Работа автомобильного генератора: устройство и принцип работы, напряжение и мощность

Похожие статьи

Конструкция и принцип действия автомобильных генераторов и генераторов переменного тока

ТЕОРИЯ АВТОМОБИЛЯ

ГЕНЕРАТОРЫ И ГЕНЕРАТОРЫ

В статье, опубликованной в прошлом месяце, были рассмотрены принципы работы постоянного тока и принцип работы автомобильного аккумулятора. Теперь мы можем перейти к тому, как эта батарея заряжается. В старых автомобилях (примерно до 1964 года) это делалось с помощью генератора. По истечении этого времени все автомобили перейдут на генераторы и станут понятны причины замены. Давайте посмотрим, как работает каждый. Во-первых, генератор:

Схема генератора.

Основной принцип работы здесь заключается в том, что электричество производит магнетизм. И наоборот, магнетизм производит электричество. Если катушку с током поместить вокруг стального стержня, стержень намагничится. Чем больше витков провода и чем сильнее ток, тем мощнее магнит. Помещая в катушку сердечник из мягкого железа, силовые линии магнитного поля концентрируются и усиливаются. Поскольку электрическое сопротивление в железе (помните сопротивление?) меньше, чем в окружающем воздухе, силовые линии будут следовать за ядром.

Так устроены два полюсных башмака генератора. Вместо использования магнитов, которые тяжелые и дорогие, вокруг полюсных башмаков намотано множество витков проволоки. Когда ток проходит через эти обмотки, полюсные башмаки становятся электромагнитами, называемыми ПОЛЕВЫМИ КАТУШКАМИ. Эти две катушки возбуждения соединены последовательно (ток проходит через одну, а затем через другую) и намотаны так, что одна становится северным полюсом, а другая — южным полюсом магнитного поля.

Схема генератора.

Внутри генератора находится вращающийся центральный вал, который поддерживается подшипниками на каждом конце. Петли провода (обмотки якоря) наматываются на специальный ламинированный держатель, который называется АРМАТУРА. Якорь поворачивается, надев шкив на один конец вала и приводя его в движение клиновым ремнем от коленчатого вала двигателя, как показано на рисунке.

К якорю прикреплены электрические контактные сегменты, называемые КОММУТАТОРОМ. Эти сегменты электрически изолированы от якоря и друг от друга, но каждый из них припаян к одной из обмоток якоря. Это коммутатор, который по принципу включения-выключения распределяет электричество по якорю, создавая магнитное поле вокруг якоря. Над вращающимися сегментами коллектора ездят угольные «щетки». Эти щетки удерживаются в подпружиненных кронштейнах, и это давление удерживает их на коллекторе. Именно щетки со временем изнашиваются и требуют замены.

Как все работает

Когда якорь генератора впервые начинает вращаться, в железных полюсных башмаках возникает слабое остаточное магнитное поле. Когда якорь вращается, он начинает накапливать напряжение. Часть этого напряжения подается на обмотки возбуждения через регулятор генератора (обычно называемый РЕГУЛЯТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ, описание которого дано в следующей статье). Это приложенное напряжение создает более сильный ток обмотки, увеличивая силу магнитного поля. Увеличенное поле создает большее напряжение в якоре. Это, в свою очередь, создает больший ток в обмотках возбуждения, что приводит к более высокому напряжению на якоре. Это напряжение, конечно, может продолжать увеличиваться до бесконечности, но оно ограничено (по правилам) до заданного пика. На данный момент все это звучит как вечный двигатель, не так ли? Помните, однако, что энергия, приводящая в движение все это, — это коленчатый вал двигателя!

Изучите иллюстрацию и ознакомьтесь с деталями генератора. Следует отметить, что наиболее частой поломкой генератора являются щетки. Во-вторых, выходит из строя подшипник, особенно подшипник рядом с ведущим шкивом (неправильное натяжение ремня ускоряет выход из строя этого подшипника!)

Основной механизм отказа генераторов — неправильная установка нового или восстановленного. Механически установка проста, но электрически все сложнее. Когда генератор остановился в последний раз, в полюсных башмаках остался остаточный магнетизм. Полярность башмаков в то время зависела от направления протекания тока в обмотках катушки возбуждения. Если во время тестирования и восстановления ток будет течь в противоположном направлении, полюсные наконечники изменят полярность. Если затем запустить генератор в автомобиле, обратная полярность приведет к тому, что ток будет течь в неправильном направлении, что приведет к повреждению регулятора и разрядке аккумулятора, когда автомобиль будет оставлен на ночь. Поэтому все генераторы должны быть поляризованы после установки и перед запуском автомобиля. Это делается путем удерживания одного конца провода на клемме «батареи» регулятора и царапания другого конца о выходную клемму генератора (для генераторов с внешним заземлением). Для генераторов с внутренним заземлением правильный способ поляризации состоит в том, чтобы отсоединить «полевой» провод от регулятора и поцарапать его на клемме «батарея» на регуляторе.

Генераторы

Схема генератора.

Генераторы постоянного тока. Генераторы производят «переменный ток» или переменный ток. Преимущество генераторов заключается в том, что они производят гораздо больший ток на низких скоростях, чем генераторы, что позволяет устанавливать в автомобиле все больше и больше аксессуаров. В генераторе переменного тока обмотки «возбуждения» расположены вокруг вращающегося центрального вала, а не на «башмаках», как в генераторе. Два железных полюсных наконечника, отлитых с «пальцами», надеваются на вал, охватывая обмотку возбуждения так, что пальцы находятся между собой. Пальцы на одном полюсе образуют северные полюса, а пальцы на другом — южные полюса. Этот узел называется РОТОР. Вокруг ротора находится ряд обмоток вокруг многослойных железных колец, прикрепленных к корпусу генератора переменного тока. Эта сборка называется СТАТОР. Коленчатый вал двигателя вращает ротор.

Постоянный ток от батареи подается в катушку возбуждения ротора с помощью щеток, трущихся о токосъемные кольца.

Почему это эффективнее? Итак, обмотки статора состоят из трех отдельных обмоток. Это производит то, что известно как трехфазный переменный ток. Когда используется только одна обмотка, возникает однофазный ток (как в генераторе). По сути, генератор переменного тока производит в три раза больше тока, чем генератор, при том же усилии со стороны двигателя. Кроме того, генераторы переменного тока значительно легче и меньше генераторов.

Однако есть небольшая проблема с генераторами. Электричество переменного тока не работает в автомобиле! Электрическая система автомобиля — и аккумулятор — нуждаются в постоянном токе. Следовательно, выход генератора переменного тока «выпрямляется» в постоянный ток. Это делается путем пропускания переменного тока через кремниевые диоды. Диоды обладают своеобразной способностью пропускать ток только в одном направлении, останавливая поток, если направление меняется на противоположное. В генераторах переменного тока установлено несколько диодов, так что ток будет течь от генератора переменного тока к аккумулятору (только в одном направлении, создавая постоянный ток), но не от аккумулятора к генератору.

В реальном режиме работы регулятор напряжения определяет напряжение аккумуляторной батареи и общую нагрузку на электрическую систему автомобиля. Когда необходима зарядка, регулятор подает напряжение батареи на щетки статора, и это создает электрическое поле для зарядки. Когда потребность системы в зарядке уменьшается, напряжение на щетках отключается. Все это происходит много раз в минуту, при этом система постоянно включается и выключается, чтобы поддерживать оптимальную эффективность работы.

В следующем выпуске мы рассмотрим регуляторы напряжения и то, как они работают.

Связанные статьи

Условия использования | Кто мы | Свяжитесь с нами | Карта сайта | Политика конфиденциальности

© 2023 Second Chance Garage, LLC. Все права защищены. Воспроизведение любого материала на этом сайте без разрешения запрещено.

Автомобильный генератор превращает вашу машину в аварийный источник питания

Но вот в чем дело, любезный читатель, вам не нужно вкладывать деньги в генератор, поскольку у вас уже есть устройство, которое превращает бензин в электричество. Генератор вашего автомобиля вырабатывает энергию каждый раз, когда работает двигатель. У вас есть генератор со свежим запасом бензина, который сам себя крутит и (вообще говоря) всегда работает.

К сожалению для моего банковского счета, я не первый, кто это замечает. Компания из Торонто с метким названием CarGenerator занимается этой проблемой и продает полностью портативное устройство с 2015 года. CarGenerator подключается к вашей батарее, а затем преобразует мощность постоянного тока вашего генератора переменного тока в 7-10 ампер переменного тока для домашнего использования. использовать. Пока ваш автомобиль может работать на холостом ходу, у вас есть питание для нескольких устройств, таких как печи, холодильники и производитель Sharper Image S’mores Maker.

Мы встретились с изобретателем CarGenerator Джонатаном Шлу, чтобы поговорить о чрезвычайных погодных условиях, его продукте и о том, сколько времени потребуется, чтобы зарядить Tesla от бензинового автомобиля:

Давайте сразу – зачем нам это нужно? Зачем людям нужен этот продукт?

Джонатан Шлу: На самом деле никто не хочет покупать генератор. Никто на самом деле не говорит: «Эй, я хочу иметь еще одну вонючую, тяжелую вещь, чтобы хранить ее в своем гараже или сарае и обслуживать ее. Поэтому они ничего не делают и замерзают без электричества, или их холодильник сгниет, когда у них закончится электричество. Что мы делаем, так это разрешаем. Если у вас есть машина, у вас есть генератор.

Если налетит ураган или наводнение, что я должен подключить и в каком порядке? И как мне физически подключить его к CarGenerator?

В северном климате самое главное, чтобы ваша газовая печь оставалась теплой. Если вы живете в более теплом климате, то первое, что вам нужно, — это ваш холодильник. И это действительно так же просто, как вытащить эту штуку, она весит всего 11 фунтов. Вытаскиваете, крепите с помощью встроенных термостойких бустерных кабелей. Они выглядят как обычные бустерные кабели, но они изготавливаются на заказ компанией в Соединенных Штатах, чтобы быть устойчивыми к высоким температурам. Таким образом, вы подключаете их к своей машине, запускаете двигатель и подключаете удлинитель снизу устройства. По сути, в нижней части устройства есть две заглушки.

В основном есть две розетки?

Да, есть две розетки, которые в сумме дадут вам от семи до 10 ампер. Так что бери, подключай, протягивай удлинитель и у тебя есть электричество.

Разве печи обычно не подключаются непосредственно к электрическим линиям? Или у них штекер «папа»?

Итак, отличный вопрос. До сих пор подавляющее большинство из них было жестко подключено к вашей электрической панели. Теперь новая серия печей, которые выходят, по ряду причин фактически имеет «папа» прямо на них. И если вы этого не сделаете, мы продаем простой комплект заглушек печи, или есть компания, которая продает очень простой переключатель, который подключается прямо к вашей печи, что дает вам вилку прямо на ней.

Какую длину кабеля вы рекомендуете для среднего дома?

Итак, мы обнаружили, что в большинстве случаев между 50 и 100 футами примерно то, что требуется, чтобы добраться от автомобилей большинства людей до места, где находится печь. Поэтому мы рекомендуем просто пойти и купить удлинитель хорошего качества, удлинитель класса подрядчика 12/3.

Когда вы лично использовали CarGenerator?

На самом деле мы использовали его три с половиной дня. В один из первых раз после того, как я его создал, прямо перед Рождеством на нас обрушился ледяной шторм. Это выбило нас из строя, и у нас не было электричества в течение 3 дней. Сила на самом деле пришла прямо в канун Рождества, хотите верьте, хотите нет. Итак, мы остались в нашем доме на довольно современной машине, мы подключили эту штуку, и она запустила нашу печь. Так что весь дом отапливался, не только один маленький газовый камин, а весь дом отапливался как обычно. Ничто не было холодным. Наш холодильник побежал. Вот и все. Мы остались в своем доме, и наши соседи, все они должны были съехать, снять отели, забрать своих собак, забрать своих пожилых родителей и все такое, и это было ужасно. У них замерзли трубы и все такое.

Какое самое странное применение вы видели или слышали?

Глобальный медик, они оказывают помощь при стихийных бедствиях. Когда они отправляются в места, где произошли крупные бедствия, они будут использовать его с транспортным средством для питания своих дронов. Они используют дроны-наблюдатели для составления карты и ситуационной осведомленности. Так что это действительно супер круто.

CarGenerator: мощность, которая вам нужна без проблем

Другие интересные вещи, я попросил женщину из Швейцарии купить это, потому что она хочет, чтобы ее кофеварка Nespresso работала везде, куда бы она ни пошла.

Ваша первоначальная карьера была связана с программным обеспечением и бизнесом. Как вы превратились из специалиста по базе данных CRM в энергетическую компанию?

Мне нравится. На самом деле я был очень техничным и электриком всю свою жизнь. Я фактически построил свой собственный модем с нуля. Я когда-то травил на печатных платах. Так что у меня довольно долгая история во всем этом. Теперь, когда я создал это и придумал концепцию, я отнес ее в профессиональную дизайнерскую фирму, и так появился первоначальный дизайн.

Итак, вы фактически привезли копию этого продукта в обувную коробку в эту дизайнерскую фирму, и они сделали то, что вы продаете сегодня?

Хахаха сто процентов. Это именно то, что мы сделали, потому что в то время я действительно не понимал, как вы создаете продукт, как вы его заключаете, как вы делаете это безопасно. Как вы делаете все эти вещи. Так что на самом деле профессиональная дизайнерская фирма собрала все это воедино.

Что дальше от CarGenerator?

Мы уже придумали больше продуктов для жилых автофургонов, а затем расширяемся в другие страны. Есть много разных мест, куда мы можем пойти. Также будет больше дополнительных продуктов в нескольких разных классных сегментах.

Классный, последний вопрос. Если бы я подключил генератор и зарядил им Теслу, сколько миль на галлон я бы фактически получил?

Ха-ха-ха, это действительно смешно. Итак, вы подключаете его к бензиновому автомобилю и хотите заряжать Теслу? Ладно, на самом деле, вы бы получили… Дайте мне подумать о расчетах по этому поводу. В большинстве автомобилей вы проработаете от 50 до 70 часов на одном баке бензина. Используя нашу модель на 1000 Вт, это примерно один киловатт в час. OHowСколько ватт-часов у Tesla?

Я полагаю, что у Model S есть 100 киловатт-часов, поэтому один бак равен половине заряда, а полный заряд составляет от 250 до 350 миль.

Думаю, так оно и есть, да. Не держи меня за это!

Рекомендации редакции

• Следующее поколение Apple CarPlay будет питать весь ваш автомобиль в соответствии с тенденцией полноэкранных автомобилей.

  No related posts.