Как устроен генератор автомобиля: Принцип работы генератора автомобиля для «чайников» + Видео » АвтоНоватор

Содержание

Принцип работы генератора автомобиля и его устройство

Сегодняшнюю нашу статью посвятим такой теме как разъяснение смысла и устройства генератора в машине. Наверняка все знают, что мотор — это сердце автомобиля, а генератор, по сути, является его кровью, которая разносит питательные вещества в виде энергии  по всем энергопотребляющим системам автомобиля.

Давайте сначала дадим точное и понятное для всех определение, что вообще такое генератор автомобиля, в том числе и генератор хендай санта фе или любой другой машины, так как принцип работы у них всех одинаковый, разница только немного в конструктивных особенностях.

Генератор автомобиля – это устройство, которое способно преобразовывать механическую энергию, создаваемую двигателем в электрическую энергию, которая в свою очередь питает все энергозависимые системы автомобиля.

Если у вас тут же возник вопрос, а можно ли ехать на автомобиле без генератора – ответ да можно, но только до тех пор, пока у вас не сядет аккумулятор. Работая в паре с аккумулятором, они создают стабильное напряжение бортовой сети автомашины.

Мощность генератора

Мощность генератора автомобиля для каждой марки и модели подбирается таким образом, что при любом режиме работы двигателя генератор мог обеспечить полноценную зарядку аккумуляторной батареи автомобиля и всех его систем

Генератор должен работать стабильно и обеспечивать весь спектр необходимых токов и напряжений для всех приборов и головных устройств автомобиля, которым необходима электрическая энергия для их работы

Устройства генератора автомобиля

Из чего же состоит сам генератор, давайте перечисли эти части

  1. Шкив – насадка на вале на которую одеваются ремни, связывающие генератор и двигатель и через этот шкив и ремень вращательно движение, передается от двигателя к валу генератора
  2. Ротор генератора – металлический вал, на котором располагаются стальные втулки, между которыми в свою очередь расположена обмотка генератора, провода или выводы которой соединяются к закругленными контактными кольцами
  3. Статор – это трубообразный отрезок из специальных стальных листов, между которыми особым образом наматывается трехфазная обмотка генератора автомобиля
  4. Диодная сборка – служит для выпрямления напряжения автомобиля которое вырабатывает статор, а также преобразовывает его в постоянное напряжение
  5. Регулятор напряжения – так же расположен на генераторе и выполняет функцию поддержания напряжения в сети автомобиля в заданных приделах, исключая непредусмотренные колебания, возникаемые во время езды или из-за атмосферных условий
  6. Щеточный узел генератора – это так называемы специальные щетки, которые напрямую контактируют или так сказать трутся постоянно о кольцо ротора
  7. Корпус генератора – является основным кожухом генератора, в котором и располагаются все вышеперечисленные узлы, а также является и системой предохранения от внешних воздействий и дополнительно служит радиатором охлаждения генератора

Вот схема генератора автомобиля для тех, кто понимает

А вот ротор поподробнее, фото автомобильного ротора ниже

  •  Вал самого ротора
  •  Полюса положительные и отрицательны на роторе
  • Обмотка возбуждения
  •  Металлические контактные кольца

Принцип работы генератора

Итак продолжаем наши разъяснения по поводу устройства и работы автомобильного генератора и вот как именно происходит преобразование вращательного движения в электрическую энергию в генераторе автомобиля:

Если по-простому или так сказать обобщить, то принцип работы генератора такой: при вращении ротора он создает сильное магнитное поле, которое в свою очередь начинает производить воздействие на обмотку статора, из-за этого в ней появляется электрический ток, который по сути уже и используется для разных нужд автомобиля.

Вот кстати, как статор выглядит отдельно

 

Статор генератора

  •  Собственно сам обмотка статора
  •  Выводы обмоток
  •  Основной магнит, провод

 

Кстати если вдруг у вас на автомобиле особенно на хендай санта фе постоянно крутит стартер у нас есть статья как это устранить и не только на санта фе, просто слово Статор напомнило стартер вот и решил ссылкой поделиться.

Вот ещё нашел одно фото устройство генератора

Сколько выдает генератор автомобиля

Иногда автовладельцы задаются вопросом – а сколько выдает генератор автомобиля, в данной ситуации правильным ответом будет то, что написано у вас в мануале к автомобилю.

Универсальным же считается показатель напряжения на выходе генератора в 13.9 вольта и в пределах до 16 вольт, но опять же читайте инструкцию к вашему автомобилю, мало ли чего там конструкторы, но усредненное напряжение на генераторе автомобиля должно быть в пределах указанных выше.

Как проверить работоспособность генератора автомобиля

Для того чтобы ответить на вопрос как проверить генератор на работоспособность или так сказать на правильность выдаваемого напряжения на выходе, а также и регулятор напряжения генератора – так как работают они сообща вам потребуется простой мультиметр, выставляете его в положение измерения постоянного тока на предел 20вольт и выше и произведите замеры на выходе генератора.

При этом отключать никакие приборы и провода не нужно, проверка проводится в естественных условиях и при этом вы должны увидеть цифры приблизительно 13.9 -16 вольт, так же можно давать скидку на погрешность прибора в пределах 0.5, то есть у вас показало 13.5 вольта то у вас скорее всего норма, возможно у вас реально 13.9 но прибор особенно китайские мультиметры могут давать погрешность и довольно существенную.

Поэтому по возможности лучше перемерять двумя разными мультиметрами от разных производителей и уже оттуда вывести среднюю величину, если данные не будут совпадать.

Признаки неисправности генератора автомобиля

неисправности генератора автомобиля возникают в тех же частях из чего состоит генератор автомобиля, или точнее выразится в тех же узлах и деталях, из которых он и состоит

  • повреждение или сильный износ шкива генератора – разболтался, повело, лопнул
  • износились токосъемные щетки может сказаться как на напряжении, выдаваемом генератором, так и на его искрении
  • износ токосъемных колец – так же, как и щетки скажется на выходном напряжении, искрении или вообще не работе генератора
  • неправильная работа регулятора напряжения – выдаёт напряжение, не соответствующее никаким нормам вместо 13.9 вольт – 5вольт, или наоборот 19 вольт
  • межвитковое замыкание статорной обмотки – неправильные напряжения на выходе
  • разрушение подшипника – стук, грохот, плохое вращение, недостаточные обороты, большая вибрация вала
  • повреждение диодного моста – ток перестанет вообще течь
  • повреждение проводов — проверить на обрыв, перекус, перелом, — заменить на исправные

Вот теперь вы узнали, как проверить исправность генератора автомобиля, так что можете приступить собственно к проверке, возможно из-за этого у вас постоянно разряжается аккумулятор, так как генератор не выдаёт вам положенное напряжение.

Сколько ампер выдает генератор автомобиля

Силу тока, которую может выдать генератор автомобиля зависит о модели генератора, обычно стандартный генератор способен выдавать 80-100 Ампер выпрямленного тока.

Ну а если вам нужны точные данные, какой ток выдает генератор автомобиля именно у вас, тогда найдите спецификацию вашего генератора или автомобиля и посмотрите в справочнике.

Зарядка аккумулятора автомобиля генератором

Зарядка аккумулятора автомобиля от генератора происходит автоматически при работе двигателя автомобиля, генератор постоянно вырабатывает ток, которым питается ваш аккумулятор и все бортовые системы автомобиля.

Надеемся мы прояснили немного тему этой стать — как устроен генератор и каковы его принципы работы, и теперь у вас в голове сложилась более полная картина что такое и как работает это важнейшее устройство в автомобиле, а также какими выходными параметрами и характеристиками оно должно обладать.

Генератор автомобиля устройство и принцип работы 

Сегодняшнюю нашу статью посвятим такой теме как разъяснение смысла и устройства генератора в машине. Наверняка все знают, что мотор — это сердце автомобиля, а генератор, по сути, является его кровью, которая разносит питательные вещества в виде энергии  по всем энергопотребляющим системам автомобиля.

Давайте сначала дадим точное и понятное для всех определение, что вообще такое генератор автомобиля, в том числе и генератор хендай санта фе или любой другой машины, так как принцип работы у них всех одинаковый, разница только немного в конструктивных особенностях.

Генератор автомобиля – это устройство, которое способно преобразовывать механическую энергию, создаваемую двигателем в электрическую энергию, которая в свою очередь питает все энергозависимые системы автомобиля.

Если у вас тут же возник вопрос, а можно ли ехать на автомобиле без генератора – ответ да можно, но только до тех пор, пока у вас не сядет аккумулятор. Работая в паре с аккумулятором, они создают стабильное напряжение бортовой сети автомашины.

Мощность генератора

Мощность генератора автомобиля для каждой марки и модели подбирается таким образом, что при любом режиме работы двигателя генератор мог обеспечить полноценную зарядку аккумуляторной батареи автомобиля и всех его систем

Генератор должен работать стабильно и обеспечивать весь спектр необходимых токов и напряжений для всех приборов и головных устройств автомобиля, которым необходима электрическая энергия для их работы

Устройства генератора автомобиля

Из чего же состоит сам генератор, давайте перечисли эти части

  1. Шкив – насадка на вале на которую одеваются ремни, связывающие генератор и двигатель и через этот шкив и ремень вращательно движение, передается от двигателя к валу генератора
  2. Ротор генератора – металлический вал, на котором располагаются стальные втулки, между которыми в свою очередь расположена обмотка генератора, провода или выводы которой соединяются к закругленными контактными кольцами
  3. Статор – это трубообразный отрезок из специальных стальных листов, между которыми особым образом наматывается трехфазная обмотка генератора автомобиля
  4. Диодная сборка – служит для выпрямления напряжения автомобиля которое вырабатывает статор, а также преобразовывает его в постоянное напряжение
  5. Регулятор напряжения – так же расположен на генераторе и выполняет функцию поддержания напряжения в сети автомобиля в заданных приделах, исключая непредусмотренные колебания, возникаемые во время езды или из-за атмосферных условий
  6. Щеточный узел генератора – это так называемы специальные щетки, которые напрямую контактируют или так сказать трутся постоянно о кольцо ротора
  7. Корпус генератора – является основным кожухом генератора, в котором и располагаются все вышеперечисленные узлы, а также является и системой предохранения от внешних воздействий и дополнительно служит радиатором охлаждения генератора

Вот схема генератора автомобиля для тех, кто понимает

А вот ротор поподробнее, фото автомобильного ротора ниже

  •  Вал самого ротора
  •  Полюса положительные и отрицательны на роторе
  • Обмотка возбуждения
  •  Металлические контактные кольца

Принцип работы генератора

Итак продолжаем наши разъяснения по поводу устройства и работы автомобильного генератора и вот как именно происходит преобразование вращательного движения в электрическую энергию в генераторе автомобиля:

Если по-простому или так сказать обобщить, то принцип работы генератора такой: при вращении ротора он создает сильное магнитное поле, которое в свою очередь начинает производить воздействие на обмотку статора, из-за этого в ней появляется электрический ток, который по сути уже и используется для разных нужд автомобиля.

Вот кстати, как статор выглядит отдельно

 

Статор генератора

  •  Собственно сам обмотка статора
  •  Выводы обмоток
  •  Основной магнит, провод

 

Кстати если вдруг у вас на автомобиле особенно на хендай санта фе постоянно крутит стартер у нас есть статья как это устранить и не только на санта фе, просто слово Статор напомнило стартер вот и решил ссылкой поделиться.

Вот ещё нашел одно фото устройство генератора

Сколько выдает генератор автомобиля

Иногда автовладельцы задаются вопросом – а сколько выдает генератор автомобиля, в данной ситуации правильным ответом будет то, что написано у вас в мануале к автомобилю.

Универсальным же считается показатель напряжения на выходе генератора в 13.9 вольта и в пределах до 16 вольт, но опять же читайте инструкцию к вашему автомобилю, мало ли чего там конструкторы, но усредненное напряжение на генераторе автомобиля должно быть в пределах указанных выше.

Как проверить работоспособность генератора автомобиля

Для того чтобы ответить на вопрос как проверить генератор на работоспособность или так сказать на правильность выдаваемого напряжения на выходе, а также и регулятор напряжения генератора – так как работают они сообща вам потребуется простой мультиметр, выставляете его в положение измерения постоянного тока на предел 20вольт и выше и произведите замеры на выходе генератора.

При этом отключать никакие приборы и провода не нужно, проверка проводится в естественных условиях и при этом вы должны увидеть цифры приблизительно 13.9 -16 вольт, так же можно давать скидку на погрешность прибора в пределах 0.5, то есть у вас показало 13.5 вольта то у вас скорее всего норма, возможно у вас реально 13.9 но прибор особенно китайские мультиметры могут давать погрешность и довольно существенную.

Поэтому по возможности лучше перемерять двумя разными мультиметрами от разных производителей и уже оттуда вывести среднюю величину, если данные не будут совпадать.

Признаки неисправности генератора автомобиля

неисправности генератора автомобиля возникают в тех же частях из чего состоит генератор автомобиля, или точнее выразится в тех же узлах и деталях, из которых он и состоит

  • повреждение или сильный износ шкива генератора – разболтался, повело, лопнул
  • износились токосъемные щетки может сказаться как на напряжении, выдаваемом генератором, так и на его искрении
  • износ токосъемных колец – так же, как и щетки скажется на выходном напряжении, искрении или вообще не работе генератора
  • неправильная работа регулятора напряжения – выдаёт напряжение, не соответствующее никаким нормам вместо 13.9 вольт – 5вольт, или наоборот 19 вольт
  • межвитковое замыкание статорной обмотки – неправильные напряжения на выходе
  • разрушение подшипника – стук, грохот, плохое вращение, недостаточные обороты, большая вибрация вала
  • повреждение диодного моста – ток перестанет вообще течь
  • повреждение проводов – проверить на обрыв, перекус, перелом, – заменить на исправные

Вот теперь вы узнали, как проверить исправность генератора автомобиля, так что можете приступить собственно к проверке, возможно из-за этого у вас постоянно разряжается аккумулятор, так как генератор не выдаёт вам положенное напряжение.

Сколько ампер выдает генератор автомобиля

Силу тока, которую может выдать генератор автомобиля зависит о модели генератора, обычно стандартный генератор способен выдавать 80-100 Ампер выпрямленного тока.

Ну а если вам нужны точные данные, какой ток выдает генератор автомобиля именно у вас, тогда найдите спецификацию вашего генератора или автомобиля и посмотрите в справочнике.

Зарядка аккумулятора автомобиля генератором

Зарядка аккумулятора автомобиля от генератора происходит автоматически при работе двигателя автомобиля, генератор постоянно вырабатывает ток, которым питается ваш аккумулятор и все бортовые системы автомобиля.

Надеемся мы прояснили немного тему этой стать – как устроен генератор и каковы его принципы работы, и теперь у вас в голове сложилась более полная картина что такое и как работает это важнейшее устройство в автомобиле, а также какими выходными параметрами и характеристиками оно должно обладать.

Устройство генератора автомобиля


Автор admin На чтение 5 мин. Просмотров 62

Наиболее важным звеном в электрической системе любого автомобиля является генератор.

Данный агрегат предназначен для выработки электричества, без которого невозможна работа двигателя и всего оборудования.

К слову сказать, без генератора мотор работать сможет, но не долго – до разрядки аккумуляторной батареи. Независимо от марки и модели автомобиля, будь то ВАЗ-2110, ВАЗ-2107 или Шевроле Камаро, устройство генератора практически одно и то же.
устройство генератора

устройство генератора
На современные автомобили производители устанавливают трехфазные генераторы переменного тока. Основными частями данного агрегата являются:

  1. корпус, изготовленный из легкосплавного материала;
  2. статор – неподвижная внешняя обмотка, закрепленная внутри корпуса;
  3. ротор – подвижная обмотка, вращающаяся внутри статора;
  4. реле-регулятор напряжения;
  5. выпрямитель напряжения.

«Анатомия» генератора

Корпус

Корпус автомобильного генератора изготавливается из сплавов легких металлов (как правило, применяется дюралюминий) для уменьшения веса устройства. Для обеспечения эффективного теплоотвода в корпусе имеется большое количество вентиляционных отверстий. Устройство системы охлаждения у разных моделей генераторов различно и зависит от величины рабочих оборотов генератора и от того, насколько тяжелы температурные условия в подкапотном пространстве автомобиля.

Например, у ВАЗ-2106 имеется одна крыльчатка, выгоняющая горячий воздух из корпуса, тогда как у ВАЗ-2109, а также у моделей 2110 и 2112 два вентилятора гонят воздушные потоки навстречу друг другу. В передней и задней стенках размещены подшипники, на которых вращается ротор.
генератор

генератор

Обмотка

Обмотка статора выполняется из медного провода, уложенного в пазы сердечника. Сам сердечник изготавливается из трансформаторного железа, обладающего улучшенными магнитными свойствами. Поскольку генератор трехфазный, у статора имеются три обмотки, соединенные друг с другом треугольником.

Из-за того, что устройство во время работы подвержено сильному нагреву, провод обмоток покрыт двумя слоями теплоизоляционного материала. Обычно для этого используется специальный лак.

Ротор

Ротор – это электромагнит с одной обмоткой, расположенной на валу. Поверх обмотки закреплен ферро-магнитный сердечник диаметром немного меньше внутреннего диаметра статора (на 1,5 – 2 мм). На валу ротора также размещаются медные кольца, соединяющиеся с его обмоткой посредством графитовых щеток. Кольца предназначены для подачи управляющего напряжения с реле-регулятора на обмотку ротора.

Реле-регулятор

Реле-регулятор – это электронная схема, которая контролирует и регулирует напряжение на выходе генератора. Данное реле служит для защиты агрегата от перегрузок и поддерживает напряжение в бортовой сети автомобиля порядка 13,5 В.

Более совершенные реле-регуляторы имеют датчик температуры для того, чтобы в зимнее время устройство выдавало более высокое напряжение (до 14,7 В). Устанавливается либо внутри генератора в одном корпусе с графитовыми щетками, либо (чаще всего) вне корпуса, в этом случае щетки крепятся на специальном щеткодержателе.
реле-регулятор

реле-регулятор

Выпрямитель

Выпрямитель, или диодный мост, состоит из шести диодов, расположенных на печатной плате и соединенных между собой попарно по схеме Ларионова. Задача выпрямителя – преобразование трехфазного переменного тока в постоянный. Автомастера нередко называют его «подковой» за внешний вид.

Работа автомобильного генератора

Основополагающий принцип работы автомобильного генератора – возникновение переменного электрического тока в обмотках статора под действием постоянного магнитного поля, образующегося вокруг сердечника ротора. После запуска двигателя ротор приводится в действие приводным ремнем.

На моделях ВАЗ-2106 и ВАЗ-2107 он зубчатый, на автомобилях ВАЗ-2109, ВАЗ-2110, ВАЗ-2112 – ручейчатый, или поликлиновый. Применение поликлинового ремня позволяет обеспечить большее передаточное отношение, а следовательно более высокие рабочие обороты агрегата и большую эффективность.

Обычный клиновый ремень невозможно применять для высокооборотистых генераторов, подобных 94.3701, устанавливаемых на автомобили ВАЗ-2110 и ВАЗ-2112, поскольку он будет усиленно изнашиваться из-за слишком маленького шкива.

На обмотку ротора подается напряжение, и возникает магнитный поток. Во время вращения ротора в обмотках статора возникает ЭДС. Реле-регулятор изменяет силу тока в зависимости от нагрузки, снимаемой с положительной клеммы генератора таким образом, чтобы обеспечить зарядку аккумулятора или поддержание уровня его заряда, а также обеспечить электричеством каждое устройство, подключенное к бортовой сети автомобиля.

Как продлить жизнь генератору

Первое, за чем нужно тщательно следить, натяжение приводного ремня. При недостаточном натяжении ремень будет постоянно пробуксовывать, в результате чего быстро износится, а генератор не сможет выдать требуемое напряжение. Сильно натянутый ремень излишне перегружает подшипники агрегата, что ведет к быстрому их износу и замене.

О неполадках в работе автомобильного генератора сигнализирует контрольная лампа на панели приборов. Если она загорается, значит, устройство не справляется со своей задачей, а именно выдает недостаточное напряжение. Признаками неполадок являются:

  • периодический недозаряд или перезаряд аккумулятора;
  • более тусклый свет фар автомобиля при работе мотора на холостых оборотах;
  • изменение интенсивности светового потока в зависимости от частоты вращения коленчатого вала;
  • посторонние звуки (писк, стуки), исходящие от генератора.

Если своевременно выявить неисправность, цена ремонта будет невысокой. В противном случае невнимательность или простая халатность приведет к замене всего устройства.

Замена генератора на более мощный

Многие владельцы ВАЗ-2106 и ВАЗ-2107 недовольны работой штатного генератора, который способен выдать силу тока всего 42 Ампера. В качестве альтернативы идеально подходит агрегат от автомобиля ВАЗ-2109 мощностью 55 Ампер. Его крепления в точности совпадают с «родными».

Разница лишь в том, что у автомобиля ВАЗ-2109 в генератор втыкается один провод вместо двух у «шестерочного», поэтому лишний провод, идущий от реле напряжения нужно изолировать от остальных. Также потребуется заменить зарядное реле РС-702, установленное штатно на генератор ВАЗ-2106 (2107), на более современное РС-527 или его аналог. Если этого не сделать, то на панели приборов автомобиля постоянно будет гореть лампочка разряда, гаснуть же она будет, наоборот, когда аккумулятор разряжается.

Мне нравится1Не нравится

Что еще стоит почитать

назначение, устройство и принцип работы

Многие из вас знакомы с общим устройством автомобиля и знают, что некоторые устройства «жизненно» необходимы для полноценной работы всех систем транспортного средства. К таким устройствам относится и автомобильный генератор, основное назначение которого превращение механической энергии в электрическую. Электричество необходимо для вращения стартера при запуске двигателя, за что отвечает аккумуляторная батарея, зажигания топливной смеси внутри цилиндров и приведения в рабочее состояние всех систем и электроприборов автомобиля.

ДЕТАЛЬНО ПРО ⇒ АВТОМОБИЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

Немного истории

Как вы уже поняли, всего существует два источника автомобильного питания – это аккумулятор и генератор, при этом первый из них накапливает электричество, получаемое от генератора и передаёт полезную энергию на приборы в качестве постоянного тока ровно до того момента, как будет запущен мотор, и тогда в дело вступает второй источник питания.

Все знают автомобильные генераторы как компактные устройства, имеющие связь с двигателем посредством ременной передачи, но они не всегда были такими. До 1960 года обычный генератор представлял собой громоздкую конструкцию очень большого веса. При этом коэффициент полезного действия в устройствах начала второй половины прошлого столетия оставлял желать лучшего и точно никак не удовлетворял новым потребностям современных автомобилей, которые уже рвались на мировой рынок, заряженные небывалым энтузиазмом их разработчиков. Миру требовалось что-то более простое и лёгкое, что давало бы больше энергии при том же крутящем моменте, и это случилось в виде обновлённого генератора, работающего по технологии полупроводниковых выпрямителей.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ ПРО ⇒ УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ КАРБЮРАТОРА

Генераторы старого типа, поставляющиеся на рынок с шунтовой схемой параллельного возбуждения, обмоткой, имеющей связь с АКБ, либо со схемой стартера, последовательно подключённого к обмоткам якоря, нашли всеобщее признание у производителей гибридных и электрических автомобилей как основной силовой агрегат. Мир же полностью перешёл на генераторы переменного тока, обладающие известными преимуществами, такими, компактность, повышенный КПД, усиленная мощность и сила тока при неизменной частоте вращения ротора. Внимание читателя заслуживают оба типа генератора, и в последующих частях мы рассмотрим, как устроены генераторы постоянного и переменного тока и разберём принцип их работы.

Как устроен генератор постоянного тока?

Оба устройства призваны вырабатывать электричество, используя механическую силу двигателя. Массивность генераторов постоянного тока объясняется тем, что в качестве статора там используется сам корпус устройства, и чем он больше, тем лучше, поэтому для достижения наиболее высоких показателей мощности, например, для грузовых автомобилей, такие генераторы должны быть поистине гигантских размеров.

Как же происходит выработка электричества генератором постоянного тока?

  1. После подключения генератора независимым, параллельным или смешанным способом, становится возможна его дальнейшая работа по превращению механической энергии в электрическую;
  2. Полюсное размещение обмоток со смещёнными пазами обеспечивает выработку переменного тока, при этом работа генератора практически бесшумная;
  3. Якорь, как токосъемная часть генератора, крепится на подшипники крышек, рабочая часть находится между обмотками и при вращении отдаёт накопленный переменный ток щёткам;
  4. Коллектор преобразует переменный ток в постоянный, который и становится «конечным продуктом» деятельности генератора постоянного тока и обеспечивает весь автомобиль электричеством.

При необходимости генераторы оснащают дополнительным комплектом обмоток, который предполагает наличие ещё одной пары щёток.

Как устроен генератор переменного тока?

Стандартный или компактный трёхфазный генератор переменного тока имеет намного меньшие габариты за счёт изменения конструкции статора, в качестве которого выступает отдельный модифицированный элемент и более эффективный ротор вместо якоря. В связи с этим у производителей отпала необходимость создавать массивные и тяжёлые корпуса, а токосъёмные свойства генератора при этом увеличились в несколько раз. Несмотря на разительные перемены в конструкции устройств разных поколений генераторов, принцип их работы практически ничем не различается.

Генератор переменного тока состоит из ротора, статора, трёхфазных медных намоток в качестве магнитопровода, шкива, являющегося продолжением ротора, принимающего крутящий момент от двигателя, графитовых щёток, регулятора напряжения и силового выпрямителя. Каждый из элементов компактно размещён в лёгком корпусе, представляющем собой парные алюминиевые крышки, соединённые болтами. Корпус крепится к кронштейнам двигателя через проушины так, чтобы шкив находился со стороны привода.

Рассмотрим устройство элементов генератора переменного тока более детально:


  1. Статор изготавливается из стальных листов, каждая его часть сваривается или клепается так, чтобы получилось 36 пазов, которые изолируются плёнкой, либо эпоксидной смолой. Обмотка статора осуществляется между пазами;
  2. Ротор представляет из себя две разнополюсные части с клинообразными выступами, у каждой из которых имеется как минимум шесть полюсов, закреплённых на валу. В случае фиксации на концах вала закалённой цапфы и подшипников, его изготовление предполагает использование твёрдой стали, при этом шкив фиксируется при помощи резьбы и паза;
  3. Электрографитные или меднографитовые щётки имеют пружинный способ прижатия. Первый вариант с более долгим сроком эксплуатации, контактируя с кольцом, значительно снижает напряжение в цепи;
  4. Диодные мосты в виде таблеток, надёжно закреплённых на охлаждающих элементах пайкой, или силовых диодов, размещённых в пластинах, выполняют функцию отвода тепла;
  5. Выпрямление переменного тока осуществляется вспомогательным узлом диодов, заключённых в герметичный блок, который имеет подключение в виде шины. Узел защищён от короткого замыкания специальным составом;
  6. Система охлаждения генератора выполняет важную функцию, влияющую на регулировку напряжения, которая напрямую зависит от температуры окружающего воздуха. Также регулятор справляется со скачками напряжения, которые неизбежно появляются в связи с изменением числа оборотов двигателя.

Как работает автомобильный генератор?

Работа генератора невозможна без приводной силы двигателя. Индукция электродвижущей силы, возникающая в области действия магнитного поля, создаёт напряжение на полукольцах, которое снимается напрямую и далее поступает по схеме в качестве постоянного тока до конечных потребителей.

Система зажигания двигателя: 1 – генератор;
2 – выключатель зажигания;
3 – распределитель зажигания;
4 – кулачок прерывателя;
5 – свечи зажигания;
6 – катушка зажигания;
7 – аккумуляторная батарея[/caption]

Особенности расположения генератора на картере в подкапотном пространстве предполагает наличие шкивов на самом генераторе и коленчатом валу, соединённых ременной передачей. Для такого типа соединения требуется система натяжения ремня, которая осуществляется при помощи опоры.

Современные генераторы переменного тока способны давать напряжение от 7 до 28 вольт и соответствующую мощность в районе 1380 ватт, хорошим показателем КПД в этом случае будет считаться отметка в 50-60%.

Пуск двигателя ознаменовывается повышенным током статора до значений в несколько сотен ампер, поэтому все приборы и сам двигатель до установления рабочих параметров генератора работают благодаря питанию аккумуляторной батареи.

Сразу после передачи вращающегося момента на шкив генератора, вращающийся якорь начинает создавать электромагнитное поле, которое в свою очередь запускает процесс движения переменного тока с обмоток на контактные кольца, щётки, и далее через выпрямитель постоянный ток поступает на аккумулятор и приборы, нуждающиеся в электричестве. Не всегда обороты двигателя могут обеспечить достаточную мощность генератора для питания особо мощных приборов, поэтому в случае недостатка электроэнергии в дело вступает аккумулятор.

Способ подключения генератора имеет решающее значения для автомобилей с разным потреблением электричества. Если на транспортном средстве установлено мощное оборудование, используется схема подключения «Треугольник». В стандартных моделях современных автомобилей генераторы подключаются по схеме «Звезда». Выходной ток в этом случае будет в 1,7 раза меньше, чем в первом случае, но со своей работой без дополнительной нагрузки он справляется отлично.

Основные неисправности

Механические, либо электрические неисправности неизбежно возникнут на определённом сроке эксплуатации генератора, ведь любое техническое устройство подвергается износу. Несмотря на надёжность и износоустойчивость в целом, в генераторе могут случаться поломки разного характера, как внешние, так и внутренние, определить которые на ранней стадии сможет только профессионал.

  1. Аккумулятор разряжается быстрее, чем заряжается, при этом может гореть лампа разряда аккумулятора;
  2. Слабый ток на приборы, который характеризуется тусклым горением ламп;
  3. Посторонние звуки в подкапотном пространстве должны служить косвенными признаками неисправности автомобильного генератора;
  4. Характерное пищание или вой, доносящиеся из генератора.

Нет необходимости говорить, что все эти признаки должны стать причиной для проведения срочной диагностики, которая может выявить неисправность:

  • Ременно-приводной системы, либо корпуса со всеми внешними составляющими;
  • Шкива, щёток, колец, или подшипников;
  • Регулятора напряжения;
  • Обмоток ротора или статора;
  • Выпрямителя;
  • Реле.

Любая неисправность устраняется исключительно заменой на новую запчасть. Проверка генератора на наличие поломок происходит по стандартной схеме – предохранитель, корпус, ремень, проводка, ротор, кольца и щётки.

Из наиболее трудоёмких работ считается замена подшипников и ремня. Менять эти детали необходимо до наступления их критического состояния.

Обмотки ротора должны иметь сопротивление в пределах от 1,8 до 5 ом, в противном случае они подлежат замене, как и обмотки ротора, главным признаком неисправности которых являются нереальные цифры на мультиметре. Выпрямитель подлежит замене, если показания на приборе не меняются в зависимости от расположения щупов. Окисленные контакты так же повод для полной замены диодного моста.

Итог

Некоторые неисправности в генераторе определяются лишь на специализированных стендах профессиональными мастерами. Несмотря на кажущуюся простоту, генератор сложен и непредсказуем даже для опытных автолюбителей. Залог долгой и нормальной работы генератора – это своевременное обслуживание в проверенных автосервисах и замена деталей на оригинальные запчасти.

Источник https://vaznetaz.ru/

Для чего нужен генератор в системе электрообеспечения авто

Каждый автомобиль оснащается бортовой электрической сетью, которая выполняет многие функции – запуск силовой установки при помощи электростартера, создание искрового разряда для воспламенения горючей смеси (бензиновые моторы), обеспечение светозвуковой сигнализацией и освещением, повышение комфортабельности в салоне и еще ряд других. Но тот же стартер, лампы и приводные двигатели являются потребителями электричества и для того, чтобы их обеспечить электроэнергией в авто имеется два источника электрического тока – аккумулятор и генератор.

АКБ обеспечивает бортовую сеть авто энергией до того момента, пока силовая установка не запуститься. Особенностью аккумуляторной батареи является то, что она электрический ток не вырабатывает, а всего лишь удерживает его в себе и при надобности отдает. Поэтому использовать только аккумулятор невозможно, поскольку он попросту со временем разрядится, то есть отдаст всю накопленную энергию. И произойдет это быстро, если часто запускать мотор, поскольку стартер является одним из самых сильных потребителей в бортовой сети.

Назначение

Чтобы после запуска силовой установки восстановить заряд аккумулятора, а также обеспечить энергией все остальные электроприборы, используется генератор. Этот электрический элемент, в отличие от аккумулятора вырабатывает электричество, при этом делать он это может постоянно. Но для выработки электротока необходима механическая работа – вращение одной из составляющих частей генератора – ротора.

Поэтому пока мотор не запущен, генератор не способен выработать энергию, и бортовая сеть запитывается только от аккумулятора.

Генератор – этот тот же электродвигатель, но работа его выполняется с точностью до наоборот. Если в эл. двигатель подается энергия, чтобы получить механическое действие – вращение ротора, то у генератора – вращение обеспечивает выработку электрической энергии.

Если по-простому, то принцип действия генератора таков: при вращении ротора он образует магнитное поле, воздействующее на обмотку статора, из-за чего в ней появляется электрический ток, который и используется для питания бортовой сети.

Но имеются и определенные нюансы в работе данного элемента бортовой сети. Современный автомобильный генератор является трехфазным и обеспечивает на выходе переменный ток, который не подходит для электрообеспечения бортовой сети авто, поскольку в ней используется постоянный ток. К тому же, генератор должен вырабатывать электроэнергию с определенными показателями, чтобы не нанести вред потребителям. Поэтому в данный прибор включен ряд элементов дополнительного оснащения.

Устройство генератора для автомобиля

Генератор в разрезе

Итак, основными элементами генератора являются:

  1. ротор – подвижная составляющая
  2.  статор – неподвижная.

Ротор – это вал, на котором располагается обмотка возбуждения, две полюсные половины, образующие полюсную систему и контактные кольца. Основная задача обмотки возбуждения – создание магнитного поля. Но для достижения данного эффекта на нее нужна подача электрического тока небольшого значения. Пока двигатель не запущен ток для возбуждения поля берется от аккумулятора. После запуска  и достижения определенных оборотов, на обмотку начинает уже подаваться ток, выработанный генератором, то есть прибор переходит в режим самостоятельного возбуждения.

Обмотка возбуждения помещена между двух полюсных половинок. Эти половинки изготовлены методом штамповки, что позволило сформировать на них по 6 клювообразных выступов, которые размещены поверх обмотки.

Контактные кольца нужны для подачи электрического тока на обмотку. К этим кольцам подходят выводы обмотки возбуждения.

Дополнительно на роторе располагаются шкив привода, вентилятор охлаждения и подшипники качения.

Статор предназначен для получения переменного тока, который образуется из-за воздействия магнитного поля ротора. Состоит он из двух частей – сердечника и обмоток. Сердечник представляет собой пакет, собранный из листовой стали. В нем сделаны пазы, в которые укладываются обмотки — три штуки (три фазы). Укладка их производится петлевым или волновым методом. При этом они объединены между собой по одной из таких схем – «звезда» или «треугольник».

Схема «звезда» сводится к тому, что одни концы каждой из обмоток соединены в одной точке, а другие концы являются выводами. В «треугольнике» же соединение обмоток выполнено по кольцу – первая обмотка подсоединена ко второй, вторая – к третьей, третья – к первой. Точки соединения обмоток и являются выводами.

Ротор помещается внутрь статора, а тот в свою очередь зажимается между двумя крышками корпуса. В этих же крышках имеются и посадочные места под подшипники ротора. В передней крышке (та, что со стороны шкива) проделаны вентиляционные отверстия.

В задней же крышке размещены остальные необходимые элементы:

  • блок щеток;
  • диодный мост, он же выпрямительный блок;
  • регулятор напряжения.

Блок щеток предназначен для передачи электрического тока на обмотку возбуждения. Для этого данный блок включает в свою конструкцию две подпружиненные графитные щетки, размещенные в корпусе. Пружины поджимают эти щетки к контактным кольцам, но жесткого соединения между ними нет.

Диодный мост обеспечивает преобразование переменного тока в постоянный. Конструкция его включает шесть диодов, установленных в теплоотводящие пластины. На каждую из обмоток статора приходится по два диода – «плюс» и «минус».

Регулятор напряжения – элемент, обеспечивающий поддержание выходного напряжения в строго заданном диапазоне. Дело в том, что от оборотов мотора зависит количество и параметры вырабатываемой энергии. АКБ же очень «чувствительна» к подаваемому на нее напряжению. Если оно будет недостаточным, то у аккумулятора будет недозаряд, а при избытке его – перезаряд. И то, и другое приводит к значительному снижению ресурса АКБ. На современных авто используются полупроводниковые электронные регуляторы, которые зачастую выполнены заодно с блоком щеток.

Как работает автомобильный генератор

Теперь о том, как все функционирует. При включении зажигания на обмотку возбуждения подается напряжения через блок щеток и контактные кольца, из-за чего вокруг нее появляется магнитное поле. Поскольку ротор после запуска мотора постоянно вращается, и магнитное поле его обмотки вместе с ним. Это поле воздействует на обмотки статора, из-за чего на их выводах появляется электрический переменный ток, который подается на выпрямительный блок. На выходе из него идет уже постоянный ток, который поступает на регулятор напряжения. Часть его подается на щетки для обеспечения режима самовозбуждения, остальное же идет на подзарядку АКБ и запитку потребителей.

Регулировка выходного напряжения регулятором организована достаточно просто. Поскольку он связан с блоком щеток, то он просто меняет напряжение, подаваемое на обмотку возбуждения, что в свою очередь сказывается на магнитном поле и на количестве вырабатываемой энергии. Еще одна особенность работы регулятора – термокомпенсация. Она сводится к тому, напряжение, подаваемое на аккумулятор, меняется от температуры. При низкой температуре напряжение – повышенное, но по мере возрастания температурного показателя напряжение будет снижаться.

Видео: Быстрая проверка ГЕНЕРАТОРА не устанавливая на авто

Основные неисправности

Генератор имеет вполне надежную конструкцию, но и у него бывают неисправности. Их можно поделить на механические и электрические.

Экспертный обзор почему генератор не дает зарядку в этой статье https://topmekhanik.ru/generator-ne-daet-zaryadku/

  1. Механические неисправности обычно появляются из-за износа, которому подвержены подшипники, щетки, приводной ремень и шкив. Обычно эти поломки выявить несложно, поскольку все они сопровождаются появлением сторонних шумов или писка со стороны генератора. Устраняются эти неисправности обычно заменой изношенного элемента.
  2. Электрических неисправностей больше – обрыв или замыкание обмоток ротора или статора, пробой диодов, выход из строя регулятора. Эти неисправности как выявить, так и устранить более сложно. При этом электрические неисправности до момента выявления могут негативно повлиять на АКБ. К примеру, неисправный регулятор обеспечивает постоянный перезаряд батареи. Признаков при этом никаких особенных не будет, а выявить неисправность можно только путем замера выходного напряжения из генератора. Но до момента выявления поломки регулятора он может уже нанести непоправимый вред аккумулятору.

Все электрические неисправности, помимо обрыва и замыкания, обычно устраняются заменой неисправного элемента. Что же касается проблем с обмотками, то они исправляются перемоткой.

Чтобы избежать проблем с генератором, необходимо периодически оценивать состояние его привода, подшипников, щеток, а также проводить замеры выходного напряжения.

Как работают гибридные автомобили | HowStuffWorks

Устройство деления мощности — сердце Toyota Prius. Это умная коробка передач, которая объединяет бензиновый двигатель, генератор и электродвигатель. Это позволяет автомобилю работать как параллельный гибрид — электродвигатель может приводить в действие автомобиль сам по себе, газовый двигатель может приводить в действие автомобиль самостоятельно или они могут приводить в действие автомобиль вместе. Устройство разделения мощности также позволяет автомобилю работать как гибрид серии — бензиновый двигатель может работать независимо от скорости автомобиля, заряжая батареи или обеспечивая питание колес по мере необходимости.Он также действует как бесступенчатая трансмиссия (CVT), устраняя необходимость в механической или автоматической коробке передач. Наконец, поскольку устройство разделения мощности позволяет генератору запускать двигатель, автомобилю не нужен стартер.

Устройство деления мощности представляет собой планетарный ряд (внизу). Электродвигатель соединен с зубчатым венцом зубчатой ​​передачи. Он также напрямую связан с дифференциалом, приводящим в движение колеса. Таким образом, независимо от скорости вращения электродвигателя и зубчатого венца зависит скорость автомобиля.

Планетарный редуктор Prius

Генератор соединен с солнечной шестерней зубчатой ​​передачи, а двигатель — с водилом планетарной передачи. Скорость коронной шестерни зависит от всех трех компонентов, поэтому все они должны постоянно работать вместе, чтобы контролировать выходную скорость.

Когда вы ускоряетесь, сначала электродвигатель и батареи обеспечивают всю мощность. Зубчатый венец устройства деления мощности соединен с электродвигателем, поэтому он начинает вращаться вместе с двигателем.Водило планетарной передачи, которое соединено с двигателем, неподвижно, поскольку двигатель не работает. Поскольку зубчатый венец вращается, планеты должны вращаться, что приводит к вращению солнечной шестерни и генератора. Когда автомобиль ускоряется, генератор вращается с любой скоростью, необходимой для того, чтобы двигатель оставался выключенным. Все это вы можете увидеть ниже:

Наблюдайте за устройством распределения мощности Prius
, когда автомобиль разгоняется от 0 до 30 миль в час.

Когда вы разгонитесь до 40 миль в час (64 км / ч), включится бензиновый двигатель.Генератор внезапно меняет скорость, заставляя водило сателлита повернуться и запустить двигатель. Когда двигатель работает, он переходит на постоянную скорость, в то время как генератор меняет свою скорость в соответствии с выходной скоростью электродвигателя. Если вы действительно сильно ускоряетесь, мотор будет потреблять дополнительную мощность от батарей. Как только вы наберете скорость на автостраде, автомобиль будет двигаться под действием газа и электроэнергии, при этом вся электроэнергия будет поступать от генератора.

Как и Insight, Prius никогда не требует подзарядки; бортовой генератор автоматически поддерживает необходимый уровень заряда аккумуляторов.

И Honda, и Toyota имеют длительную гарантию на свои гибридные компоненты. Insight имеет восьмилетнюю / 80 000-мильную гарантию на большую часть трансмиссии, включая батареи, а Prius имеет восьмилетнюю / 100 000-мильную гарантию на аккумуляторные и гибридные системы. Двигатели и аккумуляторы в этих автомобилях обычно не требуют обслуживания в течение всего срока службы транспортного средства (однако, если вам все-таки придется заменить аккумуляторы после истечения срока гарантии, это, вероятно, будет стоить вам несколько тысяч долларов).Двигатель не требует большего обслуживания, чем двигатель любого другого автомобиля, а поскольку оба гибрида имеют рекуперативное торможение, тормозные колодки могут прослужить даже немного дольше, чем у большинства автомобилей.

Достижение гибридной мощности, безусловно, более сложно, чем использование прямой бензиновой или прямой электрической мощности. В следующем разделе мы рассмотрим, почему гибридные технологии так желательны как для потребителей, так и для производителей автомобилей.

Объявление

.

Как работают генераторы и динамо-машины

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 31 мая 2019 г.

Нефть может быть любимым топливом в мире, но ненадолго.
В современных домах в основном используется электричество.
и скоро большинство из нас тоже станет водить электромобили. Электричество очень удобно. Вы можете производить его различными способами, используя все, от угля и нефти до ветра и волн.Вы можете сделать это в
в одном месте и используйте его на другом конце света, если хотите.
И, как только вы его изготовите, вы можете хранить его в батареях и использовать
это дни, недели, месяцы или даже годы спустя. Что делает электрические
возможная мощность — и действительно практичная — это превосходный электромагнитный
устройство, называемое электрогенератором: разновидность электродвигателя
работа в обратном направлении, которая преобразует обычную энергию в электричество.
Давайте подробнее рассмотрим генераторы и узнаем, как они работают!

Фото: Дизельный электрогенератор середины ХХ века в музее электростанции REA недалеко от Хэмптона, штат Айова.Предоставлено фотографиями в
Кэрол М. Хайсмит Архив, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

Откуда берется электричество?

Лучший способ понять электричество — начать с него
его собственное название: электрическая энергия. Если вы хотите что-нибудь запустить
электрические, от тостера или
зубную щетку
MP3-плеер или
телевидение,
вам нужно обеспечить его постоянным запасом электроэнергии.
Откуда вы это возьмете? Есть основной закон физики
называется закон сохранения энергии, который объясняет, как можно получить
энергия — и как нельзя.Согласно этому закону существует фиксированный
количество энергии во Вселенной и некоторые хорошие новости и некоторые плохие новости
о том, что мы можем с этим сделать. Плохая новость в том, что мы не можем создавать
больше энергии, чем у нас уже есть; хорошая новость в том, что мы не можем
уничтожить любую энергию. Все, что мы можем сделать с энергией, это преобразовать
из одной формы в другую.

Фото: Большой электрогенератор, приводимый в движение паром, на геотермальной электростанции «Кожа» компании CalEnergy в округе Империал, Калифорния.Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Если вы хотите найти электричество для питания своего телевизора, вы
не будет производить энергию из воздуха: сохранение энергии
говорит нам, что это невозможно. Вы будете использовать энергию
преобразованы из какой-то другой формы в необходимую вам электрическую энергию.
Обычно это происходит на электростанции.
на некотором расстоянии от вашего дома. Подключите телевизор к розетке, и электрическая энергия течет в него через
кабель.Кабель намного длиннее, чем вы думаете: на самом деле он
проходит от вашего телевизора — под землей или по воздуху — до
электростанция, на которой для вас подготавливается электроэнергия из
богатое энергией топливо, такое как уголь, нефть, газ или
атомное топливо. В этих
экологически чистые времена, часть вашей электроэнергии также будет поступать из
ветряные турбины, гидроэлектростанции (которые вырабатывают энергию, используя энергию плотин рек) или геотермальную энергию (внутренняя
высокая температура). Где бы ни была ваша энергия, она почти наверняка будет
превратился в электричество с помощью генератора.Только
солнечные элементы и топливные элементы
производить электричество без использования генераторов.

Как мы можем производить электричество?

Фото: Типичный электрогенератор. Он может производить до 225 кВт электроэнергии и используется для испытаний прототипов ветряных турбин. Фото Ли Фингерша любезно предоставлено
Министерство энергетики США / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Если вы читали нашу подробную статью о
электродвигатели, вы
уже довольно много знают, как работают генераторы: генератор — это
просто электродвигатель, работающий в обратном направлении.Если ты не
прочтите эту статью, вы можете быстро взглянуть, прежде чем читать
на — но вот краткое изложение в любом случае.

Электродвигатель — это, по сути, просто плотный моток медной проволоки, намотанный на
железный сердечник, который свободно вращается с высокой скоростью внутри мощного постоянного магнита. Когда вы подаете электричество в медную катушку, она становится
временный магнит с электрическим приводом — другими словами,
электромагнит — и создает вокруг себя магнитное поле. Эта
временное магнитное поле противодействует магнитному полю, которое
постоянный магнит создает и заставляет катушку вращаться.Немного
продуманная конструкция, катушка может непрерывно вращаться в
в том же направлении, вращаясь по кругу и питая что угодно из
электрическая зубная щетка к электричке.

Фотография: Вращающаяся часть (ротор) типичного небольшого электродвигателя. Электрогенератор имеет точно такие же компоненты, но работает противоположным образом, превращая движение в электрическую энергию.

Так чем же генератор отличается? Предположим, у вас есть электрический
зубная щетка с аккумулятором внутри.Вместо того, чтобы позволять батарее питать двигатель, который толкает щетку, что, если бы вы сделали
напротив? Что, если вы несколько раз поворачиваете щетку вперед и назад?
То, что вы делали бы, было бы вручную крутить электродвигатель.
ось вокруг. Это заставит медную катушку внутри двигателя повернуться
постоянно внутри его постоянного магнита. Если вы переместите
электрический провод внутри магнитного поля, вы заставляете течь электричество
через провод — по сути, вы производите электричество. Так что держи
поворачивая зубную щетку достаточно долго, и теоретически вы получите
электричества достаточно для подзарядки аккумулятора.По сути, вот как
генератор работает. (На самом деле, это немного сложнее, чем это
и вы не можете зарядить зубную щетку таким образом, хотя
добро пожаловать!)

Как работает генератор?

Изображение: такой простой генератор вырабатывает переменный ток (электрический ток, который периодически меняет направление на противоположное). Каждая сторона генератора (зеленая или оранжевая) движется вверх или вниз. Когда он движется вверх, он генерирует односторонний ток; когда он движется вниз, ток течет в другую сторону.Если вы измеритель, подключенный к проводу, вы не знаете, в какую сторону движется провод: все, что вы видите, — это то, что направление тока периодически меняется на противоположное: вы видите переменный ток.

Возьмите кусок провода и подсоедините его к амперметру (то, что измеряет
ток) и поместите его между полюсами магнита. Теперь резко проведите проволокой сквозь невидимое
магнитное поле, создаваемое магнитом, и через провод на короткое время протекает ток (регистрируемый на измерителе). Это фундаментальная наука, лежащая в основе генератора электроэнергии, продемонстрированная в 1831 году британским ученым Майклом Фарадеем.
(читать
краткая биография
или длинная биография).Если вы перемещаете провод в противоположном направлении, вы генерируете ток, который течет в обратном направлении.
(Если вам интересно, вы можете выяснить направление, в котором течет ток, используя то, что называется
правило правой руки или правило генератора, которое является зеркальным отображением правила левой руки, используемого для определения того, как работают двигатели.)

Важно отметить, что вы генерируете ток только тогда, когда вы перемещаете провод через магнитное поле (или когда вы перемещаете магнит мимо провода, что равносильно тому же).Недостаточно просто разместить провод рядом с магнитом: для выработки электричества провод должен проходить мимо магнита или наоборот. Предположим, вы хотите производить много электроэнергии. Поднимать и опускать провод в течение всего дня не будет особенным удовольствием, поэтому вам нужно придумать способ, как провести провод мимо магнита, установив один или другой из них на колесо. Затем, когда вы поворачиваете колесо, проволока и магнит перемещаются друг относительно друга, и возникает электрический ток.

А теперь самое интересное.Предположим, вы сгибаете проволоку в петлю, помещаете ее между полюсами магнита и размещаете так, чтобы она постоянно вращалась — как на схеме. Вероятно, вы увидите, что при повороте петли каждая сторона провода (оранжевая или зеленая) иногда будет двигаться вверх, а иногда — вниз. Когда он движется вверх, электричество будет течь в одну сторону; когда он движется вниз, ток будет течь в обратном направлении. Таким образом, базовый генератор, подобный этому, будет производить электрический ток, который меняет направление каждый раз, когда петля провода переворачивается (другими словами, переменный ток или переменный ток).Однако большинство простых генераторов на самом деле вырабатывают постоянный ток — так как же им управлять?

Генераторы постоянного тока

Так же, как простой электродвигатель постоянного тока использует электричество постоянного тока (DC) для создания непрерывного вращательного движения, так и
простой генератор постоянного тока производит стабильную подачу электричества постоянного тока, когда он вращается. Как двигатель постоянного тока,
Генератор постоянного тока использует коммутатор. Звучит технически, но это всего лишь металлическое кольцо с трещинами в нем, которое периодически меняет местами электрические контакты катушки генератора, одновременно меняя направление тока.Как мы видели выше,
простая проволочная петля автоматически меняет направление тока, которое он производит каждые пол-оборота, просто потому, что он вращается, а задача коммутатора состоит в том, чтобы нейтрализовать эффект вращения катушки, обеспечивая получение постоянного тока.

Иллюстрация: Сравнение простейшего генератора постоянного тока с простейшим генератором переменного тока. В этой конструкции катушка (серая) вращается между полюсами постоянного магнита. Каждый раз, когда он поворачивается на пол-оборота, ток, который он генерирует, меняется на противоположный.В генераторе постоянного тока (вверху) коммутатор меняет направление тока каждый раз, когда катушка перемещается на пол-оборота, отменяя реверсирование тока. В генераторе переменного тока (внизу) нет коммутатора, поэтому выходной сигнал просто повышается, падает и меняет направление вращения при вращении катушки. Вы можете увидеть выходной ток от каждого типа генератора в таблице справа.

Генераторы переменного тока

Что, если вы хотите генерировать переменный ток (AC) вместо постоянного тока? Тогда вам понадобится генератор,
который представляет собой просто генератор переменного тока.Самый простой вид генератора переменного тока похож на генератор постоянного тока без коммутатора. Когда катушка или магниты вращаются мимо друг друга, ток естественным образом растет, падает и меняет направление, давая на выходе переменный ток. Так же, как есть
Асинхронные двигатели переменного тока, которые используют электромагниты для создания вращающегося магнитного поля вместо постоянных магнитов, поэтому существуют генераторы переменного тока, которые работают по индукции аналогичным образом.

Генераторы в основном используются для выработки электроэнергии от автомобильных двигателей. В автомобилях используются генераторы с приводом от
бензиновые двигатели, которые заряжают свои
аккумуляторов во время движения (переменный ток преобразуется в постоянный
диоды или выпрямительные схемы).

Генераторы в реальном мире

Фото: Генератор переменного тока — это генератор, вырабатывающий переменный ток (переменный ток) вместо постоянного (постоянного). Здесь мы видим, как механик снимает генератор с двигателя подвесной моторной лодки.
Фото Есении Росас любезно предоставлено
ВМС США.

Производство электричества звучит просто — и это так. Сложность в том, что нужно приложить огромное количество физических усилий.
для выработки даже небольшого количества энергии. Вы поймете это, если у вас есть велосипед с динамо-машиной
фары, работающие от колес: вам нужно крутить педали немного сильнее, чтобы фары загорелись — и это
просто для производства крошечного количества электричества, необходимого для питания
пара лампочек.Динамо — это просто очень маленькое электричество
генератор. Напротив, на реальных электростанциях гигантские
генераторы электричества приводятся в действие паровыми турбинами.
Это немного похоже на вращающиеся пропеллеры или ветряные мельницы, приводимые в движение паром. Пар
производится путем кипячения воды с использованием энергии, выделяемой при сжигании угля,
масло или другое топливо. (Обратите внимание, как действует сохранение энергии
здесь тоже. Энергия, питающая генератор, поступает от
турбина. Энергия, питающая турбину, поступает из топлива.А также
топливо — уголь или нефть — изначально поступало с заводов, работающих на
энергия Солнца. Суть проста: энергия всегда должна исходить от
где-то.)

Какую мощность вырабатывает генератор?

Генераторы указаны в ваттах (измерение мощности, указывающее, сколько энергии
производится каждую секунду). Как и следовало ожидать, чем больше генератор, тем больше мощности он производит.
Вот приблизительное руководство от самого маленького до самого большого:

Тип Мощность (Вт)
Велосипед динамо 3
Генератор USB с ручным приводом 20
Микро-ветряная турбина 500
Малый дизельный генератор 5000 (5 кВт)
Ветряная турбина 2 000 000 (2 МВт)

Переносные генераторы

Фото: переносной электрогенератор, работающий от
дизель.Фото Брайана Рида Кастильо любезно предоставлено
ВМС США.

В большинстве случаев мы принимаем электричество как должное. Мы включаем
светильники, телевизоры или
стиральные машины, не переставая думать, что
электрическая энергия, которую мы используем, должна откуда-то поступать. А вдруг
вы работаете на открытом воздухе, в глуши, и нет
источник электроэнергии, который можно использовать для питания бензопилы или
электрическая дрель?

Одна из возможностей — использовать аккумуляторные инструменты с
аккумуляторы. Другой вариант — использовать пневматические инструменты,
такие как отбойные молотки.Они полностью механические и питаются от
сжатый воздух вместо электричества. Третий вариант — использовать
портативный электрогенератор. Это просто небольшой бензиновый двигатель
(бензиновый двигатель), похожий на компактный двигатель мотоцикла, с
прилагается электрогенератор. Когда двигатель пыхтит,
сжигая бензин, он толкает поршень взад-вперед, поворачивая
генератор и вырабатывающий на выходе постоянный электрический ток. С
с помощью трансформатора вы можете использовать такой генератор для
производите практически любое необходимое напряжение в любом месте, где оно вам нужно.Как
пока у вас достаточно бензина, вы можете производить собственное электричество
поставка на неопределенный срок. Но помните о сохранении энергии: кончится
газа, и у вас кончится электричество!

Artwork: Генераторная технология быстро развивалась в 19 веке.
Английский химик и физик Майкл Фарадей построил первый примитивный генератор в 1831 году. В течение нескольких десятилетий многочисленные изобретатели создавали практические электрические генераторы. Эта («динамо-электрическая машина») была разработана Эдвардом Уэстоном в 1870-х годах как способ «преобразовать механическую энергию в электрическую с большей эффективностью, чем прежде.«Он имеет статическое внешнее кольцо магнитов (синий) и вращающийся якорь (катушки) в центре (красный). Коммутатор
(зеленый) преобразует генерируемый ток в постоянный. Из патента США 180 082, переизданного 8 141 Эдварда Уэстона, любезно предоставленного Управлением по патентам и товарным знакам США.

Узнать больше

На этом сайте

Вам могут понравиться эти другие статьи на нашем сайте по связанным темам:

Видео

  • Демонстрация электрического генератора ?: Превосходное короткое видео доктора Джонатана Хэра и Vega Science Trust очень четко показывает, как перемещение катушки через магнитное поле может производить электричество.
  • Простой генератор: электрический генератор для научной выставки: Уильям Бити дает пошаговое руководство по созданию простого генератора с использованием простых для поиска компонентов (эмалированный провод, магниты, картон и т. Д.).
  • Велогенератор: Как привести в действие кухонный комбайн с помощью велосипеда, приводящего в действие генератор переменного тока (разновидность электрогенератора). Довольно изящный эксперимент, хотя комментарий мог бы быть немного яснее.

Книги

Для читателей постарше
Для младших читателей

Статьи

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Поделиться страницей

Сохраните эту страницу на будущее или поделитесь ею, добавив в закладки:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис.(2009/2020) Генераторы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/generators.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

.

Как работает гибридный автомобиль?

Все мы знакомы с автомобилями с бензиновым двигателем, и большинство людей слышали или видели электромобили. Гибридный автомобиль — это комбинация двух. Гибридный автомобиль содержит части как бензиновых, так и электромобилей, пытаясь получить лучшее из обоих миров.

Лучший способ понять преимущества гибридного автомобиля — это представить автомобиль, движущийся по шоссе с заданной скоростью по ровной поверхности.В этом случае двигатель выполняет три функции:

Объявление

  1. Это преодоление сопротивления качению в трансмиссии.
  2. Это преодоление сопротивления воздуха .
  3. Это аксессуары для питания , такие как генератор переменного тока, насос гидроусилителя руля и кондиционер.

Для выдерживания этой нагрузки двигателю может потребоваться мощность не более 10 или 20 лошадиных сил.Причина, по которой автомобили имеют двигатели мощностью 100 или 200 лошадиных сил, — это управление ускорением при остановке, а также при обгоне и подъеме на холм. Мы используем максимальный рейтинг HP только в течение 1% времени вождения. В остальное время мы переносим вес и трение гораздо более мощного двигателя, что тратит много энергии.

В традиционном гибридном автомобиле у вас есть полностью электрический автомобиль. Он включает в себя электродвигатель для обеспечения всей энергией колес, а также батареи для подачи электроэнергии на двигатель.Тогда у вас есть полностью отдельный бензиновый двигатель , питающий генератор . Двигатель очень маленький — от 10 до 20 лошадиных сил — и предназначен для работы только на одной скорости для максимальной эффективности. Цель этого небольшого и эффективного двигателя — обеспечить автомобилю достаточную мощность на крейсерской скорости. Во время разгона батареи обеспечивают необходимую дополнительную мощность. Когда автомобиль замедляется или стоит на месте, аккумуляторы заряжаются. Этот гибридный автомобиль по сути представляет собой электромобиль со встроенным зарядным устройством для большей дальности полета.Преимущество заключается в том, что небольшой, эффективный бензиновый двигатель имеет большой пробег.

Галерея изображений гибридных автомобилей

Единственная проблема с традиционным гибридным автомобилем — это вес . Автомобиль должен нести вес электродвигателя, генератора, бензинового двигателя и аккумуляторов. Вам не нужно столько аккумуляторов, как чистому электромобилю, чтобы сэкономить немного веса, но полноразмерный электродвигатель плюс 10-киловаттный генератор могут весить несколько сотен фунтов.

Honda Insight, в частности, пытается найти компромисс. Он использует более крупный бензиновый двигатель, который подключен непосредственно к трансмиссии, а также тонкий электродвигатель, прикрепленный к двигателю. Бензиновый двигатель обеспечивает большую часть мощности автомобиля, а электродвигатель добавляет дополнительную мощность, необходимую для ускорения. Поскольку электродвигатель может использоваться в качестве генератора во время торможения и должен работать только часть времени, он очень легкий. Недостатком такого подхода является то, что бензиновый двигатель должен работать с разной скоростью, что снижает его эффективность.

Эти ссылки помогут вам узнать больше:

.

Как работает система зарядки


Внутри генератора переменного тока ротор с ременным приводом становится электромагнитом, когда к нему подается ток. По мере вращения ротора в обмотках статора генерируется более высокий ток.

Автомобиль потребляет довольно много электроэнергии для работы
зажигание
и другое электрооборудование.

Если питание было от обычного
аккумулятор
, он скоро закончится. Итак, в машине есть аккумуляторная
аккумулятор
и система зарядки, чтобы поддерживать его в рабочем состоянии.

Батарея имеет пары выводов
тарелки
погружают в смесь серной кислоты и дистиллированной воды.

Половина пластин соединена с каждой
Терминал
. Электричество, подводимое к батарее, вызывает химическую реакцию, в результате которой на один набор пластин откладывается дополнительный свинец.

Когда батарея подает электричество, происходит прямо противоположное: лишний свинец растворяется с пластин в реакции, которая производит электрический ток.
текущий
.

Аккумулятор заряжается
генератор
на современных автомобилях или динамо-машиной на более ранних.Оба типа
генератор
, и приводятся в движение ремнем от
двигатель
.

генератор
состоит из
статор
— стационарный комплект проволоки
катушка
обмотки, внутри которых вращается ротор.

Ротор
электромагнит
подается небольшое количество электроэнергии через
углерод
или медь-углерод
кисти
(контакты) касаются двух вращающихся металлических
контактные кольца
на его валу.

Вращение электромагнита внутри катушек статора генерирует гораздо больше электричества внутри этих катушек.

Электричество
переменный ток
— его направление потока меняется назад и вперед каждый раз при вращении ротора. Должно быть
исправленный
— превратились в односторонний поток, или
постоянный ток
.

Динамо-машина выдает постоянный ток, но менее эффективна, особенно при малых
двигатель
скорости и весит больше, чем генератор.

Предупреждающая лампа на
панель приборов
светится, когда аккумулятор недостаточно заряжен, — например, при остановке двигателя.

Также может быть
амперметр
чтобы показать, сколько электричества вырабатывается, или индикатор состояния батареи, показывающий состояние батареи
обвинять
.

Как работает генератор

Как протекает ток в генераторе


При перемещении магнита мимо замкнутой проволочной петли в проволоке течет электрический ток. Представьте себе петлю из проволоки с магнитом внутри.

Северный полюс
магнита проходит через верх петли как
Южный полюс
проходит его нижнюю часть. Оба прохода заставляют ток течь в одном направлении по контуру.

Полюса удаляются, и ток перестает течь, пока южный полюс не достигнет вершины, а северный полюс — основания.

Это заставляет ток снова течь, но в противоположном направлении.

В автомобильном генераторе переменного тока для увеличения выработки электрического тока используется электромагнит.

Как работает динамо


Обмотки возбуждения внутри корпуса — это электромагнит динамо. Ток генерируется во вращающемся якоре.

В динамо-машине электромагниты неподвижны и называются
поле
катушки. Ток вырабатывается в
арматура
— еще один набор катушек, намотанных на вал и вращающихся внутри катушек возбуждения.

Принцип такой же, как у генератора переменного тока, но ток идет на
коммутатор
— металлическое кольцо, разделенное на сегменты, которые касаются угольных щеток, установленных в
подпружиненный
гиды. Два сегмента касаются пары щеток и подают к ним ток.

При вращении якоря ток меняет направление.Но к тому времени под щетки попала еще одна пара сегментов коммутатора, и эта пара подключена наоборот, поэтому выходящий ток всегда течет в одном направлении.

Регулировка тока к батарее

Ток от генератора выпрямляется в постоянный ток с помощью набора
диоды
которые позволяют току течь через них только в одном направлении.

Для зарядки аккумулятора подаваемое на него напряжение не должно быть слишком низким или слишком высоким.

Генератор имеет управляемое транзистором устройство управления, которое регулирует напряжение, подавая больший или меньший ток — по мере необходимости — на электромагнит.

Выпрямитель и регулятор обычно находятся внутри корпуса генератора, но на некоторых генераторах они находятся снаружи, смонтированы на корпусе генератора.

Динамо-машине не нужен выпрямитель — есть
регулятор напряжения
в отдельной коробке, в которой
реле
.

Одно реле контролирует уровень напряжения путем кратковременного отключения тока в катушках возбуждения.

Второе реле предотвращает перезарядку динамо-машины и повреждение аккумулятора.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *