Устройство автомобильного генератора: Устройство и принцип работы автомобильного генератора

Содержание

Устройство генератора автомобиля и принцип работы

Генератор – это неотъемлемая часть устройства любого автомобиля. Главная задача этого агрегата – производство электроэнергии для обеспечения ею всей системы автомобиля и подзарядки аккумуляторной батареи. Происходит преобразования энергии вращения коленвала в электричество.

Генератор связан с коленвалом с помощью ременной передачи – ремнем генератора. Он надевается на шкив коленвала и на шкив генератора, и как только двигатель запускается и поршни начинают двигаться, это движение передается на шкив генератора и он начинает производить электричество.

Каким образом вырабатывается ток? Все очень просто, основными частями генератора являются статор и ротор – ротор вращается, статор – это неподвижная часть, закрепленная на внутренний корпус генератора. Ротор также называют якорем генератора, он состоит из вала, который входит в крышку генератора и крепится к ней с помощью подшипника, благодаря чему при вращении вал не перегревается. Подшипник вала генератора со временем выходит из строя, и это серьезная поломка, его нужно своевременно заменить иначе придется менять полностью генератор.

На вал ротора надеваются одна или две крыльчатки, между которыми находится обмотка возбуждения. На статоре тоже имеется обмотка и металлические пластины – сердечник статора. Устройство этих элементов может быть разным, но с виду ротор может напоминать небольшой цилиндр, надетый на валик, под его металлическими пластинами содержится несколько катушек с обмоткой.

Когда вы поворачиваете ключ в замке зажигания на пол-оборота, на обмотку ротора поступает напряжение, оно передается на ротор через щетки генератора и контактные кольца – небольшие металлические втулки на вале ротора.

В результате возникает магнитное поле. Когда же на ротор начинает передаваться вращение от коленвала, то в обмотке статора возникает переменное напряжение.

Напряжение это непостоянное, его амплитуда постоянно изменяется, соответственно его нужно выровнять. Это делается с помощью выпрямительного блока – нескольких диодов, которые соединены с обмоткой статора. Важную роль выполняет регулятор напряжения, его задача поддерживать напряжение на постоянном уровне, если же оно начинает возрастать, то его часть передается обратно на обмотку.

В современных генераторах используются сложные схемы, благодаря которым уровень напряжения поддерживается всегда на постоянном уровне при любых условиях. Кроме того, реализуются и основные требования к генераторной установке:

  • поддержание стабильной работы всех систем;
  • заряд АКБ даже при низких оборотах;
  • поддержание напряжения в пределах необходимого уровня.

То есть мы видим, что хотя сама схема получения тока не изменилась – используется принцип электромагнитной индукции – но возросли требования к качеству тока для поддержания стабильной работы бортовой сети и многочисленных потребителей электроэнергии. Добиться этого удалось благодаря применению новых проводников, диодов, выпрямительных блоков, разработке более продвинутых схем подключения.

Видео об устройстве и принципе действия генератора

Загрузка...

Поделиться в социальных сетях

Устройство Генератора Переменного Тока и Принцип Действия

Мощный тяговый генератор переменного тока – строение

Здравствуйте, ценители мира электрики и электроники. Если вы частенько заглядываете на наш сайт, то наверняка помните, что совсем недавно у нас вышел достаточно объемный материал про то, как устроен и работает генератор постоянного тока. Мы подробно описали его строение от самых простых лабораторных прототипов, до современных рабочих агрегатов. Обязательно почитайте, если еще этого не сделали.

Сегодня мы разовьем эту тему, и разберемся, в чем заключается принцип действия генератора переменного тока. Поговорим о сферах его применения, разновидностях и много еще о чем.

Теоретическая часть

Основной принцип работы альтернатора

Начнем с самого основного – переменный ток отличается от постоянного тем, что он с некоторой периодичностью меняет свое направление движения. Также он меняет и величину, о чем мы подробнее поговорим далее.

Спустя определенный промежуток времени, который мы назовем «Т» значения параметров тока повторяются, что на графике можно изобразить в виде синусоиды – волнистой линии, проходящей с одинаковой амплитудой через центральную линию.

Базовые принципы

Итак, назначение и устройство генераторов переменного тока, называемого раньше альтернатором, заключается в преобразовании кинетической энергии, то есть механической, в электрическую. Подавляющее большинство современных генераторов используют вращающееся магнитное поле.

  • Работают такие устройства за счет электромагнитной индукции, когда при вращении в магнитном поле катушки из токопроводящего материала (обычно медная проволока), в ней возникает электродвижущая сила (ЭДС).
  • Ток начинает образовываться в тот момент, когда проводники начинают пересекать магнитные линии силового поля.

Строение простейшего электромагнитного генератора

  • Причем пиковое значение ЭДС в проводнике достигается при прохождении им главных полюсов магнитного поля. В те моменты, когда они скользят вдоль силовых линий, индукция не возникает и ЭДС падает до нуля. Взгляните на любую схему из представленных – первое состояние будет наблюдаться, когда рамка примет вертикальное положение, а второе – когда горизонтальное.

Генератор переменного тока — как устроен

  • Для лучшего понимания протекающих процессов нужно вспомнить правило правой руки, изучавшееся всеми в школе, но мало кем помнящееся. Суть его заключается в том, что если расположить правую руку так, чтобы силовые линии магнитного поля входили в нее со стороны ладони, большой палец, отведенный в сторону, укажет направление движения проводника, а остальные пальцы будут указывать на направление возникающей в нем ЭДС.
  • Взгляните на схему выше, положение «а». В этот момент ЭДС в рамке равно нулю. Стрелочками показано направление ее движения – часть рамки А двигается в сторону северного полюса магнита, а Б – южного, достигнув которых ЭДС будет максимальным. Применяя описанное выше правило правой руки, мы видим, что ток начинает течь в части «Б» в нашу сторону, а в части «А» – от нас.
  • Рамка вращается дальше и ток в цепи начинает падать, пока рамка снова не займет горизонтальное положение (в).
  • Дальнейшее вращение приводит к тому, что ток начинает течь в обратном направлении, так как части рамки поменялись местами, если сравнивать с начальным положением.

Спустя половину оборота, все снова вернется в изначальное состояние, и цикл повторится снова. В итоге мы получили, что за время совершения полного оборота рамки, ток дважды возрастал до максимума и падал до нуля, и единожды менял свое направление относительно нчального движения.

Переменный ток

В его честь была названа частота тока

Принято считать, что длительность периода обращения равняется 1 секунде, а число периодов «Т» является частотой электрического тока. В стандартных электрических сетях России и Европы за одну секунду ток меняет свое направление 50 раз – 50 периодов в секунду.

Обозначают в электронике один такой период особой единицей, названной в честь немецкого физика Г. Герца. То есть в приведенном примере российских сетей частота тока составляет 50 герц.

Вообще, переменный ток нашел очень широкое применение в электронике благодаря тому, что: величину его напряжения очень просто изменять при помощи трансформаторов, не имеющих движущихся частей; его всегда можно преобразовать в постоянный ток; устройство таких генераторов намного надежнее и проще, чем для выработки постоянного тока.

Мощнейшие генераторы, установленные на Пушкинской ГЭС

Строение генератора переменного тока

Как устроен генератор переменного тока, в принципе, понятно, но вот, сравнивая его с собратом для выработки постоянного, не сразу можно уловить разницу.

Основные рабочие части и их подключение

Если вы прочли предыдущий материал, то наверняка помните, что рамка в простейшей схеме была соединена с коллектором, разделенным на изолированные контактные пластины,  а тот, в свою очередь, был связан со щетками, скользящими по нему, через которые и была подключена внешняя цепь.

За счет того, что пластины коллектора постоянно меняются щетками, не происходит смены направления тока – он просто пульсирует, двигаясь в одном направлении, то есть коллектор является выпрямителем.

Устройство и принцип действия генератора переменного тока

  • Для переменного тока такого приспособления не нужно, поэтому его заменяют контактные кольца, к которым привязаны концы рамки. Вся конструкция вместе вращается вокруг центральной оси. К кольцам примыкают щетки, которые также по ним скользят, обеспечивая постоянный контакт.
  • Как и в случае с постоянным током, ЭДС, возникающие в разных частях рамки, будут суммироваться, образуя результирующее значение этого параметра. При этом во внешней цепи, подключенной через щетки (если подсоединить к ней резистор нагрузки RH), будет протекать электрический ток.
  • В рассмотренном выше примере «Т» равняется полному обороту рамки. Отсюда можно сделать логичный вывод, что частота тока, вырабатываемая генератором, напрямую зависит от скорости вращения якоря (рамки), или другими словами ротора, в секунду. Однако это касается только такого простейшего генератора.

Трехфазные генераторы переменного тока и устройство их

Если увеличить число пар полюсов, то в генераторе пропорционально возрастет и число полных изменений тока за один оборот якоря, и частота его будет измерять иначе, по формуле: f = np, где f – это частота, n – число оборотов в секунду, p – количество пар магнитных полюсов устройства.

  • Как мы уже писали выше, течение переменного тока графически изображается синусоидой, поэтому такой ток еще называется и синусоидальным. Сразу можно выделить основные условия, задающие постоянство характеристик такого тока – это равномерность магнитного поля (постоянная его величина) и неизменная скорость вращения якоря, в котором он индуктируется.
  • Для того чтобы сделать устройство достаточно мощным, в нем применяются электрические магниты. Обмотка ротора, в которой индуцируется ЭДС, в действующих агрегатах тоже не является рамкой, как мы показывали в схемах выше. Применяется очень большое количество проводников, которые соединены друг с другом по определенной схеме

Интересно знать! Образование ЭДС происходит не только тогда, когда проводник смещается относительно магнитного поля, но и наоборот, когда двигается само поле относительно проводника, чем активно и пользуются конструкторы электродвигателей и генераторов.

  • Данное свойство позволяет размещать обмотку, в которой индуктируется ЭДС, не только на вращающейся центральной части устройства, но и на неподвижной части. При этом в движение приводится магнит, то есть полюсы.

Синхронный генератор электрического тока и принцип действия этого устройства

  • При таком строении внешняя обмотка генератора, то есть силовая цепь, не нуждается ни в каких подвижных частях (кольцах и щетках) – соединение выполняется жесткое, чаще болтовое.
  • Да, но можно резонно возразить, мол, эти же элементы потребуется установить на обмотке возбуждения. Так и есть, однако сила тока, протекающая здесь, будет намного меньше итоговой мощности генератора, что значительно упрощает организацию подвода тока. Элементы будут малы по размерам и массе и очень надежны, что делает именно такую конструкцию самой востребованной, особенно для мощных агрегатов, например, тяговых, устанавливаемых на тепловозах.
  • Если же речь идет о маломощных генераторах, где токосъем не представляет каких-то сложностей, поэтому часто применяется «классическая» схема, с вращающейся якорной обмоткой и неподвижным магнитом (индуктором).

Совет! Кстати, неподвижная часть генератора переменного тока называется статором, так как она статична, а вращающаяся – ротором.

Вращать легче центральную часть

Виды генераторов переменного тока

Классифицировать и отличить генераторы можно по нескольким признакам. Давайте назовем их.

Трехфазные генераторы

Отличаться они могут по количеству фаз и быть одно-, двух- и трехфазными. На практике наибольшее распространение получил последний вариант.

Схема трехфазного генератора

  • Как видно из картинки выше, силовая часть агрегата имеет три независимые обмотки, расположенные на статоре по окружности, со смещением друг относительно друга на 120 градусов.
  • Ротор в данном случае представляет собой электромагнит, который, вращаясь, индуктирует в обмотках переменные ЭДС, которые сдвинуты друг относительно друга во времени на одну третью периода «Т», то есть такта. По сути, каждая обмотка представляет собой отдельный однофазный генератор, который питает переменным током свою внешнюю цепь R. То есть мы имеет три значения тока I(1,2,3) и такое же количество цепей. Каждая такая обмотка вместе с внешней цепью получила название фазы.

Смещение синусоид на 1/3 такта

  • Чтобы сократить число проводов, ведущих к генератору, три обратных провода, ведущих к нему от потребителей энергии, заменяют одним общим, по которому будут проходить токи от каждой фазы. Такой общий провод называют нулевым
  • Соединение всех обмоток такого генератора, когда их концы соединяются друг с другом, называется звездой. Отдельные три провода, соединяющие начала обмоток с потребителями электроэнергии называются линейными – по ним и идет передача.
  • Если нагрузка всех фаз будет одинаковой, то необходимость в нулевом проводе полностью отпадет, так как общий ток в нем будет равен нулю. Как так получается, спросите вы? Все предельно просто – для понятия принципа достаточно сложить алгебраические значения каждого синусоидального тока, сдвинутых по фазе на 120 градусов. Схема выше поможет понять этот принцип, если представить, что кривые на нем – это изменение тока в трех фазах генератора.
  • Если же нагрузка в фазах будет неодинаковой, то нулевой провод начнет пропускать ток. Именно поэтому распространена 4-х проводная схема подключения звездой, так как она позволяет сохранять электрические приборы, включенные в этот момент в сеть.

Варианты соединения обмоток у трехфазного генератора

  • Напряжение между линейными проводами называется линейным, тогда как напряжение на каждой фазе – фазным. Токи, протекающие в фазах, являются и линейными.
  • Схема подключения звездой не является единственной. Существует и другой вариант последовательного подключения трех обмоток, когда конец одной соединен с началом второй, и так далее, пока не образуется замкнутое кольцо (см. схему выше «б»). Исходящие от генератора провода подключаются в местах соединения обмоток.
  • В таком случае фазовые и линейные напряжения будут одинаковыми, а ток линейного провода будет больше фазного, при их одинаковой нагрузке.
  • Такое соединение также не нуждается в нулевом проводе, в чем и заключается основное преимущество трехфазного генератора. Наличие меньшего количества проводов делают его проще, и цена его ниже, из-за меньшего количества используемых цветных металлов.

Принципиальная схема генератора тока

Еще одной особенностью трехфазной схемы подключения является появление вращающегося магнитного поля, что позволяет создавать простые и надежные асинхронные электродвигатели.

Но и это не все. При выпрямлении однофазного тока на выходе выпрямителя получается напряжение с пульсациями от нуля до максимального значения. Причина, думаем, ясна, если вы поняли основной принцип работы такого устройства. Когда же присутствует сдвиг по времени фаз, пульсации сильно уменьшаются, не превышая 8%.

Различие по виду

Отличаются генераторы и по виду, которых существует 2:

Синхронный генератор

  • Синхронный генератор переменного тока – главная особенность такого агрегата заключается в жесткой связи частоты переменной ЭДС, которая наведена в обмотке и синхронной частотой вращения, то есть вращения ротора.

Принцип действия и устройство синхронного генератора.

  1. Взгляните на схему выше. На ней мы видим статор с трехфазной обмоткой, соединенной по треугольной схеме, которая мало чем отличается от той, что стоит на асинхронном двигателе.
  2. На роторе генератора располагается электромагнит с обмоткой возбуждения, питающаяся от постоянного тока, который может быть подан на него любым известным способом – об этом подробнее будет расписано далее.
  3. Вместо электромагнита может быть применен постоянный, тогда необходимость в скользящих частях схемы, в виде щеток и контактных колец, отпадает вовсе, на такой генератор не будет достаточно мощным и не сможет нормально стабилизировать выходные напряжения.
  4. К валу ротора подключается привод – любой двигатель, создающий механическую энергию, и он приводится в движение с определенной синхронной скоростью.
  5. Так как магнитное поле главных полюсов вращается вместе с ротором, начинается индукция переменных ЭДС в обмотке статора, которые можно обозначить как Е1, Е2 и Е3. Эти переменные будут одинаковыми по значению, но как уже не раз говорилось, смещенными на 120 градусов по фазе. Вместе эти значения образуют трехфазную систему ЭДС, которая симметрична.
  6. К точкам С1,С2 и С3 подключается нагрузка, и на фазах обмотки в статоре появляются токи I1,I2,и I В это время каждая фаза статора сама становится мощным электромагнитом и создает вращающееся магнитное поле.
  7. Частота вращения магнитного поля статора будет соответствовать частоте вращения ротора.

Асинхронный электрический двигатель

  • Асинхронные генераторы – их отличает от описанного выше примера то, что частоты ЭДС и вращения ротора жестко не привязаны друг к другу. Разница между этими параметрами называется скольжением.
  1. Электромагнитное поле такого генератора в обычном рабочем режиме оказывает под нагрузкой тормозной момент на вращение ротора, поэтому частота изменения магнитного поля будет меньшим.
  2. Эти агрегаты не требуют для создания сложных узлов и применения дорогих материалов, поэтому нашли широкое применение, как электрические двигатели для транспорта, из-за легкого обслуживая и простоты самого устройства. Данные генераторы устойчивы к перегрузкам и коротким замыканиям, однако на устройствах сильно зависящих от частоты тока они неприменимы.

Способы возбуждения обмотки

Последнее различие моделей, которое хотелось бы затронуть, связано со способом запитки возбуждающей обмотки.

Тут можно выделить 4 типа:

  1. Питание на обмотку подается через сторонний источник.
  2. Генераторы с самовозбуждением – питание берется от самого генератора, при этом напряжение выпрямляется. Однако находясь в неактивном состоянии, такой генератор не сможет выработать достаточного напряжения, чтобы стартовать, для чего в схеме применяется аккумулятор, который будет задействован во время старта.
  3. Вариант с обмоткой возбуждения, питающейся от другого генератора меньшей мощности, установленного с ним на одном валу. Второй генератор уже должен стартовать от стороннего источника, например, того же аккумулятора.
  4. Последняя разновидность вообще не нуждается в подаче питания на обмотку возбуждения, так как ее у него нет, ведь применяется в устройстве постоянный магнит.

Применение генераторов переменного тока на практике

Промышленное производство мощных генераторов

Применяются такие генераторы практически во всех сферах человеческой деятельности, где требуется электрическая энергия. Причем принцип ее добычи отличается только способом приведения в движение вала устройства. Так работают и гидро-, и тепло- и даже атомные станции.

Данные станции запитывают по проводам общественные сети, к которым подключается конечный потребитель, то есть все мы. Однако существует множество объектов, к которым невозможно доставить электрическую энергию таким способом, например, транспорт, стройплощадки вдали от линий электропередач, очень далекие поселки, вахты, буровые установки и прочее.

Это означает только одно – требуется свой генератор и двигатель, приводящий его в движение. Давайте рассмотрим несколько небольших и часто встречающихся в нашей жизни устройств.

Автомобильные генераторы

На фото — электрический генератор для автомобиля

Кто-то возможно тут же скажет: «Как? Это же генератор постоянного тока!». Да, действительно, так оно и есть, однако таковым его делает лишь наличие выпрямителя, который этот самый ток делает постоянным. Основной принцип работы ничем не отличается – все тот же ротор, все тот же электромагнит и прочее.

Принципиальная схема автомобильного генератора

Это устройство функционирует таким образом, что вне зависимости от скорости вращения вала, оно вырабатывает напряжение в 12В, что обеспечивается регулятором, через который идет питание обмотки возбуждения. Обмотка возбуждения стартует, запитываясь от автомобильного аккумулятора, ротор агрегата приводится в движение двигателем автомобиля через шкив, после чего начинает индуцироваться ЭДС.

Для выпрямления трехфазного тока используется несколько диодов.

Генератор на жидком топливе

Бензиновый генератор

Устройство бензинового генератора переменного тока, ровно, как и дизельного, мало чем отличается от того, что установлен в вашем автомобиле, за исключением нюанса, что ток он будет выдавать, как положено, переменный.

Из особенностей можно выделить то, что ротор агрегата всегда должен вращаться с одной скоростью, так как при перепадах выработка электроэнергии становится хуже. В этом кроется существенный недостаток подобных устройств – подобный эффект происходит при износе деталей.

Интересно знать! Если к генератору подключить нагрузку, которая будет ниже рабочей, то он не будет использовать свою мощность на полную, съедая часть жидкого топлива впустую.

Панель управления генератора

На рынке представлен большой выбор подобных агрегатов, рассчитанных на разную мощность. Они пользуются большой популярность за счет своей мобильности. При этом инструкция по пользованию предельно проста – заливаем своими руками топливо, запускаем двигатель поворотом ключа и подключаемся…

На этом, пожалуй, закончим. Мы разобрали назначение и общее устройство этих приборов  максимально просто. Надеемся, генератор переменного тока и принцип его действия стали к вам чуточку ближе, и с нашей подачи вы захотите погрузиться в увлекательный мир электротехники.

Принцип работы и устройство автомобильного генератора

Генератор входит в электрическую систему любого автомобиля. Его задача – преобразование механической работы в электроэнергию, необходимую для питания всех электрических систем. Автомобильный генератор должен отвечать следующим условиям:

  1. Его характеристики должны быть подобраны так, чтобы при любом режиме движения они позволяли превышать прогрессивную разрядку аккумулятора.
  2. Выдаваемое напряжение должно оставаться стабильным в широком диапазоне частоты вращения генератора, чтобы не повредить устройства бортовой сети автомобиля.


Принцип работы генератора и его конструктивные узлы одинаковы на всех автомобилях, эти устройства различаются только выходными параметрами, размерами и надежностью, которая зависит от качества изготовления.

Теоретические основы

Работа генератора переменного тока основана на явлении электромагнитной индукции. Если взять катушку с проводом и присоединить к ней гальванометр (чувствительный амперметр для фиксации малых значений силы тока), замкнув проводник, и поднести к ней магнит, в ней возникнет электрический ток, что и покажет гальванометр.

При этом учитывайте, что ток возникает в тех случаях, когда магнит движется, причем, при его приближении ток идет в одну сторону, а при удалении – в другую, что и фиксирует стрелка гальванометра. Из этого можно сделать выводы об условиях, необходимых для возникновения электрического тока:

  • требуется замкнутый проводник с большим количеством витков;
  • он должен попасть в переменное магнитное поле, которое нарастает при приближении магнита и уменьшается при его удалении;
  • ток, возникший при увеличении магнитного поля, будет противоположен току, возникающему при его уменьшении.

Чтобы обеспечить постоянное изменение магнитного поля, пронизывающего катушку с проводником, его можно просто вращать, добившись изменения направления тока, равного частоте вращения магнита, поскольку к ней будут поочередно приближаться то южный, то северный полюс магнита. Эта принципиальная система и лежит в основе устройства генератора переменного тока.

Конструкция и принципы функционирования

Устройство генератора автомобиля намного сложнее, чем принципиальная схема, воспроизводящая суть явления электромагнитной индукции. Из специальных стальных пластин набирается конструкция с пазами, в которые укладываются катушки с проводниками, соединяемые в единую электрическую цепь. Это называется обмоткой статора, если внутри нее начать вращения магнита, на контактах его цепи появится напряжение. Величина этого напряжения будет напрямую зависеть от силы магнита и скорости его вращения.

Устройство ротора

Чтобы избавиться от этого негативного эффекта, ведь автомобильный генератор переменного тока должен выдавать напряжения в строго определенных параметрах, вместо постоянного магнита в статор устанавливают электромагнит. Он представляет собой стальной сердечник с намотанным медным проводом, через который пропускается электрический ток. В этом случае сердечник превращается в магнит, сила которого зависит от величины тока, пропускаемого через провод. Обмотка подключается к аккумулятору через медные кольца и графитовые щетки, один контакт через замок зажигания присоединяется к плюсовой клемме, а второй – через массу к минусовой. Для придания магнитному полю нужного направления обмотка помещается в шестиполюсные сердечники. Этот элемент называется ротор и помещается вовнутрь сердечника.

При замыкании цепи через ключ зажигания через обмотку проходит электрический ток, сердечник намагничивается, создавая достаточно мощное магнитное поле. Но, поскольку работа генератора основана на явлении электромагнитной индукции, ротор должна вращать сторонняя сила. Для этого он присоединяется к коленчатому валу двигателя. Ось ротора устанавливается на подшипники на передней и задней крышках генератора, чтобы он мог свободно вращаться.

В заднюю крышку монтируется узел со щетками и реле регулятора напряжения генератора, а также диодный мост, к которому подключена обмотка статора. Диодный мост в генераторе нужен, чтобы преобразовать переменный ток, получаемого на статоре в постоянный.

Принцип работы диодного моста состоит в том, что группа диодов, находящихся в нем, пропускает ток только в одном направлении, выравнивая его характеристики, в результате на выходе получается постоянный ток с напряжением 12 В, который подается на выводной контакт. Щетки поджимаются мягкими пружинками к кольцам ротора для поддержания постоянного контакта.

Интегральный регулятор напряжения, который устанавливается сверху на щеткодержатель, снижает ток от замка зажигания, что приводит к снижению напряжения в обмотке статора при увеличение оборотов двигателя и частоты вращения ротора.

Получение электрического тока

Назначение генератора – в обеспечении всех электрических систем автомобиля энергией. Чтобы в обмотке статора появился электрический ток, ротор должен создавать переменное магнитное поле, вращаясь внутри статора. Для этого используется энергия вращения коленчатого вала двигателя.

На вал ротора устанавливают клинообразный шкив, надежно закрепленный гайкой. Он соединяется с подобным шкивом на коленвале ременной передачей. Ранее для этого использовался вспомогательный ролик, теперь же используется только два шкива с поликлиновым ремнем. Ротор, вращаясь вместе с валом двигателя, создает магнитное поле, на статоре возбуждается напряжение, питающее все элементы системы автомобиля.

На современных автомобилях в шкиве ротора появилась обгонная муфта генератора. Она позволяет существенно продлить срок службы этого устройства и его приводного ремня. При разгоне и торможении, на холостом ходу, двигатель работает под различными нагрузками, поэтому частота вращения коленчатого вала будет отличаться. Если он резко замедляется, то вал генератора будет по инерции пытаться вращаться с прежней скоростью, что приведет к рывку на ремне и негативно скажется на механическом состоянии всей системы. При постоянном повторении такой ситуации ремень очень скоро, как правило, через 20 тыс. км, просто разорвется.

Обгонная муфта в шкиве генератора состоит и внутренней и внешней обоймы. Внешняя присоединена через ремень к коленвалу, а внутренняя – к валу ротора. В момент резкого замедления вала она проскальзывает и ротор продолжает вращаться по инерции, в то же время подклинивающие элементы не дают ей проскальзывать, когда частота вращения вала увеличивается. В этом устройство и принцип действия генератора постоянного тока на автомобиле схожи с обычным велосипедом, когда при вращении педалей заднее колесо раскручивается, а при их остановке продолжает вращаться по инерции. Теперь ремни генераторов ходят по 100 тыс. км и более.

Реле регулятора напряжения

Интегральный регулятор напряжения необходим, чтобы в бортовую сеть подавалось напряжение, соответствующее ее номинальным параметрам. Устройство простейшего генератора таково, что при увеличении частоты вращения скорость изменения магнитного потока ротора пропорционально увеличивается, как и выходное напряжение. Если этим процессом не управлять, то напряжение достигнет той величины, при которой все бортовые системы выйдут из строя.

Принцип работы реле регулятора генератора состоит в том, что при увеличении частоты вращения статора, оно через специальный датчик, присоединенный к цепи статора, отслеживает опасное увеличение напряжения. При помощи механической или электронной системы управления контактами, реле уменьшает ток, подаваемый на обмотку ротора, в результате чего увеличение частоты компенсируется снижением силы магнитного поля, и значение напряжения остается в норме.

Видео: Как работает генератор простыми словами

Заключение

Устройство и принцип работы автомобильного генератора практически не отличается от других установок подобного типа, кроме наличия диодного моста, выравнивающего переменное напряжение. Кроме того, на крупных установках требуется дополнительное устройство, которое называется возбудитель генератора.

Среди распространенных поломок этого устройства – обрыв ремня, о чем просигнализирует индикатор разрядки аккумулятора, который будет гореть при движении. Чтобы избежать этой проблемы, требуется периодически проверять его натяжку, для чего нужно просто нажать на ремень и посмотреть в инструкции по эксплуатации, на сколько миллиметров он должен вжиматься.

Иногда из строя выходят щетки или реле регулятора, которые меняются единым узлом. Если при работающем моторе отключить клемму аккумулятора, высок риск выхода из строя (пробой) диодного моста, который тоже нужно будет заменить.

Для питания бортовой сети транспортного средства предусмотрено два источника тока. И водителю очень важно разбираться в принципах работы автомобильного генератора, который наряду с аккумуляторной батареей, предназначен для обеспечения энергией электрооборудования машины.

К надёжности и стабильности устройств такого рода предъявляются жесткие требования.

В Российской Федерации производимое и используемое электрооборудование должно соответствовать ГОСТ Р 52230-2004. Документ устанавливает общие технические условия, которые распространяются и на стартерные аккумуляторы автомобилей. Упомянутый национальный стандарт полностью соответствует международным нормативам, что позволяет использовать на отечественных машинах компоненты иностранного производства.

На заре автомобилестроения и вплоть до 60-х годов прошлого века в бортовых сетях использовались генераторы постоянного тока — капризные и маломощные. С появлением полупроводниковых (селеновых и кремниевых) выпрямителей на машины стали ставить агрегаты переменного тока. Они втрое меньше по массе и при той же нагрузке обеспечивают более высокую стабильность выходного тока.

Для чего в автомобиле нужен генератор?

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

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

Применение автомобильного генератора позволяет восстанавливать заряд аккумулятора, который расходуется на запуск двигателя при помощи стартера. При этом напряжение в бортовой сети пребывает в строго установленных пределах, превышающих электрохимический потенциал пластин батареи.

Разобравшись в вопросе, для чего нужен генератор в автомобиле, необходимо понять, что в случае отказа агрегата двигатель проработает еще какое-то время за счет аккумулятора. Продлить этот период можно, отключив все второстепенные потребители: вентилятор отопителя, кондиционер, аудиосистему. По исчерпании заряда батареи двигатель заглохнет.

Устройство и конструкция автомобильного генератора

Трехфазные электроагрегаты переменного тока, устанавливаемые на современных машинах, могут быть 2-х видов: стандартный и компактный. Общее устройство автомобильных генераторов 2-х видов одинаково — они состоят из следующих элементов:

  • Шкива с валом и подшипниками.
  • Ротора с контактными кольцами.
  • Обмоток статора.
  • Корпуса генератора.
  • Регулятора напряжения.
  • Выпрямительного устройства.
  • Щеточного узла.

Конструкции автомобильных генераторов различаются только особенностями компоновки. При одинаковых электрических параметрах стандартные агрегаты значительно крупнее малоразмерных. Компактность обеспечивается за счет использования современных материалов и технологий.

Вот из чего состоит электрогенератор и какие функции выполняют его компоненты:

  • Шкив обеспечивает передачу вращения от коленвала на ротор с помощью ремня.
  • Корпус генератора имеет две крышки (переднюю, заднюю) и нужен для соединения элементов в единую конструкцию. На наружной поверхности размещены кронштейны, с помощью которых устройство крепится на двигателе.
  • Ротор представляет собой вал, на котором установлены обмотки возбуждения и контактные кольца из электротехнической меди.
  • Статор включает в себя магнитопровод из пакета стальных пластин, в которых вырезаны фигурные пазы. В них уложены трехфазные обмотки из одножильного медного провода, где и генерируется ток.
  • Регулятор напряжения изготавливается в виде отдельного блока или комбинируется со щеточным узлом. Основное назначение — управление работой генератора путем изменения тока в обмотке возбуждения.
  • Выпрямительное устройство по схеме Ларионова состоит из двух частей: алюминиевых теплоотводов, в каждый из которых запрессовано по три силовых диода. Вентили обеспечивают преобразование переменного напряжения в постоянное, что используется в бортовой сети для питания электрооборудования.
  • Передача напряжения на обмотку возбуждения производится через специальный узел и цилиндрические контактные кольца. Щетки делаются из специальных сортов графита и устанавливаются в держателе с направляющими, изготовленными из диэлектриков. Для обеспечения плотного контакта они подпружинены, а напряжение на них подается по проводу, запрессованному в основание.

Разбираясь с устройством генератора современного автомобиля, следует выделить в нем механическую и электрическую часть. Первая (к которой относятся шкив и два подшипника ротора) обеспечивает его вращение в корпусе. Вторая часть собственно генерирует электрический ток для запитывания бортовой сети. Описываемая схема автомобильного генератора впервые была применена в изделиях американской фирмы «Невиль» в 1946 году. Такими устройствами комплектовались военные машины и автобусы.


Основные параметры генератора

Основные номинальные параметры определяются исходя из технических требований к конструкции конкретной модели транспортного средства:

  • Напряжение. В соответствии с ГОСТ 52230-2004 выбирается из диапазона от 7,14 и до 28 В.
  • Ток отдачи.
  • Частота возбуждения и самовозбуждения.

Токоскоростная характеристика определяет зависимость номинального тока генератора от частоты его вращения. Напряжение в бортовой сети легковых и коммерческих автомобилей, а также автобусов составляет 12 В, особо мощных и специальных машин — 24 В. Максимальный ток отдачи определяется при частоте вращения ротора в 6 000 мин-1.

Еще одна важнейшая характеристика данного агрегата — КПД. Для современных моделей этот показатель находится на уровне 50-60%.


Как работает автомобильный генератор?

Устройство начинает функционировать только после запуска двигателя стартером, который запитывается напрямую от аккумуляторной батареи. Ключевой принцип работы генератора автомобиля состоит в преобразовании механической энергии в электрическую. На коленчатом валу силового агрегата установлен шкив, который раскручивает через ременную передачу установленный на необслуживаемых подшипниках ротор.

Питание обмотки возбуждения, расположенной на вращающемся якоре, осуществляется от аккумулятора через щеточный узел и контактные кольца. Для защиты батареи от саморазряда подключение производится через специальный выпрямитель, состоящий из трех диодов. Величина напряжения в этой цепи регулируется электронным или электромеханическим стабилизатором, интегрированным или выполненным в виде отдельного устройства.

Вращающийся якорь создает электромагнитные поля, которые индуцируют в обмотках статора переменный ток. Он поступает на выпрямитель, представляющий собой блок диодов. В него входят шесть вентилей: по три отрицательных и положительных. Они обеспечивают преобразование фазного напряжения в линейное. Соединение обмоток генератора осуществляется по схеме «треугольника» или «звезды». В первом случае величина тока в 1,7 раза ниже, нежели во втором. Треугольник применяется на моделях авто повышенной мощности.

Описываемый принцип действия автомобильного генератора обеспечивает поддержание в бортовой сети напряжения в диапазоне от 13,9 до 14,5 В. Точная величина зависит от частоты вращения коленчатого вала и уровня нагрузки. Потребители (например, аккумулятор) к электроагрегату подключаются через вывод «В+».

Для чего в генераторе регулятор напряжения?

При изменении частоты оборотов коленчатого вала и соответственно ротора в бортовой сети могут возникнуть скачки напряжения, которые негативно сказываются на работе потребителей. Скачки устраняются за счет ограничения тока возбуждения, передаваемого через щетки с регулятора напряжения на ротор. Управление осуществляется путем изменения времени подключения обмотки якоря в зависимости от нагрузки на бортовую сеть.

Если возникает неисправность регулятора или повреждение щеточного узла и контактных колец, возможен недозаряд или перезаряд аккумуляторной батареи. Длительная эксплуатация машины с таким дефектом приведет к выходу из строя АКБ.

Неисправность генератора можно определить по индикатору на панели приборов. Горение лампочки заряда аккумулятора после запуска говорит о недостаточном напряжении в сети, а мигание указывает на превышение.

Заключение

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

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

В стандартном исполнении в автомобиле существуют два источника питания – генератор и аккумулятор. Разница между ними заключается в том, что АКБ накапливает электроэнергию, а автомобильный генератор ее вырабатывает. То есть это устройство преобразует механическую энергию от двигателя в электрическую с целью дальнейшего питания всех потребителей и заряда аккумулятора.

  1. Функции генератора
  2. Виды генераторов
  3. Устройство генератора переменного тока
  4. Корпус
  5. Привод
  6. Ротор
  7. Статор
  8. Выпрямительный блок или диодный мост
  9. Регулятор напряжения
  10. Щеточный узел
  11. Принцип работы
  12. Параметры генератора
  13. Мощность автогенератора
  14. Основные неисправности
  15. Механические неисправности
  16. Электрические неисправности

Функции генератора

При запуске двигателя пусковой ток на стартер подается от аккумулятора. Но сам аккумулятор не вырабатывает энергию, а только ее накапливает и потом отдает. Если использовать для питания всех потребителей только АКБ, то она быстро разрядится. Автомобильный генератор производит электроэнергию, заряжает АКБ и питает бортовую сеть автомобиля во время работы двигателя (при достижении им определенных оборотов вращения коленчатого вала).

Автомобильный генератор

Генератор начинает вырабатывать электрический ток начиная с частоты вращения холостого хода, однако, на оптимальный режим работы он выходит при достижении двигателем 1600-1800 об/мин и более.

Виды генераторов

Выделяют два вида автомобильных генераторов:

  • постоянного тока;
  • переменного тока.

Первый вид генераторов в настоящее время уже не используется. Такие устройства устанавливались на старых моделях автомобилей (ГАЗ-51, Победа и др.). Они имеют много недостатков, такие как:

  • малая мощность и эффективность;
  • необходимость в постоянном контроле и обслуживании;
  • небольшой срок службы.

Сейчас применяются генераторы переменного тока. Главное их отличие в том, что вне зависимости от режима работы двигателя автомобильную сеть питает постоянный ток. Это достигается благодаря полупроводниковому выпрямителю.

Устройство генератора переменного тока

Работу любого генератора можно сравнить с электродвигателем, который работает в обратном режиме, то есть не потребляет, а вырабатывает ток. По типу конструкции современные генераторы делятся на два вида: компактный и традиционный. Они имеют общее устройство, но различаются в компоновке корпуса, вентилятора, выпрямительного узла и приводного шкива. Также у современных устройств имеется три фазы.

Устройство генератора

Генератор состоит из следующих основных элементов:

  • привод со шкивом, подшипниками и валом;
  • ротор с обмоткой возбуждения и контактными кольцами;
  • статор с сердечником и обмоткой;
  • корпус, состоящий из двух крышек;
  • регулятор напряжения;
  • выпрямительный блок или диодный мост;
  • щеточный узел.

Разберем каждый элемент устройства отдельно и подробно.

Корпус

В корпусе находятся все основные элементы генератора. Он состоит из двух крышек (передняя и задняя). Крышки соединяются между собой болтами. Для изготовления крышек используют легкие сплавы алюминия, которые не намагничиваются и хорошо отводят тепло. В крышках есть вентиляционные отверстия и крепежные фланцы.

В задней крышке установлен диодный мост и щеткодержатель со щетками. Также в задней крышке расположен выводной контакт, по которому ток поступает от генератора.

Привод

Вращение от коленчатого вала передается на шкив генератора и вращает ротор. Частота вращения шкива больше частоты вращения коленвала в 2-3 раза. Крутящий момент от двигателя передается посредством ременной передачи. Могут использоваться поликлиновый и клиновый ремень в зависимости от конструкции. Поликлиновый ремень считается более универсальным и современным.

Ротор

На валу ротора находится обмотка возбуждения, которая создает магнитное поле и, по сути, представляет собой обычный электромагнит. Обмотка находится между двух полюсных половин (сердечников), необходимых для регулирования и направления магнитного поля. Каждая из половин имеет по шесть треугольных выступов, называемых клювами. Также на валу ротора расположены два медных контактных кольца. Иногда они изготавливаются из стали или латуни. Через контактные кольца на обмотку возбуждения поступает питание от аккумулятора. Контакты обмотки припаяны к кольцам.

Ротор генератора

На переднем конце вала ротора находится приводной шкив, а на другом крепится крыльчатка вентилятора. Их может быть две. Они нужны для охлаждения внутренних деталей генератора. Также на обоих концах ротора установлены необслуживаемые шариковые подшипники.

Статор

Конструктивно статор имеет форму кольца. Это основная деталь, служащая для создания переменного тока от магнитного поля ротора. Состоит из обмотки и сердечника. В свою очередь, сердечник состоит из соединённых стальных пластин, в которых образуются 36 пазов. В пазы навивается три обмотки, которые образуют трехфазное соединение. Может быть две схемы соединения обмоток: «звезда» и «треугольник». По схеме «звезда» концы каждой из трех обмоток соединены в одной точке. По схеме «треугольник» концы обмоток выводятся отдельно.

Выпрямительный блок или диодный мост

Выпрямительный блок выполняет задачу по преобразованию переменного тока генератора в постоянный, который необходим для питания бортовой сети автомобиля. Другими словами, он выдает напряжение стабильной и одинаковой величины.

Диодный мост

Блок также называют диодным мостом, который состоит из двух радиаторных пластин (положительной и отрицательной) и диодов. На каждую фазу приходится по два диода. Сами диоды герметично вмонтированы в пластины. Диодный мост имеет форму подковы.

С обмотки статора ток поступает на диодный мост, затем «выпрямляется», и подается на выводной контакт на задней крышке.

Через диоды ток проходит только в одном направлении, при этом отсекаются токи обратной полярности. Диодный мост может находиться в корпусе генератора, а может быть вынесен за корпус. Но чаще всего он крепится на внутренней стороне задней крышки.

Регулятор напряжения

Регулятор поддерживает напряжение генератора в определенных пределах. В современных моделях применяются полупроводниковые электронные регуляторы напряжения. Они устанавливаются сверху блока щеткодержателей.

Регулятор напряжения и щеточный узел

Когда двигатель работает на больших оборотах, то напряжение на обмотке статора может доходить до 16В. Такое напряжение не должно поступать в бортовую сеть. Чтобы это исключить, регулятор напряжения, получая ток от АКБ, будет снижать его значение. Малый ток на обмотке ротора будет создавать такое же малое магнитное поле. Это значит, что на обмотке статора будет понижаться напряжение.

Щеточный узел

Щеточный узел в современных генераторах объединен с регулятором напряжения в один неразборный механизм. Он передает ток возбуждения на медные контактные кольца ротора. Это простая конструкция, которая состоит из щеткодержателя, двух графитовых щеток и прижимающих пружин.

Принцип работы

Теперь разберем подробнее работу генератора переменного тока в автомобиле. При включении зажигания, на щеточный узел подается ток от аккумуляторной батареи. Через щеточный узел он попадает на медные контактные кольца, а затем на обмотку возбуждения ротора. Напомним, что ротор, по сути, является электромагнитом, который создает магнитное поле. Коленчатый вал через шкив и ременную передачу начинает вращать ротор. Вокруг ротора расположен статор, который от вращения начинает вырабатывать переменный ток. Когда вращение ротора достигает определенной частоты, обмотка возбуждения питается от самого генератора.

Через диодный мост переменный ток “выпрямляется” и преобразуется в постоянный, необходимый для питания бортовой сети. Так автомобильный генератор обеспечивает питание потребителей и подзаряжает аккумулятор. Регулятор напряжения изменяет работу обмотки возбуждения при возрастании частоты вращения ротора. Таким образом поддерживается стабильная нагрузка.

В салоне автомобиля на приборной панели есть контрольная лампа генератора, которая показывает состояние устройства. Например, лампа может загореться при обрыве ремня. Тогда питание сети будет идти только через аккумулятор. Продолжительность работы в этом случае будет зависеть от уровня заряда АКБ.

Параметры генератора

Работу генератора оценивают по нескольким параметрам:

  • номинальный ток и номинальное напряжение;
  • номинальная частота возбуждения;
  • частота самовозбуждения;
  • коэффициент полезного действия (КПД).

Номинальное напряжение для бортовой сети автомобиля от генератора 12В или 24В. Токоскоростная характеристика показывает зависимость силу тока от частоты вращения генератора.

Характеристика генератора

Напряжение генератора можно измерить мультиметром. При всех выключенных потребителях без нагрузки на холостом ходу мультиметр должен показывать напряжение в пределах 14,3В – 15,5В. Если напряжение после запуска двигателя свыше 14В, то это может говорить о разряде АКБ и зарядке его генератором. При поочередном включении потребителей (фары, подогрев, кондиционер и т.д.) напряжение уменьшается примерно на 0,2 после каждого включения. Но в итоге напряжение не должно снижаться ниже 12,8В. Если значение меньше, то аккумулятор начнет разряжаться. Если напряжение, наоборот, сильно высокое (14В и выше), то это может привести к выходу АКБ из строя. При этом на выходе самого аккумулятора напряжение должно быть в пределах 12,6В – 12,7В.

Напряжение генератора под нагрузкой может отличаться от номинальных значений 12В. После включения всех потребителей тока значение должно быть в пределах 13,5В – 14В. Если ниже, то это может указывать на неисправность устройства. Допустимым пределом считается 13В.

На картинке ниже показана подробная схема подключения генератора в автомобиле.

Схема подключения генератора

Мощность автогенератора

Если включить все энергоемкие приборы в автомобиле, то генератор может не справляться с нагрузкой и часть энергии будет отдавать аккумулятор.

Чтобы рассчитать мощность генератора достаточно воспользоваться простой формулой из школьного курса P = I * U, где Р – мощность, I – сила тока, U – напряжение.

Мы узнали, что напряжение на выходе генератора должно быть в районе 13,5В – 14,2В. Сила тока у разных моделей может отличаться. В среднем это от 80А до 140А. Возьмем среднее значение в 100А.

По формуле получаем 13,5В*100А = 1 350 Вт или 1,35 КВт. Это и есть мощность генератора, которая измеряется в Ваттах. Нужно также учитывать, что это максимальное значение, которое достигается при определенных оборотах двигателя, как правило, от 3000 об/мин и выше. На холостом ходе выдаваемая мощность равняется 75% от максимально возможной. Считается, что для автомобиля хватает 80А. Если применить более мощный автогенератор, то бортовая сеть может не справиться с нагрузкой. Нужно это учитывать. Большая мощность не всегда идет на пользу.

Основные неисправности

Устройство довольно надежное и должно работать продолжительное время, но некоторые компоненты могут выходить из строя по разным причинам. Неисправности могут иметь механический или электрический характер.

Механические неисправности

Главной возможной поломкой может быть обрыв приводного ремня. В этом случае вращение от коленвала на ротор не будет передаваться. Всю нагрузку на себя берет аккумулятор, который начнет разряжаться. Это покажет контрольная лампа в салоне автомобиля. Чтобы избежать обрыва ремня, нужно периодически проверять его состояние и натяжение.

Также может случиться простой износ графитовых щеток. В этом случае надо менять весь щеточный узел.

Электрические неисправности

Неполадки с электрикой в генераторе случаются нередко, и заметить их трудно. Может возникнуть замыкание в обмотках возбуждения ротора или статора, обрыв обмотки. Может выйти из строя регулятор напряжения, что чревато большими проблемами для всей электроники и АКБ. Также случается так называемый пробой диодного моста по различным причинам. Нельзя отключать генератор или АКБ во время работы двигателя. Также нужно следить за надежностью соединений, чистить клеммы и т.д.

Каждому водителю нужно знать устройство и принцип работы автомобильного генератора. Это поможет избежать многих проблем, которые могут возникнуть с устройством. Нужно регулярно следить за компонентами генератора. Проверять натяжение и состояние приводного ремня, крепление устройства, напряжение и другое. При правильной эксплуатации устройство прослужит исправно долгие годы.

http://topmekhanik.ru/kak-rabotaet-generator-avtomobilya/
http://ddcar.ru/blog/remont/generator-avtomobilya-kak-rabotaet-i-kakie-funkcii-vypolnyaet
http://techautoport.ru/elektrooborudovanie-i-elektronika/istochniki-pitaniya/generator.html

Устройство автомобильного генератора

Каждому автолюбителю рекомендуется знать устройство автомобильного генератора, поскольку он является главным источником электроэнергии в машине. Он нужен для того чтобы заряжать аккумуляторную батарею и поддерживать работу электрооборудования при заведенном ДВС. Генератор размещен в передней части мотора и запускается от коленвала. На машинах с гибридными моторами генератор дополнительно играет роль стартера.

Общее устройство автомобильного генератора включает в себя ротор, статор, щеточный узел, выпрямительный блок и регулятор напряжения. Все эти составляющие помещаются в его корпус. Когда поворачивается ключ зажигания, электричество от аккумулятора посредством щеточного узла и контактных колец подается на обмотку возбуждения, где образуется магнитное поле. Когда мотор заставляет двигаться коленчатый вал, ротор начинает вращаться. Его магнитное поле попадает на обмотки статора, что приводит к появлению переменного напряжения на его выходах. Когда генератор начинает вращаться с необходимой частотой, происходит самовозбуждение. В это время обмотка возбуждения питается от него.

Благодаря блоку выпрямления переменный ток становится постоянным. В результате генератор обеспечивает питанием аккумулятор, который благодаря этому подзаряжается, а также дает возможность получать энергию потребителям. Когда частота вращения коленвала меняется, в дело вступает реле-регулятор. Он контролирует, когда должна включиться обмотка возбуждения. Когда генератор начинает вращаться сильнее, а внешняя нагрузка становится меньше, время ее включения снижается, и наоборот.

Если энергии расходуется больше, чем может дать генератор, в процесс включается аккумулятор. Чтобы генератор сохранял работоспособное состояние, на панели автомобиля расположена специальная лампа, позволяющая контролировать уровень заряда. Все современные автомобили оснащаются генераторами переменного тока.

Такая схема работы генератора актуальна для любых транспортных средств. Определенные отличия имеют место, однако они больше связаны с качеством произведенного изделия, мощностью и компоновкой узлов в двигателе.

Назначение и общее устройство генератора


Автомобильный генератор: устройство, назначение и неисправности

Генератор предназначен для питания электрическим током всех потребителей и для подзарядки аккумуляторной батареи при работе двигателя на средних и больших оборотах. На современные автомобили устанавливается генератор переменного тока. Он включен в электрическую цепь автомобиля параллельно аккумуляторной батарее. Однако питать потребителей и заряжать батарею генератор будет только в том случае, если вырабатываемое им напряжение превысит напряжение аккумуляторной батареи.

А произойдет это тогда, когда двигатель автомобиля начнет работать на оборотах выше холостых, так как напряжение, вырабатываемое генератором, зависит от скорости вращения его ротора. При этом, по мере увеличения частоты вращения ротора генератора, вырабатываемое им напряжение может превысить требуемое. Поэтому генератор работает в паре с регулятором напряжения. Регулятор напряжения является электронным прибором, который ограничивает вырабатываемое генератором напряжение и поддерживает его в пределах 13,6 – 14,2 вольта.

Устройство автомобильного генератора

Основные части генератора Генератор в разрезе Статор и ротор

Статор (неподвижная часть генератора) представляет собой обмотки с магнитопроводом, в которых образуется электрический ток. Ротор – вращающаяся часть генератора. Ротор состоит из обмоток возбуждения с полюсной системой, вала и контактных колец. Кольца выполняются чаще всего из меди, с опрессовкой их пластмассой. Для снижения износа и предотвращения окисления они могут изготавливатья из латуни или нержавеющей стали. К кольцам присоединяются выводы обмотки возбуждения. Питание к обмоткам подается через щетки (скользящие контакты), которые прижимаются к кольцам с помощью пружин. Щетки бывают двух типов — меднографитные и электрографитные. Последние имеют более высокое электрическое сопротивление, что снижает выходные характеристики генератора, зато они обеспечивают значительно меньший износ контактных колец. Существуют и бесщеточные генераторы, у которых на роторе расположены постоянные магниты, а обмотки возбуждения – на статоре. Отсутствие щеток и контактных колец повышает надежность генератора, но увеличивает массу и шумность при работе.

При вращении ротора напротив катушек обмотки статора появляются попеременно разнополярные полюсы, т. е. направление и величина магнитного потока, пронизывающего катушку, меняется, что и приводит к появлению в ней переменного напряжения. Так как потребители электрической сети автомобиля работают на постоянном напряжении, в схему генератора вводится диодный выпрямитель.

Диодный мост и регулятор напряжения Конструкция и привод генераторов

Электронные регуляторы напряжения, как правило, встроены в генератор (“таблетка”) и объединены со щеточным узлом. Иногда они располагаются отдельно в подкапотном пространстве. Регуляторы изменяют ток возбуждения путем изменения времени включения обмотки ротора в питающую сеть. Устройства необслуживаемые, необходимо лишь контролировать надежность контактов. Существуют регуляторы напряжения, наделенные функцией термокомпенсации, – они измененяют напряжение зарядки в зависимости от температуры воздуха в подкапотном пространстве для обеспечения оптимального заряда АКБ. Чем ниже температура воздуха, тем большее напряжение подводится к батарее, и наоборот.

Генераторы выпускаются в двух конструктивных исполнениях – “классическом”, с вентилятором у приводного шкива, и компактном, с двумя вентиляторами внутри генератора. Так как “компактные” генераторы имеют привод с более высоким передаточным отношением, их называют еще высокоскоростными генераторами.

Генератор устанавливается на специальном кронштейне двигателя и приводится в действие от шкива коленчатого вала через ременную передачу. Чем больше диаметр шкива на коленчатом валу и меньше диаметр шкива генератора, тем выше обороты генератора, соответственно, он способен отдать потребителям больший ток. На современных моделях, как правило, привод осуществляется поликлиновым ремнем. Благодаря большей гибкости он позволяет устанавливать на генераторе шкив малого диаметра. Привод генератора может осуществляться как отдельно, так и одним ремнем вместе с насосом охлаждающей жидкости (“помпой”). Натяжение ремня регулируется либо отклонением корпуса генератора, либо (в случае применения поликлинового ремня) натяжными роликами при неподвижном генераторе.

Возможна ли замена генератора одной марки на другой? Вполне, если выполняются следующие условия:

  • энергетические характеристики заменяющего генератора не ниже, чем у заменяемого;
  • передаточное число от двигателя к генератору одинаково;
  • габаритные и крепежные размеры заменяющего генератора позволяют установить его на двигатель. Большинство генераторов зарубежного производства имеют однолапное крепление, а отечественные крепятся за две лапы, поэтому замена “иномарочного” генератора отечественным потребует замены кронштейна;
  • электрические схемы генераторных установок аналогичны.

Неисправности автомобильного генератора

ВИДИМАЯ НЕПОЛАДКА ПРИЧИНА СПОСОБ УСТРАНЕНИЯ
Контрольная лампа заряда не горит при включении зажигания Разряжен либо неисправен аккумулятор Зарядить или заменить аккумулятор
Перегорела лампа на приборной панели Заменить
Нет контакта провода массы с задней частью генератора Проверить надежность контакта массы, очистить и подтянуть болты крепления провода массы
Нарушение целостности провода между выводом подключения лампы на генераторе и приборной панелью Проверить вольтметром или омметром по электрической схеме
Не подсоединены разъемы между генератором и приборной панелью Проверить и, если требуется, заменить разъемы
Щетки неплотно прилегают к контактным кольцам (“зависли” либо износились) Проверить длину (min=5 мм) и свободу перемещения щеток в щеткодержателе
Дефект регулятора напряжения Заменить регулятор напряжения
Сильный износ роторных колец Проверить и, если требуется, заменить роторные кольца
Обрыв обмоток ротора генератора Проверить ротор, при необходимости заменить.
Контрольная лампа заряда гаснет при увеличении оборотов двигателя, но на аккумуляторе зарядки нет Ослабло натяжение клинового ремня Натянуть клиновой ремень
Обрыв диодов диодного моста Проверить и заменить диодный мост
Дефект регулятора напряжения Проверить и, если требуется, заменить реле регулятор напряжения
Провод между генератором и аккумулятором имеет плохой контакт Проверить и заменить провод, после чего проверить диодный мост в генераторе.
Контрольная лампа заряда не гаснет при увеличении оборотов двигателя Ослабло натяжение клинового ремня Натянуть клиновой ремень
Неисправность диодного моста или обмотки статора Проверить и заменить диодный мост или обмотку
Дефект регулятора напряжения Проверить и, если требуется, заменить реле регулятор напряжения
Провод между генератором и контрольной лампой имеет контакт с массой Найти и устранить замыкание или заменить жгут проводов, после чего проверить диодный мост в генераторе
Контрольная лампа заряда горит при выключенном зажигании Короткое замыкание диода Проверить диоды, и заменить диодный мост
Аккумулятор выкипает Неисправность реле регулятора напряжения Заменить реле регулятор и проверить диоды, при необходимости заменить диодный мост

Правила эксплуатации генератора (по Остеру)

И напоследок несколько “вредных” советов, как быстро и без проблем “сжечь” генератор:

  1. Самый лучший и быстрый способ – “Переплюсовка”. Поменяйте местами провода от клемм аккумуляторной батареи, при этом возможен не только оптический эффект (яркая вспышка внутри генератора, легкое дымовое облако), но также звуковой (от щелчка до хлопка и шипения), обонятельный (почувствуете непередаваемый аромат горящих проводов!), и, наконец, тактильный (ожог 1-3 степени – подбирается экспериментально!) После применения этого способа диодный мост выгорает с вероятностью 99%, статор – 60%, реле-регулятор – 20%, провода – 10%, автомобиль целиком – 0,01%! Способ очень эффективен при “прикуривании”. Возможны побочные эффекты – выгорание бортовых компьютеров, сигнализации, музыки и т.д. Большой плюс – не требует специальных навыков и знаний, легко осваивается начинающими.
  2. Способ “Мойка”. Помойте двигатель своей машины. Особенно тщательно помойте генератор, проследите, чтобы потоки воды прополоскали все внутренности агрегата. Ни в коем случае не продувайте генератор после мойки! Сразу же заводите машину и включите побольше нагрузок – весь свет, обогрев, музыку. Если эффект не произошел – повторите попытку. Эффект появится, поверьте!!! Плюс – сгоревший генератор будет чистым.
  3. “Дедовский” метод – сдёргивание плюсовой клеммы аккумулятора на работающем двигателе вроде бы для проверки зарядной системы. Процент сгоревших релюшек увеличивается до 50-70%. Способ требует определенной сноровки – главное, чтобы было побольше искр! Возникающие в цепях высоковольтные коммутационные процессы рано или поздно должны будут сжечь хоть что-нибудь в Вашем генераторе, или, в крайнем случае, в машине! Как всегда, рекомендуется включить побольше всяких там нагрузок – свет, печки, подогрев. Способ не очень эффективен на старых машинах, но главное – верить, что так и будет!
  4. “Лужа” – способ, которым пользуется множество автолюбителей, даже не подозревая об этом. При этом многие искренне уверены, что автомобиль и его агрегаты, включая генератор, по водонепроницаемости должен быть сродни подводной лодке. Дерзайте! Как много неисследованных глубин ждут своих первооткрывателей! И еще простой совет – лужу надо проезжать на возможно максимальной скорости, тщательно следя, чтобы брызги равномерно захлестывали подкапотное пространство. Отсутствие защитных кожухов и поддонов во многом облегчит Вашу непростую задачу. Очень большой плюс – способом можно пользоваться практически ежедневно, не выходя из машины!
  5. Способ “Меломан”. Для очень крутых! Поставьте в Вашу машинку супер магнитолку, парочку CD чейнджеров, пару-тройку ламповых усилителей ватт по 200-300, сабвуфер ватт на 500, ну колонок с десяток, лучше полтора. Вообще, чем больше – тем лучше! Баксов на 12-25 тысяч! (Это не враки – случай зафиксирован!) Включайте! Если через пару минут генератор все ещё работает, а характерного дыма и запаха все еще нет – значит Вы поставили слишком дешёвую аппаратуру!
  6. “Аккумуляторный” способ – наиболее коварный и таинственный из всех, поскольку его осознание требует понимания химических и физических процессов (ну хотя бы закон Ома, что уже не всем дано!) А если по-простому – используйте давно просроченный аккумулятор, не моложе трех-пяти лет. Чем старше – тем больше вероятность, что в аккумуляторе окажется короткозамкнутая банка. При этом аккумулятор может подавать признаки жизни – заводить машину, подзаряжаться от зарядного устройства и т.д., но при этом он становится мощной паразитной нагрузкой в цепи генератора. Возможно, что силы тока будет хватать на работу инжектора, но при включении дальнего света и обогрева генератор будет греться так, что его можно использовать для приготовления яичницы в походных условиях! Главное – не обращать на это внимания, и способ когда-нибудь сработает!

Автомобильный генератор: устройство и принцип работы

Автомобильный генератор, непременно входящий в состав оборудования любого транспортного средства, можно сравнить с ролью электростанции в снабжении энергией потребностей народного хозяйства.

Он является основным (при работающем двигателе) источником электроэнергии в машине и предназначен через электрические провода, опутывающие весь автомобиль изнутри, поддерживать заданное и стабилизированное напряжение электросети автомашины. Принцип работы автомобильного генератора основан на теоретическом представлении работы классического электрического генератора, трансформирующего неэлектрические виды энергии в электрическую.

В конкретном случае автомобильного генератора выработка электрической энергии происходит посредством трансформации механического вращательного движения коленчатого вала моторного агрегата.

Общий принцип работы

Теоретические предпосылки, лежащие в основе схемы функционирования электрогенераторов, базируются на широко известном случае электромагнитной индукции, трансформирующей один вид энергии (механический) в другой (электрический). Действие этого эффекта проявляется при помещении медных проводов, уложенных в виде катушки, и помещённых в магнитное поле переменной величины.

Это способствует появлению в проводах электродвижущей силы, которая приводит в движение электроны. Это движение электрических частиц порождает в проводах ток, а на оконечных контактах проводов возникает электрическое напряжение, по уровню напрямую зависящее от того, с какой скоростью изменяется магнитное поле. Выработанное таким образом переменное напряжение необходимо подавать во внешнюю сеть.

В автомобильном генераторе для создания магнитного явления используются обмотки статора, в котором под воздействием поля вращается якорь ротора. На валу якоря размещены токопроводящие обмотки, подключенные к специальным контактам в виде колец. Эти кольцевые контакты также закреплены на валу и вращаются вместе с ним. С колец с помощью токопроводящих щёток и происходит съём электрического напряжения и подача выработанной энергии электропотребителям транспортного средства.

Запуск генератора осуществляется посредством приводного ремня от фрикционного колеса коленчатого вала моторного агрегата, который для начала работы запускается от аккумуляторного источника. Для обеспечения эффективной трансформации производимой энергии диаметр шкива генератора должен заметно уступать в диаметре фрикционному колесу коленвала. Это обеспечивает более высокие обороты вала генераторного агрегата. В этих условиях он функционирует с повышением своего КПД и обеспечивает повышенные токовые характеристики.

Чтобы обеспечить безопасную работу в заданном диапазоне характеристик всего комплекса электроустройств работа автомобильного генератора должна удовлетворять высоким техническим параметрам и гарантировать выработку стабильного во времени уровня напряжения.

Основным требованием к автомобильным генераторам является стабильная выработка тока с требуемыми мощностными характеристиками. Эти параметры призваны обеспечивать:

  • подзарядку аккумуляторной батареи;
  • одновременное функционирование всего задействованного электрооборудования;
  • стабильное напряжение электросети в широком диапазоне изменения частот вращения вала ротора и динамически подключаемых нагрузок;

Кроме вышеперечисленных параметров, генератор конструируется с учётом его работы в условиях критических нагрузок и должен обладать прочным корпусом, иметь при этом малую массу и приемлемые габаритные размеры, обладать невысокими шумовыми параметрами и приемлемым уровнем производимых промышленных радиопомех.

Устройство и конструкция автомобильного генератора

Крепление

Генератор автомобиля можно легко обнаружить в моторном отсеке, подняв крышку капота. Там он закреплён болтами и специальными уголками к фронтальной части двигателя. На корпусе генератора размещены крепёжные лапы и натяжная проушина устройства.

Корпус

В корпусной коробке генератора установлены почти все блоки агрегата. Он производится с применением металлов лёгких сплавов на основе алюминия, который превосходно подходит для выполнения задачи по отводу тепла. Конструкция корпуса представляет собой соединение двух основных частей:

  • фронтальной крышки со стороны контактных колец;
  • торцевой заглушки со стороны привода;

На фронтальной крышке закреплены щётки, регулятор напряжения и выпрямительный мост. Объединение крышек в единую конструкцию корпуса происходит посредством специальных болтов.

Внутренние поверхности крышек фиксируют внешнюю поверхность статора, закрепляя его положение. Также важными конструктивными узлами корпусной конструкции являются фронтальный и тыловой подшипники, которые обеспечивают должные условия функционирования ротора и закрепляют его на крышке.

Ротор

Конструкция роторного узла состоит из схемы электромагнита с обмоткой возбуждения, смонтированной на несущем валу. Сам вал изготавливается из легированной стали дополненной свинцовыми присадками.

На вал ротора также закреплены медные контактные кольца и специальные подпружиненные щёточные контакты. Контактные кольца отвечают за подачу тока на ротор.

Статор

Статорный узел — это конструкция, состоящая из сердечника с многочисленными пазами (в большинстве используемых случаев их количество равно 36), в которые уложены витки трёх обмоток, имеющих между собой электрический контакт или по схеме «звезда», или по схеме «треугольник». Сердечник, именуемый также магнитопроводом, изготовлен в виде полой сферической окружности из металлических пластин, стянутых между собой заклёпками или заваренных в единый монолитный блок.

Для повышения на статорных обмотках уровня напряжённости магнитного поля в процессе производства этих пластин используется трансформаторное железо с усиленными магнитными параметрами.

Регулятор напряжения

Этот электронный узел разработан для компенсации нестабильности вращения роторного вала, который соединён с коленвалом силового агрегата автомобиля, функционирующего в широком интервале изменения числа оборотов. Регулятор напряжения подключен к графитовым токосъёмникам и способствует стабилизации заданного постоянного выходного напряжения, поступающего в электросеть машины. Этим он гарантирует бесперебойную эксплуатацию электрооборудования.

По своему конструкторскому решению регуляторы подразделяются на две группы:

  • дискретные;
  • интегральные;

К первому типу относятся электронные блоки, на конструктивной плате которых смонтированы радиоэлементы, разработанные с применением дискретной (корпусной) технологии, отличающейся неоптимальной плотностью компоновки элементов.

Ко второму типу относится большинство современных электронных блоков регулировки напряжения, разработанных с учётом интегрального способа компоновки радиоэлементов, изготовленных на основе тонкоплёночной микроэлектронной технологии.

Выпрямитель

Ввиду того что для правильного функционирования бортовых приборов требуется постоянное напряжение, выход генератора запитывает сеть автомашины через электронный узел, собранный на мощных выпрямительных диодах.

Этот 3-фазный выпрямитель, состоящий из шести полупроводниковых диодов, три из которых подключены на минусовый вывод («массу»), а три других подсоединены к плюсовому контакту генератора, предназначен для трансформации переменного напряжения в постоянное. Физически блок выпрямителя состоит из подковообразного металлического теплоотвода с размещёнными на нём выпрямительными диодами.

Этот узел имеет вид пластмассовой конструкции и сконструирован для передачи напряжения на контактные кольца. Содержит внутри корпуса несколько элементов, главные из которых — подпружиненные щёточные скользящие контакты. Они бывают двух модификаций:

  • электрографитные;
  • меднографитные (более износостойкие).

Конструктивно щёточный узел зачастую изготавливается в одном блоке с регулятором напряжения.

Система охлаждения

Отвод избыточного тепла, которое образуется внутри корпуса генератора, обеспечивают вентиляторы, закреплённые на его валу ротора. Генераторы, у которых щётки, регулятор напряжения и выпрямительный блок вынесены наружу, за пределы его корпуса и защищённые специальным кожухом, забирают свежий воздух через специальные охлаждающие щели в нём.

Крыльчатка внешнего охлаждения генератора

Устройство классической конструкции, с размещением вышеупомянутых узлов внутри генераторного корпуса, обеспечивают поступление свежего воздушного потока со стороны контактных колец.

Режимы работы

Для уяснения принципа работы автомобильного генератора необходимо представлять и режимы его эксплуатации.

  • начальный период запуска двигателя;
  • рабочий режим двигателя.

В первоначальный момент запуска двигателя основным и единственным потребителем, расходующим электрическую энергию, является стартёр. Генератор ещё не участвует в процессе выработки энергии, и поступление электроэнергии в этот момент предоставляет только аккумулятор. Ввиду того что сила потребляемого тока при этой схеме очень велика и может достигать сотен ампер, АКБ приходится интенсивно расходовать запасённую ранее электрическую энергию.

После окончания процесса запуска двигатель выходит на рабочий режим, а генератор при этом становится полноправным поставщиком электропитания. Он вырабатывает ток, необходимый для функционирования различного электрооборудования, подключающегося в работу. Вместе с этой функцией генератор производит заряд аккумулятора при работающем двигателе.

После набора аккумулятором необходимого резервного заряда, необходимость в процессе подзарядки уменьшается, потребление тока заметно падает, а генератор продолжает поддерживать работу только электрооборудования. По мере подключения в работу других ресурсоёмких потребителей электроэнергии, мощности генератора в отдельные моменты времени может не хватать для обеспечения суммарной нагрузки и тогда в общую работу включается аккумулятор, работа которого в этом режиме характеризуется при этом быстрой потерей заряда.

Заключение

Автомобильный генератор сконструирован и рассчитан на электропитание штатных электроприборов и подзарядку аккумулятора трансформацией механической энергии коленвала силового агрегата в электрическую.

Генератор располагается под капотом на фронтальной части двигателя. Конструкция генератора содержит в себе основные узлы — корпус, статор, ротор, подшипники, регулятор напряжения, выпрямительный мост, щёточный узел и вентиляторы.

Автомобильный генератор: принцип действия, неисправности

Любая автомашина оборудуется бортовой электросетью, на которую возлагается множество задач – от пуска двигателя посредством электрического стартера и выработки искры, которая воспламеняет топливовоздушную смесь до обеспечения работы фар, магнитолы, сигнализации и других устройств. Все перечисленное оборудование потребляет электроэнергию, которая вырабатывается двумя элементами – генератором и аккумулятором. В этой статье мы расскажем о том, как устроен и работает автомобильный генератор, каковы его основные неисправности и на что нужно обратить внимание при эксплуатации.

Для чего нужен генератор?

Подача электроэнергии для питания бортовой сети до момента запуска ДВС осуществляется аккумуляторной батареей. Однако АКБ не может вырабатывать ток, она лишь хранит его в себе, отдавая по необходимости. По этой причине использовать аккумулятор для постоянного обеспечения работы автомобильного электрооборудования нельзя – он довольно быстро отдаст всю электроэнергию и полностью разрядится. Даже при пуске силового агрегата батарея отдает значительную часть заряда, так как стартер потребляет очень много электричества.

Генератор авто обеспечивает восстановление заряда АКБ и подачу питания ко всем потребителям, подключенным к бортовой сети. Он не хранит в себе электричество, как аккумулятор, а непрерывно производит его в ходе работы двигателя. Но пока ДВС не запущен, этот узел не работает, и функция питания бортовой сети выполняется аккумуляторной батареей.

Работа автомобильного генератора напоминает действие электродвигателя, только в обратном порядке. Электромотор получает энергию и преобразует ее в механическое действие, в то время как автогенератор преобразует механическое вращение ротора в электроэнергию.

Кратко принцип, по которому работает автомобильный генератор, можно объяснить так: вращение ротора приводит к образованию магнитного поля, а оно воздействует на обмотку статора. Это приводит к возникновению в последней электротока, который затем подается для питания включенных в бортовую сеть ТС потребителей.

Однако работа автогенератора имеет некоторые особенности, которые необходимо учитывать.  Современный электрогенератор, устанавливаемый в машинах, имеет три фазы и вырабатывает переменный ток, в то время как для питания бортовой сети необходим постоянный. Кроме того, вырабатываемый электроток должен иметь строго определенные параметры, иначе велика вероятность того, что он выведет из строя оборудование. Чтобы не допустить этого, узел комплектуется дополнительными элементами.

Устройство автомобильного генератора

Автогенератор включает в себя несколько составляющих:

  • Ротор.
  • Статор.
  • Блок щеток.
  • Регулятор напряжения.
  • Выпрямительный блок (диодный мост).

1 — задний подшипник; 2 — выпрямительный блок; 3 — контактные кольца; 4 — щетка; 5 — щеткодержатель; 6 — кожух; 7 — диод; 8 — втулка подшипника; 9 — винт; 10 — задняя крышка; 11 — крыльчатка; 12 — винт; 13 — ротор; 14 — обмотка ротора; 15 — передняя крышка; 16 — вал ротора; 17 — шайба; 18 — гайка; 19 — шкив; 20 — передний подшипник; 21 — обмотка ротора; 22 — статор.

Ротор

Ротором (от англ. rotation — вращение) называется подвижная часть автогенератора. Она представляет собой вал с расположенной на ней обмоткой возбуждения, находящейся между двумя полюсными половинками. Последние изготавливаются штамповкой, на каждой из них имеется шесть выступов в форме клюва, расположенных сверху обмотки. Эти половинки образуют систему полюсов и контактные кольца. Задача колец заключается в подаче электротока на обмотку через ее выводы.

Обмотка возбуждения предназначена для создания магнитного поля. Для решения этой задачи на нее должен быть подан слабый электроток. До запуска силового агрегата подачу тока для образования магнитного поля осуществляет АКБ. Когда ДВС заработает, и число оборотов достигнет нужной величины, подача тока на обмотку возбуждения будет производиться генератором

На роторе, кроме того, размещены:

  • Приводной шкив.
  • Подшипники качения.
  • Охлаждающее устройство (вентилятор).

Ротор располагается внутри статора, зажатого между крышками корпусной части. Крышки снабжены посадочными местами, в которых помещаются роторные подшипники. Кроме того, в крышке, расположенной со стороны приводного шкива, имеются отверстия для вентиляции.

Схема вентиляции генераторов

Статор

Этот элемент, в отличие от вышеописанного, неподвижен (статичен), из-за чего и получил свое название. Его задача заключается в получении электротока переменной величины, возникающего под влиянием магнитного поля ротора. Статор состоит из обмоток и сердечника. Последний изготавливается из листовой стали и имеет пазы для укладки трех обмоток (по количеству фаз). Обмотки могут укладываться одним из двух способов: петлевым или волновым. Схема их соединения также может быть разной – в форме звезды или треугольника.

1 — сердечник; 2 — обмотка; 3 — пазовый клин; 4 — паз; 5 — вывод для соединения с выпрямителем.

При подключении по схеме «звезда» все обмотки соединяются вместе одним из концов в общей точке. Их вторые концы выполняют роль выводов. Схема «треугольник» предусматривает соединение обмоток по другому принципу: 1-я со 2-й, 2-я – с 3-ей, а 3-я, в свою очередь – с 1-й. В этом случае функцию выводов выполняют точки соединения. Наглядно обе схемы показаны на рисунке.

Схема «звезда» и «треугольник»

Блок щеток

Задача этой составляющей генератора заключается в передаче электричества на обмотку возбуждения. Конструктивно блок представляет собой корпус с расположенной в нем парой подпружиненных графитных щеток. Последние прижимаются с помощью пружин к контактным кольцам, но жестко с ними не скреплены.

Регулятор напряжения

Регулятор нужен для того, чтобы поддерживать величину напряжения на выходе в установленных пределах. Это необходимо, поскольку количество тока, как и его параметры, зависит от числа оборотов двигателя, а долговечность аккумулятора напрямую связана с подаваемой разностью потенциалов. Недостаточное напряжение приведет к «хроническому» недозаряду АКБ, а избыточное – к перезаряду. Как в первом, так и во втором случае срок службы батареи заметно снизится. Современные автомобили комплектуются электронными полупроводниковыми регуляторами.

Регулятор напряжения

Диодный мост (выпрямительный блок)

Задача этого элемента заключается в том, чтобы преобразовывать переменный ток, поступающий на него, в постоянный, необходимый для питания бортовой сети. Конструктивно он состоит из теплоотводящих пластин, в которые вмонтированы диоды в количестве 6 штук – по 2 на каждую статорную обмотку (на «+» и на «-») .

Принцип работы автомобильного генератора

Разберемся теперь, как работает автогенератор. При повороте ключа в замке зажигания напряжение поступает на обмотку, проходя при этом через контактные кольца, а также через блок щеток. Результатом становится возникновение вокруг обмотки возбуждения магнитного поля. Оно постоянно вращается вместе с ротором, воздействуя на статорные обмотки. На выводах последних возникает переменный электроток, подающийся затем на диодный мост. На выходе выпрямительного блока ток уже имеет постоянную величину. Далее он подается на регулятор напряжения, от которого идет на графитные щетки, обеспечивает питание потребителей, включенных в бортовую сеть, и подзарядку аккумуляторной батареи.

Напряжение на выходе устройства регулируется следующим образом. Регулятор, функционирующий совместно с блоком щеток, меняет величину напряжения, которое поступает на обмотку. Это приводит к изменению параметров магнитного поля, а также количества вырабатываемой электроэнергии. Кроме того, регулятор осуществляет термокомпенсацию, суть которой заключается в том, что напряжение меняется обратно пропорционально температуре (чем она ниже, тем разность потенциалов больше, и наоборот).

Основные неисправности автомобильного генератора

Этот узел достаточно надежен, и при правильной эксплуатации не ломается долго. Тем не менее, выходы его из строя все же случаются, и причины неполадок могут иметь электрический или механический характер.

Электрические неисправности

Такие неполадки случаются чаще механических, правильно определить их и устранить достаточно сложно. Это может быть замыкание обмоток возбуждения на статоре или роторе, их обрыв, поломка регулятора напряжения или пробой диодов на выпрямительном блоке. Подобные проблемы опасны еще и тем, что они отрицательно сказываются на аккумуляторе до тех пор, пока не будут выявлены и устранены. Так, вышедший из строя регулятор напряжения приведет к тому, что батарея будет постоянно перезаряжаться. При этом внешних признаков неисправности практически не имеется, чаще всего ее выявляют при комплексной диагностике, измерив на автогенераторе величину выходного напряжения, или заподозрив неладное, когда аккумуляторы один за другим выходят из строя, отработав всего несколько месяцев.

Обрыв или замыкание обмоток возбуждения устраняется с помощью перемотки. Остальные электрические неисправности исправляют, меняя вышедшую из строя деталь.

Механические неисправности

Причиной появления неполадок механического характера, как правило, является износ графитовых щеток, приводного шкива или щеток, а также обрыв ремня привода генератора. Эти неисправности довольно легко диагностировать по посторонним шумам, раздающимся при работе автогенератора. Устраняются эти неполадки заменой нерабочего элемента.

Напоследок остается дать совет периодически проводить диагностику генератора, проверяя на износ его составляющие и измеряя величину напряжения на выходе узла. Это позволит своевременно выявить и устранить возникшие неисправности, тем самым избежав проблем с аккумулятором и электрическими устройствами, включенными в бортовую сеть транспортного средства.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

    Метки: автомобильный генератор

Автомобильный генератор: назначение и принцип работы

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

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.

Подробное описание принципа работы генератора переменного тока в автомобиле

Современные автомобили оборудованы сложной системой электронных датчиков, мощными осветительными приборами и аудиосистемами. Для обеспечения исправной работы всех электрических приборов автомобиля необходима стабильная выработка электрического тока, которая является основной функцией генератора переменного тока автомобиля.

Автомобильный генератор переменного тока

Собственно, генератор не вырабатывает ток самостоятельно, а лишь конвертирует его из механической энергии, вырабатываемой внешним носителем, в электрическую энергию.

Назначение генератора переменного тока

Схема генератора переменного тока используется в автомобилях по причине того, что переменный ток способен максимально обеспечить потребности основных узлов авто в электроэнергии. Для того, чтобы усвоить принцип работы генератора переменного тока, нужно в первую очередь рассмотреть, что такое переменный ток.

Произвести переменный ток можно путем помещения прямолинейного металлического проводника между двумя разнополюсными магнитами. Вращение проводника посредством посторонней силы по часовой стрелке способствует образованию индуктированного электрического заряда при пересечении магнитных линий. Таким образом, выработка переменного тока в генераторе происходит по принципу электромагнитной индукции, но чтобы преобразовать его в стабильный ток нужной величины, нужно рассмотреть устройство генератора переменного тока.

Принцип работы генератора переменного тока

Конструкция генератора переменного тока

К важным конструкционным элементам генератора относятся:

  • Шкив;
  • Корпус генератора из двух крышек;
  • Ротор и статор;
  • Выпрямители;
  • Регуляторы напряжения;
  • Щеточный узел.

Шкив выступает стержнем для крепления всех конструкционных узлов генератора. Также посредством вращательных движений он передает механическую энергию от двигателя к ротору генератора. Шкив приводиться в движение через двигатель от клинового ремня.

Конструкция генератора переменного тока

Ротор представляет собой стальной вал с медной обмоткой возбуждения, которая соединяется с контактными пальцами специальными выводами. Обмотку возбуждения с двух сторон накрывают стальные втулки в виде короны с клиновидными выступами, расположенными по направлению друг к другу. Выступы двух втулок создают противоположные магнитные поля, которые являются остаточными, даже когда ток в обмотке отсутствует. Это обеспечивает самовозбуждение генератора только при высокой частоте вращения двигателя, что невозможно при запуске мотора. По этой причине на обмотку ротора дополнительно подается ток небольшой силы с аккумулятора. После достижения рабочей величины напряжения в обмотке ротора, питание от аккумулятора прекращается и работа генератора продолжается в режиме самовозбуждения.

Магнитный поток, вырабатываемый обмоткой ротора, направляется в статор, состоящий из стальных листов в форме трубы с полыми пазами. Внутри пазов находиться трехфазная медная обмотка, благодаря которой магнитный поток преобразуется в мощное электрическое напряжение. Здесь можно измерить полное сопротивление цепи переменного тока. Определить же реальное действие цепи переменного тока с активным сопротивлением можно благодаря данным по преобразованию электрической энергии в другие ее виды, например тепловую (подогрев проводников) или химическую (подзарядка аккумулятора).

Трехфазная обмотка статора выполняется по особой технологии, а обмотки отдельных фаз соединяется в «треугольник» или «звезду». В автомобильных генераторах переменного тока преимущество отдается обмотке «треугольник» по причине ее мощностных особенностей. Сила тока в конструкции «треугольник» почти в 2 раза меньше тока в «звезде» при одинаковой величине исходящего магнитного потока из ротора. Итак, для мощных генераторов обмотка статора по принципу «треугольник» позволяет более точно преобразовывать величину тока, избегая перенапряжения базовых узлов и продлевая срок службы элемента.

Принцип действия генератора переменного тока предполагает постоянное питание бортовой и электронной системы авто. По этой причине ток, образуемый обмоткой статора, постоянно питает электрооборудование через выпрямитель. Выпрямительная установка состоит из шести силовых и двух дополнительных диодов, закрепленных на теплоотводной пластине. Три из шести силовых диодов заряжены положительно, остальные – отрицательно. Полупроводниковые диоды не оказывают существенного сопротивления и не проводят ток в обратную сторону.

Конструкция щеточного узла представляет собой пластмассовый элемент с щетками, обеспечивающими контакт с кольцами или контактными пальцами ротора. Щетки узла позволяют защитить подвижные части ротора и шкива от преждевременного износа.

Рассматривая то, как устроен генератор переменного тока, стоит упомянуть о системе крепления генератора. Эту функцию выполняет корпус генератора, состоящий из двух крышек. Первая, которая устанавливается со стороны шкива и ротора, обеспечивает крепление генератора к двигателю, фиксацию статора и подшипников ротора. Задняя крышка, расположенная вблизи контактных колец и щеточного узла, не только выполняет вышеперечисленные функции. На ней также размещается выпрямитель и щетки.

Применение и свойства генераторов переменного тока

Рассмотрев вопрос, как работает генератор переменного тока, перейдем к предъявляемым требованиям к этому базовому узлу автомобиля. Поскольку аккумуляторы современных автомобилей высокочувствительны к перепадам напряжения, генераторы должны обладать следующими свойствами:

  • Поддерживать постоянную выработку электрического тока во избежание прогрессирующей разрядки аккумуляторной батареи;
  • Обеспечивать стабильность показателей вырабатываемого тока без перепадов и скачков;
  • Регулировать силу вырабатываемого тока независимо от частоты вращения двигателя;
  • Снабжать электроэнергии работающие приборы и производить постоянную подзарядку аккумулятора.

Поделитесь статьей с друзьями:   

Автомобильный генератор: принцип работы, устройство, схема подключения, назначение

Для питания бортовой сети транспортного средства предусмотрено два источника тока. И водителю очень важно разбираться в принципах работы автомобильного генератора, который наряду с аккумуляторной батареей, предназначен для обеспечения энергией электрооборудования машины.

К надёжности и стабильности устройств такого рода предъявляются жесткие требования.

В Российской Федерации производимое и используемое электрооборудование должно соответствовать ГОСТ Р 52230-2004. Документ устанавливает общие технические условия, которые распространяются и на стартерные аккумуляторы автомобилей. Упомянутый национальный стандарт полностью соответствует международным нормативам, что позволяет использовать на отечественных машинах компоненты иностранного производства.

На заре автомобилестроения и вплоть до 60-х годов прошлого века в бортовых сетях использовались генераторы постоянного тока — капризные и маломощные. С появлением полупроводниковых (селеновых и кремниевых) выпрямителей на машины стали ставить агрегаты переменного тока. Они втрое меньше по массе и при той же нагрузке обеспечивают более высокую стабильность выходного тока.

Для чего в автомобиле нужен генератор?

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

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

Применение автомобильного генератора позволяет восстанавливать заряд аккумулятора, который расходуется на запуск двигателя при помощи стартера. При этом напряжение в бортовой сети пребывает в строго установленных пределах, превышающих электрохимический потенциал пластин батареи.

Разобравшись в вопросе, для чего нужен генератор в автомобиле, необходимо понять, что в случае отказа агрегата двигатель проработает еще какое-то время за счет аккумулятора. Продлить этот период можно, отключив все второстепенные потребители: вентилятор отопителя, кондиционер, аудиосистему. По исчерпании заряда батареи двигатель заглохнет.

Устройство и конструкция автомобильного генератора

Трехфазные электроагрегаты переменного тока, устанавливаемые на современных машинах, могут быть 2-х видов: стандартный и компактный. Общее устройство автомобильных генераторов 2-х видов одинаково - они состоят из следующих элементов:

  • Шкива с валом и подшипниками.
  • Ротора с контактными кольцами.
  • Обмоток статора.
  • Корпуса генератора.
  • Регулятора напряжения.
  • Выпрямительного устройства.
  • Щеточного узла.

Конструкции автомобильных генераторов различаются только особенностями компоновки. При одинаковых электрических параметрах стандартные агрегаты значительно крупнее малоразмерных. Компактность обеспечивается за счет использования современных материалов и технологий.

Вот из чего состоит электрогенератор и какие функции выполняют его компоненты:

  • Шкив обеспечивает передачу вращения от коленвала на ротор с помощью ремня.
  • Корпус генератора имеет две крышки (переднюю, заднюю) и нужен для соединения элементов в единую конструкцию. На наружной поверхности размещены кронштейны, с помощью которых устройство крепится на двигателе.
  • Ротор представляет собой вал, на котором установлены обмотки возбуждения и контактные кольца из электротехнической меди.
  • Статор включает в себя магнитопровод из пакета стальных пластин, в которых вырезаны фигурные пазы. В них уложены трехфазные обмотки из одножильного медного провода, где и генерируется ток.
  • Регулятор напряжения изготавливается в виде отдельного блока или комбинируется со щеточным узлом. Основное назначение — управление работой генератора путем изменения тока в обмотке возбуждения.
  • Выпрямительное устройство по схеме Ларионова состоит из двух частей: алюминиевых теплоотводов, в каждый из которых запрессовано по три силовых диода. Вентили обеспечивают преобразование переменного напряжения в постоянное, что используется в бортовой сети для питания электрооборудования.
  • Передача напряжения на обмотку возбуждения производится через специальный узел и цилиндрические контактные кольца. Щетки делаются из специальных сортов графита и устанавливаются в держателе с направляющими, изготовленными из диэлектриков. Для обеспечения плотного контакта они подпружинены, а напряжение на них подается по проводу, запрессованному в основание.

Разбираясь с устройством генератора современного автомобиля, следует выделить в нем механическую и электрическую часть. Первая (к которой относятся шкив и два подшипника ротора) обеспечивает его вращение в корпусе. Вторая часть собственно генерирует электрический ток для запитывания бортовой сети. Описываемая схема автомобильного генератора впервые была применена в изделиях американской фирмы «Невиль» в 1946 году. Такими устройствами комплектовались военные машины и автобусы.

Основные параметры генератора

Основные номинальные параметры определяются исходя из технических требований к конструкции конкретной модели транспортного средства:

  • Напряжение. В соответствии с ГОСТ 52230-2004 выбирается из диапазона от 7,14 и до 28 В.
  • Ток отдачи.
  • Частота возбуждения и самовозбуждения.

Токоскоростная характеристика определяет зависимость номинального тока генератора от частоты его вращения. Напряжение в бортовой сети легковых и коммерческих автомобилей, а также автобусов составляет 12 В, особо мощных и специальных машин — 24 В. Максимальный ток отдачи определяется при частоте вращения ротора в 6 000 мин-1.

Еще одна важнейшая характеристика данного агрегата — КПД. Для современных моделей этот показатель находится на уровне 50-60%.

Как работает автомобильный генератор?

Устройство начинает функционировать только после запуска двигателя стартером, который запитывается напрямую от аккумуляторной батареи. Ключевой принцип работы генератора автомобиля состоит в преобразовании механической энергии в электрическую. На коленчатом валу силового агрегата установлен шкив, который раскручивает через ременную передачу установленный на необслуживаемых подшипниках ротор.

Питание обмотки возбуждения, расположенной на вращающемся якоре, осуществляется от аккумулятора через щеточный узел и контактные кольца. Для защиты батареи от саморазряда подключение производится через специальный выпрямитель, состоящий из трех диодов. Величина напряжения в этой цепи регулируется электронным или электромеханическим стабилизатором, интегрированным или выполненным в виде отдельного устройства.

Вращающийся якорь создает электромагнитные поля, которые индуцируют в обмотках статора переменный ток. Он поступает на выпрямитель, представляющий собой блок диодов. В него входят шесть вентилей: по три отрицательных и положительных. Они обеспечивают преобразование фазного напряжения в линейное. Соединение обмоток генератора осуществляется по схеме «треугольника» или «звезды». В первом случае величина тока в 1,7 раза ниже, нежели во втором. Треугольник применяется на моделях авто повышенной мощности.

Описываемый принцип действия автомобильного генератора обеспечивает поддержание в бортовой сети напряжения в диапазоне от 13,9 до 14,5 В. Точная величина зависит от частоты вращения коленчатого вала и уровня нагрузки. Потребители (например, аккумулятор) к электроагрегату подключаются через вывод «В+».

Для чего в генераторе регулятор напряжения?

При изменении частоты оборотов коленчатого вала и соответственно ротора в бортовой сети могут возникнуть скачки напряжения, которые негативно сказываются на работе потребителей. Скачки устраняются за счет ограничения тока возбуждения, передаваемого через щетки с регулятора напряжения на ротор. Управление осуществляется путем изменения времени подключения обмотки якоря в зависимости от нагрузки на бортовую сеть.

Если возникает неисправность регулятора или повреждение щеточного узла и контактных колец, возможен недозаряд или перезаряд аккумуляторной батареи. Длительная эксплуатация машины с таким дефектом приведет к выходу из строя АКБ.

Неисправность генератора можно определить по индикатору на панели приборов. Горение лампочки заряда аккумулятора после запуска говорит о недостаточном напряжении в сети, а мигание указывает на превышение.

Заключение

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

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

Общее устройство генератора

Генератор переменного тока это элемент автомобиля, предназначенный для произведения электрической энергии путем преобразования механической энергии (вращение коленчатого вала) в электрическую энергию. Генераторы могут генерировать постоянный или переменный ток.

Генератор автомобиля используется, как источник питания для следующих электропотребителей: система зажигания, приборы освещения, бортовой компьютер, системы диагностики. Также генератор обеспечивает подзарядку аккумуляторной батареи (АКБ) во время движения автомобиля.

На сегодняшний день чаще всего используются генераторы переменного тока, которые хорошо себя зарекомендовали.

Как работает генератор?

Чтобы ответить на вопрос, - как работает генератор? - мы рассмотрим Принцип работы генератора.

Основа работы генератора заключается в использовании электродвижущей силы (ЭДС), которая образуется в прямоугольном контуре, вращающемся в однородном вращающемся магнитном поле.

Устройство простейшего генератора

Простейший генератор представляет собой обыкновенную прямоугольную рамку, которая размещена между магнитами с разными полюсами. Для снятия напряжения с вращающейся рамки используют токосъемные кольца.

В автомобилестроение используют электромагниты – катушки индуктивности или обмотки медного провода. При прохождении электрического тока через обмотку, последняя насыщается электромагнитными свойствами. Для возбуждения обмотки используется аккумуляторная батарея.

Устройство автомобильного генератора переменного тока

Автомобильный генератор состоит из корпуса с крышками, в которых имеются отверстия для вентиляции. Ротор устанавливается в подшипниках 2 и вращается в них. Привод ротора осуществляется путем ременной передачи (ремень одевается на шкив). Ротор выступает электромагнитом (обмоткой). Ток на обмотку поступает с помощью двух медных колец и графитных щеток, которые соединены с электронным регулятором. Электронный реле регулятор отвечает за напряжение на выходе, которое должно находиться в пределах 12 Вольт вне зависимости от частоты вращения шкива привода генератора. Реле регулятор может встраиваться в корпус, а может находиться отдельно.

Статор – представляет собой три медные обмотки, которые соединяются в треугольник. К точкам соединения обмоток подключается выпрямительный мост, который состоит из 6 полупроводниковых диодов, которые служат для преобразования переменного напряжения в постоянное.

Генера́тор (с латыни generator означает «производитель») — устройство, что вырабатывает электроэнергию, производит продукты или преобразует один вид энергии в другой.

Автомобильный генератор — устройство, которое преобразует механическую энергию вращения коленчатого вала двигателя автомобиля в электрическую.

Автомобильный генератор применяется для питания потребителей электроэнергии, таких как система зажигания, приборы освещения, бортовой компьютер автомобиля, системы диагностики, а также для зарядки аккумуляторной батареи (АКБ).

От надежности работы генератора зависит бесперебойность работы остальных систем автомобиля и других его компонентов. Мощность современного автомобильного генератора составляет 1 кВт.

Принцип работы автомобильного генератора

Первые автомобильные генераторы были генераторы постоянного тока. Они требовали много внимания к себе, что обуславливалось частым обслуживанием и контролем работы устройства.

Затем был придуманы диодные выпрямители, что значительно увеличило ресурс работы генератора и увеличило срок его работы. Генераторы с диодными выпрямителями тока стали называться генераторами переменного тока. На производство генератора переменного тока уходило меньше материалов, соответственно он стал легче и значительно меньше, а КПД вырос, обеспечивая более стабильный ток на выходе.

В современных иномарках используют синхронные трехфазные генераторы переменного тока, а в качестве выпрямителя – трехфазный выпрямитель Ларионова.

От поворота ключа до выдачи напряжения…

Во время поворота ключа замка зажигания в рабочее положение питание подается на обмотку возбуждения и генератор начинает отдавать ток в нагрузку. За управление током в обмотке возбуждения отвечает стабилизатор напряжения, который входит в щеточный узел генератора. Питание стабилизатора напряжения осуществляется от выпрямителя.

Ротор генератора приводится во вращение от коленчатого вала через шкив посредством клинового ремня. В обмотке возбуждения создается электромагнитное поле, которое индуцирует электрический ток в фазовых обмотках статора.

Выдаваемый ток – скачкообразный и зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя, поэтому для его стабилизации применяется стабилизатор напряжения.

Напряжение бортовой сети в работающей системе должно находится в пределах 13,8-14,2 В, что обеспечит нормальную подзарядку АКБ.

На крупногабаритных автомобилях используются автомобильные генераторы повышенной мощности 24 В.

Стартер генератор карбюратор автоэлектрика –Устройство автомобильного генератора

 

Автомобильный генератор состоит из корпуса, обмотки статора, ротора, диодного моста и регулятора напряжения. 

Корпус генератора алюминиевый , состоящий из двух половин. Между половинами корпуса зажимается обмотка статора. Обмотка выполнена из медного провода и намотана на кольцевой сердечник. В автомобильных генераторах используется трехфазная система, то есть, обмотка статора трехфазная.  Генератор вырабатывает переменную ЭДС, но от него требуется постоянное напряжение и постоянный ток, потому, что аккумулятор можно заряжать только постоянным током, и все электрооборудование рассчитано на постоянное напряжение. Для получения  постоянного напряжения, обмотка статора подключатся к выпрямителю (диодный мост). Переменный ток, проходя через диодный мост, выпрямляется.

В корпусе вставлен ротор, вал которого вращается в подшипниках. Ротор это мощный электромагнит, он состоит из обмотки и полюсных наконечников, с клювообазными выступами. Для намагничивания ротора, в его обмотке должен проходить ток, этот ток подводится через кольца на валу, к кольцам прижимаются токоподводящие щетки. Намагничивание ротора называется возбуждением генератора, поэтому ток ротора называется -ток возбуждения. Напряжение генератора должно поддерживаться на одном уровне. в пределах 13,8 - 14, 2 Вольта. Для поддержания постоянного уровня напряжения,  в генераторе имеется регулятор напряжения.. Регулятор напряжения может быть встроен внутри корпуса генератора и может быть установлен снаружи.

Для охлаждения генератора на роторе установлены вентиляторы. На роторе снаружи закреплен шкив для привода ротора через ремень.

Что может произойти с генератором?

  1. Износ и разрушение подшипников
  2. Сгорание диодного моста
  3. Сгорание или обрыв обмотки статора
  4. Нарушение контактов силового выхода с диодного моста
  5. Нарушение контактов между обмоткой и диодным мостом
  6. Обрыв или сгорание обмотки ротора
  7. Износ или обрыв контактных колец на роторе
  8. Обрыв или пробой регулятора напряжение
  9. Нарушение контактов регулятора напряжения
  10. Износ шкива
  11. Поломка корпуса

Автомобильный генератор, устройство

Бесконтактный генератор с возбуждением от постоянных магнитов.

В генераторе, выполненном по модели

а — модель генератора;
б- ротор с кооксиальным (цилиндрическим) постоянным магнитом NS и с шестью когтеобразными полюсами;
в — шестиполюсный статор с тремя фазными обмотками, соединенными "звездой";
NS— кооксиальный (цилиндрический) постоянный магнит с полюсами N и S;
М — магнитопровод статора;
R- магнитопровод ротора в виде когтеобразных наконечников из твердой стали;
Ф- магнитный поток ротора;
8- воздушным зазор;
Wф- фазная обмотка статора;
EФ— ЭДС, наведенная в фазной обмотке;
w- круговая частота вращения ротора;
1. 2, 3, общ. — выводы фазных обмоток, соединенных "звездой".

 


вращающийся ротор — это постоянный магнит, а фазные обмотки Wф, — это катушки на неподвижном статоре. Такой генератор называется бесконтактным генератором переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов.
В генераторе реализуется принцип Еф = -WфG8(dF8/dt), при неизменяющейся индукции Вr ротора (Br=const). Он может быть однофазным или многомерным. Генератор прост по конструкции, надежен, не боится грязи, не требует электрического возбуждения, не имеет трущихся электроконтактов, срок службы определяется высыханием изоляции фазных обмоток. Но на современных легковых автомобилях генератор с возбуждением от постоянных магнитов не применяется из-за невозможности строго поддерживать в нем постоянное рабочее напряжение при изменении оборотов двигателя внутреннего сгорания (применяется на тракторах для питания ламп в фарах).
Генератор переменного тока с клювообразным ротором и с контактными кольцами, отвечающий модели

а — модель генератора;
б — расчлененный ротор с катушкой возбуждения W„ и с шестью северными N и шестью южными S клювообразными полюсами постоянного электромагнита;
в — упрощенная конструкция генератора;
1 — магнитопровод М статора с фазными обмотками Wф
2 — клювообразные полюсные наконечники ротора;
3 — обмотка возбуждения Wв;
4 — крыльчатка вентилятора;
5 — приводной шкив;
6 — магнитопровод R ротора;
7 — корпусные крышки;
8 — встроенный выпрямитель;
9 — контактные кольца К;
10 — щеткодержатель КЩМ со щетками.

имеет многофазный статор, аналогичный вышеописанному (рис. 1а), но ротор генератора имеет некоторые отличия:
вместо постоянного цилиндрического магнита NS между клювообразными полюсами установлена обмотка Wв возбуждения (рис. 26). Обмотка Wв своими выводами подключена к контактным кольцам К, которые в свою очередь через щетки КЩМ соединяются с внешней электрической цепью возбуждения.
Таким способом к клювообразный ротор становится многополюсным постоянным электромагнитом, магнитодвижущая сила которого (F = Wв Iв) может легко регулироваться путем изменения тока Iв возбуждения, что очень важно для автомобильных электрогенераторов. Здесь реализуется принцип Еф = — WфG8f8(dF8/dt), с управлением индукцией ВR ротора (BR= var).
Генератор с клювообразным ротором и с контактными кольцами имеет самое широкое применение на современных легковых автомобилях. Упрощенная конструкция такого генератора показана на рис. 2в.
Индукторный генератор переменного тока. На рис. 3а изображена модель индукторного генератора переменного тока.

а — модель генератора;
б — схема соединения обмоток на однофазном статоре;
в — упрощенная конструкция генератора;
1 — — паз ротора;
2 — подшипник;
3 — вал ротора;
4 — полюс ротора;
5 — корпус генератора;
Wв,Wф — обмотки возбуждения и фазные.

Основным отличием этого генератора является то, что его вращающийся ротор — это пассивная магнитомягкая ферромасса, а обмотка возбуждения Wв установлена на неподвижном статоре вместе с фазными обмотками wф. Для уменьшения магнитных потерь ферромасса ротора, как и статора, выполнена набором тонких пластин из электротехнической стали. Генератор является бесконтактным.
Работа такого генератора основана на периодическом прерывании постоянного магнитного потока Фs, статора, что при вращении ротора достигается периодическим изменением величины воздушного зазора между статором и ротором. Ясно, что при этом магнитный поток Фs периодически изменяется с частотой, кратной частоте вращения ротора. Таким образом, индукторный генератор является синхронным и управляется по напряжению с помощью изменения тока Iв возбуждения в статорной обмотке Wв.
В индукторном генераторе реализуется принцип получения ЭДС путем изменения магнитной проводимости Gg в воздушном зазоре:
Еф = — WфG8f8(dF8/dt), при управлении величиной индукции Bs магнитного поля статора.
Соответствующим подбором конфигурации поверхности пассивного ротора и полюсных наконечников статора можно приблизить периодичность изменения магнитного потока Фs к синусоидальному закону, что обеспечивает синусоидальную форму рабочему напряжению генератора: eф = Ефsinwt.
Индукторный генератор, как и вышеописанные типы генераторов, может быть однофазным или многофазным. Это зависит от числа фазных катушек на статоре, от их расположения и от способа их соединения.
На рис. 3б приведена схема соединения обмоток и их расположения на однофазном статоре индукторного генератора.
Многофазный индукторный генератор, упрощенная конструкция которого показана на рис. Зв, обладает всеми преимуществами бесконтактных генераторов, и в последнее время стал постепенно внедряться в систему электроснабжения современного легкового автомобиля.

Как построить портативный генератор на 12 В

Обновлено 22 сентября 2019 г.

Автор С. Хуссейн Атер

Мощные электрические генераторы работают для передачи электроэнергии через распределительные сети электросетей по районам и городам. Таким же образом, как эти генераторы используют свою энергию, вы можете сделать свой собственный электрический генератор, который затем можно будет использовать для питания других предметов, таких как батареи или схемы.

Вы даже можете создать свою собственную цепь 12 В (12 В) в качестве резервного аккумулятора на случай, если освещение вашего дома или другие электронные устройства потеряют мощность.Чтобы его построить, вам понадобятся автомобильные генераторы и аккумуляторы с лампами на 12 В.

Создание генератора 12 В

Генераторы и генераторы переменного тока используют электромагнитную индукцию для выработки энергии. Генераторы в автомобилях и других транспортных средствах используют шкив, соединенный с приводным валом, так что шкив наматывается на катушку в круговом направлении для создания магнитного поля, которое производит ток.

Катушка, называемая якорем , вырабатывает электричество, которое использует транспортное средство, и в то время как генераторы вырабатывают энергию постоянного тока, генераторы переменного тока, с другой стороны, вырабатывают энергию переменного тока, используя вращающийся магнит вместо вращающейся катушки.Вы даже можете использовать генератор вашего автомобиля для питания генератора вместе с дополнительными проводами, такими как соединительные кабели и другие устройства, которые могут потребоваться.

Поищите старые конструкции генераторов переменного тока, которые использовались в транспортных средствах, или бензиновых двигателях газонокосилок. Эти генераторы обычно построены с внутренними регуляторами для изменения скорости горения для большей настройки и упрощения установки. Используйте головку и трещотку или гаечный ключ, чтобы снять генератор с автомобиля или газонокосилки.(Сохраните стопорные болты и другие части, которые вы снимаете, если вы планируете установить генератор обратно!)

Затем подключите устройство, которое вы хотите запитать, к батарее 12 В. Используйте самую большую клемму, которую вы найдете на генераторе, в качестве положительного полюса батареи. Отрицательная клемма зависит от конструкции генератора, поэтому убедитесь, что вы можете выполнить тесты, чтобы выяснить, какой конец отрицательный. Если вы обнаружите только две клеммы на автомобильном генераторе переменного тока, обычно в него встроен регулятор для обработки сигнала напряжения.

Схема, которую вы создаете, должна подавать питание на регулятор, когда вы подключаете его к цепи. Установки генератора с тремя выводами обычно означают, что вам нужно использовать внешний регулятор для подключения генератора к регулятору и подключения регулятора к самой батарее. После того, как вы настроили схему, вы можете прикрутить генератор болтами.

Самодельное зарядное устройство от генератора переменного тока

Если вы хотите, вы можете прикрутить генератор к другой поверхности, чтобы он надежно оставался на месте, повторно используя болты или используя свои собственные болты.Добавьте шкив на вал газового двигателя, чтобы генератор приводил в движение ремень для выработки энергии, или вы можете использовать шкив, встроенный в генератор. Если в генераторах используется разрезная втулка для заполнения пространства, вам нужно постучать по втулке, чтобы она снова вошла в кронштейн. Вы можете легче перемещать втулку с помощью пробойников или длинного болта с гайкой на одном конце.

Убедитесь, что ваш генератор чистый. Если на выводах генератора есть признаки коррозии, это может привести к значительным перепадам напряжения.Это то, что во многих случаях приводит к выходу из строя генераторов в автомобилях. Для очистки генератора используйте смесь с разбавленным количеством воды для обезжиривания полок и нанесите жидкость тканью или спреем.

Дайте очистителю пропитаться материалом генератора в течение примерно пяти минут, а затем используйте мягкую щетку с короткой щетиной для очистки участков, загрязненных из-за коррозии. Не используйте обезжириватели на нефтяной основе, сжатый воздух или мойку высокого давления. Следите за тем, чтобы не распылять жидкость прямо в отверстия для впуска воздуха генератора.

Если вам нужен самодельный ветрогенератор с автомобильным генератором, вы можете разместить генератор и установку рядом с ним в ветреной местности или подать на него большое количество ветра, чтобы проверить, вырабатывает ли он энергию. Другие возможные источники энергии включают лопасть, которую вы можете подключить к генератору переменного тока, чтобы вы могли использовать силу движущейся воды. Подключите к нему зарядное устройство и аккумуляторы, чтобы проверить, заряжаются ли аккумуляторы. Используйте мультиметр или вольтметр, чтобы измерить напряжение, чтобы убедиться, что вы можете достичь 12 вольт.

Преобразование автомобильного генератора в ветрогенератор

Помимо самодельного зарядного устройства из генератора переменного тока, вы можете использовать генератор для питания холодильников, печей или других электронных устройств в вашем доме. Хотя это не будет система генератора на бесплатной энергии, поскольку вам придется использовать источник питания, вы можете измерить, сколько напряжения в этих процессах, с помощью мультиметра или вольтметра. Для создания ветрогенератора, кроме того, следует определенным образом применить автомобильный генератор.

Вы можете использовать муфту вентилятора от транспортного средства в качестве ветрогенератора для вашей установки генератор-генератор. Присоедините лопасти муфты вентилятора к генератору переменного тока так, чтобы вентилятор генератора находился на одной линии с валом генератора. Убедитесь, что встроенные провода генератора-генератора и дополнительные разъемы находятся в нижней части генератора.

Обычно этот шаг можно выполнить с помощью шайбы 5/8 дюйма на 3 дюйма толщиной около 3/16 дюйма, электродрели, метчика с резьбой 1/4 дюйма, сверла и четырех комплектов от 1/4-дюйма на 1-1 / 2 дюйма до 2-1 / 2-дюймовых болтов, гаек и стопорных шайб.

Лопасти ветрогенератора заменены на муфту вентилятора автомобиля. Чтобы прикрепить лопасти к генератору, вы можете приварить ступицу муфты вентилятора непосредственно к ступице генератора - просто убедитесь, что вентилятор точно совмещен с валом генератора. Кроме того, убедитесь, что разъемы для встроенных проводов генератора расположены в нижней части генератора. Если у вас нет доступа к сварочному аппарату, вы можете подключить муфту вентилятора к генератору переменного тока, используя следующие материалы:

Если вы подключаете двигатель ветряной турбины к автомобильному генератору переменного тока, вам необходимо убедиться, что установка выдерживает нагрузку. самих ветров.Прикручивание генератора к надежному куску металла или другого материала для обеспечения устойчивости может обеспечить его эффективную и эффективную работу. Если вам понадобится позже разобрать части генератора переменного тока, убедитесь, что вы можете сделать это с помощью винтов и болтов, которые вы используете для крепления генератора-генератора вниз.

Использование системы генератор-генератор

Вы можете использовать части и шаги этого метода для создания других форм генераторов и источников энергии для других целей, таких как целые дома, лодки с электроприводом или для других целей, в которых вы не можете иметь власть немедленно доступную для вас.

Вы можете поэкспериментировать с различными источниками питания, похожими на генератор переменного тока, такими как двигатели газонокосилок, автомобильные аккумуляторы или другие генераторы, которые используют шкивы двигателя для питания других объектов. Убедитесь, что у вас есть гаечные ключи, дрели, ремни, отвертки, трещотки и другое необходимое оборудование.

Система на 12 В является общей для других источников электроэнергии. Солнечные и ветровые источники энергии могут создавать 12-вольтовые системы для автономных кабин, которыми вы можете управлять с помощью контроллеров заряда.Этот самодельный ветрогенератор, использующий автомобильный генератор переменного тока и другие системы генератор-генератор, может сэкономить вам деньги за счет повторного использования энергии с помощью этих методов.

Устройство и принцип действия классических автомобильных регуляторов напряжения

АВТО ТЕОРИЯ

Регуляторы напряжения

Как вы, возможно, помните из статьи прошлого месяца о функциях генераторов в вашем классическом автомобиле, не существует средств внутреннего контроля их мощности.Другими словами, чем быстрее он вращается, тем больше напряжения поступает в электрическую систему автомобиля. Если бы это не контролировалось, генератор повредил бы батарею и сгорел бы фары автомобиля. Кроме того, если генератор не был отключен от электрической схемы автомобиля, когда он не работал, аккумулятор разрядился бы через его корпус.



Вот где появляется РЕГУЛЯТОР (обычно называемый регулятором напряжения, но это только один компонент системы). За прошедшие десятилетия регуляторы претерпели множество конструктивных улучшений, но наиболее часто используемый электромеханический регулятор - это три блока управления в один тип коробки.Давайте посмотрим, как это работает ...

Реле отключения

Это устройство, которое иногда называют автоматическим выключателем, представляет собой магнитный выключатель. Он подключает генератор к цепи батареи (и, следовательно, остальной части автомобиля), когда напряжение генератора достигает желаемого значения. Он отключает генератор, когда он замедляется или останавливается.

Реле имеет железный сердечник, намагниченный для опускания шарнирного якоря. Когда якорь опускается, набор точек контакта замыкается, и цепь замыкается.Когда магнитное поле нарушается (например, когда генератор замедляется или останавливается), пружина тянет якорь вверх, нарушая точки контакта.



Очевидным видом отказа являются контактные точки. Когда они открываются и закрываются, возникает небольшая искра, которая в конечном итоге разъедает материал на концах, пока они либо не «свариваются» вместе, либо не приобретут такое высокое сопротивление, что не будут проводить ток в закрытом состоянии. В первом случае батарея разряжается через генератор за ночь, а во втором случае система не заряжается.

Регулятор напряжения

Другой набор контактных точек с железным сердечником используется для постоянного регулирования максимального и минимального напряжения. В этой схеме также есть шунтирующая цепь (шунт перенаправляет электрический поток), которая заземляется через резистор и расположена прямо перед (электрически) точками. Когда точки замкнуты, цепь возбуждения идет "легким" путем к земле, но когда точки разомкнуты, цепь поля должна проходить через резистор, чтобы добраться до земли.

Катушка возбуждения генератора подключена к одной из точек контакта регулятора напряжения.Другая точка ведет прямо к земле.

Когда генератор работает (батарея разряжена или работает несколько устройств), его напряжение может оставаться ниже того, на которое установлено управление. Поскольку ток будет слишком слабым, чтобы тянуть якорь вниз, поле генератора будет уходить на землю через точки. Однако, если система полностью заряжена, напряжение генератора будет увеличиваться до тех пор, пока не достигнет максимального предела, и ток, протекающий через шунтирующую катушку, будет достаточно высоким, чтобы опустить якорь и разделить точки.

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

Регулятор тока

Даже если напряжение генератора регулируется, его ток может стать слишком большим. Это приведет к перегреву генератора, поэтому для предотвращения преждевременного отказа встроен регулятор тока.

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



Во время работы ток увеличивается до заданного значения установки. В это время ток, протекающий через обмотки из толстого провода, заставит сердечник опускать якорь, открывая точки регулятора тока. Чтобы замкнуть цепь, цепь возбуждения должна пройти через резистор. Это снижает текущий выход, указывает на закрытие, вывод увеличивается, указывает на открытие, вывод вниз, указывает на закрытие и т. Д. Следовательно, точки колеблются при открытии и закрытии так же, как и точки регулятора напряжения, много раз в секунду.

Хорошие и плохие новости

Поскольку регуляторы напряжения являются механическими, их легко устранить. Если вы изучите функцию каждой из трех частей и то, как они взаимосвязаны, станет очевидно, какая часть неисправна, в зависимости от симптомов. Это означает, что любой, кто понимает, как все работает, может легко устранить проблемы. Это хорошие новости.

Плохая новость заключается в том, что зазоры между точками и давление пружины определяют пределы напряжения / тока, и их чрезвычайно трудно отрегулировать.Иногда это можно сделать на автомобиле с помощью вольтметра, но обычно лучше заменить весь блок регулятора, когда какая-то его часть выходит из строя. Заводская сборка регуляторов требовала относительно сложных измерительных приборов. Регулировка их «наощупь» - дело удачи и часто может привести к повреждению.

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

А как насчет регуляторов генератора?

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

Вскоре после этого автомобильные компании перешли на транзисторные регуляторы напряжения. Используя стабилитроны, транзисторы, резисторы, конденсатор и термистор, эти регуляторы поддерживают надлежащее напряжение и ток в системе. Их схемы работают со скоростью 2000 раз в секунду, и они чрезвычайно надежны.С другой стороны, эти регуляторы непросто ремонтировать. Их можно выбросить и заменить.

Многие «твердотельные» регуляторы устанавливаются внутри генератора и не подлежат обслуживанию, кроме возможности устанавливать пределы напряжения. Это нормально, потому что они работают очень хорошо в течение длительного времени. Чтобы проверить их работу, просто измерьте напряжение аккумулятора при выключенном двигателе, а затем при работающем. Во время работы вы должны увидеть что-то между 13 и 15 вольт. Отсутствие изменения напряжения означает, что либо регулятор, либо генератор переменного тока не работают, в то время как более высокое напряжение означает, что регулятор «не регулируется должным образом».«

А как насчет перехода с генераторов на генераторы переменного тока?

Ну, это двусторонний вопрос. Мы считаем, что такие переоборудование необходимо производить, если при ремонте или капитальном обновлении автомобиля были установлены дополнительные электрические устройства. Кондиционер, электрические вентиляторы охлаждения и т. Д. Потребляют много тока, с которым не справляются старые генераторы. Генераторы обеспечивают в три раза больший ток и весят намного меньше, чем их старые аналоги.

С другой стороны, переход на генератор переменного тока повлияет на внешний вид автомобиля.Это, конечно, личный выбор, но его стоит задуматься. Скоро мы напишем статью о конверсии.

data-matched-content-ui-type = "image_card_stacked" data-matched-content-rows-num = "3" data-matched-content-columns-num = "1" data-ad-format = "autorelaxed">

Энергия вашего автомобиля с помощью отработанного тепла

По крайней мере, две трети энергии бензина, используемого в легковых и грузовых автомобилях, уходит в виде тепла.Термоэлектрики, полупроводниковые материалы, преобразующие тепло в электричество, могут улавливать это отработанное тепло, снижая потребность транспортного средства в топливе и улучшая экономию топлива как минимум на 5 процентов. Но низкая эффективность и высокая стоимость существующих термоэлектрических материалов не позволяют использовать такие устройства в транспортных средствах.

Тепловая энергия: Термоэлектрический генератор, преобразующий отработанное тепло выхлопной системы автомобиля в электричество, может улучшить экономию топлива.

Сейчас исследователи собирают первые прототипы термоэлектрических генераторов для испытаний на коммерческих автомобилях и внедорожниках.Эти устройства являются кульминацией нескольких достижений, достигнутых независимо от производителя термоэлектрических устройств BSST в Ирвиндейле, Калифорния, и в General Motors Global R&D в Уоррене, штат Мичиган. Обе компании планируют установить и протестировать свои прототипы к концу лета - BSST на автомобилях BMW и Ford, а GM на внедорожнике Chevrolet.

BSST использует новые материалы. Теллурид висмута, обычный термоэлектрик, содержит дорогой теллур и работает при температурах только до 250 ° C, тогда как термоэлектрические генераторы могут достигать температуры 500 ° C.Поэтому BSST использует другое семейство термоэлектриков - смеси гафния и циркония, которые хорошо работают при высоких температурах. Это повысило КПД генератора примерно на 40 процентов.

В GM исследователи собирают окончательный прототип на основе многообещающего нового класса термоэлектриков, называемых скуттерудитами, которые дешевле теллуридов и лучше работают при высоких температурах. Компьютерные модели компании показывают, что на испытательном автомобиле Chevrolet Suburban это устройство могло генерировать 350 Вт, что на 3% улучшает экономию топлива.

Производство скуттерудитов, которые представляют собой соединения арсенида кобальта, легированные редкоземельными элементами, такими как иттербий, - трудоемкий и сложный процесс, а внедрение их в устройства затруднено, - говорит ученый GM Грегори Мейснер. Важнейшей задачей является создание хороших электрических и тепловых контактов. Большой температурный градиент в устройстве создает механическую нагрузку на границу раздела контакт-термоэлектрический элемент. Кроме того, соединение различных материалов вызывает сопротивление, которое нагревает контакт и ухудшает характеристики устройства.«Подходящим выбором материалов вы можете повлиять на сопротивление», - говорит он. «Задача состоит в том, чтобы найти правильную формулу для материалов - как полупроводникового термоэлектрика, так и контактного».

Заглянем внутрь: На изображении художника Chevrolet Suburban изображен термоэлектрический генератор в виде глушителя, вставленный в выхлопную систему.

Другой ключевой задачей будет интеграция устройства в автомобили. Исследователи уже протестировали генератор теллурида висмута на внедорожнике.«Прямо сейчас устройство просто вставляют в выхлопную систему», - говорит Мейснер. «Вырезается отрезок трубы и вставляется устройство, похожее на глушитель. Нам нужно разработать что-то более интегрированное в автомобильную систему, а не дополнительное устройство ».

Исследователи из BSST и GM также должны найти способы дешево производить большие объемы новых материалов. Мейснер предупреждает, что может пройти еще как минимум четыре года, прежде чем термоэлектрические генераторы войдут в серийные автомобили.

Управление генератором

Управление генератором [ Home ] [ Железнодорожные электрические системы ] [ HEP ] [ Генераторы для HEP ] [ HEP Wayside Power ] [ Custom Железная дорога]

От компании Northwest Rail Electric

Телефон: (503) 231-4808, факс: (503) 230-0572, электронная почта

Посмотрите, где находится наше оборудование на типичном легковом автомобиле

.
Когда генераторная установка добавляется к историческому легковому автомобилю, почти во всех случаях она устанавливается под полом легкового автомобиля вместе со всем остальным оборудованием, расположенным под автомобилем.Обычно это отличное место. Однако, если автовладелец просто поместит под легковой автомобиль стандартную коробку генератора, есть проблемы, которые необходимо преодолеть. Например: обычно эти генераторные установки поставляются с какой-либо системой контроля и мониторинга запуска. Все это оборудование устанавливается на раме генератора вместе с двигателем. Однако к генератору нельзя получить доступ во время движения поезда, если он находится под полом вагона. Это означает, что весь поезд должен быть остановлен, если есть какая-то проблема с генератором.Поэтому генераторные установки в легковых автомобилях обычно имеют своего рода систему мониторинга и управления в автомобиле, которая позволяет запускать и останавливать генератор, а также контролировать основные состояния двигателя изнутри легкового автомобиля.

Northwest Rail Electric разработала ряд пакетов для удовлетворения потребностей всех типов генераторных установок на пассажирских железнодорожных вагонах. Все эти элементы управления включают в себя базовый дистанционный запуск и остановку, дистанционное измерение и индикацию температуры охлаждающей жидкости, давления масла, напряжения аккумуляторной батареи и других важных данных двигателя.Поскольку генератор находится на удалении и ему трудно уделять постоянное внимание, даже самое простое управление генератором Northwest Rail Electric включает автоматическое отключение в случае высокой температуры воды, низкого давления масла и превышения скорости двигателя.

Наши органы управления генераторами для легковых автомобилей можно разделить на несколько категорий:

  • Только управление генератором без распределительного устройства или других элементов. Этот тип системы желателен только в том случае, если автомобильный генератор используется для питания систем на этом конкретном автомобиле и уже имеет соответствующее распределительное устройство для этой цели.

    Обратите внимание, что в этом примере переключатель для подачи питания в систему HEP был заблокирован, поскольку заказчик хотел систему управления генератором для одного автомобиля без возможности питания других автомобилей. В этом примере также показано электронное управление двигателем с рядом функций электронного дисплея, включая давление моторного масла, напряжение аккумуляторной батареи, температуру охлаждающей жидкости и выходную частоту.
  • Системы выбора мощности автомобиля и автоматического запуска Они обычно используются на автомобилях бизнес-класса и частных автомобилях, эксплуатируемых компанией Amtrak, где желателен автоматический запуск генератора в случае отказа HEP.Наш самый популярный пакет в этой категории - система управления генератором NW-GC500. Одна из популярных опций этого пакета включает в себя возможность подачи мощности через систему HEP на другие автомобили.
  • Системы силовых вагонов Это системы, которые подают энергию от генератора непосредственно на железнодорожную линию ГЭС. Наша самая популярная система этого типа - серия NW-GC155.
Каждый из них более подробно описан ниже. Конкретные особенности каждой системы зависят от потребностей заказчика и двигателя рассматриваемого генератора.Для некоторых двигателей-генераторов требуется полностью электронная система управления, для других - релейные контакты, а для других может использоваться и то, и для других, а для других требуется сочетание различных типов интерфейсов.
Пример управления NW-GC500 от Northwest Rail Electric для двигателя, требующего полностью электронного интерфейса. Экран дисплея включает почти все индикаторы двигателя, включая выходное напряжение и ток генератора, температуру охлаждающей жидкости, часы работы двигателя, и даже включает журнал истории неисправностей. Типовые индикаторы двигателя генератора:
  • Счетчик моточасов
  • Измеритель генератора переменного тока двигателя 12 В
  • Температура охлаждающей воды
  • Давление масла
  • Индикатор предпускового подогрева двигателя
  • Индикатор запуска двигателя
  • Индикатор генератора переменного тока двигателя
  • Индикатор разгона двигателя - указывает, что была предпринята попытка запустить двигатель, но из-за проблем с двигателем или топливом он не запустился.
  • Индикаторы неисправности двигателя: Генератор автоматически выключится, когда загорится любой из следующих индикаторов неисправности:
    • Низкий уровень масла - временная задержка, контролируемая для предотвращения останова двигателя из-за качания, вызванного движением поезда
    • Низкий уровень охлаждающей жидкости - временная задержка, контролируемая для предотвращения остановки двигателя из-за качания, вызванного движением поезда
    • Низкое давление масла - временная задержка, контролируемая для предотвращения остановки двигателя из-за качания, вызванного движением поезда
    • Высокая температура воды
    • Превышение скорости двигателя
  • Дополнительная функция: Измерители выходной мощности генератора.Выходной ток, частота и напряжение могут быть добавлены к большинству любого пакета NW-GC500 или индивидуального варианта этого пакета.
  • Дополнительная функция: Обнаружение замыкания на землю. Сверх определенных размеров генератора это требуется функция . Это отключает питание генератора в случае утечки тока из питаемой цепи. Эта функция может быть добавлена ​​к любому контроллеру генератора, но для этого требуется дополнительное пространство и оборудование помимо стандартных моделей.
  • Дополнительная функция: Обнаружение и сброс перегрузки по току.Это отключает питание генератора в случае, если выходной ток генератора превышает мощность генератора. В отличие от автоматического выключателя, этот метод защиты от перегрузки по току может быть сброшен с помощью кнопки, расположенной в автомобиле. Эта функция особенно полезна в случаях, когда автоматические выключатели расположены под вагоном и недоступны во время движения поезда. Эта функция может быть добавлена ​​к любому контроллеру генератора, но для этого требуется дополнительное пространство и оборудование помимо стандартных моделей.

Основные типы систем управления электрогенераторами Northwest Rail:

  • NW-GC500: Выбор мощности и система автоматического резервирования генератора. Генератор может быть включен и работать в качестве источника питания, или мощность может быть настроена для HEP или мощности двора (мощность двора является необязательной: многим клиентам это не требуется как опция, так как много раз автомобили получают питание от придорожных систем электроснабжения. подключив к разъемам HEP.). Генератор может быть настроен на автоматический режим работы, так что в случае отказа источника питания HEP или двора автомобильный генератор автоматически запускается и поддерживает работу систем на автомобиле.Опция этой системы добавляет возможность автомобильного генератора подавать мощность на линию ГЭС, если генератор выбран в качестве основного источника энергии. Количество питаемых автомобилей зависит от размера генератора. В течение последних 12 лет это была наша самая популярная система управления генераторами. Обычно системы предназначены для использования с генераторами Stadco, но могут быть изменены для использования с другими типами генераторов.
  • Автомобильные системы малой мощности. Этот тип управления генератором предназначен для работы генератора, который предназначен только для подачи энергии в головную систему электропитания, которая проходит по всей длине поезда.Вагон, на котором установлен генератор, получает питание от линии ГЭС, как если бы генератор был установлен на другом вагоне. Как и NW-GC500, эта серия предназначена для использования с генераторами Stadco, но может быть модифицирована для использования с другими типами.

    Типы управления генератором базового электромобиля Северо-Западной железной дороги делятся на несколько различных типов моделей в зависимости от конкретных потребностей. Однако NW-GC155 - хороший пример того, как выглядят эти пакеты.Все они очень похожи по внешнему виду и функциям, но имеют небольшие отличия, предназначенные для работы с различными типами конфигураций линий HEP и пропускной способностью HEP. Поскольку все эти системы очень похожи по внешнему виду и функциям, у нас есть только один пример на нашем веб-сайте: NW-GC155.

  • Пользовательские варианты вышеперечисленных двух: Нам пришлось создать ряд пользовательских систем, чтобы удовлетворить определенные потребности клиентов. Примеры этих систем можно увидеть на нашей странице Custom Controls и Custom Power Systems.Большинство наших систем управления автомобильными генераторами созданы специально для автомобильных генераторных установок Stadco. Однако некоторым клиентам требуются специальные модификации для установки генераторных установок, произведенных другими компаниями. Различные необычные кожухи были произведены на протяжении многих лет и для стандартного оборудования, чтобы соответствовать потребностям определенных автомобилей.
  • Автомобильные системы большей мощности. Этот тип системы управления предназначен для автомобилей большей мощности. Как и в случае с вышеупомянутыми системами, существует множество различных типов, разработанных для удовлетворения различных потребностей.Примером системы этого типа, представленной на нашем веб-сайте, является NW-PC550, который предназначен для использования генератора с уже существующей системой управления и обеспечения его совместимости с HEP.
  • Системы управления генераторами по индивидуальному заказу. Для легковых автомобилей, имеющих особые потребности, мы разработали ряд индивидуальных систем. Это включает в себя такие вещи, как индикация уровня топлива в баке, параллельное управление двумя генераторами под автомобилем, установленными под одним и тем же легковым автомобилем, автомобильные системы большой мощности для параллельной работы двух генераторных установок в силовом автомобиле, системы выбора мощности, аналогичные нашим NW- GC500, который включает в себя два варианта выбора HEP для систем двойного HEP, используемых в некоторых частях Канады, пользовательские метки и надписи для различных требований, системы автоматического ограничения тока, системы обнаружения замыканий на землю, а также системы зарядки и изоляции аккумуляторов, которые заряжают батареи генератора и аварийного освещения. но держите их отдельно во время выписки.Примеры этих систем можно увидеть на нашей странице пользовательских элементов управления.
    Индивидуальное управление двумя генераторами, включая большую часть тяжелого распределительного устройства
    в одном корпусе. В этом пакете один генератор
    может быть настроен как автоматический резервный для другого генератора.
Системы управления генераторами Northwest Rail Electric имеют долгую историю использования, в том числе на железнодорожных вагонах бизнес-класса на региональных, магистральных и коротких линиях, туристических железных дорогах, частных автомобилях и региональных пассажирских перевозках.

Связанные товары от Northwest Rail Electric:

Для тех, кто проводит полную модернизацию легкового вагона, мы также предлагаем:
[ Разъемы HEP ] [ Детали для Amtrak HEP ] [ Генераторы для HEP ] [ HEP Wayside Power ] [ Нагревательный кабель HEP ] [ ] Кондиционер ] [ Полный комплект электрического управления автомобилем ]
[ Дом ] [ Список продуктов и услуг ] [электронная почта ]

14 лучших портативных генераторов в 202 году для любого бюджета

Вам нравится кемпинг, но вы не хотите торговать, полностью полагаясь на электричество?

Может быть, вы работаете на открытом воздухе и вам нужна энергия, когда на много миль нет ничего, кроме природы.

Где бы вы ни оказались, если на много миль нет электрической розетки, лучше всего приобрести портативный генератор.

Переносные генераторы идеально подходят для любых работ, от сезона в задней двери до строительных работ на открытом воздухе.

Однако, когда сегодня на рынке представлено так много генераторов, вы, возможно, не имеете ни малейшего представления о том, какой генератор лучше всего подходит для ваших личных нужд.

Вот почему мы собрали 14 лучших портативных генераторов на любой бюджет.

На что следует обратить внимание

Независимо от того, новичок ли вы в мире портативных генераторов или имеете некоторый базовый опыт работы с оборудованием, есть несколько особенностей, которые вам необходимо учитывать при покупке подходящего портативного генератора. .

При таком большом количестве вариантов легко почувствовать себя ошеломленным, но именно поэтому мы хотим дать вам функции, которые следует учитывать и на что обращать внимание.

1. Цена
Если речь идет о портативных генераторах, цены могут сильно различаться. Обычно цена влияет на количество энергии, производимой генератором, и на продолжительность его работы (хотя это не на 100%, а просто для общих рекомендаций).

Вы можете купить портативный генератор менее чем за 200 долларов или потратить на него более 1500 долларов.С таким широким спектром цен, если вы не знаете, что искать и что удовлетворит ваши потребности, вы можете не иметь представления, что покупать. Вы не хотите покупать недорогой генератор только для того, чтобы обнаружить, что он не питает оборудование, которое вы хотите запустить, и в то же время вы не хотите переплачивать за генератор, который предлагает больше мощности, чем вы когда-либо. необходимость.

Рассматривая другие важные моменты, не забывайте о цене и о том, что вы можете себе позволить.

2.Источник энергии
Каждый генератор имеет источник энергии. Многие генераторы будут использовать обычный бензин (тот же бензин, который вы покупаете на топливном насосе). Однако другие могут работать без дизельного топлива, а некоторые будут использовать пропан. Дизельное топливо стоит больше, чем обычный бензин, но зачастую оно горит дольше и дает больше энергии на галлон. Конечно, если вы знакомы с дизельными двигателями, прежде чем поймете, что они создают уникальный запах. Он также требует дополнительного обслуживания для поддержания его работоспособности.

Что бы вы ни делали, важно помнить, как генератор вырабатывает энергию.

3. Производство энергии
Количество энергии, производимой портативным генератором (и продолжительность времени, в течение которого он может выдавать электрический ток) имеет важное значение. Вы можете захотеть, чтобы портативный генератор работал с электрическим грилем или телевизором на задней двери. Или вы можете захотеть, чтобы он питал большие осветительные установки и строительное оборудование. Количество энергии, создаваемой генератором, имеет решающее значение.

У вас должно быть общее представление о том, что вы хотите использовать в генераторе. Вы хотите использовать его для питания какой-либо базовой портативной электроники или для конкретной работы? Помните обо всем этом, когда будете искать подходящий генератор.

4. Размер
И наконец, помните о размере и весе. Если это только вы, и вам нужен портативный генератор, вы можете выбрать что-то меньшего размера, которое вы можете носить самостоятельно. Однако, если вы работаете в команде и у вас есть машина, способная ее перемещать, вам может подойти что-нибудь побольше. В конце концов, вы, вероятно, не захотите покупать 75-фунтовый генератор для предварительной заправки и не иметь возможности перемещать его (или транспортное средство, чтобы закрепить его).

Лучшие портативные генераторы на 2021 год

Выбор редакции

Есть несколько отличных портативных генераторов.На самом деле все сводится к тому, для чего вам нужен генератор и сколько вы хотите потратить. Есть отличные электрические генераторы, которые идеально подходят для хранения в багажнике вашего автомобиля или в подполье в сезон штормов. Многие из них даже поставляются с опциями солнечных батарей, что делает генераторы идеальными, когда вы находитесь на улице и хотите зарядить оборудование камеры.

Тем не менее, мы понимаем, что многим из вас нужны портативные генераторы, которые будут работать на задних дверях и в более сложных условиях кемпинга.Вот почему мы выбрали инверторный генератор Westinghouse iGen 2000 в качестве выбора редакции.

Этот генератор имеет прочный бензобак при минимальном весе (но при этом кажется прочным). Он также очень тихий, поэтому вы можете наслаждаться разговорами в задней двери, не крича через громкий генератор. В нем даже есть воздушный фильтр, поэтому вы не чувствуете запах горящего топлива.

Некоторые особенности инверторного генератора Westinghouse iGen 2000 включают:

  • Тихий уровень всего 52 дБ
  • Весит всего 46 фунтов
  • 1.Бак на 2 галлона больше, чем у конкурентов того же размера
  • Прочная конструкция с ручкой для переноски
  • Доступен в нескольких цветовых вариантах

Лучшие портативные генераторы до 200 долларов США

1. Mpow 222Wh

Mpow 222Wh - это рабочая лошадка, которая поможет вам поддерживать в рабочем состоянии ряд небольших электронных устройств.

Он также прост в использовании, поэтому вам не придется тянуть за шнурки, чтобы включить генератор. Вместо этого наверху есть простая кнопка питания.Он даже выглядит как старый бумбокс, который у вас, возможно, был в предыдущие годы.

Сбоку вы найдете фонарик, вход постоянного тока и вентилятор. На задней панели находится порт USB и разъем типа USB C для зарядки электроники.

Вы даже найдете один выход переменного тока.

Вероятно, лучшая особенность этого портативного зарядного устройства - это то, что вы можете зарядить его энергией, подключив его к розетке. Это означает, что нельзя покупать бензин. Вы даже можете зарядить его, подключив его к автомобильной розетке на 12 В, хотя, если автомобильный аккумулятор начинает изнашиваться, это обычно не рекомендуется (особенно на автомобилях с меньшими батареями).

При весе всего 5 фунтов это отличное устройство, которое можно иметь под рукой во время шторма, особенно во время сезона торнадо или ураганов. Это не то, что вы возьмете с собой в поход или когда вам нужно запитать большие устройства, но он идеально подходит для экстренных ситуаций.

Некоторые из особенностей Mpow 222Wh, которые следует учитывать, включают:

  • Зарядку от электрической розетки или даже автомобильного порта 12 В
  • Количество USB и электрических портов для зарядки портативной электроники
  • Весит всего 5 фунтов
  • Легко Carry
  • Кнопка питания сверху избавляет от необходимости тянуть шнур для запуска внутреннего двигателя
  • Отлично подходит для аварийных ситуаций и штормовых условий (или для хранения в машине)

Проверить цену на Amazon Непосредственно Добавить в корзину на Amazon


2.Переносной газовый генератор Pulsar 1200 Вт

Когда дело доходит до электроэнергии, когда вы находитесь на улице, портативный газовый генератор Pulsar мощностью 1200 Вт - это надежное введение в мир генераторов. Он оснащен топливным баком на 1,1 галлона, который обеспечивает до пяти часов непрерывной работы (при половинной нагрузке).

Портативный газовый генератор Pulsar мощностью 1200 Вт имеет две розетки на 120 В и 1 выход постоянного тока на 12 В. Это делает генератор хорошим, когда вам нужно немного электричества во время обеда, но не требуется значительного расхода энергии.

Использует 2-тактный двигатель мощностью 2,2 л.с.

Некоторые из особенностей портативного газового генератора Pulsar мощностью 1200 Вт, которые следует учитывать:
  • 2-тактный двигатель 2,2 л.с.
  • Газовый генератор
  • Вес 35 фунтов (пустой)
  • Топливный бак объемом 1,1 галлона
  • 2 розетки 120 В и 1 розетка 12 В
  • Использует отдачу

Проверить цену прямо на Amazon Добавить в корзину на Amazon


Лучшие портативные генераторы до 250 долларов

3.Портативная электростанция Jackery Generator Explorer 240

Если вам нужен электрический генератор, который дает вам дополнительные возможности питания, портативный генератор электростанции Jackery Explorer 240 может быть именно тем генератором, который вам подходит.

Это больше, чем просто генератор для автомобиля. В нем используется перезаряжаемый литиевый блок питания, энергии которого хватит на время вашего похода.

Вы можете зарядить смартфон 18 раз, прежде чем батарея полностью разрядится. Это замечательно, если вы хотите, чтобы во время кемпинга работали некоторые основные электрические устройства, или если вы живете в районе, который часто подвергается ураганам в течение продолжительных периодов времени.

Jackery Portable Power Station Generator Explorer 240 заряжается от одной розетки. У него даже есть солнечная панель (приобретается отдельно), которая позволяет заряжать генератор после 10 часов полного солнечного света. Это делает его многоразовым генератором за пределами кемпинга (и почему это такое отличное устройство для путешествий).

Некоторые из функций Jackery Portable Power Station Generator Explorer 240, которые следует учитывать, включают:
  • Вес чуть менее 7 фунтов
  • Опция солнечной зарядки
  • Электрический заряд
  • Легко переносить и хранить
  • Розетки для всего, от USB к AC
  • Легко читаемый ЖК-монитор мощности показывает, сколько энергии потребляется и вводится заряд

Проверить цену на Amazon напрямую Добавить в корзину на Amazon


Лучшие портативные генераторы до 300 долларов

4.Портативный источник питания Aeiusny Generator Portable Power UPS 288Wh 500W

Портативный источник питания Aeiusny Generator Portable Power UPS является фаворитом поклонников и лидером продаж на Amazon. Это связано с тем, что устройство простое в использовании, портативное и работает от электрического заряда.

Портативный ИБП Aeiusny Generator также поставляется с резервной солнечной панелью для зарядки, а также вы можете подключить ее к автомобильной розетке для зарядки.

Портативный ИБП Aeiusny Generator имеет три розетки переменного тока, четыре порта постоянного тока и четыре порта USB.Таким образом, вы можете подключить к устройству практически всю свою небольшую электронику.

В целом портативный источник питания Aeiusny Generator Portable Power UPS весит чуть более 7 фунтов, что делает его невероятно портативным генератором, который отлично подходит для кемпинга или для хранения под рукой на случай чрезвычайных ситуаций.

Также на одном конце есть встроенная подсветка. Хотя для мобильности все же лучше использовать фонарик, когда вам нужен дополнительный свет, чтобы увидеть, что вы делаете с генератором, это полезная функция.

Некоторые из функций портативного ИБП Aeiusny Generator, которые следует учитывать, включают:
  • Всего 7 фунтов
  • Чрезвычайно портативный
  • 3 розетки переменного тока, 4 розетки постоянного тока, 4 порта USB
  • Зарядка через электрическую розетку и навес для автомобиля
  • Доступен вариант подключения к солнечной батарее
  • Легко читаемый монитор батареи
  • Ручка для переноски

Проверить цену прямо на Amazon Добавить в корзину на Amazon


Лучшие портативные генераторы до 400 долларов США

5.Переносной бесшумный инверторный генератор Pulsar мощностью 2 000 Вт, работающий на газе,

Pulsar 2 000 Вт отличается удобством переноски, позволяя избавиться от электрического заряда и погрузиться в мир газовых двигателей.

Для увеличения выходной мощности необходимо приобрести газовый генератор. Генератор электрического заряда отлично подходит для небольших устройств и аварийных ситуаций, но если вам нужно запитать более крупные устройства (или в течение более длительных периодов времени), вам почти придется пойти по пути работы с газом.

Pulsar 2,000W - особенно тихий генератор для газового варианта.Он предлагает топливный бак 1,18 и, хотя он предназначен для переноски благодаря ручке (он выглядит и ощущается как контейнер для стирального порошка), он весит 47 фунтов. Поэтому, несмотря на то, что он портативный, вы не сможете переносить его на большие расстояния в зависимости от уровня вашей физической силы.

Что касается газогенераторов, вам будет сложно найти что-то более тихое. Фактически, он производит всего 59 дБ, что означает, что почти невозможно услышать на расстоянии 10 футов. Если у вас есть небольшая задняя дверь или готовка на открытом воздухе вдали от розеток, это фантастическое вложение.

Pulsar 2,000W поставляется с 2 розетками переменного тока 120 В, а также 1 розеткой 12 В постоянного тока и 1 USB-розеткой 5 В постоянного тока.

В целом это очень компактная конструкция, поэтому у вас не будет громоздкого устройства, с которым вам будет трудно перемещаться.

Некоторые из особенностей Pulsar 2,000W, которые следует учитывать, включают:
  • Вес 47 фунтов
  • 1,18 бензобак
  • Компактный дизайн
  • Официальный генератор Amazon's Choice
  • Легкость запуска
  • Чрезвычайно тихий при 59 дБ

Проверить цену на Amazon Непосредственно добавить в корзину на Amazon


Лучшие портативные генераторы до 500 долларов

6.WEN 56200i сверхтихий портативный инверторный генератор мощностью 2000 Вт

Супер тихий портативный инверторный генератор мощностью 2000 Вт WEN 56200i стоит всего на несколько долларов больше, чем Pulsar, и выдает те же 2000 ватт мощности, поэтому вы будете напрямую сравнивать эти два варианта.

Особенно тихо. Фактически, он работает всего на 51 дБ, что делает его тише, чем оконный кондиционер.

Супер тихий портативный инверторный генератор мощностью 2000 Вт WEN 56200i также отличается более прочной конструкцией и имеет 2 розетки 120 В, 1 розетку 12 В постоянного тока и 1 порт USB 5 В.

Генератор поставляется с топливным баком на 1 галлон, что дает ему время работы при половинной нагрузке около шести часов, что подходит, хотя это не сильно отличается от других менее дорогих вариантов (вы платить за то, насколько тихий и надежный этот генератор).

Генератор также намного легче, чем некоторые другие варианты - всего 48 фунтов.

Некоторые из функций сверхтихого портативного инверторного генератора мощностью 2000 Вт WEN 56200i, которые следует учитывать, включают:
  • Топливный бак на 1 галлон
  • 2120 В, 1 12 В и 1 5 В USB-соединение
  • Вес 48 фунтов
  • Создает всего 51 дБ звука
  • Официальный получатель Amazon's Choice

Проверить цену на Amazon напрямую Добавить в корзину на Amazon


Лучшие портативные генераторы до 600 долларов

7.Инверторный генератор Westinghouse iGen 2000 (iGen2200)

Если вы заядлый любитель и искали портативный генератор, обладающий мощностью и бесшумностью, то инверторный генератор Westinghouse iGen 2000 - отличный вариант.

Инвертор-генератор Westinghouse iGen 2000 весит всего 46 фунтов, что делает его одним из самых легких портативных генераторов в своем классе.

Он также имеет бензобак емкостью 1,2 галлона, который немного больше, чем другие варианты в этом классе, что помогает увеличить время автономной работы.Фактически, вы получите 12-часовое время автономной работы, что идеально подходит для большинства задних дверей и других мероприятий в кемпинге.

Инвертор-генератор Westinghouse iGen 2000 имеет две розетки на 120 В и две розетки USB. У него нет розеток на 12 В, что является небольшим недостатком, но если ваша машина находится рядом, вы можете использовать 12 В от автомобиля, поэтому в этой розетке часто нет необходимости.

Создает всего 52 дБ звука, что делает его одним из самых тихих газовых генераторов на рынке.

На одной стороне генератора расположены легко готовые органы управления, включая индикаторы низкого уровня масла, перегрузки и готовности к выходу.Вы также можете изменить режим эффективности, плюс у вас есть управление автоматическим выключателем на 20 А и сброс при перегрузке.

Для таких генераторов мы рекомендуем приобрести воронку, чтобы вы могли легко налить галлон топлива, не проливая его.

Если вы знакомы с генераторами, которые пахнут горелым топливом, вы оцените инверторный генератор Westinghouse iGen 2000. Он имеет встроенный воздушный фильтр, который удаляет пары и позволяет вам наслаждаться запахами задней двери вместо газогенератора.

Некоторые из основных характеристик инверторного генератора Westinghouse iGen 2000 включают:
  • 1,2-галлонный топливный бак
  • Работает всего лишь при 52 дБ
  • 12-часовая работа
  • Весит всего 46 фунтов
  • 2 розетки 120 В Розетки USB
  • Воздушный фильтр
  • Доступен в нескольких цветовых вариантах

Проверить цену прямо на Amazon Добавить в корзину на Amazon


Лучшие портативные генераторы до 700 долларов США

8. Generac 6866 iQ2000 Super Quiet

Generac 6866 iQ2000 Super Quiet - это отличный компактный дизайн, который отлично подходит для легкого кемпинга и когда вам нужно что-то легко переносимое.

В генераторе действительно используется бензобак объемом 1,06 галлона, который может проработать 5,7 часа при 50-процентной нагрузке. Если вы уменьшите его до 25 процентов нагрузки, он проработает 7,7 часа.

На боковой стороне генератора расположены легко читаемые органы управления, и он весит около 46 фунтов, что делает его одним из самых легких вариантов в этой категории.

Подключение питания немного ограничено на Generac 6866 iQ2000 Super Quiet, поскольку у него всего две розетки на 120 В (без USB-соединений или разъемов на 12 В постоянного тока).

Если вам нужен светогенератор, который использует только стандартные варианты на 120 В, то он может быть подходящим для ваших нужд.

Некоторые особенности Generac 6866 iQ2000 Super Quiet, которые следует учитывать, включают:
  • Вес всего 46 фунтов
  • Топливный бак объемом 1,06 галлона
  • простой в использовании циферблат для регулировки времени работы
  • Время работы 7,7 часа при 25 процентах нагрузка
  • Может регулировать выходную мощность между экономичным, стандартным и турбо-режимами
  • Имеет функцию параллельного подключения ко второму генератору

Проверить цену напрямую на Amazon Добавить в корзину на Amazon


Лучшие портативные генераторы до 800 долларов США

9 .Переносной инверторный генератор Champion мощностью 3100 Вт для дома на колесах

В этой ценовой категории и диапазоне размеров вы начнете видеть относительно тяжелые генераторы, хотя большинство из них поставляются с колесами, что позволяет катать генераторы, как тяжелый чемодан (хотя Вам следует ознакомиться с руководством пользователя генераторов, поскольку прокатка некоторых генераторов с полным топливным баком может привести к затоплению двигателя и сгоранию черного цвета при первом запуске).

Из всех рассмотренных нами генераторов у этого есть одна из лучших стартовых характеристик (особенно для такого размера).Используя дистанционный запуск, вы можете включить генератор на расстоянии до 80 футов (пульт дистанционного управления закрепляется на вашей цепочке для ключей, как на вашей автомобильной фабрике).

Портативный инверторный генератор Champion мощностью 3100 Вт, готовый к работе в доме на колесах, поставляется с разъемом для жилого дома на 120 В, 30 А, двумя бытовыми розетками на 120 В, розеткой постоянного тока 12 В и двумя портами USB, что дает вам больше разъемов, чем все, что мы рассмотрели до сих пор.

Портативный инверторный генератор Champion мощностью 3100 Вт, готовый к работе для дома на колесах, действительно имеет восьмичасовое время работы при 25-процентной нагрузке и поставляется с трехлетней ограниченной гарантией и бесплатной технической поддержкой в ​​течение всего срока службы.

Имеет большой топливный бак объемом 1,6 галлона и производит всего 58 дБ звука на высоте 23 футов.

Портативный инверторный генератор Champion мощностью 3100 Вт, готовый к работе для дома на колесах, действительно весит почти 95 фунтов, поэтому колеса - отличная особенность, хотя это ограничивает вашу способность переносить генератор, если вы находитесь вдали от гладкой поверхности).

Некоторые из характеристик портативного инверторного генератора Champion мощностью 3100 Вт, которые следует учитывать:
  • бензобак объемом 1,6 галлона
  • Срок службы 8 часов при нагрузке 25%
  • Вес почти 95 фунтов
  • Колеса для облегчения транспортировки
  • Key start
  • Ассортимент портов подключения

Проверить цену прямо на Amazon Добавить в корзину на Amazon


Лучшие портативные генераторы до 1000 долларов

10.Yamaha EF2000iSV2

Если вы ищете портативный генератор, который имеет забавный вид, дает вам несколько вариантов мощности, но при этом работает максимально тихо, Yamaha EF2000iSV2 - это то, что вам нужно.

Yamaha EF2000iSV2 работает с уровнем всего 51,5 дБ, что делает его, вероятно, самым тихим генератором, который вы найдете при такой мощности (при полной мощности уровень шума составляет 61 дБ).

Он также использует простой в использовании, но элегантный циферблат на передней панели для управления выходом энергии. Это больше похоже на классическое радио, чем на генератор.

Генератор весит всего 45 фунтов, поэтому его легче носить с собой, но при этом он по-прежнему обладает мощью. Он также имеет 10,5 часов работы при 25-процентной нагрузке.

Yamaha EF2000iSV2 имеет две розетки переменного тока 120 В и одну розетку постоянного тока. Он также имеет топливный бак объемом 1,1 галлона. Что удивительно для его размера и веса, он был бы таким большим.

Итак, если вы ищете генератор, который имеет несколько вариантов подключения и при этом выглядит более круто в стиле ретро, ​​чем стандартный генератор, вы не ошибетесь, выбрав этот вариант.

Некоторые из особенностей Yamaha EF2000iSV2, которые следует учитывать:
  • Вес всего 45 фунтов
  • Время работы 10,5 при 25-процентной нагрузке
  • Бензобак объемом 1,1 галлона
  • Работает тихо, как 51,5 дБ
  • Внешний вид

Проверить цену на Amazon Непосредственно добавить в корзину на Amazon


11. Супер тихий портативный инверторный генератор мощностью 220 Вт, 120 вольт Honda EU2200i

Honda EU2200i выводит бесшумность на новый уровень, так как выдает всего 48 дБ при 25 дБ. процент нагрузки.Время работы на устройстве будет составлять от четырех до 9,6 часов, в зависимости от работы при полной или 25-процентной нагрузке.

Honda EU2200i весит всего 47 фунтов и является исключительным вариантом генератора. Вы также можете подключить его ко второму генератору, если хотите.

Генератор поставляется с одной розеткой постоянного тока 12 В и двумя портами USB. Вы также найдете две розетки переменного тока 120 В.

Удобная ручка и красный дизайн придают ему вид бензобака, но при своем размере это идеальный компаньон для дома на колесах.

Некоторые особенности Honda EU2200i включают:
  • Работает тихо, как 48 дБ (максимум 57 дБ)
  • 1 розетка DV, 2 порта USB, 2 розетки AC 120
  • 47 фунтов
  • Легко носить с собой design
  • При необходимости подключается ко второму генератору

Проверить цену прямо на Amazon Добавить в корзину на Amazon


12. Briggs & Stratton 30663

Если вы хотите действительно увеличить производство электроэнергии, Briggs & Stratton 30663 - это то, что вам нужно. генератор мощностью 7000 Вт.Это не тот генератор, который вы берете с собой в поход. Это то, что вы используете в работе. Фактически, он рассчитан на увеличение импульсной мощности на 25 процентов.

Двигатель объемом 420 куб. См больше, чем некоторые существующие мопеды, а с металлическим топливным баком емкостью 7,5 галлона вы можете непрерывно работать в течение девяти часов при 50-процентной нагрузке.

Так что, если вам нужен портативный генератор, который можно перемещать по месту работы, это отличный вариант. У него также есть два прочных колеса с резиновым протектором, поэтому вы можете преодолевать неровности.

Однако вы должны помнить, что Briggs & Stratton 30663 не соответствует стандартам топлива Калифорнии, поэтому его нельзя отправить, если вы живете в штате Калифорния.

Газовый генератор действительно весит 221 фунт, так что он не легкий. Он находится на самом конце «портативной» шкалы, но если вам нужна мощность с возможностью перемещать ее, стоит подумать об этой электростанции.

Некоторые из функций, которые следует учитывать в Briggs & Stratton 30663, включают:
  • 4 розетки 120 В, 1 розетку 120/240 В, 30 А с автоматическим выключателем
  • 221 фунт
  • 7.5-галлонный топливный бак
  • 9 часов непрерывной работы при 50-процентной нагрузке

Проверить цену прямо на Amazon Добавить в корзину на Amazon


13. Westinghouse iGen4500 Super Quiet Portable Inverter Generator

Если вам нужен мощный генератор, который По-прежнему портативный, сверхтихий портативный инверторный генератор Westinghouse iGen4500 - отличное приобретение.

Он имеет ряд легко читаемых светодиодных дисплеев, включая оставшееся время работы, выходную мощность, уровень топлива, напряжение и время работы.

Он имеет две розетки переменного тока 120 В, розетку 120 В переменного тока, 30 А, которая необходима, когда вы хотите подключить дом на колесах, два USB-разъема 5 В, а также ряд функций управления, обеспечивающих оптимальный контроль над генератором.

Несмотря на размер, сверхтихий портативный инверторный генератор Westinghouse iGen4500 работает с уровнем шума всего 52 дБ и имеет время работы 18 часов с бензобаком объемом 3,4 галлона. Следует отметить, что вы также можете купить его в штате Калифорния, что отлично, если вам нужен мощный генератор и вы живете на западном побережье.

Генератор действительно весит 98 фунтов, но ручка и колеса облегчают его перемещение.

Некоторые особенности сверхтихого портативного инверторного генератора Westinghouse iGen4500 включают:
  • 18 часов работы
  • бензобак 3,4 галлона
  • Возможна доставка в Калифорнию
  • Работает на 52 дБ
  • Широкий ассортимент соединений
  • 98 фунтов

Проверить цену на Amazon Непосредственно Добавить в корзину на Amazon


Лучший портативный генератор до 1500 долларов США

14.Briggs & Stratton 30675 Инвертор-генератор Q6500

Если вам нужна мощность и при этом возможность путешествовать, то инвертор-генератор Briggs & Stratton 30675 Q6500 - лучший вариант.

Он работает на уровне 66 дБ, что для такого размера совершенно бесшумно. Он также весит всего 128 фунтов, что является легким для своего размера, но чрезвычайно прочным.

У вас будет доступ к четырем розеткам на 120 В, 2 розеткам USB и 1 розетке с замком на 120–240 В.

Важно отметить, что инвертор-генератор Briggs & Stratton 30675 Q6500 не может быть доставлен в Калифорнию.

Некоторые функции, которые вы получите от инверторного генератора Briggs & Stratton 30675 Q6500, включают:
  • 14 часов работы при 25-процентной нагрузке
  • Чрезвычайно мощный генератор, который все еще работает при 66 дБ
  • 5 галлон топливный бак
  • 128 фунтов

Проверить цену на Amazon Непосредственно Добавить в корзину на Amazon


Заключение

Вы действительно не ошибетесь с любым из этих генераторов. Если вам нужно что-то, что идеально подходит для чрезвычайных ситуаций, или вы можете взять с собой в походы на свежем воздухе вплоть до чрезвычайно мощных генераторов, предназначенных для эпических задних ворот, для вас есть что-то.

Мы выбрали инверторный генератор Westinghouse iGen 2000 из-за его компактности и мощности, при этом он остается таким же тихим, как и генератор такого размера. Если вам нужны генераторы большего размера для резервного питания, существуют более крупные и менее портативные варианты. Но когда вы в пути, инверторный генератор Westinghouse iGen 2000 станет отличным приобретением.

Вам понравился какой-нибудь из этих портативных генераторов? Что вам в них понравилось? А что вы хотите увидеть в собственном портативном генераторе?

Дайте нам знать в комментариях! Мы будем рады услышать вашу точку зрения.

Характеристики тепла внутри припаркованного автомобиля в качестве источника энергии для термоэлектрических генераторов

Открытый ящик (сценарий 1)

Для прогнозирования увеличения тепла внутри автомобиля в различных условиях были предложены пять различных сценариев, которые приведены в таблице 1. Первое испытание проводилось путем тестирования модели автомобиля в помещении, но без разделительной коробки, так что автомобиль был окружен открытым пространством.

Наблюдение проводилось по сценарию без бокса, как показано на рис.4а. Результаты показали, что тепловая картина резко увеличилась за 60-минутный тест, как и в сценарии реального автомобиля, где увеличились как T1, так и T2. Однако максимальная температура, зарегистрированная в T2, была ниже, чем в сценарии реального автомобиля, которая составляла около 50 °.

Рис. 4

Открытый ящик (Сценарий 1) a график повышения температуры в модели автомобиля, b изображение распределения тепла модели автомобиля

Температура окружающей среды (T5) была не слишком высокой, и это Вероятно, это было связано с тем, что ветер и система кондиционирования воздуха в комнате повлияли на показания термопары.Разница между температурой крыши Т2 и температурой окружающей среды Т5 была довольно большой, то есть более 20 °, но все же меньше по сравнению с реальной машиной. Кроме того, температура T3 была все еще ниже, чем температура T2, но температура T4 имела тенденцию к повышению.

Закрытый ящик (Сценарий 2)

Мы разработали ящик из дерева, покрытый алюминиевой фольгой изнутри, чтобы поддерживать постоянную температуру в ящике и не зависеть от изменений температуры в помещении за пределами ящика.Эксперимент проводился так же, как и опыт без бокса, т. Е. При нагревании модели автомобиля в течение 60 мин с использованием того же нагревателя.

Конфигурация закрытого ящика в сценарии 2 показала повышение температуры выше, чем в сценарии реального автомобиля, как показано на рис. 5a. T2 может достигать 65 °, что выше, чем результирующее повышение температуры в реальном сценарии автомобиля, но тепло за пределами температуры окружающей среды (T5) также резко возросло, достигнув почти 45 °.

Фиг.5

Закрытый ящик (Сценарий 2) a график повышения температуры в модели автомобиля, b изображение распределения тепла модели автомобиля

Такое повышение невозможно было контролировать, вероятно, поскольку тепло было задержано внутри коробки и внутри ящика не было ветра. Разница между температурами внутри и снаружи была почти такой же, как и в реальной машине, - 25 °. Однако температура в сиденье (T3) также резко выросла, чего не произошло в сценарии реального автомобиля, где она была почти такой же, как и в T2.Кроме того, температура под автомобилем (T4) была высокой, но почти такой же, как температура окружающей среды (T5).

Закрытый ящик с диммером (Сценарий 3)

Кроме того, была построена другая модель, основанная на уменьшении количества тепла, подводимого к модели автомобиля, то есть путем регулирования величины тепла лампы с помощью диммера. От максимальной мощности лампы устанавливалась мощность, чтобы из лампы выходила только половина тепловой мощности. Эксперимент также проводили в течение 60 мин без изменения других параметров.

Эти параметры были сделаны для анализа точности изменения температуры внутри автомобиля. Результаты, полученные на модели автомобиля, можно сравнить с экспериментом, начавшимся со сценарием реальной машины.

В условиях более диммирования тепловой поток резко снижается. Согласно рис. 6а, максимальная температура внутри салона (Т2) составила всего 44 °, что ниже, чем в реальном автомобильном сценарии, а температура окружающей среды снизилась до 34 °. Подъем тепла изменился, потому что система диммера снизила мощность источника тепла.Разница температур между T2 и T5 была ниже, чем в реальной машине, которая составляла около 10 °. Тем не менее, температура в сиденье (T3) и над автомобилем (T4) также резко выросла, что не было близко к температурам в реальной машине.

Рис. 6

Закрытый ящик с диммером (Сценарий 3) a график повышения температуры модели автомобиля, b изображение распределения тепла модели автомобиля

Закрытый ящик с вентилятором (сценарий 4)

Для управления ветровым потоком в системе реализован вентилятор.При реализации разработанного сценария испытаний ожидалось, что вентилятор поможет имитировать изменения ветровых движений вокруг модели автомобиля. Потому что в реальных условиях вокруг автомобиля есть поток ветра, хотя в данном исследовании сила и направление ветра не рассчитывались.

Согласно рис. 7а, вентилятор сходится к изменению потока ветра вокруг автомобиля, потому что все датчики вне автомобиля (Т1) и (Т5) претерпевают колебания. Кроме того, показания датчиков Т1 и Т5 изменились, потому что ветер, вращающийся в коробке, помог снизить температуру, попадающую в машину.

Рис.7

Закрытый ящик с вентилятором (Сценарий 4) график повышения температуры модели автомобиля, b изображение распределения тепла модели автомобиля

Хотя температуры T2 и T3 все еще были высокими , такое уменьшение указывало на то, что влияние ветра вокруг автомобиля заставляло T1 колебаться, что приводило к максимальным температурам, приближающимся к испытаниям без бокса. Разница температур между Т2 и Т5 могла достигать 25 ° С, что было близко к реальной автомобильной разнице.

Закрытый ящик с диммером и вентилятором (Сценарий 5)

Для более точной модели автомобиля, после добавления вентилятора, следующим тестом было добавление диммера к лампе, поэтому в этом тесте было внесено два изменения . В то время как диммер уменьшал нагревательную способность лампы, вентилятор обдувал машину ветром. Ожидалось, что температура приблизится к реальному состоянию автомобиля.

Наконец, последний сценарий был реализован, и результаты представлены на рис.8а, который показывает, что существуют различия по сравнению с температурами в условиях испытаний только с вентилятором и только с диммером. В этих условиях температурный режим, полученный в салоне (T2), был аналогичен таковому в реальном автомобиле, то есть всего до 41 ° с, а температура окружающей среды составляла всего 30 °. Это изменение показывает график, который близок к реальным условиям из-за колебаний внешнего датчика, а также температуры окружающей среды (T2), которая имела тенденцию быть стабильной. Только разница в Т3 была по-прежнему высокой, а максимальное значение разницы температур было меньше 15 °.{- 1}. $$

(6)

Как упоминалось ранее, максимальное значение Δ T температуры с внутренней стороны крыши автомобиля относится к разнице между сценариями. Из всех существующих сценариев наиболее близким к графику температуры внутри крыши кабины является сценарий 4, в котором графическая форма и результаты напоминают реальный автомобиль. Хотя для максимальной температуры наиболее подходит второй сценарий, где максимальная разница температур между температурой крыши и температурой окружающей среды соответствует реальным результатам измерения автомобиля.{2} + 0,020226 \ Delta T + 0,01002. $$

(7)

Как было замечено выше в исследованиях и измерениях, можно сделать вывод, что наибольшее количество тепла в припаркованном автомобиле собирается внутри крыши транспортного средства. Это означает, что температура резко повысится в течение 60 минут после измерения. Собранное тепло и температура окружающей среды снаружи могут изменяться до 25 °, где такая разница температур потенциально может помочь термоэлектрической системе нормально функционировать.

По разнице температур между кровлей T2 и температурой окружающей среды T5 и с использованием термоэлектрической системы eTEG ™ HV37 мы можем получить оценку выходной мощности, как показано на рис. 9. Этот результат показывает, что мощность в реальном Сценарий автомобиля и Сценарий 2 могут достигать максимальной мощности 6,9 мВт, но это не было стабильным, потому что температура окружающей среды также повысилась и уменьшилась ΔT.

Рис. 9

Сравнение расчетной выходной мощности, генерируемой термоэлектрическим генератором eTEG HV37 с использованием разницы в температуре внутри и снаружи автомобиля в качестве источника тепла

В то время как реальный автомобиль и Сценарий 2 могут производить более высокий уровень энергии, другой сценарии также могли производить энергию, но она была относительно небольшой, т.е.е. максимум на 3,5 мВт и на 2 мВт в среднем. Хорошо известно, что термоэлектрикам требуется значительное значение Δ T для получения большей выходной мощности.

Расчетная мощность получена из термоэлектрического генератора размером 2,1 мм × 3,4 мм. Если использовать крышу транспортного средства в качестве места для установки термоэлектрического модуля, можно предположить, что используемая площадь крыши составляет около одного квадратного метра, что означает, что можно установить 294 × 476 модулей сетки или целых 139 944 модуля.Если один модуль может производить мощность в среднем на 2 мВт, то с 139 944 модулями мы можем получить до 280 Вт мощности.

Как собирать электроэнергию, живя в фургоне

Когда дело доходит до питания электроники в вашем автофургоне, есть четыре распространенных способа сбора энергии. К ним относятся: генератор вашего автомобиля, подключение к электрической системе кемпинга, использование генератора или использование солнечных батарей. Тип сбора энергии, который вы выберете, будет зависеть от типа поездки, бюджета и местоположения.

Питание электроники от генератора автомобиля

Питание электроники от существующей электросистемы вашего фургона - простое решение. Люди могут заряжать свои телефоны во время вождения, так почему бы просто не использовать эти же системы для всей вашей электроники? Что ж, проблема возникает, когда вы выключаете машину.

Что такое генератор?

Генератор - это небольшой компонент, который прикреплен к двигателю с помощью колеса. Во время движения один из ремней двигателя вращает это колесо для выработки электроэнергии.Это похоже на производство электричества от вращающейся ветряной мельницы или гидрогенератора. Электричество от генератора приводит в действие все фары, радио, органы управления и другие предметы в вашем автомобиле. Он также заряжает вашу пусковую батарею.

Прикуриватель в вашем автомобиле - это розетка на 12 В, подключенная к пусковой батарее. Генератор автомобиля обладает достаточной мощностью, чтобы поддерживать пусковой аккумулятор и заряжать некоторые устройства через эту розетку 12 В. Проблема возникает, когда выключаешь машину. Генератор больше не поступает к вашей пусковой батарее, и он разряжается относительно быстро, поэтому вы не можете снова включить автомобиль, когда захотите.

Подробнее об этом читайте в нашем посте об основах работы с батареями.

Зарядка аккумуляторной батареи с помощью автомобильного генератора

Самый простой и дешевый способ получить электроэнергию - использовать имеющийся генератор для зарядки второй батареи. Генератор имеет много дополнительной мощности, которую вы можете использовать во время вождения. Этот метод хорошо работает для небольшой электрической системы или даже лучше в сочетании с некоторыми другими методами сбора энергии. Некоторые примечания:

  1. Автомобильные генераторы не предназначены для зарядки аккумуляторов глубокого цикла.В основном они предназначены для подзарядки пусковой батареи. Это означает, что аккумулятор глубокого цикла не будет получать полный цикл зарядки от генератора. Вы можете смириться с этим и завершить цикл зарядки с помощью солнечной энергии или потратить больше на зарядное устройство B2B, чтобы смягчить проблему.
  2. Использование генератора для зарядки вторичной батареи требует, чтобы вы водили фургон! Даже для основных потребностей в электроэнергии (ноутбук и освещение) вам нужно будет водить приличное количество времени каждый день, если вы полагаетесь на него в своих электрических потребностях.С другой стороны, если вы часто путешествуете, это отличный вариант.
  3. Нехорошо оставлять машину на холостом ходу для зарядки аккумуляторов. Генераторы не только лучше работают на более высоких оборотах двигателя, но и невероятно неэффективны по сравнению с генератором. Что еще более важно, это тяжело для машины. Без движения по воздуху и изменения частоты вращения двигателя ваш двигатель не будет работать с оптимальным охлаждением или давлением масла. В долгосрочной перспективе это довольно тяжело для мотора, и делать это не следует регулярно.

Некоторые из этих проблем можно решить, купив вторичный генератор переменного тока или ролики. Для многих автомобилей существуют генераторы большего размера, которые обеспечивают значительно большую мощность, и вы можете настроить их для работы на более низких оборотах двигателя. Если вы каждый день путешествуете в своем фургоне, вы также можете использовать имеющуюся мощность. Некоторым людям нужно всего 15 минут дополнительного сока для электрической плиты, и генератор переменного тока может это обеспечить.

Подключение аккумулятора глубокого разряда к генератору

Существуют безопасные способы подключения батареи глубокого разряда.Лучше всего использовать зарядное устройство B2B, но это можно сделать дешевле с помощью ручного переключателя или изолятора. Ознакомьтесь с нашими публикациями о B2B и Battery Isloator, чтобы узнать больше о настройке.

Суть в том, что большинство людей, желающих подключить электричество к фургону, извлекают выгоду из генератора, солнечных панелей или подключения к дому. Мы не рекомендуем полагаться только на генератор, если вы планируете оставаться в одном месте в течение нескольких дней.

Использование RV для питания фургона

Если у вас есть средства, платные кемпинги с электрическими подключениями могут быть одним из лучших вариантов.Этот источник энергии чистый, бесшумный и может питать такие востребованные удобства, как микроволновые печи и кондиционеры. Пребывание в стоянке для автофургонов или кемпинге с электрическими подключениями может стоить всего 20 долларов за ночь или столько же, сколько номер в отеле.

Прежде чем пойти и потратить несколько сотен долларов на солнечные батареи, возможно, стоит узнать, как часто вы можете останавливаться в парке для домов на колесах. Если вы планируете путешествовать только на короткий период времени или вам требуется круглосуточная связь без выходных, парковка для автофургонов может быть лучшим вариантом для вас.Популярной комбинацией является подключение RV и резервного генератора, поскольку системы имеют много общих компонентов, и между ними легко переключаться.

Основы берегового питания

Электроэнергия из сети часто называется береговой. Термин береговая мощность пришла из морского мира. Лодки причаливают к берегу и подключаются к электросети. Это потому, что их двигатели, которые обычно обеспечивают мощность в море, выключены.

Большинство людей используют береговую электроэнергию в фургоне двумя способами: прямое подключение и зарядка вторичной батареи.

Прямое подключение к береговому источнику питания

Береговая электрическая розетка в США производит переменный ток напряжением 110 В; Тот же тип энергии, который используется в вашем доме. Самый простой способ использовать береговое питание - просто подключить электронику непосредственно к розетке. Возьмите с собой удлинитель для питания вещей в фургоне. Это удивительно эффективный метод для людей с ограниченным бюджетом. Если вы найдете более дешевый кемпинг, вы можете зарядить свои устройства, принять душ и наполнить воду за 20 долларов.В дороге вы можете заряжать несколько устройств одновременно в библиотеках или кафе.

Если вы хотите принять более активное участие в установке, можно подключить коробку выключателя и розетки в вашем фургоне. Так соединяются жилые дома в кемпингах. Одна большая вилка идет от кемпинга к вашему фургону, а затем распространяется на меньшие домашние розетки. Этот метод является более продвинутым, поэтому мы рекомендуем вам иметь некоторый опыт работы с электричеством или профессионально установить систему, если вы все же решите пойти по этому пути.Обычно этот метод используется только в более крупных транспортных средствах, в сочетании с интеллектуальным зарядным устройством и аккумулятором.

Зарядка аккумуляторной батареи

Другой способ использовать береговую электроэнергию в кемпинге или на стоянке для домов на колесах - зарядить вторичный аккумулятор. Затем вторичный аккумулятор можно использовать для зарядки ваших устройств после выхода из палаточного лагеря или позже.

Большинство аккумуляторов лучше всего хранить при 100% заряде. Как перезаряд, так и недозаряд аккумулятора со временем изнашивают его. Интеллектуальное зарядное устройство сохранит заряд аккумулятора и защитит вас.Если вы планируете часто посещать электрические объекты и заряжать аккумуляторную батарею, вам необходимо подходящее зарядное устройство. Убедитесь, что вы приобрели аккумулятор специально для вашего типа, и он может выдавать достаточно ампер для правильной зарядки. Некоторые люди совершают ошибку, покупая зарядное устройство за 50 долларов, которое будет недостаточно заряжать и изнашивать вашу батарею.

Если вы идете по этому маршруту, мы рекомендуем прочитать больше об аккумуляторах и зарядных устройствах в нашем посте по основам аккумуляторов.

Электроэнергия вашего автофургона с помощью генератора

Многие vanlifers приводят свою электронику в действие с помощью генератора.Генераторы - это практичное решение, потому что они могут производить постоянное электричество ночью или в плохую погоду (в отличие от солнечных батарей).

Их также можно легко перемещать, что снижает зависимость от местоположения (в отличие от берегового питания). Когда дело доходит до мощности, генераторы могут быть очень мощными. Если вы планируете использовать большое количество электроэнергии, то наличие генератора позволит вам управлять такими вещами, как кондиционер, микроволновая печь или электрический обогреватель. Такой тип мощности непрактичен для солнечной энергии.Генераторы также являются отличным резервным вариантом, если вы используете солнечную энергию и пару недель не видите солнечного неба.

Генераторы используют газовый или дизельный двигатель для производства электроэнергии. Это осуществляется бортовым генератором переменного тока. В отличие от автомобильного двигателя, они предназначены для работы на месте в течение продолжительных периодов времени и с единственной целью - производить электричество.

Хранение и безопасность генератора

Поскольку генераторы работают на газе, в поездку придется брать с собой дополнительные газовые баллоны.При хранении бензин необходимо хорошо вентилировать - то же самое и с генератором. Генераторы и их топливо обычно устанавливаются снаружи автомобиля. Большинство vanlifers предпочитают устанавливать генератор и топливные баки на задней части фургона ближе к бензобаку. Некоторые более специализированные сборки устанавливают генератор внутри фургона, но изолированы от интерьера и вентилируются снаружи, как в доме на колесах.

Генераторы представляют большую опасность для углекислого газа и никогда не должны использоваться в автомобиле.Фактически, есть целый веб-сайт, посвященный этому понятию, под названием takeyourgeneratoroutside.com. Установка генератора на заднюю часть фургона также упрощает процесс «настроить и забыть» во время путешествия.

Генераторы занимают много места и могут быть довольно тяжелыми, когда они заправлены топливом. Помните об этом, определяя, где хранить генератор. Например, установка генератора на крыше сделает ваш фургон тяжелым, а заправка генератора топливом станет проблемой.

Выбор генератора на vanlife

Выбор конкретного генератора будет зависеть от ваших потребностей в электроэнергии. Одними из самых популярных брендов портативных генераторов являются Yamaha, Honda и Ryobi.

Большинство vanlifers решают купить генератор мощностью 2000 Вт. Подсчитайте, сколько энергии вы планируете использовать, чтобы определить, какой генератор лучше всего подходит для вас. Первоначальная стоимость небольшого портативного генератора будет составлять примерно 700–1000 долларов. Текущие расходы варьируются.

Большинство генераторов включают в себя комбинацию электрических опций переменного тока (бытовые вилки) и постоянного тока (сигареты и USB), что упрощает зарядку всех ваших бытовых предметов и электроники.Генератор мощностью 1000 Вт, вероятно, идеально подходит для питания фонарей, вентиляторов, ноутбуков, телефонов и других небольших аксессуаров. Если для холодильника, водонагревателя или кондиционера требуется больше мощности, вы, вероятно, захотите изучить генератор мощностью 2000 Вт.

Зарядка запасного аккумулятора генератором

Одним из недостатков использования генератора является то, что он должен быть постоянно включен, чтобы получать электроэнергию. Не ожидайте, что холодильник или что-нибудь еще будет работать от генератора 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, если только вы не собираетесь держать его на улице и работать все время.

Генераторы издают шум во время работы, даже самые тихие. Это ограничивает, где вы можете запускать их, и серьезно ограничивает вашу способность скрыть, что вы живете в фургоне, если это ваше намерение. Обычно генератор запускают на несколько часов, заряжая запасной аккумулятор с помощью интеллектуального зарядного устройства. Затем использовать эту запасную батарею для питания электроники при выключенном генераторе. Прочтите наш пост об основах работы с батареями, чтобы узнать больше о том, какие типы батарей использовать.

@thevaneffect

Электропитание вашего фургона с помощью солнечных батарей

Панели солнечных батарей находятся в авангарде способов сбора энергии для вандвеллеров.Солнечные панели могут быть отличным решением для тех, кто живет в фургоне, потому что мощность чистая, минимальная, не шумит, а стоимость солнечной энергии значительно снизилась за последние несколько лет.

Solar имеет высокую первоначальную стоимость и требует более сложных технических требований при установке. Это также не так стабильно, как источник питания. Для вандвеллеров, которые могут ежедневно менять режим использования электроэнергии, это не является серьезным препятствием, но для тех, кто полагается на электроэнергию для основных предметов, следует подумать о планах резервного копирования.

Солнечная энергия - такая увлекательная тема, что у нас есть несколько постов, в которых описаны все ее части. Если вы хотите узнать больше, вы можете начать с нашей солнечной установки мощностью 200 Вт и перейти оттуда.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *