Список всех статей Устаревшие схемы генераторов 60 — 70х годов прошлого века. «Жигули», «Москвич», «Волга», «Зил», «ГАЗ», «УАЗ»
Схема автомобильного генератора, это схема самого генератора, схема соединенного с ним регулятора напряжения и схема цепи возбуждения генератора. Генератор с регулятором напряжения иногда называют – генераторная установка. Автомобильный генератор — это трехфазная синхронная машина. Принцип действия основан на явлении электромагнитной индукции. Смысл явления состоит в том, что в обмотке индуктируется электродвижущая сила, если вокруг нее действует изменяющееся магнитное поле. Значит, генератор должен состоять из обмотки и вращающегося магнита. Обмотка наматывается на кольцевой сердечник, а внутри обмотки вращается ротор. Процесс намагничивания ротора, называется возбуждением генератора. Для намагничивания ротора в нем есть своя обмотка, в которую ток попадает через щетки. По принципу действия синхронный генератор, создает переменное напряжение, а для зарядки аккумулятора и для работы всего электрооборудования, нужно постоянное напряжение, поэтому в любой автомобильный генератор, входит выпрямитель — трехфазный диодный мост. Переменный ток генератора выпрямляется диодным мостом и во внешних цепях действует постоянное напряжение и протекает постоянный ток. Регулятор напряжения – обязательный элемент схемы, он поддерживает необходимый уровень выходного напряжения генератора. Регулятор напряжения включается в цепь возбуждения. Его задача управлять током возбуждения. Он работает в режиме открыто – закрыто, то есть, он все время включает и выключает ток возбуждения. Напряжение генератора повышается, он отключает ток возбуждения — напряжение снижается, он снова включает ток возбуждения и напряжение повышается. Таким образом, он не дает напряжению вырасти выше заданного значения, которое должно быть 13,8 — 14,2 Вольта. Автомобильный генератор первоначально возбуждается от аккумулятора. Как только включается зажигание, выходной транзистор регулятора открывается, через него идет ток возбуждения и ротор намагничивается. Когда завелся двигатель и генератор заработал, возбуждение происходит уже от самого генератора. ЭДС генератора становится выше, поэтому генератор становится источником, а аккумулятор начинает заряжаться. Применяются два принципа подачи тока возбуждения от генератора на собственную обмотку возбуждения.
Ток возбуждения идет от выхода генератора, через замок зажигания, выход генератора всегда связан с аккумулятором.
В этом случае, ток возбуждения выпрямляется отдельным выпрямителем, цепь возбуждения отключена от выхода генератора и, значит, от аккумулятора.
Схемы генераторов с возбуждением от выхода генератора Эти простые схемы применялись для автомобилей 60-х 70-х годов выпуска. «Жигули», «Москвичи», ЗиЛ, Газ, Уаз. Много таких автомобилей до сих пор остается в эксплуатации. Регулятор напряжения может быть внешним и встроенным. Внешний регулятор это отдельная коробочка, которая соединяется с генератором проводами и стоит в стороне от генератора. Встроенный регулятор, входит в состав генератора, крепится внутри или снаружи корпуса, обычно, встроенный регулятор сделан вместе со щетками. На выходе регулятора напряжения стоит мощный транзистор, это может быть биполярный, и может быть полевой транзистор. Он работает в ключевом режиме, то есть, открыт — закрыт. Открыт транзистор – ток возбуждения проходит, закрыт транзистор — ток не проходит. Есть три варианта включения транзистора – с общим Эмиттером, общей Базой и с общим Коллектором. В регуляторах напряжения используются транзисторные ключи с ОЭ и ОК. Если заземлен транзистор, то это ключ с ОЭ, если заземлена щетка. то это ключ с ОК. Регуляторы выполненные по схеме с ОЭ называют A-Circuit, регуляторы выполненные по схеме с ОЭ называют В — Circuit. В автомобильных схемах генераторов применяются обе схемы – и A-Circuit, и В-Circuit
Схемы с внешним регулятором напряжения Такая схема применялась на автомобилях Жигули ранних выпусков 2101 — 2106
Такая схема применялась для автомобилей Волга, Газ, Зил, УАЗ. Генераторы Серий 16 3701 и 19.3771. Эта схема применяется для автомобилей Крайслер и Додж. По этой схеме сделан генератор на двигатели Крайслер для автомобилей Волга и Газель. Старая схема В-Circuit с использованием одноконтактных щеток, то есть когда вторая щека заземлена прямо на корпус генератора есть здесь.
Генераторы со встроенными регуляторами напряжения Регулятор напряжения можно установить снаружи и внутри генератора. Такая конструкция получается более компактной и надежной, она позволяет отказаться то проводов для соединения генератора и регулятора напряжения. При установке регулятора снаружи корпуса генератора, появляется возможность замены регулятора не снимая генератор.
Генераторы такой конструкции, со встроенным регулятором, установленном на корпусе, широко применяется для автомобилей выпускавшихся в недавнее время и находящиеся в эксплуатации — Валдай, КАМАЗ, МАЗ, УАЗ
Все приведенные схемы используют принцип питания обмотки возбуждения от выхода генератора. Генератор часть своего выпрямленного тока отдает на собственное возбуждение. Путь тока возбуждения: Плюс генератора, плюс аккумулятора, контакты замка зажигания, вход регулятора напряжения, обмотка (или наоборот), обмотка возбуждения, минус — масса.
Недостаток Схемы с питанием обмотки возбуждения от выхода генератора. Почему отказались от такой схемы и стали применять схему с дополнительными диодами, (тоже устаревшую) В настоящее время снова используется схема без доп. диодов, в таких генераторах применяют регуляторы напряжения с микроконтроллерами. В генераторах с питанием обмотки возбуждения от выхода генератора, весь ток возбуждения проходит через контакты замка зажигания. Этот ток для получения достаточной мощности генератора должен быть быть 3 — 5 Ампер. Такой ток требует качественного зажима всех контактов и достаточно толстого провода, при размыкании контактов дает сильную искру и изнашивает контакты, снижая надежность системы зарядки и системы зажигания, которая питается через эти же контакты. Аккумулятор в любой схеме всегда подключен к плюсовому выводу генератора, это необходимо для того, чтобы генератор и аккумулятор могли работать как источники заменяя друг друга — двигатель не работает — источник аккумулятор, двигатель заработал — источник генератор. Если двигатель не завелся, генератор не заработал, а зажигание осталось включено, то через обмотку ротора идет ток от аккумулятора (а это 3 – 5 Ампер). По разным причинам такие ситуации иногда возникают и тогда, через несколько часов, двигатель не заведется. То есть, в схемах, в которых обмотка возбуждения запитана от выхода генератора и, значит, подключена непосредственно к аккумулятору, может неожиданно разрядиться аккумулятор.
Схема с дополнительными диодами несколько сложнее, но она обеспечивает питание обмотки возбуждения, прямо внутри генератора минуя замок зажигания, обмотка возбуждения не имеет прямой связи с аккумулятором, поэтому такая схема исключает случайную разрядку аккумулятора при невыключенном зажигании.
В схемах с дополнительными диодами, первоначальное возбуждение также происходит от аккумулятора, но очень маленьким током чрез ограничительные сопротивления или через специальную лампочку. После запуска генератора ток возбуждения идет уже по отдельной цепи, не связанной с аккумулятором, через дополнительный выпрямитель. (доп диоды) Схемы автомобильных генераторов с дополнительными диодами. |
Такое напряжение необходимо поддерживать для нормальной зарядки аккумулятора и нормальной работы всех приборов электрооборудования.
Ток возбуждения идет только внутри генератора и не использует внешнюю цепь. Аккумулятор используется только для первоначального возбуждения.
Поэтому ключи на транзисторах бывают с ОЭ, ОБ, ОК. Для каждого варианта транзисторного ключа есть свои особенности применения.
Там же рассуждения о щеточных узлах с одним и двумя контактами и регуляторах напряжения для разных случаев. (см. здесь)
Когда генератор не работает, аккумулятор, прямо подключенный к нему, не может разрядиться через генератор, потому, что диодный мост не пропускает ток в обратном направлении, но, через обмотку возбуждения, аккумулятор может разрядиться.
| Различные схемы автомобильных генераторов |
Схемы с внешним регулятором напряжения Схемы со встроенным регулятором напряжения Схемы с питанием обмотки возбуждения от выхода генератора Схемы генераторов с дополнительными диодами Схемы с многофункциональными регуляторами напряжения Общие описания Схемы с питанием обмотки возбуждения от выхода генератора Автомобильный генератор возбуждается от аккумулятора. Регулятор напряжения может быть внешним и встроенным. Внешний регулятор это отдельная коробочка, которая соединяется с генератором проводами и стоит в стороне от генератора. Встроенный регулятор, входит в состав генератора, крепится внутри или снаружи корпуса, обычно, встроенный регулятор сделан вместе со щетками. Это схема с внешним регулятором напряжения, с заземленной щеткой. По такой схеме сделан генератор Г 221, для автомобиля «Жигули» ВАЗ 2101,02, 03, 06, и ранней «Нивы» Работа схемы автомобильного генератора (это описание применимо для всех последующих схем)Схема генератора состоит из обмотки генератора, выпрямителя (Диодного моста), обмотки возбуждения в роторе, регулятора напряжения, аккумулятора и подключенных к генератору приборов электрооборудования. При включении зажигания, ток от плюса аккумулятора идет в ротор через щетки. Этот ток проходит через открытый транзистор регулятора напряжения. Ток обмотки ротора намагничивает железные полюса с клювами. Двигатель заводится, ротор раскручивается, и обмотка статора начинает испытывать резкие изменения магнитного поля от мелькающих клювов ротора. В обмотке статора возникает Электродвижущая сила (ЭДС). В цепи обмотки появляется переменный ток. Этот ток проходит через диодный мост, становится выпрямленным, близким по форме к постоянному. Обмотка и ротор Диодный мост На всех приборах автомобиля и на аккумуляторе начинает действовать напряжение генератора. Когда генератор работает, ток возбуждения в ротор идет уже не от аккумулятора, а от самого генератора. Регулирование напряжения генератора происходит изменением тока возбуждения.. Проблема возникает в том, что, ЭДС генератора значительно превышает необходимое значение напряжения, для работы электрооборудования. Для того, чтобы поддерживать напряжение на заданном уровне 13, 8 – 14, 2 Вольта, к генератору подключен регулятор напряжения, он ограничивает напряжение генератора.. Регулирование напряжения При включении, регулятор обязательно открыт, чтобы пропустить ток возбуждения, который намагничивает ротор. Когда генератор раскручивается, ЭДС сильно вырастает, регулятор, подключенный в выходу генератора, чувствует, что напряжении становится выше и закрывается, ток возбуждения уменьшается, напряжение генератора падает. Регулятор чувствует, что напряжение стало ниже и снова открывается, появляется ток возбуждения и напряжение растет, регулятор снова закрывается, и т. С увеличением количества включенных приборов, мощность которую отдает генератор растет, а значит, напряжение на выходе генератора снижается, регулятор напряжения отслеживает это снижение и поддерживает напряжение генератора, пока хватает его мощности. Регулятор поддерживает заданное напряжение на выходе генератора при изменениях числа оборотов и изменениях нагрузки. Это обеспечивает правильную зарядку аккумулятора, и нормальную работу всего электрооборудования. Схема с внешним регулятором с заземленным транзистором, используется для многих типов устаревших генераторов. 1631, 192, и.т..п. для автомобилей Волга и Газель с двигателем 402. На многих американских автомобилях, вплоть, до 90 годов, применялись генераторы с внешним регулятором напряжения. Например автомобили «Газель» с двигателем «Крайслер» были сделаны по такой схеме.
Схема генератора со встроенным регулятором напряженияВ этом случае регулятор напряжения смонтирован в единый узел со щеточным узлом, и установлен на генератор.
По такой схеме сделаны генераторы 58.3701, для автомобиля «Москвич» и все генераторы для автомобилей УАЗ, ЗиЛ, ГАЗ 80 -х — 90-х годов выпуска. Все три схемы — это схемы с питанием обмотки возбуждения от выхода генератора. Первоначальное возбуждение происходит от аккумулятора, а после запуска ток возбуждения берется с выхода генератора, то есть с той же самой точки. Недостаток Схемы с питанием обмотки возбуждения от выхода генератора. Цепь возбуждения работает через замок зажигания, поэтому работа генератора зависит от состояния контактов замка зажигания, провода цепи возбуждения получаются очень длинными и, в целом, надежность схемы недостаточно высокая. Аккумулятор всегда подключен к плюсовому выводу генератора, это необходимо для того, чтобы генератор и аккумулятор могли работать как источники заменяя друг друга — двигатель не работает — источник аккумулятор, двигатель заработал — источник генератор, и все работает от него, а аккумулятор заряжается. Если двигатель не завелся и генератор не заработал, а зажигание осталось включено, то идет ток ротора от аккумулятора (а это 3 – 5 Ампер) и разряжает его. По разным причинам такие ситуации иногда возникают и тогда, через несколько часов невыключенного зажигания, двигатель не заведется. Такие схемы, в которых ротор запитан от выхода генератора и, значит, подключен непосредственно к аккумулятору, могут привести к неожиданной разрядке аккумулятора.
Схемы генераторов с дополнительными диодами Можно сделать схему возбуждения генератора более короткой и надежной. Ток возбуждения проходит только внутри генератора и не проходит во внешнюю цепь через замок зажигания. Для этого ток возбуждения берется с обмоток генератора, выпрямляется отдельным маленьким выпрямителем и отправляется сразу в обмотку возбуждения. Схема с дополнительными диодами позволяет защитить аккумулятор от случайного разряда через обмотку возбуждения. В такой схеме обмотка возбуждение, на прямую, не подсоединена к выходу генератора и аккумулятора. Ток возбуждения протекает не от выхода диодного моста, соединенного с аккумулятором, а прямо от своих обмоток в обмотку возбуждения, через дополнительный выпрямитель. Для первоначального возбуждения приходится использовать аккумулятор. Ток первоначального возбуждения, при включении замка зажигания, проходит в обмотку возбуждения через лампочку. Лампочка имеет большое сопротивление, поэтому ток в цепи возбуждения протекает маленький (лампочка светится), такого тока вполне достаточно для подмагничивания ротора. Как только ротор подмагнитился, генератор начинает вырабатывать напряжение и появляется ток в обмотках, этот ток идет через дополнительные диоды в обмотку возбуждения и намагничивание ротора возрастает, так генератор, практически сразу, возбуждается, получив первоначальный толчок маленьким током через лампочку. Цепь внешнего возбуждения остается подключенной, она используется снова при следующем запуске двигателя. Лампочка, фактически, разделяет цепь первоначального возбуждения генератора и цепь рабочего возбуждения. Ток обмотки возбуждения может достигать 5-и Ампер, но чтобы обмотка возбуждения не могла потреблять такой ток от аккумулятора, в цепи первоначального возбуждения и стоит лампочка ограничивающая этот ток. На первый взгляд проблема остается — если ротор генератора не крутится, а зажигание включено, то аккумулятор разряжается, но разражается очень маленьким током через лампочку (лампочка горит). Ток лампочки может гореть несколько дней и это не приведет к полному разряду нормального аккумулятора. Схема генератора с дополнительными диодами и регулятором напряжения типа L (D+) Схема генератора с возбуждением типа L. Такая схема широко применялась на автомобилях выпуска 90-х годов. ВАЗ 2108-09, ВАЗ 2107 — 05, ВАЗ 2110, 11, 12, «Газель», «Волга» с двигателем 406, Генераторы 372.3701, 9402,3701, 9422, 3701, и многие другие. Генераторы BOSCH, VALEO У регуляторов типа L, на точку L подключается выход лампочки для первоначального возбуждения, а когда генератор заработал, то на эту точку приходит напряжение самого генератора, через дополнительный выпрямитель. Такой регулятор считает, что напряжение на выходе дополнительного выпрямителя — это и есть напряжение бортовой сети, поэтому он поддерживает напряжение на выходе генератора, «опираясь» на значение напряжения на точке L. Это получается недостаточно точно. Такие регуляторы применялись на многих генераторах 90-х годов для автомобилей Mitsubishi, и их корейских клонах. У регуляторов SL два входа. Точка L имеет такое же подключение, выполняет туже функцию, но, контрольное напряжение, относительно которого нужно поддерживать заданное напряжение поступает на точку S. Это вход с высоким сопротивлением, который тока не потребляет. Он подключается на силовой выход генератора, где напряжение, действительно мало отличается от напряжения бортовой сети. Таким образом, регуляторы SL поддерживают напряжение на выходе генератора более точно, так как контролируют напряжение на самом выходе. На точке S при выключенном зажигании должно быть 12 Вольт (связь с аккумулятором). Если цепь оборвана, что иногда бывает, то генератор работает, но держит напряжение примерно на 1 Вольт выше нужного значения и требуется восстановление проводки, чтобы защитить аккумулятор от перезаряда. Разрядка аккумулятора по цепи S невозможна так как вход S регулятора имеет очень большое сопротивление. На Российском регуляторе SL типа 1702.3702 (для ВАЗ 2108) неподключение или обрыв точки S, полностью отключает регулятор. Такое решение использовали BOSCH, Mitsubishi, DELCO COR. Генераторы БАТЭ для ВАЗ 2110 и для 406-го двигателя 3202, 3222, были выполнены по этой схеме. Обмотка, намотанная звездой, имеет среднюю точку, если ее подключить к выпрямителю, то с выпрямителя можно снять больший ток. Для выпрямления тока от средней точки нужно дополнительное плечо диодного моста, то есть нужно еще 2 диода. Таким образом, в том же корпусе и с той же обмоткой, можно получить генератор, который будет мощнее на 10 — 15 процентов, только нужен другой диодный мост, на 8 диодов. Такой генератор поддерживает работу большего числа потребителей, что актуально с увеличением числа электронных схем управления в современных автомобилях.
Лампочка Лампочка не только ограничивает ток, но становится простым и очень полезным сигнализатором. При включении зажигания лампочка загорается, через нее идет ток первоначально возбуждения, это значит, что цепь возбуждения целая и генератор готов к работе. После запуска двигателя лампочка гаснет – это значит, что генератор заработал. Если при включении зажигания лапочка не загорелась, то значит, цепь возбуждения не включилась и генератор не заработает. Если лампочка загорелась, а после запуска двигателя не погасла, то значит, что цепь возбуждения целая, но генератор не заработал, надо искать неисправность, иначе, через два часа машина безнадежно встанет. Если лампочка загорелась на ходу, то, то значит, генератор перестал работать (например, порвался ремень), двигатель продолжает работать, пока аккумулятор заряжен, но ехать нужно туда, где отремонтируют генератор. Лампочка так действует потому, что с одной стороны, она подключается к плюсу аккумулятора, а с другой стороны к обмотке возбуждения. При включении замка зажигания, пока генератор стоит, появляется ток через обмотку возбуждения на минус и лампочка горит, показывая, что цепь возбуждения генератора целая. То есть, плюс питания подводится, лампочка целая, проводка до генератора целая, щетки на месте, контакт на кольцах хороший, обмотка ротора целая, регулятор целый, контакт на массу хороший. Тусклое свечение лампочки может быть потому, что плохо затянут контакт плюсового вывода генератора, или неисправен диодный мост Познакомимся с функцией контрольной лампочки генератора более подробно Схема генераторов DENSO, которые применялись на автомобилях ТойотаСхема генератора с регулятором напряжения типа S IG LРегуляторы такого типа применялись на генераторах фирмы Денсо для автомобилей Тойота Регулятор представляет собой микросхему с несколькими навесными элементами. Силовой транзистор Т2, который работает в ключевом режиме, включает и отключает ток возбуждения. Транзистор Т1 управляет лампочкой контроля зарядки. Микросхема работает по более сложной программе, чем регулятор на дискретных элементах, что позволяет упростить схему самого генератора. Регулятор напряжения имеет разъем S IG L, для внешнего подсоединения, и клеммы для внутреннего подсоединения к цепям генератора B, P, F, E Назначение выводов внешних S – подвод напряжения с выхода генератора и аккумулятора для контроля уровня напряжения. IG- питания цепей регулятора после включения замка зажигания L — подключение лампочки контроля заряда Назначение выводов внутренних соединений регулятора B — подвод тока возбуждения от выхода генератора P — подвод переменного напряжения с фазы генератора F — отвод тока возбуждения от ротора E – земля
Работа схемы В выключенном состоянии к точке В подведен плюс от аккумулятора, но транзистор Т2 полностью закрыт и тока по цепи возбуждения нет. Плюс действует на точке S, но это вход с очень высоким сопротивлением и тока не потребляет. При включении зажигания плюс от аккумулятора попадает на точку IG и на точку L через лампочку. Микросхема DD получает питание по цепи IG. Микросхема DD переводит транзистор Т2 в импульсный режим, с такой скважностью, что среднее значение тока оказывается достаточным для подвозбуждения генератора. От плюса, через точку В, в обмотку возбуждения идет ток через транзистор Т2. Ток очень маленький и противодействие ротора вращению двигателя получается очень слабым, что облегчает запуск двигателя и создает более щадящий режим для аккумулятора и стартера. Стартер начинает раскручивать двигатель. Ротор вращается и подмагниченный начальным током возбуждения, начинает генерировать в обмотке генератора переменное напряжение. Возникшее переменное напряжение, с одной из обмоток попадает на точку Р регулятора, и на соответствующую ножку микросхемы. Сигнал о появлении переменного напряжения, означает, что двигатель завелся и можно включать генератор. Микросхема переводит транзистор Т2, на такую длительность импульсов при которой ток возбуждения становится достаточно большим, чтобы генератор вышел на рабочее напряжение и начал отдавать достаточную мощность. Далее задача регулятора состоит в поддержании рабочего уровня напряжения на выходе генератора. Генератор все время поднимает напряжение и стремится превысить его нормальный уровень. Регулятор ограничивает напряжение на заданном уровне. Микросхема DD обеспечивает широтно – импульсное управление (ШИМ – регулятор). Среднее значение тока, протекающего в обмотку зависит от длительности импульса открытого состояния ключевого транзистора Т2. Когда напряжение на выходе генератор возрастает, то микросхема, получая значение этого напряжения на точку S, уменьшает длительность открытого состояния транзистора, и среднее значение тока возбуждения снижается, напряжение на выходе генератора снижается, далее, длительность импульсов вновь увеличивается и напряжение возрастает, таким образом, поддерживается заданный уровень выходного напряжения с достаточно высокой точностью — около 14, 4 Вольта Диод, шунтирующий обмотку возбуждения, как обычно, создает контур для ЭДС самоиндукции, при резком размыкании тока возбуждения, что снижает импульс высокого напряжения, которое может пробить выходной транзистор Т2
Схема генератора не нуждается в дополнительном выпрямителе для питания обмотки возбуждения. Схема регулятора напряжения защищает аккумулятор от разрядки через обмотку возбуждения, в случае если зажигание включено, а двигатель не работает. Как и в схеме с дополнительным выпрямителем, схема потребляет ток на свечение лампочки – сигнализатора разрядки и еще потребляет небольшой ток через обмотку возбуждения, необходимый для первоначального возбуждения, этот ток определяется импульсным режимом транзистора Т2 , его среднее значение оказывается достаточно мало, чтобы не оказывать существенное влияние на разрядку аккумулятора, поэтому в автомобиле, который не завелся, долгое время может быть включено зажигания без риска разрядки аккумулятора через генератор.
На данном рисунке показана схема генераторов на 100 и 110 Ампер, для генераторов меньшей мощности достаточно обычного диодного моста с шестью диодами.
|
Как только включается зажигание, выходной транзистор регулятора открывается и через него идет ток возбуждения , генератор возбуждается. Когда генератор заработал, возбуждение происходит уже от самого генератора по той же цепи, через замок зажигания. При включенном зажигании в таких схемах плюс аккумулятора всегда остается подключенным к обмотке возбуждения.
Аккумулятор и генератор работают совместно. Когда генератор не работает все электрооборудование питается от аккумулятора. Когда генератор возбуждается, все начинает работать от генератора, и аккумулятор заряжается. Аккумулятор создает первоначальный ток, для возбуждения генератора, то есть, намагничивает ротор. Аккумулятор для генератора нужен обязательно. Если нет аккумулятора, генератор можно крутить сколько угодно, он не заработает.
Напряжение генератора становится выше ЭДС аккумулятора, и он начинает заряжаться.
д. Напряжение пилообразно изменяется и в среднем поддерживается на заданном уровне.
Когда генератор не работает, аккумулятор, прямо подключенный к нему, не может бесполезно разряжаться через диодный мост потому, что диодный мост не пропускает ток в обратном направлении, но, через обмотку возбуждения в роторе, аккумулятор может разрядиться.
Дальше генератор работает уже самостоятельно, потребляя необходимый ток возбуждения через дополнительные диоды. 
Как только генератор закрутился, и на выходе дополнительно выпрямителя, появляется плюс, который подействует на лампочку с другой стороны и лампочка погаснет (от плюса к плюсу ток не идет), это и означает, что генератор заработал.
Транзистор Т1 открывается и лампочка загорается, сигнализируя о том, что генератор готов к работе, но еще не работает.
Ток возбуждения (показано стрелками) от плюса, через точку В, идет в обмотку возбуждения, и через транзистор на Т2 на массу. Ротор сильно намагничивается и генератор начинает работать. Транзистор Т1 получает от микросхемы команду на закрытие и лампочка гаснет, что подтверждает нормальный режим работы генератора.
Автомобильный генератор переменного тока (цепи переменного тока) — производство печатных плат и сборка печатных плат
Появление современной автомобильной промышленности привело к инновациям в области электрических схем и техники.
Современные автомобили оснащены сложной электроникой и множеством автоматизированных устройств высокого класса, которые могут облегчить вождение и значительно облегчить жизнь водителю и тем, кто находится в пути.
Эта модернизация в автомобильной промышленности в основном представляет собой развитие «автомобильных генераторов переменного тока». В этой статье мы изучим основы автомобильного генератора переменного тока. В основном Генератор переменного тока представляет собой электромеханическое устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую энергию в виде переменного тока.
Как мы все знаем, почти все аксессуары, используемые в автомобильной электронике, в основном работают от постоянного тока.
Означает, что для этих частей требуется источник питания постоянного тока (DC). Теперь генератор переменного тока генерирует переменный ток за счет вращательного движения коленчатого вала двигателя. Таким образом, этот переменный ток преобразуется в постоянный ток с помощью электронного компонента, называемого «диод».
Что такое диод..?
Диод — это кремниевый полупроводниковый прибор, работающий в одном направлении. Он преобразует переменный ток в постоянный (однонаправленный ток). Когда происходит положительный полупериод переменного тока, диод проходит через него и поворачивает «прямое смещение», падая на нем примерно от 0,7 В до 1 В. Когда возникает отрицательный полупериод, происходит «обратное смещение», следовательно, блокируется отрицательный цикл. Таким образом, генерируя постоянный ток.
Что такое автомобильный генератор:
Автомобильный генератор переменного тока представляет собой генератор со встроенной трехфазной диодной мостовой схемой, которая преобразует переменный ток в постоянный для питания нагрузок постоянного тока, используемых в автомобиле (автомобиль), таких как фары, задние фары, динамики, музыкальный проигрыватель, автоматические электрические стеклоочистители, задняя и передняя камера и датчики
Этот постоянный ток (питание постоянного тока) используется для зарядки автомобильного аккумулятора и включения вышеупомянутых нагрузок при работающем двигателе.
На диаграмме справа показаны базовая электрическая схема обычного автомобильного генератора.
Сегодня в современных автомобилях используется схема регулятора напряжения для включения или выключения питания батареи на обмотке ротора для максимизации/оптимизации заряда батареи и регулирования выходного напряжения.
Регулятор напряжения также участвует в цепи зарядки аккумулятора. Как только в автомобиле включается дополнительная нагрузка постоянного тока, ECU (блок управления двигателем) посылает сигнал на генератор переменного тока, чтобы начать зарядку аккумулятора. С переменными электрическими нагрузками в современном автомобиле генератор переменного тока должен справляться с этим, соответствующим образом регулируя скорость зарядки.
Трехфазный мостовой выпрямитель:
Трехфазный двухполупериодный мостовой выпрямитель является основной частью, которая генерирует напряжение постоянного тока, необходимое для силовой электроники автомобиля.
Этот мостовой выпрямитель состоит из 6 диодов. Два соединены последовательно, а три пары из этих двух соединены параллельно.
Эти три пары напрямую связаны с тремя обмотками статора. Эти обмотки статора генерируют переменное напряжение с помощью электромагнетизм . Обмотка статора магнитно связана с обмоткой ротора или обмоткой возбуждения или катушкой возбуждения.
Как работает автомобильный генератор:
Во-первых, мы должны знать, что генератор не может заряжать разряженную батарею. Это связано с тем, что при первоначальном запуске самому генератору переменного тока требуется батарея для питания катушки ротора, чтобы запустить обмотку ротора и создать магнитное поле.
Теперь при включении зажигания автомобиля двигатель запускается. Коленчатый вал двигателя начинает вращаться, а затем шкив также вращается с помощью ремня, соединяющего коленчатый вал и шкив.
Когда батарея запитает катушку ротора, металлический груз станет «электромагнитом». Этот электромагнит будет вращаться вокруг трехфазной обмотки статора. Три обмотки статора соединены по схеме Y.
В результате эти два статора и ротора взаимно соединяются и индуцируют электричество (переменный ток) в обмотке статора. Это переменное напряжение (ток) передается в 6-диодную сеть мостового выпрямителя для преобразования переменного тока в постоянный. Катушка вращающегося поля соединена с аккумулятором с помощью «контактных колец» и «угольных щеток». Две угольные щетки фиксируются и удерживаются с помощью нажимной пружины, которая плотно прилегает к медным токосъемным кольцам.
Теперь, когда энергия переменного тока начинает генерироваться и преобразовываться в энергию постоянного тока, она затем поступает в катушку ротора и отключает соединение батареи с ротором для экономии энергии/заряда батареи. После этого батарея начнет заряжаться от выпрямленного источника постоянного тока с диода.
Шариковые подшипники используются для обеспечения плавного вращения вала ротора.
Три распространенные неисправности генератора переменного тока:
1- Негерметичные диоды:
Диод может выйти из строя и начать создавать пульсации переменного напряжения. Эта пульсация может быть воспринята как шум в электрической системе вашего автомобиля. Лучший способ определить эту проблему — выполнить этот небольшой тест.
Проверка:
Возьмите цифровой мультиметр DMM и установите наименьшее значение напряжения переменного тока. Подключите красный положительный провод цифрового мультиметра к клемме BAT на генераторе вашего автомобиля. Теперь подключите черный отрицательный провод к корпусу, где установлен генератор. Теперь запустите двигатель и работайте на 1500 об/мин. Показания цифрового мультиметра должны показывать от 0,5 В до 1 В. Все, что превышает 1 В, указывает на неисправность генератора из-за пульсаций диода.
2- Короткие диоды:
Если вы чувствуете, что автомобильный аккумулятор разряжается очень быстро, пора проверить, нет ли «закороченного диода». Замыкание любого диода из 6 диодов на землю может привести к быстрому разряду батареи. В этом случае сделайте это.
Используя цифровой мультиметр в режиме амперметра «DC mA», соедините цифровой мультиметр последовательно с отрицательной клеммой аккумуляторной батареи и клеммой BAT генератора . Для этого отсоедините провод клеммы BAT от генератора и отсоедините отрицательный провод аккумулятора. Убедитесь, что зажигание и вся автомобильная электроника выключены, а двигатель выключен. Теперь проверьте показания цифрового мультиметра. Он должен быть меньше 0,5 мА. Если это не так, то подождите 30 минут, чтобы компьютерные устройства в автомобильной электронике перешли в «спящий режим». Теперь, если он по-прежнему показывает 0,5 мА или выше, это означает неисправность генератора или неисправного диода, что приводит к разрядке аккумулятора.
3- Обрыв диода:
Если выход генератора вообще не генерирует постоянное напряжение (мощность постоянного тока), то, вероятно, диод «открылся». Следовательно, пришло время заменить этот диод.
Обзор основных частей автомобильного генератора переменного тока:
Статор:
Статическая часть генератора переменного тока, которая не вращается. Он сделан из железного сердечника и состоит из 3 витков, соединенных по схеме «Y» и «звезда».
Ротор: Вращающаяся масса с катушкой возбуждения, питаемой от автомобильного аккумулятора.
Трехфазный мостовой выпрямитель: Для преобразования переменного напряжения в постоянное для питания автомобильной электроники и аксессуаров.
Токосъемные кольца: Медные кольца для обеспечения контакта и подачи постоянного тока на ротор
Угольная щетка: Надежно фиксируется и контактирует с контактными кольцами для соединения с ротором.
Регулятор напряжения: Для управления выходным напряжением независимо от скорости вращения ротора. Подсоедините / отсоедините батарею от ротора, чтобы регулировать мощность.
Электрическая система Advance типичного автомобильного генератора показана справа.
Как подключить генератор переменного тока
Генератор переменного тока можно использовать по-разному, в том числе:
- Автомобили используют генераторы переменного тока для питания всей цепи и подзарядки аккумулятора при работе двигателя.
- Генератор переменного тока — это один из типов электрогенераторов, который можно использовать для включения света в случае отключения электроэнергии.
- Кроме того, генераторы переменного тока имеют несколько практических применений в промышленности, включая работу вентиляторов, насосов и конвейерных лент.
Генератор переменного тока происходит от того же слова, позволяющего преобразовывать механическую энергию в ток, в основном в транспортных средствах.
Тем не менее, было бы полезно, если бы вы изучили схему чередования проводов , чтобы понять.
Содержание
Что такое генератор переменного тока?
Генератор автомобиля является важным компонентом, но не требует регулярного обслуживания. Он использует переменный ток в качестве источника для преобразования механической энергии в электричество, а затем преобразует ее в постоянный ток.
Основная цель генератора переменного тока — помочь аккумулятору питать электрические компоненты автомобиля, включая фары, вентилятор и стеклоочистители. Он преобразует переменный ток в постоянный и регулирует напряжение таким образом, чтобы каждое устройство получало минимальную мощность, необходимую для его работы.
Подпись: Электропроводка генератора в автомобиле0014 Статор, ротор и мост выпрямителя являются тремя основными частями генератора переменного тока. Катушка возбуждения на роторе питается от токосъемных колец и щеток на валу. Магнитные полюса ротора усиливают магнитное поле тока. Шкив на передней части генератора переменного тока соединен с ротором через приводной ремень автомобиля, который вращает его при работающем двигателе. За счет вращения ротора в статоре возникает переменный ток. Мост выпрямителя преобразует мощность переменного тока в мощность постоянного тока, подходящую для электрических компонентов автомобиля. Кроме того, для зарядки аккумулятора требуется генератор переменного тока, который вырабатывает достаточно электроэнергии, не повреждая электронные компоненты автомобиля. В качестве решения вы можете управлять выходной мощностью генератора переменного тока, регулируя ток с помощью катушки возбуждения ротора. Обзор жгута проводов генератора Проводка генератора является основным источником передачи энергии от генератора к аккумулятору. Эти провода медные или алюминиевые, с защитной изоляцией на них. Электропроводка генератора в зависимости от типа регулятора напряжения Генератор переменного тока должен заряжать аккумулятор достаточным напряжением. Проводка генератора с электромеханическими регуляторами Некоторые старые автомобили имеют электромагнитный регулятор напряжения. Кроме того, эти регуляторы состоят из реле отключения, регулятора и регулятора тока. Каждая часть имеет свою уникальную функцию. Реле отключения подключает генератор к аккумулятору для его зарядки. Он открывается для предотвращения разряда в генератор. Регулятор тока управляет цепью возбуждения генератора переменного тока. Регулятор управляет цепью возбуждения, регулируя выходное напряжение. Подпись: Схема подключения генератора с электромагнитным регулятором Источник: https://www.carparts.com/0014 Электронные регуляторы (стабилитроны и транзисторы) управляют выходной мощностью генератора переменного тока. Электронные регуляторы не имеют движущихся частей, в отличие от электромеханических. Твердотельная архитектура обеспечивает более быструю цикличность и более точную регулировку генератора. Кроме того, вы можете установить внутренние и внешние электронные регуляторы. Конструкция системы определяет, какие провода идут к генератору; Однако тот, у кого нет компьютера, будет иметь три входа. Эти клеммы могут заряжать напряжение аккумуляторной батареи и управлять зажиганием системы. Подпись: Диаграмма проводки генератора с внутренними электронными регуляторами Источник: https://www.carparts.com/ Wrenator Wring с модалькой Control Voltage Voltage vture . PCM управляют мощностью генератора во многих автомобилях последних моделей. Он определяет уровни зарядного напряжения на основе данных модуля управления кузовным оборудованием (BCM) . Сеть передачи данных соединяет BCM и отслеживает датчик для отслеживания тока батареи. Если система EPM выходит из строя, по сети передачи данных передается сообщение для включения одного или нескольких светодиодных индикаторов. Подпись: электрическая схема генераторов, управляемых PCR Источник: https://www. Сколько проводов идет к генератору? Ток и напряжение генератора зависят от его назначения и типа. Тем не менее автомобильные генераторы выдают 50-100 ампер при 13-15 вольтах. Большинство генераторов переменного тока имеют три или четыре клеммы для подключения проводки. 3-проводной генератор Схема подключения Большинство людей называют стандартный генератор General Motors со встроенным регулятором 3-проводным генератором, часто называемым 3-контактным генератором. Это обновление по сравнению с вариантом 1-wire и может быть установлено в более ранних автомобилях. Напряжение в блоке предохранителей и зажигание контролируются 3-проводным генератором, который затем регулирует мощность заряда по мере необходимости. Более того, положительный провод крепится к проводному штырю генератора с помощью винта, а не штекера. Первый красный провод — это положительный кабель аккумулятора . Основным заземляющим проводом является отрицательный провод. Основные отрицательные кабели одного генератора идут прямо к шасси автомобиля. Электрические помехи и подключение сенсорного провода улучшаются благодаря его использованию. Положительная клемма основного силового кабеля аккумулятора подключается к выходу устройства Было бы полезно подключить положительный первичный провод генератора переменного тока к выходному порту устройства, расположенному на его задней панели. Это точка соединения между генератором и аккумулятором, где хранится энергия. Датчик связывает генератор через провод датчика Было бы полезно, если бы вы подключили провод датчика генератора к клемме аккумулятора для связи с регулятором напряжения. Регулятор может использовать показания напряжения для управления выходной мощностью генератора. Индикатор зажигания подключается к проводу полевого зажигания. Сигнальная лампа зажигания подключена к входному проводу возбуждения генератора переменного тока. Без провода зажигания генератор работать не будет. Caption: Wiring diagram of 3-wire alternator Source: https://www.greentractortalk.com 1-wire alternator Wiring Diagram A 1 -Проводной генератор имеет самовозбуждающийся регулятор. Оба дополнительных порта на регуляторе не нужны. Таким образом, нет необходимости прокладывать провод к регулятору, чтобы завершить петлю включения с зажиганием. Самовозбуждающийся характер генератора 1-wire означает, что он не начнет зарядку, пока частота вращения двигателя не достигнет определенного значения. У вас могут возникнуть проблемы с удовлетворением потребностей автомобиля в электричестве, если вы совместите эту потребность с отложенным круизом вокруг шоу или сложной конфигурацией впрыска топлива, которая регулирует параметры стартера. Основным недостатком однопроводного генератора является то, что он не начинает зарядку до тех пор, пока не будет достигнуто определенное число оборотов двигателя, что требует увеличения оборотов двигателя. Размер шкивов и внутренних компонентов генератора определяют, сколько оборотов в минуту необходимо для запуска процесса. При запуске автомобиля, работающего на топливе, он может достичь или не достичь этого порогового значения оборотов в минуту. Однако при создании стандартного карбюраторного двигателя вы, скорее всего, будете качать газ или использовать воздушную заслонку. Трехпроводной генератор определяет напряжение в замке зажигания и блоке предохранителей и заряжает больше, чтобы все работало. Подпись: Схема подключения однопроводного генератора Источник: a-one-wire-system.210005/ Генератор с 1 или 3 проводами: что лучше для меня? Хотя вы, вероятно, не запутаетесь в том, какой генератор обеспечивает наилучшую производительность, путаница проводов под капотом может заставить вас задуматься. Несмотря на устрашающее название, трехпроводная система требует добавления двух дополнительных кабелей к существующей электрической схеме. 3-проводной генератор переменного тока дает вам больше спокойствия, если вы не хотите строго ограничивать свои расходы на электроэнергию при движении на низких оборотах. Стандартные этапы подключения генератора Для подключения типичного генератора необходимо выполнить следующие этапы;
Однако напряжение не должно превышать предел, чтобы повредить электросистему автомобиля. Таким образом, производители устанавливают регуляторы напряжения для управления током, протекающим через обмотку ротора. Регулятор управляет генератором, задействуя заземление цепи возбуждения. Это влияет на текущий поток. Модуль управления трансмиссией (PCM) управляет выходной мощностью генератора во многих автомобилях последних моделей. В большинстве модулей используется встроенный драйвер для переключения цепи возбуждения генератора переменного тока. Примером может служить система EPM компании GM. Этот генератор имеет необслуживаемый внутренний регулятор. Кроме того, прямой выход PCM за счет изменения катушки возбуждения по времени. carparts.com/ Он подключается непосредственно к аккумулятору или к распределительной коробке, где другие линии подключаются к аккумулятору. Вы найдете второй и третий провода, также известные как терминальные провода, рядом друг с другом. Входной провод Генератор 1-wire может определять только свою точку питания: аккумулятор. Более того, если источник питания исправен, он не заметит провала напряжения.