Главная › Новости

Электрический генератор в жизни гибридной и обыкновенной машины

Опубликовано: 27.08.2018

КамАЗ -Установка генератора газа Брауна

Генератор необходим всем автомобилям, которые можно увидеть сегодня на улицах и трассах. Под этим словом понимается устройство, которое производит преобразование энергии, возникающей вследствие механических процессов в электроток.

В обыкновенной машине генератор служит для подзарядки аккумулятора и вырабатывания напряжения, питающего электроприборы авто. Обязательным условием для работы устройства при этом является заведённый ДВС.

Как правило, генераторы, располагающиеся на борту современных авто производят выработку тока переменной частоты.

На автомобилях гибридной конструкции генератор помимо описанных функций действует в качестве стартера. Подобный способ применяется и в определённых модификациях системы стоп-старт. На сегодняшний день флагманами в деле выпуска генераторов можно назвать компании Denso, Delphi и Bosch.

Генераторы на гибридных автомобилях устанавливаются различных размеров. Данный факт зависит от компоновки подкапотного пространства, расположения различных жизненно необходимых узлов и элементов. Кроме этого, генераторы отличаются друг от друга ротором, корпусом, размерами приводного шкива и узла выпрямителя.

Как устроен генератор?

Из обобщающих моментов строения генератора можно выделить следующие элементы: подвижные и неподвижные узлы, непосредственно корпус, щётки, выпрямительный модуль и регулятор уровня создаваемого напряжения.

Подвижная часть, либо ротор необходима для того, чтобы создавать вращающееся магнитное поле. Именно для этого на его валу располагается специальная обмотка, которая находится в полюсных половинах. Этих половин – две, в каждой из них имеется 6 выступов.

Кроме этого, на валу также находятся контакты, исполненные в виде колец, через них и происходит питание обмотки. Данные кольца могут изготавливаться из меди, стали или же латуни. Обмоточные выводы надёжно припаиваются к корпусам колец.

Исходя из вариантов исполнения, на роторе могут находиться несколько крыльчаток и фиксироваться ведомый шкив привода. Подшипники подвижного элемента – неподвижного типа, шариковые. На стороне размещения контактных колец может располагаться подшипник роликового вида.

Созданием тока переменной частоты занимается непосредственно статор. Он, в своём воплощении связывает сердечник с обмоткой. Первый узел собирается из стальных пластинок. Навивка обмотки сердечника уложена в тридцать шесть пазов. Обмотка обеспечивает трёхфазное соединение. Исходя из задумок конструкторов, обмотки могут соединяться между собой по двум принципам. Первый называется «звезда». Его суть заключается в том, что одна часть обмоточных нитей связаны в одной точке, а другая служит в качестве выводов.

Второй принцип – «треугольник». Согласно нему концы обмоток связаны последовательно, по кольцевой схеме. Выводы нитей сделаны в точках соединения.

Корпус генератора состоит из двух крышек. Одна находится спереди со стороны шкива привода, а вторая там, где размещаются контактные кольца.

Эти крышки стянуты посредством болтов, выполнены из алюминия. Данный металл выбран потому что он способен рассеивать образующееся тепло и обладает относительно небольшой массой. Сверху крышек находятся окошки для осуществления продвижения воздушных потоков. Там же располагаются крепёжные части самого генератора.

Щётки необходимы для передачи электромагнитного импульса контактным кольцам. Изготовлены щётки из графита, оснащены удерживающими пружинами и держателем. На сегодняшний день последний элемент связан в единую часть с модулем, следящим за уровнем образующегося напряжения.

Преобразованием синусоидального напряжения, которое исходит от действующего генератора, занимается блок выпрямителя. Необходимо данное устройство по причине того, что зачастую на борту машины используется ток постоянной, а не переменной частоты.

Выпрямитель представляет собой несколько пластин, задача которых заключается в отведении тепла. На этих пластинах имеются диоды. Выпрямитель располагает шестью полупроводниковыми диодами силового типа, которые связаны с выводами генератора.

Существуют такие типы генераторов, на которых обмотка образования импульсов соединена с группой обособленно расположенных диодов. Подобные выпрямители не позволяют проходить электротоку, исходящему от аккумулятора через обмотку в момент, когда мотор машины не заведён. Когда обмотки связываются по принципу «звезды», на нулевой фазе располагается пара дополнительных диодов, благодаря чему мощность генераторов возрастает до 15-ти процентов.

Выпрямитель включается в структуру генератора посредством монтажных площадок. Крепление осуществляется при использовании пайки, сварки либо болтов.

Удержанием напряжения на определённом уровне занимается регулятор. Как правило, на сегодня эти элементы выполнены в интегральном полупроводниковом виде. По конструкции регуляторы могут быть гибридного типа, что означает применение в электронной схеме всех приборов и элементов совместно с толстоплёночными микроэлектронными узлами.

Также возможно встретить интегральные схемы, в которых все составляющие модуля регуляции напряжения, за исключением каскада выхода, изготовлены с использованием микроэлектронного тонкоплёночного способа.

Частота оборотов коленвала и уровень нагрузки, которую испытывает в данный момент силовой агрегат, диктуют свои условия для стабилизации уровня образующегося напряжения. Данный процесс протекает в автоматическом режиме посредством воздействия на электроток, возникающий в обмотке. Непосредственно регулятор руководит частотой импульсов электротока и регламентирует их продолжительность.

Генераторный привод выполнен в виде ременной передачи. С его помощью происходит круговое движение ротора. Причём, число оборотов последнего в три раза выше по сравнению со скоростью коленвала. Тип ременного привода: клиновый либо поликлиновый определяет исполнение генератора. Наиболее часто применятся именно привод второго типа, поскольку клиновый склонен к преждевременным износам.

Поликлиновый же ремешок может использоваться на шкивах, имеющих малые диаметры. С его помощью осуществляется реализация передаточного числа значительной величины. На многих генераторах, которые выпускаются на сегодня, производители предпочитают устанавливать именно такой ремешок.

Нередко можно повстречать и генератор индукторного исполнения, который не имеет щёток. Устройство этого вида оснащается одним ротором, который являет собой довольно тонкие прессованные пластинки, изготовленные из мягкой ферромагнитной смеси. Обмотка в этом устройстве находится на статоре. Возникновение двигательных усилий внутри индукторного генератора происходит посредством перемены магнитной проводимости зазора из воздуха, располагающегося между подвижными и неподвижными частями.

Как действует генератор?

Как только водитель поворачивает ключ, включая зажигание, электроэнергия, исходящая от аккумулятора сквозь щётки и кольца контактов попадает на обмотку. В ней, в свою очередь, образуется магнитное поле. Как только коленвал начинает вращаться, в движение приходит и генераторный ротор. Его магнитное поле проникает в обмотку, на её концах рождается разряд переменного напряжения. Как только вращение достигнет оптимальной частоты, обмотка генератора приступит к самостоятельной выработке электричества.

Посредством вмешательства выпрямителя происходит преобразование напряжения переменного типа в ток постоянной частоты. Именно благодаря этому, происходит подзарядка аккумулятора и идёт процесс передачи электричества всем питающимся им устройствам.

Как только режимы работы ДВС меняются, происходят перемены в действиях коленвала, в дело вступает регулятор уровня напряжения. Начинается осуществление контроля действия обмотки. Таким образом, как только число оборотов генератора увеличивается, длительность действия обмотки уменьшается и наоборот.

Если в ходе поездки оказывается, что энергии, вырабатываемой генератором недостаточно, то в действие вступает аккумулятор. Любая неполадка, которая может только возникнуть в работе генератора становится известна водителю посредством включения индикации состояния генератора на приборной панели.

Какими параметрами должен обладать автомобильный генератор?

Среди главных требований, предъявляемых к генераторам конструкторами, следует отметить уровень их номинального напряжения и величины вырабатываемого электричества. Также большую роль играет номинальная частота вращения роторного элемента и частота, при которой на обмотке возникают электромагнитные импульсы. Нельзя оставить в стороне и коэффициент полезного действия.

Исходя из исполнения конкретного автомобиля, уровень номинального напряжения, создаваемого генератором, может достигать 12-ти либо 24-х вольт.

Под понятием номинального тока подразумевают наибольшую величину электроразряда, возникающего при средней частоте вращения ротора. Как правило, этот параметр составляет около шести тысяч оборотов в минуту.

Также принимается во внимание такой параметр, который именуется характеристикой скорости тока. Это понятие объединяет в себе наименьшую рабочую частоту уровня оборотов и минимальный ток. Как правило, величина минимального тока составляет 40 – 50 процентов от номинального значения. Также в характеристику скорости тока входит наибольшее число оборотов и максимальный ток, который может превышать номинальное значение на 10 процентов.