Автомобільні генератори

Автомобільний генератор – електрична машина, що перетворює механічну енергію в електричний струм. В автомобілі генератор використовується для зарядки акумуляторної батареї і живлення електрообладнання при працюючому двигуні. В якості автомобільного генератора застосовується генератор змінного струму.

Генератор розташовується, як правило, в передній частині двигуна і приводиться від колінчастого вала. На гібридних автомобілях генератор виконує функції стартера, так званий стартер-генератор. Аналогічна схема використовується в деяких конструкціях системи стоп-старт. 

Розрізняють два типи конструкцій автомобільних генераторів –традиційну і компактну. Крім геометричних розмірів, дані конструкції мають відмінності в компонуванні вентилятора, пристрої корпусу, приводного шківа, випрямного сайту. Разом з тим, можна виділити наступне загальне пристрій автомобільного генератора, що містить ротор, статор, щітковий вузол, випрямний блок, регулятор напруги. Всі елементи поміщені в корпус.

Основне призначення ротора – створення обертового магнітного поля. Для цього на валу ротора знаходиться обмотка збудження, поміщена в дві полюсні половини. Кожна з полюсних половин має шість виступів ― дзьобів. На валу ротора розташовані два контактних кільця, через які здійснюється живлення обмотки збудження. Кільця, як правило, мідні, рідше сталеві або латунні. Висновки обмотки збудження припаяні безпосередньо до кілець.

Залежно від конструкції валу ротора розміщується одна або дві крильчатки вентилятора, а також закріплюється ведений приводний шків. Підшипниковий вузол ротора представлений двома кульковими обслуговуваними підшипниками. На валу з боку контактних кілець також може встановлюватися роликовий підшипник.

·                                 Статор служить для створення змінного електричного струму. Конструктивно він об'єднує металевий осердя й обмотки. Сердечник набирається з сталевих пластин. Для намотування обмоток в сердечнику виконано 36 пазів. У пазах вкладається три обмотки, що утворюють т. зв. трифазне з'єднання. Розрізняють петлевий або хвильовий спосіб укладання обмотки в пази.

·                                  

У корпусі розміщується більшість конструктивних елементів генератора. Корпус являє собою дві кришки – передню (з боку приводного шківа) і задню (зі сторони контактних кілець). Кришки стягнуті між собою за допомогою болтів. Кришки виготовляються, як правило, з алюмінієвого сплаву – легкого, немагнітного і легко розсіює тепло. На поверхні кришок виконані вентиляційні вікна, а також дві (двухлапное кріплення генератора) або одна (однолапное кріплення генератора) кріпильні лапи.

Щітковий вузол забезпечує передачу струму збудження на контактні кільця. Вузол включає дві графітні щітки, пружини їх притискають і щіткотримач. На сучасних генераторах щіткотримач об'єднаний з регулятором напруги в єдиний нерозбірний вузол.

Випрямний блок служить для перетворення синусоїдальної напруги, що виробляється генератором, в напругу постійного струму бортової мережі автомобіля. Випрямний блок являє собою пластини, що виконують роль тепловідводів, на яких змонтовані діоди. Блок містить шість силових напівпровідникових діодів, по два на кожну фазу, один на «позитивний», інший – «негативний» висновок генератора.

На деяких генераторах обмотка збудження підключена через окрему групу, що складається з двох діодів. Дані випрямлячі перешкоджають протіканню струму розряду акумуляторної батареї через обмотку при непрацюючому двигуні. При з'єднанні обмоток по типу «зірка» на нульовому виведення встановлюється два додаткових силових діода, що дозволяє збільшити потужність генератора до 15%.

Включення випрямного блоку в схему генератора виробляється на спеціальних монтажних майданчиках за допомогою паяння, зварювання або болтового з'єднання.

·                                Регулятор напруги призначений для підтримання  напруги генератора в певних межах. Сучасні генератори оснащуються напівпровідниковими електронними (інтегральними) регуляторами напруги .

Стабілізація напруги, необхідна при зміні частоти обертання колінчастого вала двигуна і навантаження, здійснюється автоматично за рахунок впливу на струм в обмотці збудження. Регулятор управляє частотою імпульсів струму та їх тривалістю.

Регулятор напруги здійснює зміна напруги, що підводиться для зарядки акумуляторної батареї, залежно від температури повітря. Чим нижче температура повітря, тим більша напруга підводиться до акумуляторної батареї.

Привід генератора здійснюється за допомогою пасової передачі і забезпечує обертання ротора зі швидкістю в 2-3 рази перевищує частоту обертання колінчастого вала . В залежності від конструкції генератора у передачі використовується клиновий або поліклинові ремінь. Область застосування клинового ременя обмежена розмірами веденого шківа (при певному діаметрі шківа клиновий ремінь швидко зношується).

Поліклинові ремінь більш універсальний, так як застосовується при невеликих діаметрах веденого шківа, і отже з його допомогою може бути реалізовано більше передаточне число. На сучасних моделях генераторів привід здійснюється полікліновий ременем.

На автомобілях може встановлюватися индукторный(безщітковий) генератор. Такий генератор має ротор, який представляє собою набір спресованих тонких пластин з трансформаторного заліза (ротор з магнитомягкой пасивної ферромассы). Обмотка збудження поміщена на статорі. Електрорушійна сила в индукторном генераторі виходить шляхом зміни магнітної провідності повітряного зазору між ротором і статором.

Робота автомобільного генератора

При повороті ключа в замку запалювання, струм від акумуляторної батареї через щітковий вузол і контактні кільця надходить на обмотку збудження. В обмотці наводиться магнітне поле. З обертанням колінчастого вала двигуна починає обертатися ротор генератора. Магнітне поле ротора пронизує обмотки статора, на висновках яких виникає змінна напруга. При досягненні певної частоти обертання генератор переходить в режим самозбудження, тобто обмотка збудження живиться безпосередньо від генератора.

Выпрямительный блок преобразует переменное напряжение в напряжение постоянного тока. В таком состоянии генератор обеспечивает требуемый ток для зарядки аккумуляторной батареи и питания потребителей. При изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя и нагрузки в работу включается регулятор напряжения. Он регулирует время включения обмотки возбуждения. При возрастании частоты вращения генератора и уменьшении внешней нагрузки время включения обмотки возбуждения уменьшается, наоборот, при уменьшении частоты вращения и увеличения нагрузки – увеличивается.

У випадку, коли струм перевищує можливості генератора, в роботу включається акумуляторна батарея. Для контролю працездатного стану генератора на панелі приладів є контрольна лампа (лампа контролю заряду).

Параметри генератора

До основних параметрів генератора належать: номінальна напруга, номінальний струм, номінальна частота обертання, частота самозбудження, коефіцієнт корисної дії.

В залежності від конструкції електричної системи автомобіля номінальна напруга становить 12 або 24 Ст. За номінальний струм приймається максимальний струм віддачі при номінальній частоті обертання, яка становить 6000 об/хв.

У нашому інтернет-магазині Ви можете придбати генератори торгових марок:

Дорожня карта,

Пекар "Паливні системи",

БАТЕ,

Електромаш,

Юбана Jubana,

ВАТ Элтра "Прамо",

Завод імені Тарасова