Как работает автомобильный генератор? Как его проверить? Какие неисправности случаются?
02.06.2021
7573
Как работает генератор?
Принцип работы автомобильных генераторов одинаковый и основан на электромагнитной индукции. Электрический ток возникает в замкнутой рамке при пересечении ее вращающимся магнитным полем. Таким образом, для работы генератора необходимо, чтобы в нем вращалось магнитное поле.
Собственное, вращающееся магнитное поле создается ротором. Сразу отметим, что в автомобильном генераторе нет постоянных магнитов. Т.е. постоянного магнитного поля в генераторе просто нет. Однако магнитное поле появляется на обмотке ротора после подачи на него тока. Обмотка ротора правильно называется «обмоткой возбуждения». Она создает магнитное поле при повороте ключа зажигания. Далее после запуска двигателя ротор начинает вращаться. Ток вырабатывается в трех отдельных обмотках статора. Этим же током далее питается обмотка возбуждения, т. е. потребление тока от АКБ прекращается.
На нашем YouTube-канале вы можете посмотреть видеообзор про автомобильные генераторы.
Выбрать и купить генератор для интересующей вас модели автомобиля вы можете в нашем каталоге б/у запчастей.
Снятый с обмоток статора переменный ток стабилизируется в устройстве, называемом «выпрямитель», также известном как диодный мост. Благодаря ему выходной ток генератора – постоянный и выпрямленный. В нем присутствует шесть силовых диодов. Половина диодов соединена с силовым плюсом генератора, половина – с его «массой», т.е. корпусом. Также в выпрямителе могут присутствовать слаботочные диоды, через которые подключена обмотка возбуждения. Диоды – это полупроводники, которые пропускают ток только в одном направлении.
Также в генераторе есть реле-регулятор напряжения. На контакты реле с диодов приходит снятое со статора силовое напряжение. Если его недостаточно, т.е. напряжение меньше 14 Вольт, реле увеличивает напряжение на обмотке возбуждения. При усилении магнитного поля увеличивается силовое напряжение. Необходимая величина – 14-14,5 Вольт.
Здесь же добавим, что магнитное поле увеличивает усилие, с которым вращается ротор. Эта нагрузка через приводной ремень передается на коленвал. Таким образом, включение электрических потребителей и, главным образом, их общая мощность, непосредственно влияют на расход топлива.
Именно благодаря регулированию тока в обмотке ротора производительность генератора не зависит от скорости вращения ротора и силы тока нагрузки. Разумеется, до определенных пределов, ограниченных общей мощностью генератора. Сам по себе регулятор напряжения – чисто электронное устройство.
Ток возбуждения подается по подпружиненным графитовым щеткам, контактирующим с контактными кольцами на роторе.
На более современных автомобилях применяется бесщеточные индукторные генераторы. В них применяется отдельная неподвижная обмотка возбуждения с намагниченным магнитопроводом. Ротор представляет собой звезду с 6-ю лучами, а статор не 3-х, а 5-фазный. Такие генераторы самовозбуждаются, т.е. могут работать без АКБ.
Обгонная муфта генератора
Мощные генераторы оснащаются шкивом с обгонной муфтой. В данном случае она служит демпфером, который гасит инерции коленвала и самого ротора генератора, не позволяет тяжелому и нагруженному ротору генератора ударять и подгонять ремень навесного оборудования при снижении его скорости движения. Т.е. если скорость ремня падает или ремень останавливается при глушении двигателя, то ротор генератора может свободно продолжать вращаться. При неисправности обгонной муфты, т.е. ее заклинивании, во время работы двигателя можно увидеть сильную вибрацию приводного ремня возле муфты. А при остановке двигателя раздается скрип ремня – это вращающийся по инерции ротор генератора прокручивает заклинившую муфту относительно ремня.
Подключение генератора. Самые распространенные выводы и клеммы.
К проводке автомобиля генератор подключается не только силовым проводом и контактом с «массой». Силовой выход – клемма 30 – помечен буквой «B» (батарея). Отдельный минусовой контакт – клемма 31 – на генераторе обозначается буквами E, B-, GRD.
У генератора обязательно есть выход на контрольную (индикаторную) лампу. Через этот же выход подается небольшое напряжение для намагничивания ротора. Такой контакт помечен буквой «L» (лампа). Горящая лампа указывает на отсутствие зарядки. Кстати, лампочка тухнет при выравнивании потенциалов, т.е. когда на контакте L появится «плюс». Это происходит в тот момент, когда генератор начинает вырабатывать ток.
Также контрольная лампа может подключаться через контакт «D+». Нюанс в том, что в этом случае по этому же контакту питается регулятор напряжения. По контакту «S» (сенсор) измеряется напряжение для контроля.
На генераторах дизельных двигателей нередко присутствует контакт «W». Это выход с одной из обмоток статора, по которому подключается тахометр.
По контакту «FR» или «DFM» регулятор напряжения соединяется с ЭБУ для контроля нагрузки на генератор. Если нагрузка высока, то электроника повышает обороты холостого хода или отключает некоторые потребители.
На генераторе может присутствовать контакт «D» c очень разным функционалом. «D» может обозначать и Digital, и Drive. Например, по нему можете передаваться цифровой сигнал, как на автомобилях Ford. На генераторах японских автомобилей по этому контакту подается ток для управления регулятором напряжения. Также это может быть просто пустой контакт.
Почему генератор выходит из строя?
Поломки генераторов можно разделить на механические и электрические.
По механике – это нарушение вращения ротора из-за износа или разрушения подшипников. Подклинивающий генератор может привести к обрыву ремня навесного оборудования. Также может возникнуть люфт подшипников.
Графитовые щетки постоянно изнашиваются из-за трения с контактными кольцами на роторе. Правда, они сделаны с запасом и служат сотни тысяч км и огромное количество моточасов. Предельная длина щеток – 5 мм.
Если контакт щеток с кольцами ротора пропадает, то генератор перестает функционировать. Обмотка возбуждения не намагничивается, ток не возникает.
Диоды в выпрямителе выходят из строя из-за нагревов, вызванных перегрузками. Тут можно сказать, что есть генераторы с некорректно подобранными диодами, которые просто не служат достаточно долго. И в целом силовые диоды рассчитаны на номинальный ток с минимальным запасом.
Также отметим, что диодный мост может выйти из строя на вашем автомобиле при неправильном прикуривании. Дело в том, что из-за высокого потребления тока стартером и севшим АКБ другой машины диоды в вашем генераторе просто пробивает током. Правильно прикуривать другой автомобиль так: подсоединяетесь к его АКБ, несколько минут с заведенным двигателем подзаряжаете его, затем глушите свой двигатель, даже вынимаете ключи из замка зажигания. И только после этого позволяете пациенту завестись.
Если неисправность возникает в реле-регуляторе, то генератор не выдает достаточного напряжения. В этом случае опять же пропадает зарядка. Кроме того, реле-регулятор может стать причиной утечки тока. Для некоторых генераторов есть рекомендация менять реле-регуляторов через определенные пробеги.
Также зарядка может пропасть или отсутствовать при нагрузке в случае межвиткового замыкания.
Проверка снятого генератора без машины
Снятый и неразобранный генератор можно проверить при помощи таких вспомогательных вещей, как заряженный АКБ и некое устройство, с помощью которого можно раскрутить ротор генератора (шуруповерт или дрель с подходящей головкой). Также нужно правильно подключить индикаторы – лампы. Одна лампа грубо покажет наличие зарядки, другая покажет работоспособность реле-регулятора.
Более точные и точечные проверки проводятся на разобранном и заведомо неисправном генераторе для поиска конкретного неисправного узла.
Генератор на автомобиле проверяется с помощью мультиметра. Для начала необходимо замерить напряжение на самой АКБ. В идеале напряжение должно быть порядка 12,5 Вольт. После запуска двигателя напряжение на АКБ должно составлять не менее 13,8 Вольт и не более 14,5 Вольт.
Есть старый дедовский метод со скидыванием клеммы АКБ во время работы двигателя. Типа если двигатель не заглохнет, то генератор бодрячком. На сегодняшний день таким образом нельзя проверять работу генератора скидыванием клеммы с АКБ на работающем авто. Если так сделаете, то через пару недель пройдет пробой одного из диодов.
Отдельного упоминания заслуживают генераторы с подключением P-D (терминалом P-D, «импульс-управление»). Они не имеют регулятора напряжения. Регулятор находится в ЭБУ. Оттуда же подается напряжение для обмотки возбуждения. Таким образом, их нельзя проверить методом с подключением индикаторной лампы и подачи возбуждения через нее. Ее просто подключить некуда, а возбуждение подается через силовой контакт. Такие генераторы проверяются на специальном стенде или при помощи самодельного реле-регулятора, способного подать импульс на обмотку ротора.
Вернуться к списку новостей
02.06.20217573
Автомобильный генератор – все, что нужно знать водителю
Автомоби́льный генера́тор — это электрическое устройство, обеспечивающее преобразование механической энергии вращения коленчатого вала двигателя автомобиля в электрическую энергию.
Генератор – один из ключевых элементов технической начинки современного автомобиля, от исправности и четкости работы которого напрямую зависит сама возможность движения машины. Владельцу авто для лучшего понимания многих аспектов эксплуатации транспортного средства важно понимать особенности конструкции и принцип работы автогенератора, его возможные неисправности. Это все для того, чтобы не остаться без машины в самый неподходящий момент.
Автомобильный генератор используется для питания практически всех электропотребителей, таких как система зажигания, автомобильная светотехника, бортовой компьютер, система диагностики и другие, а также для заряда автомобильного аккумулятора.
Таким образом, основными функциями автомобильного генератора являются:
• подзарядка аккумулятора;
• питание электрооборудования, установленного в автомобиле.
К автомобильным генераторам автопроизводители предъявляют высокие требования по надёжности, так как генератор обеспечивает бесперебойную работу большинства компонентов современного автомобиля.
Конструктивно генератор располагается, как правило, в передней части двигателя и приводится в действие от коленчатого вала. На современных гибридных автомобилях генератор выполняет также функции стартера (стартер-генератор). Аналогичная схема используется в некоторых конструкциях системы стоп-старт.
Устройство генератора
Автомобильный генератор конструктивно состоит из довольно большого числа различных деталей, которые разделены на отдельные блоки:
• ротор
• статор
• щеточный узел
• выпрямительный блок
• регулятор напряжения.
Все элементы помещены в корпус.
Ротор (вращающаяся часть генератора) создает магнитное поле. На валу ротора расположены два контактных кольца, через которые осуществляется питание обмотки возбуждения. Кольца, как правило, медные, реже стальные или латунные. Выводы обмотки возбуждения припаяны непосредственно к самим кольцам.
В зависимости от конструкции генератора на валу ротора размещается одна или две крыльчатки вентилятора, а также закрепляется ведомый приводной шкив. Подшипниковый узел ротора состоит из двух шариковых необслуживаемых подшипников. На валу со стороны контактных колец также может быть установлен роликовый подшипник.
Статор (неподвижная часть) служит для создания переменного электрического тока. Конструктивно он объединяет металлический сердечник и обмотки.
Щеточный узел обеспечивает передачу тока возбуждения на контактные кольца. Узел состоит из двух графитных щеток, пружины их прижимающие и щеткодержатель. На многих современных генераторах щеткодержатель объединен с регулятором напряжения в единый неразборный узел.
Выпрямительный блок служит для преобразования переменного напряжения, вырабатываемого генератором, в напряжение постоянного тока бортовой сети авто.
Регулятор напряжения предназначен для поддержания напряжения генератора в определенных пределах.
В корпусе размещается большинство конструктивных элементов генератора. Корпус представляет собой две крышки – переднюю (со стороны приводного шкива) и заднюю (со стороны контактных колец). Крышки стянуты между собой с помощью болтов. В основном крышки изготавливаются из алюминиевого сплава – легкого, немагнитного и легко рассеивающего тепло. На поверхности крышек выполнены вентиляционные окна, а также две или одна (в зависимости от способа крепления генератора) крепежные лапы.
Привод генератора осуществляется через ременную передачу и обеспечивает вращение ротора со скоростью в 2-3 раза превышающую частоту вращения коленчатого вала. В зависимости от конструкции генератора в передаче используется клиновый либо поликлиновый ремень.
Поликлиновый ремень более универсальный, он применяется при небольших диаметрах ведомого шкива, и с его помощью может быть реализовано большее передаточное число. На современных моделях генераторов привод осуществляется поликлиновым ремнем. Благодаря большей гибкости он позволяет устанавливать на генераторе шкив малого диаметра. Привод генератора может осуществляться как отдельно, так и одним ремнем вместе с насосом охлаждающей жидкости (помпой). Натяжение ремня регулируется либо отклонением корпуса генератора, либо (в случае применения поликлинового ремня) натяжными роликами при неподвижном генераторе.
На автомобилях может устанавливаться и индукторный (бесщеточный) генератор.
Различают два типа конструкций автомобильных генераторов – традиционную и компактную. Помимо геометрических размеров, данные конструкции имеют отличия в компоновке вентилятора, устройстве корпуса, приводного шкива, выпрямительного узла.
Генератор с традиционной компоновкой оснащен вентилятором у приводного шкива, в компактной компоновке — с двумя вентиляторами внутри самого генератора. Поскольку компактные генераторы имеют привод с более высоким передаточным отношением, их второе называние — высокоскоростные генераторы.
Как работает генератор
Когда водитель проворачивает ключ в замке зажигания, ток от аккумулятора через щеточный узел и контактные кольца поступает на обмотку возбуждения. В обмотке наводится магнитное поле. С вращением коленчатого вала двигателя также начинает вращаться ротор генератора. Магнитное поле ротора пронизывает обмотки статора, на выводах которых возникает переменное напряжение. При достижении определенной частоты вращения генератор переходит в режим самовозбуждения, т.е. обмотка возбуждения запитывается непосредственно от самого генератора.
Выпрямительный блок преобразует переменное напряжение в напряжение постоянного тока. В таком состоянии генератор обеспечивает требуемый ток для зарядки аккумуляторной батареи и питания потребителей. При изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя и нагрузки в работу включается регулятор напряжения. Он регулирует время включения обмотки возбуждения. При возрастании частоты вращения генератора и уменьшении внешней нагрузки время включения обмотки возбуждения уменьшается, наоборот, при уменьшении частоты вращения и увеличения нагрузки – увеличивается.
В том случае, когда ток потребления больше чем возможности генератора, в работу включается аккумуляторная батарея.
Принцип работы автомобильного генератора
По характеру своей работы автогенератор напоминает обыкновенный электродвигатель, однако принцип его действия диаметрально противоположен: если обычный мотор преобразует энергию в механическое движение, то генератор, получая вращающий импульс от двигателя автомобиля, преобразует его в электроэнергию.
Принцип работы генератора автомобиля примерно следующий. После поворота ключа в замке зажигания на обмотку ротора поступает напряжение, оно проходит через контактные кольца и блок щеток. В результате, вокруг обмотки возникает магнитное поле. Данное поле постоянно вращается вместе с ротором двигателя, при этом взаимодействуя со статорными обмотками. На статорных обмотка появляется ток, который подается на диодный мост. На выходе диодного моста ток уже имеет стабильную величину. Далее ток подается на регулятор напряжения, после чего он используется для питания потребителей и аккумуляторной батареи.
Oт иcпpaвнoй и бecпepeбoйнoй paбoты гeнepaтopa напрямую зaвиcят такие ĸoмпoнeнты и yзлы aвтoмoбиля:
— аккумуляторная батарея и ее зарядĸа;
— системa зажигания двигaтeля,
— головноe и внутреннеe освещениe aвтo;
— стабильная paбoтa различных ĸoнтpoллepoв, датчиков, a тaĸжe вceвoзмoжныx yĸaзaтeлeй и индиĸaтopoв;
— нормальная paбoтa и иcпpaвнocть бортoвoгo компьютера;
— paбoтa вcex электрустройств (аудиосистемы, кондиционера, электроприводoв, электроусилителя руля и т. д.).
Напряжение бортовой электросети автомобиля при работающем генераторе и исправном регуляторе напряжения поддерживается на уровне 13,9 — 14,5 В. Это напряжение необходимо для обеспечения прохождения тока заряда через аккумуляторную батарею.
B coвpeмeнныx гeнepaтopax выpaбaтывaeтcя пepeмeнный тoĸ, ĸoтopый пocpeдcтвoм cпeциaльныx элeĸтpичecĸиx и элeĸтpoнныx cxeм и пpибopoв тpaнcфopмиpyeтcя в пocтoянный, в зaвиcимocти oт нaпpяжeниe бopтoвoй ceти:
— 6 вoльт (мoтoциĸлы),
— 12 вoльт (бoльшинcтвo лeгĸoвыx aвтoмoбилeй c бeнзинoвыми мoтopaми, дизeльныe aвтoмoбили),
— 24 вoльтa (номинально 28,4 Вольта) (дизeльныe aвтoмoбили, a тaĸжe гpyзoвиĸи, aвтoбycы и дpyгaя тяжeлaя тexниĸa),
— 47 вoльт (нeĸoтopыe coвpeмeнныe мoдeли aвтoмoбилeй люĸc-ceгмeнтa миpoвoгo aвтoпpoмa).
Применение генераторов переменного тока позволяет существенно уменьшить габаритные размеры и вес генератора, повысить его надёжность, сохранив или даже увеличив его мощность по сравнению с генераторами постоянного тока.
Возможна ли замена генератора одной марки на другой?
Такое действие вполне возможно, но:
• энергетические характеристики заменяющего генератора должны быть не ниже, чем у заменяемого;
• передаточное число от двигателя к генератору должно быть одинаково;
• габаритные и крепежные размеры заменяющего генератора позволяют установить его на двигатель. Большинство генераторов зарубежного производства имеют однолапное крепление, а отечественные крепятся за две лапы, поэтому замена “иномарочного” генератора отечественным потребует замены кронштейна;
• электрические схемы генераторных установок аналогичны.
Неисправности генератора
Все неисправности генератора условно можно разделить на две группы — механические и электрические. К первым относится разрушение корпуса устройства, поломка креплений, подшипников, прижимных пружинок щёток, обгонной муфты или шкива и других деталей, а ко вторым — обрывы и замыкания обмотки, поломка диодного моста и реле-регулятора, износ угольных щёток.
Неисправности генератора могут проявляться по-разному, однако в большинстве случаев они не приходят внезапно. При должной наблюдательности у водителя транспортного средства есть время, чтобы заметить надвигающуюся поломку и минимизировать неприятности. Итак, основные признаки проблем с генератором:
1. Сложности при пуске мотора
Один из основных признаков поломки генератора — неуверенный пуск двигателя автомобиля. Когда генератор перестаёт работать правильно, аккумулятор недополучает заряд и лишается способности нормально прокручивать стартер. Разряженный аккумулятор — это в большинстве случаев прямое следствие поломки генератора.
2. Тусклый или мерцающий свет фар
Следующий симптом можно наблюдать в тёмное время суток. Фары автомобиля начинают светиться тускло, либо изменяют степень яркости в зависимости от оборотов двигателя и нагрузки на электрическую систему. Также неполадки можно заметить по подсветке приборной панели и приборам освещения салона — все они точно так же меняют яркость.
3. Горит пиктограмма на приборной панели
Горящая или мерцающая пиктограмма в виде аккумулятора на приборной панели говорит о том, что у вашей машины серьёзные проблемы — аккумулятор не заряжается подобающим образом. Как правило, с горящей пиктограммой авто сможет ехать ровно до тех пор, пока батарея не разрядится полностью и не перестанет давать искру на свечах зажигания.
4. Свистит приводной ремень
Нередко из-под капота непрогретого автомобиля слышится неприятный свист. Он возникает в случае если приводной ремень, приводящий в движение ротор генератора, натянут слабо. На многих современных автомобилей этот же ремень приводит в действие и другие устройства (насос гидроусилителя руля и компрессор кондиционера), и натягивается автоматически. На более простых моделях автонатяжитель не предусмотрен конструкцией — со временем ремень растягивается и требует ручной регулировки натяжения.
5. Ремень перегревается или разрушается
Характерный дымок и неприятный запах, исходящий от приводного ремня, или отслоение от него дорожек и кусков резины — признак подклинивания какого-то навесного агрегата (в том числе генератора), либо обводных роликов. На некоторых моделях обрыв приводного ремня не просто приводит к отключению генератора, но также может быть причиной намного более серьёзных бед. Если ремень перегревается или самопроизвольно разрушается, обязательно проверьте шкив генератора — он должен вращаться легко и не перекашиваться под нагрузкой.
6. Звенящий или шуршащий звук из-под капота
Внутри генератора установлены подшипники качения. Эти детали испытывают очень высокие нагрузки и работают в условиях повышенных температур. По прошествии некоторого времени они сильно изнашиваются и теряют смазку, что приводит к появлению шума, перекосу и подклиниванию ротора, либо к полному разрушению подшипников. Ещё одной причиной шума может быть изношенная обгонная или демпферная муфта. Она может деформироваться и перестать выполнять свою функцию.
7. Электрический гул
Несколько иным становится характер посторонних звуков в случае замыкания обмотки статора. Проявляется он характерным электрическим воем, подобным тому, который исходит от электродвигателей общественного транспорта — троллейбусов, трамваев или электричек.
Генератор автомобиля, ĸaĸ и любoй дpyгoй мexaничecĸий и/или элeĸтpичecĸий yзeл aвтoмoбиля, нyждaeтcя в cиcтeмaтичecĸoм oбcлyживaнии, диaгнocтиĸe и peмoнтe. Поэтому очень желательно хотя бы раз в 100 тысяч километров пробега проводить дефектовку и ремонт генератора со снятием его с автомобиля.
Будьте внимательны к своему автомобилю и удачи вам в пути!
Что такое осциллятор? | Определение из TechTarget
К
- Участник TechTarget
Осциллятор — это механическое или электронное устройство, работающее на принципах колебаний: периодическое колебание между двумя вещами, основанное на изменении энергии. Компьютеры, часы, радиоприемники и металлодетекторы входят в число многих устройств, в которых используются генераторы.
Часовой маятник представляет собой простой тип механического осциллятора. Самые точные часы в мире, атомные часы, отсчитывают время в соответствии с колебаниями внутри атомов. Электронные генераторы используются для генерации сигналов в компьютерах, беспроводных приемниках и передатчиках, а также в оборудовании звуковой частоты, особенно в музыкальных синтезаторах. Существует много типов электронных генераторов, но все они работают по одному и тому же основному принципу: в генераторе всегда используется чувствительный усилитель, выходной сигнал которого возвращается на вход в фазе. Таким образом, сигнал регенерирует и поддерживает сам себя. Это известно как положительная обратная связь. Это тот же самый процесс, который иногда вызывает нежелательный «вой» в системах громкой связи.
Как работают осцилляторыЧастота, на которой работает генератор, обычно определяется кристаллом кварца. Когда к такому кристаллу прикладывается постоянный ток, он вибрирует с частотой, зависящей от его толщины и от того, каким образом он вырезан из исходной минеральной породы. В некоторых генераторах для определения частоты используются комбинации катушек индуктивности, резисторов и/или конденсаторов. Однако наилучшая стабильность (постоянство частоты) достигается в генераторах, в которых используются кристаллы кварца.
В компьютере специальный генератор, называемый часами, служит своего рода кардиостимулятором для микропроцессора. Тактовая частота (или тактовая частота) обычно указывается в мегагерцах (МГц) и является важным фактором, определяющим скорость, с которой компьютер может выполнять инструкции.
Последнее обновление: декабрь 2021 г.
Продолжить чтение об осцилляторе- Некоторую интересную информацию о музыкальных синтезаторах можно найти в Музее виртуальных синтезаторов
- How Stuff Works объясняет осцилляторы.
распознавание голоса
Распознавание голоса или говорящего — это способность машины или программы принимать и интерпретировать диктовку или понимать и выполнять голосовые команды.
Сеть
- система управления сетью
Система управления сетью, или NMS, представляет собой приложение или набор приложений, которые позволяют сетевым инженерам управлять сетевыми …
- хост (в вычислениях)
Хост — это компьютер или другое устройство, которое взаимодействует с другими хостами в сети.
- Сеть как услуга (NaaS)
Сеть как услуга, или NaaS, представляет собой бизнес-модель для предоставления корпоративных услуг глобальной сети практически на основе подписки.
Безопасность
- API веб-аутентификации
API веб-аутентификации (WebAuthn API) — это программный интерфейс приложения (API) для управления учетными данными, который позволяет …
- Общая система оценки уязвимостей (CVSS)
Общая система оценки уязвимостей (CVSS) — это общедоступная система оценки серьезности уязвимостей безопасности в . ..
- Вредоносное ПО Dridex
Dridex — это форма вредоносного ПО, нацеленное на банковскую информацию жертв с основной целью кражи учетных данных онлайн-аккаунта …
ИТ-директор
- программа аудита (план аудита)
Программа аудита, также называемая планом аудита, представляет собой план действий, в котором документируются процедуры, которым аудитор будет следовать для проверки …
- децентрализация блокчейна
Децентрализация — это распределение функций, контроля и информации вместо того, чтобы быть централизованным в едином учреждении.
- аутсорсинг
Аутсорсинг — это деловая практика, при которой компания нанимает третью сторону для выполнения задач, управления операциями или предоставления услуг…
HRSoftware
- командное сотрудничество
Совместная работа в команде — это подход к общению и управлению проектами, который делает упор на командную работу, новаторское мышление и равенство . ..
- самообслуживание сотрудников (ESS)
Самообслуживание сотрудников (ESS) — это широко используемая технология управления персоналом, которая позволяет сотрудникам выполнять множество связанных с работой …
- платформа обучения (LXP)
Платформа обучения (LXP) — это управляемая искусственным интеллектом платформа взаимного обучения, предоставляемая с использованием программного обеспечения как услуги (…
Служба поддержки клиентов
- сегментация рынка
Сегментация рынка — это маркетинговая стратегия, в которой используются четко определенные критерии для разделения общей адресной доли рынка бренда …
- воронка продаж
Воронка продаж — это визуальное представление потенциальных клиентов и того, где они находятся в процессе покупки.
- анализ потребительской корзины
Анализ потребительской корзины — это метод интеллектуального анализа данных, используемый розничными торговцами для увеличения продаж за счет лучшего понимания покупательских покупок. ..
Основной принцип работы генератора
Генератор является основным элементом источников сигналов переменного тока и генерирует синусоидальные сигналы известной частоты и амплитуды.
Приборы для газовых турбин
Включите JavaScript
Приборы для газовых турбин
Стоячие волны
Включите JavaScript
Стоячие волны
Генераторы в основном применяются в качестве источников синусоидальных сигналов в электронных измерениях. Генераторы могут генерировать широкий диапазон частот (от нескольких Гц до многих ГГц) в соответствии с требованиями приложения. Несмотря на то, что генератор можно рассматривать как генерирующий синусоидальный сигнал, он просто действует как преобразователь энергии, преобразуя источник постоянного тока в переменный ток желаемой частоты.
Генератор обычно представляет собой усилитель с положительной обратной связью. Генератор имеет коэффициент усиления, равный или немного превышающий единицу. В цепи обратной связи генератора в качестве реактивных компонентов используются конденсатор, катушка индуктивности или и то, и другое. Помимо этих реактивных компонентов в качестве усилительного устройства используется операционный усилитель или биполярный транзистор. Для работы генератора не требуется внешний вход переменного тока, поскольку энергия источника постоянного тока преобразуется генератором в энергию переменного тока.
Рекомендуется: Проектирование электронных систем. Как это делается
Статья по теме: Основы генераторов в системах связи -контурное усиление A f больше единицы и удовлетворяет фазовому условию.
В системе предполагается, что V на и V на выходе в качестве входного и выходного напряжения соответственно.
Без обратной связи или без обратной связи или с разомкнутой петлей усиления, затем
Принимая коэффициент усиления системы в прямом канале как A и β в качестве коэффициента обратной связи; с обратной связью, выходное напряжение системы:
Рекомендуется: Руководство по программированию ПЛК для начинающих
Цепь обратной связи генератораГде A f — коэффициент усиления обратной связи значения катушек индуктивности, конденсаторов или резисторов, образующих частотно-избирательную LC-резонансную (резервуарную) сеть обратной связи. Частота генератора обычно регулируется с помощью настроенной или резонансной индуктивно-емкостной цепи, при этом результирующая выходная частота называется частотой колебаний. По этой причине обратная связь генератора становится реактивной. Фазовый угол обратной связи будет изменяться в зависимости от частоты, и это называется фазовым сдвигом. Для незатухающих колебаний должны быть выполнены определенные условия, в том числе:
- Коэффициент усиления контура должен быть равен или больше единицы
- Фазовый сдвиг контура должен быть равен нулю
Эти 2 условия для незатухающих колебаний называются критериями Баркгаузена.
Резонанс
Если постоянное напряжение с переменной частотой подается на цепь, состоящую из катушки индуктивности, конденсатора и резистора, то реактивное сопротивление как цепи конденсатор-резистор (RC), так и цепи катушка-резистор (RL) должно изменяться в обоих случаях. по амплитуде и фазе выходного сигнала по сравнению с входным сигналом. На высоких частотах реактивное сопротивление конденсатора очень низкое, и оно действует как короткое замыкание, в то время как реактивное сопротивление катушки индуктивности высокое и действует как разомкнутая цепь. На низких частотах все наоборот, то есть реактивное сопротивление конденсатора действует как разомкнутая цепь, а реактивное сопротивление катушки индуктивности — как короткое замыкание.
Между этими двумя границами комбинация катушки индуктивности и конденсатора создает настроенный или резонансный контур , который имеет резонансную частоту (f r ), в которой емкостное и индуктивное сопротивления равны и компенсируют друг друга, оставляя только сопротивление цепи противодействует протеканию тока, и в результате этого фазовый сдвиг отсутствует, поскольку ток совпадает по фазе с напряжением.
Работа основного колебательного контура LC
Основной колебательный контур LCКонтур состоит из катушки индуктивности L и конденсатора C. Конденсатор накапливает энергию в виде электростатического поля, которое создает на нем потенциальное или статическое напряжение, тогда как катушка индуктивности накапливает свою энергию в форму магнитного поля.
Конденсатор заряжают до постоянного напряжения питания V, переводя переключатель в положение A. Когда конденсатор полностью заряжен, переключатель переводят в положение B, и теперь заряженный конденсатор подключается параллельно к катушке индуктивности. , поэтому конденсатор начинает разряжаться через катушку. Напряжение на C начинает падать, когда ток через катушку начинает расти. Нарастающий ток создает электромагнитное поле вокруг катушки, и когда C полностью разряжается, энергия, которая изначально хранилась в конденсаторе C в виде электростатического поля, теперь сохраняется в катушке индуктивности L в виде электромагнитного поля вокруг витков катушки.
Поскольку в цепи нет внешнего напряжения для поддержания тока внутри катушки, оно начинает падать, когда электромагнитное поле начинает разрушаться. В катушке индуцируется обратная ЭДС, т. е.
. Эта обратная ЭДС удерживает ток в исходном направлении. Этот ток теперь заряжает конденсатор C с полярностью, противоположной его первоначальному заряду. C продолжает заряжаться до тех пор, пока ток не упадет до нуля и электромагнитное поле катушки полностью не исчезнет. Энергия, первоначально введенная в цепь через переключатель, возвращается к конденсатору, который снова имеет электростатический потенциал, но уже противоположной полярности. Теперь конденсатор снова начинает разряжаться обратно через катушку, и весь процесс повторяется; с изменением полярности и продолжается, поскольку энергия передается туда и обратно, создавая синусоидальное напряжение переменного тока и форму волны тока.
Это колебательное действие передачи энергии от конденсатора C к дросселю L и наоборот продолжалось бы бесконечно, если бы в цепи не было потерь энергии. Но энергия теряется в сопротивлении катушки индуктивности, в диэлектрике конденсатора и в излучении цепи, поэтому колебания неуклонно уменьшаются, пока не исчезнут полностью. В практической LC-цепи амплитуда колебательного напряжения уменьшается на каждом полупериоде колебаний и в конечном итоге угасает до нуля. Когда это происходит, говорят, что колебания затухают. Коэффициент добротности схемы устанавливает величину демпфирования.
Частота колебательного напряжения зависит от значения индуктивности и емкости в LC-цепи. Мы знаем, что для возникновения резонанса как емкостное X c , так и индуктивное X L реактивные сопротивления должны быть равными и противоположными, чтобы компенсировать друг друга. В результате сопротивление в цепи остается противодействовать протеканию тока. Частота, при которой это происходит, определяется следующим образом:
Для поддержания колебаний, сохраняя амплитуду на постоянном уровне, в LC-контуре необходимо возмещать энергию, теряемую в каждом колебании. Количество замененной энергии должно быть равно количеству потерянной в каждом цикле. В противном случае, если количество замененной энергии слишком мало, амплитуда со временем уменьшится до нуля. Самый простой способ заменить эту энергию — взять часть выходного сигнала LC-цепи, усилить ее, а затем вернуть обратно в усиление LC-цепи. Этого можно добиться с помощью усилителя напряжения. Чтобы производить постоянные колебания, необходимо точно контролировать уровень энергии, возвращаемой обратно в LC-сеть. Для поддержания устойчивых колебаний общий коэффициент усиления схемы должен быть равен 1 или единице. Чуть меньше и колебания не начнутся или затухнут до нуля, больше колебания будут, но амплитуда будет обрезана питающими шинами, вызывая искажения.
Вы также можете прочитать: Компоненты, составляющие систему радиочастотной связи
Как биполярный транзистор используется в качестве усилителя LC-генератора
Биполярный соединительный транзистор (BJT) используется в качестве усилителя генератора, а настроенная LC-схема действует как усилитель нагрузка коллектора, как показано на схеме ниже:
Базовый транзистор LC-генераторВторая катушка L2 подключена между базой и эмиттером. Электромагнитное поле L2 взаимно связано с полем катушки L. Между двумя цепями существует взаимная индуктивность. Изменяющийся ток в одной цепи индуцирует за счет электромагнитной индукции потенциал в другой из-за действия трансформатора. Так как в настроенном контуре происходят колебания, электромагнитная энергия передается от катушки L к катушке L2 и между базой и эмиттером передатчика прикладывается напряжение той же частоты, что и в настроенном контуре. Таким образом, достигается необходимая автоматическая обратная связь. Величину обратной связи можно варьировать, изменяя связь между L и L2. Когда цепь колеблется, ее полное сопротивление резистивное, а напряжения коллектора и базы сдвинуты по фазе на 180°. Для поддержания колебаний напряжение, подаваемое на настроенный контур, должно быть синфазно с колебаниями, происходящими в настроенном контуре, поэтому в цепь обратной связи между коллектором и базой необходимо ввести дополнительный фазовый сдвиг на 180°. Это делается путем намотки катушки L2 в правильном направлении относительно катушки L, что дает нам правильные амплитудные и фазовые соотношения для схемы генератора, или путем введения фазового сдвига между выходом и входом усилителя.