Generator samochodowy i jego funkcje

W ramach tego artykułu porozmawiamy o cechach podstawowego urządzenia generatorów samochodowych. Dla właścicieli samochodów, którzy są zaznajomieni z tematem, ten artykuł nie będzie interesujący. Ale dla tych, którzy są zainteresowani generatorami samochodowymi pod względem zastosowania, informacje te mogą być przydatne.

W nowoczesnych samochodach jako generatory stosuje się synchroniczne trójfazowe maszyny elektryczne prądu przemiennego, w których w prostowniku stosuje się obwód Larionowa.

Aby generator podał prąd do obciążenia po uruchomieniu silnika, konieczne jest dostarczenie mocy do cewki polowej. Dzieje się tak, gdy kluczyk zapłonu znajduje się w położeniu roboczym.

Prąd w uzwojeniu polowym jest kontrolowany przez regulator napięcia, który może być wykonany jako oddzielna jednostka lub zintegrowany z jednostką szczotkową generatora. W zdecydowanej większości współczesnych generatorów stabilizator napięcia (CH) zasilany jest z osobnej sekcji prostownika.

Wśród innych alternatorów generator samochodowy wyróżnia się kilkoma funkcjami. Po pierwsze, generator samochodowy, chociaż wytwarza prąd stały, jest w rzeczywistości generatorem prądu przemiennego, który jest następnie prostowany mostkiem diodowym i przetwarzany na prąd stały.

To rozwiązanie jest bardzo popularne, ten sam alternator z silnika indukcyjnego można przekształcić w generator prądu stałego, wystarczy dodać prostownik diodowy.

Prostowniki prądu przemiennego nazywane są generatorami zaworów prądu stałego. Generatory te obejmują generator samochodowy.

Napięcie wyjściowe alternatora samochodowego jest stałe

Jedną z wyróżniających cech generatora samochodowego jest utrzymanie napięcia na zaciskach wyjściowych w wąskim zakresie za pomocą specjalnego stabilizatora zwanego regulatorem napięcia. Ale to nie jest coś wyjątkowego dla samochodów elektrycznych.

Stabilizatory napięcia można znaleźć w konfiguracji wielu zasilaczy bezprzerwowych, w tym takich, które pobierają energię na swoje akumulatory z generatorów mechanicznych tego samego domowego HPP lub z panele słoneczne.

Główną cechą wyróżniającą generator samochodowy jest to, że otrzymuje on energię mechaniczną przez pasek z wału korbowego silnika spalinowego, którego prędkość obrotowa wcale nie jest stała, zależy od trybu pracy pojazdu w danym momencie i nie jest związana z potrzebami odbiorców prądu stałego .

Okazuje się więc, że zadaniem generatora i jego elektroniki jest ładowanie akumulatora samochodowego i dostarczanie odbiorcom stabilizowanego napięcia, niezależnie od aktualnej prędkości twornika - napięcie musi pozostać w wąskim korytarzu w obszarze 14 woltów.

Jeśli z jakiegoś powodu napięcie przekroczy zakres stabilizacji, prąd ładowania akumulatora może stać się bardzo wysoki, a elektrolit po prostu zagotuje się.

Zjawisko to nie jest czymś bezprecedensowym, wielu kierowców natknęło się na to, gdy nagle zadziałał regulator napięcia na generatorze - elektrolit w akumulatorze w tym przypadku szybko się gotuje.

Jeśli napięcie z generatora jest zbyt niskie, akumulator przedwcześnie się rozładuje. Problem ten spotkał także wielu kierowców.

Tak więc stabilne napięcie wyjściowe jest warunkiem prawidłowego działania generatora samochodowego. Ale nie jest to tak łatwe do osiągnięcia. Zakres zmian prędkości wirnika generatora w samochodzie jest dość szeroki.Na biegu jałowym jest to około 800 - 1200 obrotów na minutę, aw momencie dobrego przyspieszenia - do 5000, a nawet do 6000 obrotów na minutę, w zależności od rodzaju samochodu.

Charakterystyka prądowo-prędkościowa generatora samochodowego

Zatem, ponieważ napięcie generatora samochodowego jest utrzymywane prawie na stałym poziomie dzięki regulatorowi napięcia, ma on swoją własną charakterystykę prąd-prędkość (TLC), ponieważ przy różnych prędkościach wirnika prąd obciążenia jest inny. Napięcie jest stałe, ale im wyższa prędkość - im wyższy prąd, a im niższa prędkość - tym mniej prądu z zacisków mocy generatora.

Warto zauważyć, że generator samochodowy ma limit prądu, a zatem ma właściwość samoograniczenia. Oznacza to, że gdy prąd osiągnie określoną wartość graniczną, bez względu na dalszy wzrost prędkości, prąd nie będzie już wzrastał, po prostu nie będzie w stanie.

Charakterystyka Tokoskostanaya (TLC) generatora samochodowego jest usuwana zgodnie z metodologią przyjętą jako międzynarodowy standard. Jest on (charakterystyczny) usuwany podczas pracy próbnej generatora na stojaku sparowanym z całkowicie naładowanym akumulatorem o takiej nominalnej pojemności, który w amperogodzinach stanowi połowę (50%) nominalnego prądu generatora w amperach. Charakterystyczne ważne punkty znajdują się na charakterystyce: n0, nrg, nн, nmax.

Początkowa prędkość wirnika n0 to teoretyczna prędkość wirnika bez obciążenia. Ponieważ charakterystyka zaczyna się od prądu o natężeniu 2 amperów, punkt ten można znaleźć poprzez ekstrapolację charakterystyki do punktu przecięcia z poziomą osią obrotów.

Przyjmowana jest minimalna częstotliwość robocza generatora nrg odpowiadająca prędkości biegu jałowego wału korbowego. To jest około 1500 do 1800 obr / min dla wirnika generatora. Prąd przy danej częstotliwości z reguły wynosi od 40 do 50% wartości nominalnej dla danego generatora. Prąd ten powinien wystarczyć do zasilania minimalnej liczby ważnych klientów w samochodzie.

Obroty nominalne wirnika generatora nн to dokładnie częstotliwość, przy której generowany jest prąd znamionowy In, nie może on być mniejszy niż wartość nominalna w paszporcie.

Maksymalna prędkość wirnika generatora nmax to prędkość wirnika, przy której prąd generuje maksymalny prąd, którego wartość nie różni się zbytnio od wartości nominalnej badanego generatora.

W przypadku generatorów produkcji krajowej zwyczajowo podawano prąd znamionowy przy 5000 obr./min. Częstotliwość znamionowa nr została również wskazana dla prądu znamionowego generatora Ip, równego 2/3 prądu znamionowego. Ten tryb projektowania odpowiadał takiemu trybowi działania generatora, gdy jego elementy nie były bardzo nagrzane. Wszystkie cechy zostały pobrane przy napięciu 14 lub 13 woltów.

Samowzbudzenie generatora samochodowego i wydajność

Generator samochodowy jest zobowiązany do samowzbudzenia przy częstotliwości obrotu swojego wirnika poniżej częstotliwości, gdy wał korbowy jest na biegu jałowym. Badanie przeprowadza się na stojaku, na którym powinno nastąpić samowzbudzenie, gdy generator jest podłączony do akumulatora za pomocą lampki ostrzegawczej.

Możliwości generatora samochodowego z energetycznego punktu widzenia charakteryzują się wartością jego wydajności. Im większa wydajność, tym mniej mocy pobiera silnik spalinowy, aby uzyskać taką samą użyteczną moc wyjściową w postaci energii elektrycznej.

Wydajność generatora zależy głównie od cech konstrukcyjnych konkretnego produktu: jaka jest grubość płytek w stojanie i grubość zestawu, jak dobrze płytki są izolowane od siebie (jak małe są prądy Foucaulta), jaka jest rezystancja stojana i uzwojenia wirnika, jak szerokie są pierścienie kontaktowe wirnika, jaka jest jakość szczotek i łożyska? Itd.

Ale jedno jest pewne - im wyższa moc znamionowa generatora, tym wyższa wydajność.Tymczasem typowa wydajność generatorów samochodowych, a nawet generatorów zaworów, nie przekracza 60%.

Głównym wskaźnikiem możliwości generatora jest jego charakterystyka prędkości prądu, wyraźnie pokazuje, czego możesz oczekiwać od tego lub tego generatora, na co możesz liczyć. Dla charakterystycznych punktów zrób tabelę dla generatora.

Na przykład podajemy tabelę cech generatorów domowych:

Charakterystyka alternatorów samochodowych

Zakres napięcia wyjściowego przy różnych prędkościach oraz w zależności od temperatury i obciążenia odzwierciedla możliwości regulatora napięcia generatora samochodowego.

Zobacz także z nami:

Główne typy generatorów i zasady ich działania

Urządzenie i zasada działania dynama