принцип работы устройства, схема подключения и назначение автогенератора

Опубликовано: 01.06.2021

Автомобильный генератор – блок, отвечающий за генерацию электричества и подзарядку аккумулятора в дороге. Является устройством первой линии, поломка которого может привести к недееспособности всего ТС. Здесь вы найдете схемы подключения и работы генератора, а также инструкцию по проверке на работоспособность.

Содержание

1. Как работает генераторный узел автомобиля
2. Схема подключения генератора в автомобилях ВАЗ
3. «Копейка»
4. «Шестерка»
5. «Семерка»
6. «Восьмерка»
7. «Девятка»
8. «Десятка»
9. Как проверить генератор своими руками
10. Замена и снятие электрогенератора

Как работает генераторный узел автомобиля

Работа генератора автомобиля заключена в преобразовании механической энергии и электрическую. После включения двигателя, коленчатый вал раскручивает шкив. Он передает через ременную систему энергию на катушку.

Вращение якоря создает электромагнитное поле, индуцирующее в переменный ток. Он поступает на выпрямительные мосты, а затем на обмотку «треугольник» генератора.

Так поддерживается регламентированное для автомобиля напряжение в 12-14 вольт.

Вот как работает генераторный блок в упрощенной форме, но этого достаточно для понимания принципа устройства.

Схема подключения генератора в автомобилях ВАЗ

Схема автомобильного генератора немного отличается, в зависимости от модели ВАЗ.

«Копейка»

Структурная схема автогенератора у «копейки» самая простая и ремонтопригодная. Состоит всего из 13 узлов, поэтому легко поддается диагностике и ремонту.

«Шестерка»

Схема подключения с автомобильным генератором Г-222 состоит из:

1. Аккумуляторной батареи.
2. Самого генератора.
3. Регулятора вольтажа.
4. Монтажного блока с батареей предохранителей.
5. Отключателя зажигания.
6. Вольтметра для контроля выходящего/входящего напряжения.
7. Реле контролирующей лампы.

«Семерка»

1. АКБ.
2. Минусового диода.
3. Дополнительного диода.
4. Генераторного блока.
5. Плюсового диода.
6. Стартерной обмотки.
7. Контроллера напряжения.
8. Роторной обмотки.
9. Конденсаторный фильтр помех.
10. Монтажный блок с батареей предохранителей.
11. Контрольная лампочка АКБ и бортовых приборов.
12. Вольтметр.
13. Реле управления зажигания.
14. Выключатель.

«Восьмерка»

В целом, устройство и принцип работы «восьмерки» схоже с 2107. Единственное отличие – в значительном усилении обмотки статора, при этом было увеличено сечение провода.

«Девятка»

Вот из чего состоит генераторный узел «девятки»:

1. Генератор переменного тока. В зависимости от ревизии, может быть установлены версии 373701 или 943704.
2. Минусовой диод.
3. Дополнительная диодная обвязка.
4. Плюсовой диод.
5. Контрольная лампочка.
6. Комбинация контролирующих аппаратов.
7. Вольтметр.
8. Батарея реле и предохранителей.
9. Дополнительные резисторы.
10. Реле управления зажиганием.
11. Замок.
12. АКБ.
13. Сглаживающие конденсаторы.
14. Роторная обмотка.
15. Реле вольтажа.

«Десятка»

В «десятке» схема максимально упрощенная, поэтому узел подключения состоит всего из нескольких блоков:

1. АКБ.
2. Генератор. Обычно здесь применяется версия 943701.
3. Главный монтажный блок.
4. Замок.
5. Контрольная лампочка.

Как проверить генератор своими руками

Если принцип работы автомобильного генератора понятен, продиагностировать его будет несложно. Для примера подойдет 943701 из «девятки».

Для проверки понадобится подвести напряжение напрямую к генератору. Для этого плюсовую клемму бросьте на D+, через контрольную лампочку.

Теперь необходимо запустить двигатель. Т.к. стартерная обмотка получает напряжение с трех диодов на выпрямительном блоке, должна зажечься контрольная лампа, после выключения – сразу погаснуть.

Если этого не произойдет, значит в генераторном блоке наблюдаются какие-либо нарушение и необходима разборка с диагностикой.

Важно! Нельзя допускать:

1. Проверку на «искру» через плюсовой вывод «В» на массу. Через клеммы пройдет ток, для которого они не предназначены, что приведет к фатальной поломке.
2. Диагностику при включенном АКБ. Допускается проверка только при подключенном аккумуляторе. В противном случае возможны повреждения бортовой сети.

Замена и снятие электрогенератора

Итак, если генератор сломан или требует чистки – необходимо его вытащить. Сделать это не сложно – понадобится только автомобильный набор головок и ключей.

Пошаговая инструкция демонтажа:

1 Сначала – отключите АКБ. Это важно, при подключенном аккумуляторе нельзя производить демонтаж – возможно внутреннее замыкание.

2. Затем – снимите колпак с вывода «30». Там будет гайка, которую понадобится скрутить и убрать провод.

3. После отключите колодку с контактами на генераторе.

4. Найдите крепление генератора к панели. Как правило, оно находится на гайках, которые нужно открутить. Затем поднимите его максимально вверх, чтобы ослабились ремни – снимите их.

5. Осталось окончательно снять болт крепления с блока цилиндров. Также должна быть пара креплений на нижнем кронштейне.

Обратите внимание, что все соединение на генераторе часто окисляются. Из-за постоянно напряжения, попадание воды вызывает активное образование ржавчины на резьбе.

Ни в коем случае нельзя рвать гайки — используйте любые «жидкие ключи» или проникающие смазки.

Как вам статья?

Схема работы и подключения генератора переменного тока

Эффективность работы генератора переменного тока можно проверить несколькими способами, используя определенные методы, например: можно проверить выходное напряжение генератора, падение напряжения на проводе, соединяющем токовый кабель генератора с аккумулятором, или регулируемое напряжение.

Содержание

Схема генератора переменного тока автомобиля

Самый важный функция генератора переменного тока – зарядка аккумулятора аккумулятор и электропитание двигателя.

Альтернатор – это механизм, преобразующий механическую энергию в электрическую. Генератор имеет вал, на котором установлен шкив, через который он получает вращение от коленчатого вала двигателя.

Автомобильный генератор используется для питания электрических потребителей, таких как система зажигания, бортовой компьютер, освещение автомобиля, диагностическая система, а также позволяет заряжать аккумулятор автомобиля. Выходная мощность генератора переменного тока в легковом автомобиле составляет примерно 1 кВт. Автомобильные генераторы переменного тока достаточно надежны в работе, так как обеспечивают бесперебойную работу многих устройств в автомобиле, поэтому к ним предъявляются соответствующие требования.

В настоящее время используется только второй тип, поскольку он имеет неоспоримые преимущества: его обмотки вырабатывают трехфазное напряжение, так как в этом случае легче сгладить пульсации, что позволяет более эффективно использовать массу устройства.

Зачем нужен генератор переменного тока в вашем автомобиле?

Вся энергия в бортовую сеть поступает от двигателя внутреннего сгорания. Механическая энергия от вращения коленчатого вала должна быть преобразована в электрическую энергию. В этом заключается роль генератора переменного тока.

В стандартном исполнении ротор оснащен шкивом с гибким ремнем, который передает вращение от аналогичного шкива на носок коленчатого вала. От того же ремня могут параллельно приводиться в движение и другие навесные устройства, но это традиционно называется ремнем генератора.

На выходе генератора вырабатывается электрическое напряжение, которое может поддерживаться в заданном диапазоне при подаче любого тока от нуля до максимума, ограниченного номинальной мощностью.

Мощность вырабатывается при максимально допустимой скорости вращения ротора, которая связана с предельной скоростью вращения коленчатого вала посредством адаптированного соотношения ременной передачи.

Существует два основных типа автомобильных генераторов переменного тока:

• Постоянный ток, напряжение определенной полярности вырабатывается непосредственно на обмотках;
• Переменный ток, поскольку все равно требуется постоянное напряжение, генератор оснащен внутренним твердотельным выпрямителем.

В настоящее время используется только второй тип, поскольку он имеет неоспоримое преимущество в производстве трехфазного напряжения, легче сглаживать пульсации и лучше использовать массогабаритные характеристики устройства.

Ниже мы рассмотрим, что находится внутри этого устройства.

Конструкция генератора переменного тока гораздо сложнее, чем основная схема, воспроизводящая суть явления электромагнитной индукции. Из специальных стальных листов собирается конструкция с пазами, в которые помещаются катушки с проводниками, соединенные в единую электрическую цепь. Это так называемая обмотка статора, если внутри нее начнет вращаться магнит, на контактах цепи появится напряжение. Величина этого напряжения напрямую зависит от силы магнита и скорости его вращения.

Конструкция и принципы работы

Конструкция автомобильного генератора переменного тока гораздо сложнее, чем схема, воспроизводящая суть явления электромагнитной индукции. Щелевая конструкция собирается из специальных стальных пластин, в которые вставляются катушки проводов, соединенных между собой для образования электрической цепи. Это называется “слот”. обмотка статора, если внутри нее начнет вращаться магнит, на контактах цепи появится напряжение. Величина этого напряжения будет напрямую зависеть от силы магнита и скорости его вращения.

Когда электричество недоступно, необходимо получать его из другого источника. Наши предки, например, использовали энергию ветра и речных течений. Однако сегодня этот вид энергии используется, когда нет времени и сил на строительство плотин и ветряных турбин. Генераторы обычно работают на топливе и преобразуют механическую вращательную энергию в электрическую путем вращения обмоток в магнитном поле. Ток генерируется в замкнутой цепи, протекая через обмотки, когда потребитель подключен к электростанции – так работает генератор.
В зависимости от того, как вращается магнитное поле (с неподвижным или движущимся проводником), существует два типа этих электрических машин – генераторы постоянного или переменного тока.

Что такое генератор тока

Когда электричество недоступно, необходимо получать его из другого источника. Наши предки, например, использовали энергию ветра и речных течений. Однако сегодня этот вид энергии используется, когда нет времени и сил на строительство плотин и ветряных турбин. Электрогенераторы обычно “работают” на топливе, преобразуя механическую вращательную энергию в электрическую путем вращения обмоток в магнитном поле. Ток генерируется в замкнутой цепи, протекая через обмотки, когда потребитель подключен к электростанции – так работает генератор.
В зависимости от того, как вращается магнитное поле (с неподвижным или движущимся проводником), существует два типа этих электрических машин – генераторы постоянного или переменного тока.

В чем разница между постоянным и переменным током?

Вспомните свои уроки физики. Электрический ток относится к заряженным микрочастицам, которые “бегут” в определенном направлении. При постоянном токе частицы движутся по прямой линии, в одном направлении от минуса к плюсу. При переменном токе электроны движутся синусоидально с определенной частотой (полярность между проводами меняется несколько раз за определенный промежуток времени).

Разница между движением заряженных частиц заключается в принципе работы генераторов электрического тока. Для обычного человека можно сказать так: розетка – это переменный ток, батарея – постоянный. В качестве частного случая, с очень большим упрощением, мы можем сказать: все, что до 48 В – постоянный ток, все, что от 100 до 500 В – переменный ток.

Автор этой статьи и специалисты компании Mototech хорошо знают, что постоянный ток может быть практически любого напряжения (например, 380 В на шине постоянного тока в ИБП), так же как и переменный ток в узких приложениях.

Хотя конечный результат работы электростанции одинаков – потребитель получает электроэнергию – методы преобразования механической энергии в движущую силу и электричество различны. Элементы (компоненты) также различны.

• Внешний силовой каркас изготовлен из высокопрочных сплавов. Корпус разработан таким образом, чтобы выдерживать интенсивные нагрузки, вызванные передачей магнитного потока от полюса к полюсу. Проще говоря, чугунный корпус не “впаивается” под действием разряда тока.
• Магнитные стойки крепятся к корпусу с помощью винтов или дюбелей. Плюс” и “минус” установлены на обмотке.
• Статор. Каркас катушки возбуждения изготовлен из ферромагнитных материалов, а на сердечнике установлены магнитные полюса для создания магнитного поля.
• Вращающийся ротор (якорь). Назначение якоря – уменьшить вихревые токи и повысить эффективность генератора постоянного тока.
• Коммутационный блок, оснащенный щетками (обычно из графита) и коллекторными пластинами из меди.

Полюсов может быть несколько (количество минусов и плюсов всегда одинаково). Поэтому сегодня потребитель может купить электростанцию необходимой мощности и обеспечить электроэнергией как дом, так и промышленное предприятие.

Между устройствами постоянного и переменного тока нет конструктивных различий в статоре и роторе. Силовые рамы практически идентичны. Основное отличие заключается в блоке связи. Каждый вывод механизма, кроме щеток, оснащен токопроводящими кольцами. Петлевой” ток протекает синусоидально и достигает своего пикового значения мощности несколько раз в секунду. Современные генераторы переменного тока делятся на синхронные и асинхронные в зависимости от типа устройства, характеристик и принципа работы.

Специфика синхронного агрегата: скорость вращения ротора равна скорости вращения магнитного поля в рабочем зазоре.

• Отсутствие электрического соединения с ротором;
• Вращение якоря за счет остаточного механизма статора;
• Измененная электрическая нагрузка на статор.

Эти устройства могут быть однофазными или трехфазными.

• Каркас вращается вокруг оси, при этом обмотка на корпусе регулярно проходит через минусовой и плюсовой полюса.
• При достижении разных полюсов направление тока меняется на противоположное.
• Выходная цепь генерирует постоянный ток благодаря полукольцу, расположенному на коллекторном узле.
• Щетки используются для снятия потенциала с положительного или отрицательного полюса и передачи его на приемник по цепи.

Такая схема работает в простейшем исполнении, с одной плюсовой и минусовой точкой, если положительных/отрицательных точек больше, то ЭДС и приблизительное количество электроэнергии рассчитывается по формуле.

• Малый вес и компактность устройства;
• Может использоваться в экстремальных условиях;
• Отсутствие потерь из-за вихревых токов.

Недостатки: Не рассчитывайте на высокую мощность при использовании данного типа устройств.

Устройства этого типа преобразуют механическую энергию в электрическую путем вращения катушки с проводом в магнитном поле. Ток возникает, когда линии поля пересекают катушку. Пока магнитное поле находится в контакте с проводником, в нем индуцируется электрический ток.
Тот же принцип действует, когда катушка вращается относительно магнита, пересекая линии поля.

В синусоидальных электростанциях реактивная мощность отсутствует. Другими словами, весь запас мощности (за вычетом потерь в проводах) идет на нужды потребителя, а не на поддержание эффективности работы устройства.

• Высокая выходная мощность при одинаковых размерах блоков постоянного и переменного тока;
• Выработка электроэнергии при низких скоростях вращения ротора;
• Более простая конструкция и компоновка, поэтому меньше компонентов для обслуживания и ремонта;
• Конструкция с контактным кольцом более надежна;
• Более длительный срок службы и низкие эксплуатационные расходы.

Дополнительное преимущество: Трехфазные устройства могут использоваться для питания высоковольтных нагрузок.

Оба типа генераторов популярны в бытовом и промышленном применении. Станции постоянного тока нашли свое применение в транспортном секторе. В трамваях и троллейбусах, например, обычно используются двигатели постоянного тока. Низковольтные устройства необходимы для питания систем освещения в местах, где нет доступа к центральному источнику питания. Например, на борту самолета. Если высокая мощность не является основной характеристикой электростанции, генераторы постоянного тока идеально подходят для питания оборудования в образовательных, медицинских и лабораторных учреждениях. Полноразмерные дизельные электростанции постоянного тока используются в аэропортах для зарядки и питания бортовых систем самолетов.

Электростанции переменного тока нужны почти для всего остального. 99% того, что питается от центральной сети – это переменный ток. Поэтому аварийное питание этих объектов также должно обеспечиваться соответствующим оборудованием.

Компания Mototech специализируется на продаже различных типов электростанций. Мы поможем вам выбрать лучшую электростанцию мощностью от 5 кВА до 6000 кВА, и, конечно, это будет электростанция переменного тока. Мы обеспечиваем сопутствующие строительные и электромонтажные работы, грамотный ввод в эксплуатацию и техническое обслуживание оборудования. Мы работаем с клиентами, которые имеют энергетическое образование, поэтому мы гарантируем профессиональную информацию, ответы на вопросы и правильный расчет характеристик в соответствии с вашими потребностями.

Контрольная лампа также может быть подключена через контакт “D+”. Сложность заключается в том, что в этом случае регулятор напряжения также питается через этот контакт. Клемма “S” (датчик) измеряет напряжение для контроля.

Как работает автомобильный генератор переменного тока? Как я могу его проверить? Какие неисправности возникают?

Все автомобильные генераторы переменного тока работают по одному и тому же принципу электромагнитной индукции. Электрический ток возникает в замкнутой рамке, когда вращающееся магнитное поле пересекает ее. Поэтому для работы генератора необходимо вращающееся магнитное поле.

Ротор генерирует собственное вращающееся магнитное поле. Следует сразу отметить, что в генераторе переменного тока автомобиля нет постоянных магнитов. Это означает, что в генераторе просто нет постоянного магнитного поля. Однако при подаче тока в обмотке ротора возникает магнитное поле. Обмотку ротора правильно называть “обмоткой возбуждения”. При повороте ключа зажигания создается магнитное поле. Ротор начинает вращаться при запуске двигателя. Ток генерируется в трех отдельных обмотках статора. Затем обмотки возбуждения питаются тем же током, т.е. потребление тока от батареи прерывается.

Вы можете посмотреть видеообзор автомобильных генераторов переменного тока на нашем канале YouTube.

Переменный ток, поступающий от обмотки статора, стабилизируется в устройстве под названием выпрямитель, также известном как диодный мост. Он обеспечивает постоянство выходного тока генератора и его выпрямление. В устройстве имеется шесть силовых диодов. Половина диодов подключена к плюсу питания генератора, а половина – к земле генератора, корпусу. Выпрямитель может также содержать слаботочные диоды, через которые подключается обмотка возбуждения. Диоды – это полупроводники, которые пропускают ток только в одном направлении.

Генератор переменного тока также имеет реле регулятора напряжения. Напряжение питания, поступающее от статора, подается на контакты реле через диоды. Если этого недостаточно, т.е. менее 14 вольт, реле увеличивает напряжение на обмотке возбуждения. Когда магнитное поле усиливается, напряжение поля увеличивается. Необходимое значение составляет 14-14,5 В.

Здесь мы также добавим, что магнитное поле увеличивает силу, с которой вращается ротор. Эта нагрузка передается на коленчатый вал через приводной ремень. Поэтому деятельность потребителей электроэнергии, и прежде всего их суммарная мощность, напрямую влияет на расход топлива.

Именно благодаря регулированию тока обмотки ротора выходная мощность генератора не зависит от скорости вращения ротора и тока нагрузки. Конечно, до определенных пределов, ограниченных общей мощностью генератора. Сам регулятор напряжения является чисто электронным устройством.

Ток возбуждения проходит через подпружиненные графитовые щетки, которые контактируют с контактными кольцами на роторе.

В более современных автомобилях используются бесщеточные индукционные генераторы переменного тока. В них используется отдельная стационарная обмотка возбуждения с намагниченной катушкой. Ротор имеет звездообразную форму с 6 плечами, а статор – 5-фазный вместо 3-фазного. Эти генераторы являются самовозбуждающимися, т.е. могут работать без аккумулятора.

Обгонная муфта генератора переменного тока

Генераторы переменного тока для тяжелых условий эксплуатации оснащены обгонной муфтой. В этом случае он служит амортизатором, который гасит инерцию коленчатого вала и самого ротора генератора, предотвращая удар тяжелого и нагруженного ротора генератора и фиксацию ремня аксессуаров при снижении его скорости. Это означает, что если скорость ремня замедляется или ремень останавливается при остановке двигателя, ротор генератора может продолжать вращаться. Если обгонная муфта неисправна, т.е. заблокирована, то при работающем двигателе можно наблюдать сильную вибрацию приводного ремня вблизи муфты. Если двигатель остановится, ремень будет скрипеть, потому что инерция ротора генератора приводит захваченную муфту в движение против ремня.

Подключение генератора переменного тока. Наиболее распространенные провода и клеммы.

Генератор переменного тока подключен к жгуту проводов автомобиля не только проводом питания и контактом заземления. Выход питания – клемма 30 – обозначен буквой “B” (аккумулятор). Отдельная минусовая клемма – клемма 31 – на генераторе обозначена буквами E, B-, GRD.

Генератор переменного тока обязательно имеет выход для сигнальной лампы. Этот выход также используется для подачи небольшого напряжения для намагничивания ротора. Этот контакт обозначен буквой “L”. (лампа). Горящая лампа указывает на отсутствие зарядки. Кстати, лампа гаснет, когда потенциалы выравниваются, т.е. когда на контакте L появляется “плюс”. Это происходит, как только генератор начинает вырабатывать ток.

В качестве альтернативы можно подключить индикаторную лампу через клемму “D+”. Проблема в том, что в этом случае регулятор напряжения также питается через этот контакт. Клемма “S” (датчик) измеряет напряжение для контроля.

В дизельных генераторах переменного тока часто имеется контакт “W”. Это выход одной из обмоток статора, который используется для подключения тахометра.

Клемма “FR” или “DFM” соединяет регулятор напряжения с ЭБУ для контроля нагрузки на генератор. При высокой нагрузке ЭБУ увеличивает обороты холостого хода или отключает определенные потребители.

Генератор может иметь клемму “D” с совершенно разными функциями. Буква “D” может означать как Digital, так и Drive. Например, он может передавать цифровой сигнал, как в автомобилях Ford. В генераторах переменного тока на японских автомобилях этот контакт обеспечивает ток для управления регулятором напряжения. Это также может быть просто пустой контакт.

Почему генератор переменного тока выходит из строя?

Неисправности генератора можно разделить на механические и электрические.

С механической точки зрения, это отказ ротора из-за износа или разрушения подшипника. Заклинивший генератор может привести к обрыву ремня ГРМ. Также могут возникать зазоры в подшипниках.

Графитовые щетки постоянно изнашиваются из-за трения о контактные кольца на роторе. Однако они рассчитаны на сотни тысяч километров пробега и огромное количество моточасов. Максимальная длина щетки составляет 5 мм.

Если щетки теряют контакт с кольцами ротора, генератор перестает работать. Обмотка возбуждения не намагничивается, и ток не возникает.

Диоды в выпрямителе выходят из строя из-за нагрева, вызванного перегрузкой. Здесь можно сказать, что существуют генераторы с диодами неправильного размера, которые просто не служат достаточно долго. Вообще говоря, силовые диоды рассчитаны на номинальный ток с минимальным припуском.

Также имейте в виду, что диодный мост может выйти из строя в автомобиле, если вы не осветите его должным образом. Идея заключается в том, что из-за высокого потребления тока стартером и севшей батареи другого автомобиля диоды в вашем генераторе просто пропускают ток. Правильный способ прикурить сигарету в другом автомобиле следующий: подключиться к его аккумулятору, зарядить его при работающем двигателе в течение нескольких минут, затем выключить двигатель и даже вынуть ключи из замка зажигания. Только после этого пациенту можно приступать к работе.

Если неисправность в регуляторе напряжения, генератор не подает достаточного напряжения. В этом случае зарядка снова не произойдет. Кроме того, регулятор напряжения может вызвать утечку тока. Для некоторых генераторов переменного тока рекомендуется заменять регулятор напряжения через определенные промежутки времени.

В случае сбоя интервала может также произойти потеря заряда или отсутствие заряда под нагрузкой.

Проверка генератора переменного тока без машины

Неразобранный генератор переменного тока можно проверить с помощью таких вспомогательных средств, как заряженный аккумулятор и инструмент, с помощью которого можно ослабить ротор генератора (отвертка или дрель с подходящей головкой). Индикаторы – лампы – также должны быть правильно подключены. Одна лампа приблизительно указывает на наличие заряда, другая – на работоспособность регулятора напряжения.

Более точные и выборочные проверки проводятся на демонтированном и заведомо неисправном генераторе, чтобы найти конкретный неисправный компонент.

Генератор переменного тока в автомобиле проверяется с помощью мультиметра. Первое, что необходимо сделать, – измерить напряжение на самой батарее. В идеале напряжение должно быть около 12,5 вольт. После запуска двигателя напряжение аккумулятора должно быть не менее 13,8 В и не более 14,5 В.

Существует старый метод отсоединения клеммы аккумулятора при работающем двигателе. Если двигатель не глохнет, генератор в порядке. В настоящее время нельзя проверить работу генератора, отсоединив аккумулятор от клеммы при работающем автомобиле. Если вы сделаете это, то через несколько недель один из диодов выйдет из строя.

Особого внимания заслуживают генераторы переменного тока с P-D соединением (P-D клемма, “импульсное управление”). Они не имеют регулятора напряжения. Регулятор находится в ЭБУ. Отсюда же подается напряжение на обмотку возбуждения. Поэтому их невозможно проверить, подключив индикаторную лампочку и подав через нее напряжение возбуждения. Его просто некуда подключать, и возбуждение подается через силовой контакт. Такие генераторы проверяются на специальном испытательном стенде или с помощью самодельного регулятора напряжения, способного подавать импульс на обмотку ротора.

Отказы “бортовой электростанции” вызваны неправильной эксплуатацией автомобиля, исчерпанием срока службы фрикционных деталей или отказом электрической системы. Сначала проводится визуальная диагностика и выявляются необычные звуки, затем электрическая система проверяется с помощью мультиметра (тестера). Основные неисправности приведены в таблице:

Выбор правильного генератора переменного тока для вашего автомобиля

Из-за разного диаметра шкивов в клиноременной передаче генератор получает большую угловую скорость по сравнению со скоростью вращения коленчатого вала. Скорость вращения ротора достигает 12 – 14 тысяч оборотов в минуту. Поэтому срок службы генератора переменного тока составляет не менее половины срока службы двигателя внутреннего сгорания автомобиля.

Генератор устанавливается на заводе, поэтому при его замене выбирайте версию с такими же параметрами и такими же крепежными отверстиями. Однако при тюнинге автомобиля мощность генератора может не устроить владельца. Например, после увеличения количества потребителей (подогрев сидений, зеркал, стекол), установки сабвуфера, аудиосистемы с усилителем необходимо выбрать новый, более мощный генератор или установить второе электрическое устройство в комплекте с дополнительным аккумулятором.

В первом случае выберите мощность, достаточную для зарядки батареи с запасом в 15%. Если установить второй генератор, то первоначальный и эксплуатационный бюджет резко возрастет:

• Для дополнительного генератора необходимо установить дополнительный шкив коленчатого вала;
• Найдите место для установки корпуса блока так, чтобы его шкив находился в одной плоскости со шкивом коленчатого вала;
• Одновременное использование двух “мобильных электростанций” – это большая проблема.

С появлением бесщеточных моделей генераторов переменного тока некоторые владельцы заменяют оригинальный блок на этот.

Бесщеточные модификации

Основным преимуществом бесщеточного генератора является его чрезвычайно долгий срок службы. Несмотря на сложную конструкцию и цену, в нем нечему ломаться, а окупаемость выше за счет отсутствия расходных материалов в виде щеток/коллекторных колец.

Компактные размеры и отсутствие коротких замыканий, вызванных попаданием воды в окрашенные или композитные обмотки, позволяют устанавливать его практически на любой автомобиль.

На низких оборотах генератор обеспечивает питанием только бортовую электросистему, зарядка аккумулятора начинается при повышении оборотов с 3000 об/мин.

Генераторы постоянного тока исчезли из легковых автомобилей в 1970-х годах из-за их сложной схемы и больших размеров.

Таким образом, работа генератора переменного тока автомобиля обеспечивает электроэнергией всех потребителей, заряжает аккумулятор и создает искру в камерах сгорания. Своевременное техническое обслуживание и диагностика снижают эксплуатационные расходы и увеличивают срок службы электроприбора.

Читайте далее:

• Шаговые двигатели: свойства и практические схемы управления. Часть 2.
• ГОСТ 21888-82 (IEC 276-68, IEC 560-77) Щетки, щеткодержатели, коллекторы и контактные кольца электрических машин. Термины и определения (с изменениями N 1) от 30 марта 1982 года.
• Рабочие характеристики асинхронного двигателя; Школа для электриков: электротехника и электроника.
• Асинхронный электродвигатель – конструкция, принцип работы, типы асинхронных двигателей.
• Основные параметры выпрямительных диодов; Школа для инженеров-электриков: Электротехника и электроника.
• Векторное и скалярное управление преобразователями частоты – принцип работы, система управления.
• 5 причин, почему лампочки часто перегорают в вашей квартире и что делать?.

Конструкция и принцип действия регуляторов напряжения классических автомобилей

ТЕОРИЯ АВТОМОБИЛЯ

Регуляторы напряжения

Как вы, возможно, помните из прошлогодней статьи о функционировании генераторов в классических автомобилях, нет средств внутреннего контроля их выходной мощности. Другими словами, чем быстрее он вращается, тем больше напряжения поступает в электрическую систему автомобиля. Если бы это не контролировалось, генератор повредил бы аккумулятор и сжег бы фары автомобиля. Кроме того, если бы генератор не был отключен от схемы автомобиля, когда он не работал, аккумулятор разрядился бы через его корпус.

Здесь на помощь приходит РЕГУЛЯТОР (обычно называемый регулятором напряжения, но это только один из компонентов системы). За десятилетия конструкция регуляторов претерпела множество усовершенствований, но наиболее часто используемый электромеханический регулятор — это трехфазный регулятор. блоки управления в одном типе коробки. Давайте посмотрим, как эти штуки работают…

Реле отключения

Иногда называемое автоматическим выключателем, это устройство является магнитным переключателем. Он подключает генератор к цепи аккумулятора (и, следовательно, к остальной части автомобиля), когда напряжение генератора достигает желаемого значения. Он отключает генератор, когда он замедляется или останавливается.

Реле имеет железный сердечник, который намагничивается и тянет вниз шарнирный якорь. Когда якорь опускается, набор контактных точек замыкается, и цепь замыкается. Когда магнитное поле нарушается (например, когда генератор замедляется или останавливается), пружина тянет якорь вверх, разрывая точки контакта.

Очевидный вид отказа — это точки контакта. Когда они открываются и закрываются, генерируется небольшая искра, которая в конечном итоге разрушает материал на точках, пока они либо не «сварятся» друг с другом, либо не станут настолько высокими по сопротивлению, что не будут проводить ток в закрытом состоянии. В первом случае батарея будет разряжаться через генератор за ночь, а во втором случае система не будет заряжаться.

Регулятор напряжения

Другой набор контактных точек с железным сердечником используется для постоянной регулировки максимального и минимального напряжения. Эта схема также имеет шунтирующую цепь (шунт перенаправляет электрический поток), идущую на землю через резистор и расположенную непосредственно перед (электрически) точками. Когда точки замкнуты, цепь возбуждения выбирает «легкий» путь к земле, но когда точки разомкнуты, цепь возбуждения должна пройти через резистор, чтобы добраться до земли.

Катушка возбуждения на генераторе подключена к одной из контактных точек регулятора напряжения. Другая точка ведет прямо к земле.

При работе генератора (разряженная батарея или работа нескольких устройств) его напряжение может оставаться ниже того, на которое настроено управление. Поскольку поток тока будет слишком слабым, чтобы тянуть якорь вниз, поле генератора уйдет на землю через точки. Однако, если система полностью заряжена, напряжение генератора будет увеличиваться до тех пор, пока не достигнет максимального предела, а ток, протекающий через шунтирующую катушку, будет достаточно высоким, чтобы опустить якорь и разделить точки.

Этот цикл повторяется снова и снова в режиме реального времени. Точки открываются и закрываются примерно от 50 до 200 раз в секунду, поддерживая постоянное напряжение в системе.

Регулятор тока

Несмотря на то, что напряжение генератора контролируется, его ток может быть слишком высоким. Это приведет к перегреву генератора, поэтому для предотвращения преждевременного выхода из строя предусмотрен регулятор тока.

Внешне похожий на железный сердечник регулятора напряжения, сердечник регулятора тока намотан несколькими витками толстого провода и соединен последовательно с якорем генератора.

Во время работы ток увеличивается до заданной настройки устройства. В это время ток, протекающий через обмотки из толстой проволоки, заставит сердечник тянуть якорь вниз, открывая точки регулятора тока. Чтобы замкнуть цепь, цепь возбуждения должна проходить через резистор. Это снижает текущий выход, точки закрываются, выход увеличивается, точки открываются, выход вниз, точки закрываются и так далее. Таким образом, точки вибрируют при открытии и закрытии, как и точки регулятора напряжения, много раз в секунду.

Хорошие и плохие новости

Регуляторы напряжения механические, поэтому их легко устранить. Если вы изучите функцию каждой из трех частей и то, как они взаимосвязаны, станет очевидным, какая часть работает со сбоями, в зависимости от симптомов. Это означает, что любой, кто понимает, как все работает, может легко устранять проблемы. Это хорошая новость.

Плохая новость заключается в том, что зазор между точками и давление пружины определяют пределы напряжения/тока, и их чрезвычайно трудно настроить. Иногда это можно сделать на автомобиле с помощью вольтметра, но обычно лучше заменить весь узел регулятора при выходе из строя определенной его части. Заводская сборка регуляторов требовала относительно сложных измерительных приборов. Регулировка их «на ощупь» — вопрос удачи, и часто это может привести к повреждению.

В целом хорошая новость заключается в том, что регуляторы недороги и их относительно легко найти. Замена всегда хорошая идея.

Как насчет регуляторов генератора?

Регулятор того же типа изначально использовался в автомобилях с генератором переменного тока, и они работают примерно одинаково. Однако, поскольку в некоторых автомобилях использовались амперметры, регулятор тока не требовался. Поэтому для включения обмоток статора генератора использовался «единичный» регулятор. Это был просто регулятор без секции регулятора тока.

Вскоре после этого автомобильные компании перешли на транзисторные регуляторы напряжения. Используя диоды Зенера, транзисторы, резисторы, конденсатор и термистор, эти регуляторы поддерживают надлежащее напряжение и ток во всей системе. Их схемы работают со скоростью 2000 раз в секунду, и они чрезвычайно надежны. С другой стороны, эти регуляторы не так просто ремонтировать. Они предназначены для того, чтобы их выбрасывали и заменяли.

Многие «полупроводниковые» регуляторы устанавливаются внутри генератора переменного тока и не подлежат обслуживанию, за исключением возможности установки пределов напряжения. Это нормально, потому что они очень хорошо работают в течение длительного периода времени. Для проверки их работы достаточно измерить напряжение аккумуляторной батареи при выключенном двигателе, затем при работающем. Вы должны увидеть что-то между 13 и 15 вольт при работе. Отсутствие изменения напряжения означает, что либо регулятор, либо генератор не работают, а более высокое напряжение означает, что регулятор не «регулирует» должным образом.

Как насчет преобразования генераторов в генераторы переменного тока?

Ну, это двусторонний вопрос. Мы считаем, что такие переделки следует делать, если при реставрации или капитальном обновлении автомобиля были установлены дополнительные электроприборы. Кондиционеры, электрические вентиляторы охлаждения и т. д. поглощают много тока, с которым не могут легко справиться старые генераторы. Генераторы обеспечивают в три раза больший ток и весят намного меньше, чем их старые аналоги.

С другой стороны, переход на генератор переменного тока повлияет на внешний вид автомобиля. Конечно, это личный выбор, но его стоит учитывать. Мы будем делать статью о преобразовании очень скоро.

Схема автомобильного генератора — АвтоТачки

Самые основные Функции генератора — Заряд аккумулятора Питание аккумулятора и электрооборудования двигателя внутреннего сгорания.

Поэтому давайте подробно рассмотрим схему генератора как его правильно подключить, а также дадим несколько советов как проверить его самостоятельно.

Генератор Механизм, преобразующий механическую энергию в электрическую. Генератор имеет вал, на котором установлен шкив, через который он получает вращение от коленчатого вала ДВС.

1. Аккумуляторная батарея
2. Выход генератора «+»
3. Замок зажигания
4. Индикатор состояния генератора
5. Помехоподавляющий конденсатор
6. Диоды выпрямителя положительной мощности
9008 1 Диоды выпрямителя отрицательной мощности
7. «Масса» генератора
8. Возбуждение диоды
9. Обмотки трех фаз статора
10. Питание обмотки возбуждения, опорное напряжение для регулятора напряжения
11. Обмотка возбуждения (ротор)
12. Регулятор напряжения

Машинный генератор служит для питания электропотребителей, таких как: система зажигания, бортовой компьютер, освещение машины, система диагностики, также возможен заряд аккумулятора машины. Мощность генератора легкового автомобиля составляет примерно 1 кВт. машинные генераторы достаточно надежны в работе, так как обеспечивают бесперебойную работу многих устройств в автомобиле, а потому и требования к ним соответствующие.

Генераторное устройство

Устройство машинного генератора предполагает наличие собственного выпрямителя и схемы управления. Генерирующая часть генератора с помощью неподвижной обмотки (статора) вырабатывает трехфазный переменный ток, который далее выпрямляется последовательностью из шести больших диодов, и постоянный ток заряжает аккумулятор. Переменный ток индуцируется вращающимся магнитным полем обмотки (вокруг обмотки возбуждения или ротора). затем ток через щетки и контактные кольца подается на электронную схему.

Устройство генератора: 1. Гайка. 2. Шайба. 3.Шкив. 4. Передняя крышка. 5. Дистанционное кольцо. 6. Ротор. 7. Статор. 8. Задняя крышка. 9. Корпус. 10. Прокладка. 11. Защитный рукав. 12. Выпрямительный блок с конденсатором. 13. Щеткодержатель с регулятором напряжения.

Генератор располагается перед двигателем внутреннего сгорания автомобиля и запускается при помощи коленчатого вала. Схема подключения и принцип работы автомобильного генератора одинаковы для любого автомобиля. Конечно, есть некоторые отличия, но они, как правило, связаны с качеством выпускаемого товара, мощностью и компоновкой компонентов в моторе. Во всех современных автомобилях устанавливаются генераторные установки переменного тока, в состав которых входит не только сам генератор, но и регулятор напряжения. Регулятор равномерно распределяет силу тока в обмотке возбуждения, именно за счет этого мощность самой генераторной установки колеблется в тот момент, когда напряжение на выходных силовых клеммах остается неизменным.

Новые автомобили чаще всего оснащаются электронным блоком на регуляторе напряжения, поэтому бортовой компьютер может контролировать величину нагрузки на генераторную установку. В свою очередь, на гибридных автомобилях генератор выполняет работу стартер-генератора, аналогичная схема используется и в других конструкциях системы «стоп-старт».

Принцип работы автогенератора

Схема подключения генератора ВАЗ 2110-2115

Схема подключения генератора Переменный ток включает в себя следующие компоненты:

1. Аккумулятор.
2. Генератор.
3. Блок предохранителей.
4. Зажигание.
5. Приборная панель.
6. Блок выпрямительный и дополнительные диоды.

Принцип работы достаточно прост, при включении зажигания плюс через замок зажигания идет через блок предохранителей, лампочку, диодный мост и через резистор идет на минус. Когда загорается лампочка на приборной доске, то плюс идет на генератор (на обмотку возбуждения), далее в процессе запуска ДВС начинает вращаться шкив, якорь тоже вращается, за счет электромагнитной индукции, возникает электродвижущая сила и возникает переменный ток.

Наиболее опасно для генератора короткое замыкание пластин радиатора, соединенных с клеммой «масса» и «+» генератора, с случайно зажатыми между ними металлическими предметами или токопроводящими мостиками, образовавшимися из-за загрязнения.

далее в выпрямительный блок по синусоиде на левое плечо, плюс диода проходит, а минус на право. Дополнительные диоды на лампочке отсекают минусы и получаются только плюсы, потом идет на узел приборной панели, а диод который там пропускает только минус, в итоге свет гаснет а плюс потом проходит резистор и уходит в минус.

Принцип работы генератора машинных постоянных можно объяснить так: через обмотку возбуждения начинает протекать небольшой постоянный ток, который регулируется блоком управления и поддерживается на уровне чуть более 14 В. Большинство генераторов в автомобиль способен производить не менее 45 ампер. Генератор работает при 3000 об/мин и выше — если посмотреть на соотношение размеров ремней вентилятора для шкивов, то оно будет два-три к одному по отношению к частоте ДВС.

Во избежание этого пластины и другие части выпрямителя генератора частично или полностью покрыты изолирующим слоем. В монолитной конструкции выпрямительного блока радиаторы в основном совмещены с монтажными пластинами из изоляционного материала, армированными соединительными стержнями.

далее рассмотрим схему подключения машинного генератора на примере автомобиля ВАЗ-2107.

Схема подключения генератора на ВАЗ 2107

Схема зарядки ВАЗ 2107 зависит от типа используемого генератора. для подзарядки аккумулятора на таких автомобилях как: ВАЗ-2107, ВАЗ-2104, ВАЗ-2105, которые на карбюраторном двигателе внутреннего сгорания, подойдет генератор типа Г-222 или его аналог с максимальным выходным током 55А нужный. В свою очередь, на автомобилях ВАЗ-2107 с инжекторным двигателем внутреннего сгорания используется генератор 5142.3771 или его прототип, который называется генератором повышенной энергии, с максимальным выходным током 80-90А. также можно установить более мощные генераторы с обратным током до 100А. Выпрямительные блоки и регуляторы напряжения встроены абсолютно во все типы генераторов; обычно они выполнены в одном корпусе со щетками или съемными и закреплены на самом корпусе.

Схема зарядки ВАЗ 2107 имеет небольшие отличия в зависимости от года выпуска автомобиля. Самым главным отличием является наличие или отсутствие лампочки контроля заряда, которая находится на панели приборов, а также способ ее подключения и наличие или отсутствие вольтметра. Такие схемы применяются в основном на карбюраторных автомобилях, при этом на автомобилях с инжекторными ДВС схема не меняется, она идентична тем автомобилям, которые выпускались ранее.

Обозначения генераторных установок :

1. «Плюс» силового выпрямителя: «+», V, 30, V+, BAT.
2. «Земля»: «-», D-, 31, B-, M, E, GRD.
3. Выход обмотки возбуждения: W, 67, DF, F, EXC, E, FLD.
4. Вывод для соединения с лампой контроля исправности: D, D+, 61, L, WL, IND.
5. Выход фазы: ~, W, R, STA.
6. Вывод нулевой точки обмотки статора: 0, МП.
7. Вывод регулятора напряжения для подключения его к бортовой сети, обычно к «+» аккумуляторной батареи: В, 15, С.
8. Выход регулятора напряжения для питания его от замка зажигания: IG.
9. Вывод регулятора напряжения для подключения его к бортовому компьютеру: ФР, Ф.

Схема генератора ВАЗ-2107 тип 37.3701

1. Аккумуляторная батарея.
2. Генератор.
3. Регулятор напряжения.
4. Монтажный блок.
5. Замок зажигания.
6. Вольтметр.
7. Индикатор заряда аккумулятора.

При включении зажигания плюс от замка идет на предохранитель №10, далее идет на реле контрольной лампы заряда аккумулятора, далее идет на контакт и на вывод катушки. Второй вывод катушки взаимодействует с центральным выводом пускателя, куда подключены все три обмотки. Если контакты реле замкнуты, то контрольная лампа горит. При запуске ДВС генератор вырабатывает ток и на обмотках появляется переменное напряжение 7В. Через катушку реле протекает ток и якорь начинает притягиваться, при этом контакты размыкаются. Генератор №15 пропускает ток через предохранитель №9. Аналогично обмотка возбуждения получает питание через генератор щеточного напряжения.

Схема зарядки ВАЗ с инжекторными ДВС

Такая схема идентична схемам на других моделях ВАЗ. Отличается от предыдущих способом возбуждения и контроля за исправностью генератора. Его можно осуществить с помощью специальной контрольной лампы и вольтметра на панели приборов. Также через лампу заряда происходит начальное возбуждение генератора в момент начала работы. При работе генератор работает «анонимно», то есть возбуждение идет напрямую с 30-го вывода. При включении зажигания питание через предохранитель №10 поступает на лампу зарядки в панели приборов. далее через монтажный блок поступает 61-й вывод. Три дополнительных диода обеспечивают питание регулятора напряжения, который, в свою очередь, передает его на обмотку возбуждения генератора. В этом случае загорится контрольная лампа. Именно в тот момент, когда генератор будет работать на пластинах выпрямительного моста напряжение будет намного выше, чем у аккумулятора. При этом контрольная лампа не будет гореть, т.к. напряжение с ее стороны на дополнительных диодах будет ниже, чем со стороны обмотки статора и диоды закроются. Если при работе генератора контрольная лампа загорается в пол, это может означать пробитие дополнительных диодов.

Проверка работы генератора

Проверить работоспособность генератора можно несколькими способами, используя определенные методы, например: можно проверить обратное напряжение генератора, падение напряжения на проводе, соединяющем токовый выход генератора с аккумулятором или проверьте регулируемое напряжение.

Для проверки понадобится мультиметр, машинный аккумулятор и лампа с припаянными проводами, провода для соединения генератора с аккумулятором, а также можно взять дрель с подходящей головкой, так как возможно придется крутить ротор за гайку на шкиве.

Элементарная проверка с помощью лампочки и мультиметра

Схема подключения: выходная клемма (B+) и ротор (D+). Лампу необходимо подключить между основным выходом генератора B+ и контактом D+. После этого берем силовые провода и подключаем «минус» к минусовой клемме аккумулятора и к массе генератора, «плюс» соответственно к плюсу генератора и к В+ выходу генератора. Закрепляем на тиски и соединяем.

«Масса» должна быть подключена в самую последнюю очередь, чтобы не закоротить аккумулятор.

Включаем тестер в режим постоянного напряжения (DC), один щуп цепляем к аккумулятору на «плюс», второй тоже, но на «минус». далее, если все в рабочем состоянии, то должна загореться лампочка, напряжение в этом случае будет 12,4В. Затем берем дрель и начинаем крутить генератор, соответственно лампочка в этот момент перестанет гореть, а напряжение будет уже 14,9В. Затем добавляем нагрузку, берем галогенную лампу h5 и вешаем на клемму аккумулятора, она должна загореться. Затем в том же порядке подключаем дрель и напряжение на вольтметре уже покажет 13,9В. В пассивном режиме батарея под лампочкой дает 12,2В, а когда крутим дрель, то 13,9В.

Схема проверки генератора

Категорически не рекомендуется :

1. Проверка генератора на работоспособность по короткому замыканию, то есть «по искре».
2. Допустить, чтобы генератор работал без включенных потребителей, также нежелательно работать с отключенным аккумулятором.