Статията описва подробна структура и диаграма на автомобилен генератор, както и неговия принцип на работа. Дадена е диаграма на връзките на генераторната система VAZ 2110 и 2106.
Електрическа машина, която преобразува механичната енергия в електрически ток, се нарича автомобилен генератор. Функцията на генератора в автомобил е да зарежда батерията и да захранва електрическото оборудване при работещ двигател. Алтернатор служи като генератор на превозно средство.
Генераторът се намира в двигателя, най -често в предната му част, задвижван от коляновия вал. При хибридни превозни средства алтернаторът върши работата на стартер-алтернатор, а подобна подредба се използва в някои други системи стоп-старт. Denso, Delphe и Bosch в момента са най -добрите генератори в света.
Има два вида автомобилни алтернатори: компактни и традиционни. Разликите, които характеризират тези типове, се състоят в разликата в разположението на вентилатора, различават се в дизайна на корпуса, токоизправителния блок и задвижващата ролка и геометричните размери. Общите параметри, открити в двата типа автомобилни генератори, са:
- Ротор;
- Статор;
- Кадър;
- Волтажен регулатор;
- Токоизправител;
- Монтаж на четка.
Схема на автомобилен генератор VAZ 2106:
| 1 - затягаща втулка | 14 - заключение "67" |
| 2 - втулка | 15 - неутрален кабелен щепсел |
| 3 - буферна втулка | 16 - монтажен щифт на генератора |
| 4 - заден капак | 17 - работно колело на вентилатора |
| 5 - винт за фиксиране на токоизправителния блок | 18 - ролка |
| 6 - токоизправител | 19 - чинии |
| 7 - вентил (диод) | 20 - пръстен |
| 8 - заден лагер | 21 - преден лагер |
| 9 - плъзгащи пръстени | 22 - намотка на ротора |
| 10 - вал на ротора | 23 - ротор |
| 11 - четки | 24 - намотка на статора |
| 12 - заключение "30" | 25 - статор |
| 13 - държач за четки | 26 - преден капак |
Схема на автомобилен генератор ВАЗ 2110:
| 1 - корпус | 17 - ролка |
| 2 - изход "B +" за свързване на потребители | 18 - гайка |
| 3 - кондензатор за потискане на смущенията 2.2 μF | 19 - вал на ротора |
| 4 - общ изход на допълнителни диоди (свързан към изхода "D +" на регулатора на напрежението) | 20 - преден лагер на вала на ротора |
| 5 - държач на положителни диоди на токоизправителния блок | 21 - клюновидни стълбове на ротора |
| 6 - държач на отрицателни диоди на токоизправителния блок | 22 - намотка на ротора |
| 7 - заключения на намотката на статора | 23 - втулка |
| 8 - регулатор на напрежението | 24 - затягащ винт |
| 9 - държач за четки | 25 - заден роторен лагер |
| 10 - заден капак | 26 - лагерна втулка |
| 11 - преден капак | 27 - плъзгащи пръстени |
| 12 - ядро на статора | 28 - отрицателен диод |
| 13 - намотка на статора | 29 - положителен диод |
| 14 - пръстен за разстояние | 30 - допълнителен диод |
| 15 - шайба | 31 - клема "D" (общ изход на допълнителни диоди) |
| 16 - конична шайба |
Схема на свързване на генераторната система:
1 - генератор; 2 - отрицателен диод; 3 - допълнителен диод; 4 - положителен диод; 5 - контролна лампа за разреждане на батерията; 6 - комбинация от инструменти; 7 - волтметър; 8 - монтажен блок; 9 - допълнителни резистори от 100 Ohm, 2 W; 10 - реле за запалване; 11 - ключ за запалване; 12 - акумулаторна батерия; 13 - кондензатор; 14 - намотка на ротора; 15 - регулатор на напрежението
Основната задача на ротора - създайте въртящо се магнитно поле, за тази цел намотката за възбуждане е разположена върху вала на ротора. Той се побира в две половинни половини, всяка половина на полюса има шест издатини - те се наричат човки. На вала има и плъзгащи пръстени, има два от тях и чрез тях се захранва възбуждащата намотка. Пръстените най -често са изработени от мед; стоманени или месингови пръстени са доста редки. Кабелите на намотката за възбуждане се запояват директно към пръстените.Едно или две колела на вентилатора се поставят върху вала на ротора (броят им зависи от конструкцията) и задвижваната задвижваща ролка е фиксирана. Два лагерни лагера, които не се нуждаят от поддръжка, образуват роторния лагер. Отстрани на плъзгащите пръстени може да се постави и ролков лагер на вала.
Статорът е необходим за създаване на променлив електрически ток, комбинира метална сърцевина и намотки, сърцевината е изградена от плочи, те са изработени от стомана. Той има 36 слота за навиване на намотки, намотките са положени в тези слотове, има три от тях, те образуват трифазна връзка. Има два начина за полагане на намотките в жлебовете - вълновия метод и този с цикъл. Намотките са свързани помежду си според схемите "звезда" и "триъгълник".
Какви са тези схеми?
- "Звезда" - някои краища на намотките са свързани в една точка, а другите краища са проводници;
- "Триъгълник" - кръгова връзка на краищата на намотките в последователност, изводите идват от точките на свързване.
Повечето от конструктивните елементи на генератора са разположени в корпуса. Състои се от две корици - отпред и отзад. Предната част е разположена отстрани на задвижващата ролка, задната е разположена отстрани на плъзгащите пръстени. Капаците са закрепени заедно. Производството на капаци най -често се практикува от алуминиева сплав. Той е немагнитен, лек и може лесно да разсейва топлината. На повърхността на капаците има вентилационни прозорци и две или една фиксиращи лапи. В зависимост от броя на краката, монтажът на генератора се нарича еднокрак или двукрак.
Четковият възел служи за осигуряване на предаването на тока на възбуждане към контактните пръстени. Състои се от две графитни четки, пружини, които ги притискат, и държач за четки. В генераторите на съвременни машини държачът на четката е разположен с регулатор на напрежението в един неразделен блок.
Изправителният блок изпълнява функцията на преобразуване на синусоидалното напрежение, което се генерира от генератора, в DC напрежение на бордовата мрежа на автомобила. Това са плочи, които действат като радиатори с монтирани диоди. Блокът съдържа шест полупроводникови диода за мощност, за всяка фаза има два диода, един за "положителния", а другият за "отрицателния" изход на генератора.
На много генератори, намотката на полето е свързана чрез отделна група, която се състои от два диода. Тези токоизправители предотвратяват преминаването на разрядния ток на акумулатора през намотката, когато двигателят не работи. Когато намотките са свързани съгласно принципа "звезда", към нулевия терминал са инсталирани два допълнителни диода за захранване, което позволява увеличаването на мощността на генератора с до 15 процента. Изправителният блок се изключва в генераторната верига на специални места за монтаж чрез запояване, заваряване или болтове.
Волтажен регулатор - целта му е да поддържа напрежението на генератора в определени граници. Понастоящем генераторите са оборудвани с полупроводникови електронни (или интегрални) регулатори на напрежението.
Конструкции на регулатори на напрежение:
- хибриден дизайн - използването на радиоелементи и електронни устройства в електронна схема заедно;
- интегрален дизайн - всички компоненти на регулатора (с изключение на изходния етап) са направени с помощта на тънкослойна микроелектронна технология.
Стабилизирането на напрежението, което е необходимо при промяна на скоростта на въртене на товара и коляновия вал на двигателя, се извършва автоматично чрез въздействие върху тока в намотката на полето. Регулаторът контролира честотата на токовите импулси и продължителността на импулсите.
Регулаторът на напрежението променя подаденото напрежение за зареждане на акумулаторната батерия чрез температурната компенсация на напрежението (в зависимост от температурата на въздуха). Колкото по -висока е температурата на въздуха, толкова по -малко напрежение отива към батерията.
Генераторът се задвижва от ремъчно предаване; той върти ротора със скорост, която е два до три пъти по -висока от скоростта на коляновия вал. В различни конструкции на генератора може да се използва поликлинов или клиновиден колан:
- Клиновиден колан има предпоставки за бързо износване (това зависи от специфичния диаметър на ролката), тъй като областта на приложение на клиновия ремък е ограничена от размерите на задвижваната ролка.
- V-оребрен колан той се счита за по -универсален, приложим за малки диаметри на задвижваната ролка, с негова помощ се реализира по -голямо предавателно отношение. Съвременните модели генератори имат поликлинов колан в дизайна си.
Има генератор, наречен индуктор, тоест безчетков. Той има ротор, състоящ се от набор от компресирани тънки пластини, изработени от трансформаторно желязо, така наречения мек магнитен пасивен феромасов ротор. Пренавиването на възбуждане се поставя върху статора. Чрез промяна на магнитната проводимост на въздушната междина между статора и ротора се получава електродвижеща сила в такъв генератор.
Как работи автомобилен генератор
Когато ключът се завърти в ключалката за запалване, токът тече към полето, навиващо се през четковия възел и плъзгащите пръстени. В намотката се индуцира магнитно поле. Роторът на генератора започва да се движи с въртенето на коляновия вал. Намотките на статора се проникват от магнитното поле на ротора. На клемите на намотките на статора възниква променливо напрежение. Когато се достигне определена скорост, намотката за възбуждане се захранва директно от генератора, тоест генераторът преминава в режим на самовъзбуждане.
Променливотоковото напрежение се преобразува в DC от токоизправителя. В това състояние генераторът се занимава с осигуряване на необходимия ток за зареждане на захранването на потребителите и батерията.
Регулаторът на напрежението се включва, когато товарът и скоростта на коляновия вал се променят. Той се занимава с регулиране на времето за включване на намотката за възбуждане. Времето за включване на намотката на полето намалява с намаляване на външното натоварване и увеличаване на скоростта на генератора. Времето се увеличава с увеличаване на натоварването и намаляване на скоростта. Когато консумираният ток надвишава възможностите на генератора, акумулаторната батерия се включва. На таблото за управление има предупредителна лампа, която следи работното състояние на генератора.
Основните параметри на генератора:
- Номинално напрежение;
- номинална честота на възбуждане;
- номинален ток;
- честота на самовъзбуждане;
- Ефективност (коефициент на изпълнение).
Номиналното напрежение е 12 или 24 V, стойността на напрежението зависи от конструкцията на електрическата система. Номиналният ток е максималният ток на откат при номиналната скорост (той е 6 000 об / мин).
Характеристика на скоростта на тока Това е зависимостта на силата на тока от честотата на въртене на генератора.
В допълнение към номиналните стойности характеристиката на текущата скорост има и други точки:
- минимален ток и минимална работна скорост (40-50% от номиналния ток е минималният ток);
- максимален ток и максимална скорост (не повече от 10% от максималния ток надвишава номиналния).
