Генератор автомобильный – устройство и принцип работы
Смотреть контакты >>
Генератор автомобильный – специальное электрическое устройство, которое преобразовывает в электрический ток механическую энергию. В современных транспортных средствах генераторы служат для постоянной подзарядки аккумуляторов, а также для снабжения электрическим током бортовой автомобильной сети. Автомобильные генераторы вырабатывают переменный ток, но с помощью специальных приспособлений он преобразуется в постоянный, так как именно на нем и работают все бортовые устройства. Как правило, генератор устанавливается в передней части автомобильного двигателя, а привод осуществляется от шкива коленчатого вала посредством ременной передачи. Существуют гибридные модели генераторов, в которых совмещены функции подзарядки и запуска двигателя, то есть, генератор работает как стартер. На сегодняшний день ведущими производителями автомобильных генераторов считаются компании Delphi, Denso, Bosch.
Автомобильные генераторы могут выпускаться в двух вариантах конструктивного исполнения – традиционном и компактном. Кроме своих геометрических размеров и форм, данные конструкции также некоторым образом отличаются компоновкой и установкой вентиляторов, устройстве выпрямительного узла, приводного шкива, корпуса. Но в каком бы исполнении ни был выполнен генератор автомобильный, в нем обязательно присутствуют следующие элементы – корпус, статор, ротор, узел со щетками, регулятор напряжения и выпрямительный блок.
Ротор выполняет очень важную функцию, а именно, создает магнитное поле, для чего на его валу расположена обмотка возбуждения, размещенная в двух разнополюсных половинах, и у каждой из которых есть по шесть выступов, называемых клювами. Также на валу ротора установлены два контактных кольца, питающие обмотку возбуждения. Они, как правило, изготавливаются из меди, но могут быть также латунные и реже – стальными. К ним и припаиваются выводы обмотки возбуждения.
Статор непосредственно и вырабатывает переменный электрический ток, в нем объединяются обмотка и металлический сердечник, собираемый из стальных пластин. Обмотка навивается в специальные пазы, коих насчитывается 36 штук – в этих пазах расположены три обмотки для образования трехфазного соединения. При этом различают два способа укладки – петлевой и волновой. Соединение между обмотками может происходить двумя способами:
- по схеме «звезда», когда одни концы служат выводами, а другие в одной точке соединяются;
- схема «треугольник», когда соединение концов осуществляется последовательно.
Большинство конструктивных элементов генератора для автомобиля располагается именно в корпусе. Он собой представляет две крышки, стягивающиеся посредством болтов.
Как уже говорилось, генератор автомобильный вырабатывает переменный ток. Но так как в системе автомобиля используется постоянный, то предусмотрен специальный выпрямительный блок, преобразовывающий синусоидальное напряжение. Выполнен он в виде пластин, на которых закреплены диоды в количестве шести штук. Помимо этого пластины выполняют роль теплоотводов. Некоторые модели генераторов предусматривают подключение обмотки возбуждения через отдельную группу, куда входят два диода.
Принцип работы генератора автомобиля и его устройство
Содержание
- Генератор автомобиля как устроен и по какому принципу работает
- Мощность генератора
- Устройства генератора автомобиля
- Принцип работы генератора
- Сколько выдает генератор автомобиля
- Как проверить работоспособность генератора автомобиля
- Признаки неисправности генератора автомобиля
- Сколько ампер выдает генератор автомобиля
- Зарядка аккумулятора автомобиля генератором
Сегодняшнюю нашу статью посвятим такой теме как разъяснение смысла и устройства генератора в машине.
Наверняка все знают, что мотор — это сердце автомобиля, а генератор, по сути, является его кровью, которая разносит питательные вещества в виде энергии по всем энергопотребляющим системам автомобиля.
Давайте сначала дадим точное и понятное для всех определение, что вообще такое генератор автомобиля, в том числе и генератор хендай санта фе или любой другой машины, так как принцип работы у них всех одинаковый, разница только немного в конструктивных особенностях.
Генератор автомобиля – это устройство, которое способно преобразовывать механическую энергию, создаваемую двигателем в электрическую энергию, которая в свою очередь питает все энергозависимые системы автомобиля.
Если у вас тут же возник вопрос, а можно ли ехать на автомобиле без генератора – ответ да можно, но только до тех пор, пока у вас не сядет аккумулятор. Работая в паре с аккумулятором, они создают стабильное напряжение бортовой сети автомашины.
Мощность генератора
Мощность генератора автомобиля для каждой марки и модели подбирается таким образом, что при любом режиме работы двигателя генератор мог обеспечить полноценную зарядку аккумуляторной батареи автомобиля и всех его систем
Генератор должен работать стабильно и обеспечивать весь спектр необходимых токов и напряжений для всех приборов и головных устройств автомобиля, которым необходима электрическая энергия для их работы
Устройства генератора автомобиля
Из чего же состоит сам генератор, давайте перечисли эти части
- Шкив – насадка на вале на которую одеваются ремни, связывающие генератор и двигатель и через этот шкив и ремень вращательно движение, передается от двигателя к валу генератора
- Ротор генератора – металлический вал, на котором располагаются стальные втулки, между которыми в свою очередь расположена обмотка генератора, провода или выводы которой соединяются к закругленными контактными кольцами
- Статор – это трубообразный отрезок из специальных стальных листов, между которыми особым образом наматывается трехфазная обмотка генератора автомобиля
- Диодная сборка – служит для выпрямления напряжения автомобиля которое вырабатывает статор, а также преобразовывает его в постоянное напряжение
- Регулятор напряжения – так же расположен на генераторе и выполняет функцию поддержания напряжения в сети автомобиля в заданных приделах, исключая непредусмотренные колебания, возникаемые во время езды или из-за атмосферных условий
- Щеточный узел генератора – это так называемы специальные щетки, которые напрямую контактируют или так сказать трутся постоянно о кольцо ротора
- Корпус генератора – является основным кожухом генератора, в котором и располагаются все вышеперечисленные узлы, а также является и системой предохранения от внешних воздействий и дополнительно служит радиатором охлаждения генератора
Вот схема генератора автомобиля для тех, кто понимает
А вот ротор поподробнее, фото автомобильного ротора ниже
- Вал самого ротора
- Полюса положительные и отрицательны на роторе
- Обмотка возбуждения
- Металлические контактные кольца
Принцип работы генератора
Итак продолжаем наши разъяснения по поводу устройства и работы автомобильного генератора и вот как именно происходит преобразование вращательного движения в электрическую энергию в генераторе автомобиля:
Если по-простому или так сказать обобщить, то принцип работы генератора такой: при вращении ротора он создает сильное магнитное поле, которое в свою очередь начинает производить воздействие на обмотку статора, из-за этого в ней появляется электрический ток, который по сути уже и используется для разных нужд автомобиля.
Вот кстати, как статор выглядит отдельно
Статор генератора
- Собственно сам обмотка статора
- Выводы обмоток
- Основной магнит, провод
Кстати если вдруг у вас на автомобиле особенно на хендай санта фе постоянно крутит стартер у нас есть статья как это устранить и не только на санта фе, просто слово Статор напомнило стартер вот и решил ссылкой поделиться.
Вот ещё нашел одно фото устройство генератора
Сколько выдает генератор автомобиля
Иногда автовладельцы задаются вопросом – а сколько выдает генератор автомобиля, в данной ситуации правильным ответом будет то, что написано у вас в мануале к автомобилю.
Универсальным же считается показатель напряжения на выходе генератора в 13.9 вольта и в пределах до 16 вольт, но опять же читайте инструкцию к вашему автомобилю, мало ли чего там конструкторы, но усредненное напряжение на генераторе автомобиля должно быть в пределах указанных выше.
Как проверить работоспособность генератора автомобиля
Для того чтобы ответить на вопрос как проверить генератор на работоспособность или так сказать на правильность выдаваемого напряжения на выходе, а также и регулятор напряжения генератора – так как работают они сообща вам потребуется простой мультиметр, выставляете его в положение измерения постоянного тока на предел 20вольт и выше и произведите замеры на выходе генератора.
При этом отключать никакие приборы и провода не нужно, проверка проводится в естественных условиях и при этом вы должны увидеть цифры приблизительно 13.9 -16 вольт, так же можно давать скидку на погрешность прибора в пределах 0.5, то есть у вас показало 13.5 вольта то у вас скорее всего норма, возможно у вас реально 13.9 но прибор особенно китайские мультиметры могут давать погрешность и довольно существенную.
https://youtu.be/V0jsx5VONRI
Поэтому по возможности лучше перемерять двумя разными мультиметрами от разных производителей и уже оттуда вывести среднюю величину, если данные не будут совпадать.
Признаки неисправности генератора автомобиля
неисправности генератора автомобиля возникают в тех же частях из чего состоит генератор автомобиля, или точнее выразится в тех же узлах и деталях, из которых он и состоит
- повреждение или сильный износ шкива генератора – разболтался, повело, лопнул
- износились токосъемные щетки может сказаться как на напряжении, выдаваемом генератором, так и на его искрении
- износ токосъемных колец – так же, как и щетки скажется на выходном напряжении, искрении или вообще не работе генератора
- неправильная работа регулятора напряжения – выдаёт напряжение, не соответствующее никаким нормам вместо 13.9 вольт – 5вольт, или наоборот 19 вольт
- межвитковое замыкание статорной обмотки – неправильные напряжения на выходе
- разрушение подшипника – стук, грохот, плохое вращение, недостаточные обороты, большая вибрация вала
- повреждение диодного моста – ток перестанет вообще течь
- повреждение проводов — проверить на обрыв, перекус, перелом, — заменить на исправные
Вот теперь вы узнали, как проверить исправность генератора автомобиля, так что можете приступить собственно к проверке, возможно из-за этого у вас постоянно разряжается аккумулятор, так как генератор не выдаёт вам положенное напряжение.
https://youtu.be/EGoltTS4LuM
Сколько ампер выдает генератор автомобиля
Силу тока, которую может выдать генератор автомобиля зависит о модели генератора, обычно стандартный генератор способен выдавать 80-100 Ампер выпрямленного тока.
Ну а если вам нужны точные данные, какой ток выдает генератор автомобиля именно у вас, тогда найдите спецификацию вашего генератора или автомобиля и посмотрите в справочнике.
Зарядка аккумулятора автомобиля генератором
Зарядка аккумулятора автомобиля от генератора происходит автоматически при работе двигателя автомобиля, генератор постоянно вырабатывает ток, которым питается ваш аккумулятор и все бортовые системы автомобиля.
Надеемся мы прояснили немного тему этой стать — как устроен генератор и каковы его принципы работы, и теперь у вас в голове сложилась более полная картина что такое и как работает это важнейшее устройство в автомобиле, а также какими выходными параметрами и характеристиками оно должно обладать.
https://youtu.be/x8cHh0gXkEQ
Как вам статья?
устройство и принцип работы
В любом автомобиле есть навесное оборудование. Это узлы и механизмы, без которых его работа невозможна. Навесное оборудование включает в себя стартер, насос гидропереключателя, компрессор кондиционера, впускной и выпускной коллектор, сцепление. Но также в этот список входит автомобильный генератор. Именно оно позволяет поддерживать стабильное напряжение в бортовой сети. Мало кто знает устройство автомобильного генератора и принцип его работы. Но эта информация будет полезна каждому водителю. Что ж, давайте посмотрим, как устроен и работает этот навесной элемент.
Характеристика
Генератор представляет собой электродвигатель, служащий для преобразования механической энергии в ток.
Этот элемент используется для питания электрооборудования при работающем двигателе, а также для зарядки автомобильного аккумулятора. Во всех современных машинах используется автомобильный генератор.
Где находится
Часто этот механизм находится перед двигателем. Работает от коленчатого вала с помощью ремня (потокового или зубчатого типа). Обычно у автомифелизаторов генератор находится в верхней точке относительно двигателя. Однако есть модели, где механизм крепится почти в районе Картера Хс. Почему важно найти механизм как можно точнее? Дело в том, что автомобильный генератор очень боится воды. Попадание даже небольшого количества влаги может вывести его из строя. Поэтому производители стараются исключить возможность попадания воды и других жидкостей на поверхность этого механизма. Чем выше расположен элемент, тем безопаснее для него.
Устройство
В конструкцию генератора входят:
- Обмотка статора.
- Передняя крышка.
- Обмотка возбуждения.
- Щеточный узел.
- Задняя крышка.
- Контактные кольца.
- Половинки полиции.
- Блок ректификации.
- Шкив привода.
- Крыльчатка вентилятора.
Также отметим, что этот узел может иметь другую компоновку:
- Традиционный.
- Компактный.
Отличия заключаются в конструкции вентилятора, выпрямительного узла и приводных шкивов. В остальном устройство и работа автомобильного генератора идентичны. Как традиционный, так и компактный механизм состоят из ротора, выпрямительного блока, щеточного узла, регулятора напряжения и статора. Для чего служат все эти компоненты, рассмотрим далее.
Ротор
Этот механизм используется для создания магнитного поля в генераторе. На валу ротора расположена обмотка возбуждения. Последняя размещена в специальных полюсных пластинах, каждая из которых имеет по шесть выступов. Кроме того, контактное кольцо расположено на валу. Он служит для питания обмотки возбуждения. Обычно кольца изготавливают из меди (реже — из латуни). К этим элементам подведены выводы обмотки возбуждения.
Также на валу ротора имеется одна или две крыльчатки вентилятора.
Они обеспечивают охлаждение обмотки во время работы генератора. Вращающийся роторный механизм представляет собой два баллона, поддерживаемых подшипником.
Статор
Его функция заключается в создании переменного тока. Генератор автомобиля обязательно оснащается этим элементом. Статор конструктивно объединен с обмоткой и сердечником. Последняя представляет собой набор из нескольких пластин. В 36 канавках обмотки еще три обмотки, образующие трехфазное соединение. Производители используют два типа укладки обмоток:
- Волна.
- с петлей.
Само соединение осуществляется по разным технологиям:
- Схема «Треугольник». При этом концы обмотки соединяются последовательно.
- Схема «Звезда». Здесь концы обмотки соединены в одной точке.
Кейс
Содержит большинство компонентов генератора. Корпуса двух чехлов: заднего и переднего. Первый — со стороны контактных колец, второй — со стороны ведущего шкива.
Между собой эти детали стянуты длинными болтами. Сами крышки изготовлены из немагнитного алюминиевого сплава. В корпусе также предусмотрены вентиляционные окна и крепежные лапы в количестве двух штук.
Щеточно-выпрямительный блок
Щеточный узел служит для передачи тока от обмотки возбуждения к контактным кольцам. Как устроен этот узел? Это две графитовые щетки с пружинами. Вся конструкция совмещена с регулятором напряжения автомобильного генератора.
Теперь о блоке выпрямителя. Необходимо преобразовать синусоидальное напряжение в постоянный ток бортовой сети. Этот блок состоит из пластин. Они выполняют функцию теплоотвода, и на них крепятся диоды. Всего в блоке шесть полупроводниковых диодов. На каждую фазу приходится два таких элемента. Один подключается к плюсовому, а второй к минусовому выходу автомобильного генератора. Обычно соединение осуществляется с помощью пайки или сварки в местах крепления.
Регулятор напряжения
Продолжаем изучать устройство автомобильного генератора.
В конструкции механизма всегда присутствует регулятор напряжения (на сленге автомобилистов — «шоколадка»). Этот элемент может иметь:
- Гибридное соединение. При этом все радиоэлементы и электроприводы используются по схеме с микроэлектронными толстопленочными элементами.
- интеграл. Здесь все элементы регулятора, за исключением выходного каскада, выполнены по технологии тонкопленочной микроэлектроники.
Основной задачей «шоколадки» является стабилизация напряжения, которое может меняться при изменении числа оборотов коленвала и общей нагрузки бортовой сети.
Данная коррекция осуществляется автоматически путем воздействия тока на обмотку возбуждения. Регулятор изменяет длительность и частоту импульсов тока. Современные генераторы имеют терморегуляторы. Таким образом, чем ниже температура аккумулятора, тем большее напряжение подается на его заряд.
Привод генератора
На всех автомобилях это оборудование приводится в действие от коленчатого вала с помощью ремня.
Последняя может быть клиновидной или поликлинической. Область применения первого существенно ограничена диаметром ведомого шкива. Частота вращения ротора при работе двигателя обычно в два-три раза выше частоты вращения коленчатого вала.
Часто на автомобилях используется поликлинический ремень. Он более универсален, так как при малом диаметре ведомого шкива ремень позволяет реализовать большее передаточное число. Натяжение приводного элемента регулируется с помощью специального ролика.
Принцип работы автомобильного генератора
Как действует данное оборудование? Принцип работы следующий. При повороте ключа через щеточный узел и кольца по обмотке возбуждения протекает ток от аккумуляторной батареи. Обмотка представляет собой магнитное поле. При вращении коленчатого вала двигателя одновременно работает и ротор генератора. Магнитное поле последнего пронизывает обмотку статора. На выходах формируется переменное напряжение. При определенной частоте вращения генератор начинает самовозбуждаться.
Таким образом, обмотка питается от самого генератора.
Блок выпрямителя начинает преобразовывать это напряжение в постоянный ток. При изменении нагрузки на двигатель начинает включаться работа Т.Н. «Шоколад». Регулятор корректирует частоту включения обмотки генератора. С увеличением числа оборотов время включения уменьшается. И наоборот, при падении нагрузки частота увеличивается.
Бесщеточный генератор
На некоторые автомобили устанавливается бесщеточный механизм. В своей конструкции он имеет ротор со спрессованными пластинами трансформаторного ввода. На статоре размещена обмотка. А электродвижущая сила формируется за счет корректировки магнитной проводимости зазора между статором и ротором.
Автомобильный генератор: Характеристики
К основным параметрам этого механизма следует отнести:
- Номинальный ток. Таков пиковый выходной ток при скорости шесть тысяч оборотов в минуту.
- Номинальное напряжение. В зависимости от типа бортовой сети автомобиля этот параметр составляет 12 или 24 В.
- Мощность. Генератор автомобиля может быть как 60-, так и 120-амперным. Все зависит от типа машины и объема самого двигателя. Если говорить о большинстве автомобилей, то в них часто используется генератор на 80 ампер.
Диагностика
Можно ли своими руками проверить состояние автомобильного генератора? Специалисты говорят, что размножить элемент можно в гаражных условиях с помощью обычного мультиметра. Но перед этим нужно проверить подключение автомобильного генератора, а также убедиться, что все соединения исправны. Откройте капот автомобиля и найдите приводной ремень. Его следует натягивать с такой силой, при которой он уйдет на 1-1,5 сантиметра вглубь надавливания большого пальца. Если говорить о точных значениях, то этот прогиб измеряется при усилии в 10 кгс.
На первом этапе проверяется регулятор напряжения. Для этого переводим мультиметр в режим Вольтметра.
Прогрев двигателя на средних оборотах с включенными фарами в течение десяти минут. Далее измерьте напряжение на выходе массы генератора и на его плюсе. Номинальный показатель от 13, 5 до 14, 6 В. Если число меньше или больше, значит, регулятор не справляется со своей задачей, и его необходимо заменить.
Далее идем на диагностику диодного моста. Включите прибор в режим измерения переменного тока. Подключаем щуп к зажиму «30» и к массе генератора. Напряжение должно быть не более 0,5 В. В противном случае диодный мост работает некорректно. Для проверки обрыва массы выключите генератор и снимите шнур генератора, который подходит к плюсовой 30-й клемме. Далее подключите мультиметр к щупу к отключенному приводу генератора и клемме. Разрядный ток не должен превышать 0,5 мА. Если больше, то произошел пробой изоляции обмотки или самих диодов.
Проверяем ток отдачи
Обратите внимание: показатель тока отдачи измеряется с помощью щупа, являющегося дополнением к мультиметру.
Этот элемент представляет собой некий зажим, которым обхватываются провода, и измеряется ток. Итак, как проверить генератор? Для этого накройте щупом щуп, зайдя в кульминацию на 30-м терминале. Запустите двигатель и держите его на высоких оборотах. Включите свет, плиту и другие электроприборы. Далее поочередно производят замер каждого потребителя в отдельности. Величина измерения не должна превышать сумму показаний каждого потребителя. Максимальное расхождение составляет 5 ампер в меньшую сторону.
Не лишним будет проверить ток возбуждения генератора. Для этого заводим двигатель и даем ему поработать пять минут на больших оборотах. Далее у нас вокруг провода с выводом 67 измерительный щуп. Показания будут равны силе тока возбуждения. У исправного генератора этот показатель составляет около трех-семи ампер.
Для проверки обмотки возбуждения необходимо демонтировать «шоколадку» и щеткодержатель. Переводим прибор в режим омметра и прикладываем щуп к контактным кольцам.
Уровень сопротивления должен быть от пяти до десяти Ом. Затем подключите один зонд к статору. Второй держится на любом из контактных колец. Прибор должен показывать бесконечно большое сопротивление. Если это не так, значит, обмотка замыкается на землю.
Заключение
Итак, мы выяснили, что собой представляет автомобильный генератор и как его проверить. Как видите, диагностику можно провести своими руками. Однако для того, чтобы разобраться в этом вопросе, следует хотя бы поверхностно знать устройство и элементарный алгоритм.
Автомобильный генератор и его особенности
В рамках данной статьи поговорим об особенностях принципа устройства автомобильных генераторов. Для автовладельцев, разбирающихся в теме, эта статья будет не интересна. Но для тех, кто интересуется автомобильными генераторами с точки зрения применения, эта информация может оказаться полезной.
В современных автомобилях в качестве генераторов используются синхронные трехфазные электрические машины переменного тока, в которых в выпрямителе применена схема Ларионова.
Чтобы генератор после запуска двигателя отдавал ток в нагрузку, необходимо подать питание на катушку возбуждения. Это происходит при повороте ключа зажигания в рабочее положение.
Ток в обмотке возбуждения регулируется регулятором напряжения, который может быть выполнен в виде отдельного узла или интегрирован в щеточный узел генератора. В подавляющем большинстве современных генераторов стабилизатор напряжения (СН) питается от отдельной выпрямительной секции.
Среди других генераторов автомобильный генератор выделяется рядом особенностей. Во-первых, автомобильный генератор, хотя и вырабатывает постоянный ток, по сути является генератором переменного тока, который затем выпрямляется диодным мостом и преобразуется в постоянный ток.
Это решение очень популярно, тот же генератор переменного тока из асинхронного двигателя можно превратить в генератор постоянного тока, достаточно добавить диодный выпрямитель.
Выпрямители переменного тока называются вентильными генераторами постоянного тока.
К таким генераторам относится автомобильный генератор.
Выходное напряжение автомобильного генератора постоянное
Одной из отличительных особенностей автомобильного генератора является то, что напряжение на его выходных клеммах поддерживается в узком диапазоне с помощью специального стабилизатора, называемого регулятором напряжения. Но это не является чем-то исключительным для электромобилей.
Стабилизаторы напряжения можно встретить в комплектации многих источников бесперебойного питания, в том числе и среди тех, что берут энергию для своих аккумуляторов от механических генераторов тех же домашних ГЭС или от солнечных батарей.
Основное отличие автомобильного генератора в том, что он получает механическую энергию через ремень от коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, частота вращения которого вовсе не постоянна, она зависит от режима работы автомобиля в данный момент, и не связано с потребностями потребителей постоянного тока.
Вот и получается, что задача генератора и его электроники — уметь заряжать автомобильный аккумулятор и снабжать потребителей стабилизированным напряжением, независимо от того, какая сейчас скорость якоря — напряжение должно оставаться в узком коридоре в районе 14 вольт.
Если по какой-то причине напряжение выйдет за пределы диапазона стабилизации, зарядный ток аккумулятора может стать чрезвычайно высоким, а электролит просто выкипит.
Это явление не является чем-то беспрецедентным, с ним сталкивались многие автолюбители, когда внезапно вышел из строя регулятор напряжения на генераторе — электролит в аккумуляторе в этом случае быстро выкипает.
Если напряжение от генератора слишком низкое, аккумулятор преждевременно разрядится. С этой проблемой также сталкивались многие автолюбители.
Итак, стабильное выходное напряжение – обязательное условие корректной работы автомобильного генератора. Но этого не так просто добиться. Диапазон изменения частоты вращения ротора генератора в автомобиле достаточно широк.
На холостом ходу это порядка 800 — 1200 оборотов в минуту, а в момент хорошего разгона — до 5000 и даже до 6000 оборотов в минуту. , смотря какая машина.
Скоростная характеристика автомобильного генератора
Таким образом, поскольку напряжение автомобильного генератора поддерживается практически постоянным благодаря регулятору напряжения, он имеет свою вольт-амперную характеристику (ТСХ), т.к. при разных скоростях вращения ротора ток нагрузки разный. Напряжение постоянное, но чем выше скорость — тем выше ток, а чем ниже скорость — тем меньше ток с силовых клемм генератора.
Примечательно тем, что автомобильный генератор имеет ограничение по току, а значит имеет свойство самоограничения. Это означает, что при достижении током определенного предельного значения, как бы дальше не повышалась скорость, ток уже не будет увеличиваться, он просто не сможет этого сделать.
Токоскостаная характеристика (ТСХ) автомобильного генератора снимается по методике, принятой в качестве международного стандарта.
Его (характеристику) снимают при испытательной эксплуатации генератора на стенде в паре с полностью заряженной батареей такой номинальной емкости, которая в ампер-часах составляет половину (50%) номинального тока генератора в амперах. На характеристике находятся характерные важные точки: n0, nrg, nн, nmax.
Начальная скорость ротора n0 — это теоретическая скорость ротора без нагрузки. Так как характеристику начинают снимать начиная с силы тока 2 ампера, то эту точку находят путем экстраполяции характеристики на пересечение с горизонтальной осью вращения.
Минимальная рабочая частота генератора nrg принимается соответствующей холостому ходу коленчатого вала. Это примерно от 1500 до 1800 об/мин для ротора генератора. Ток при заданной частоте, как правило, составляет от 40 до 50% от номинального значения для данного генератора. Этого тока должно хватить для питания минимального количества жизненно важных потребителей в автомобиле.
Номинальные обороты ротора генератора nн — это именно та частота, при которой вырабатывается номинальный ток In, она не должна быть меньше номинального значения по паспорту.
Максимальная частота вращения ротора генератора nmax – это частота вращения ротора, при которой генератор дает максимальный ток, значение которого не сильно отличается от номинального значения испытуемого генератора.
Для генераторов отечественного производства ранее было принято указывать номинальный ток при 5000 об/мин. Также указывалась номинальная частота nр для номинального тока генератора Ip, равного двум третям номинального тока. Этот расчетный режим соответствовал такому режиму работы генератора, когда его элементы не сильно нагревались. Все характеристики снимались при напряжении 14 или 13 вольт.
Самовозбуждение автомобильного генератора и КПД
Автомобильный генератор обязан самовозбуждаться при частоте вращения его ротора ниже частоты, когда коленчатый вал работает на холостом ходу. Испытание проводят на стенде, где должно происходить самовозбуждение при подключении генератора к аккумулятору с контрольной лампой.
Возможности автомобильного генератора с энергетической точки зрения характеризуются величиной его КПД.
Чем больше КПД, тем меньше мощности берется от двигателя внутреннего сгорания для получения той же полезной мощности в виде электроэнергии.
КПД генератора зависит в основном от конструктивных особенностей конкретного изделия: какова толщина пластин в статоре и толщина набора, насколько хорошо пластины изолированы друг от друга (насколько малы токи Фуко) , какое сопротивление обмоток статора и ротора, какая ширина контактных колец ротора, какое качество щеток и подшипников? И т.д.
Но одно можно сказать точно — чем выше номинальная мощность генератора, тем выше КПД. Между тем типичный КПД автомобильных генераторов, да и вообще вентильных генераторов, не превышает 60%.
Основным показателем возможностей генератора является его вольт-амперная характеристика, она наглядно показывает, чего можно ожидать от конкретного генератора, на что можно рассчитывать. Для характерных точек составьте таблицу для генератора.
Для примера приведем таблицу характеристик генераторов отечественного производства:
Характеристики автомобильных генераторов
Диапазон выходного напряжения на разных скоростях и в зависимости от температуры и нагрузки отражает возможности регулятора напряжения автомобильного генератора .