильных генераторах большой мощности чаще всего применяется схема «треугольника».

Это как раз объясняется меньшими токами, благодаря которым удается намотать обмотку проводом меньшего сечения.

Такой же провод можно использовать и в соединениях типа «звезда».

Чтобы созданный магнитный поток шел по назначению, и направлялся к статорной обмотке, катушки находятся в специальных пазах магнитопровода.

Из-за появления магнитного поля в обмотках и в статорном магнитопроводе, появляются вихревые токи.

Действие последних приводит к нагреву статора и снижению мощности генератора. Для уменьшения этого эффекта при изготовлении магнитопровода применяются стальные пластины.

Выработанное напряжение поступает в бортовую сеть через группу диодов (выпрямительный мост), о котором упоминалось выше.

После открытия диоды не создают сопротивления, и дают току беспрепятственно проходить в бортовую сеть.

Но при обратном напряжении I не пропускается. Фактически, остается только положительная полуволна.

Некоторые производители автомобилей для защиты электроники меняют диоды на стабилитроны.

Главной особенностью деталей является способность не пропускать ток до определенного параметра напряжения (25-30 Вольт).

После прохождения этого предела стабилитрон «пробивается» и пропускает обратный ток. При этом напряжение на «плюсовом» проводе генератора остается неизменным, что не несет риски для устройства.

К слову, способность стабилитрона поддерживать на выводах постоянное U даже после «пробоя» применяется в регуляторах.

В результате после прохождения диодного моста (стабилитронов) напряжение выпрямляется, становится постоянным.

У многих типов генераторных установок обмотка возбуждения имеет свой выпрямитель, собранный из 3-х диодов.

Благодаря такому подключению, протекание тока разряда от АКБ исключено.

Диоды, относящиеся к обмотке возбуждения, работают по аналогичному принципу и питают обмотку постоянным напряжением.

Здесь выпрямительное устройство состоит из шести диодов, три их которых являются отрицательными.

В процессе работы генератора ток возбуждения ниже параметра, который отдает автомобильный генератор.

Следовательно, для выпрямления тока на обмотке возбуждения достаточно диодов с номинальным током до двух Ампер.

Для сравнения силовые выпрямители имеют номинальный ток до 20-25 Ампер. Если требуется увеличить мощность генератора, ставится еще одно плечо с диодами.

Режимы работы

Чтобы разобраться в особенностях функционирования автомобильного генератора, важно понять особенности каждого из режимов:

• В процессе пуска двигателя главным потребителем электрической энергии выступает стартер. Особенностью режима является создание повышенной нагрузки, что приводит к уменьшению напряжения на выходе АКБ. Как следствие, потребители берут ток только с аккумулятора. Вот почему при таком режиме батарея разряжается с наибольшей активностью.
• После завода двигателя автомобильный генератор переходит в режим источника питания. С этого момента устройство дает ток, который необходим для питания нагрузки в автомобиле и подзаряда АКБ. Как только аккумулятор набирает требуемую емкость, уровень зарядного тока снижается. При этом генератор продолжает играть роль главного источника питания.
• После подключения мощной нагрузки, например, кондиционера, обогрева салона и прочих, скорость вращения ротора замедляется. В этом случае автомобильный генератор уже не способен покрыть потребности автомобиля в токе. Часть нагрузки перекладывается на АКБ, который работает в параллель с источником питания и начинает постепенно разряжаться.

Регулятор напряжения — функции, типы, контрольная лампа

Ключевым элементом генераторной установки является регулятор напряжения — устройство, поддерживающее безопасный уровень U на выходе статора.

Такие изделия бывают двух типов:

• Гибридные — регуляторы, электрическая схема которых включает в себя как электронные приборы, так и радиодетали.
• Интегральные — устройства, в основе которых лежит тонкопленочная микроэлектронная технология. В современных автомобилях наибольшее распространение получил именно этот вариант.

Не менее важный элемент — контрольная лампа, смонтированная на приборной панели, по которой можно делать вывод о наличии проблем с регулятором.

Зажигание лампочки в момент пуска мотора должно быть кратковременным. Если же она горит постоянно (когда генераторная установка в работе), это свидетельствует о поломке регулятора или самого узла, а также необходимости ремонта.

Тонкости крепления

Фиксация генераторной установки производится при помощи специального кронштейна и болтового соединения.

Сам узел крепится в передней части двигателя, благодаря специальным лапам и проушинам.

Если на автомобильном генераторе предусмотрены специальные лапы, последние находятся на крышках мотора.

В случае применения только одной фиксирующей лапы, последняя ставится только на передней крышке.

В лапе, установленной в задней части, как правило, предусмотрено отверстие с установленной в нем дистанционной втулкой.

Задача последней заключается в устранении зазора, созданного между упором и креплением.

Крепление генератора Audi A8.

А так агрегат крепиться на ВАЗ 21124.

Неисправности генератора и способы их устранения

Электрооборудование автомобиля имеет свойство ломаться. При этом наибольшие проблемы возникают с АКБ и генератором.

В случае выхода из строя любого из этих элементов эксплуатация ТС в нормальном режиме работы становится невозможной или же авто оказывается вовсе обездвиженным.

Все поломки генератора условно делятся на две категории:

• Механические. В этом случае проблемы возникают целостностью корпуса, пружин, ременным приводом и прочими элементами, которые не связаны с электрической составляющей.
• Электрические. Сюда относятся неисправности диодного моста, износ щеток, замыкание в обмотках, поломки реле регулятора и прочие.

Теперь рассмотрим список неисправностей и симптомы более подробно.

1. На выходе недостаточный уровень зарядного тока:

• Пробуксовка приводного ремня. Решение — натянуть ремень и проверить подшипники на факт исправности, симптомы – свист ремня генератора.
• Зависание щеток. Для начала стоит вычистить щеткодержатель и щетки от загрязнений и убедиться в достаточности усилия.
• Обрыв цепочки возбуждения, подгорание контактных колес. Первая проблема решается путем поиска и устранения обрыва, а вторая — посредством зачистки и проточки контактных колец (если это требуется).
• Выход из строя регулятора напряжения.
• Задевание ротором статорного полюса.
• Обрыв цепочки, объединяющий генератор и АКБ.

2. Вторая ситуация.

Когда автомобильный генератор выдает необходимый уровень тока, но АКБ все равно не заряжается.

Причины могут быть разными:

• Низкое качество протяжки контакта «массы» между регулятором и основным узлом. В этом случае проверьте качество контактного соединения.
• Выход из строя реле напряжения — проверьте и поменяйте его.
• Износились или зависли щетки — замените или очистите от грязи.
• Сработало защитное реле регулятора из-за наличия замыкания на «массу». Решение — отыскать место повреждения и убрать проблему.
• Прочие причины — замасливание контактов, поломка регулятора напряжения, витковое замыкание в обмотках статора, плохое натяжение ремня.

3. Генератор работает, но издает повышенный шум.

Вероятные неисправности:

• Замыкание между витками статора.
• Износ места для посадки подшипника.
• Послабление шкивной гайки.
• Разрушение подшипника.

Ремонт генератора автомобиля всегда должен начинаться с точной диагностики проблемы, после чего причина устраняется путем профилактических мер или замены вышедшего из строя узла.

Рекомендации по замене

Практика эксплуатации показывает, что поменять автомобильный генератор несложно, но для решения задачи требуется соблюдать ряд правил:

• Новое устройство должно иметь аналогичные токоскоростные параметры, как и у заводского узла.
• Энергетические показатели должны быть идентичными.
• Передаточные числа у старого и нового источника питания должны совпадать.
• Устанавливаемый узел должен подходить по размерам и с легкостью крепится к мотору.
• Схемы нового и старого автомобильного генератора должны быть одинаковыми.

Учтите, что устройства, смонтированные на автомобилях зарубежного производства, фиксируются не так, как отечественного, к примеру, как на генератор TOYOTA COROLLA и Лада Гранта .Следовательно, если менять иностранный агрегат изделием отечественного производства, придется установить новое крепление.

Полезные советы в помощь

В завершение рассказа об автомобильных генераторах стоит выделить ряд советов, что необходимо, а чего нельзя делать автовладельцам в процессе эксплуатации.

Главный момент — установка, в процессе которой важно с предельным вниманием подойти к подключению полярности.

Если ошибиться в этом вопросе, выпрямительное устройство поломается и возрастает риск возгорания.

Аналогичную опасность несет и пуск двигателя при некорректно подключенных проводах.

Чтобы избежать проблем в процессе эксплуатации, стоит придерживаться ряда правил:

• Следите за чистотой контактов и контролируйте исправность электрической проводки автомобиля. Отдельное внимание уделите надежности соединения. В случае применения плохих контактных проводов уровень бортового напряжения выйдет за допустимый предел.
• Следите за натяжкой генератора. В случае слабого натяжения источник питания не сможет выполнять поставленные задачи. Если же перетянуть ремень, это чревато быстрым износом подшипников.
• Отбрасывайте провода от генератора и АКБ при выполнении электросварочных работ.
• Если контрольная лампочка загорается и продолжает гореть после пуска мотора, выясните и устраните причину.

Отдельное внимание стоит уделить реле-регулятору, а также проверке напряжения на выходе источника питания. В режиме заряда этот параметр должен быть на уровне 13,9-14,5 Вольт.

Кроме того, время от времени проверяйте износ и достаточность усилия щеток генератора, состояние подшипников и контактных колец.

Высота щеток должна измеряться при демонтированном держателе. Если последний износился до 8-10 мм, требуется замена.

Что касается усилия пружин, удерживающих щетки, оно должно быть на уровне 4,2 Н (для ВАЗ). При этом осматривайте контактные кольца — на них не должно быть следов масла.

Также автовладелец должен запомнить и ряд запретов, а именно:

• Не оставляйте машину с подключенной АКБ, если имеются подозрения поломки диодного моста. В противном случае аккумулятор быстро разрядится, и возрастает риск воспламенения проводки.
• Не проверяйте правильность работы генератора путем перемыкания его выводов или отключения АКБ при работающем двигателе. В этом случае возможна поломка электронных элементов, бортового компьютера или регулятора напряжения.
• Не допускайте попадания технических жидкостей на генератор.
• Не оставляйте включенным узел в случае, если клеммы АКБ были сняты. В противном случае это может привести к поломке регулятора напряжения и электрооборудования авто.
• Своевременно проводите замену ремня генератора.

Зная особенности работы генератора, нюансы его конструкции, основные неисправности и тонкости ремонта, можно избежать многих проблем с проводкой и АКБ.

Помните, что генератор — сложный узел, требующий особого подхода к эксплуатации.

Важно постоянно следить за ним, своевременно проводить профилактические мероприятия и замену деталей (при наличии такой необходимости).

При таком подходе источник питания и сам автомобиль прослужат очень долго.

Автомобильный генератор переменного тока | Схемы переменного тока

Детали и материалы проекта

• Автомобильный генератор (требуется один, но рекомендуется два)

Старые генераторы по низким ценам можно приобрести на автосервисах. Во многих дворах для вашего удобства генераторы уже сняты с автомобилей. Я не рекомендую , а платить полную цену за новый генератор, так как бывшие в употреблении агрегаты стоят гораздо меньше денег и работают так же хорошо для целей этого эксперимента.

Я настоятельно рекомендую использовать генератор переменного тока марки Delco-Remy. Этот тип используется на автомобилях General Motors (GMC, Chevrolet, Cadillac, Buick, Oldsmobile). Одна конкретная модель выпускалась Delco-Remy с начала 1960-х годов с небольшими изменениями в дизайне. Это очень распространенный блок , который можно разместить на свалке, и с ним очень легко работать.

Если у вас есть два генератора переменного тока, вы можете использовать один в качестве генератора, а другой в качестве двигателя. Шаги, необходимые для подготовки генератора переменного тока в качестве трехфазного генератора и трехфазного двигателя, одинаковы.

Перекрестные ссылки

Уроки электрических цепей , том 1, глава 14: «Магнетизм и электромагнетизм»

Уроки электрических цепей , том 2, глава 10: «Многофазные цепи переменного тока»

Цели обучения

• Для определения эффектов электромагнетизма
• Для определения эффектов электромагнитной индукции
• Для иллюстрации конструкции реальных электромагнитных машин
• Для иллюстрации конструкции и применения трехфазных обмоток

Схема автомобильного генератора переменного тока

Автомобильный генератор переменного тока — это трехфазный генератор со встроенной выпрямительной схемой, состоящей из шести диодов.Поскольку шкив (большинство людей называют его «шкив») вращается ремнем, соединенным с коленчатым валом автомобильного двигателя, магнит вращается мимо неподвижного набора трехфазных обмоток (называемых статором ), обычно соединенных в Y конфигурация.

Вращающийся магнит на самом деле является электромагнитом, а не постоянным магнитом. Генераторы сконструированы таким образом, чтобы можно было контролировать напряженность магнитного поля, чтобы выходное напряжение можно было контролировать независимо от скорости ротора.

Эта магнитная катушка ротора (называемая полевой катушкой или просто полевой ) питается от батареи, поэтому требуется небольшое количество электроэнергии, подаваемой на генератор переменного тока, чтобы заставить его генерировать большую выходную мощность.

Электроэнергия передается на вращающуюся обмотку возбуждения через пару медных «контактных колец», установленных концентрически на валу и контактирующих с неподвижными угольными «щетками». Щетки плотно прилегают к контактным кольцам за счет давления пружины.

Многие современные генераторы переменного тока оснащены встроенными схемами «регулятора», которые автоматически включают и выключают питание от батареи на катушке ротора для регулирования выходного напряжения. Эта цепь, если она присутствует в генераторе переменного тока, который вы выбираете для эксперимента, не нужна и будет препятствовать вашему изучению, только если ее оставить на месте.

Не стесняйтесь «удалить» его хирургическим путем, просто убедитесь, что у вас есть доступ к клеммам щетки, чтобы вы могли запитать катушку возбуждения при полностью собранном генераторе.

Иллюстрация автомобильного генератора переменного тока

Инструкции по эксперименту

Сначала обратитесь к руководству по ремонту автомобилей, чтобы узнать о деталях вашего генератора. Документация, представленная в книге, которую вы сейчас читаете, носит максимально общий характер и подходит для генераторов переменного тока различных марок. Вам может потребоваться более конкретная информация, и руководство по обслуживанию — лучшее место для ее получения.

Для этого эксперимента вы будете подключать провода к катушкам внутри генератора и вытягивать их за пределы корпуса генератора, чтобы упростить подключение к испытательному оборудованию и схемам. К сожалению, соединительные клеммы, предоставленные производителем, не подходят для наших нужд, поэтому вам необходимо выполнить подключение самостоятельно.

Разберите устройство и найдите клеммы для подключения к двум угольным щеткам. Припаяйте пару проводов к этим клеммам (размером не менее 20 калибра) и протяните эти провода через вентиляционные отверстия в корпусе генератора, убедившись, что они не зацепятся за вращающийся ротор при повторной сборке и использовании генератора.

Найдите соединения трехфазной линии, идущие от обмоток статора, и подключите к ним провода, вытянув эти провода за пределы корпуса генератора через некоторые вентиляционные отверстия. Для этих проводов используйте провода самого большого сечения, с которыми удобно работать, так как они могут пропускать значительный ток.

Как и полевые провода, проложите их таким образом, чтобы ротор мог свободно вращаться при собранном генераторе. Клеммы линии обмотки статора легко найти: три из них подключаются к трем клеммам на диодной сборке, обычно с помощью клемм с кольцевыми наконечниками, припаянных к концам проводов.

Я рекомендую вам припаять клеммы с кольцевыми наконечниками к проводам и прикрепить их под гайками клемм вместе с концами проводов статора так, чтобы каждая клемма диодного блока закрепляла два кольцевых наконечника.

Снова соберите генератор, зафиксировав угольные щетки во втянутом положении, чтобы ротор не повредил их при повторной установке. На генераторах Delco-Remy на задней половине корпуса, а также на передней части узла держателя щеток имеется небольшое отверстие, через которое можно вставить канцелярскую скрепку или тонкую проволоку, чтобы удерживать щетки против давления пружины. .Обратитесь к руководству по обслуживанию для получения более подробной информации о сборке генератора.

Когда генератор будет собран, попробуйте покрутить вал и прислушайтесь к любым звукам, указывающим на столкновение деталей или заедание проводов. Если возникнет такая проблема, снова разобрать ее и исправить то, что не так.

Если и когда он вращается свободно, как следует, подключите два «полевых» провода к 6-вольтовой батарее. Подключите вольтметр к любым двум разъемам трехфазной линии:

Когда мультиметр установлен на функцию «Вольт постоянного тока», медленно поверните вал генератора.Показания вольтметра должны меняться между положительными и отрицательными по мере вращения вала: демонстрация генерирования очень медленного переменного напряжения (переменного напряжения). Если этот тест прошел успешно, переключите мультиметр в режим «Вольт переменного тока» и повторите попытку. Попробуйте вращать вал медленно и быстро, сравнивая показания вольтметра между этими двумя условиями.

Замкните накоротко любые два провода трехфазной сети и попробуйте прокрутить генератор. Вы должны заметить, что вал генератора становится все труднее вращать.Сильная электрическая нагрузка, которую вы создали из-за короткого замыкания, вызывает большую механическую нагрузку на генератор переменного тока, поскольку механическая энергия преобразуется в электрическую.

Теперь попробуйте подключить 12 В постоянного тока к полевым проводам. Повторите описанные выше испытания вольтметра постоянного тока, вольтметра переменного тока и короткого замыкания. Какие различия вы замечаете?

Найдите какие-нибудь нечувствительные к полярности нагрузки на 6 или 12 вольт, такие как небольшие лампы накаливания, и подключите их к трехфазным линейным проводам.Оберните тонкую веревку или тяжелую струну вокруг канавки шкива («шкива») и быстро вращайте генератор, и нагрузки должны работать.

Если у вас есть второй генератор, измените его так же, как и первый, подключив пять собственных проводов к полевым щеткам и клеммам линии статора соответственно. Затем вы можете использовать его как трехфазный двигатель с питанием от первого генератора переменного тока.

Подключите каждый из трехфазных линейных проводов первого генератора к соответствующим проводам второго генератора.Подключите полевые провода одного генератора к 6-вольтовой батарее. Этот генератор будет генератором. Оберните веревку вокруг шкива, чтобы подготовить его к вращению. Возьмите два полевых провода второго генератора и замкните их вместе. Этот генератор будет двигателем:

Проверните вал генератора, наблюдая за вращением вала двигателя. Попробуйте поменять местами любые , два, трехфазных сетевых соединений между двумя блоками и снова запустить генератор.Что изменилось на этот раз?

Подключите полевые провода моторного блока к 6-вольтовой батарее (вы можете соединить это поле параллельно с полем генераторного блока через те же клеммы батареи, если батарея достаточно сильная, чтобы обеспечить ток в несколько ампер). обе катушки будут стягиваться). Это намагнитит ротор двигателя. Попробуйте еще раз покрутить генератор и обратите внимание на любые различия в работе.

В первой установке двигателя, где полевые провода были просто закорочены вместе, двигатель работал как асинхронный двигатель .Во второй установке, где ротор двигателя был намагничен, он работал как синхронный двигатель .

Поднимите свой модифицированный генератор переменного тока на новый уровень

Если вы чувствуете себя особенно амбициозно и хорошо разбираетесь в технологиях изготовления металла, вы можете создать собственную платформу для генератора большой мощности, подключив модифицированный генератор переменного тока к велосипеду. Я построил схему, которая выглядит так:

Заднее колесо приводит в движение шкив генератора с помощью клинового ремня длинной .Этот ремень также поддерживает заднюю часть велосипеда, поддерживая постоянное натяжение, когда велосипедист крутит педали. В зависании генератора из стальных опорной конструкции (я использовал приварены 2-дюймовые квадратные трубки, но кадр может быть выполнен из древесины). Этот тренажер не только практичен, но и достаточно надежен для использования в качестве тренажера, и его изготовление недорого:

Позади велосипедного блока (в нижнем левом углу фотографии) вы видите ряд из трех 12-вольтовых лампочек «RV», которые я использую для нагрузки при езде на велосипеде в качестве тренажера.Набор из трех переключателей установлен в передней части велосипеда, где я могу включать и выключать нагрузки во время езды.

Выпрямляя трехфазную мощность переменного тока, можно обеспечить питание генератора переменного тока собственной катушкой возбуждения постоянным напряжением, что устраняет необходимость в батарее. Тем не менее, для запуска по-прежнему будет необходим какой-либо независимый источник постоянного напряжения, так как катушка возбуждения должна быть под напряжением до того, как может быть произведена какая-либо мощность переменного тока.

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

Принцип работы генератора переменного тока

и электрическая схема генератора переменного тока в автомобиле

Основная функция генератора генератора заключается в преобразовании механической энергии в электрическую. энергия в переменной природе.Поскольку он создает переменный ток, поэтому он называется генератором переменного тока. В этой статье вы найдете генератор с функцией и электрическая схема генератора переменного тока в автомобиле. Мы знаем, что в автомобиле используется генератор или автомобильный для зарядки. Итак, начнем.

Генератор Функция в автомобиле

В Генератор переменного тока используется в автомобиле для создания электрической энергии для зарядки аккумулятор. Первоначально двигатель в автомобиле запускается с помощью двигателя постоянного тока, питание от АКБ.Таким образом, требуется зарядка аккумулятор. В Генератор в автомобиле связан с двигателем ремнем. Итак, когда двигатель вращается, генератор также вращается и вырабатывает электрическую энергию в переменный характер. В автомобильном генераторе есть какая-то электрическая схема.

Генератор Схема подключения

Здесь принципиальная внутренняя электрическая схема автомобильного генератора переменного тока и электрическая схема генератора с аккумулятором приводится ниже. В виде Вы видите, что в машине используется трехфазный генератор переменного тока.В Трехфазный генератор переменного тока состоит из двух частей: статора и ротора. Статор содержит обмотка якоря трехфазная, а ротор содержит обмотку возбуждения. Мы Знайте, что аккумулятор может хранить только постоянный ток. Итак, схема выпрямителя, помещенная в генератор переменного тока, который преобразует трехфазный переменный ток в постоянный. В соединение обмотки возбуждения проводится через контактное кольцо и подключается к цепь регулятора напряжения. Схема регулятора напряжения принимает питание постоянного тока. питание с выхода выпрямительной схемы и дает на обмотку возбуждения.В Основная функция схемы регулятора напряжения — регулировать мощность, подаваемую на обмотка возбуждения. Предположим, что выходное напряжение и ток увеличиваются выше нормальное значение. В это время регулятор напряжения снизит мощность. вход в обмотку возбуждения, следовательно, напряжение в обмотке якоря будет уменьшится, и будет сохранено нормальное значение.
Спасибо вас за посещение сайта. продолжайте посещать для получения дополнительных обновлений. Функционирование генератора и электрическая схема генератора в автомобиле Отзыв от manoranjan das на 28.05.2019 Рейтинг: 5

Cessna Flyer Association — Генераторы и электрические системы

Многие одномоторные самолеты используют генераторы для питания систем самолета, авионики и устройств кабины.A&P Жаклин Шайп расскажет, как работают генераторы переменного тока и что делать, если ваш не работает должным образом.

В настоящее время, со всем, от стеклянной кабины до вспомогательных розеток для iPad и зарядных устройств для телефонов, к электрической системе среднего самолета предъявляются более высокие требования, чем когда-либо прежде. Большинство самолетов авиации общего назначения полагаются на генератор переменного тока, который является стабильным и надежным источником электроэнергии для питания электрических компонентов и подзарядки аккумуляторной батареи.

Компоненты электрической системы

Основными компонентами электрической системы среднего самолета являются аккумулятор, генератор переменного тока, регулятор напряжения, шина и проводка.

Аккумулятор обеспечивает накопленную мощность для запуска двигателя. Он также обеспечивает запас электроэнергии на случай выхода из строя генератора в полете.

Электрическая шина обеспечивает центральную точку распределения энергии почти для всех электрических компонентов (кроме стартера). Шина получает питание от аккумулятора или генератора. Электрические компоненты подключаются к шине через автоматический выключатель или предохранитель.

Технические характеристики электрической системы

Электрическая система на большинстве самолетов представляет собой 14- или 28-вольтовую систему.14-вольтовые системы имеют 12-вольтовые батареи. В 28-вольтовых системах используются 24-вольтовые батареи.

Под системным напряжением понимается рабочее напряжение самолета, которое всегда выше, чем напряжение аккумулятора. Для зарядки аккумулятора напряжение в системе должно быть выше напряжения аккумулятора.

Большинство электрических систем самолета являются «однопроводными», что означает, что сам планер используется в качестве заземления, что устраняет необходимость прокладывать два провода для плюсового и заземляющего соединения с каждым электрическим компонентом.Они также являются системами постоянного тока, что означает, что компоненты работают на постоянном токе, а не на переменном (AC).

Как работают генераторы переменного тока

Генераторы переменного тока вырабатывают электрический ток на основе принципа магнитной индукции. Каждый раз, когда магнитные силовые линии движутся относительно проводника, находящегося в непосредственной близости, в проводнике будет индуцироваться напряжение.

Генераторы переменного тока имеют электромагнит (называемый ротором), который вращается внутри нескольких обмоток проводника (называемого статором).Когда ротор вращается, меняющиеся силовые линии магнитного поля север-юг индуцируют в проводнике переменный ток.

Обмотки статора медного цвета практически не видны под корпусом генератора.

Переменный ток преобразуется в постоянный через серию диодов (выпрямителей), которые позволяют току течь в одном направлении, но не в другом.

Авиационные генераторы обычно бывают «трехфазными», что означает, что статор имеет три отдельные проводящие обмотки.

Обмотки статора.

Ротор — это электромагнит, магнитная сила которого регулируется величиной тока, который он получает от регулятора напряжения. Это позволяет регулировать выходное напряжение генератора. Если бы ротор был изготовлен с постоянным магнитом фиксированной силы, выходное напряжение было бы нерегулируемым и изменялось бы в зависимости от оборотов двигателя.

Ротор в разобранной половине корпуса генератора.

Регулятор напряжения

Генераторы для самолетов имеют внешнее регулирование с помощью регулятора напряжения (иногда называемого контроллером генератора), который обычно устанавливается либо на противопожарной перегородке в моторном отсеке, либо под приборной панелью.

Регулятор напряжения, установленный на межсетевом экране Cessna. У этого регулятора всего три провода — обычная конфигурация. Красный провод — это питание регулятора напряжения от шины. Черный провод — это заземление. Синий провод — это полевой провод, который подключается к клемме F1 генератора.

Регулятор напряжения управляет напряжением в системе, управляя электрической цепью (называемой полевой цепью), которая питает электромагнит ротора генератора. На большинстве самолетов с одним двигателем это достигается путем изменения потока электрического тока на ротор.

Многие регуляторы напряжения имеют только три провода, а у регулятора этого самолета всего пять проводов. Оранжевый и черный провод используются для измерения напряжения генератора непосредственно с клеммы B + и заземления на генераторе. Оранжевый провод подключается к B +. Красный провод — это ток питания от шины, питающей регулятор напряжения. Желтый провод — это полевой провод, который подключается к клемме F1 генератора. Есть еще один провод заземления (не показан) для самого регулятора напряжения, который крепится под одним из крепежных болтов регулятора напряжения.

У старых регуляторов напряжения были контактные точки, которые со временем изнашивались. Современные регуляторы напряжения полностью электронные и, за исключением винта регулировки напряжения на некоторых моделях, не требуют обслуживания. Когда один из этих блоков выходит из строя, его просто заменяют.

Регулятор напряжения Plane-Power аналогичен трехпроводному регулятору. Сенсорный провод и вспомогательные провода подключаются к разрешающему проводу. Разрешающий провод пропускает ток от шины для питания регулятора. Полевой провод является выходом на ротор генератора, а заземляющий провод идет на массу под одним из монтажных креплений регулятора напряжения.Этот регулятор настроен на систему с напряжением 14 В и имеет встроенный датчик перенапряжения на 16 В.

Конструкция генератора для самолета

Первоначальными производителями большинства одномоторных генераторов, используемых на самолетах Cessna, были Ford, Chrysler, Prestolite или Delco Remy. Генераторы Ford были наиболее часто используемым типом на Cessnas. Многие оригинальные конструкции генераторов переменного тока все еще используются.

На бирке этого генератора указана компания Chrysler как оригинальный производитель. Генератор в стиле Ford на Cessna.

К большинству авиационных генераторов подключается только три провода. Полевой провод подключается к клемме F1 (полевой) на генераторе, выходной провод идет от клеммы B + генератора, а заземляющий провод соединяет корпус генератора с подходящим заземлением.

Генератор в стиле Ford на Cessna. Этот генератор имеет наиболее распространенную настройку с подключенными всего тремя проводами. Плетеная полоса заземления предназначена для заземления. Толстый провод спереди, который подключается к красной клемме B +, является выходным проводом генератора.Полевой провод, подключенный к F1, едва виден за клеммой B +. Все провода присоединены к клеммам на задней панели этого генератора. Этот генератор имеет провод заземления от клеммы F2 к заземлению генератора. Многие регуляторы напряжения имеют всего три провода, а всего у регулятора этого самолета пять проводов. Оранжевый и черный провод используются для измерения напряжения генератора непосредственно с клеммы B + и заземления на генераторе. Оранжевый провод подключается к B +.Красный провод — это ток питания от шины, питающей регулятор напряжения. Желтый провод — это полевой провод, который подключается к клемме F1 генератора. Есть еще один провод заземления (не показан) для самого регулятора напряжения, который крепится под одним из крепежных болтов регулятора напряжения.

На большинстве генераторов этого типа клемма F2 не имеет подсоединенного провода и заземлена на корпус генератора. У некоторых генераторов есть заземляющий провод, проложенный от клеммы F2 к соединению заземляющего провода на корпусе генератора.

Терминал F2. Здесь нет проводов. Сама клемма заземлена на корпус генератора.

Ротор генератора переменного тока получает электрическое соединение через две угольные щетки, которые вращаются на отдельных контактных кольцах. Одна из щеток передает положительный ток от регулятора напряжения к обмоткам ротора, а другая обеспечивает заземление либо от клеммы F2, либо от внутреннего заземления к корпусу генератора.

Контактные кольца ротора. Угольные щетки перемещаются по контактным кольцам для передачи электрического тока и заземления обмоток ротора.

В этой статье рассматривается наиболее распространенная трехпроводная система. Пилот / владелец, выполняющий поиск и устранение неисправностей или желающий получить конкретную информацию о том, как работает его / ее система, должен ссылаться на текущую электрическую схему для модели и серийного номера своего самолета.

Прохождение электрического тока через типичную систему

Когда главный выключатель самолета включен, контактор батареи замыкается, и питание от батареи питает электрическую шину самолета. Ток от шины проходит через полевой выключатель генератора и главный выключатель самолета к регулятору напряжения.

Некоторые самолеты также оснащены датчиком перенапряжения, который последовательно подключается между главным выключателем и регулятором напряжения. Датчик должен находиться в закрытом, исправном положении, чтобы позволить току течь.

Регулятор определяет, что выходной сигнал генератора равен нулю, и передает полный ток через провод возбуждения, который подключен от выхода регулятора напряжения к клемме F1 генератора. Электромагнит ротора находится под напряжением, поскольку он имеет полную электрическую цепь с питанием на F1 и заземлением на F2.

Когда двигатель запускается и генератор переменного тока вращается механически с помощью ремня или шестерни, в обмотках статора индуцируется переменный ток из магнитного поля ротора.

Изолированная обмотка статора с пайкой на диоде. Если крепления генератора или втулки ослабнут, генератор может вибрировать, а обмотки могут треснуть или сломаться. Этот сбой создает разрыв цепи.

Обычно в каждом генераторе три обмотки статора и всего шесть диодов.Переменный ток от каждой обмотки статора преобразуется в постоянный ток после прохождения через два диода.

Недавно заменен диод. Диоды припаяны к обмоткам статора.

Выход всех трех обмоток статора выпрямляется и проходит как постоянный ток от клеммы B + через толстый провод к автоматическому выключателю генератора (обычно 60 А), а затем к шине самолета.

Выходная клемма генератора (B +).

Регулятор напряжения определяет выходное напряжение генератора, хотя место контроля меняется.Некоторые регуляторы напряжения измеряют напряжение на шине, а некоторые подключены для измерения напряжения непосредственно на клемме B + генератора.

Затем регулятор напряжения регулирует ток, протекающий в поле ротора, по мере необходимости для поддержания заданного напряжения системы. Всегда обращайтесь к руководству по техническому обслуживанию самолета для определения правильного диапазона напряжения при настройке или проверке напряжения системы.

Если выходное напряжение генератора или напряжение на шине слишком низкое, регулятор увеличивает ток, протекающий в поле ротора, что, в свою очередь, увеличивает силу электромагнита и увеличивает выходное напряжение генератора.

Если выходное напряжение генератора слишком высокое, регулятор снижает ток, протекающий в поле ротора, уменьшая силу электромагнита, что, в свою очередь, снижает выходное напряжение генератора.

Основы поиска и устранения неисправностей

Хороший электрический мультиметр и электрическая схема, относящаяся к установленному в самолете оборудованию, необходимы для точного выявления неисправностей в системе зарядки.

Красный щуп электрического мультиметра вставлен в порт вспомогательного питания для проверки напряжения на шине при работающем двигателе, включенном генераторе и зарядке.Черный провод подключается к направляющей сиденья для заземления. При проверке напряжения с помощью измерительного щупа во вспомогательном порте питания или прикуривателя убедитесь, что щуп не касается одновременно центра и боковых сторон порта. Наконечник зонда должен касаться только самой дальней внутренней центральной части. Если щуп касается центра и стороны одновременно, происходит прямое замыкание на массу. Это либо приведет к срабатыванию автоматического выключателя, который питает порт, либо, если порт установлен с встроенным предохранителем, он сработает.

Перед поиском неисправностей в системе всегда проверяйте, не сработал ли полевой (иногда называемый контроллером) или автоматический выключатель генератора.

Если предположить, что сработавший прерыватель не является проблемой, первым шагом в проверке системы зарядки является запуск самолета и проверка напряжения на шине либо от вспомогательного порта питания (например, розетки прикуривателя, а не от 5-вольтового порта USB-питания). ) или из самого автобуса.

При проверке напряжения шины в 28-вольтовой системе напряжение необходимо проверять на самой шине, поскольку порты питания на этих плоскостях обычно имеют пониженное напряжение.

Вы можете проверить напряжение в системе с помощью вольтметра, устанавливаемого на панели, монитора двигателя или GPS, если таковой имеется.

Проверку напряжения на шине лучше всего выполнять двумя людьми: один управляет самолетом, а другой — вольтметром.

Если красный датчик находится на шине, а черный датчик подключен к надежному заземлению (направляющая сиденья обычно работает хорошо), вольтметр будет считывать напряжение на шине.

Напряжение на шине необходимо проверить перед запуском двигателя, а затем снова проверить при работающем двигателе, чтобы сравнить напряжение аккумулятора (не работает) с выходным напряжением генератора (работает).Если два напряжения идентичны, генератор вообще не заряжается.

Если генератор заряжается, следует записать напряжение, а затем все электрическое оборудование в самолете должно быть включено. При включенных лампах, радиоприемниках, пито-обогревателе и других электрических компонентах генератор должен выдерживать полную электрическую нагрузку и при этом поддерживать положительную скорость зарядки.

Генератор не заряжается

Одна из первых и самых простых проверок, которые пилот / владелец может сделать при поиске неисправности генератора, который не заряжается, — это включить главный выключатель самолета (как на стороне генератора, так и на стороне аккумулятора) и посмотреть, ротор генератора намагничивается.

Генераторы с приводом от шкивов очень легко проверить. Шкив должен быть достаточно намагничен, чтобы удерживать стальной инструмент на месте. Если генератор имеет шестеренчатый привод, ротор все еще будет намагничен достаточно, чтобы обнаружить магнитное притяжение стального инструмента, удерживаемого рядом или на корпусе генератора.

Если на инструменте присутствует магнитный буксир, это подтверждает, что цепь возбуждения не повреждена, регулятор напряжения посылает мощность для подачи питания на ротор, а цепь ротора не повреждена.

Проверка намагничивания генератора переменного тока выполняется при неработающем двигателе, выключенном магнето и полностью обедненной смеси.Также хорошей практикой безопасности является не находиться рядом с гребным винтом при включении главного выключателя аккумуляторной батареи. Застрявший соленоид стартера может позволить гребному винту вращаться даже при выключенном зажигании.

Следует проверить целостность соединений на самом генераторе, чтобы убедиться в их надежности. Плохое соединение может позволить току течь с перебоями. Все заземляющие соединения генератора должны быть проверены, чтобы убедиться, что они надежны и имеют низкое сопротивление (менее 0.2 Ом) между ними. Это включает в себя соединение от F2 к клемме заземления генератора, заземления генератора на двигатель и заземления планера к двигателю.

Электрический мультиметр, показывающий напряжение на шине при зарядке генератора.

Если ротор намагничен и работает нормально, следующим шагом будет проверка наличия напряжения шины (аккумулятора) на клемме B + генератора. Если есть напряжение на шине, это означает, что цепь между выходом генератора и шиной исправна.

Затем проверьте механический дефект в приводном механизме генератора. Ослабленный ремень, который проскальзывает, или неисправная зубчатая муфта на генераторе с зубчатым приводом может вызвать неисправность генератора.

Если все вышеперечисленные проверки пройдены, то наиболее вероятная проблема, из-за которой генератор не заряжается, находится внутри самого генератора. Его следует снять для ремонта.

Генератор не заряжается; ротор не намагничен

Если ротор не намагничивается при включении главного выключателя (убедитесь, что полевой автоматический выключатель не сработал), следующим шагом в поиске неисправностей будет проверка, получает ли ротор и ток, и землю. ему нужно запитать обмотки.

Проверка цепи возбуждения и ротора при включенном главном выключателе. Намагниченный ротор и шкив удерживают гаечный ключ на месте.

Проверьте все соединения заземления на наличие чрезмерного сопротивления (что-либо выше примерно 0,2 Ом). Включите главный выключатель и проверьте напряжение на клемме F1. Оно должно быть в пределах пары вольт от напряжения аккумулятора.

В ситуации, когда есть напряжение на F1 и все соединения заземления имеют хорошую непрерывность, вероятно, неисправен сам ротор генератора или щетки генератора имеют чрезмерный износ.

Щетка ротора. Генератор в разобранном виде. Две щетки для передачи положительного тока и электрического заземления к ротору расположены под прямым углом друг к другу. Квадратный белый пластиковый щеткодержатель окружает саму щетку. Щетки подпружинены, чтобы плотно прижимать их к контактным кольцам.

Когда на клемме F1 нет напряжения, есть несколько причин, которые могут привести к неисправности выше по потоку, прервав прохождение тока. На электрической схеме самолета будут показаны все установленные в цепи электрические компоненты, а также номера проводов.

В этом случае в первую очередь необходимо проверить целостность полевого провода, особенно прямо на клемме F1. Обжимное клеммное соединение часто со временем ломается из-за вибрации. В некоторых моторных отсеках очень мало места для клеммников генератора, и провода иногда проложены с острыми изгибами, вызывая нагрузку на обжатые клеммы. Полевой провод часто обрывается на клемме генератора или рядом с ней.

Отремонтированный полевой провод. Полевой провод намного меньше и более хрупкий, чем выходной провод генератора или заземляющий провод.Он часто ломается на клемме генератора или рядом с ней, где он прикреплен. Этот провод предварительно ремонтировался.

Если конец клеммы в хорошем состоянии, полевой провод между клеммой F1 и регулятором напряжения следует проверить на целостность и / или короткое замыкание на массу.

Регулятор напряжения Cessna.

Полевой провод следует снимать с генератора только при выключенном главном выключателе. Если главный выключатель включен при удаленном проводе, примите меры, чтобы полевой провод не касался чего-либо, что могло бы привести к его замыканию на землю.В этом случае регулятор напряжения может выйти из строя.

Регулятор напряжения питает полевой провод, и его следует проверить в следующий раз. Отсоедините штекер регулятора и посмотрите, получает ли регулятор ток от шины. Красный провод обычно является проводом, который обеспечивает питание регулятора. Всегда сверяйтесь со схемой подключения.

Если регулятор получает питание от шины, проверьте следующее, чтобы проверить надежность заземления регулятора. У некоторых регуляторов есть заземляющий провод, который подключается под одним из монтажных креплений, а для некоторых регуляторов требуется хорошее заземление между корпусом регулятора и землей планера.Эти соединения могут со временем подвергнуться коррозии, вызывая слишком большое сопротивление в заземлении. Очистка соединений с помощью Scotch-Brite или небольшого кусочка наждачной бумаги обычно восстанавливает хорошее заземление.

Если регулятор напряжения имеет хорошее заземление и получает напряжение от шины, но не передает ток на полевой вывод генератора, то, скорее всего, неисправен.

Полевой терминал (F1).

В некоторых регуляторах для измерения напряжения генератора используются два провода: один идет к клемме B + генератора, а другой — к проводу заземления генератора.Оба этих провода следует проверить на целостность и правильность подключения к генератору, прежде чем предположить, что регулятор напряжения неисправен.

Проверка напряжения шины / аккумулятора на клемме B +.

Если регулятор напряжения не получает питание от шины, следующим вышестоящим компонентом обычно является датчик перенапряжения. Опять же, всегда сверяйтесь со схемой подключения — некоторые самолеты вообще не имеют датчиков перенапряжения, а некоторые датчики перенапряжения встроены в сам регулятор напряжения.

Датчик перенапряжения размыкает цепь питания регулятора, если он обнаруживает напряжение, превышающее его предварительно установленный верхний предел. Иногда датчик выходит из строя в разомкнутом положении и вообще не передает напряжение шины на регулятор напряжения.

Если датчик перенапряжения имеет нормальное напряжение шины на входном проводе (обычно поступающее от главного выключателя), но отсутствует напряжение на выходном проводе (между датчиком перенапряжения и регулятором напряжения), сам датчик неисправен и должен быть заменен.

Если на датчик перенапряжения нет питания, проверьте наличие питания с обеих сторон главного выключателя (со стороны генератора) и наличие питания на выходной стороне автоматического выключателя. Хотя это случается редко, иногда автоматические выключатели разрушаются или выходят из строя в разомкнутом положении и больше не проводят ток. Контакты главного переключателя также могут со временем разрушиться.

Генераторы и электрические системы самолетов не станут сложными, если вы поймете, как ток течет через различные части системы.Обладая твердым пониманием того, как работает система, и имеющейся электрической схемой для конкретного самолета, в сочетании с этими советами по устранению неисправностей и помощью дружелюбного механика, пилот / владелец может диагностировать множество распространенных проблем.

Знайте свою FAR / AIM и проконсультируйтесь с вашим механиком, прежде чем начинать какие-либо работы. Перед тем, как приступить к профилактическому обслуживанию, всегда получайте инструкции от A&P.

Жаклин Шайп выросла в доме авиации; ее отец был летным инструктором.Она соло в 16 лет и получила сертификат CFII и ATP. Шайп также учился в Технологическом институте Кентукки и получил лицензию на планер и силовую установку. Она работала механиком в авиалиниях и на различных самолетах General Aviation. Она также наработала более 5000 часов летного обучения. Отправить вопрос или комментарии на.

Ресурсы

Капитальный ремонт и ремонт генератора — партнер CFA

Airmark Капитальный ремонт

Новые генераторы OEM — партнер CFA

Plane-Power (Hartzell Engine Technologies LLC)

Тестирование генератора и проверка выходной мощности

Снимите гибкую крышку с помощью небольшой отвертки.

Генераторы заменили динамо как генераторы на современных автомобилях; они могут производить больше Текущий .

Любые короткие или разомкнутая цепь или неправильное подключение может вызвать внезапный скачок напряжения, который повредит электронные детали. Никогда не подключайте и не прерывайте соединение, пока двигатель это работает.

Проверка мощности генератора с помощью амперметр последовательно с системой зарядки должно производиться только автоэлектриком. Безопасный тест можно провести с индукция Амперметр проводится параллельно выходному кабелю, но он менее надежен.

Проверка натяжения приводного ремня

Проверьте натяжение приводного ремня на самом длинном прямом участке. Проверьте натяжение приводного ремня, нажав или потянув ремень внутрь по центру его самого длинного прямого участка. Измерьте отклонение линейкой. На большинстве автомобилей не должно быть возможности сдвинуть автомобиль более чем на 13 мм. При необходимости отрегулируйте его с помощью регулировочной ленты на генераторе. Если он треснул или погиб, замените его.

Проверка выходных проводов генератора

Убедитесь, что все соединения безопасны.Начать двигатель и подключите вольтметр или тестировщик через аккумулятор терминалы .

Выходные данные испытаний генератора переменного тока Lucas ACR

Многоконтактный трехконтактный штекер не имеет клеммы заземления. Включите зажигание и по очереди проверьте целостность проводов, подключив их с помощью вольтметра к земле. Вы должны получить показания напряжения батареи для каждого из них; в противном случае соединение нарушено, и генератор не может заменить батарею.

Попросите помощника увеличить обороты двигателя до холостого хода. Если напряжение не повышается (или лампа тестера или фары не светятся) при увеличении частоты вращения двигателя, выходная мощность генератора слишком низкая или не достигает максимальных значений. аккумулятор . Убедитесь, что генератор действительно вращается.

Переключатель выключите двигатель и проверьте натяжение приводного ремня. Убедитесь, что проводка к генератору не оборвана и не отсоединена.

Если эти проверки не выявили неисправности, отсоедините клемму массы аккумуляторной батареи и проверьте провода генератора с помощью вольтметра.

Есть один толстый выходной кабель от генератора до стартер соленоид , и меньшее отведение или отведение. Некоторые или все выводы могут быть соединены несколькими вилками.

Если толстый провод к стартеру является отдельным (не на вилке), отключать его не нужно, и вы можете проверить его в любое время при подключении аккумулятора с помощью контрольной лампы. Он должен быть постоянно живым.

Отсоедините провода меньшего диаметра и / или вилку.

Если генератор имеет внешний регулятор напряжения , к нему будут отдельные подключения; не разъединяйте эти соединения, даже если вам придется отстегнуть регулятор и отодвинуть его в сторону.

Подсоедините клемму массы к аккумуляторной батарее и включите зажигание . Проверьте провода генератора, подключив каждый по очереди с вольтметром к земле.

Если есть зацепки, которые соответствовать подключены к клеммам, отмеченным символом заземления или E, N, — или D, не проверяйте их. Это заземление.

Все положительный выводы должны давать показания напряжение батареи .

Если есть небольшой провод с маркировкой «Ind» для сигнальной лампы зажигания, и только он остается мертвым при включении зажигания, световой коврик перегорел или отсоединился.

Если какой-либо другой провод, который должен быть под напряжением, не находится, проверьте его на неплотное соединение, обрыв или неисправность. изоляция вызывая короткое замыкание .

Если все провода находятся под напряжением, а в системе зарядки по-прежнему есть неисправность, вероятно, это в генераторе или регуляторе. Отвести машину к автоэлектрику.

Отсоедините клемму заземления от аккумулятора перед повторным подключением всех проводов. Перед запуском двигателя убедитесь, что все подключено правильно и надежно.

Выходные данные тестирования генератора переменного тока Lucas ACR

Выходные данные испытаний генератора переменного тока Lucas ACR

Многоконтактный трехконтактный штекер не имеет клеммы заземления. Включите зажигание и по очереди проверьте целостность проводов, подключив их с помощью вольтметра к земле. Вы должны получить показания напряжения батареи для каждого из них; в противном случае соединение нарушено, и генератор не может заменить батарею.

Многоконтактный трехконтактный штекер не имеет клеммы заземления. Включите зажигание и по очереди проверьте целостность проводов, подключив их с помощью вольтметра к земле. Вы должны получить показания напряжения батареи для каждого из них; в противном случае соединение нарушено, и генератор не может заменить батарею.

Комплектующие

Генераторы Lucas, Motorola, Femsa и Bosch используют трехконтактный разъем, в который помещаются все провода.Hitachi использует двухконтактный штекер и другой отдельный провод.

Клеммы под гибкой крышкой

Снимите гибкую крышку с помощью небольшой отвертки.

Некоторые выводы генератора, особенно континентальные, имеют клеммы, которые защищены резиновой или пластиковой гибкой крышкой.

Освободите провод, сняв гайку.

Снимите крышку, осторожно отжав ее от клеммы провода отверткой.

Отсоедините провод или провода от генератора для проверки, отвернув гайку и сняв ее с клеммы.

Другие генераторы

Производители генераторов переменного тока имеют собственную систему подключения выходных проводов. Существует также цветовая кодировка, но она различается не только среди генераторов переменного тока, но и среди автопроизводителей, использующих генераторы той же марки.

Генераторы

Ducellier используют гибкие крышки на клеммах.

Генератор Hitachi устанавливается на различные марки японских и европейских автомобилей.Соединения проводки представляют собой двухконтактный блок с несколькими разъемами, по которому проходят кабели меньшего размера, и одна большая клеммная колодка, несущая более тяжелый несущий кабель, с проушиной, закрепленной гайкой.

Генератор переменного тока Delco установлен на многих автомобилях Vauxhall и General Двигатели автомобили как британского, так и континентального производства. Он имеет две клеммные колодки, одна больше другой, оба кабеля имеют проушины, закрепленные гайками.

Компоненты генератора | HowStuffWorks

По большей части генераторы относительно небольшие и легкие.Генераторы, размером с кокосовый орех, в большинстве легковых автомобилей и легких грузовиков сконструированы с использованием алюминиевого внешнего корпуса, так как легкий металл не намагничивается. Это важно, поскольку алюминий рассеивает огромное количество тепла, выделяемого при выработке электроэнергии, и поскольку узел ротора создает магнитное поле.

Если вы внимательно осмотрите генератор, вы обнаружите, что у него есть вентиляционные отверстия как на передней, так и на задней стороне. Опять же, это помогает рассеивать тепло.Ведущий шкив прикреплен к валу ротора в передней части генератора. При работающем двигателе коленчатый вал вращает приводной ремень, который, в свою очередь, раскручивает шкив на валу ротора. По сути, генератор преобразует механическую энергию двигателя в электрическую энергию для аксессуаров автомобиля.

На задней стороне генератора вы найдете несколько клемм (или точек подключения в электрической цепи). Давайте посмотрим на них:

• Клемма S — Измеряет напряжение аккумулятора
• Клемма IG — Выключатель зажигания, который включает регулятор напряжения
• L, клемма — Замыкает цепь на контрольную лампу
• Клемма B — Выходная клемма главного генератора (подключена к батарее)
• Клемма F — Байпас полного поля для регулятора

Охлаждение имеет важное значение для эффективности генератора.Старое устройство легко обнаружить по лопастям внешнего вентилятора, расположенным на валу ротора за шкивом. Современные генераторы имеют вентиляторов охлаждения внутри алюминиевого корпуса. Эти вентиляторы работают одинаково, используя механическую энергию от вала вращающегося ротора.

Как мы начинаем разбирать генератор, находим диодный выпрямитель (или выпрямительный мост ) , регулятор напряжения , контактные кольца и щетки . Регулятор распределяет мощность, создаваемую генератором, и регулирует подачу мощности на батарею.Выпрямительный мост преобразует мощность, как мы узнаем в следующем разделе, в то время как щетки и контактные кольца помогают проводить ток к обмотке возбуждения ротора или полю провода. Теперь давайте раскроем кокос.

Открыв генератор, можно увидеть большой цилиндр с треугольными полюсами для пальцев по окружности. Это ротор. Базовый генератор переменного тока состоит из ряда чередующихся пальцевых полюсных наконечников, размещенных вокруг проводов катушки, называемых обмотками возбуждения , которые наматываются на железный сердечник на валу ротора.Поскольку мы знаем, что шкив прикреплен к валу, теперь мы можем визуализировать, как ротор вращается внутри статора. Узел ротора помещается внутри статора с достаточным пространством или допуском между ними, поэтому ротор может вращаться на высоких скоростях, не ударяясь о стенку статора. На каждом конце вала расположены щетка и контактное кольцо.

Как мы вкратце коснулись, генераторы переменного тока генерируют энергию за счет магнетизма. Треугольные полюса пальцев, закрепленные по окружности ротора, расположены в шахматном порядке, поэтому северный и южный полюса чередуются, поскольку они окружают проволочные обмотки возбуждения ротора.Этот чередующийся рисунок создает магнитное поле, которое, в свою очередь, индуцирует напряжение в статоре. Думайте о статоре как о перчатке ловца, поскольку он использует всю мощность, создаваемую вращающимся ротором.

Все эти компоненты работают вместе, чтобы дать нам мощность, необходимую для работы наших транспортных средств. Тесла улавливал эту электрическую энергию и использовал ее для освещения городов, но нам нужно достаточно вольт только для питания нашей стереосистемы, фонарей, окон и замков. Давайте посмотрим, как генератор вырабатывает эту мощность в следующем разделе.

Как проверить генератор переменного тока

Первым признаком неисправности генератора может быть тусклый свет фар или двигатель, который медленно запускается (или не запускается). Генератор поддерживает аккумулятор в заряженном состоянии и подает напряжение на всю электрическую систему. Поэтому, если генератор, регулятор напряжения или проводка, соединяющая систему зарядки с аккумулятором и электрической системой, выйдут из строя, это может создать серьезные проблемы.

Проблемы с зарядкой генератора переменного тока могут быть вызваны электрическими неисправностями в самой системе зарядки, плохим подключением проводов к аккумулятору или где-либо еще, а также проскальзыванием или разрывом приводного ремня.Если нет выхода для зарядки, аккумулятор быстро разрядится. У вас может быть от 20 минут до часа вождения, прежде чем все умрет и автомобиль выключится.

Как только напряжение аккумулятора упадет ниже определенного порога, бортовая электроника, система зажигания и топливная система могут перестать нормально работать и вызвать заглох двигателя. У аккумулятора не будет достаточного запаса мощности для перезапуска двигателя, поэтому автомобиль будет застрять до тех пор, пока проблема не будет диагностирована и устранена.

Перезарядка аккумулятора или запуск аккумулятора с помощью вспомогательных кабелей от другого аккумулятора или транспортного средства может снова запустить двигатель, но это ненадолго, если система зарядки не вырабатывает нормальное напряжение.

Предупреждение: Никогда не отсоединяйте кабель аккумуляторной батареи при работающем двигателе для «проверки» генератора. Это может вызвать скачок высокого напряжения, который может повредить генератор или другую электронику.

ВЫХОД ЗАРЯДКИ ГЕНЕРАТОРА

Генератор — это сердце системы зарядки.Он генерирует всю мощность, необходимую для поддержания полной зарядки аккумулятора и для работы всего электрического оборудования в автомобиле. Генератор установлен на двигателе и имеет ременной привод от шкива коленчатого вала змеевидным или клиновым ремнем. Генератор вырабатывает переменный ток (AC), который преобразуется в постоянный ток (DC) шестидиодным выпрямителем, который обычно расположен внутри задней части устройства. Диоды пропускают ток только в одном направлении, то есть они преобразуют переменный ток в постоянный.Три положительных диода контролируют положительную сторону синусоидального сигнала переменного тока, а три отрицательных диода контролируют отрицательную сторону.

Мощность зарядки генератора увеличивается пропорционально электрической нагрузке на систему зарядки и частоте вращения двигателя. Мощность низкая на холостом ходу и увеличивается с увеличением числа оборотов. Максимальная мощность обычно достигается на скоростях выше 2500 об / мин.

РЕГУЛИРОВКА НАПРЯЖЕНИЯ ГЕНЕРАТОРА

Мощность зарядки генератора регулируется регулятором напряжения, который может быть установлен внутри или на задней стороне генератора (внутреннее регулирование) или где-то еще под капотом (внешнее регулирование).На большинстве новых автомобилей мощность зарядки регулируется модулем управления трансмиссией (PCM).

На старых автомобилях регулятор напряжения был электромеханическим и использовал магнитные контакты для управления мощностью зарядки генератора. С 1980-х годов большинство регуляторов напряжения являются твердотельными электронными и используют транзисторы для управления выходом заряда.

Фактическое выходное напряжение, создаваемое генератором переменного тока, будет варьироваться в зависимости от температуры и нагрузки, но обычно будет примерно на 1-1 / 2–2 В выше, чем напряжение аккумулятора.На холостом ходу большинство систем зарядки вырабатывают от 13,8 до 14,3 вольт без включенного освещения или аксессуаров (хотя некоторые из них могут заряжаться при немного более высоком напряжении в зависимости от температуры, оборотов двигателя, типа аккумулятора и состояния заряда аккумулятора). Это можно измерить, подключив положительный (+) и отрицательный (-) измерительные провода вольтметра к клеммам аккумуляторной батареи при работающем двигателе.

. . . .

На левой фотографии показано нормальное напряжение зарядки генератора при работе двигателя на холостом ходу.На фото справа показано низкое зарядное напряжение при работе двигателя на холостом ходу.
Низкое значение указывает на то, что система зарядки не вырабатывает достаточного напряжения для поддержания заряда аккумулятора или для удовлетворения электрических потребностей автомобиля.

КАК ПРОВЕРИТЬ НАПРЯЖЕНИЕ ЗАРЯДКИ ГЕНЕРАТОРА

Большинство генераторов, которые заряжаются должным образом, должны выдавать напряжение от 13,8 до 14,2 В на холостом ходу с выключенными фарами и аксессуарами. Всегда обращайтесь к спецификациям производителя транспортного средства.Например, многие азиатские автомобили имеют более высокое напряжение зарядки, составляющее около 15 вольт.

При первом запуске двигателя напряжение зарядки должно быстро возрасти примерно до двух вольт по сравнению с базовым напряжением аккумуляторной батареи, а затем спадать, выравниваясь при указанном напряжении.

Точное напряжение зарядки будет варьироваться в зависимости от степени заряда аккумулятора, нагрузки на электрическую систему автомобиля и температуры. Чем ниже температура, тем выше напряжение зарядки, а чем выше температура, тем ниже напряжение зарядки.«Нормальное» напряжение зарядки в типичном приложении может составлять от 13,9 до 15,1 вольт при температуре 77 градусов по Фаренгейту. Но при температуре ниже нуля на 20 градусов по Фаренгейту напряжение заряда может на короткое время подскочить до 14,9–15,8 вольт. На горячем двигателе в жаркий день нормальное напряжение зарядки может упасть до 13,5–14,3 вольт.

КАК ПРОВЕРИТЬ МОЩНОСТЬ ГЕНЕРАТОРА

Помимо проверки выходного напряжения генератора, вам также необходимо проверить его выходной ток или силу тока.Сила тока — это сила тока, вырабатываемого генератором при заданном напряжении и скорости. Не так давно генератор на 80 ампер считался устройством с высокой выходной мощностью. Большинство генераторов более поздних моделей вырабатывают от 120 до 155 ампер и более. Выходной ток увеличивается с частотой вращения двигателя, примерно с 20 до 50 ампер на холостом ходу до максимальной выходной мощности устройства при 2500 об / мин или выше (точные характеристики выходной мощности зарядки для вашего автомобиля см. В руководстве по обслуживанию).

Мощность зарядки можно измерить с помощью индуктивного пробника усилителя, закрепленного на проводе BAT (B +), который подключается к генератору переменного тока.Его также можно измерить с помощью стендового тестера генератора в магазине автозапчастей.

Номинальная мощность генератора также может быть указана в ваттах (т.е. в вольтах, умноженных на амперы). Многие генераторы в иностранных автомобилях измеряются в ваттах, а не в амперах. Здесь важно убедиться, что новый генератор переменного тока имеет такую ​​же номинальную мощность (в амперах или ваттах), что и исходный, чтобы система зарядки могла поддерживать ту же выходную мощность, что и раньше, в случае необходимости замены генератора. Фактически, в некоторых приложениях может быть рекомендована замена генератора переменного тока с более высокой выходной мощностью, если в автомобиле есть история отказов генератора, или автомобиль имеет мегаваттную вторичную звуковую систему, аварийное или внедорожное освещение или другие энергоемкие электрические аксессуары. .

ТАБЛИЦА ДИАГНОСТИКИ АЛЬТЕРНОРА

ПЕРЕГРЕВ ГЕНЕРАТОРА

Высокая температура под капотом плохо влияет на генераторы переменного тока, а высокие электрические нагрузки создают еще больше тепла. Чем выше зарядная нагрузка на генератор, тем больше он работает. Для управления теплом генераторы имеют внутренний и / или внешний вентилятор, который втягивает воздух через корпус, чтобы помочь охладить «ротор» (вращающуюся часть внутри генератора) и «статор» (неподвижные катушки возбуждения или обмотки, которые окружают ротор).Некоторые устройства с высокой производительностью имеют два вентилятора для увеличения охлаждения.

Если генератор работает интенсивно под большой нагрузкой на низких оборотах (особенно в жаркую погоду), может быть недостаточно охлаждения, чтобы предотвратить перегрев агрегата. Чрезмерный нагрев может повредить обмотки и / или соединения проводки внутри устройства, что приведет к его выходу из строя. Это, как правило, больше проблема для транспортных средств, где расположение генератора ограничивает воздушный поток и охлаждение.

ПЛОХОЕ СОЕДИНЕНИЯ ГЕНЕРАТОРА

Генератор может работать с большей нагрузкой, чем обычно, если кабели аккумуляторной батареи, заземляющие ленты или другие электрические соединения в цепи зарядки загрязнены или ослаблены.Плохое соединение увеличивает сопротивление и вызывает падение напряжения в соединении. Это, в свою очередь, снижает ток через цепь зарядки.

В конце концов, электрическая система — это просто большая серия контуров, по которым ток проходит от системы зарядки к батарее, а от батареи ко всем электрическим аксессуарам и электронике автомобиля. Обратным путем обычно является кузов автомобиля, который служит основной цепью заземления почти для всего.Поэтому все соединения источника питания и заземления должны быть в отличном состоянии, чтобы минимизировать сопротивление и нагрузку на систему зарядки. Фактически, плохое заземление — это часто игнорируемая причина низкой мощности зарядки и выхода из строя генератора.

ОТКАЗЫ ДИОДА ГЕНЕРАТОРА

Одной из наиболее частых причин проблем с зарядкой является выход из строя одного или нескольких диодов в генераторе переменного тока. Генераторы имеют шесть диодов (три отрицательных и три положительных), которые преобразуют переменный ток (AC) в постоянный (DC).Их называют диодным трио, потому что каждый отрицательный диод соединен с положительным диодом.

Когда двигатель работает, зарядный ток от генератора переменного тока протекает через трио диодов через соединение BAT (B +) на задней панели генератора. Небольшой ток также протекает через цепь светового индикатора зарядки. На генераторах GM цепь светового индикатора — это клемма 1. На генераторах европейского стандарта цепь светового индикатора обычно называется 61 или D +. На азиатских генераторах он обычно обозначается L.Эта клемма ведет к заземленной стороне сигнальной лампы генератора. Когда генератор заряжается, трио диодов подает напряжение на массу светового индикатора. Это смещает напряжение аккумуляторной батареи, приложенное к положительной стороне лампы, в результате чего лампа гаснет после запуска двигателя. Если генератор перестает заряжаться, через световую цепь с положительной стороны протекает ток, в результате чего загорается сигнальная лампа системы зарядки.

Выход из строя одного из диодов может привести к тусклому свету индикатора системы зарядки.Если два или более диода выйдут из строя, свет станет ярче. В то же время ток обратной связи от диодного трио снизит способность генераторов генерировать ток. Таким образом, чем больше диодов вышло из строя, тем меньше мощности будет генерировать генератор.

Плохое соединение или разрыв цепи между выходной клеммой генератора и положительной клеммой аккумулятора заставит зарядный ток проходить по параллельному маршруту через трио диодов и выходить из генератора. Этот более сильный, чем обычно, ток, протекающий через диоды, приведет к их перегреву и выходу из строя.Следовательно, если вы ранее заменяли генератор переменного тока из-за неисправных диодов, и замена не удалась по той же причине, вероятно, существует плохое соединение или разрыв цепи между клеммой BAT (B +) генератора и положительной стороной цепи аккумуляторной батареи. Проведите тест на падение напряжения, чтобы проверить всю цепь.

ИСПЫТАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ЦЕПИ ГЕНЕРАТОРА

При работающем двигателе на холостом ходу коснитесь одним измерительным проводом вольтметра положительным (+) выводом аккумуляторной батареи, а другим измерительным проводом — клеммой BAT (B +) на генераторе.В идеале вольтметр должен показывать менее 0,2 вольт.

Если вы видите значение напряжения выше 0,2 В, это означает, что где-то в цепи имеется чрезмерное сопротивление, вызывающее падение напряжения в цепи проводки. Проверьте все соединения проводки (используйте очиститель для электроники для очистки соединений) и убедитесь, что клеммные разъемы на концах проводов чистые и плотные.

Проверка цепи заземления отрицательной стороны выполняется путем прикосновения одного измерительного провода вольтметра к корпусу генератора, а другого измерительного провода к отрицательному полюсу аккумуляторной батареи (не зажиму клеммы) при работающем двигателе и нагруженной системе зарядки.Если все в порядке, падение напряжения должно составлять 0,2 В или меньше. Если выше, проверьте и при необходимости очистите все заземляющие соединения. Также проверьте, нет ли сломанных, ослабленных или отсутствующих заземляющих ремней между двигателем и кузовом.

Если выходная цепь генератора и цепи заземления проходят проверку исправно (падение напряжения менее 0,2 В) и в автомобиле неоднократно возникали отказы генератора из-за перегоревших диодов, проверьте, нет ли короткого замыкания на клемме светового индикатора.

Проверка на падение напряжения в цепи — хороший способ найти скрытые проблемы, которые могут вызывать проблемы с зарядкой.Испытания на падение напряжения необходимо проводить, когда двигатель работает на холостом ходу с зарядной нагрузкой в ​​системе. Другими словами, в цепи должно протекать напряжение, чтобы тест на падение напряжения обнаружил проблему. Напряжение всегда следует по пути наименьшего сопротивления, поэтому, если тестируемое соединение имеет слишком большое сопротивление, часть напряжения будет проходить через вольтметр и создавать малые значения напряжения.

ВИБРАЦИЯ ГЕНЕРАТОРА

Ослабленные крепежные болты и кронштейны генератора могут вызывать вибрации, которые могут повредить генератор.Плохой натяжитель ремня также может быть еще одним источником разрушительных вибраций (вот почему натяжитель всегда следует проверять при замене змеевидного ремня).

Циклическое жужжание может указывать на неисправность подшипника генератора или неисправный диод, который пропускает ток в неправильном направлении. В любом случае генератор придется ремонтировать или заменять.

СОВЕТЫ ПО ЗАМЕНЕ ГЕНЕРАТОРА

См. Соответствующую статью о замене генератора.

Испытайте свой старый генератор на стенде. Генераторы имеют один из самых высоких уровней гарантийного возврата любого компонента автомобиля. Многие устройства возвращаются без надобности либо из-за неправильной диагностики (не было ничего плохого с исходным или замененным блоком), либо из-за того, что упущенная проблема привела к повторному отказу. Один из способов уменьшить эту проблему — отнести свой старый генератор переменного тока в магазин автозапчастей со стендовым тестером генератора и протестировать его ПЕРЕД покупкой замены.Если старый генератор не прошел проверку, его необходимо заменить. Но если все прошло успешно, проблема в другом устройстве зарядки.

В большинстве магазинов автозапчастей есть стенд для проверки генератора. Проверьте свое старое устройство, чтобы убедиться, что оно хорошее или плохое.
Если генератор прошел успешно, проблема не в плохом генераторе, а в другом.

Также испытайте НОВЫЙ генератор переменного тока на стенде. Для дополнительной страховки вы также можете попросить магазин запчастей провести стендовые испытания нового или восстановленного генератора переменного тока, который они продают вам, чтобы убедиться, что он заряжается должным образом.Лучше поймать неисправный агрегат в магазине, чем после того, как вы установили его на свой автомобиль.

Проверьте жгут проводов и клеммы. Один из способов минимизировать риск преждевременных отказов и ненужных гарантийных возвратов — всегда проверять сопротивление (падение напряжения) в соединениях зарядной цепи. Это включает в себя как положительные, так и отрицательные кабельные соединения аккумуляторной батареи, цепь питания генератора и цепь заземления, как только что описано.

Падение напряжения на плюсовой стороне может вызвать недозаряд.

Падение напряжения на отрицательной стороне может вызвать перезарядку (вводит регулятор напряжения в заблуждение, заставляя думать, что батарея разряжена).

Используйте зарядное устройство для зарядки аккумулятора. Генераторы предназначены для поддержания заряда аккумулятора, а не для подзарядки разряженного аккумулятора. Таким образом, если аккумулятор разряжен или разряжен, его следует зарядить с помощью зарядного устройства до того, как автомобиль начнет движение или перед установкой сменного генератора. Это минимизирует нагрузку на систему зарядки и снизит риск перегрева и выхода из строя.

Проверьте аккумулятор, чтобы убедиться, что он в хорошем состоянии. Состояние аккумулятора всегда следует проверять, если он не удерживает заряд или есть подозрение на проблему с зарядкой. Проблема может быть в старой батарее, которую нужно заменить, а не в плохом генераторе.

Найдите правильный шкив генератора. Убедитесь, что шкив на новом генераторе такой же, как и на старом. Многие генераторы более поздних моделей теперь оснащены разъединителем обгонного ролика, который позволяет генератору на мгновение отключаться от ременной передачи при резких изменениях скорости ремня.Это снижает шум и резкость, а также продлевает срок службы змеевидного ремня. Установка сменного генератора с обычным шкивом прямого привода может привести к преждевременному выходу из строя ремня. Для получения дополнительной информации по этой теме посетите www.decouplerpulley.com.

Заменить змеевик. Если на серпантинном ремне пройдено более 50 000 миль, выбросьте его и замените новым.

Проверьте автоматический натяжитель ремня. Если автоматический натяжитель ремня заржавел, ослаб или застрял, он не сможет поддерживать надлежащее натяжение серпантинного ремня, позволяя ему проскальзывать.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПРОВЕРКИ ЗАРЯДКИ ГЕНЕРАТОРА

* На некоторых автомобилях GM может быть допустимо падение напряжения до 0,5 В на положительной стороне. Проверить сервисные характеристики.

* Если аккумулятор продолжает разряжаться, а система зарядки работает нормально, проблема может заключаться в более высоком, чем обычно, паразитном разряде аккумулятора при выключенном ключе. На большинстве автомобилей нормальная разрядка аккумулятора должна составлять 50 миллиампер или меньше. Но на некоторых поздних моделях Ford нормальный сток может составлять от 300 до 400 миллиампер, а у некоторых — до 850 миллиампер в течение часа после выключения двигателя (модули в это время находятся в режиме ожидания).Однако после отключения всех модулей ток, потребляемый батареей, должен упасть до 50 миллиампер или меньше.

• Пиковые нагрузки и длительный режим простоя могут привести к разрядке аккумулятора, так как генератор не справляется с потребляемой мощностью. Длительный холостой ход с включенными фарами, обогревателями, обогревателем и радио может вытащить из аккумулятора больше ампер, чем система зарядки может вернуть в него. Вы можете подумать, что у вас проблема с зарядкой, но с генератором все в порядке.

Отзывов, связанных с зарядкой

Отзыв об отказе генератора Chrysler — октябрь 2014 г.
Компания Chrysler выпустила отзыв № 106345 в связи с отказом генератора на следующих моделях: Chrysler 300, Dodge Charger, Challenger и Durango 2011-2014 годов; и Jeep Grand Cherokee 2012-2014 (выпускался с 22 апреля 2010 г. по 2 января 2014 г.) с двигателем 3,6 л и генератором на 160 А. Chrysler заявляет, что генератор может выйти из строя без предупреждения, что приведет к разрядке аккумулятора и / или остановке автомобиля.В пострадавших автомобилях может внезапно выйти из строя генератор.

Щелкните здесь, чтобы загрузить или распечатать эту статью.

---

Статьи по теме:

Причины отказа генератора

Как заменить генератор

Безопасность аккумулятора и запуск от внешнего источника (прочтите в первую очередь !!!)

Угрозы безопасности гибридного автомобиля

Проблемы с отключением аккумулятора (прочтите это перед отключением или заменой аккумулятора)

Диагностика работающего аккумулятора Down

Тестирование батареи

Замена батареи

Поиск и устранение неисправностей системы запуска и зарядки

Обслуживание системы запуска и зарядки

Генераторы высокой мощности (зачем они нужны)

Щелкните здесь, чтобы перейти к техническим статьям AA1Car Automotive

Видео по теме :

Как проверить шкив генератора развязки (Gates)

Ссылки по теме:

Инструмент онлайн-диагностики для запуска и зарядки AASA (пошаговое руководство по устранению неполадок)

Информация о развязывающих шкивах

---

Нужна информация из руководства по заводскому обслуживанию для вашего автомобиля?

Mitchell 1 DIY eautorepair manuals

Диагностика систем зарядки с компьютерным управлением | ДВИГАТЕЛЬ

Иногда мы дурачимся, делая работу более сложной, чем она есть на самом деле.Позже мы оглядываемся назад и понимаем, что стоим себе времени, денег и горя, усложняя задачу более сложной, чем она должна была быть. Ого! У нас уже достаточно обострения, не так ли?

Диагностика системы зарядки попадает в эту категорию, и я считаю, что ее нужно делать как можно более простой. Путь к упрощению всегда заключался в том, чтобы разделять и властвовать. Другими словами, разделите систему зарядки автомобиля, тщательно изолировав подозрительный генератор. Затем замените генератор, если он по-прежнему не работает или работает правильно.

Диагностический кабинет

Самый распространенный симптом системы зарядки — разрядка аккумулятора. Во-первых, всегда подзаряжайте или заменяйте батарею по мере необходимости, а затем проверяйте систему зарядки. Предположим, что система не проходит стандартные тесты напряжения и тока, особенно если генератор не заряжается вообще. На этом этапе диагностические варианты выбора были неисправным генератором переменного тока или неисправностью проводки. Естественно, тщательный тест на падение напряжения выявит любые проблемы с проводкой и / или плохие соединения.

К сожалению, у многих современных систем зарядки есть третья возможность отказа — компьютер! Такое сочетание возможных проблем — одна из убедительных причин, почему отключение генератора переменного тока более целесообразно, чем когда-либо прежде. Еще одна веская причина — время, необходимое для осмотра и ремонта некоторых из этих генераторов. Если вы тратите это время, вы хотите знать, что усилия оправданы.

es, вы должны получить доступ к генератору и что-то подключить к нему, чтобы изолировать его. Но вы, вероятно, все равно направлялись к этому подозрительному генератору переменного тока.И как только вы выполните правильное подключение, этот подход полностью отделяет генератор от компьютера и его проводки. Теперь, если этот генератор по-прежнему не заряжается нормально, вы уверены, что вам необходимо заменить его и провести повторную проверку.

Однако, если так называемый изолированный генератор заряжается нормально, проблема должна быть где-то за пределами генератора. Это означает, что вам нужно время на устранение неполадок, чтобы методично отследить проблему. Вежливо объясните заказчику формат вашей диагностики. Если он или она не разрешит даже минимальное количество времени на диагностику, соберите все, что вы сделали до сих пор, и переходите к следующему автомобилю.Зачем ввязываться в потенциально длительную процедуру устранения неполадок, если вам за это не заплатят?

Прежде чем продолжить, позвольте мне отдать должное старому сканирующему прибору. Многие инструменты сканирования имеют чрезвычайно полезный выбор активных или выходных тестов. Они могут включать в себя возможность дать команду генератору на зарядку. Но предположим, что вы подаете команду генератору на зарядку, а он не отвечает. В крайнем случае, основная проблема заключается в диагностическом приборе или его программном обеспечении? Или это неисправность блока управления двигателем, проблема с проводкой или неисправный генератор?

Здесь я сосредоточусь на создании условий бесплатного использования популярных систем General Motors и Chrysler.Форды — это тема для другого раза. Я исхожу из предположения, что вы также обратитесь к соответствующему руководству магазина и электрической схеме для рассматриваемого автомобиля.

Терминал GM L

Подавляющее большинство продукции General Motors использовали генераторы переменного тока с такими же базовыми клеммами с 1986 года. Самые популярные генераторы переменного тока имеют клеммы P-L-I-S или P-L-F-S. Помните, что разъем жгута проводов генератора переменного тока P-L-I-S физически заменяется разъемом для модуля P-L-F-S.В целях нашей тактики изоляции нас интересуют только терминалы P и L.

Более ранние генераторы с таким расположением выводов имели прямоугольные разъемы жгута проводов; более поздние имеют разъемы овальной формы. Львиная доля продуктов GM, поступающих в ваши отсеки, имеет овальный разъем генератора, который использовался до середины 2000-х годов.

Замечательно то, что независимо от формы разъема, первым контактом всегда является клемма P. Я кратко остановлюсь на P. Второй контакт всегда L, что означает лампу или индикатор заряда.Ключом к работе этих генераторов является включение или возбуждение клеммы L. Типичный генератор переменного тока P-L-I-S или P-L-F-S будет работать только на клемме L. Действительно, миллионы автомобилей GM, которые проезжали через ваш магазин, имели однопроводной соединитель генератора переменного тока — одиночный провод, подключенный к клемме L.

В электрических системах наиболее распространенных автомобилей GM после запуска двигателя на клемму L подается напряжение 5 или 12 вольт. Помните, что эти генераторы немедленно отключаются, если L теряет питание! Не менее важно то, что для подачи питания на L и поддержания работы генератора переменного тока требуется лишь очень небольшое количество постоянного тока.Я измерил ток во многих L-цепях; как правило, это всего лишь от 5 до 8 миллиампер (от 0,005 до 0,008 А) при нормальной работе генератора.

Терминал GM P

Клемма P, обозначающая фазу, является клеммой статора. Типичные генераторы P-L-I-S или P-L-F-S имеют работающие клеммы P, но редко можно увидеть провод, подключенный к P на транспортном средстве. Предположим, что есть исправная цепь от выходной клеммы генератора (BAT) к положительной клемме аккумуляторной батареи, и генератор правильно заземлен.В этом случае запустите двигатель и осторожно проверьте значение P. Напряжение статора исправного генератора равно половине зарядного напряжения, плюс-минус около 0,50 вольт. Следовательно, если напряжение на BAT составляет 14,00, P должно быть 7,00 вольт или очень близко к нему. Опыт показывает, что при выходе из строя статора или диода напряжение статора намного выше или ниже половинного значения.

Процедура испытания изоляции

Предположим, вы работаете над системой зарядки GM с общими клеммами, которые я описал ранее (P-L-I-S или P-L-F-S).Генератор не заряжается, и вы уже проверили заземление и выходные цепи. Выключите зажигание и отсоедините разъем жгута от генератора. Вы можете изолировать этот генератор переменного тока путем возбуждения или подачи напряжения на клемму L независимо от электрической системы. Генератор хорош, если он правильно заряжается при возбуждении клеммы L.

Вы можете купить подходящий инструмент для возбуждения или изготовить его. Помните об этих моментах, если будете делать свои собственные: во-первых, многие генераторы устанавливаются в неудобных местах, где вы едва можете дотронуться до разъема жгута.Во-вторых, клеммы (включая L) глубоко утоплены внутри разъема; Надежное подключение к L может быть проблемой, даже если до генератора легко добраться. В-третьих, безопасное соединение с L жизненно важно для точного теста.

Я обнаружил, что использование обычного разъема жгута проводов генератора — это самый простой и надежный способ самостоятельно подключиться к клемме L. Получите разъем типа P-L-I-S / P-L-F-S у одного из ваших поставщиков или со склада. По сути, идея состоит в том, чтобы подключить перемычку L непосредственно к положительной клемме аккумулятора, но ограничить ток через эту цепь с помощью небольшой лампочки.Простой и эффективный подход — вставить лампочку № 194 между аккумулятором и клеммой L разъема жгута проводов. Патрон с гибкими выводами для лампы № 194 легко доступен в магазинах запчастей и на складах. К сведению: эта лампа рассчитана на 270 мА (0,270 А).

Никогда не прокладывайте перемычку напрямую от плюса аккумулятора к клемме L, потому что она почти наверняка поджарит регулятор напряжения.

Хорошо, зажигание выключено, и вы запитываете клемму L через слаботочную лампочку.Теперь лампочка должна загореться. Замените генератор, если лампа погасла. Но если лампочка горит, запустите двигатель. Исправный генератор погаснет лампочка, а затем пройдет обычные тесты зарядки вольт / ампер.

Обратите внимание, что вы можете встретить несколько очень хороших регуляторов напряжения, которые не могут включить лампу № 194 до нормальной яркости. На самом деле, вас беспокоит, включается ли лампочка или нет, и точка. Но если вы привередливы, избегайте этого потенциального раздражения, используя лампочку с более низким током, например, No.53 лампочка панели приборов. Он рассчитан на 120 мА (0,120 А).

Более того, вы можете повысить полезность самодельного изоляционного жгута, установив клемму и провод в положение P, чтобы вы могли проверять напряжение статора. Если генератор переключает слаботочную лампочку и дает нормальное напряжение статора, это еще одно измерение, говорящее вам, что генератор исправен.

Батареи удаленного монтажа

Возможно, вам придется диагностировать отсутствие заряда в автомобиле GM с дистанционно установленным аккумулятором.Метод изоляции генератора в таком случае точно такой же, как тот, который я только что описал, но может потребовать дополнительного шага. Вот информация, которая вам нужна.

автомобилей GM с G-кузовом 1990-х годов, включая Buick Riviera, Olds Aurora и Cadillac Allanté, имеют аккумулятор, установленный под задним сиденьем. Система зарядки на этих автомобилях также может иметь термистор, контролирующий температуру аккумулятора. Если это так, термистор расположен на положительной клемме аккумуляторной батареи и подключен последовательно между аккумуляторной батареей и клеммой S генератора.Обратите внимание, что на генераторах переменного тока, обсуждаемых в этой статье, клемма S всегда находится на противоположном конце разъема жгута проводов от клеммы P.

Сначала проверьте схему электропроводки для конкретного автомобиля или визуально осмотрите область положительного вывода аккумуляторной батареи. Если автомобиль оборудован термистором, вы должны воссоздать цепь датчика в стиле термистора, чтобы точно проверить генератор. Сходите в магазин электроники и купите резистор или комбинацию резисторов общим сопротивлением примерно 1800 Ом (для этой задачи подойдет 1⁄2-ваттный резистор).

Сделайте перемычку достаточной длины, чтобы пройти от клеммы S генератора до положительной клеммы аккумуляторной батареи. Осторожно подключите сопротивление 1800 Ом к этой перемычке. Теперь генератор должен работать нормально: слаботочная лампочка подключена последовательно к клемме L, а резистор на 1800 Ом последовательно подключен к клемме S.

Системы зарядки Chrysler

Чем больше меняются некоторые вещи, тем больше они остаются прежними. Например, присмотритесь к наиболее распространенным системам Chrysler, эксплуатируемым с 1989–1990 годов.Во-первых, эти системы в основном одинаковы. Во-вторых, на самом деле это всего лишь вариации систем Chrysler первого поколения 1960-х годов. В-третьих, они настолько сложны, насколько вы решите их сделать.

В самых ранних системах Chrysler на задней панели генератора есть два полевых терминала. Питание от аккумулятора подается на одну клемму — технически не имеет значения, на какую. Внешний регулятор напряжения управляет генератором переменного тока путем переключения другого полевого терминала; то есть он включает и выключает другой полевой терминал на землю.Чем дольше этот полевой вывод заземлен, тем дольше заряжается генератор, и наоборот.

Предположим, что эта более ранняя система зарядки не заряжается. Сначала убедитесь, что на один полевой терминал подается питание от батареи. Если нет питания, проследите за этим участком полевой цепи, устраните проблему и повторите тест. Во-вторых, если аккумуляторная батарея присутствует на одном полевом выводе, проверьте напряжение аккумулятора на другом полевом выводе при включенном зажигании и выключенном двигателе. Замените генератор, если напряжение на другой клемме равно 0.Это означает, что цепь возбуждения разомкнута где-то внутри генератора; кисти, вероятно, износились. (Между прочим, изношенные щетки — частая причина отказа генератора в системах Chrysler с компьютерным управлением.) Но если другой полевой вывод измеряет напряжение аккумулятора, продолжайте тестирование.

На этом этапе вы можете изолировать генератор от регулятора, просто заземлив полевую клемму со стороны заземления — ту, которая подключена к регулятору. Генератор заряжается? Если это так, то либо цепь заземления разомкнута, либо вышел из строя регулятор напряжения.

Вы можете выполнить еще одну простую проверку системы, подключив слаботочную контрольную лампу, измеритель рабочего цикла или осциллограф к полевой клемме со стороны заземления. Затем перезапустите двигатель. Если регулятор включает и выключает заземленную сторону поля, контрольная лампа должна мигать. Или счетчик рабочего цикла должен показывать показания рабочего цикла. Осциллограф должен показать, что поле переключается между напряжением батареи и приблизительно 0 вольт. Если ни один из этих методов не показывает активности на стороне земли, это еще один признак наличия разомкнутой цепи заземления или неисправного регулятора напряжения.

Хорошо, давайте перейдем к современным системам зарядки Chrysler. Первое большое отличие состоит в том, что Chrysler уже много лет не производит собственных генераторов переменного тока. Во-вторых, до генераторов зачастую намного труднее добраться. В-третьих, контроллер ЭСУД управляет цепью возбуждения, поэтому теперь компьютер заменил относительно недорогой автономный регулятор напряжения. В-четвертых, Chrysler постепенно перешел на управление B-цепью; это означает, что ЕСМ переключает горячую сторону цепи возбуждения вместо стороны заземления.

Тестовые приемы, которые я только что описал для старых систем зарядки Chrysler, также применимы к версиям с компьютерным управлением. Но есть важные меры предосторожности, которые вы должны предпринять при отключении генератора переменного тока в одной из современных систем. Некоторые специалисты изолируют подозрительный генератор от электрической системы, заземляя соответствующий полевой терминал с помощью перемычки. Очевидно, что этот подход обходит всю наземную часть поля, включая ECM. Если генератор заряжается, техник знает, что проблема в той стороне цепи возбуждения.

С другой стороны, вы изолируете генератор переменного тока Bcircuit, подав напряжение батареи на его клемму горячего поля. Помните, что системы зарядки B-цепи начали появляться на Chrysler в 2002 модельном году. Поэтому, если сомневаетесь, проверьте соответствующую схему, прежде чем вешать перемычку в любом месте на таком транспортном средстве!

Также можно отключить генератор на автомобиле Chrysler, отсоединив оба полевых провода от задней части генератора. Подключите питание аккумулятора к одному полевому выводу, а затем заземлите другой.Преимущество здесь в том, что обход обоих сторон цепи возбуждения полностью отделяет цепь возбуждения от остальной электрической системы. Более того, ротору генератора не важно, в каком направлении через него протекает ток возбуждения — пока он течет. Так что на данный момент вам не нужно беспокоиться о том, какой полевой терминал горячий, а какой заземленный.

Вы можете еще больше ускорить эту технику изоляции, сделав набор специальных перемычек Chrysler с клеммами-розетками. Подавляющее большинство продуктов Chrysler, которые вы обслуживаете, имеют генераторы переменного тока Nippondenso или Mitsubishi с полевыми клеммами с вилкой.Каждый штекерный полевой вывод обычно имеет ширину 0,097 дюйма, поэтому женский вывод шириной 0,110 дюйма вполне подходит.

Возможно, наиболее подходящей мерой для этого обсуждения является напоминание о том, что при обходе полного поля ЕСМ генератор переменного тока. Это означает, что генератор работает неконтролируемо на транспортном средстве, загруженном электроникой, поэтому будьте осторожны. Например, убедитесь, что все электрические аксессуары заранее отключены. Затем подключите к аккумулятору цифровой вольтметр. Перед запуском двигателя надежно подключите перемычки к полевым клеммам генератора.Затем запустите двигатель и подключите перемычки к источнику питания и / или заземлению по мере необходимости — но только на время, достаточное для того, чтобы проверить, заряжается ли генератор. Отсоедините перемычку, как только увидите реакцию цифрового вольтметра.

Опыт показывает, что эти генераторы обычно заряжаются или не заряжаются. Увеличение оборотов двигателя не превратит плохой генератор в хороший во время проверки изоляции. Единственное, что делает двигатель для неконтролируемой системы зарядки, — это потенциальная отправка выходного сигнала генератора в стратосферу!

Комплект изоляции вторичного рынка

Наконец, не упускайте из виду практичность использования комплекта изоляции генератора, такого как I-60 от JIMCO, Inc.(продажи @ jimcotest.com; 816-331-1917). Я впервые упомянул об этом летом 1999 года, и это до сих пор единственный автономный тестовый набор такого рода, который я нашел. Как правило, этот комплект обходит всю внешнюю проводку, за исключением выходного провода генератора.

JIMCO производит испытательное оборудование для ремонтных мастерских и автоэлектростанций более 30 лет. Одной из его специализаций были переходные жгуты, с помощью которых можно подключать к испытательным стендам самые разные генераторы. Эффективные адаптеры экономят время, сводя к минимуму использование перемычек, и повышают точность, заставляя генератор переменного тока на испытательном стенде думать, что он работает в автомобиле.

Тестовый комплект I-60 позволяет использовать этот обширный набор переходных жгутов в автомобиле, а не на испытательном стенде, что позволяет изолировать подозрительный генератор переменного тока от электрической системы. Сердце комплекта — маленькая коробочка с двумя выводами, идущими непосредственно к аккумуляторной батарее автомобиля. Жгуты адаптера для конкретного автомобиля, которые соединяют I-60 с генератором, подключаются к собственному разъему тестера.

Обычные генераторы имеют внутренние регуляторы напряжения. Этот комплект позволяет вам безопасно тестировать системы зарядки в нормальных условиях эксплуатации, поскольку он позволяет обходить только внешнюю проводку, а не регулятор напряжения.Фактически, установка JIMCO для тестирования обычных систем Chrysler заменяет ECM своим собственным твердотельным стабилизатором напряжения. Это позволяет провести безопасную и тщательную проверку генератора, минуя проводку автомобиля и ECM. При необходимости, жгут проводов адаптера для конкретного применения включает в себя такие функции, как слаботочная лампа возбуждения и контрольная точка для измерения напряжения статора.

Нет, такой комплект, как JIMCO, не поможет вам думать и не избавит вас от необходимости проводить методические испытания на падение напряжения.Но это дает вам большое преимущество в разделении и преодолении этих сложных систем зарядки.

No related posts.