ООО «Центр Грузовой Техники»

8(812)244-68-92

Содержание

принцип работы и схема подключения

Любой автомобиль располагает собственной бортовой автономной электрической сетью со всеми присущими элементами, источником энергии, накопителем и потребителями. Каждый из узлов функционально закончен, они объединяются электрической проводкой, а параметры сети чётко стандартизованы благодаря накопленному опыту производства автомобильного электрооборудования.

Содержание статьи:

В качестве источника питания электроники выступает генератор, о котором и пойдет речь в этой статье.

Для чего в машине нужен генератор

Вся энергия в бортовую сеть поступает от двигателя внутреннего сгорания. Механическая энергия вращения его коленчатого вала должна быть преобразована в электрическую. Эту роль и выполняет генератор.

Читайте также: Топливный фильтр, виды, месторасположение и замена

В типовом варианте его ротор снабжён шкивом, на который надет гибкий ремень, передающий вращения от аналогичного шкива на носке коленчатого вала. Параллельно от того же ремня могут приводиться и прочие навесные агрегаты, но традиционно он именуется генераторным.

На выходе генератора образуется электрическое напряжение, способное поддерживаться в заданном диапазоне при отдаче любого тока от нуля до максимума, лимитированного номинальной мощностью.

Эту мощность прибор отдаёт при максимально допустимых оборотах ротора, привязанных к предельной частоте вращения коленвала путём подобранного передаточного соотношения ременного привода.

Виды

Выделяется два основных типа автомобильных генераторов:

  • Постоянного тока, вырабатывается напряжение определённой полярности уже непосредственно на обмотках;
  • Переменного тока, поскольку требуется всё же постоянное напряжение, то генератор снабжён внутренним полупроводниковым выпрямителем.

В настоящее время используется только второй тип, поскольку он обладает бесспорными преимуществами, причём его обмотки выдают трёхфазное напряжение, как легче поддающееся сглаживанию пульсаций и позволяющее эффективнее использовать массогабарит прибора.

Что находится внутри данного прибора разберем ниже.

Устройство

Внешне все генераторы на первый взгляд похожи, но те кто знаком с электротехникой легко определит с каким прибором имеет дело. Ситуация упрощается тем, что машины постоянного тока использовались только на совсем уж реликтовых автомобилях, давно снятых с производства.

Генератор постоянного тока

В состав динамомашины постоянного тока входят:

  • корпус;
  • обмотки возбуждения на статоре, неподвижно закреплённом в корпусе;
  • силовые обмотки на вращающемся якоре;
  • щёточный узел с меднографитовыми или угольными щётками, снимающими ток с коллектора вращающегося якоря;
  • регулятор напряжения, стабилизирующий выход путём регулирования тока возбуждения в обмотках электромагнитов статора;
  • приводной шкив на валу якоря;
  • подшипники, в которых вращается вал якоря.

Для создания приемлемой мощности на выходе весь агрегат приходилось выполнять массивным и металлоёмким, поэтому с появлением качественных выпрямительных полупроводниковых приборов генераторы постоянного тока на автомобилях применять перестали.

Генератор переменного тока

Принципиально он устроен похоже, но выходная мощность образуется многофазными обмотками статора, выполненными толстым проводом и не нуждающимися в мощных и ненадёжных токосъёмниках.

Состав оборудования тоже похож:

  • корпус с кронштейнами крепления и электрическими клеммами;
  • обмотки статора, установленные в корпусе, могут извлекаться при рассоединении его половин;
  • ротор с полюсами из мягкого электротехнического железа, медными обмотками и коллектором;
  • щёточный узел, где обычно устанавливается пара угольных щёток и встраивается интегральный полупроводниковый регулятор напряжения, через который на щётки поступает питание возбуждения;
  • блок выпрямителя, где расположен трёхфазный мост из шести силовых вентилей (диодов) и трёх относительно маломощных дополнительных диодов питания обмотки возбуждения, число диодов может отличаться в специфически устроенных современных конструкциях;
  • подшипники на валу ротора;
  • выходные разъёмы, силовой и управляющий, вторым силовым контактом выступает металлический корпус генератора;
  • шкив привода и крыльчатка принудительного охлаждения.

Весь конструктив крепится к передней части двигателя для удобной организации ременного привода от шкива коленвала. Часто отклонением генератора в сторону производится регулировка натяжения ремня, в тех случаях, когда более сложная конструкция привода навесных агрегатов не подразумевает наличие отдельного натяжителя с роликом.

Схема подключения

Схема подразделяется на силовую и управляющую цепи. Мощный выход генератора через силовой разъём из закреплённого гайкой на шпильке провода большого сечения соединяется непосредственно с плюсовой клеммой аккумуляторной батареи.

Тонкий управляющий провод чаще всего просто соединён с цепью зажигания через контрольную лампочку. Встречаются и иные схемы, когда лампочка имеет собственное управление от специально предназначенного контакта на корпусе.

Принцип работы

Перед началом работы в автомобиле включается зажигание, и на управляющий контакт генератора поступает напряжение через лампочку. Поскольку энергию генератор в этот момент не вырабатывает, то напряжение на контакте отсутствует, и лампочка оказывается под потенциалом аккумуляторной батареи.

Индикатор светится, через обмотку возбуждения протекает начальный ток.

После запуска мотора вращающееся поле обмотки возбуждения на роторе создаёт ответную индукцию в обмотках статора и генератор начинает вырабатывать электроэнергию. Дополнительные диоды поднимают напряжение на контакте лампочки, перепад на ней отсутствует, и она перестаёт светиться, сигнализируя, что всё в порядке, генератор работает.

Электронная схема в реле-регуляторе щёточного узла отслеживает выходное напряжение, увеличивая или уменьшая ток возбуждения, таким образом поддерживая выход на заданном уровне, обычно это 14-15 вольт, в зависимости от типа применённого аккумулятора и его температуры.

Батарея под таким напряжением перестаёт отдавать ток и переходит в режим заряда или удержания, выполняя роль дополнительного фильтрующего элемента, поскольку напряжение генератора пульсирует с частотой трёхфазного выпрямителя.

Если включено много потребителей, а обороты двигателя малы, прибор не в состоянии отдавать требуемую мощность, напряжение уменьшается, а часть потребителей начинает питаться от аккумулятора.

При добавлении оборотов генератор увеличивает мощность, питает потребителей, а избыток её идёт на зарядку аккумулятора. Если батарея заряжена, а мощность избыточна, то реле-регулятор уменьшает ток возбуждения, чтобы не допускать опасного роста напряжения в сети.

Основные неисправности

Проявлением неисправностей становится выход напряжения в сети из заданных пределов, а также посторонние звуки из работающего генератора.

Причины могут быть различными:

  • износ щёточного узла, он заменяется вместе с интегральным реле;
  • глубокий износ коллектора щётками, если его уже невозможно устранить шлифовкой, меняются контактные кольца или якорь в сборе;
  • выход из строя подшипников якоря, их несложно заменить после полной или частичной разборки генератора;
  • выгорание диодов выпрямителя, в настоящее время их не меняют поодиночке, замене подлежит весь диодный мост;
  • короткие межвитковые замыкания или обрывы в якоре или статоре, соответствующие детали меняются;
  • обгорание или коррозия контактов, их тоже можно заменить или очистить.

Не относящейся непосредственно к генератору, но частой неисправностью является сильный свист при добавлении оборотов двигателя. Это свидетельствует о проскальзывании ремня на приводных шкивах, натяжение можно отрегулировать, но лучше такой ремень заменить.

При снятии генератора для ремонта целесообразно сразу поменять диодный мост, подшипники и реле-регулятор со щётками. Так отремонтированный прибор обретёт максимально возможную надёжность, хотя полную гарантию может дать только новый генератор от солидного производителя.

Как проверить автомобильный генератор

В идеале генератор надо проверять на стенде, где он будет раскручен до номинальных оборотов и максимально нагружен с проверкой отдаваемой в таком режиме мощности.

Но можно приблизительно проверить его и не снимая с автомобиля.

  1. К выходной клемме генератора подключается цифровой вольтметр (например, в составе мультиметра).
  2. Двигатель запускается. Показания вольтметра должны увеличиться до номинальных 14 – 14,5 вольт. Исключением станет случай, когда батарея сильно разряжена, тогда напряжение будет расти постепенно, по мере заряда.
  3. Двигатель выводится на средние или высокие обороты, а в автомобиле включаются фары и другие мощные потребители, общей потребностью не превышающие полную мощность генератора. Напряжение должно остаться стабильным, значит генератор отдаёт свою положенную мощность.
  4. От генератора не должно раздаваться характерных воющих звуков изношенных подшипников. При появлении сомнений достаточно снять ремень и прокрутить шкив вручную. Ротор должен вращаться абсолютно плавно, без вибраций и люфтов.

Новый генератор очень надёжен и первые проблемы могут возникнуть лишь после пробега в 100-150 тысяч километров.

Но часто эти приборы ходят значительно больше, особенно с промежуточной заменой щёточного узла.

РадиоКот :: Микроконтролерный реле регулятор.

РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Защита и контроль >

Микроконтролерный реле регулятор.

Предлагаемое устройство предназначено для замены штатного реле-регулятора напряжения в бортсети автомобиля и отличается тем, что поддерживаемое им напряжение зависит от температуры аккумуляторной батареи. Оно не требует налаживания и с помощью сигнальной лампы на приборной панели сигнализирует о некоторых неисправностях системы электропитания автомобиля. Недостатком можно считать необходимость вмешательства в электропроводку автомобиля, так как схема подключения нового реле-регулятора отличается от стандартной. Устройство не предназначено для использования в автомобилях с генераторами, управляемыми по K-Line (Mercedes, BMW и некоторые автомобили концерна VAG).Схема реле-регулятора изображена на рис. 1. Его основа - микроконтроллер ATtiny85-20SU (DD1), который без изменения схемы прибора, его печатной платы и программы микроконтроллера можно заменить на ATtiny25-20SU или ATtiny45-20SU.

С микроконтроллерами других типов приложенные к статье программы работать не будут.

Рис. 1. Схема реле-регулятора

 

 Линия PB0 (вывод 5) микроконтроллера настроена как выход. На ней программа формирует сигнал управления лампой, имеющейся на приборной панели автомобиля. Через эту же лампу на линию PB1 (вывод 6) микроконтроллера поступает сигнал о том, что зажигание включено. Этот вход защищён от выбросов напряжения стабилитроном VD2. Кроме указанного на схеме, здесь пригоден любой стабилитрон на 3,3...4,9 В в подходящем корпусе. Конденсатор C6 подавляет шум стабилитрона. Упомянутая выше сигнальная лампа 12 В, 1,2...1,4 Вт включена в коллекторную цепь транзистора VT1, усиливающего сигнал микроконтроллера.

Номинал резистора R11, указанный не схеме, можно уменьшить до 1 кОм, но нельзя увеличивать. Это связано с тем, что вместе с конденсатором C6 он образует интегрирующую цепь, задерживающую на некоторое время после закрывания транзистора VT1 достижение напряжением на входе PB1 микроконтроллера высокого логического уровня.

Для безошибочного определения включённого и выключенного состояния замка зажигания автомобиля это время не должно быть больше имеющейся в программе задержки. Максимально допустимое сопротивление резистора R11 2,2 кОм определено экспериментально.

Линия PB2 (вывод 7) микроконтроллера через усилитель на транзисторах VT2-VT4 управляет обмоткой возбуждения генератора автомобиля. Обратите внимание, что транзисторы VT2 и VT3 питаются напряжением не 5 В, а 9 В от стабилизатора напряжения на стабилитроне VD3. Это необходимо, чтобы подать на затвор транзистора VT4 напряжение, достаточное для его полного открывания, при котором сопротивление открытого канала этого транзистора и рассеиваемая на нём мощность минимальны. Стабилитрон 1N5239B можно заменить любым другим с напряжением стабилизации 9...10 В.

К линии PB3 (выводу 2) микроконтроллера подключают датчик температуры аккумуляторной батареи автомобиля. Если в качестве этого датчика применён терморезистор RK1 (я использовал приобретённый на сайте https:// www. ebay.com герметизированный, с длинными выводами "NTC Thermistor temperature sensor 10K 1 % 3950"), то вместе с резистором R10 он образует измерительный делитель напряжения. Если датчик - LM335 (BK1), который подключают вместо терморезистора, то через тот же резистор на него поступает напряжение питания. Конденсатор С4 - сглаживающий.

Обратите внимание, зависимости выходного напряжения от температуры у терморезистора и интегрального датчика температуры неодинаковы, поэтому программы микроконтроллера при использовании этих датчиков должны быть разными. В первом случае - это ATTINY85_HTC_10K, во втором - ATTI-NY85_LM335. Конфигурация микроконтроллера в обоих случаях должна соответствовать табл. 1. Она совпадает с первоначально установленной заводом-изготовителем.

Таблица 1

Линия PB4 (вывод 3) микроконтроллера использована как аналоговый вход для контроля напряжения в бортсети. Резисторы R1, R6, R7, R9 образуют делитель этого напряжения для подачи на АЦП микроконтроллера. C1R8C3 - фильтр, сглаживающий пульсации измеряемого напряжения.

Резисторы R2-R5 образуют с конденсатором С2 фильтр питания, а с резистором R17 - балластное сопротивление для стабилизатора напряжения на стабилитроне VD3. Интегральный стабилизатор LM1117-5.0 (DA1) обеспечивает напряжением 5 В микроконтроллер.

Устройство собрано на печатной плате, изображённой на рис. 2. Она рассчитана на установку резисторов типоразмера 1206 для поверхностного монтажа и таких же конденсаторов (за исключением оксидных C2, C7 и C8). К транзисторам VT2 и VT3 особых требований не предъявляется. Те, типы которых указаны на схеме, можно заменить другими маломощными соответствующей структуры с напряжением коллектор-эмиттер не менее 30 В и в корпусе SOT95. Вместо BCX56 подойдёт любой n-p-n транзистор средней мощности в корпусе SOT-89 с допустимыми током коллектора не менее 1 А, напряжением коллектор-эмиттер 30 В и более. При соответствующей доработке платы можно применить подходящие транзисторы и в других корпусах. Например, VT1 - серии КТ815, VT2 - серии КТ315, VT3 - серии КТ361.

Полевой транзистор IRLR2905 имеет сопротивление открытого канала 0,027 Ом, максимальный ток стока - 30 А и корпус TO-252AA. На его месте сможет работать, например, транзистор IRLR2705 (0,04 Ом, 20 А), но он будет выделять заметно больше тепла и потребует более эффективного теплоотвода. Другая возможная замена - полевой транзистор RFP50N06 (0,022 Ом, 50 А). Он довольно популярен в автомобильных УМЗЧ, но имеет корпус TO-220AB.

В качестве замены микросхемы LM1117-5.0 подходят по параметрам многие интегральные стабилизаторы напряжения +5 В. Но все они несовместимы с ней по назначению выводов. Поэтому при замене потребуется вносить коррективы в печатную плату.

Диод 10A7 (VD1, устанавливаемый вне печатной платы) можно заменить любым другим диодом с допустимыми прямым током 10 А и обратным напряжением не менее 100 В.

Печатная плата изготовлена из фольгированного с двух сторон стеклотекстолита, но печатные проводники вытравлены только на одной её стороне. Фольга на противоположной стороне платы сохранена и соединена с общим проводом устройства. После травления в плате сверлят отверстия. Затем вырезают из алюминиевого, медного или латунного листа толщиной 1,5...2 мм пластину-теплоотвод размерами 72x42 мм - немного больше, чем сама плата. Используя плату в качестве шаблона, сверлят в пластине четыре крепёжных отверстия (на рис. 2 эти отверстия большего, чем другие, диаметра).

Предназначенные для не соединяемых с общим проводом выводов деталей отверстия в плате зенкуют со стороны сплошной фольги сверлом большого диаметра, чтобы удалить фольгу вокруг них. Два нижних (по рис. 2) крепёжных отверстия необходимо раззен-ковать со стороны печатных проводников. Выводы деталей, соединяемые с общим проводом, при монтаже следует пропаивать с обеих сторон платы.

Закончив монтаж всех деталей и проверив его, положите на плату со стороны печатных проводников пластину-теплоотвод. Она должна опереться на корпус транзистора VT4 и на две шайбы толщиной 2,3 мм, наложенные на верхние (по рис. 2) крепёжные отверстия. Место соприкосновения теплоотвода с корпусом транзистора желательно смазать теплопроводной пастой. Плату и теплоотвод скрепляют четырьмя винтами с гайками.

После проверки готового изделия в работе его разбирают, покрывают плату несколькими слоями влагозащитного лака (обязательно!), при этом защитив от лака соприкасающуюся с теплоотводом поверхность транзистора VT4 и контакты XT1-XT6, и вновь собирают. Зазор между платой и теплоотводом можно залить термоклеем.

В автомобилях, оборудованных электрогенератором, обмотки статора которого соединены по схеме "звезда" с трёхфазным выпрямительным мостом на шести диодах, новый реле-регулятор подключают по схеме, изображённой на рис. 3. Но предварительно нужно удалить штатные реле-регулятор и реле контроля зарядки аккумуляторной батареи. Места разрыва цепей обозначены на схеме крестами. Отключив от корпуса автомобиля правый (по схеме) вывод сигнальной лампы, соединяют его, как показано на схеме утолщённой линией, с выводом замка зажигания. Диод VD1 (см. рис. 1) в рассматриваемом случае не требуется.

 

Рис. 3. Схема подключения нового реле-регулятора

Если обмотки статора генератора соединены "треугольником", а выпрямитель состоит из девяти диодов, то новый реле-регулятор подключают к нему по схеме, изображённой на рис. 4. Здесь, кроме проводов, шедших к старому реле-регулятору, нужно разрезать ещё один, присоединённый к левому (по схеме) выводу сигнальной лампы.

Рис. 4. Схема подключения нового реле-регулятора

Через диод VD1 (см. рис. 1) обмотка возбуждения генератора питается при включённом зажигании, но остановленном или работающем на малых оборотах двигателе автомобиля. В отсутствие диода VD1 генератор при запуске двигателя работать не начнёт.

Непосредственно от замка зажигания (без диода) напряжение на обмотку возбуждения подавать нельзя, так как в этом случае запущенный двигатель продолжит работать и после выключения зажигания.

Датчик температуры крепят к аккумуляторной батарее липкой с двух сторон лентой, не забыв предварительно обезжирить место крепления. На противоположную датчику и батарее сторону ленты наклеивают небольшую поролоновую пластину. Она предохранит датчик от нагревания горячим воздухом подкапотного пространства.

Пока зажигание выключено, программа микроконтроллера "спит". "Проснувшись" при его включении, она подаёт сигнал "напряжение ниже заданного" - сигнальная лампа часто мигает. Как только после запуска двигателя напряжение генератора достигнет нижнего порогового значения, лампа погаснет, а программа перейдёт в режим стабилизации напряжения. При превышении его верхнего порогового значения программа установит низкий уровень на линии PB2 микроконтроллера, чем закроет транзистор VT4 и отключит обмотку возбуждения генератора. При снижении напряжения ниже нижнего порога программа установит на линии PB2 высокий уровень, открывая транзистор, замыкающий цепь питания обмотки возбуждения. Значения напряжения верхнего и нижнего порогов (включения и выключения обмотки возбуждения) зависят от температуры аккумуляторной батареи жёстко заданы в программе. Они указаны в табл. 2.

По поводу значения напряжения, которое нужно поддерживать, идёт много споров. Теоретически при температуре аккумуляторной батареи -30 оС напряжение должно быть равным 15,9 В. Но как показывает практика, это слишком много для бортовой электроники. А напряжение 12,5 В при прогретой до +50 оС батарее, конечно же, слишком мало. Особенно летом при работающих кондиционере, вентиляторах радиатора и других потребителях тока. Такое напряжение приводит к временному отказу системы ABS. По указанным причинам решено было остановиться на интервале изменения напряжения 12,8...15 В.

Если напряжение остаётся меньшим нижнего порога более 10 с, сигнальная лампа начинает мигать с частотой около 2 Гц. Предусмотрена также индикация неисправности (замыкания или обрыва) в цепи датчика температуры - мигание сигнальной лампы с частотой 0,5 Гц. В этом случае программа удерживает напряжение в пределах 13,8...14 В. Устройство выключается при полном отключении питания либо при снятии питания с сигнальной лампы (выключении зажигания).

Файлы программ(AtmelStudio) и печатной платы (Sprint-Layout 6). В архиве.

Вопросы задаем здесь: https://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=2&t=127157

 

Файлы:
Архив RAR
Изображение
Изображение

Все вопросы в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

генераторы и регуляторы напряжения

Устройство и принцип работы. В систему энергообеспечения автомобиля входят два основных компонента: генераторная установка и накопитель электроэнергии —1 аккумуляторная батарея (АКБ). Генераторная установка предназначена для обеспечения питанием потребителей, входящих в систему электрооборудования, и зарядки аккумуляторной батареи во время работы двигателя. В остальных случаях всю нагрузку потребителей электроэнергии принимает на себя аккумуляторная батарея. Выходные параметры генератора должны быть таковы, чтобы при любых режимах движения автомобиля не происходил прогрессирующий разряд АКБ. Кроме того, напряжение в бортовой сети автомобиля, питаемой генераторной установкой, должно быть стабильно в широком диапазоне частоты вращения ротора и меняющейся мощности нагрузки. Генератор. Генератор современного автомобиля (рис. 4.37), как правило, переменного тока, трехфазный,

со встроенными выпрямительным блоком и электронным регулятором напряжения, который обычно совмещен со щеточным узлом. В основе работы генератора лежит эффект электромагнитной индукции. Курс школьной физики гласит: если катушку пронизывает магнитный поток, то при его изменении на выводах катушки появляется переменное электрическое напряжение. Такие катушки, помещенные в пазы статора (рис. 4.38), представляют собой его обмотки — важ-

нейшей элемент неподвижной части генератора, именно в них генерируется переменный электрический ток. Магнитный поток в генераторе создается ротором. Он представляет собой катушку из медного провода, намотанную на цилиндрический каркас, который располагается в полости, образованной двумя магнитопроводами различной полярности (рис. 4.39). В состав ротора — основной подвижной части генератора — входят также вал и медные контактные кольца.

При его вращении напротив катушек обмотки статора появляются попеременно «северный» и «южный» полю, сы ротора, т. е. направление магнитного потока, пронизывающего обмотки статора, постоянно меняется, что и вызывает появление в них переменного напряжения. Частота вращения ротора основной массы генераторов обычно превышает частоту .вращения коленчатого вала примерно в два (иногда и более) раза. Это достигается уменьшением диаметра приводного шкива генератора относительно шкива коленчатого вала. Для преобразования переменного напряжения в постоянное используется выпрямительный блок (см. схему ге

нератор а на рис. 4.40), расположенный на внутренней части задней крышки генератора. Блок состоит из двух алюминиевых радиаторов и запрессованных в них шести силовых диодов. Питание обмотки возбуждения осуществляется от самого генератора, оно подводится к ней через контактные кольца ротора посредством двух графитовых щеток. Но для того чтобы запустить возбуждение, в момент запуска двигателя на обмотку ротора необходимо подать напряжение с аккумуляторной батареи. После пуска двигателя обмотка возбуждения питается через встроенный интегральный регулятор, с общего вывода трех дополнительных диодов, установленных на выпрямительном блоке. В более ранних генераторах питание обмотки возбуждения осуществлялось только через замок зажигания, который подавал энергию на внешний или встроенный реле-регулятор. Работоспособность генераторной установки автомобиля контролируется аварийной лампой или светодиодом в комбинации приборов. При исправно работающем генераторе после включения зажигания светодиод или лампа должны светиться, а после пуска двигателя — сразу гаснуть. В некоторых зарубежных генераторах (например, фирмы BOSCH) подача первоначального тока возбуждения происходит через контрольную лампу комбинации приборов, мощность потребления которой должна строго cor блюдаться (обычно 2-3 W) , так как от этого зависит начальная частота вращения, при которой генератор начинает работать. При обрыве нити накала контрольной лампы предусмотрен резистор, подсоединенный параллельно ее контактам, который позволяет доехать до места ремонта. Частота вращения ротора генератора при включении его в работу будет несколько выше. Контроль работоспособности генератора на заднепрц. водных моделях ВАЗа осуществляется с помощью дополнительного реле, а целостность нити накала или качества контактных соединений контрольной лампы никак не отражается на работе генераторной установки. Принцип работы ВАЗовской системы контроля генератора следующий. В статическом режиме генератора контакты сигнального реле нормально замкнуты. Контрольная лампа соединяется через них с клеммой замка зажигания и при повороте ключа в положение «Зажигание включено» начинает светиться при обесточенной обмотке реле. Реле одним концом своей обмотки подсоединяется к той же клемме замка зажигания, что и контрольная лампа (или с плюсом АКБ), а вторым, с общей точкой соединения статорных обмоток (см. рис. 4.40 (7) — «нулевая» точка), в которой при запуске генератора появляется отрицательный потенциал, — равнозначный клемме «минус» на АКБ. Реле в этом случае срабатывает и, разомкнув контакты, гасит контрольную лампу. Реле-регулятор. Для того чтобы напряжение бортовой сети автомобиля было стабильно и не зависело от нагрузки и оборотов генератора, существует реле-регулятор. Без регулятора напряжение, развиваемое генератором, будет сильно зависеть от частоты вращения его ротора — чем больше будет частота вращения и сила тока возбуждения, тем больше будет напряжение, развиваемое генератором, соответственно, чем больше сила тока его нагрузки, тем меньше будет напряжение на его выходе. Таким образом, эти факторы не позволят генератору выдавать стабильное напряжение в бортовую сеть автомобиля, не имея устройства, которое отслеживало бы и корректировало его значение. Регулятор исполняет функцию, стабилизатора напряжения, управляя током возбуждения. Практически все регу* ляторы изменяют ток возбуждения ротора путем включения и отключения его обмотки от питающего напряжения .  q увеличением частоты вращения ротора напряжение генератора повышается, и, когда оно начинает превышать установленный уровень (14,2^-14,5 В), выходной транзистор в регуляторе напряжения закрывается, прерывая ток через обмотку возбуждения, напряжение на выходе генератора быстро падает, транзистор в регуляторе открывается и снов а пропускает ток через обмотку возбуждения. Так происходит многократно и с довольно высокой частотой. По этой причине колебания напряжения на выходе генератора практически незаметны, и его можно считать постоянным, поддерживаемым на уровне 13,9-14,5 В. На некоторых генераторных установках для подавления помех применяется конденсатор емкостью 2,2 микрофарады, включаемый параллельно плюсовому выходному выводу генератора. Когда-то генераторные установки были коллекторные, постоянного тока, а реле-регулятор представлял собой громоздкую конструкцию, состоящую из массивного корпуса, двух-трех электромагнитных реле и множества проволочных резисторов. Со временем стали применять генераторы переменного тока, реле осталось только одно, габариты уменьшились втрое, надежность повысилась, но стабильность напряжения оставалась неприемлемой. Точнее, неприемлемой она была для разного рода электроники, которая неумолимо год за годом завоевывала позиции как под капотом, так и в салоне автомобиля. Настал момент, когда появились сначала отдельные, а затем и встроенные интегральные регуляторы напряжения, которые по стабильности Основных параметров выходного напряжения полностью удовлетворяют потребности электронных устройств. Их последние модификации представляют собой небольшую «таблетку», совмещенную со щеточным узлом, обладающую высокой надежностью, малыми габаритами, вполне стабильными параметрами и не требующую никакого обслуживания в процессе всего срока эксплуатации. Ремонт генераторов. Все современные генераторы переменного тока по конструкции похожи друг на другаиногда, судя только по внешнему виду, довольно трудно определить принадлежность к той или иной фирме. Как показывает практика, генератор — агрегат довольно долговечный, срок его службы нередко равен сроку службы самого автомобиля. Ресурс отечественных генераторов до первого капитального ремонта нередко превышает 150—200 тыс. км пробега автомобиля. Импортные «ходят» и того больше — 300-350 тыс. км, для некоторых моделей и это далеко не предел. В период эксплуатации генератора его параметры со временем неуклонно ухудшаются, положение усугубляют пыль, влага и агрессивные реагенты, беспрепятственно проникающие внутрь через широкие окна охлаждения корпуса, поэтому генератор требует периодического обслуживания и ремонта. Момент, когда наступает необходимость обслуживания, подскажет инструкция по техническому обслуживанию (ТО) или пониженное бортовое напряжение (замеряется вольтметром между массой автомобиля и выходной клеммой генератора, которая обозначается как «30» или «В-f»). На оборотах около 18002000 об/мин напряжение без нагрузки должно соответствовать 13,9-14,5 В, а нагрузка в 15-20 А не должна «просаживать» его более чем на 0,3-0,4 В. Если это не так, попробуйте для начала очистить щетки от гряз# и пыли (или установите новые, если ресурс их уже на исходе). Затем ветошью, пропитанной бензином, не снимая генератор, через щеточный проем необходимо промыть контактные кольца (для этой несложной операции необходимо снять приводной ремень). Смонтировав щеточный узел обратно, вновь проводим вышеописанные замеры. Если получили приемлемый результат — хорошо, в противном случае необходимо снять генератор с автомобиля и сделать ему серьезную профилактику. Перед тестом не забудьте проверить натяжение приводного ремня и качество электрических соединений (особенно крепление выходной силовой клеммы генератора). Профилактику необходимо проводить и в случае значительных внутренних загрязнений, снижающих теплоотвод от нагревающихся деталей, заодно имеет смысл очистить и подтянуть внутренние контактные соединения, подправить стеклянной наждачной бумагой контактные кольца и пополнить свежей смазкой оба подшипника. Делается это без снятия последних с вала ротора путем аккуратного вскрытия внешних крышек уплотнения и последующей промывки в керосине или бензине. Смазку закладывайте типа «Литол-24» или аналогичную по параметрам, в объеме две третьих от свободного пространства. Обслуживая привод, четко следуйте инструкции на конкретный автомобиль. Перетяжка ремня перегрузит не только сам ремень, но и подшипники ротора, что негативно скажется на ресурсе как генератора, так и привода. Недотянутый ремень влечет за собой порчу аккумулятора вследствие недозаряда, перегрев и быстрое разрушение рабочих поверхностей самого ремня и ускоренный износ рабочих поверхностей цриводных шкивов. Пристального внимания требует новый ремень, так как в первоначальный период своей работы он имеет склонность к повышенному удлинению. скорее всего, следствие контакта еще не притертых щеток с кольцами коллектора. Для уточнения предположения, необходимо временно демонтировать щеточный узел. Если скрип после этого не исчезает, вероятнее всего, его источником является какой-либо из подшипников, в который забыли заложить смазочный материал. Заметное осевое или радиальное перемещение ротора в корпусе генератора говорит о том, что с подшипниками что-то не в порядке. У нового генератора это обычно брак при изготовлении посадочных отверстий под внешние кольца подшипников (прослаблена посадка). У бывших в употреблении генераторов к причине этой неисправности можно добавить износ самих подшипников либо износ их посадочных поверхностей как на валу ротора, так и в крышках корпуса (что наблюдается гораздо чаще). Обычно осевое перемещение ротора у генератора, уже бывшего в эксплуатации, говорит о скорой замене подшипников, так как внутреннее кольцо переднего подшипника не в состоянии свободно перемещаться по валу ротора вследствие особенности конструкции (гайка шкива крепко стягивает через переходную втулку ротор, внутреннее кольцо подшипника, втулку и шкив). В случае если у генератора имеется радиальный зазор ротора при отсутствии излишнего осевого перемещения , это говорит только о том, что посадка под внешние кольца подшипников прослаблена. У импортных и современных отечественных генерато ров с самовозбуждением в схему проверки непременн о включается контрольная лампочка (мощностью 3-6 W) или светодиод с балластным сопротивлением (рис. 4.41) между плюсом источника и клеммой «D+», инач е Да5К б работоспособный генератор работать не будет.

Окончательный и наиболее точный «диагноз» как новому, так и побывавшему в эксплуатации генератору можно поставить с помощью мотор-тестера или любого широко распространенного радиотехнического осциллографа, например, С1-68, способного работать как от сети с напряжением 220 В, так и от аккумуляторной батареи. Снять осциллограмму при работающем двигателе можно, подсоединив его вход между массой автомобиля и выходной клеммой («30» или «В+»). Обороты двигателя при снятии осциллограмм должны находиться в пределах 1400-1600 об/мин, при этом иногда необходимо изменять нагрузку генератора. Внешний вид осциллограмм при подавляющем большинстве неисправностей показан на рисунках 4.43-4.47 (для сравнения на рисунке 4.42 представлена осциллограмма, снятая с выходного вывода исправного генератора). Этот универсальный прибор позволяет не только визуально отслеживать выходное напряжение, но и получить информацию о состоянии выпрямительного узла без снятия генератора с автомобиля и отследить возникающие помехи в бортовой сети. Такие помеха обнаруживаются чаще всего посредством встроенного радиоприемника, осциллограмма в этом случае выглядит, как на рисунке 4.47.

Реле-регулятор (если он конструктивно устанавлив а ется вне корпуса генератора) лучше применять полупр о водникового типа, с ним меньше возни при обслуясив а нии (следить необходимо только за состоянием контак 

тов), при этом выходное напряжение генератора значительно стабильнее. Проверить его рабочий интервал напряжений можно с помощью блока питания, способного плавно изменять напряжение от 10 до 20 В, с рабочим током более 3 А (рис.0,3 В. После того как напряжение превысит эту отметку, лампочка (ток амперметра) должна резко погаснуть (исчезнуть). Вращая ручку регулятора напряжения в обратную сторону, в том же секторе шкалы вольтметра следует ожидать возрастание тока в цепи (или появления напряжения на спирали контрольной лампочки), в противном случае регулятор неисправен и его следует заменить. Если диагностика показывает, что генератор неисправен, проводим следующие действия: 1. Снимаем его с автомобиля, предварительно ослабив натяжение ремня, отключив идущие к нему провода и массу от аккумулятора. 2. Тщательно очистив поверхность узла от грязи и окислов, подвергаем его наружному осмотру. 3. Заедания и скрипы при вращении ротора, а также трещины на крышках не допускаются. 4. Заметные радиальные и осевые перемещения вала сообщат вам о скором выходе подшипников из строя. Разборка генератора. Разборку генератора производим по следующей схеме: 1. Открутив два винта, снимаем щеточный узел (он часто совмещен в одном блоке с интегральным регулятором). Предупреждение! Пропустив эту операцию, рискуете повредить внешним кольцом подшипника щетки и щеткодержатель при демонтаже задней крышки. 2. Зажимаем шкив в тиски через мягкие прокладки или, что предпочтительнее, старый генераторный ремень набрасываем на шкив, зажимаем конец ремня таким образом, чтобы он плотно его охватывал (здесь необходимо проявлять аккуратность, обычно его металл тонок и возможна деформация), откручиваем крепежную гайку и снимаем с оси ротора шайбу. 3. Съемником или посредством двух широких длинных отверток, прилагая равномерные усилия с двух сторон, аккуратно спрессовываем шкив с вала ротора (для генераторов, имеющих напрессованный шкив). Не забывайте про шпонку, которая, имея небольшие габариты, может легко затеряться. 4. Снимаем дистанционное колечко шкива и демонтируем заднюю крышку, отвернув соответствующий крепеж. 5. Самой сложной операцией является демонтаж вала ротора из внутреннего кольца переднего подшипника, который довольно часто подвергается коррозии. В отличие от заднего, он до запрессовки на вал крепится тонкой пластиной к передней крышке, крепеж которой недоступен в собранном состоянии. Разборка с помощью молотка в таких случаях недопустима, здесь следует применять подходящий съемник, предварительно обработав места посадки смазочно-проникающей жидкостью типа WD-40 или, на крайний случай, керосином. Краткая справка: WD-40 — смазочно-проникающая жидкость, служит для смазки труднодоступных мест, таких как механизмы замочных скважин, дверных петель и т. д. Она особенно хороша в зимних условиях, так как прекрасно вытесняет воду. Поставляется в небольших баллончиках (под давлением), с трубочкой для удобства доставки и экономии средства. 6. При необходимости спрессовываем съемником подшипники ротора и демонтируем выпрямительный блок с задней крышки генератора. 7. Тщательно очищаем все детали с помощью керосина и потока сжатого воздуха, сразу отбраковывая явно дефектные. Рассмотрим все встречающиеся виды повреждений отдельно для каждой части генератора. Шкив — визуально должны отсутствовать биения рабочих плоскостей (по этому параметру необходимо проверять и новые изделия). Ремень, натянутый на шкив, не должен касаться нижней части конусного углубления (так как любой клиновой ремень передает нагрузку только своими боковыми частями). Рабочие части шкива не должны иметь задиров и ступенчатой выработки, в противном случае частые замены приводного ремня неизбежны. Верный признак износа рабочих поверхностей шкива— проскальзывание ремня, даже если он натянут с необходимым усилием (при резком открытии дроссельной заслонки и нагруженном генераторе слышен противный свист). Затем проверяем плотность посадки шкива на вал р°" тора (справедливо только для шкивов с прессовой посадкой), шкив не должен заметно болтаться из стороны в сторону (это касается и нового изделия).  Все сказанное (кроме проверки конусных рабочих поверхностей) справедливо для генераторов с плоским приводным ремнем. Передняя и задняя крышки — дефекты в основном затрагивают посадочные поверхности под подшипники. В случае неплотной их посадки крышки меняют или, в крайнем случае, наносят на внешние кольца подшипников краску, олово или «холодную» сварку, в зависимости от степени износа отверстия (в этих случаях поверхность обезжиривают, а в случае облуживания дополнительно протравливают паяльной кислотой). Ротор — самый распространенный дефект — потеря электрического контакта между кольцами и обмоткой в местах заделки проводов (проверяется омметром или лампочкой на 12 В по схемам рис. 4.49 и рис. 4.50 соответственно). Если в работе наблюдался «плавающий» дефект генератора, рекомендуется пропаять эти места (при этом применение кислотных флюсов запрещается, так как они проводят электрический ток, вполне надежное соединение получается с помощью спиртового раствора обычной канифоли). л :. Когда визуально наблюдаются следы перегрева обмоточного провода (локальное потемнение изоляции), имеет место быть межвитковое замыкание или, что реже, замыкание катушки возбуждения на корпус.

После разборки генератора проводят проверку целостности изоляции между корпусом ротора и обмоточным проводом. Способов проверки существует несколько. Проверка мегомметром (рис. 4.51) — самый надежный и вполне безопасный. Для проверки достаточно прибора с рабочим напряжением на выходе до 500 В. Подсоединяем один провод прибора к металлической части ротора, другой— к одному из контактных колец (предварительно проверив целостность обмотки возбуждения). В случае хорошей изоляции прибор не должен показывать менее 500 килоом.

Предупреждение! Следует учесть наличие высокого напряжения на выходных клеммах прибора, касаться токоведущих частей во время замера сопротивления изоляции, опасно! Приемлемые результаты можно получить с помощью лампочки (рис. 4.52) на 12 В (мощность некритична), подсоединенной последовательно через штатный аккумулятор, зарядник, блок питания (лампочка в случае нормальной изоляции гореть не должна), или обычного тестера (рис. 4.53), стрелка которого в режиме десятков кОм, если изоляция в порядке, отклоняться не должна.

Существует еще один надежный способ проверки (рис. 4.54): осветительная или сигнальная лампочка накаливания на 220 В подсоединяется последовательно через сетевую розетку с проверяемым ротором (в случае хорошей изоляции лампочка гореть не должна). Предупреждение! Этот способ наиболее опасен, поэтому соблюдение правил техники безопасности.* не касаться токоведущих и заземленных металлических частей, плоскость стола должна быть изготовлена из изоляционного материала и т. д. — строго обязательно! Проверка качества изоляции мегомметром или с помощью сетевой лампочки дает наиболее точную картину состояния изоляции обмотки возбуждения. Возникает вопрос: почему применение способов контроля изоляции именно с помощью относительно высокого напряжения приносит наиболее точный результат? Ответ довольно прост: применение низкого напряжения не дает полной картины состояния изоляции, так как оно не способно пробить воздушный промежуток или слой грязи между металлом детали и проводами, имеющими трещины изоляционного слоя. В случае попадания влаги на такую поверхность возникают токовые перемычки, так как вода (особенно с

солью в зимний период) — отличный проводник электричества. Исходя из этого, любую изоляцию необходимо проверять с помощью повышенного напряжения (обязательно отсоединив электронные компоненты схемы). Межвитковые замыкания в обмотке ротора, если не применять специального прибора, можно определить косвенно по двум параметрам. Это — сопротивление обмоточного провода (замеряется тестером в режиме омметра) и ток потребления (замеряется тестером в режиме амперметра). Далее результаты замеров сравниваем с показаниями прибора на заведомо исправном генераторе или с табличными значениями. Здесь следует учесть, что, если межвитковое замыкание необширно, обычным тестером отследить его не удастся. Краткая справка: широко распространенные генераторы имеют сопротивление обмотки возбуждения при температуре окружающей среды +15-25 °С, Ом: 1. Г221А — 4,1-4,5 (500 витков провода ПЭТВ-1 диаметром 0,68 мм ). 2. Г222 — 3,5-3,9 (485 витков провода ПЭТВ-1 диаметром 0,71 мм). 3. Г250 — 3,5-3,9 (680 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,57 мм ). 4. 37.37.01 — 2,5-2,7 (420 витков провода ПЭТВ-1 диаметром 0,8 мм). 5. 9422.3701 — 2,3-2,7 (устанавливается на двигатели ЗМЗ-406). Если в наличии имеются только вольтметр, амперметр и паспортное значение сопротивления обмотки, поступаем следующим образом:подсоединяем вольтметр (со шкалой до 15-20 В) параллельно контактным кольцам генератора, к этим же кольцам подсоединяем последовательную цепь из аккумулятора (или стабилизированного блока питания на 10-15 В, 3 А), предохранителя (на 2—3 А) и амперметра (со шкалой до 5 А). Сопротивление обмотки ротора определяем по формуле* R=U/I, где R — сопротивление в омах; U —- напряжение в вольтах; I — ток в амперах. Следует учесть, что вследствие некоторой погрешности приборов, расчетные данные могут отличаться от действительных (обычно на десятые доли ома). Далее сравниваем полученные значения с паспортными данными, и если сопротивление окажется существенно мень ше, то обмотку перематываем или меняем ротор в сборе. Контактные кольца, в зависимости от износа, следует зачистить (стеклянной наждачной бумагой зернистостью 80 либо 100 единиц) или проточить (на токарном станке д о исчезновения следов износа) с последующей полировкой. Только после этих операций рекомендуется менять, если это необходимо, оба подшипника. Почему сразу оба? Потому что, несмотря на различия в размерах, ресурс их почти равнозначен, и если выходит из строя один из них, замена второго не за горами. Технология замены следующая: с помощью съемника спрессовать подшипники. Затем приспособлением, изготовленным из отрезка трубы подходящего диаметра, аккуратно запрессовать новые до упора (ударами по внутреннему кольцу). В эксклюзивных генераторах иномарок, при удовлетворительном состоянии подшипников, их промывают керосином (осторожно сняв защитные шайбы), продувают струей воздуха и закладывают новую смазку (типа: ЦИАТИМ-221, № 158 и др.) в объеме, не превышающем 2/3 от свободного пространства между телами качения. Статор — его основные неисправности возникают вследствие замыкания на корпус или обрыва обмоточ ных проводов. Нередки и межвитковые замыкания. Обрыв легко определить с помощью тестера (в реяс#ме омметра) или низковольтной лампочки и источника я0 ' тания, соединив их последовательно. Убедившись в том, что обрывы в обмотке отсутствуют, переходим к проверке качества изоляции между проводами и массой статора. Способы проверки такие же точно, что и для ротора (рис. 4.55-5.57). Межвитковое замыкание определяют специальными приборами (например, отечественным типа ПДО-1 (рис. 4.58) или микроомметром путем сравнения сопротивления трех одинаковых обмоток между собой. При различных показаниях прибора, имеет место быть межвитковое замыкание и статор необходимо заменить.

Иногда наблюдается замыкание между собой железа пластин статора вследствие контакта с вращающимс я металлом ротора (по причине разрушения подшипнико в или их посадочных мест). В таких случаях статор следует поменять. Выпрямительный блок — основными неисправностя ми являются пробой или обрыв полупроводниковых диодов, замыкание пластин между собой или на корпус. Диоды пррверяются низковольтной лампочкой или тестером в режиме «единицы килоом», учитывая особенность полупроводников проводить ток только в одну сторону Если при последовательном соединении лампочка загорается (стрелка прибора не отклоняется), меняем ко#' лампочкой A/W v о 2 цы диода местами. Если эффект тот же — диод в обрыве, загорелась (стрелка отклонилась вправо почти до упора) — диод в порядке. В случае пробоя диод ведет себя-, как обычный кусок провода. Менять выпрямительный блок лучше целиком, исходя из того, что при перезапрессовке полупроводников нарушается тепловая передача от корпуса диода на пластину (служащую, кроме всего прочего, теплоотводом), да и оставшиеся неповрежденными полупроводники вследствие перегрузки могут подсесть и не выдавать положенных параметров. Если все же возникает необходимость в их поэлементной замене, то: 1. Запрессовывайте новый диод с применением теплопроводящей пасты (белого цвета, бывает в-отделах радиодеталей). 2. Обращайте внимание при подборе диода на полярность (внешне одинаковые диоды могут иметь на корпусе как катод, так и анод) и максимальный допустимый ток (он должен быть не меньше, чем у заменяемого элемента). 3. Такой параметр, как максимальное рабочее напряжение, можно не учитывать (у генераторных диодов оно примерно одинаковое). Некоторые генераторы (например,J37.3701 или 94.3701) дополнительно содержат три выпрямительных диода для питания обмотки возбуждения, которые проверяются аналогично проверке диодов выпрямительного блока. Щеточный узел — дефекты этого узла заключаются в основном в износе или зависании щеток. Если величина выступания последних приемлема (для Щеток генераторов автомобилей семейства ВАЗ она не менее 5 мм, а для щеток генераторов «Газели» — не менее 8 мм для отдельных щеток и 4,5 мм для щеток встроенного реле-регулятора), узел, очищают от продуктов износа и продувают сжатым воздухом. Проверка на внутренний обрыв проводников осуществляется с помощью аккумулятора и лампочки на 12 В и ясна из рисунка 4.59 (если проводники в порядке, лампочка должна ярко гореть). Для уменьшения износа контактных колец генератора перед установкой нового щеточного узла необходимо убедиться в величине давления щеток на кольца ротора. Технология проверки следующая. Каждой щеткой через подходящую проставку нужно поочередно надавить на чашку весон с таким расчетом, чтобы выступающий конец щетки оставался на уровне 3 мм от держателя. Показания стрелки весов в этом случае должны находиться в пределах: 1. Г221 — 4-4,4 Н (0,40-0,44 кгс) ; 2. Г250 — 1,8-2,6 Н (0,18-0,26 кгс) ; 3. Г502 — 2,1-2,7 Н (0,21-0,27 кгс) . В импортных генераторах желательно применять фирменные щетки (обычно они поставляются в сборе с интегральным регулятором). Несмотря на их относительно большую цену, как показывает практика, импортные щетки гораздо мягче и, соответственно, меньше изнашивают контактные кольца. Конденсатор — дефекты конденсаторов характеризуются внутренним обрывом или пробоем изоляции обкладок, реже потерей емкости (которая, как правило, долж-

на быть в среднем 2,2 микрофарады, замеряется специальным прибором). Деталь проверяется посредством мегаомметра (на малом напряжении) или тестера (на шкале 1-10 мегаом). Если конденсатор в норме, то в момент присоединения прибора стрелка сначала должна отклониться в сторону уменьшения сопротивления, а затем плавно вернуться к началу шкалы. В остальных случаях (стрелка не возвращается или це движется) требуется замена конденсатора. По возможности конденсатор стоит проверять с помощью методов, предусматривающих применение высокого напряжения, по тем же причинам, что и при проведении проверки изоляции обмоток. Сборка генератора осуществляется в обратной последовательности, после чего проверяется легкость вращения ротора от руки и отсутствие замыкания на корпус контакта «30» либо (в зависимости от типа генератора) «+», «В», «В+», «ВАТ». Проверка осуществляется с помощью лампочки накаливания на 12 Вольт или тестером (на шкале омы). Перед установкой на автомобиль проверяем генератор, подав на него напряжение. Ротор в этом случае при попытке его вращения рукой должен заметно притормаживать.

Как проверить регулятор напряжения генератора: схема, фото

Сломался авто?
Мы все починим!
+7 (961) 014-5673
+7 (915) 732-0659
Звоните!

Большинство автовладельцев знают о важности такого узла, как регулятор величины напряжения, но мало кто понимает принцип его устройство и работы. Стоит напомнить, что такой прибор очень важен, ведь только с его помощью происходит стабилизация напряжения на выходе генератора.

Схема корректировщиков вольтажа бывает механической и электронной. Первые модели уже устарели, в основе их работы лежит электрическое реле. К примеру контроллер напряжения отечественного автомобиля ВАЗ (в первых моделях) был именно такого типа. Схема устройства отличалась массой недостатков, а достоинство попросту не было. Такие модели нуждались в постоянной проверке и даже регулировке.

Схема реле – регулятора электронного типа работает на базе ключей, симисторов и тиристоров. Такие модели отличаются высочайшей надежностью, так как тут нет ни контактов, ни других движущихся частей. В роли силовых элементов выступают кристаллы полупроводников. Проверить контроллер напряжения такого типа очень просто, если знать его технологические особенности.

Устанавливаемые на новые генераторы, модели электронного вида, обычно крепятся на сам генератор и монтируются в одном корпусе со щетками, там же установлена и электронная схема. Устройства способны точно регулировать вольтаж, свойства полупроводниковых элементов не меняются со временем.

Регулятор электронного типа, состоит из следующих частей:

  • корпус;
  • графитовые щетки;
  • схема управления;

Проверить датчик напряжения можно по свету фар, которые, при его поломке, зависят от оборотов двигателя, излишней или недостаточной зарядке аккумуляторной батареи. В первом случае выкипает электролит, бывает, что в салоне даже ощущается запах горелой проводки, во втором, аккумулятор садится и двигатель не запускается.

Демонтаж узла

Если неисправно само реле, проверить его достаточно легко. Для снятия пришедшей в негодность схемы достаточно одной лишь отвертки. Разбирать сам генератор или снимать его не нужно, щетки с контроллером напряжения установлены под защитной крышкой на задней его части. Не придется даже послаблять привод генератора.

Порядок снятия регулятора напряжения:

  1. Отсоедините аккумуляторную батарею.
  2. Отключите разъем регулятора.
  3. Открутите болты, крепящие устройства к генератору.
  4. Вытащите деталь.

Проверка работоспособности

Чтобы проверить деталь, изначально осмотрите его графитовые щетки, если они меньше чем 0,5 см, запасную часть нужно заменить. Пытаться припаять щетки собственноручно – означает поставить под угрозу надежность собственного автомобиля.

Для проверки регулятора нам понадобится источник питания, который может менять выходной вольтаж в диапазоне 10 - 18 В. Нужна также и лампочка. Мощностью в 2 - 3 Вт и напругой 12 В (можно заменить мультиметром). Схема подключения следующая: Плюс от блока питания подается на разъем в корпусе регулятора (обычно он единственный), отрицательный провод на корпус детали.

Лампочку подключают между двух щеток. Когда вольтаж источника питания составляет 12 В, лампочка должна светиться. Медленно добавляйте мощность блока питания и если модуль рабочий, то, как только вольтаж станет 15 В, лампочка должна погаснуть. Если же она не светится ни при каком значении или светится постоянно, деталь нужно менять. Также, если лампочка гаснет, например, при 13 В, узел будет обеспечивать недостаточный вольтаж и его можно считать нерабочим.

Вместо лампочки можно воспользоваться и мультиметром (прибор для измерения электрических параметров). Но работать с мультиметром цифрового типа не так удобно, его скорость срабатывания меньше нежели у обычной лампочки накаливания.



Электронный регулятор напряжения бортовой сети авто

Автор admin На чтение 3 мин. Просмотров 22.2k. Опубликовано

Электромеханический, в котором с помощью вибрирующих контактов изменяется ток в обмотке возбуждения генератора переменного тока. Работа вибрирующий контактов обеспечивается таким образом, чтобы с ростом напряжения бортовой сети уменьшался ток в обмотке возбуждения. Однако вибрационные регуляторы напряжения поддерживают напряжение с точностью 5-10%, из-за этого существенно снижается  долговечность аккумулятора и освети тельных ламп автомобиля.
Электронные регуляторы напряжения бортовой сети типа Я112 , которые в народе называют “шоколадка”. Недостатки этого регулятора известны всем – низкая надежность, обусловленная низким коммутационным током 5А и местом установки прямо на генераторе, что ведет к перегреву регулятора и выходу его из строя. Точность поддержания напряжения остается, несмотря на электронную схему, очень низкой и составляет 5% от номинального напряжения.

Вот поэтому я решил сделать устройство, которое свободно от вышеизложенных недостатков. Регулятор прост в настройке, точность поддержания напряжения составляет 1% от номинального напряжения. Схема, приведенная на рис.1 прошла испытания на многих автомобилях, в том числе и грузовых в течение 2-х лет и показала очень хорошие результаты.


Рис.1.

Принцип работы

При включении замка зажигания напряжение +12В подается на схему электронного регулятора. Если напряжение, поступающее на стабилитрон VD1 с делителя напряжения R1R2 недостаточно для его пробоя, то транзисторы VT1, VT2 находятся в закрытом состоянии, а VT3 – в открытом. Через обмотку возбуждения протекает максимальный ток, выходное напряжение генератора начинает расти и при достижении 13,5 – 14,2В возникает пробой стабилитрона.

Благодаря этому открываются транзисторы VT1, VT2, соответственно транзистор VT3 закрывается, ток обмотки возбуждения уменьшается и снижается выходное напряжение генератора. Снижения выходного напряжения примерно на 0,05 – 0,12В достаточно, чтобы стабилитрон перешел в запертое состояние, после чего транзисторы VT1, VT2 закрываются, а транзистор VT3 открывается и через обмотку возбуждения снова начинает протекать ток. Этот процесс непрерывно повторяется с частотой 200 – 300 Гц, которая определяется инерционностью магнитного потока.

Конструкция

При изготовлении электронного регулятора, следует обратить особое внимание на отвод тепла от транзистора VT3. На этом транзисторе, работающем в ключевом режиме, 1ем не менее выделяется значительная мощность, поэтому его следует монтировать на радиаторе. Остальные детали можно разместить на печатной плате, прикрепленной к радиатору.

Таким образом, получается очень компактная конструкция. Резистор R6 должен быть мощностью не менее 2Вт. Диод VD2 должен иметь прямой ток около 2А и обратное напряжение не менее 400В, лучше всего подходит КД202Ж, но возможны и другие варианты. Транзисторы желательно применить те, которые указаны на принципиальной схеме, особенно VT3. Транзистор VT2 можно заменить на КТ814 с любыми буквенными индексами. Стабилитрон VD1 желательно установить серии КС с напряжением стабилизации 5,6-9В, (типа КС156А, КС358А, КС172А), при этом увеличится точность поддержания напряжения.

Настройка

Правильно собранный регулятор напряжения не нуждается в особой настройке и обеспечивает стабильность напряжения бортовой сети примерно 0,1 – 0,12В, при изменении числа оборотов двигателя от 800 до 5500 об/мин. Проще всего настройку производить на стенде, состоящем из регулируемого блока питания 0 – 17В и лампочки накаливания 12В 5-10Вт. Плюсовой выход блока питания подключают к клемме “+” регулятора, минусовой выход блока питания подключают к клемме “Общ”, а лампочку накаливания подключают к клемме “Ш” и клемме “Общ” регулятора.

Настройка сводится к подбору резистора R2, который изменяют в пределах 1-5 кОм, и добиваются порога срабатывания на уровне 14,2В. Это и есть поддерживаемое напряжение бортовой сети. Увеличивать его выше 14,5В нельзя, поскольку при этом резко сократится ресурс аккумуляторов.

Что делать, если сломался регулятор напряжения автомобиля

Автор admin На чтение 3 мин. Просмотров 5.3k. Опубликовано

Регулятор напряжения автомобиля ответственен за непрерывное (в автоматическом режиме) изменении силы тока возбуждения генератора для поддержания напряжения, выдаваемого генератором, в заданных пределах даже при изменении скорости вращения ротора.В данном обзоре рассмотрим, что же это, собственно такое, регулятор напряжения, как диагностировать неполадки в его работе, и что делать, если сломался регулятор напряжения автомобиля.

Причины, из-за которых вероятно сломался регулятор напряжения, могут быть различными. Это могут быть последствия замыкания диодного моста, или замыкания щеток генератора. После подобного генератор либо прекращает свою работу, либо начинает выдавать неконтролируемое напряжение, зависящее только от оборотов ротора (напряжение может достигать 15-20-и более вольт, все зависит от возможностей генератора).

Еще одной причиной выхода из строя регулятора напряжения может быть сдвиг напряжения стабилизации. То есть напряжение остается стабильным, но либо завышенным, либо пониженным.

Диагностируя неправильную работу энергосистемы автомобиля, не стоит торопиться с выводами относительно причин её вызывающих. Так, проблемы с силовой проводкой можно принять за неверную работу генератора. Это будет ошибка, которая в некоторых случаях может привести к неприятным последствиям.

Чтобы осуществить точную диагностику работы регулятора напряжения, нужно проверить напряжение на щетках. Для этого понадобится вольтметр классом точности не ниже 1,0. Перед замером автомобиль нужно «погонять» на средних оборотах около 15 минут. Замер осуществляют при включенных фарах между корпусом генератора и клеммой «30». Нормальное значение напряжения находится в диапазоне напряжения между 13,6 и 14,6В.

 

Если аккумуляторная батарея постоянно перезаряжается или недозаряжается, регулятор напряжения необходимо заменить.

Снятый регулятор напряжения можно дополнительно проверить. Делая это самостоятельно лучше проверять работу регулятора напряжения в сборе со щеткодержателем, что позволит сразу обнаружить недостаточный контакт выводов щеток и выводов регулятора напряжения, или обрыв выводов щеток. Для проверки поочередно подключаем 1-3 ватную, 12-тивольтовую лампу к выводам регулятора напряжения к источнику питания вначале 12Вт, затем 15Вт. Если лампа сначала светится, а затем нет (или наоборот) – значит регулятор исправен. Если во всех случаях лампа светится – это признак пробоя в регуляторе, если лампа во всех случаях не светится – признак плохого контакта между выводами регулятора и выводами щеток.

 

Естественно, если вышел из строя регулятор напряжения – его необходимо срочно менять. Этот момент даже не обсуждается.

Но что сделать, если сломался регулятор напряжения автомобиля, а до ближайшего магазина запчастей еще ехать и ехать. Может помочь результат народной смекалки. Так, на ВАЗовской классике можно опробовать следующий рецепт. Из правой фары извлекается лампа головного света. Одна из её спиралей (в случае, если спираль не одна), подсоединяется к клеммам, снятым с негодного регулятора.

 

Утверждается, что в таком случае аварийная лампа должна погаснуть, а лампа-«регулятор» засветится в полнакала.

Правда следовать, или не следовать подобному совету – целиком решать вам. Ведь не забывайте, что только вы вправе решать, что делать с автомобилем и как его ремонтировать. Гораздо лучшим будет своевременно проводить диагностику систем автомобиля, а в случае с отечественными автомобилями – возить с собой регулятор напряжения в сборе со щетками.

Регулятор

- конструкция и принципы работы

Такое устройство, как реле-регулятор, состоит из трех необходимых частей - реле обратного тока, регулятора напряжения и ограничителя тока. В корпусе устройства есть три сопротивления. Кузов к электромашине крепится специальными лапами с прорезями, в которых установлены амортизаторы и имеются отверстия для болтов. Через стальную покрышку и верхние лапы устройство подключается к машине. Под ввинчиваем несколько саморезов в крышку и кладем полоску резины.Корпус вместе с крышкой окрашен эмалью.

Реле-регулятор напряжения необходимо для стабилизации напряжения на выводах генератора в случае увеличения числа оборотов якоря, сервисного отключения. Без этого реле повышение напряжения может иметь негативные последствия. При малом количестве оборотов реле-регулятор вообще не работает.

Конструкция таких устройств, как реле-регулятор, достаточно проста: ярмо, сердечник, намагничивающая обмотка, магнитный шунт, якорь (вибратор), винтовые пружины, подвеска, кронштейн, вольфрамовые контакты, регулировочная пластина, винты для пластины и клемм.Якорь притягивается к сердечнику, когда через его обмотку проходит ток, однако пружина всегда будет удерживать контакты в нормальном закрытом положении. Изменить силу, с которой растягивается пружина, можно, сложив скобу. Изменить зазор между сердечником и якорем можно регулировочной пластиной.

При увеличении напряжения на выводах генератора увеличивается и напряжение в обмотке возбуждения. При малой скорости вращения контакты якоря будут замкнуты, так как магнитный поток, создаваемый током в сердечнике обмотки, слишком мал.Для увеличения скорости вращения якоря увеличивается и напряжение на выводах. Это повысит и ток в обмотке. Вместе с увеличением силы тока увеличится магнитный поток. Под действием магнитного потока якорь будет притягиваться к сердечнику. Контакты откроются, и цепь разорвется. Когда напряжение падает, контакты замыкаются под действием пружины на якоре, и сопротивление отключается от цепи. Этот процесс непрерывно сопровождается изменением числа оборотов якоря.Таким образом, увеличение напряжения нагрузки при увеличении оборотов будет ограничиваться включением сопротивления в цепь.

Рекомендуемые

Настройки IPTV «Ростелеком». Каналы IPTV

Аналоговое ТВ постепенно уходит на второй план. Его место более быстрым темпом занимает бесплатный IPTV Ростелеком. И это действительно удобно, потому что цифровые каналы лучше выглядят за счет лучшего изображения, звука. Но для начала нужно уточнить некоторые моменты ....

IMEI: как сменить телефон самостоятельно

Если вам нужно сменить IMEI на телефоне, эта статья предоставит полную и верную информацию о том, что такое код IMEI, какой для чего он нужен и как его изменить.Что такое IMEI? Возможно, вы уже сталкивались с этим понятием, значит, вы знаете, что ...

Стиральная машина Bosch MAXX 4: инструкция по эксплуатации

Всем известный производитель Bosh, прежде чем представить миру еще одну новинку, не только проводит множество испытаний, но использует все доступные методы для обеспечения максимальной безопасности. Чтобы стиральная машина MAXX 4 радовала своего хозяина как можно дольше, комплект к ней ...

В контексте данной темы необходимо упомянуть о таком устройстве, как реле-регулятор генератора.Подавая желаемые значения напряжения на часть генератора переменного тока, например на ротор, это реле устанавливает выходные параметры генератора.

Такое устройство может иметь разные характеристики по конструкции и принцип действия. Важно отметить наличие или отсутствие щеток такого реле. Современное устройство, называемое реле-регулятором, может изменять напряжение зарядки аккумулятора в зависимости от нагрузки, генератора, температуры и влажности воздуха. Кроме того, они информируют блоки управления о параметрах работы двигателя генератора.

Управление реле осуществляется с помощью красной контрольной лампы. Включается в цепь после включения зажигания.

СИНХРОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ: ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ГЕНЕРАТОРОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ГЕНЕРАТОРОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

В большинстве генераторов используется несколько генераторов, работающих параллельно для подачи питания на различные нагрузки. Сеть Северной Америки является ярким примером ситуации, когда тысячи генераторов разделяют нагрузку на систему.

Основными преимуществами параллельной работы синхронных генераторов являются следующие:

1. Надежность энергосистемы повышается, когда несколько генераторов работают параллельно, потому что отказ любого из них не вызывает полной потери мощности нагрузки.

2. Когда несколько генераторов работают параллельно, один или несколько из них могут быть отключены при сбоях на электростанциях или для профилактического обслуживания.

3. Если используется один генератор, он не может работать с почти полной нагрузкой (поскольку нагрузки меняются), то он будет неэффективным. Когда несколько машин работают параллельно, можно работать только с частью из них. Те, что работают, будут более эффективными, потому что они почти полностью загружены.

Условия, необходимые для параллельной работы

На рисунке 12.19 показан синхронный генератор G1, подающий питание на нагрузку с другим генератором G2, который должен быть включен параллельно с G1 путем замыкания переключателя S 1.Если переключатель замкнуть в произвольный момент, генераторы могут быть серьезно повреждены, а нагрузка может потерять мощность. Если напряжения в соединяемых проводниках разные, при замкнутом переключателе будет очень большой ток.

Этой проблемы можно избежать, убедившись, что каждая из трех фаз имеет такую ​​же величину напряжения и фазовый угол , что и провод, к которому она подключена. Для обеспечения этого соответствия должны быть выполнены следующие условия параллельного подключения :

1. Два генератора должны иметь одинаковое среднеквадратичное линейное напряжение.

2. Чередование фаз должно быть одинаковым в двух генераторах.

3. Две фазы и должны иметь одинаковые углы фаз.

4. Частота встречного генератора должна быть немного выше частоты работающей системы.

Если последовательность пиков фазных напряжений в двух генераторах различна (рис.12.20 a ), то две пары напряжений сдвинуты по фазе на 120 °, и только одна пара напряжений (фазы и ) синфазна. Если генераторы подключены таким образом, большие токи будут течь в фазах b, и c, , вызывая повреждение обеих машин.

Проблема с чередованием фаз может быть устранена путем перестановки соединений на любых двух из трех фаз на одном из генераторов.

Если частоты мощности, подаваемой двумя генераторами, не почти равны, когда они соединены вместе, будут возникать большие переходные процессы мощности, пока генераторы не стабилизируются на общей частоте.Частоты двух генераторов должны отличаться на небольшую величину, чтобы фазовые углы встречного генератора изменялись медленно относительно фазовых углов работающей системы. Можно наблюдать углы между напряжениями, и переключатель S1 может быть замкнут, когда системы точно совпадают по фазе.

Общая процедура включения генераторов в параллель

Если генератор G2 должен быть подключен к работающей системе (рис. 12.20), необходимо предпринять следующие шаги для выполнения параллельной работы:

1.Напряжение на клеммах встречного генератора следует регулировать, изменяя ток возбуждения до тех пор, пока он не станет равным линейному напряжению работающей системы.

2. Чередование фаз встречного генератора и работающей системы должно быть одинаковым. Последовательность фаз можно проверить следующими способами:

а. Небольшой асинхронный двигатель можно попеременно подключать к клеммам каждого из двух генераторов. Если двигатель каждый раз вращается в одном и том же направлении, то последовательности фаз обоих генераторов одинаковы.Если чередование фаз отличается, двигатели будут вращаться в противоположных направлениях. В этом случае необходимо поменять местами два проводника на входящем генераторе.

б. Рисунок 12.20. b показаны три лампочки, подключенные к клеммам переключателя, соединяющего генератор с системой. Когда фаза между двумя системами меняется, лампочки становятся яркими, когда разность фаз большая, и тусклыми, когда разность фаз мала. Когда системы имеют одинаковую последовательность фаз, все три лампы одновременно загораются и гаснут. Если в системах используется обратная последовательность фаз, последовательно загораются лампочки.

Частота встречного генератора должна быть немного выше частоты работающей системы. Частотомер используется до тех пор, пока частоты не станут близкими; затем наблюдаются изменения фазы между генератором и системой.

Частота встречного генератора настроена на немного более высокую частоту, чтобы гарантировать, что когда он подключен, он будет подключаться к сети, обеспечивая мощность в качестве генератора, а не потребляя ее в качестве двигателя.

Когда частоты почти равны, напряжения в двух системах будут очень медленно менять фазу относительно друг друга. Это изменение фазы наблюдается, и переключатель, соединяющий две системы вместе, замыкается, когда фазовые углы равны (рис. 12.21). Подтверждение того, что две системы находятся в фазе, можно получить, наблюдая за тремя лампочками. Системы находятся в фазе, когда все три лампочки гаснут (потому что разность напряжений на них равна нулю).

Эта простая схема полезна, но не очень точна.Синхроскоп более точен. Это измеритель, который измеряет разность фазового угла между фазами и двух систем (рис. 12.22). Разность фаз между двумя фазами и отображается на циферблате. Когда системы находятся в фазе (разность фаз 0 °), шкала находится вверху. Когда они сдвинуты по фазе на 180 °, циферблат находится внизу.

Фазовый угол на измерителе меняется медленно, потому что частоты двух систем немного отличаются.Поскольку частота встречного генератора немного выше, чем частота системы, стрелка синхроскопа вращается по часовой стрелке, потому что фазовый угол увеличивается. Если частота встречного генератора ниже, чем частота системы,

( c ) Напряжение машины теперь равно системному. Волны напряжения не совпадают по фазе, но частота увеличивается за счет увеличения скорости первичного двигателя. ( d ) Напряжение машины теперь равно системному, синфазно и с одинаковой частотой.Синхроскоп показывает 12 часов. Теперь переключатель можно замкнуть.

Игла вращается против часовой стрелки. Когда стрелка синхроскопа останавливается в вертикальном положении, напряжения совпадают по фазе, и переключатель может быть замкнут для подключения систем.

Однако синхроскоп обеспечивает соотношение только для одной фазы. Он не предоставляет информацию о последовательности фаз.

Весь процесс параллельного подключения больших генераторов к линии выполняется компьютером. Для небольших генераторов оператор выполняет параллельные шаги.

Частотно-силовые и напряженно-реактивные характеристики синхронного генератора

Механический источник энергии для генератора первичный двигатель , такой как дизельные двигатели или паровые, газовые, водяные и ветряные турбины. Все первичные двигатели ведут себя одинаково. По мере увеличения потребляемой ими мощности скорость вращения уменьшается. В общем, это уменьшение скорости нелинейно. Однако регулятор делает это уменьшение скорости линейным с увеличением потребности в мощности.

Таким образом, система регулирования имеет небольшую характеристику падения скорости при увеличении нагрузки. Падение скорости (SD) первичного двигателя определяется следующим образом: где n nl - это скорость холостого хода первичного двигателя, а n fl - скорость первичного двигателя при полной нагрузке. Падение скорости большинства генераторов обычно составляет от 2 до 4 процентов. Кроме того, у большинства регуляторов есть регулировка уставки, позволяющая изменять скорость холостого хода турбины. Типичная кривая скорости-мощности показана на рис.12.23.

Так как электрическая частота связана со скоростью вала и количеством полюсов на

Реактивная мощность Q имеет аналогичную зависимость с напряжением на клеммах В, T . Как описано ранее, напряжение на клеммах падает, когда к синхронному генератору добавляется отстающая нагрузка. Напряжение на клеммах увеличивается, когда к синхронному генератору добавляется опережающая нагрузка. На рисунке 12.24 показан график зависимости напряжения на клеммах от реактивной мощности.

Этот график имеет характеристику спада, которая обычно не является линейной, но у большинства регуляторов напряжения генератора есть функция, которая делает эту характеристику линейной.

При изменении уставки напряжения на клеммах без нагрузки на регуляторе напряжения кривая может скользить вверх и вниз.

Характеристики частоты-мощности и оконечного напряжения-реактивной мощности играют важную роль при параллельной работе синхронных генераторов. Когда один генератор работает в одиночку, активная мощность P и реактивная мощность Q равны величинам, требуемым нагрузкой.

Органы управления генератора не могут контролировать подаваемую активную и реактивную мощность. Следовательно, для данной активной мощности рабочая частота генератора f, , e контролируется уставками регулятора, а для данной реактивной мощности напряжение на клеммах генератора В, , T регулируется током возбуждения.

Входящие поисковые запросы:

admin

Ахмед Фарахат - инженер EECS. Имея 18-летний опыт работы в этой области, он работал в различных технологических дисциплинах и имел Почетный диплом аспиранта в области компьютерных наук и инженерии

Связанные должности:

Принцип работы и конструкции синхронного генератора

Электрическая машина может быть определена как устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую или механическую энергию в электрическую.Электрический генератор можно определить как электрическую машину, преобразующую механическую энергию в электрическую. Электрический генератор обычно состоит из двух частей; статор и ротор. Существуют различные типы электрических генераторов, такие как генераторы постоянного тока, генераторы переменного тока, автомобильные генераторы, электрические генераторы с питанием от человека и т. Д. В этой статье давайте обсудим принцип работы синхронного генератора.

Синхронный генератор

Вращающиеся и неподвижные части электрической машины могут называться ротором и статором соответственно.Ротор или статор электрических машин действует как элемент, производящий энергию, и называется якорем. Электромагниты или постоянные магниты, установленные на статоре или роторе, используются для создания магнитного поля электрической машины. Генератор, в котором постоянный магнит используется вместо катушки для создания поля возбуждения, называется синхронным генератором с постоянными магнитами или также просто синхронным генератором.


Конструкция синхронного генератора

В общем, синхронный генератор состоит из двух частей: ротора и статора.Роторная часть состоит из полюсов возбуждения, а статорная часть состоит из проводов якоря. Вращение полюсов поля в присутствии проводников якоря индуцирует переменное напряжение, которое приводит к выработке электроэнергии.

Конструкция синхронного генератора

Скорость полюсов возбуждения является синхронной скоростью и определяется по формуле

, где «f» указывает частоту переменного тока, а «P» указывает количество полюсов.

Принцип работы синхронного генератора

Принцип работы синхронного генератора - электромагнитная индукция.Если существует относительное движение между потоком и проводниками, то в проводниках индуцируется ЭДС. Чтобы понять принцип работы синхронного генератора, давайте рассмотрим два противоположных магнитных полюса, между которыми расположена прямоугольная катушка или виток, как показано на рисунке ниже.


Прямоугольный проводник, помещенный между двумя противоположными магнитными полюсами

Если прямоугольный виток вращается по часовой стрелке против оси ab, как показано на рисунке ниже, то после завершения поворота на 90 градусов стороны проводника AB и CD оказываются перед S-полюсом и N-полюс соответственно.Таким образом, теперь можно сказать, что касательное движение проводника перпендикулярно линиям магнитного потока от северного полюса к южному.

Направление вращения проводника перпендикулярно магнитному потоку

Итак, здесь скорость отсечения магнитного потока проводником является максимальной и индуцирует ток в проводнике, направление индуцированного тока можно определить с помощью правила правой руки Флеминга. Таким образом, мы можем сказать, что ток будет проходить от A к B и от C к D. Если проводник повернуть по часовой стрелке еще на 90 градусов, то он перейдет в вертикальное положение, как показано на рисунке ниже.

Направление вращения проводника параллельно магнитному потоку

Теперь положения проводника и линий магнитного потока параллельны друг другу, и, таким образом, поток не режется, и ток не индуцируется в проводнике. Затем, пока проводник поворачивается от часовой стрелки еще на 90 градусов, прямоугольный поворот переходит в горизонтальное положение, как показано на рисунке ниже. Таким образом, проводники AB и CD находятся под N-полюсом и S-полюсом соответственно. Применяя правило правой руки Флеминга, ток индуцируется в проводнике AB от точки B до A, а ток индуцируется в проводнике CD от точки D до C.

Итак, направление тока может быть указано как A - D - C - B, а направление тока для предыдущего горизонтального положения прямоугольного поворота - A - B - C - D. Если виток снова повернуть в вертикальное положение, затем индуцированный ток снова уменьшается до нуля. Таким образом, за один полный оборот прямоугольного витка ток в проводнике достигает максимума и уменьшается до нуля, а затем в обратном направлении он достигает максимума и снова достигает нуля. Следовательно, один полный оборот прямоугольного витка вызывает одну полную синусоидальную волну тока, индуцированную в проводнике, что можно назвать генерацией переменного тока путем вращения витка внутри магнитного поля.

Теперь, если мы рассматриваем практический синхронный генератор, то полевые магниты вращаются между неподвижными проводниками якоря. Ротор синхронного генератора и вал или лопатки турбины механически связаны друг с другом и вращаются с синхронной скоростью. Таким образом, резка магнитного потока создает наведенную ЭДС, которая вызывает протекание тока в проводниках якоря. Таким образом, для каждой обмотки ток течет в одном направлении в течение первого полупериода, а ток течет в другом направлении во втором полупериоде с запаздыванием по времени в 120 градусов (поскольку они смещены на 120 градусов).Следовательно, выходная мощность синхронного генератора может быть показана на рисунке ниже.

Вы хотите узнать больше о синхронных генераторах и заинтересованы в разработке проектов электроники? Не стесняйтесь делиться своими взглядами, идеями, предложениями, запросами и комментариями в разделе комментариев ниже.

Принцип работы реле и его типы | Теория реле

Реле - это переключатель с электрическим управлением. Во многих реле для механического управления переключателем используется электромагнит, но используются и другие принципы работы, например, твердотельные реле.

Реле

используются, когда необходимо управлять цепью отдельным сигналом малой мощности или когда несколько цепей должны управляться одним сигналом.

Реле Анимация

Простое электромагнитное реле состоит из катушки с проволокой, обернутой вокруг сердечника из мягкого железа, стального ярма, которое обеспечивает путь с низким сопротивлением для магнитного потока, подвижного стального якоря и одного или нескольких наборов контактов (в корпусе есть два контакта. реле на фото).

Якорь шарнирно прикреплен к ярму и механически связан с одним или несколькими наборами подвижных контактов.Он удерживается на месте пружиной, поэтому, когда реле обесточено, в магнитной цепи образуется воздушный зазор. В этом состоянии один из двух наборов контактов в изображенном реле замкнут, а другой - разомкнут. Другие реле могут иметь больше или меньше наборов контактов в зависимости от их функции.

Реле на картинке также имеет провод, соединяющий якорь с ярмом. Это обеспечивает непрерывность цепи между подвижными контактами на якоре и дорожкой цепи на печатной плате (PCB) через ярмо, которое припаяно к PCB.

Детали реле

Когда электрический ток проходит через катушку, он генерирует магнитное поле, которое активирует якорь, и последующее движение подвижного контакта (ов) либо замыкает, либо разрывает (в зависимости от конструкции) соединение с неподвижным контактом. Если набор контактов был замкнут, когда реле было обесточено, то движение размыкает контакты и разрывает соединение, и наоборот, если контакты были разомкнуты.

Когда ток в катушке отключается, якорь возвращается силой, примерно вдвое меньшей, чем сила магнитного поля, в расслабленное положение.Обычно эта сила создается пружиной, но сила тяжести также обычно используется в промышленных пускателях двигателей. Большинство реле производятся для быстрой работы. В низковольтном приложении это снижает шум; в приложениях с высоким напряжением или током уменьшает искрение.

Когда на катушку подается постоянный ток, поперек катушки часто размещается диод для рассеивания энергии коллапсирующего магнитного поля при деактивации, что в противном случае могло бы вызвать скачок напряжения, опасный для компонентов полупроводниковой схемы.

Такие диоды не использовались широко до применения транзисторов в качестве драйверов реле, но вскоре стали повсеместными, поскольку ранние германиевые транзисторы легко разрушались этим выбросом. Некоторые автомобильные реле содержат диод внутри корпуса реле.

Если реле управляет большой или, особенно, реактивной нагрузкой, может возникнуть аналогичная проблема с импульсными токами вокруг выходных контактов реле. В этом случае демпфирующая цепь (конденсатор и резистор, включенные последовательно) на контактах может поглощать скачок напряжения.Конденсаторы подходящего номинала и соответствующий резистор продаются как единый компонент для этого обычного использования.

Электромеханическое реле - это электрический переключатель, приводимый в действие катушкой электромагнита. В качестве переключающих устройств они демонстрируют простое поведение «включено» и «выключено» без промежуточных состояний. Электронный схематический символ простого однополюсного одноходового реле (SPST) показан здесь:

Катушка с проволокой, намотанная вокруг многослойного железного сердечника, создает магнитное поле, необходимое для приведения в действие механизма переключения.Управляющее воздействие этой катушки электромагнита на контакт (-ы) реле показано пунктирной линией.

Это конкретное реле оборудовано нормально разомкнутыми (NO) контактами переключателя, что означает, что переключатель будет в разомкнутом (выключенном) состоянии, когда катушка реле обесточена. «Нормальный» статус переключателя - это состояние покоя при отсутствии стимуляции. Контакт переключателя реле будет в «нормальном» состоянии, когда его катушка не находится под напряжением.

Однополюсное реле на одно переключение с нормально замкнутым (NC) переключающим контактом может быть представлено на электронной схеме следующим образом:

В мире электрического управления метки «Форма-A» и «Форма-B» являются синонимами «нормально разомкнутых» и «нормально замкнутых» контактов соответственно.Таким образом, мы могли бы обозначить контакты реле SPST как «Форма-A» и «Форма-B» соответственно:

Продолжением этой темы является релейный однополюсный двухпозиционный контакт (SPDT), также известный как контакт «Form-C».

Данная конструкция переключателя обеспечивает как нормально разомкнутый, так и нормально замкнутый контакт в одном блоке, приводимый в действие катушкой электромагнита:

Еще одним расширением этой темы является двухполюсный двухпозиционный контакт реле (DPDT).

Данная конструкция переключателя предусматривает два набора контактов Form-C в одном блоке, одновременно приводимые в действие катушкой электромагнита:

Реле

DPDT являются одними из наиболее распространенных в промышленности благодаря своей универсальности. Каждый набор контактов Form-C предлагает выбор между нормально разомкнутыми или нормально замкнутыми контактами, и два комплекта (два «полюса») электрически изолированы друг от друга, поэтому их можно использовать в разных цепях.

Распространенным комплектом промышленных реле является так называемое реле в виде кубика льда, названное так из-за прозрачного пластикового корпуса, позволяющего проверять рабочие элементы.

Эти реле подключаются к многоконтактным базовым розеткам для легкого снятия и замены в случае неисправности. Реле DPDT «кубик льда» показано на следующих фотографиях, готовое к установке в его основание (слева) и со снятой пластиковой крышкой, чтобы открыть оба набора контактов Form-C (справа):

Эти реле подключаются к розетке с помощью восьми контактов: по три для каждого из двух наборов контактов Form-C, плюс еще два контакта для соединений катушек. Из-за количества выводов (8) этот тип релейной базы часто называют восьмеричной базой.

При более близком рассмотрении одного контакта Form-C показано, как движущаяся металлическая «пластина» контактирует с одной из двух неподвижных точек, причем фактическая точка соприкосновения осуществляется с помощью «кнопки» с серебряным покрытием на конце пластины. На следующих фотографиях показан один контакт Form-C в обоих положениях:

Промышленные управляющие реле обычно имеют схемы соединений, нарисованные где-то на внешней оболочке, чтобы указать, какие контакты подключаются к каким элементам внутри реле.

Стиль этих диаграмм может несколько отличаться, даже между реле идентичного назначения.Возьмем, к примеру, схемы, показанные здесь, сфотографированные на трех разных марках реле DPDT:

Имейте в виду, что эти три реле идентичны по своей основной функции (переключение DPDT), несмотря на различия в физических размерах и номинальных характеристиках контактов (допустимое напряжение и ток).

Только

Описание, принцип действия и схема

Без электрооборудования не может «прожить» ни одна современная машина. А основной составляющей всего электрооборудования является важнейший источник - генератор.В свою очередь, он содержит не менее важный компонент, который способствует выработке электроэнергии во время движения автомобиля. Речь идет о статоре генератора.

Для чего это, для чего и какие могут быть неисправности? Об этом и многом другом мы поговорим в этой статье.

Электрооборудование автомобиля

Все электрооборудование любого автомобиля представлено следующими компонентами:

  • Источники тока:
    • аккумуляторная батарея;
    • генератор.
  • Потребители тока:

Задача АКБ - обеспечивать потребителей током во время «покоя» двигателя, на время его запуска или работы в тихоходном режиме. А генератор, по сути, является основным поставщиком электроэнергии. Он не только питает всех потребителей, но и заряжает аккумулятор.

Его мощность в сочетании с мощностью генератора должна удовлетворять потребности всех потребителей вне зависимости от режима работы двигателя. Другими словами, необходимо постоянно поддерживать энергетический баланс.Это важно знать, так как это поможет понять, как работает статор генератора.

К основные потребители принято включать топливную систему, включая впрыск, зажигание, управление АКПП. В некоторых автомобилях есть электроусилитель руля. Это все, что постоянно использует ток, от запуска двигателя до его полной остановки.

Долгосрочные потребители системы, которые не используются слишком часто. А это освещение, охрана (пассивная, активная), отопление, кондиционер.Большинство автомобилей оснащено противоугонными системами, мультимедийным оборудованием и навигацией.

Что касается краткосрочных потребителей , то это прикуриватель, система запуска, свечи накаливания, сигнал и система комфорта.

Конструктивные особенности

Генератор присутствует в каждом вагоне и состоит из следующих компонентов:

  • статора;
  • ротор
  • ;
  • щеточный узел;
  • выпрямительный блок.

И статор генератора, и все остальное собраны в относительно компактном модуле, который установлен в непосредственной близости от двигателя и работает от вращения коленчатого вала, для чего используется ременная передача.

Функциональное назначение

Статор является неподвижным элементом целого и крепится к корпусу генератора. В свою очередь, он имеет рабочую обмотку, и во время работы генератора именно в ней пробуждается электричество. Однако такой ток носит переменный характер, и всем потребителям необходимо постоянное напряжение. Преобразование (так сказать выпрямление) происходит как раз за счет выпрямительного блока.

Среди основных задач статора - несущая функция для удержания рабочей обмотки.Это также обеспечивает правильное распределение силовых линий магнитного поля. Во время работы генератора рабочая обмотка может сильно нагреваться. И тут вступает в силу еще одна не менее важная функция - отвод лишнего тепла от обмотки.

Как правило, все современные автомобили имеют одинаковую конструкцию статора.

Статорное устройство

Статорная конструкция генератора состоит из следующих компонентов:

  • кольцевой сердечник;
  • рабочая обмотка;
  • изоляция обмотки.

Рассмотрим эти составляющие подробнее.

Core. Это кольцевые пластины, на внутренней стороне которых имеются пазы для расположения обмотки. Соединение пластин очень плотное, вместе они образуют так называемый пакет. Жесткость монолитной конструкции обеспечивается сваркой или клепкой.

Для производства пластин, специальных марок железа или ферросплавов, которые отличаются наличием определенной магнитной проницаемости.Их толщина от 0,8 до 1 мм. Для лучшего отвода тепла предусмотрены ребра, расположенные снаружи статора.

Обмотка. Как правило, в автомобилях используется трехфазный генератор, в котором присутствует три обмотки по одной на каждую фазу. Для их изготовления используется медная проволока, которая покрыта изоляционным материалом. Его диаметр составляет 0,9-2 мм, а в пазы сердечника он укладывается особым образом.

Каждая обмотка статора генератора ВАЗ (любой другой марки) имеет вывод для отвода тока.Как правило, количество этих выводов не превышает 3 или 4. Однако бывают статоры с 6 выводами. В этом случае каждая обмотка имеет свое количество выводов для определенного типа подключения.

Изоляция. В каждом пазу жилы расположена изоляция для защиты провода от повреждений. В некоторых случаях в пазы могут быть помещены специальные изоляционные клинья для более надежной фиксации обмотки.

Автомобильный генератор

- принцип работы

Автомобильный генератор - это устройство, обеспечивающее преобразование механической энергии коленчатого вала в электрическую.Он используется для зарядки автомобильного аккумулятора и питания системы зажигания, автомобильного светотехнического оборудования, диагностической системы, бортового компьютера и др. Автомобильный генератор должен иметь высокие технологические характеристики, так как обеспечивает бесперебойную работу многих компонентов современных машин. .

В современных автомобилях используются синхронные электрические трехфазные машины переменного тока. За счет переменной частоты вращения двигателя автомобиля уровень напряжения сохраняется. Для этого используют регулятор напряжения, регулирующий ток в обмотке возбуждения генератора.

Поскольку автомобильный генератор начал вырабатывать электрическую мощность после запуска двигателя, необходимо подать напряжение на обмотку возбуждения. Этот процесс происходит после того, как водитель повернет ключ в замке зажигания. Ток, который проходит в обмотке возбуждения, находится под контролем регулятора напряжения. А ротор генератора начинает свою работу от клинового ремня через шкив. Электромагнитное поле, которое создается обмоткой возбуждения, индуцирует электрический ток в обмотке.Это основной принцип работы автомобильного генератора.

Стоит упомянуть, из чего состоит генератор автомобиля. Это гайка, пружинная шайба, шкив, шайба, зажимной болт, крышка (со стороны привода), крышка подшипника, собственно передний и задний подшипники, вентилятор, блок выпрямителя, шпонка, ротор, статор, регулятор напряжения и щеткодержатель. Это основные компоненты любого стандартного генератора.

Грамотно подобранный автомобильный генератор ни разу не приведет к тому, что аккумулятор автомобиля разрядится. Эта деталь машины сегодня имеет небольшие габариты, не влияющие на ее мощность.Плюс к этому автомобильный генератор обязательно должен иметь защитные элементы, обеспечивающие безопасность в аварийных условиях.

Хочу отметить несколько интересных фактов. Автомобили с дизельными двигателями имеют пластинчатый вакуумный насос. Фактически в машинах с бензиновым двигателем для работы усилителя

используется вакуум, который создается за дроссельной заслонкой. Мощность, затрачиваемая на питание обмотки возбуждения генератора, обычно составляет 1/20 номинальной выходной мощности. Вал генератора выполняет сопротивление вращению только под нагрузкой.Проверить работу регулятора напряжения очень просто - вы можете измерить напряжение на аккумуляторе автомобиля до запуска двигателя и после. Перед пуском напряжение будет меньше.

На современных автомобилях блок управления двигателем автоматически увеличивает обороты холостого хода при включении двигателя, если включены некоторые потребители электроэнергии.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *