Устройство генератора тока

Как работает автомобильный генератор?

Устройство начинает функционировать только после запуска двигателя стартером, который запитывается напрямую от аккумуляторной батареи. Ключевой принцип работы генератора автомобиля состоит в преобразовании механической энергии в электрическую. На коленчатом валу силового агрегата установлен шкив, который раскручивает через ременную передачу установленный на необслуживаемых подшипниках ротор. Питание обмотки возбуждения, расположенной на вращающемся якоре, осуществляется от аккумулятора через щеточный узел и контактные кольца. Для защиты батареи от саморазряда подключение производится через специальный выпрямитель, состоящий из трех диодов. Величина напряжения в этой цепи регулируется электронным или электромеханическим стабилизатором, интегрированным или выполненным в виде отдельного устройства. Вращающийся якорь создает электромагнитные поля, которые индуцируют в обмотках статора переменный ток. Он поступает на выпрямитель, представляющий собой блок диодов. В него входят шесть вентилей: по три отрицательных и положительных. Они обеспечивают преобразование фазного напряжения в линейное. Соединение обмоток генератора осуществляется по схеме «треугольника» или «звезды». В первом случае величина тока в 1,7 раза ниже, нежели во втором. Треугольник применяется на моделях авто повышенной мощности. Описываемый принцип действия автомобильного генератора обеспечивает поддержание в бортовой сети напряжения в диапазоне от 13,9 до 14,5 В. Точная величина зависит от частоты вращения коленчатого вала и уровня нагрузки. Потребители (например, аккумулятор) к электроагрегату подключаются через вывод «В+».

Ремонт генераторов

Поломки генератора могут быть самыми разными. В одном случае для ремонта достаточно заменить диодный мост, в другом – выполнить замену более значимых деталей.

Итак, среди основных неисправностей – выход из строя цепи. Это могут быть обрывы, замыкания, любые другие нарушения. В данном случае ремонт автомобильного генератора заключается в том, чтобы проверить, какой ток и какое напряжение выдает генератор. Затем выбирают решение. Также одна из поломок – износ графитовых щеток или диодов в выпрямительном мосте. Все эти неисправности легко устраняются своими руками.

Шум при работе генератора говорит о дефектах подшипниковых узлов, а также о недостаточном количестве смазки. Также возможен износ сепараторов, проворачивание колец. При воющих звуках можно заметить такие поломки, как межвитковое замыкание статорных обмоток. В таких случаях лучше доверить ремонт агрегата профессионалам.

Бензиновые, дизельные или многотопливные генераторы

Казалось бы, на чем должен работать бензогенератор, в первую очередь зависит от стоимости топлива и его доступности в конкретном регионе. На первый взгляд все логично – дизтопливо дешевле бензина, а газ, в свою очередь, имеет дополнительное преимущество кроме самой низкой цены – он еще и может подаваться через газовую магистраль (а перебои в газоснабжении случаются на порядок реже).

Но тот факт, что производителями предлагаются устройства, работающие от всех типов топлива, говорит о наличии у каждого из них своих неоспоримых преимуществ, которые обязательно надо учитывать при выборе.

Плюсы и минусы бензиновых генераторов

По ряду причин, бензиновые двигатели являются самыми распространенными в бытовых автономных генераторах, которые применяются для домашних нужд или обеспечивают работу электрооборудования на маленьких стройплощадках – к примеру, при строительстве дачи. Преимущества их использования следующие:

+ Плюсы

1. Сравнительно невысокая стоимость, которая гораздо ниже, чем у дизельных аналогов с подобными характеристиками.
2. Меньшие габаритные размеры и масса устройства в целом.
3. Легкий старт двигателя при минусовых температурах – принцип действия двигателя позволяет без особых трудностей запускать его при температурах до -20, а в некоторых случаях и еще ниже.
4. Тихая работа мотора – громкость звука находится в пределах 70 Дб, что сравнимо с гудением пылесоса не на самых высоких оборотах.
5. Способность работать на холостых оборотах – с минимальной нагрузкой.

— Минусы

1. Бензиновые двигатели обладают сравнительно невысоким моторесурсом – немногие модели могут перешагнуть за отметку в 5000 моточасов.
2. Конструкция двигателя предполагает проведения регулярного техобслуживания – без профилактики значительно повышается вероятность выхода его из строя.
3. Высокие требования к качеству топлива.
4. Максимальная мощность генератора не превышает 15 кВт.

Допустимые погрешности для выдаваемого напряжения и частоты электрического тока составляют 10 и 4% соответственно, от заявленных в паспорте устройства.

Преимущества и недостатки дизельных генераторов

Дизельные автономные генераторы электроэнергии больше распространены в тех отраслях, где во главу угла ставится мощность и надежность. Они обладают следующими положительными и отрицательными сторонами:

+ Плюсы

1. Мощность значительно превышает бензиновые аналоги со сходными характеристиками. Если для последних ограничением является 15 кВт, то бытовые дизельные могут выдавать мощность до 25, а стационарные – свыше 40 кВт.
2. Дизельные двигатели характеризуются более «ровной» работой.
3. Конструкция дизеля делает возможной эксплуатировать его без капитального ремонта гораздо дольше, чем бензиновый – качественные модели обладают моторесурсом в 40 тыс. моточасов.
4. Принцип работы дизельного двигателя делает его более устойчивым к детонации топлива, а также повышает пожаробезопасность всего устройства в целом.
5. Общие требования к качеству топлива ниже, чем у бензиновых двигателей.

— Минусы

1. Высокая стоимость самого двигателя.
2. Так как воспламенение топливной смеси происходит от сжатия, то холодный мотор при минусовой температуре плохо заводится уже при -5 С и ниже.
3. Если к генератору подключено меньше 40% нагрузки (от номинала), то дизель может заглохнуть.

При использовании дизельного двигателя, погрешность от заявленных в паспорте напряжении и частоты составляет 1 и 2,5% соответственно.

Газовые (многотопливные) автономные генераторы электричества

По сути, это те же бензиновые двигатели, на которые установлено ГБО, позволяющее переключаться между режимами работы – бензин/газ. Такой универсальный (по типу топлива) мотор, сохраняет все плюсы и минусы бензинового двигателя, но приобретает еще несколько преимуществ:

• Сниженная стоимость киловатт-часа, так как цена газа является самой низкой из всех видов топлива.
• Увеличенный срок службы, так как при сгорании газа в цилиндрах образуется меньше нагара.
• Возможность работы от газовой магистрали – в этом случае срок бесперебойной работы зависит только от возможностей двигателя.
• Редуктор позволяет использовать как топливо несколько видов газа: природный (из газовой магистрали), сжиженный (продается в баллонах), коксовый, пиролизный, биогаз и прочие, использующиеся в промышленности.

Хотя автомобилисты и отмечают, что установка ГБО несколько снижает мощность двигателя, но так как при работе генератора нет необходимости часто менять режимы нагрузки, то эта разница никак не ощущается.

«Прикуривание»

Основная статья: Прикуривание

При «прикуривании» автомобильный генератор автомобиля-донора (особенно регулятор напряжения) может выйти из строя. Дело в том, что ток, потребляемый электрическим стартером намного больше, чем максимальный ток, на который рассчитан генератор.

Например, стартер СТ-221 (ВАЗ-2101) имеет мощность 1,77 л. с., сила тока холостого хода 35 Ампер, в режиме полного торможения 500 А. Генератор Г-221 этого же автомобиля рассчитан на максимальный ток 42 А.

Для безопасного «прикуривания» рекомендуется на автомобиле-доноре отсоединять минусовую клемму аккумуляторной батареи и/или останавливать двигатель внутреннего сгорания.

Неисправный автомобильный генератор

Гене­ра­тор име­ет меха­ни­че­ские и элек­три­че­ские неисправности.

Меха­ни­че­ские сбои:

• сло­ман при­вод­ной ремень — тре­бу­ет­ся замена;
• сгла­жи­ва­ние ребер шки­ва так, что­бы ремень вращался;
• износ кисти;
• повре­жде­ние кор­пу­са генератора;
• повре­жде­ние подшипника.

элек­три­че­ские:

• износ кон­такт­ных колец из-за трения;
• отказ регу­ля­то­ра напряжения;
• замы­ка­ние пет­ли статора;
• пере­го­ра­ние выпря­ми­тель­ных мосто­вых диодов;
• про­жиг послед­них про­во­дов груза;
• горе­ние обмот­ки ротора.

Отказ любой части гене­ра­то­ра при­во­дит к недо­за­ряд­ке или наобо­рот. Чаще все­го регу­ля­тор напря­же­ния и под­шип­ни­ки выхо­дят из строя, при­вод­ной ремень меня­ет­ся в соот­вет­ствии с пра­ви­ла­ми тех­ни­че­ско­го обслуживания.

Кста­ти, если вам ино­гда захо­чет­ся уста­но­вить улуч­шен­ные под­шип­ни­ки и регу­ля­тор, обра­ти­те вни­ма­ние на их свой­ства, в про­тив­ном слу­чае весь­ма веро­ят­но, что заме­на дета­лей не даст жела­е­мо­го эффек­та. Все осталь­ные неис­прав­но­сти тре­бу­ют сня­тия гене­ра­то­ра и его раз­бор­ки, что луч­ше дове­рить спе­ци­а­ли­стам. Глав­ное пом­нить — если вы не буде­те сле­до­вать пра­ви­лам для Oster, то есть шанс на дол­гую и бес­пе­ре­бой­ную рабо­ту генератора.

Плохо

Интересно

Супер

Как проверить напряжение генератора на аккумуляторе

Разность потенциалов можно диагностировать двумя способами — непосредственно на генерирующем оборудовании и через аккумулятор. Генератор напрямую связан с источником питания толстым проводом, потому для проверки уровня разницы потенциалов можно измерить напряжение на источнике питания. Для этого потребуются специальные устройства — вольтметр, мультиметр или нагрузочная вилка.

Провода первых измерительных приборов подключаются к АКБ в любой последовательности. Вилка должна быть соединена с клеммами аккумуляторной батареи со строгим соблюдением полярности. Принято считать, что нормальное напряжение в сети должно быть не ниже 12 вольт. На холостом ходу без включения всех электрических приборов автомобиля этот показатель должен быть на уровне 13,5—14В. Падение значений напряжения до 13,3—13,8 вольта считается допустимым.

В то же время обычным тестирующим оборудованием можно проверить сопротивление элементов генератора — ротора, статора и диодного моста. Диагностика роторного оборудования осуществляется по его обмотке. Необходимо соединить щупы устройства с контактными кольцами. Если мультиметр даёт показания от 2, 3 до 5,1 Ом, то этот элемент исправен. Потребление тока обмоткой должно быть в пределах 3—4,5 ампер.

Её нормальное сопротивление — 0,2 Ома. Проверка диодного моста осуществляется по наличию или отсутствию сопротивления, показатели не имеют значения. Единственное, стоит учесть — нулевого измерения быть не должно. Замеры осуществляются попарно — плюсовой выход и все пластины с этой стороны или минус и все элементы.

Напоминаем, что для нормальной зарядки автомобильного аккумулятора напряжение, выдаваемое генератором, должно быть от 13,5 до 14 вольт.

Интересные факты

1. На автомобилях с дизельными двигателями, имеющих гидравлический привод тормозной системы с вакуумным усилителем на заднем конце генератора установлен лопастной вакуумный насос. Дело в том, что на автомобилях с бензиновыми двигателями для работы усилителя используется разрежение, создающееся за дроссельной заслонкой, у дизелей этой заслонки, разумеется нет (прим.: не актуально для дизелей, имеющих дроссельную заслонку). Вакуумный насос включён в систему смазки двигателя.
2. Мощность, затрачиваемая для питания обмотки возбуждения автомобильного генератора, как правило, составляет 1/20 часть его номинальной выходной мощности.
3. Для вращения намагниченного ротора ненагруженного генератора и появления номинального напряжения на его выходе затрачивается ещё примерно 1/20 часть его номинальной выходной мощности.
4. Лишь под нагрузкой (лампы, магнитола, зарядка аккумулятора) вал генератора оказывает существенное сопротивление вращению, так как вокруг его обмотки статора появляется собственное магнитное поле, которое взаимодействует с полем ротора.
5. Простой способ проверки работы регулятора напряжения — измерить электрическое напряжение на автомобильном аккумуляторе до и после запуска двигателя. До запуска напряжение составит 12 Вольт, после запуска должно быть несколько больше (если генератор исправен — от 13,9 В до 14,5 В).На некоторых автомобилях до 15В.
6. На современных автомобилях блок управления двигателем автоматически поднимает обороты холостого хода при включении каких-либо потребителей электроэнергии.
7. Блок управления двигателем современных автомобилей может сам управлять напряжением и мощностью генератора, используя датчик электрической нагрузки бортсети (ELD).
8. Современные системы управления напряжением бортсети могут не только существенно снижать напряжение генератора, в случае малого потребления, но и практически полностью отключать зарядку на некоторое время. Это помогает продлить срок службы АКБ, т.к. обычное напряжение ~14 вольт на полностью заряженном аккумуляторе способствует кипению электролита. Примечательно, что стационарные электронные зарядные устройства для аккумуляторов поступают точно так же, переводя напряжение в конце зарядки АКБ в режим поддержки (около 13 вольт), что позволяет держать АКБ под таким напряжением неограниченное время без вреда.

Устройство атомобильного генератора

Автомобильный генератор устроен из большого числа составляющих деталей, которые взаимосвязаны между собой в одном устройстве.

Абсолютно любой генератор, используемый в автомобилях, состоит из передней и задней крышек корпуса. Последняя, в свою очередь, стягивают неподвижную часть, называемую статором генератора.

Как правило, генераторы крепятся в передней части моторного отсека через отверстия в крышках устройства непосредственно к двигателю. Крышки изготавливаются из алюминиевого сплава в специальных отливочных формах и имеют вентиляционные отверстия, предназначенные для охлаждения генератора при его работе.

Рисунок 3 – Устройство автомобильного генератора

На корпусе крышке со стороны контактов выводов, как правило, устанавливается щеточный механизм, который собирается совместно со стабилизатором напряжения.

Статор собирается из тонкого стального проката толщиной до 1 мм. Есть варианты статоров, которые выполняются навивочным способом. Однако с целью экономии материала при изготовлении неподвижной части, он собирается из сегментов в виде подков.

Ротор генератора изготовлен из мягких марок сталей в случае работы его на шарикоподшипниковых опорах. По своей сути это электромагнит, который расположен на валу генератора. В случае применения роликовых подшипников вал изготавливается из легированной стали. На конце в месте посадочного места шкива выполнен на роторе специальный паз для надежного его крепления.

На рисунке 3 видно, что шкив генератора закручивается на резьбу вала ротора, в торцевой части которого имеется специально отфрезерованное под шестигранник отверстие. Данное отверстие предназначено для стопорения вала генератора в случае закручивания (отвинчивания) гайки крепления шкива.

Щеточный аппарат автогенератора — это графитно — медные контакты, которые прижимаются специальными пружинками к контактным кольцам.

Выпрямительный узел выполнен в форме диодного моста. Данный узел достаточно ответственный в генераторе и покрыт слоем изоляции для того, чтобы избежать короткого замыкания в результате случайно попавшей грязи, влаги или другого инородного дела в цепь аккумулятора. В данном случае возникает риск возникновения пожара и, к сожалению, такие случаи не редкость сегодня.

Подшипники генератора применяются простейшего типа, как правило, это шариковые и являются расходным материалом( как и щеточный аппарат), то есть с течением времени производят их замену. Устанавливаются на специальные посадочные места ротора в направлении по оси.

Охладитель генератора автомобиля выполнен традиционно воздухом (рисунок 4). Со стороны противоположной шкиву генератора на его вал установлен небольшой вентилятор, заключенный в кожух для защиты рабочего колеса.

Рисунок 4 — Вентилятор генератора

На сегодняшний день существует множество различных модификаций автомобильных генераторов. Большинство современных генераторов комплектуются электронными стабилизаторами напряжения с выдачей сигнала на панель водителя. Однако, в тех или иных случаях, принцип работы у всех моделей аналогичен вышеупомянутому.

Общее устройство генераторов

Но тем не менее можно выделить общее устройство генераторов:

• Ротор
• Корпус
• Щеточный узел
• Статор
• Регулятор напряжения
• Выпрямительный блок

Цель ротора – это создание магнитного поля, и делается это так: в роторе есть обмотка возбуждения, которая находится между двумя полюсными половинами. Два контактных кольца, которые расположены на валу ротора, питают это обмотку. Эти кольца, чаще всего, медные, или стальные, реже латунные.

Статор создает необходимый автомобилю переменный ток, и при этом объединяет металлический сердечник с обмотками. Сердечник сделан из стальных пластин. Создается трехфазное соединение.

Можно кратко сказать, что для генераторов используются синхронные трехфазные машины для создания переменного тока. Та как частота двигателя не постоянна и изменяется от максимума к минимуму, необходимо поддерживать уровень напряжения. Именно для этой цели служит регулятор напряжения.

Генератор начинает вырабатывать электричество после того, как вы повернете ключ в авто на положение ON.

Напряжение составляет для дизельного двигателя 24 вольта, на более старых моделях напряжение равно 6 вольтам. На многих старых автомобилях устанавливать генераторы постоянного тока.

Генераторы широко используются в мото – и сельскохозяйственной технике, даже в машинах, которые выпускались в начале двадцатого века.

Режим работы

Если вы решили осуществить выбор генератора для своего авто, вам полезно будет знать о режимах его функционирования. Это может быть начальный режим перед стартом силового агрегата, а также режим работы при включенном моторе. Когда запускается мотор, электроэнергию потребляет только стартер. Когда запуск силового агрегата будет осуществлен, генераторный узел начинает полноценно вырабатывать энергию, чтоб обеспечивает работу всех устройств. Когда мотор работает, генератор также подзаряжает АКБ.

В том случае, если батарея будет заряжена, уровень потребления энергии начинает снижаться, при этом генераторный узел продолжает обеспечивать работу электрических устройств. Если водитель дополнительно включает какое-то оборудование, а мощности генератора для обеспечения его работоспособности не хватает, в работу вступает АКБ.

Правила работы вредного генератора (по словам Остера)

Пра­ви­ла рабо­ты вред­но­го генератора

Вот клю­че­вые пра­ви­ла, кото­рые, если им сле­до­вать, лег­ко отклю­чат гене­ра­тор как мож­но скорее:

• Прин­цип «пере­по­лю­сов­ки» — меняй­те места­ми кабе­ли акку­му­ля­то­ра, и в гене­ра­то­ре вы орга­ни­зу­е­те необыч­ную яркую вспыш­ку, а так­же выхо­дя­щее из нее свет­лое обла­ко. При этом вы почув­ству­е­те неза­бы­ва­е­мое аку­сти­че­ское удо­воль­ствие, слу­шая щелч­ки и шипе­ние, а так­же уди­ви­тель­ный запах горя­щих про­во­дов, а глав­ное — куре­ние 1–3 гра­ду­сов, в зави­си­мо­сти от ваших амби­ций. Эта «фоку­си­ров­ка» частич­но подав­ля­ет диод­ный мост, ста­тор и регу­ля­тор, к сча­стью, зажи­га­ние авто­мо­би­ля име­ет шанс 1: 1000. Ком­би­на­ция устройств, бор­то­во­го ком­пью­те­ра, маг­ни­то­фо­на и дру­гих эле­мен­тов бор­то­вой сети может быть отклю­че­на «со сто­ро­ны». Досто­ин­ство — осво­е­но нович­ка­ми без дол­гих теорий;
• Прин­цип мой­ки — мой­те сило­вой агре­гат как мож­но чаще и чаще, исполь­зуя боль­шое коли­че­ство воды и пены, осо­бен­но на гене­ра­то­ре и стар­те­ре. Глав­ное, что поток воды обиль­но про­мы­ва­ет гене­ра­тор изнут­ри, кате­го­ри­че­ски запре­ща­ет­ся сушить, сра­зу запус­кать дви­га­тель, вклю­чать всех потре­би­те­лей энер­гии и наблю­дать за эффек­та­ми. Если нет, повто­ри­те про­це­ду­ру. Досто­ин­ство — сго­рев­ший «ген» будет чистым;
• ста­ро­мод­ный метод — глав­ное пра­ви­ло — вытя­ги­вать про­во­ло­ку из зажи­ма «+» для про­вер­ки нагруз­ки на рабо­та­ю­щий дви­га­тель! Веро­ят­ность выхо­да из строя всех типов реле 50:50, глав­ное — обес­пе­чить мно­же­ство искр для эффек­та, а так­же вклю­чить все, что пита­ет­ся от электричества;
• «Про­ле­тая» по лужам — мно­гие даже не осо­зна­ют, что при­ме­ня­ют этот прин­цип под дождем. Самое глав­ное — все­гда быть уве­рен­ным, что ваш авто­мо­биль несо­по­ста­вим с водо­не­про­ни­ца­е­мо­стью под­вод­ной лод­ки, чем глуб­же лужа — тем ярче эффект. Важ­но выбрать ско­рость, с кото­рой в мотор­ный отсек посту­па­ет боль­ше воды, глав­ное — выбро­сить все пла­сти­ко­вые крыш­ки и защит­ные кожу­хи! Основ­ным пре­иму­ще­ством явля­ет­ся то, что трюк мож­но повто­рить вез­де, где есть вода (даже ручьи и реки), не выхо­дя из машины;
• «Люби­тель музы­ки» — вам нуж­но уста­но­вить самое доро­гое радио, но жела­тель­но два, столь­ко же дина­ми­ков, несколь­ко десят­ков мини­мум, уси­ли­те­ли и несколь­ко саб­ву­фе­ров, вклю­чить люби­мую музы­ку на пол­ной гром­ко­сти, когда дви­га­тель рабо­та­ет, если дым не выхо­дит из-под капо­та, а воз­дух оста­ет­ся чистым, зна­чит что вы купи­ли слиш­ком деше­вое оборудование;
• «Ста­рая бата­рея» — метод тре­бу­ет неко­то­рых зна­ний физи­ки, хотя бы зако­на Ома. Мы берем самую ста­рую бата­рею, и чем она стар­ше, тем боль­ше веро­ят­ность, что это будет закры­тая бан­ка. Воз­мож­но, акку­му­ля­тор подаст при­зна­ки тяже­лой рабо­ты, он навер­ня­ка потре­бит огром­ное коли­че­ство энер­гии, но инжек­тор будет рабо­тать неста­биль­но, и вы може­те забыть о све­то­фо­ре. Глав­ное — боль­ше исполь­зо­вать ста­рую бата­рею — эффект не про­длит­ся долго.

Теоретические основы

Работа генератора переменного тока основана на явлении электромагнитной индукции. Если взять катушку с проводом и присоединить к ней гальванометр (чувствительный амперметр для фиксации малых значений силы тока), замкнув проводник, и поднести к ней магнит, в ней возникнет электрический ток, что и покажет гальванометр.   

При этом учитывайте, что ток возникает в тех случаях, когда магнит движется, причем, при его приближении ток идет в одну сторону, а при удалении – в другую, что и фиксирует стрелка гальванометра. Из этого можно сделать выводы об условиях, необходимых для возникновения электрического тока:

• требуется замкнутый проводник с большим количеством витков;
• он должен попасть в переменное магнитное поле, которое нарастает при приближении магнита и уменьшается при его удалении;
• ток, возникший при увеличении магнитного поля, будет противоположен току, возникающему при его уменьшении.

Чтобы обеспечить постоянное изменение магнитного поля, пронизывающего катушку с проводником, его можно просто вращать, добившись изменения направления тока, равного частоте вращения магнита, поскольку к ней будут поочередно приближаться то южный, то северный полюс магнита. Эта принципиальная система и лежит в основе устройства генератора переменного тока.

Генераторы на мото- и сельскохозяйственной технике

Трактор СХТЗ 15/30: 1 — магнето 2 — генератор постоянного тока с самовозбуждением (на тракторе не было аккумулятора) 3 — пусковая рукоятка («кривой стартер») 4 — свечи зажигания (видны только три, четвёртая за генератором)

Расположение генератора на мотоциклах BMW (вверху) и ИЖ-56 (внизу)

На тракторах и иной сельскохозяйственной технике, не имеющей аккумуляторных батарей, устанавливаются генераторы с возбуждением от постоянных магнитов. Так, на тракторе СХТЗ 15/30 (выпускался в 1930-е годы) устанавливался генератор постянного тока (двигатель запускался вручную, рукояткой); на тракторе ДТ-75 — генератор переменного тока (двигатель запускался бензиновым «пускачом»). Регуляторы напряжения также устанавливались, иначе без них при высоких оборотах двигателя перегорали бы лампы накаливания.

На мототехнике с батарейной системой зажигания устройство и принцип действия генераторов не отличается от автомобильных. На старых мотоциклах стояли 6-вольтовые генераторы постоянного тока, на новых — 12-вольтовые генераторы переменного тока.

На мототехнике, не имеющей аккумуляторных батарей (например, мотоциклы «Минск», «Восход»), устанавливаются генераторы переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов.

На мотоциклах с продольным расположением двигателя (мотоциклы «Урал», «Днепр» и др.) генератор находится снаружи на картере, вращение от коленвала через шестерёнчатую или ременную передачу.

На мотоциклах с поперечным расположением двигателя (например, мотоциклы «ИЖ») ротор генератора насажен на передний конец коленчатого вала (правый по ходу движения), генератор находится в совмещённом картере двигателя и коробки передач, закрыт крышкой. Обычно с деталями генератора объединены детали системы зажигания (контакты прерывателя или датчик момента искрообразования бесконтактной электронной системы зажигания)

Виды бензиновых генераторов

Все представленные на рынке модели отличаются по размеру, весу и другим характеристикам. Их классифицируют по нескольким основным критериям: принципу работы, типу запуска и количеству фаз. По первому критерию бензиновый генератор бывает:

1. Синхронным. Аппараты генерируют ток низкого качества, но устойчивы к перегрузкам. Генераторы быстро выходят из строя под воздействием влаги и мороза. Станции больше подходят для подключения строительных объектов или дачного оборудования
2. Асинхронные. Модели поддерживают напряжение с высоким уровнем точности. Они подвержены перегрузкам, но не портятся из-за негативных внешних условий. Бензиновые генераторы лучше использовать для обеспечения работы сложной техники: компьютеров, медицинского оборудования, сварочных аппаратов.

По типу управления аппараты делятся на 3 группы:

1. Ручные. Режим устанавливается на генераторы небольшой мощности. Запуск приборов осуществляется с помощью шнура. Для того чтобы начать работу, необходимо резко потянуть рукоятку до упора.
2. С электропуском. В этом режиме работают более мощные генератор. Для начала необходимо нажать кнопку зажигания прибора.
3. С автозапуском. Модели данного типа подключаются к общей сети и предназначены для контроля напряжения в ней.

Однофазный бензиновый генератор

Он предназначен для питания электрических приборов, работающих от сети в 220 В. Бесшумный бензиновый генератор подходит для дач, учебных и медицинских учреждений, работ на строительных площадках. Не все однофазные модели имеют низкую мощность. У некоторых приборов рассматриваемый показатель достигает 10 кВт. Такой мощности хватит, чтобы обеспечить электроэнергией небольшой загородный дом. Однофазные модели в бытовых целях применяют, чтобы подключить телевизор или холодильник, микроволновую печь или водонагреватель.

Трехфазный бензиновый генератор

Модели рассматриваемого типа редко используются в быту. Их основная сфера применения – производственная. Бензиновый трехфазный генератор с автозапуском подходит для обеспечения электричеством крупных строительных площадок или фермерских хозяйств. Для домашнего пользования модели приобретают только, если источники питания имеют три фазы.

Устройство автомобильного генератора

Автогенератор включает в себя несколько составляющих:

• Ротор.
• Статор.
• Блок щеток.
• Регулятор напряжения.
• Выпрямительный блок (диодный мост).

1 — задний подшипник; 2 — выпрямительный блок; 3 — контактные кольца; 4 — щетка; 5 — щеткодержатель; 6 — кожух; 7 — диод; 8 — втулка подшипника; 9 — винт; 10 — задняя крышка; 11 — крыльчатка; 12 — винт; 13 — ротор; 14 — обмотка ротора; 15 — передняя крышка; 16 — вал ротора; 17 — шайба; 18 — гайка; 19 — шкив; 20 — передний подшипник; 21 — обмотка ротора; 22 — статор.

Ротор

Ротором (от англ. rotation — вращение) называется подвижная часть автогенератора. Она представляет собой вал с расположенной на ней обмоткой возбуждения, находящейся между двумя полюсными половинками. Последние изготавливаются штамповкой, на каждой из них имеется шесть выступов в форме клюва, расположенных сверху обмотки. Эти половинки образуют систему полюсов и контактные кольца. Задача колец заключается в подаче электротока на обмотку через ее выводы.

Обмотка возбуждения предназначена для создания магнитного поля. Для решения этой задачи на нее должен быть подан слабый электроток. До запуска силового агрегата подачу тока для образования магнитного поля осуществляет АКБ. Когда ДВС заработает, и число оборотов достигнет нужной величины, подача тока на обмотку возбуждения будет производиться генератором

На роторе, кроме того, размещены:

• Приводной шкив.
• Подшипники качения.
• Охлаждающее устройство (вентилятор).

Ротор располагается внутри статора, зажатого между крышками корпусной части. Крышки снабжены посадочными местами, в которых помещаются роторные подшипники. Кроме того, в крышке, расположенной со стороны приводного шкива, имеются отверстия для вентиляции.

Схема вентиляции генераторов

Статор

Этот элемент, в отличие от вышеописанного, неподвижен (статичен), из-за чего и получил свое название. Его задача заключается в получении электротока переменной величины, возникающего под влиянием магнитного поля ротора. Статор состоит из обмоток и сердечника. Последний изготавливается из листовой стали и имеет пазы для укладки трех обмоток (по количеству фаз). Обмотки могут укладываться одним из двух способов: петлевым или волновым. Схема их соединения также может быть разной – в форме звезды или треугольника.

1 — сердечник; 2 — обмотка; 3 — пазовый клин; 4 — паз; 5 — вывод для соединения с выпрямителем.

При подключении по схеме «звезда» все обмотки соединяются вместе одним из концов в общей точке. Их вторые концы выполняют роль выводов. Схема «треугольник» предусматривает соединение обмоток по другому принципу: 1-я со 2-й, 2-я – с 3-ей, а 3-я, в свою очередь – с 1-й. В этом случае функцию выводов выполняют точки соединения. Наглядно обе схемы показаны на рисунке.

Схема «звезда» и «треугольник»

Блок щеток

Задача этой составляющей генератора заключается в передаче электричества на обмотку возбуждения. Конструктивно блок представляет собой корпус с расположенной в нем парой подпружиненных графитных щеток. Последние прижимаются с помощью пружин к контактным кольцам, но жестко с ними не скреплены.

Регулятор напряжения

Регулятор нужен для того, чтобы поддерживать величину напряжения на выходе в установленных пределах. Это необходимо, поскольку количество тока, как и его параметры, зависит от числа оборотов двигателя, а долговечность аккумулятора напрямую связана с подаваемой разностью потенциалов. Недостаточное напряжение приведет к «хроническому» недозаряду АКБ, а избыточное – к перезаряду. Как в первом, так и во втором случае срок службы батареи заметно снизится. Современные автомобили комплектуются электронными полупроводниковыми регуляторами.

Регулятор напряжения

Диодный мост (выпрямительный блок)

Задача этого элемента заключается в том, чтобы преобразовывать переменный ток, поступающий на него, в постоянный, необходимый для питания бортовой сети. Конструктивно он состоит из теплоотводящих пластин, в которые вмонтированы диоды в количестве 6 штук – по 2 на каждую статорную обмотку (на «+» и на «-») .

2.6. Особенности автогенераторов на транзисторах

Сходство характеристик транзисторов и ламп позволяет для автогенераторов на транзисторах использовать классификацию режимов, принципы построения и методы расчета, разработанные в теории ламповых автогенераторов. Однако, автогенераторы на транзисторах обладают рядом специфических особенностей, обусловленных свойствами транзисторов. Одна из них вызвана тем, что характеристики коллекторного тока транзистора — правые. Поэтому в автогенераторах необходимо подавать на базу начальное напряжение смещения, при котором величина крутизны характеристики коллекторного тока в точке покоя достаточна для самовозбуждения. Вторая особенность связана с тем, что крутизна характеристик транзисторов намного больше, чем у ламп, поэтому при одинаковой величине обратной связи К для выполнения условия самовозбуждения (2.3) требуются низкие значения эквивалентного сопротивления нагрузки, а при этом не удаётся реализовать достаточно высокие значения характеристического сопротивления r и добротности Q колебательного контура. Для их увеличения используют схему Клаппа, представляющую собой модификацию простой ёмкостной трёхточки, у которой в индуктивную ветвь контура включен конденсатор С₃ (рис.2.14).

Рис.2.14

Соответствующим выбором величины ёмкости С₃ можно уменьшить коэффициент включения р= , где r=X_L , и, тем самым, увеличить r и L так, чтобы значительно повысить добротность контура Q. Благодаря повышению добротности контура стабильность частоты автогенераторов, построенных по схеме Клаппа, больше, чем при использовании простой ёмкостной трехточки, которая обеспечивает наилучшую стабильность частоты, поскольку в этой схеме слабее всего сказывается изменение состава высших гармоник коллекторного тока (напряжение обратной связи здесь снимается с ёмкости — рис.2.6б).

Нестабильность частоты транзисторных автогенераторов определяется тем, что под воздействием дестабилизирующих факторов (изменения питающих напряжений, температуры и др.) изменяются как параметры контура, так и самого транзистора. Влияние дестабилизирующих факторов на параметры контуров транзисторных автогенераторов проявляется так же, как и в ламповых.

«Прикуривание»

Основная статья: Прикуривание

При «прикуривании» автомобильный генератор автомобиля-донора (особенно регулятор напряжения) может выйти из строя. Дело в том, что ток, потребляемый электрическим стартером намного больше, чем максимальный ток, на который рассчитан генератор.Например, стартер СТ-221 (ВАЗ-2101) имеет мощность 1,77 л. с., сила тока холостого хода 35 Ампер, в режиме полного торможения 500 А. Генератор Г-221 этого же автомобиля рассчитан на максимальный ток 42 А. Для безопасного «прикуривания» рекомендуется на автомобиле-доноре отсоединять минусовую клемму аккумуляторной батареи и/или останавливать двигатель внутреннего сгорания.

Заключение

Даже самое общее представление об устройстве и принципах работы автомобильного генератора может помочь избежать неисправностей электрооборудования. Генератор начинает работать после запуска двигателя и выполняет функции основного источника тока в автомобиле. В процессе эксплуатации автомобиля необходимо тщательно следить за натяжением приводного ремня, которое влияет на положение генератора. На ряде современных автомобилей агрегат закреплен прочно, и изношенный клиновый или поликлиновый ремень необходимо сразу менять. Поддержание генератора в исправном состоянии позволит избежать крупных трат на капитальный ремонт авто.

Электрическая машина, служащая для преобразования механической энергии в электрический ток, называется автомобильным генератором. Функция генератора, которую он выполняет в автомобиле – это зарядка батареи аккумулятора и питание электрического оборудования при двигателе, находящемся в рабочем состоянии. В качестве автомобильного генератора служит генератор переменного тока.