Что Такое Генератор В Машине



что такое генератор в машине

Что такое генератор?

Фото: Google.ru

Слово генератор происходит от латинского generator и означает «производитель». В общем понятии генератор является устройством, аппаратом или машиной, который производит какой-нибудь продукт. В их функции входит также преобразование одного вида энергии в другой.

В электротехнике генератор – это машина, вырабатывающая электрическую энергию, т.е. преобразующий механическую энергию в электрическую. Их два вида: генераторы постоянного тока и генераторы переменного тока.

Генератор постоянного тока – это вращающаяся машина, которая состоит из якоря, статора и коллекторно-щеточной системы и производит постоянное напряжение, необходимое для питания систем возбуждения синхронных двигателей и генераторов в промышленности и электростанциях. Наилучший его режим работы – режим самовозбуждения при работе электромашинным возбудителем, что делает такие машины более экономичными. Такие генераторы также используются как источник постоянного тока для заряда и подзаряда аккумуляторных батарей, в электросварке постоянным током (САГ-ы), автомобилях и летающих аппаратах.

Генератор переменного тока – тоже вращающаяся машина и состоит из статора, ротора и системы возбуждения. Эта синхронная машина вырабатывает переменный электрический ток частотой 50 или 60 Гц для нужд народного хозяйства в крупных электростанциях (ГЭС, ГРЭС, АЭС, ТЭЦ, ДЭЦ и др.), а также в переносных электростанциях («движки», ЖСК, «дизели» и др.) и на суднах.

В радиотехнике и электронике генераторы преобразуют электрическую энергию в энергию электромагнитных волн определенной частоты. Поэтому их коротко называют генераторами частоты. В основном различают два вида: генераторы низких (ГНЧ) и высоких частот (ГВЧ).

Генераторы низкой частоты вырабатывают сигналы частоты звукового спектра (примерно от нуля до нескольких сотен кГц), поэтому их еще называют генераторами звуковых частот (ГЗЧ). Их другой разновидностью являются генераторы импульсов, которые преобразуют электрическую энергию в энергию импульсов, повторяющиеся по определенной частоте. ГНЧ с широким спектром частоты и гармоник называются мультивибраторами. Все эти генераторы собираются из электронных приборов (транзисторы, диоды, микросхемы). Они используются в различных сферах жизни как источник сигналов (электрозвонок, зуммер, металлоискатели, кабелеискатели, измерительные приборы, генераторы испытательных сигналов, преобразователи постоянного тока в переменный, медицинская аппаратура и др.). Кроме этого, мультивибраторы широко используются в производстве игрушек.

Генераторы высокой частоты создаются на той элементной базе, что и ГНЧ, но с различием, что они вырабатывают электромагнитных волн от сотни кГц до десятка ГГц и для стабилизации частоты используются пьезоэлементы (кварцевые резонаторы), а также высокочастотные варикапы (вариконды). Эти генераторы применяются повсеместно в радиопередатчиках, радио- и телеретрансляторах, на станциях сотовой и космической связи, в мобильных телефонах, радиотелефонах, рациях, радарах, центрах управления полетом и медицинской аппаратуре.

Надо заметить, что до недавнего времени элементная база ГНЧ и ГВЧ в основном опиралась на электронные лампы. Сейчас электронные лампы почти полностью вытеснены транзисторами и микросхемами.

В промышленности генераторами называют также установки, которые преобразуют одно вещество в другое. Например, ацетиленовый генератор – для производства ацетилена из карбида кальция парогенератор, ледогенератор, газогенератор – соответственно для производства водяного пара, льда и газа.

В компьютерной и вычислительной технике отдельные программы или утилиты называются генераторами. Можно привести в качестве примера кейгенераторы и генераторы кодов (ключей, паролей), генераторы случайных чисел.

anelka › Блог › Как работает автомобильный генератор

“Ваш двигатель работает на воздухе, топливе… и искре. Именно искра в каком-то смысле находится в центре всего этого, а для её получения нам нужно электричество.”

Ваш аккумулятор снабжает свечи электроэнергией, но вот только такой энергии лишь от аккумулятора достаточно, чтобы проехать по дороге всего несколько километров. Нам нужно гораздо больше электроэнергии, чтобы снабжать двигатель искрой, наши глаза – освещением, а нас самих – комфортом от кондиционера или печки и огромного числа других приборов в автомобиле, работающих на электричестве. Вот где к нам на помощь приходит генератор, который постоянно заряжает батарею так, чтобы нам никогда (или почти никогда) не пришлось беспокоиться о том, что у нас не хватает зарядки аккумулятора. Так как работает генератор в автомобиле?

Строение генератора автомобиля представляет собой совокупность отдельных элементов собранных в одном корпусе.

1.Корпус генератора является одновременно и основанием для статорной обмотки. Выполнен из легко сплавных металлов (чаще дюралюминий), и имеет «окна» для лучшего охлаждения во время работы. В задней и передней частях корпуса расположены подшипники для крепления на них ротора.

2.Статорная обмотка генератора выполнена из медного провода и уложена в пазах сердечника. Сердечник выполнен в виде круга и изготавливается из металла с улучшенными магнитными характеристиками (трансформаторное железо). Поскольку генератор автомобиля является трехфазным производителем энергии, поэтому статор имеет три обмотки, соединенные между собой треугольником. В местах соединения фазных обмоток к ним подключается выпрямительный мост. Провод для изготовления фазных обмоток имеет двойную термоустойчивую изоляцию, чаще всего применяется специальный лак.

3.Ротор представляет собой электромагнит и имеет одну обмотку. Обмотка располагается на валу ротора. Сверху обмотки ротора расположен сердечник из ферро магнитного материала. Диаметр сердечника на 1,5-2 мм меньше диаметра статора. Для подачи напряжения управления с реле-регулятора на обмотки ротора, применяются медные кольца, которые располагаются на валу и соединены с обмоткой ротора посредством графитовых щеток. Реле-регулятор, выполняет функцию контроля и регулировки напряжения на выходе генератора. Выполнен в виде электронной схемы и имеющий выходы к щеткам.

4.Реле-регулятор может устанавливаться как непосредственно в корпусе генератора, в этом случае регулятор выполняется в одном корпусе со щетками. Или отдельно от генератора, тогда щетки устанавливаются на щеткодержатель.

5.Выпрямительный мост имеет шесть диодов с прямым током более 40 Ампер. Диоды располагаются на токопроводящих основаниях (плюсовом и минусовом), попарно и соединены по схеме Ларионова. Соединение по этой схеме позволяет на выходе получить постоянное напряжение из трёхфазного переменного. В народе выпрямительный мост именуется «подковой», потому, что токопроводящие основания диодов для удобного расположения в корпусе, имеют вид подковы.

В основу работы автомобильного генератора положен принцип порождения переменного электрического напряжения в обмотках статора под воздействием постоянного магнитного поля, которое образуется вокруг сердечника ротора. Двигатель приводит в действие ротор генератора при помощи ременной передачи. На обмотку возбуждения (ротора) подается постоянное электрическое напряжение, достаточное для образования магнитного потока. При вращении сердечника вдоль обмоток статора, в последних наводится ЭДС. Сила магнитного потока регулируется реле-регулятором, увеличением или уменьшением подаваемого напряжения на щетки, и зависит от нагрузки, снимаемой с плюсовой клеммы генератора. Напряжение на выходе генератора колеблется в пределах 13,6 в летнее время и 14,2 в зимний период (для реле-регуляторов у которых имеется встроенный контроль температуры окружающего воздуха). Такого напряжения достаточно для дозаряда аккумулятора и поддержания его в заряженном состоянии. Бортовая сеть так же питается от клеммы генератора автомобиля и включена параллельно аккумулятору.

Схема автомобильного генератора: принцип работы

05 апреля / 20:08 78968

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

Располагается генератор в двигателе чаще всего в его передней части, приводится от коленного вала. На гибридных автомобилях генератор выполняет работу стартер-генератора, подобная же схема используется и в некоторых других конструкциях системы стоп-старт. В настоящее время фирмы Denso, Delphe и Bosch занимают первые места в мире по выпуску генераторов.

Существует два вида конструкций автомобильных генераторов: ком-пактная и традиционная. Отличия, характеризующие эти виды, состоят из разницы в компоновке вентилятора, разнятся устройством корпуса, выпрямительным узлом и приводным шкивом, геометрическими размерами. Общие параметры, имеющиеся в обоих видах автомобильных генераторов, это:

Что такое генератор?

Когда речь заходит о питании автомобиля электрической энергией, многие автовладельцы, почему-то, вспоминают только аккумулятор (аккумуляторную батарею), здесь, читаем #8212 как выбрать аккумулятор. Но ведь главной деталью, благодаря которой и происходит превращение энергии, идущей с двигателя, из механической в электрическую, является генератор. Именно он питает все электрооборудование в машине (в заведенном состоянии) и заряжает аккумулятор.

Устройство автомобильного генератора.

Рассмотрим, из чего состоит, а также как работает данный автомобильный узел. Правда сразу оговорюсь, что речь будет идти об автомобильном генераторе переменного тока, поскольку именно этот их вид устанавливается на современные транспортные средства.

Из чего состоит генератор?

Автомобильный генератор, как правило, имеет следующие составные части:

    шкив – это своего рода место входа (с помощью ремня) механической энергии в генератор корпус генератора, который образуют две крышки, передняя и задняя, к ним собственно и крепятся практически все остальные составляющие рассматриваемой нами детали ротор – крепится к передней крышке корпуса генератора и состоит из стального вала с 2 стальными втулками (они имеют форму клюва) и обмотки возбуждения между ними, к которой присоединены, как правило, медные цилиндрические, контактные кольца статор – отвечает за мощность генератора и состоит из металлического сердечника с 36 пазами и обмотки выпрямительный щит – с помощью 6 мощных диодов (3 положительных и 3 отрицательных) преобразует напряжение, которое создает статор, в напряжение постоянного тока бортовой сети авто регулятор напряжения – следит за тем, т.е. регулирует, чтобы напряжение бортовой сети машины всегда находилось в заданных пределах, вне зависимости от нагрузки, температуры окружающей среды и работы ротора.

Схема автомобильного генератора.

Принцип работы генератора.

Значит, когда водитель поворачивает ключ в замке зажигания, на обмотку (в ней находится магнитное поле) возбуждения в роторе от аккумуляторной батареи через щеточный узел поступает напряжение. И как только коленвал двигателя начинает вращаться, как вы помните, благодаря шкиву начинает вращаться и ротор генератора. Магнитное поле, которое создается в последнем, начинает обмотки статора, создавая тем самым на их выводах переменное напряжение. На определенной частоте вращения генератор перестает подпитываться механической энергией и начинает создавать необходимое себе напряжение сам (обмотка возбуждения запитывается внутри генератора).

При этом если коленчатый вал изменяет скорость своего вращения, то в данную систему включается еще регулятор напряжения. Он в зависимости от внешней нагрузки регулирует время включения обмотки возбуждения: при уменьшении нагрузки и/или увеличения скорости вращения коленвала время включения обмотки возбуждения сокращается, а при увеличении нагрузки и/или уменьшении оборотов коленвала – увеличивается. Именно в этом заключается работа автомобильного генератора. Кроме того рекомендую вам прочитать две статьи: замена ремня генератора и как подтянуть ремень генератора .

Как работает автомобильный генератор

Если сравнить машину с живым организмом, то её двигатель выполняет роль сердца, а в качестве нервной системы выступает генератор. Сможет ли автомобиль двигаться без этого агрегата? Да, сможет, однако недолго, пока не разрядится аккумулятор. Именно автомобильный генератор заряжает аккумулятор, поддерживая общее напряжение рабочей сети. Мы расскажем вам о принципе работы генератора и его основных элементах.

Как устроен агрегат

Все детали генератора объединены в одно целое под одним корпусом. При этом корпус одновременно представляет собой основание для стартёрной обмотки. Он производится из лёгких сплавов, в большинстве случаев — из дюралюминия. В корпусе предусмотрены специальные «окна», которые обеспечивают его охлаждение в процессе работы. Спереди и сзади к нему прикреплены специальные подшипники. К ним, в свою очередь, крепится ротор — очень важный элемент генератора.

В корпусе располагаются практически все конструктивные элементы агрегата. Он состоит из двух крышек, расположенных по двум сторонам. Одна из них находится возле приводного шкива, а вторая около контактных колец. Две крышки соединены между собой специальными болтами. Как правило, они производятся из алюминия. Он лёгкий и отлично рассеивает тепло.

Стоит упомянуть ещё одну деталь — щёточный узел. Он обеспечивает передачу напряжения к контактным кольцам. Этот элемент включает в себя 2 графитные щётки, пару пружин и щёткодержатели. Теперь рассмотрим подробно те элементы, которые находятся внутри корпуса .

Ротор

Эта деталь, по сути, является электромагнитом, имеющим одну обмотку. Она расположена на валу. Поверх обмотки прикреплён специальный сердечник, диаметр которого на полтора-два миллиметра меньше, чем диаметр стартёра. Подачу тока обеспечивают медные кольца. Они также находятся на валу и соединяются с обмоткой специальными щёточками.

Обмотка

Стартёрная обмотка сделана из медной проволоки. Она крепится к пазам сердечника. Последний же сделан в виде окружности и производится из металла с повышенными магнитными свойствами. Этот материал называют трансформаторным железом. Так как генератор — это трёхфазный производитель электроэнергии. стартёр оснащён тремя обмотками. Они связаны друг с другом и вместе напоминают треугольник.

В точке их соединения подключён выпрямительный мост. Проволока, из которой изготавливается обмотка, обеспечена двойной термоустойчивой изоляцией. В большинстве случаев для этого используется специальный лак.

Реле-регулятор

Ещё один важный элемент — реле-регулятор. Он являет собой электронную схему и имеет выход к графитным щёточкам. Реле-регулятор может быть установлен в корпусе генератора или отдельно от него. В первом случае он расположен рядом с графитными щётками, а во втором — щётки прикреплены к специальному щёткодержателю .

Выпрямительный мост

Деталь формируется с шести диодов. Последние располагаются на токопроводящем основании попарно и объединены друг с другом. На выходе переменное напряжение преобразовывается в постоянное. Мост также называют «подковой» из-за того, что внешне он напоминает это изделие.

На видео — устройство генератора:

Принцип работы генератора

Работа генератора автомобиля основана на принципе образования переменного напряжения. Это происходит в обмотках статора. Электрическое напряжение порождается вследствие воздействия постоянного магнитного поля, образующегося вокруг сердечника. Мотор задействует ротор генератора с помощью ремённой передачи. На обмотку подаётся постоянное напряжение, которого достаточно для того, чтобы создать магнитный поток.

Когда сердечник вращается вдоль обмоток, в них возникает электродвижущая сила. Реле-регулятор налаживает силу магнитного потока в соответствии с нагрузкой, которая снимается с клеммы генератора. На выходе образуется напряжение в пределах 13,6–14,2 (это зависит от времени года). Этого достаточно для того, чтобы дозарядить аккумуляторную батарею и поддерживать её постоянно заряженной. Бортовая сеть тоже питается от плюсовой клеммы и включается параллельно с аккумулятором. Вне зависимости от того, какой вы купили генератор, устройство и принцип работы будут одинаковыми для всех образцов. Все подобные агрегаты работают одинаково.

На видео — принцип работы генератора:

Регулятор напряжения

Ни один автомобильный генератор не сможет работать без такого элемента. Этот элемент обеспечивает поддержание постоянного напряжения, которое агрегат образовывает благодаря изменению силы тока, которое происходит в обмотках. Если ротор будет вращаться на высокой частоте без регулятора, напряжение может достигать пары десятков вольт. Это приведёт к перегоранию ламп и поломке обмоток, диодов и прочих приборов.

Типы регуляторов

  • гибридные
  • интегральные.

Регулятор напряжения

Контрольная лампа

Для того чтобы избежать проблем с регулятором, следите за контрольной лампой. Она располагается на приборной панели автомобиля. Если лампа горит, когда генератор работает, — это свидетельствует о неисправности регулятора напряжения или самого агрегата.

Крепление автомобильного генератора

Генератор автомобиля, как правило, крепится к передней части мотора с помощью болтов и специальных кронштейнов. На крышках располагаются крепёжные лапы и проушина устройства. Если генератор крепится с помощью двух лап — они находятся на двух крышках двигателя. Если же используется только одна крепёжная лапа — её располагают только на одной крышке (передней). Задняя лапа обычно имеет отверстие, в котором установлена дистанционная втулка. Она устраняет зазор, образующийся между кронштейном мотора и основанием лапы.

Разные режимы работы генераторной установки

Для того чтобы понять, как работает автомобильный генератор, необходимо разобраться с режимами его функционирования. Первый режим, который мы рассмотрим, — это работа автомобильного генератора во время запуска двигателя. При запуске мотора электроэнергию в основном потребляет стартёр. В таком режиме сила тока очень большая, а это вызывает существенное снижение напряжения на выводе аккумулятора. Таким образом, потребители электроэнергии питаются только от аккумуляторной батареи, которая интенсивно разряжается.

Сразу же после запуска мотора генератор становится главным источником электропитания. Устройство обеспечивает ток, необходимый для зарядки аккумулятора и работы различных электрических приборов. После того как подзарядится батарея. уровень зарядного тока падает. Источником электроэнергии при этом остаётся генератор.

Когда включаются мощные потребители электроэнергии, такие как обогреватели фар или вентиляторы печки, ротор начинает медленно вращаться. Тогда генератор не может отдавать столько тока, сколько требуется. В таком режиме нагрузка перекладывается на аккумулятор, который быстро разряжается.

Рекомендации по замене генератора

Заменить генератор в машине можно, но для этого необходимо соблюдать некоторые правила:

  • у нового агрегата должны быть такие же токоскоростные характеристики, как и у штатного
  • энергетические параметры генераторов обязательно должны быть одинаковыми
  • размеры нового генератора должны быть подходящими, чтобы можно было легко установить его на мотор
  • у агрегатов должны быть одинаковые передаточные числа
  • схемы обоих генераторов должны быть полностью идентичными.

Учитывайте то, что в основном агрегаты, установленные на иномарках, крепятся только одной лапой. В то же время отечественные устройства крепятся на мотор с помощью двух лап. Поэтому, меняя зарубежный агрегат на наш, вам придётся заменить кронштейн крепления на моторе.

Полезные советы

Устанавливая аккумулятор в авто, необходимо убедиться в том, что корректно подключена полярность. В случае ошибки выпрямитель генератора выйдет из строя, а это может привести к пожару. Такую же опасность таит в себе запуск мотора при некорректном определении полярности.

В процессе эксплуатации машины необходимо придерживаться следующих правил:

  • контролировать состояние электрической проводки. следить за чистотой контактов и надёжностью их соединения (если контакты проводов плохие — бортовое напряжение выходит за допустимую норму)
  • отсоединять провода от автомобильного генератора и аккумуляторной батареи при электросварке элементов конструкции
  • следить за тем, чтобы ремень генератора был правильно натянут (если он будет натянут слабо — генератор не сможет эффективно работать, если чересчур сильно — его подшипники будут быстро изнашиваться)
  • в случае подачи сигналов контрольной лампой — незамедлительно выяснять причину этого.

На видео — ремонт генератора:

Ни в коем случае нельзя делать следующее:

  • оставлять машину с подключённой аккумуляторной батареей, если вы подозреваете, что выпрямитель неисправен (это приведёт к разрядке аккумулятора и возгоранию проводки)
  • проверять работает ли генератор, замыкая его выводы между собой или отключая аккумулятор при работающем моторе (из-за этого может поломаться регулятор напряжения, бортовой компьютер, электронные элементы системы зажигания)
  • допускать попадание остатков тосола или другой жидкости на генератор
  • оставлять включённый генератор, если сняты клеммы аккумуляторной батареи (это приводит к поломке электрооборудования машины и регулятора напряжения).

Мы рассказали вам об основных особенностях работы генератора. Эти знания пригодятся любому водителю, который стремится разбираться в машинах. Помните, что генератор — очень сложное устройство, поэтому важно бережно относиться к нему. Постоянно следите за состоянием всех его деталей, а также за степенью натяжения приводного ремня. Тогда автомобильный генератор сможет вам прослужить максимально долго.

Пожалуйста, оставьте свой комментарий о прочитанном! Нам интересно ваше мнение.

Источники: http://www.rutvet.ru/in-chto-takoe-generator-1168.html, http://www.drive2.ru/b/882796/, http://fastmb.ru/auto_shem/38-shema-avtomobilnogo-generatora.html, http://autoepoch.ru/avtoazbuka/chto-takoe-generator.html, http://365cars.ru/remont/princip-raboty-generatora.html








Комментариев пока нет!

Поделитесь своим мнением