Что такое Генератор и как работает? Принцип работы и для чего нужен.

Автомобильный генератор — это агрегат, который преобразует механическую энергию ДВС в электрическую. В первую очередь он служит для энергоснабжения системы зажигания и осветительных приборов. Также он обеспечивает питанием разнообразные электронные системы: бортовой компьютер, ЭБУ двигателя, ABS, EBD, круиз-контроль и другие.

Устройство автомобильного генератора

В современных авто используются генераторы переменного тока с диодными выпрямителями.

Схема автомобильного генератора изображена на рисунке:

1. Шкив, на который надевается ремень, передающий крутящий момент от коленвала.

2. Корпус, состоящий из двух крышек — передней и задней. Передней считается сторона шкива, задней — щеток. Корпус защищает детали механизма от повреждения и загрязнения. На нем крепится статор, подшипниковые опоры ротора, щетки и прочие элементы.

3. Ротор — вращающаяся (подвижная) часть электрогенератора, имеющая обмотку возбуждения и медные кольцевые контакты.

4. Статор — стальные пластины, собранные в трубчатую конструкцию, на которой намотана трехфазная обмотка.

5. Диодный выпрямитель — шесть мощных диодов с теплоотводами, которые преобразуют переменное напряжение на выходе из генератора в постоянное.

6. Регулятор напряжения — электронный (в старых авто — электромеханический) блок, регулирующий ток на обмотке возбуждения. Он служит для поддержания стабильного напряжения на выходе генератора независимо от энергопотребления и частоты оборотов двигателя.

7. Щеточный узел — конструкция с подпружиненными щетками, обеспечивающими электроконтакт с кольцами ротора.

8. Крышка выпрямителя (диодного модуля), защищающая его от грязи и повреждений.

Принципиальная схема автомобильного генератора изображена на рисунке:

Виды автомобильных генераторов

В машинах применяются лишь электрогенераторы переменного тока, которые обладают большей мощностью при аналогичных размерах. Они различаются по габаритам, размерам шкива и следующим показателям:

• максимальная мощность;
• зависимость постоянного (выпрямленного) напряжения от нагрузки;
• зависимость тока в обмотке возбуждения от нагрузки;
• отношение выпрямленного напряжения к току возбуждения;
• зависимость электродвижущей силы от тока возбуждения при работе мотора на холостых оборотах (показатель холостого хода).

Автомобильный генератор: принцип работы

Принцип работы электрогенератора основан на явлении электромагнитной индукции. Электрическое напряжение в катушке статора возникает под воздействием переменного магнитного потока. Для его создания используется электромагнит — обмотка возбуждения, намотанная на вращающемся роторе.

Для запуска генератора на высоких оборотах достаточно остаточного магнитного поля на пластинах ротора. Это явление называется самовозбуждением генератора.

С учетом низких оборотов двигателя, для начального намагничивания ротора используется ток автомобильного аккумулятора. Он поступает к ротору через щетки, которые прижаты к контактным кольцам. После того, как ротор набирает необходимые обороты, питание осуществляется с выхода генератора.

Переменное выходное напряжение, снимаемое со статора, проходит через диоды. Поэтому в бортовую сеть поступает постоянное напряжение. Его величина зависит от трех факторов:

• скорость вращения;
• ток в обмотке ротора;
• мощность, потребляемая бортовыми приборами.

Для исправной работы приборов и нормального заряда АКБ необходимо поддержание стабильного напряжения в районе 14 вольт. За стабилизацию отвечает электронный регулятор, который увеличивает ток обмотки возбуждения при падении напряжения в бортовой сети и уменьшает его, когда напряжение растет.

Как проверить автомобильный генератор

Для проверки работоспособности электрогенератора нужно завести двигатель и измерить напряжение в бортовой сети. Оно должно составлять 13,5-14 вольт независимо от нагрузки.

Для проверки нужно увеличить обороты до 2000-3000 в минуту и контролировать напряжение, включая и выключая фары и салонный вентилятор.

Завышенное напряжение говорит о неисправности регулятора. Падение при росте энергопотребления — о неисправности генератора или других электросистем. В этом случае необходимо проверить каждый из элементов в отдельности:

• визуально убедиться в исправности щеток и контактных колец;
• проверить мультиметром работоспособность диодного моста;
• убедиться в отсутствии обрыва или замыкания в цепях обмоток ротора и статора.

Проверять сопротивление обмотки статора нужно при отключенном диодном мосте. Сопротивление между «нулем» и обмотками должно быть 0,3 Ом, между выводами — 0,2 Ом. Сопротивление обмотки возбуждения должно быть в пределах 2,3 — 5,1 Ом.

Также следует убедиться в исправности изоляции ротора — напряжение с контактных колец и обмотки не должно попадать на вал.