Принцип работы генератора автомобиля

Вредные правила эксплуатации генератора (по Остеру)

Далее приведены ключевые правила, соблюдение которых позволит без проблем вывести из строя генератор как можно скорее:

правило “переполюсовки” — поменяйте местами провода АКБ и вы устроите необычную яркую вспышку в генераторе, а также легкое облако, доносящееся от него. В тоже время почувствуете незабываемое акустическое удовольствие, слушая щелчки и шипение, а также невероятный запах горящих проводов, и самое главное — ожог 1-3 степени в зависимости от ваших амбиций. Такой “фокус” выводит из строя диодный мост, статор и регулятор частично, к счастью возгорание авто имеет шансы 1:1000. Из “побочек” могут быть выведены из строя комбинация приборов, бортовой компьютер, магнитола и другие комплектующие бортовой сети. Достоинство — осваивается новичками без долгих теорий;
правило мойки — как можно чаще и тщательнее мойте силовой агрегат, побольше воды и пены, особенно на альтернатор и стартер. Главное, чтобы поток воды обильно вымывал генератор изнутри, сушить категорически запрещается, сразу же запускаем мотор, включаем все энергопотребители и наблюдаем за эффектов. Если его нет — повторяем процедуру. Достоинство — сгоревший “гена” будет чистым;
дедовский метод — сдергивание провода с “+” клеммы, чтобы проверить заряд на работающем моторе, это главное правило! Вероятность выхода из строя всевозможных реле 50:50, главное обеспечить много искр для эффекта, а также включить все, что питается от электричества;
“летим” по лужам — многие даже не догадываются, что пользуются данным правилом в дождь. Главное быть всегда уверенным, что ваше авто вне всякого сравнения с водонепроницаемостью подводной лодки, чем глубже лужа — тем ярче эффект

Немаловажно выбирать скорость, при которой больше воды попадает в подкапотное пространство, главное выбросить все пластиковые кожухи и защиты! Главное достоинство — трюк можно повторять везде, где есть вода (даже ручьи и реки), не выходя из авто;
“меломан” — необходимо установить самую дорогую магнитолу, а лучше две, как можно больше динамиков, пару десятков минимум, усилителей и пару сабвуферов, включаем любимую музыку на всю громкость при работающем моторе, если из-под капота не пошел дым, а воздух остается чистым — значит вы приобрели слишком дешёвую аппаратуру;
“старый аккумулятор” — способ требует некоторых знаний физики, хотя бы закона Ома. Берем самый старый АКБ, и чем старше, тем вероятнее в нем окажется замкнутая банка

Возможно батарея будет издавать признаки бурной работы, обязательно будет потреблять дикое количество энергии, зато работа инжектора будет нестабильной, а за дальний свет можно забыть. Главное побольше эксплуатировать старый аккумулятор — эффект не заставит себя ждать.

Крепление автогенератора

Как мы уже отмечали, в большинстве случаев автогенераторы устанавливают в передней части подкапотного пространства, что вызвано необходимостью соединения вала ротора с валом коленвала. Делается это с помощью шкива (в древних моделях и на мототехнике для этого применяется цепня передача). На крышках устройства имеется натяжная пружина, крепящаяся посредством лап. Привод автогенератора осуществляется с помощью шкива, идущего от коленвала. Величина оборотов генератора зависит именно от геометрии шкива. На большинстве автомобилей последних поколений в качестве соединительного элемента между генератором и коленвалом выступает поликлиновый ремень. Его характерной особенностью является прекрасная гибкость, а также возможность работы с генераторным шкивом относительного небольшого диаметра. Такая конструкция позволяет получить намного более высокие передаточные значения, позволяя комплектовать автомобили высокооборотистыми генераторными установками. В условиях всё возрастающей насыщенности транспортных средств электрическими и электронными приборами возможность получения тока большего номинала является совсем не лишней.

Признаки неисправности генератора

В ходе эксплуатации автомобиля в генераторе могут возникнуть различные неполадки – механические либо электрические. К первой группе относятся износ и поломка компонентов устройства, вторую группу составляют различные проблемы с обмоткой, щетками, выход из строя выпрямителя напряжения, реле-регулятора и т.д.

Своевременно выявить приближающуюся или уже случившуюся поломку генератора можно по следующим симптомам:

1. Затрудненный запуск мотора. Если генератор работает не в штатном режиме, то нередко нарушается эффективность подзарядки аккумулятора. В результате он получает недостаточный либо избыточный заряд, в результате чего завести двигатель становится очень проблематично.
2. Тусклый либо мигающий свет. Если при езде в темное время суток становится заметно, что фары светят недостаточно ярко либо сила создаваемого ими света меняется в зависимости от уровня оборотов в двигателе, то это свидетельствует о том, что генератор не может обеспечить требуемого количества энергии и напряжения.
3. На приборной панели загорелся индикатор «Аккумулятор». Этот значок всегда подсвечивается перед запуском двигателя, после чего он должен погаснуть. Однако если он продолжает гореть и при работающем двигателе, то это свидетельствует о том, что батарея не заряжается должным образом.
4. Шумит ременной привод генератора. Многие автомобилисты слышали неприятный свист, идущий из двигателя, пока он еще не прогрелся. Он может свидетельствовать о слабом натяжении приводного ремня, который передает вращение от двигателя на ротор генератора. Эксплуатация автомобиля в таком режиме может привести у уменьшенной эффективности работы генератора.
5. Звон или неприятный свист от корпуса генератора. Такие посторонние звуки свидетельствуют об износе подшипников. В результате ротор может начать подклинивать.

Сделал дело — катайся смело!

Поменять генератор не так-то просто. Можно сделать это и самому, если есть инструкция и какой-никакой опыт, или обратиться к специалистам. В любом случае, если вы купили качественный товар от проверенного производителя, да еще и с гарантией, можете быть спокойны за свой автомобиль — впереди не одна спокойная зима.

Преимущества генераторов «СтартВОЛЬТ»:

полная аутентичность штатным изделиям по габаритным размерам и выходным характеристикам; 100%-й двойной выходной контроль каждого генератора на специализированном стенде проверки D&V; в комплект каждого генератора входит Индивидуальный технический паспорт, отражающий все реальные выходные характеристики каждого генератора; взаимозаменяемость с оригиналом всех ключевых узлов – диодный мост, регулятор напряжения, подшипники и т.д.; расширенный срок гарантии – 2 года с момента продажи; расширенная идентификация: для удобства специализированных сервисных станций приводятся номера не только ОЕМ-номера, но и cross-reference основных аналогов – для быстрой идентификации знакомых популярных моделей.

Ознакомиться со всем ассортиментом генераторов и другой автоэлектрики от «СтартВОЛЬТ» вы можете здесь.

Подписывайтесь на наш Youtube-канал Читайте нас на Яндекс. Дзен Скачивайте наше приложение для IOS и Android — весь каталог продукции в вашем смартфоне! * — Партнерский материал

Рейтинг кроссоверов за 1 миллион рублей

Как ещё можно создавать генераторы?

Генераторные выражения — это упрощённый вариант функций-генераторов, также создающих генераторы.

Функция-генератор отличается от обычной функции тем, что вместо команды return в ней используется yield. И если return завершает работу функции, то инструкция yield лишь приостанавливает её, при этом она возвращает какое-то значение.

При первом вызове метода next() выполняется код функции с первой команды до yield. При втором next() и последующих до конца генератора — код со следующей после yield команды и до тех пор, пока yield не встретится снова.

Чтобы было понятнее, рассмотрим небольшой пример:

Здесь функция f_gen(5) при вызове создаёт генератор a. Мы видим это, когда выводим a на консоль.

Посчитаем значения генератора в цикле for.

• При первой итерации выполняется код функции до yield: переменная s = 1, n = 1, yield возвращает 2.
• При второй итерации выполняется оператор после yield, далее к началу цикла и опять до yield: s = 2, n = 2, yield возвращает 6.
• Соответственно, при третьей и четвёртой итерации генерируются значения 12 и 20, после чего выполнение генератора прекращается.

Как видим, значения переменных n и s между вызовами сохраняются.

Признаки неисправности генератора

В современных машинах поломки электрической системы — одни из распространённых. Большое количество электроники обязывает особо тщательно контролировать работу и состояние генератора и аккумулятора, потому что их выход из строя может обездвижить автомобиль. Самыми популярными признаками неисправности генератора являются:

• световая индикация аккумуляторной батареи на панели приборов;
• нестабильная работа АКБ (её выкипание или недозаряд);
• различная интенсивность света фар;
• посторонние звуки со стороны генератора.

Если вы заметили некорректную работу автомобиля, то, возможно, ток зарядки аккумулятора от генератора недостаточен.

Все неисправности электротехнического оборудования, к которому относится генерирующее энергию устройство автомобиля, являются механическими (деформация или поломка креплений, корпуса, нарушение работы подшипников, прижимных пружин, ремня привода и др.) или электрическими (обрывы обмоток, неисправности диодного моста, выгорание или износ щёток, замыкания между витками, пробои и пр.).

Не стоит списывать неработающий генератор со счетов: узнайте, есть ли ремкомплекты и запасные части. По возможности замените их. Если вы не можете самостоятельно осуществить ремонтные работы, то отдайте генератор в мастерскую. Многие умельцы сумеют восстановить агрегат без лишних затрат и в кратчайшее время.

Однако отдельные поломки требуют покупки нового устройства, генерирующего электроэнергию. Например, выходящий из строя подшипник, который впаян в корпус генератора не подлежит восстановлению или замене в большинстве случаев.

Общая информация об автомобильных генераторах

Первые модели автогенераторов стали использоваться в автомобилестроении еще в начале прошлого века вместе с аккумуляторными батареями, которые подвергались разрядке. Они представляли собой громадные узлы постоянного тока, нуждающиеся в регулярном и тщательном сервисе. Современные аналоги выпускаются в комнатном корпусе с применением передовых технологий. Это обуславливает безотказность и надежность их работы.

Под автомобильным генератором подразумевается специальный механизм, выполняющий преобразование механической энергии в электрическую. Узел решает ряд важных задач, а именно:

• снабжает АКБ постоянным и непрерывным зарядом тока при запущенном моторе;
• поставляет электрическую энергию ко всем пусковым устройствам, когда стартер расходует максимальное количество электроэнергии.

Генератор устанавливают в пространство под капотом. С помощью кронштейнов его прикрепляют к блоку ДВС и приводят в действие приводным ремнем от шкива коленвала.

Электрический прибор совмещен с аккумуляторной батареей параллельным путем. Заряд аккумулятора выполняется только в тех случаях, если получаемая электроэнергия превышает напряжение АКБ. Мощность тока определяется количеством вращений коленчатого вала. Чтобы избежать перезаряда, генератор оснащают специальным регулятором, отслеживающим и контролирующим напряжение.

Про строение генератора

Любой генерирующее устройство примерно состоит из одинаковых частей, есть утрировать это – ротор, статор, шкив, корпус, и электрическая составляющая (электрические щетки, реле-регулятор напряжения). Ротор соединен с коленчатым валом двигателя ременной передачей. Если вращается коленчатый вал, то вращается и ротор, тем самым вырабатывая электрический ток.

Чем приводится в действие источник переменного тока?

Генератор — это полная противоположность генератора. В генераторе обмотка проводов вращается внутри магнитного поля для создания тока. В генераторе переменного тока магнитное поле вращается внутри обмотки проводов. Эффективность на стороне генератора, так как обмотка провода является самой большой и тяжелой частью обоих устройств, поэтому генератор переменного тока вращается в самой легкой части. Это означает, что генератор переменного тока может работать на более высокой скорости, создавая большую мощность при более низких скоростях. Стоит отметить, что даже большие генераторы на гидроэлектростанциях, работают по одинаковому принципу. Однако там ротор раскручивается набегающим потоком воды. НО суть одинаковая.

Собственно напряжение в автомобиле зачастую составляет 13 – 14 Вольт, что достаточно для подзарядки автомобильного аккумулятора.

Генераторы, как правило, более надежны, чем генераторы, в основном из-за различий в том, как каждый из них использует кольца и кисти. Генераторы используют расщепленные щетки, которые изнашиваются быстрее, поскольку кисти натирают их; также изнашиваются щетки. Генератор использует сплошные кольца, которые вызывают меньший износ и уменьшают проблемы, вызванные постоянным созданием и разрушением контура, поскольку щетки «перескакивают» щели в разделенных кольцах.

Из-за этого выход генератора может быть легко усилен или удален с помощью трансформатора. Когда напряжение усиливается, гораздо легче отправить его на большие расстояния по линиям электропередач с очень небольшими потерями, а затем снова опустить его для использования в вашем доме.

После пуска практически все бортовые приборы питаются именно от генерирующего элемента, он несет на себе основную нагрузку. Подзаряжает аккумулятор, восполняет его потраченную энергию на пуск, а также дает энергию для освещения, системы зажигания, подачи топлива, развлекательный комплекс (аудио, видео), всевозможные подогревы (сидений, стекол, зеркал).

Выход генератора обычно выражается в амперах, который по существу является только количеством тока, которое устройство может обеспечить для всего оборудования, подключенного к электрической системе. Когда это произойдет, и ваш выход генератора не сможет полностью удовлетворить потребности вашей электрической системы, вы можете испытать что-нибудь от тусклых фар до серьезных проблем с управляемостью.

Оставшись один, эта проблема в конечном итоге приведет к выгоранию генератора переменного тока. В то время как номинальная мощность генератора переменного тока дает вам представление о том, что он предназначен для выключения, единственный способ увидеть, на что способен генератор, — это проверить его. С этой целью вы можете измерить фактический вывод генератор под моделируемой нагрузкой, который позволяет вам понять, что он способен выносить в реальных условиях.

Стоит отметить, что если генерирующее устройство не справляется, то часть энергии ему может дать АКБ, это происходит в моменты максимальной нагрузки, например — ночью в мороз, когда включены многие электрические приборы. Если какой-то источник отключается, и энергии только одного генератора становится достаточно, то он автоматически подзаряжает АКБ. Так цикл повторяется.

Номинальные характеристики генератора и реальный мир

Термин «выход генератора переменного тока» относится к двум различным, но связанным, понятиям. Первый — это номинальная мощность генератора, которая представляет собой величину тока, которую устройство может производить с определенной скоростью вращения. Другое, на что может ссылаться выход генератора переменного тока, — это величина тока, которую блок производит в любой момент времени, что является функцией физических возможностей генератора, скорости вращения входного вала и кратковременных требований электрическая система.

2.4. Схемы автогенераторов

2.4.1. Простые трехточечные схемы

Большинство схем автогенераторов можно представить в виде обобщенной трёхточечной схемы, в которой колебательный контур подключён к лампе (транзистору) тремя точками (рис.2.6а). Пренебрегая влиянием инерции электронов, высших гармоник и сеточного тока, уравнение баланса фаз можно выразить равенством ( 2.4’):

j_э =0.

Это означает, что контур настроен на частоту автоколебаний, то есть, согласно рис.2.6а:

X _ag + X _gк + X _ак =0.

Как мы видели, коэффициент обратной связи К=, где — напряжение обратной связи, снимаемое с части контура (рис.2.1). При резонансе токи в ветвях контура одинаковы, поэтому коэффициент обратной связи K можно представить в виде:

К=

(здесь I_a1Q=I_к — контурный ток). Поскольку напряжение обратной связи и напряжение на контуре синфазны, то реактивные сопротивления X _ак и X_gк должны быть одного знака, при этом сопротивление X_ag должно быть противоположного знака. В качестве примера на рис.2.6б и 2.6в изображены схемы ёмкостной и индуктивной трёхточечных схем. Эти схемы получили название простых трёхточек.

Рис 2.6.

2.4.2. Сложные трехточечные схемы

На УКВ используют сложные трёхточечные схемы, в которых реактивное сопротивление X_ag образовано проходной ёмкостью лампы С_ag , а сопротивления X_ак и X_gк, которые должны иметь индуктивный характер, — расстроенными контурами, включёнными между анодом и катодом (наружный контур) и между сеткой и катодом (внутренний контур) (рис.2.7).

Рис.2.7

Рис.2.8

Нагрузочная цепь, с которой связан анодный контур генератора, обычно непостоянна во времени, поэтому собственная частота анодного контура w_ак (с учётом вносимой в него из нагрузочной цепи реактивности) может изменяться. Из рис 2.8 видно, что генерируемая частота w_г ближе к собственной частоте того контура, который настроен на более низкую частоту. Поэтому для ослабления влияния нагрузки на частоту автоколебаний собственная частота анодного контура должна быть выше, чем у сеточного, тогда генерируемая частота будет определяться главным образом параметрами сеточного контура. Если анодный контур сильно расстроен относительно сеточного, то мощность, отдаваемая в нагрузочную цепь, понизится, но при этом непостоянство параметров анодного контура мало отразится на генерируемой частоте. Эту особенность схемы используют для повышения стабильности частоты автоколебаний. Обычно частота анодного контура приблизительно в полтора раза больше, чем сеточного.

Для чего в автомобиле нужен генератор?

Генератор используется для поддержания в бортовой сети определенных напряжения и тока. Основное назначение генератора автомобиля состоит в обеспечении устойчивого питания электрооборудования при работающем двигателе – в частности, для:

• Заряда аккумулятора.
• Питания всех потребителей электрического тока в нормальных условиях.
• Питания потребителей совместно с АКБ при экстремальной эксплуатации.

Применение автомобильного генератора позволяет восстанавливать заряд аккумулятора, который расходуется на запуск двигателя при помощи стартера. При этом напряжение в бортовой сети пребывает в строго установленных пределах, превышающих электрохимический потенциал пластин батареи. Разобравшись в вопросе, для чего нужен генератор в автомобиле, необходимо понять, что в случае отказа агрегата двигатель проработает еще какое-то время за счет аккумулятора. Продлить этот период можно, отключив все второстепенные потребители: вентилятор отопителя, кондиционер, аудиосистему. По исчерпании заряда батареи двигатель заглохнет.

2.1. Условия самовозбуждения

Амплитуда и частота установившихся колебаний в автогенераторе определяются условием самовозбуждения:

(2.1)

Здесь — приведенный коэффициент обратной связи :

, (2.2)

где — коэффициент обратной связи, который показывает, какая часть напряжения на контуре подается на управляющую сетку (- напряжение обратной связи — см. рис.2.1 ); -средняя крутизна лампы , которая , как было показано при анализе эквивалентной схемы генератора, равна (1.15) , и так же , как и приведенное внутреннее сопротивление ,зависит от угла отсечки анодного тока лампы и от её электронного режима .

Условие самовозбуждения в комплексной форме (2.1) можно представить в виде двух уравнений :

(2.3)

и

, (2.4)

где m — целое число, или 0.

Выражение (2.3) носит название уравнения баланса (или равновесия) амплитуд в автогенераторе и определяет амплитуду установившихся колебаний. Выражение (2.4) называется уравнением баланса фаз в автогенераторе и определяет частоту установившихся колебаний. Здесь — фазовый угол эквивалентного сопротивления контура:, это угол между первой гармоникой анодного тока лампы и напряжением на контуре , он зависит от частоты, т.к. представляет собой фазовую характеристику параллельного колебательного контура; — фазовый угол средней крутизны — угол между первой гармоникой анодного и управляющим напряжением ,поскольку ;- фазовый угол приведенного коэффициента обратной связи — угол между управляющим напряжением и напряжением на контуре , так как

.

Углы и φ_к’ зависят, главным образом, от режима работы лампового генератора, то есть от питающих лампу напряжений и величины её нагрузки. При СВЧ на величину этих углов влияет инерция электронов. На угол φ_s оказывают влияние также высшие гармоники в сеточной цепи автогенератора.

Присутствие в уравнении баланса амплитуд множителя , зависящего от угла отсечки анодного тока лампы и от режима её работы , позволяет установить причину ограничения нарастания амплитуды колебаний в автогенераторе. В самом деле, из уравнений (2.3) и (2.2) получим, что коэффициент обратной связи равен:

, (2.5)

где определяется выражением (1.16).

Как мы видели, при угле отсечки q > 90° нарастание амплитуды приводит к уменьшению угла отсечки; когда q < 90° при нарастании амплитуды угол отсечки увеличивается. Если рабочая точка выбрана на прямолинейном участке характеристики лампы, то есть q > 90°, и обратная связь больше значения, определяемого (2.5) :

>) ,

то амплитуда колебаний будет увеличиваться. При этом угол отсечки будет уменьшаться, коэффициент приведения -расти (см.рис.1.6а), а значит будет расти и приведенное внутреннее сопротивление лампы . Это продолжится до тех пор, пока не восстановится равенство (2.5). Увеличение внутреннего сопротивления при возрастании анодного тока происходит ещё и потому, что при этом увеличивается сеточный ток, а значит возрастает коэффициент . Таким образом, стабилизация амплитуды автоколебаний обусловлена нелинейностью внутреннего сопротивления лампы и зависимостью его величины от её электронного режима.

2.6. Особенности автогенераторов на транзисторах

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

Рис.2.14

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

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

Типы и характеристики

Существует два основных типа автомобильных генераторов – постоянного и переменного тока. Первые активно использовались до 1960 года. Сегодня агрегаты постоянного тока также встречаются, но только не в легковых авто. В них магнитное поле создается на обмотке статора, а ток снимается неподвижными щетками с силовой обмотки якоря. Схема генератора постоянного тока предусматривает параллельное подключение этих элементов.

Автомобильные генераторы переменного тока были изобретены в 1946 году. Их схема и принцип работы были рассмотрены выше. Достоинства агрегата переменного тока – меньший вес и габариты, повышенная надежность и срок службы. Самым заметным конструкционным отличием двух типов генераторов являются токосъемные кольца. В устройстве постоянного тока с рамки снимают заряд контактные полукольца (2 штуки). В случае же переменного тока это несколько иначе. На обоих концах рамки разместились полноценные токосъемные кольца. Конечно, эти контактные пластинки не определяют весь принцип работы, но вносят существенный вклад.

Разобравшись с устройством автомобильных генераторов, изучим технические характеристики. За обеспечение всех потребителей электроэнергией при разных режимах работы мотора отвечает токоскоростная характеристика (ТСХ). Это зависимость максимального значения тока от частоты вращения ротора при условии постоянного напряжения

Также важно знать, сколько ампер выдает установка автомобильного генератора. Этот показатель колеблется в пределах от 55 до 120 А в зависимости от марки авто

Если же проверка показывает недостаток ампер, то это явный признак неисправности агрегата.

Еще существует внешняя, регулировочная, нагрузочная характеристики и показатель холостого хода. Первая – зависимость выпрямленного (постоянного) напряжения (U_d) от тока нагрузки (I_н), вторая – I_в (возбуждения) от I_н. Третья показывает отношение U_d к I_в, и последнее значение определяется зависимостью ЭДС от I_в при частоте вращения постоянного характера.

Работа агрегата

При прохождении тока по обмотке возбуждения автогенератора, вокруг ротора возникает магнитное поле.

Последнее преобразуется блоком диодов в постоянное. Необходимая для нормальной зарядки аккумулятора величина постоянного напряжения (от 13,9 до 14,2 В) поддерживается при помощи реле-регулятора, которое при повышении напряжения выше верхнего значения, уменьшает ток возбуждения. А при снижении ниже нижнего, увеличивает его. Так устроен любой автогенератор.

Немного истории

Первые автомобильные генераторы были генераторами постоянного тока. Такими генераторами автомобили комплектовались вплоть до начала 60 годов прошлого века. Их главное отличие от генераторов переменного тока в том, что электромагниты, создающие магнитное поле, неподвижны. ЭДС находится во вращающихся в этом поле обмотках ротора. Снимается же ток с изолированных между собой полуколец, поэтому на каждой щетке присутствует напряжение только одной полярности. Их недостатками является сложная конструкция щеточно-коллекторного узла и низкая надежность из-за большого тока, протекающего через контакты между щетками и коллекторными пластинами.

Поэтому, как только промышленность стала выпускать полупроводниковые диоды достаточной мощности, генераторы постоянного тока на автомобилях стали заменять генераторами переменного тока с полупроводниковыми выпрямителями. Выпрямители первых таких генераторов для автомобиля были селеновыми. Они имели большие размеры, а их рабочая температура была значительно ниже, чем у современных кремниевых. Поэтому они не могли размещаться внутри генератора.

Первые регуляторы напряжения были вибрационные. Они представляли собой реле, регулирующее ток возбуждения за счет частых кратковременных разрывов цепи, питающую катушку ротора. Поэтому регулятор напряжения до сих пор часто называют реле-регулятор. Они имели нормально замкнутые контакты, подающие питание на катушку якоря. При повышении напряжения бортовой сети, обмотка реле притягивала сердечник и разрывала цепь питания якоря. От этого падало выходное напряжение генератора, реле переставало удерживать сердечник, и цепь питания ротора вновь замыкалась.

На смену им пришли полупроводниковые регуляторы на дискретных элементах. А за ними и интегральные регуляторы напряжения, обладающие столь малыми размерами, что их стали объединять в один узел со щетками и вставлять в корпус генератора.

Напольная машина для ребенка

Электрическая схема управления генератором.

Очень многие думают, что самое сложное в педальном генераторе — это электрические схемы подключения генератора, но на самом деле схемы управления генератором простые.

При разработке электрической схемы важно исключить возможность неправильного подключения аккумулятора, при котором мгновенно повреждается автомобильный генератор. На всех наших педальных генераторах и солнечных панелях мы используем полярные штекеры и сокеты, подключающиеся одним и тем же способом

Другая важная деталь — предохранитель правильного номинала, близко расположенный к положительной клемме аккумулятора, который перегорает раньше, чем сгорят провода. В идеальном случае электропроводка от генератора к аккумулятору должна быть рассчитана не меньше, чем на 20 Ампер, иметь сечение от 2.5 мм2 и защищена предохранителем на 10 А. Старайтесь использовать гибкий кабель. Не пытайтесь использовать кабель со сплошной металлической жилой, так как он всё время гнётся и в какой-то момент сломается, что может привести к удару электрическим током. Вольтметр на руле можно подсоединить с помощью тонкого провода и защитить маленьким предохранителем на один или два ампера.

Это самая простая версия принципиальной электрической схемы подключения автомобильного генератора. Вот так выглядит её демонстрационная версия.

В таблице представлен список основных компонентов с шифрами Maplin и Farnell. Maplin прекратили продавать некоторые 25 Вт резисторы, включая используемый в исходной схеме резистор на 0.47 Ом 25 Вт и многие другие компоненты.

Возможно вам самостоятельно придется подобрать лампочку, чтобы она соответствовала генератору. Если лампочка включается на слишком низких оборотах, то потребуется лампочка, работающая на низком токе. В принципиальной схеме отсутствуют критически важные компоненты, так что можно использовать даже бывшие в употреблении лампочки. Люди, хорошо разбирающиеся в электротехнике, могут заметить, что значение 25 Вт для резистора слишком завышено. Это сделано на случай протекания очень высоких токов в аварийных ситуациях до момента сгорания предохранителя. Если планируется использовать генератор для публичных демонстраций, то в целях обеспечения дополнительной безопасности неплохо будет прикрепить его к металлической плите или радиатору. К тому же радиатор производит впечатление — с ним генератор кажется более мощным.

Как проверить автомобильный генератор

Если ремонт генератора лучше все-таки доверять профессионалам, то проверку можно выполнить и самостоятельно. Первый способ диагностики – с использованием мультиметра:

1. Замеряем прибором напряжение на клеммах АКБ при выключенном двигателе – должно быть примерно 12.7В;
2. Заводим двигатель, не поддавая газу, отключаем все электроприборы (кондиционер, аудиосистему и т.д.);
3. Повторно меряем напряжение аккумулятора – при работающем двигателе оно должно составлять от 13.8 до 14.5 В (на отдельных двигателях до 14.8 В);
4. Даем нагрузку – фары, кондиционер, аудиосистема, противотуманные фары и т.д.;
5. Опять замеряем напряжение – оно должно опуститься до 13.7-14 В. Если показания мультиметра ниже, то это свидетельствует о неработающем генераторе.

Можно проверить и «дедовским» методом. Для этого запускаем двигатель, включаем небольшую нагрузку (например, фары) – и, не выключая зажигания, снимаем минусовую клемму с аккумулятора. Если мотор не заглохнет, фары не погаснут, то это значит, что генератор обеспечивает двигатель достаточным количеством энергии. Если же машина после съема клеммы глохнет, то это свидетельствует о нерабочем генераторе.

Заключение

Даже самое общее представление об устройстве и принципах работы автомобильного генератора может помочь избежать неисправностей электрооборудования. Генератор начинает работать после запуска двигателя и выполняет функции основного источника тока в автомобиле.

В процессе эксплуатации автомобиля необходимо тщательно следить за натяжением приводного ремня, которое влияет на положение генератора. На ряде современных автомобилей агрегат закреплен прочно, и изношенный клиновый или поликлиновый ремень необходимо сразу менять. Поддержание генератора в исправном состоянии позволит избежать крупных трат на капитальный ремонт авто.