ژنراتور خودرو: چگونه کار می کند و چه وظایفی را انجام می دهد؟ روش ها و نمودارهای ساده برای اتصال ژنراتور خودرو طراحی ژنراتور خودرو.

اصل عملکرد ژنراتور.

عملکرد ژنراتور بر اساس اثر القای الکترومغناطیسی است. اگر یک سیم پیچ، به عنوان مثال، از سیم مسی، توسط یک شار مغناطیسی نفوذ کند، پس از تغییر، یک ولتاژ الکتریکی متناوب در پایانه های سیم پیچ ظاهر می شود. برعکس، برای تولید شار مغناطیسی، کافی است یک جریان الکتریکی از سیم پیچ عبور داده شود. بنابراین، برای تولید یک جریان الکتریکی متناوب، یک سیم پیچ لازم است که از طریق آن یک جریان الکتریکی مستقیم جریان داشته باشد و یک شار مغناطیسی به نام سیم پیچ میدان و یک سیستم قطب فولادی ایجاد کند که هدف آن رساندن شار مغناطیسی به سیم پیچ ها است. ، سیم پیچ استاتور نامیده می شود که در آن ولتاژ متناوب القا می شود. این کویل ها در شیارهای سازه فولادی، مدار مغناطیسی (بسته آهنی) استاتور قرار می گیرند. سیم پیچ استاتور با هسته مغناطیسی خود استاتور ژنراتور را تشکیل می دهد، مهمترین بخش ثابت آن، که در آن جریان الکتریکی ایجاد می شود، و سیم پیچ تحریک با سیستم قطب و برخی از قسمت های دیگر (شفت، حلقه های لغزش) روتور را تشکیل می دهد. بخش چرخان مهم سیم پیچ میدان می تواند از خود ژنراتور تغذیه شود. در این مورد، ژنراتور بر روی خود تحریکی عمل می کند. در این حالت، شار مغناطیسی باقیمانده در ژنراتور، یعنی شاری که توسط قطعات فولادی مدار مغناطیسی در غیاب جریان در سیم‌پیچ میدان ایجاد می‌شود، کوچک است و خود تحریکی ژنراتور را فقط در بیش از حد تضمین می‌کند. سرعت چرخش بالا بنابراین، چنین اتصال خارجی به مدار مجموعه ژنراتور وارد می شود، جایی که سیم پیچ های میدان به باتری وصل نمی شوند، معمولاً از طریق یک لامپ سلامت مجموعه ژنراتور. جریانی که از طریق این لامپ وارد سیم پیچ تحریک می شود پس از روشن کردن کلید احتراق، تحریک اولیه ژنراتور را فراهم می کند. قدرت این جریان نباید خیلی زیاد باشد تا باتری تخلیه نشود، اما خیلی کم نباشد، زیرا در این حالت ژنراتور با سرعت های بسیار بالا تحریک می شود، بنابراین تولید کنندگان قدرت مورد نیاز لامپ کنترل را - معمولاً 2 - تعیین می کنند. . 3 وات

هنگامی که روتور در مقابل سیم پیچ های سیم پیچ استاتور می چرخد، قطب های "شمال" و "جنوب" روتور به طور متناوب ظاهر می شوند، یعنی جهت شار مغناطیسی عبوری از سیم پیچ تغییر می کند، که باعث ایجاد ولتاژ متناوب در آن می شود. فرکانس این ولتاژ f به سرعت چرخش روتور ژنراتور N و تعداد جفت قطب های آن p بستگی دارد:

f=p*N/60

به استثنای موارد نادر، ژنراتورهای شرکت های خارجی و همچنین تولیدات داخلی دارای شش قطب "جنوبی" و شش قطب "شمال" در سیستم مغناطیسی روتور هستند. در این حالت فرکانس f 10 برابر کمتر از سرعت چرخش i روتور ژنراتور است. از آنجایی که روتور ژنراتور چرخش خود را از میل لنگ موتور دریافت می کند، فرکانس میل لنگ موتور را می توان با فرکانس ولتاژ متناوب ژنراتور اندازه گیری کرد. برای انجام این کار، سیم پیچی استاتور در ژنراتور ساخته می شود که سرعت سنج به آن متصل است. در این حالت ، ولتاژ در ورودی سرعت سنج دارای یک شخصیت ضربانی است ، زیرا معلوم می شود که به موازات دیود یکسو کننده برق ژنراتور وصل می شود. با در نظر گرفتن نسبت دنده i محرک تسمه از موتور به ژنراتور، فرکانس سیگنال در ورودی سرعت سنج f t به سرعت میل لنگ موتور N dv با نسبت:

f=p*N dv (i)/60

البته در صورت لیز خوردن تسمه محرک، این نسبت اندکی به هم می خورد و بنابراین باید دقت شود که تسمه همیشه به اندازه کافی کشیده شده باشد. وقتی p=6، (در بیشتر موارد) رابطه فوق ساده می شود f t = N dv (i)/10. شبکه روی برد برای تامین ولتاژ ثابت نیاز دارد. بنابراین، سیم پیچ استاتور، شبکه سواری خودرو را از طریق یکسوساز تعبیه شده در ژنراتور نیرو می دهد.

سیم پیچی استاتور ژنراتورهای شرکت های خارجی و همچنین داخلی سه فاز می باشد. از سه قسمت تشکیل شده است که به آنها سیم پیچ فاز یا به سادگی فاز گفته می شود، ولتاژ و جریان هایی که در آنها نسبت به یکدیگر به اندازه یک سوم دوره، یعنی 120 درجه الکتریکی تغییر می کنند، همانطور که در شکل نشان داده شده است. I. فازها را می توان در یک "ستاره" یا "مثلث" متصل کرد. در این حالت ولتاژها و جریانهای فاز و خطی متمایز می شوند. ولتاژ فاز U f بین انتهای سیم پیچ های فاز عمل می کند. جریان های I در این سیم پیچ ها جاری می شود، در حالی که ولتاژهای خطی U l بین سیم هایی که سیم پیچ استاتور را به یکسو کننده متصل می کنند، عمل می کند. جریان های خطی J l در این سیم ها جریان دارد. به طور طبیعی، یکسو کننده مقادیری را که به آن ارائه می شود، یعنی خطی، اصلاح می کند.

عکس. 1. نمودار شماتیک مجموعه ژنراتور.

U f1 - U f3 - ولتاژ در سیم پیچ فاز: U d - ولتاژ اصلاح شده. 1، 2، 3 - سیم پیچی سه فاز استاتور: 4 - دیودهای یکسو کننده قدرت. 5 - باتری؛ 6 - بار; 7 - دیودهای یکسو کننده سیم پیچ میدان. 8 - سیم پیچ تحریک; 9 - تنظیم کننده ولتاژ

هنگامی که در یک "مثلث" متصل می شود، جریان های فاز 3 برابر کمتر از جریان های خطی هستند، در حالی که در یک "ستاره" جریان های خطی و فاز برابر هستند. این بدان معنی است که با جریان یکسانی که توسط ژنراتور ارائه می شود، جریان در سیم پیچ های فاز، هنگامی که در یک "مثلث" متصل می شود، به طور قابل توجهی کمتر از یک "ستاره" است. بنابراین، در ژنراتورهای پرقدرت، اغلب از اتصال مثلث استفاده می‌شود، زیرا در جریان‌های پایین‌تر، سیم‌پیچ‌ها را می‌توان با سیم نازک‌تر پیچید، که از نظر فناوری پیشرفته‌تر است. با این حال، ولتاژهای خطی یک "ستاره" بزرگتر از ولتاژ فاز به ریشه 3 است، در حالی که برای یک "مثلث" برابر است و برای به دست آوردن ولتاژ خروجی یکسان در همان سرعت های چرخش، "مثلث" نیاز به یک افزایش متناظر در تعداد چرخش فازهای آن در مقایسه با "ستاره".

برای اتصال ستاره نیز می توان از سیم نازک تری استفاده کرد. در این حالت، سیم پیچ از دو سیم پیچ موازی ساخته شده است که هر یک از آنها در یک "ستاره" متصل می شوند، یعنی یک "ستاره دوتایی" به دست می آید.

یکسو کننده برای یک سیستم سه فاز شامل شش دیود نیمه هادی قدرت است که سه عدد از آنها: VD1، VD3 و VD5 به ترمینال "+" ژنراتور وصل شده اند و سه مورد دیگر: VD2، VD4 و VD6 به " -” ترمینال (زمین). اگر نیاز به تقویت توان ژنراتور باشد، از یک بازوی یکسو کننده اضافی روی دیودهای VD7، VD8 استفاده می‌شود که در شکل 1 به صورت نقطه چین نشان داده شده است. چنین مدار یکسو کننده فقط زمانی می تواند اتفاق بیفتد که سیم پیچ های استاتور در یک "ستاره" وصل شده باشند، زیرا بازوی اضافی از نقطه "صفر" "ستاره" تغذیه می شود.

در تعداد قابل توجهی از انواع ژنراتورهای شرکت های خارجی، سیم پیچ تحریک به یکسو کننده مخصوص خود متصل می شود که با استفاده از دیودهای VD9-VD 11 مونتاژ شده است.این اتصال سیم پیچ تحریک از عبور جریان تخلیه باتری در هنگام خودرو جلوگیری می کند. موتور کار نمی کند دیودهای نیمه هادی در حالت باز هستند و هنگامی که ولتاژی در جهت جلو به آنها اعمال می شود مقاومت قابل توجهی در برابر عبور جریان ایجاد نمی کنند و عملاً اجازه عبور جریان را در هنگام معکوس شدن ولتاژ نمی دهند. با استفاده از نمودار ولتاژ فاز (نگاه کنید به شکل 1)، می توانید تعیین کنید که کدام دیودها در حال حاضر باز و کدام بسته هستند. ولتاژ فاز U f1 در سیم پیچ فاز اول، U f2 - دوم، U f3 - سوم عمل می کند. این ولتاژها در امتداد منحنی‌های نزدیک به سینوسی تغییر می‌کنند و در برخی از نقاط زمان مثبت و در برخی دیگر منفی هستند. اگر جهت مثبت ولتاژ در یک فاز در امتداد فلش به سمت نقطه صفر سیم پیچ استاتور گرفته شود و جهت منفی از آن دور شود، برای مثال، برای لحظه زمان t 1، زمانی که ولتاژ فاز دوم غایب، فاز اول مثبت و سوم منفی است. جهت ولتاژهای فاز با فلش های نشان داده شده در شکل مطابقت دارد. 1. جریان از طریق سیم پیچ ها، دیودها و بار در جهت این فلش ها جاری خواهد شد. در این حالت دیودهای VD1 و VD4 باز هستند. با در نظر گرفتن هر لحظه دیگر از زمان، به راحتی می توان تأیید کرد که در یک سیستم سه فاز، ولتاژ ناشی از سیم پیچی فازهای ژنراتور، دیودهای یکسو کننده قدرت از باز به بسته و عقب حرکت می کند، به گونه ای که جریان در بار فقط یک جهت دارد - از ترمینال "+" ژنراتور تا پایانه آن "-" ("زمین")، یعنی یک جریان مستقیم (تصحیح) در بار جریان می یابد. دیودهای یکسو کننده سیم پیچ میدانی به روشی مشابه کار می کنند و جریان یکسو شده را برای این سیم پیچ تامین می کنند. علاوه بر این، یکسو کننده سیم پیچ میدان نیز شامل 6 دیود است، اما سه عدد از آنها VD2، VD4، VD6 با یکسو کننده برق مشترک هستند. بنابراین در زمان t 1 دیودهای VD4 و VD9 باز هستند که از طریق آنها جریان تصحیح شده به سیم پیچ تحریک جریان می یابد. این جریان به طور قابل توجهی کمتر از جریانی است که ژنراتور به بار می دهد. بنابراین، دیودهای جریان کم با اندازه کوچک با جریان بیش از 2 A به عنوان دیودهای VD9-VD11 استفاده می شوند (برای مقایسه، دیودهای یکسو کننده قدرت جریان جریان را تا 25 ... 35 A اجازه می دهند).

باقی مانده است که اصل عملکرد بازوی یکسو کننده حاوی دیودهای VD7 و VD8 را در نظر بگیریم. اگر ولتاژهای فاز صرفاً به صورت سینوسی تغییر می کردند، این دیودها اصلاً در فرآیند تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم شرکت نمی کردند. با این حال، در ژنراتورهای واقعی شکل ولتاژ فاز با سینوسی متفاوت است. این مجموع سینوسی ها است که به آنها مولفه هارمونیک یا هارمونیک می گویند - اولی که فرکانس آن با فرکانس ولتاژ فاز منطبق است و سینوسی های بالاتر عمدتاً سومی که فرکانس آن سه برابر بیشتر از ولتاژ فاز است. اولین. نمایش شکل ولتاژ فاز واقعی به صورت مجموع دو هارمونیک (اول و سوم) در شکل 2 نشان داده شده است. از مهندسی برق مشخص است که در ولتاژ خطی، یعنی در ولتاژی که به یکسو کننده و یکسو کننده می شود، هارمونیک سوم وجود ندارد. این با این واقعیت توضیح داده می شود که هارمونیک سوم تمام فازها

شکل 2. نمایش ولتاژ فاز U f به عنوان مجموع سینوسی هارمونیک های اول، U 1 و سوم U 3

ولتاژ تصحیح شده، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، ماهیت ضربانی دارد. از این امواج می توان برای تشخیص یکسو کننده استفاده کرد. اگر امواج یکسان باشند، یکسو کننده به طور معمول کار می کند، اما اگر تصویر روی صفحه اسیلوسکوپ دارای نقض تقارن باشد، ممکن است دیود از کار بیفتد. این بررسی باید با قطع باتری انجام شود. لازم به ذکر است که اصطلاح "دیود یکسو کننده" همیشه طراحی معمولی را که دارای محفظه، سرب و غیره است پنهان نمی کند، گاهی اوقات فقط یک اتصال سیلیکونی نیمه هادی است که روی یک هیت سینک مهر و موم شده است.

استفاده از الکترونیک و به ویژه میکروالکترونیک در تنظیم کننده ولتاژ، یعنی استفاده از ترانزیستورهای اثر میدانی یا اجرای کل مدار تنظیم کننده ولتاژ بر روی یک بلور سیلیکونی، نیاز به وارد شدن به مجموعه عناصر ژنراتور برای محافظت از آن در برابر ولتاژ بالا داشت. نوساناتی که رخ می دهد، به عنوان مثال، هنگامی که باتری به طور ناگهانی قطع می شود، ریزش بار. این حفاظت با این واقعیت تضمین می شود که دیودهای پل برق با دیودهای زنر جایگزین می شوند. تفاوت بین دیود زنر و دیود یکسو کننده در این است که وقتی ولتاژی در جهت مخالف به آن اعمال می شود، فقط تا مقدار معینی از این ولتاژ که ولتاژ تثبیت نامیده می شود، جریانی را عبور نمی دهد. به طور معمول، در دیودهای زنر برق، ولتاژ تثبیت 25 ... 30 ولت است. هنگامی که به این ولتاژ رسید، دیودهای زنر "شکن" می کنند، یعنی شروع به عبور جریان در جهت مخالف، و در محدوده های معینی از تغییر می کنند. در قدرت این جریان، ولتاژ روی دیود زنر، و در نتیجه، و در خروجی "+" ژنراتور بدون تغییر باقی می ماند و به مقادیر خطرناک برای قطعات الکترونیکی نمی رسد. خاصیت دیود زنر برای حفظ ولتاژ ثابت در پایانه های خود پس از "خرابی" نیز در تنظیم کننده های ولتاژ استفاده می شود.

دستگاه ژنراتور

با توجه به طراحی آنها، مجموعه ژنراتورها را می توان به دو گروه تقسیم کرد - ژنراتورهای طرح سنتی با یک فن در قرقره محرک و ژنراتورهای به اصطلاح طراحی فشرده با دو فن در حفره داخلی ژنراتور. به طور معمول، ژنراتورهای "کامپکت" به یک درایو با نسبت دنده افزایش یافته از طریق یک تسمه پلی V مجهز هستند و بنابراین، با توجه به اصطلاحات اتخاذ شده توسط برخی شرکت ها، ژنراتورهای پرسرعت نامیده می شوند. علاوه بر این، در این گروه ها می توان ژنراتورهایی را که در آنها مجموعه برس در حفره داخلی ژنراتور بین سیستم قطب روتور و پوشش عقب قرار دارد و ژنراتورهایی که در آنها حلقه های لغزشی و برس ها در خارج از حفره داخلی قرار دارند، تشخیص داد. در این مورد، ژنراتور دارای یک پوشش است که در زیر آن یک مونتاژ برس، یک یکسو کننده و، به عنوان یک قاعده، یک تنظیم کننده ولتاژ وجود دارد.

هر ژنراتور حاوی یک استاتور با سیم پیچی است که بین دو پوشش قرار گرفته است - جلو، در سمت درایو، و عقب، در سمت حلقه لغزش. روکش‌ها که از آلیاژهای آلومینیوم ریخته‌گری می‌شوند دارای پنجره‌های تهویه‌ای هستند که هوا توسط یک فن از طریق ژنراتور دمیده می‌شود.

ژنراتورهای طراحی سنتی فقط در قسمت انتهایی به پنجره های تهویه مجهز هستند؛ ژنراتورهای طرح "فشرده" نیز در قسمت استوانه ای بالای طرفین جلوی سیم پیچ استاتور مجهز شده اند. طراحی "فشرده" نیز با باله های بسیار توسعه یافته، به ویژه در قسمت استوانه ای روکش ها متمایز می شود. یک مجموعه برس، که اغلب با یک تنظیم کننده ولتاژ ترکیب می شود، و یک مجموعه یکسو کننده به پوشش در سمت حلقه لغزنده متصل می شوند. روکش ها معمولاً توسط سه یا چهار پیچ به هم متصل می شوند و استاتور معمولاً بین روکش ها قرار می گیرد که سطوح نشیمن آن ها استاتور را در امتداد سطح بیرونی می پوشاند. گاهی اوقات استاتور به طور کامل در روکش جلو فرو رفته و روی درب عقب قرار نمی گیرد؛ طرح هایی وجود دارد که در آن ورق های میانی پکیج استاتور از روی بقیه بیرون زده اند و نشیمنگاهی برای روکش ها هستند. پنجه های نصب و گوش کششی ژنراتور به صورت یکپارچه با روکش ها ریخته می شود و اگر بست دو پایه باشد، پایه ها دارای هر دو روکش هستند، اگر تک پایه باشد فقط قسمت جلویی. با این حال، طرح هایی وجود دارد که در آنها یک بست یک پایه با اتصال باس های روکش های عقب و جلو و همچنین اتصالات دو پایه انجام می شود که در آن یکی از پایه های ساخته شده از مهر زنی از فولاد به پیچ می شود. قاب پشتی، به عنوان مثال، در برخی از نسخه های قبلی ژنراتور پاریس-رون. با پایه دو پایه، آستین فاصله معمولاً در سوراخ پایه عقب قرار می گیرد که به شما امکان می دهد هنگام نصب ژنراتور شکاف بین براکت موتور و صندلی پا را انتخاب کنید. می تواند یک سوراخ در گوش کششی با نخ یا بدون نخ وجود داشته باشد، اما چندین سوراخ نیز وجود دارد که امکان نصب این ژنراتور را بر روی موتورهای مارک های مختلف ممکن می کند. برای همین منظور از دو گوش کششی روی یک ژنراتور استفاده می شود.

شکل 3

1 - هسته، 2 - سیم پیچ، 3 - گوه شیار، 4 - شیار، 5 - ترمینال برای اتصال به یکسو کننده

استاتور ژنراتور (شکل 3) از ورق های فولادی با ضخامت 0.8 ... 1 میلی متر ساخته شده است، اما اغلب با سیم پیچی "روی لبه" انجام می شود. این طراحی ضایعات کمتری را در طول پردازش و تولید بالا تضمین می کند. هنگام ساخت بسته استاتور با سیم پیچی، یوغ استاتور بالای شیارها معمولاً دارای برجستگی هایی است که در طول سیم پیچی موقعیت لایه ها نسبت به یکدیگر ثابت می شود. این برجستگی ها به دلیل سطح بیرونی توسعه یافته تر، خنک کننده استاتور را بهبود می بخشد. نیاز به صرفه جویی در فلز همچنین منجر به ایجاد یک طرح بسته استاتور شد که از بخش های نعل اسبی شکل تشکیل شده بود. ورق های مجزای پکیج استاتور با جوش یا پرچ به هم و در یک ساختار یکپارچه محکم می شوند. تقریباً تمام ژنراتورهای خودرویی تولید انبوه دارای 36 شیار هستند که سیم پیچ استاتور در آنها قرار دارد. شیارها با عایق فیلم یا با ترکیب اپوکسی اسپری می شوند.

شکل 4

A - حلقه توزیع شده، B - موج متمرکز، C - موج توزیع شده است
------- فاز 1 - - - - - - فاز 2 -..-..-..- فاز 3

شکاف ها حاوی سیم پیچ استاتور است که مطابق مدارها (شکل 4) به شکل حلقه توزیع شده (شکل 4، A) یا موج متمرکز (شکل 4، B)، موج توزیع شده (شکل 4، C) ساخته شده است. سیم پیچ سیم پیچ حلقه با این واقعیت متمایز می شود که بخش ها (یا نیم بخش ها) آن به شکل سیم پیچ هایی با اتصالات انتها به انتها در دو طرف بسته استاتور در مقابل یکدیگر ساخته شده است. سیم پیچ موج واقعاً شبیه یک موج است، زیرا اتصالات جلویی آن بین دو طرف بخش (یا نیمه بخش) به طور متناوب در یک یا طرف دیگر بسته استاتور قرار دارد. در یک سیم پیچ توزیع شده، بخش به دو نیمه تقسیم می شود که از همان شکاف سرچشمه می گیرد، که یک نیمه به سمت چپ و دیگری به سمت راست سرچشمه می گیرد. فاصله بین دو طرف بخش (یا نیم بخش) هر سیم پیچ فاز 3 تقسیم شکاف است، یعنی. اگر یک طرف بخش در شیاری قرار داشته باشد که به طور معمول به عنوان اولین پذیرفته شده است، طرف دوم در شیار چهارم قرار می گیرد. سیم پیچ در شیار با یک گوه شیار ساخته شده از مواد عایق محکم می شود. آغشته کردن استاتور به لاک پس از گذاشتن سیم پیچ الزامی است.

ویژگی خاص ژنراتورهای خودرو، نوع سیستم قطب روتور است (شکل 5). این شامل دو نیمه قطب با برآمدگی - قطب منقار شکل، شش در هر نیمه. نیمه های قطب با مهر زنی ساخته می شوند و ممکن است دارای برآمدگی - نیم بوته ای باشند. اگر هنگام فشار دادن بر روی شفت، برآمدگی وجود نداشته باشد، یک بوش با یک پیچ سیم پیچ تحریکی روی قاب بین نیمه های قطب نصب می شود و سیم پیچی پس از نصب بوش در داخل قاب انجام می شود.

شکل 5. روتور ژنراتور خودرو: a - مونتاژ شده؛ ب - سیستم قطب جدا شده؛ 1،3 - نیمه های قطبی؛ 2 - سیم پیچ تحریک; 4 - حلقه های لغزش; 5 - شفت

اگر نیمه‌های قطب دارای نیم بوشینگ باشند، سیم‌پیچ تحریک از قبل روی قاب پیچ می‌شود و با فشار دادن نیمه‌های قطب نصب می‌شود تا نیم بوشینگ‌ها در داخل قاب قرار گیرند. گونه های انتهایی قاب دارای برجستگی های نگهدارنده ای هستند که در فضاهای بین قطبی انتهای نیمه های قطب قرار می گیرند و از چرخش قاب بر روی بوش جلوگیری می کنند. فشار دادن نیمه های قطب بر روی شفت با درزبندی آنها همراه است که باعث کاهش شکاف هوا بین بوش و نیمه قطب یا نیم بوشینگ می شود و بر ویژگی های خروجی ژنراتور تأثیر مثبت می گذارد. هنگام درزبندی، فلز به داخل شیارهای شفت جریان می‌یابد، که در صورت سوختن یا شکستن سیم‌پیچ میدان، پیچیدن به عقب را دشوار می‌کند، زیرا جدا کردن سیستم قطب روتور دشوار می‌شود. سیم پیچ میدان مونتاژ شده با روتور با لاک آغشته شده است. منقار قطب در لبه ها معمولاً در یک یا هر دو طرف تراشیده می شوند تا نویز مغناطیسی ژنراتورها کاهش یابد. در برخی از طرح ها، برای همین منظور، یک حلقه غیر مغناطیسی ضد نویز در زیر مخروط های تیز منقار، واقع در بالای سیم پیچ تحریک قرار می گیرد. این حلقه از نوسان منقار در هنگام تغییر شار مغناطیسی و در نتیجه انتشار نویز مغناطیسی جلوگیری می کند.

پس از مونتاژ، روتور به صورت دینامیکی متعادل می شود که با سوراخ کردن مواد اضافی در نیمه های قطب انجام می شود. روی محور روتور حلقه های لغزشی نیز وجود دارد که اغلب از مس ساخته شده اند و با پلاستیک فشرده شده اند. سرنخ های سیم پیچ تحریک به حلقه ها لحیم یا جوش داده می شوند. گاهی اوقات حلقه ها از برنج یا فولاد ضد زنگ ساخته می شوند که باعث کاهش سایش و اکسیداسیون می شود، به خصوص هنگام کار در محیط مرطوب. قطر حلقه ها هنگامی که واحد تماس با برس در خارج از حفره داخلی ژنراتور قرار دارد نمی تواند از قطر داخلی بلبرینگ نصب شده در پوشش از کنار حلقه های لغزنده تجاوز کند، زیرا در هنگام مونتاژ یاتاقان از روی حلقه ها عبور می کند. قطر کوچک حلقه ها نیز به کاهش سایش برس کمک می کند. دقیقاً برای شرایط نصب است که برخی از شرکت ها از یاطاقان غلتکی به عنوان تکیه گاه روتور عقب استفاده می کنند، زیرا توپ هایی با قطر یکسان عمر مفید کمتری دارند.

شفت های روتور معمولاً از فولاد با برش آزاد ملایم ساخته می شوند ، اما هنگام استفاده از غلتک که غلتک های آن مستقیماً در انتهای محور از کنار حلقه های لغزنده کار می کنند ، شافت از آلیاژ ساخته شده است. فولاد، و ژورنال شفت سیمانی و سخت شده است. در انتهای رزوه دار شفت، یک شیار برای اتصال کلید برای اتصال قرقره بریده شده است. با این حال، در بسیاری از طرح های مدرن، کلید گم شده است. در این حالت قسمت انتهایی شفت دارای یک فرورفتگی یا برآمدگی به صورت شش ضلعی می باشد. این به شما این امکان را می دهد که هنگام سفت کردن مهره بست قرقره یا در هنگام جداسازی، زمانی که لازم است قرقره و فن را بردارید، از چرخش شفت جلوگیری کنید.

مجموعه برس یک ساختار پلاستیکی است که برس ها را در خود جای داده است. مخاطبین کشویی دو نوع برس در ژنراتورهای خودرو استفاده می شود - مس گرافیت و الکتروگرافیت. دومی دارای افت ولتاژ افزایش یافته در تماس با حلقه در مقایسه با مس-گرافیت است که بر ویژگی های خروجی ژنراتور تأثیر منفی می گذارد، اما آنها سایش قابل توجهی کمتری روی حلقه های لغزنده ایجاد می کنند. برس ها با نیروی فنر بر روی حلقه ها فشار داده می شوند. به طور معمول، برس ها در امتداد شعاع حلقه های لغزنده نصب می شوند، اما به اصطلاح نگهدارنده های برس واکنشی نیز وجود دارند که در آن محور برس ها با شعاع حلقه در نقطه تماس برس زاویه ایجاد می کند. این امر اصطکاک برس را در راهنماهای نگهدارنده برس کاهش می دهد و در نتیجه تماس مطمئن تر برس با حلقه را تضمین می کند. اغلب نگهدارنده برس و تنظیم کننده ولتاژ یک واحد غیر قابل جداسازی را تشکیل می دهند.

واحدهای یکسو کننده در دو نوع مورد استفاده قرار می گیرند - یا این صفحات هیت سینک هستند که دیودهای یکسو کننده قدرت در آنها فشرده می شوند (یا لحیم می شوند) یا اتصالات سیلیکونی این دیودها روی آنها لحیم شده و مهر و موم شده است یا اینها ساختارهایی با پره های بسیار توسعه یافته هستند که در آنها دیودها وجود دارد. معمولا از نوع تبلتی به سینک های حرارتی لحیم می شوند. دیودهای یکسو کننده اضافی معمولاً دارای محفظه پلاستیکی استوانه ای یا نخودی شکل هستند یا به شکل یک بلوک مهر و موم شده جداگانه ساخته می شوند که گنجاندن آن در مدار توسط شینه ها انجام می شود. گنجاندن واحدهای یکسو کننده در مدار ژنراتور با لحیم کاری یا جوش دادن پایانه های فاز بر روی لنت های مخصوص نصب یکسو کننده یا با پیچ انجام می شود. خطرناک ترین چیز برای ژنراتور و به خصوص برای سیم کشی شبکه سواری خودرو، پل زدن صفحات هیت سینک متصل به "زمین" و ترمینال "+" ژنراتور توسط اجسام فلزی است که به طور تصادفی بین آنها می افتد یا پل های رسانا که در اثر آلودگی ایجاد می شوند، زیرا در این حالت یک اتصال کوتاه در مدار باتری رخ می دهد و احتمال آتش سوزی وجود دارد. برای جلوگیری از این امر، صفحات و سایر قسمت های یکسو کننده ژنراتورهای برخی از شرکت ها به طور جزئی یا کامل با یک لایه عایق پوشانده می شوند. سینک های حرارتی عمدتاً با نصب صفحات ساخته شده از مواد عایق، تقویت شده با میله های اتصال، در یک طرح یکپارچه از واحد یکسو کننده ترکیب می شوند.

مجموعه‌های بلبرینگ ژنراتور معمولاً بلبرینگ‌های شیار عمیقی هستند که دارای گریس یکبار مصرف برای مادام العمر و مهر و موم یک یا دو طرفه در یاتاقان هستند. بلبرینگ غلتکی فقط در قسمت لغزش رینگ و به ندرت عمدتاً توسط شرکت های آمریکایی استفاده می شود. جابجایی بلبرینگ ها روی شفت در طرف حلقه های لغزنده معمولاً محکم است، در سمت درایو - کشویی، در صندلی روکش، برعکس - در سمت حلقه های لغزنده - کشویی، در سمت درایو - تنگ. از آنجایی که قسمت بیرونی یاتاقان در کنار حلقه‌های لغزنده قابلیت چرخش را دارد، ممکن است یاتاقان و پوشش به زودی از کار بیفتند و باعث تماس روتور با استاتور شود. برای جلوگیری از چرخش بلبرینگ، دستگاه های مختلفی در صندلی روکش قرار می گیرد - حلقه های لاستیکی، فنجان های پلاستیکی، فنرهای فولادی موج دار و غیره.

شکل 6. تنظیم کننده های ولتاژ بوش در طرح های مختلف.
الف - روی عناصر گسسته؛ ب - نصب هیبریدی؛ ج - مدار روی یک کریستال سیلیکون.
1 - مرحله خروجی برق 2 - مدار کنترل

طراحی رگولاتورهای ولتاژ تا حد زیادی با تکنولوژی ساخت آنها تعیین می شود. هنگام ساخت مدار با استفاده از عناصر گسسته، رگولاتور معمولا دارای یک برد مدار چاپی است که این عناصر روی آن قرار دارند. در همان زمان، برخی از عناصر، به عنوان مثال، مقاومت های تنظیم، می توانند با استفاده از تکنولوژی فیلم ضخیم ساخته شوند. تکنولوژی ترکیبی فرض می کند که مقاومت ها بر روی یک صفحه سرامیکی ساخته شده و به عناصر نیمه هادی متصل می شوند - دیودها، دیودهای زنر، ترانزیستورها که به صورت بسته بندی نشده یا بسته بندی شده روی یک بستر فلزی لحیم می شوند. در یک رگولاتور ساخته شده بر روی یک کریستال سیلیکون، کل مدار تنظیم کننده در این کریستال قرار دارد. شکل 6 توسعه تنظیم کننده های ولتاژ بوش را نشان می دهد که شامل تمام طرح های ذکر شده است. تنظیم کننده های ولتاژ هیبریدی و رگولاتورهای ولتاژ تک تراشه قابل جداسازی یا تعمیر نیستند.

ژنراتور توسط یک یا دو فن که روی شفت آن نصب شده اند خنک می شود. در این حالت، در طراحی سنتی ژنراتورها (شکل 7، الف)، هوا توسط یک فن گریز از مرکز از کناره حلقه های لغزنده به داخل پوشش مکیده می شود. برای ژنراتورهایی که دارای مونتاژ برس، تنظیم کننده ولتاژ و یکسو کننده در خارج از حفره داخلی هستند و توسط یک محفظه محافظت می شوند، هوا از طریق شیارهای این پوشش مکیده می شود و هوا را به گرم ترین مکان ها - به یکسو کننده و تنظیم کننده ولتاژ هدایت می کند. در خودروهایی با طرح متراکم محفظه موتور، که در آن دمای هوا بسیار بالا است، ژنراتورها با پوشش مخصوص (شکل 7، ب) متصل به پوشش عقب و مجهز به یک لوله با شلنگی که از طریق آن سرد می شود استفاده می شود. و هوای تمیز بیرون وارد ژنراتور می شود. چنین طرح هایی به عنوان مثال در اتومبیل های BMW استفاده می شود. برای ژنراتورهایی با طراحی "فشرده"، هوای خنک کننده از هر دو پوشش عقب و جلو وارد می شود.

شکل 7. سیستم خنک کننده ژنراتور
الف - ژنراتورهای طراحی معمولی؛ ب - ژنراتور برای دماهای بالا در محفظه موتور. ج - ژنراتورهای طراحی فشرده.
فلش ها جهت جریان هوا را نشان می دهند

ژنراتورهای پرقدرت نصب شده روی وسایل نقلیه ویژه، کامیون ها و اتوبوس ها تفاوت هایی با هم دارند. به طور خاص، آنها شامل دو سیستم روتور قطبی هستند که بر روی یک شفت نصب شده اند و در نتیجه، دو سیم پیچ تحریکی، 72 شیار روی استاتور و غیره وجود دارد. با این حال، هیچ تفاوت اساسی در طراحی این ژنراتورها با طرح های در نظر گرفته شده وجود ندارد.

ویژگی های مجموعه ژنراتورها

توانایی یک مجموعه ژنراتور برای تامین برق مصرف کنندگان در حالت های مختلف کار موتور توسط مشخصه سرعت جریان (TSC) آن تعیین می شود - وابستگی حداکثر جریان ارائه شده توسط ژنراتور به سرعت روتور با ولتاژ ثابت در پایانه های قدرت. . در شکل شکل 1 مشخصه سرعت جریان ژنراتور را نشان می دهد.

برنج. 1. مشخصات سرعت جریان مجموعه های مولد.
نمودار شامل نقاط مشخصه زیر است:
n 0 - سرعت اولیه روتور بدون بار، که در آن ژنراتور شروع به ارائه جریان می کند.
I xd جریان خروجی ژنراتور در سرعت چرخش متناظر با حداقل سرعت پایدار پایدار موتور است. در ژنراتورهای مدرن، جریان ارائه شده در این حالت 40-50٪ از امتیاز است.
I dm - حداکثر جریان خروجی (اسمی) با سرعت روتور 5000 دقیقه اینچ (6000 دقیقه برای ژنراتورهای مدرن).

TLC وجود دارد که توسط:

با خود تحریکی (مدار سیم پیچ تحریک توسط ژنراتور خود تغذیه می شود).

با تحریک مستقل (مدار سیم پیچ تحریک از منبع خارجی تغذیه می شود).

برای یک مجموعه ژنراتور (تنظیم کننده ولتاژ موجود در مدار)؛

برای ژنراتور (تنظیم کننده ولتاژ غیرفعال است)؛

در حالت سرد (منظور از سرد حالتی است که دمای اجزای ژنراتور تقریباً برابر با دمای هوای محیط (10 ± 25) درجه سانتیگراد است، زیرا در طول تعیین تجربی TLC ژنراتور گرم می شود، زمان آزمایش باید حداقل باشد، یعنی بیش از 1 دقیقه نباشد، و پس از اینکه دمای گره ها دوباره با دمای محیط برابر شد، یک آزمایش تکرار شود.

در حالت گرم

در مستندات فنی ژنراتورها، اغلب TLC نشان داده نمی شود.
اما فقط نقاط مشخصه فردی آن (نگاه کنید به شکل 1).

این نکات عبارتند از:

سرعت چرخش اولیه در حالت بیکار n 0. مطابق با ولتاژ مشخص شده ژنراتور بدون بار است.

بیشترین جریان تولید شده توسط ژنراتور I dm. (ژنراتورهای شیر خودرو خود محدود شونده هستند، یعنی با رسیدن به نیروی I dm که مقدار آن نزدیک به مقدار جریان اتصال کوتاه است، ژنراتور با افزایش بیشتر سرعت چرخش، نمی تواند جریان بیشتری را به مصرف کنندگان برساند. مقدار جریان I dm ضرب در ولتاژ نامی، ژنراتورهای برق نامی خودرو را تعیین می کند.

سرعت چرخش n pн و قدرت جریان I dн در حالت طراحی. (نقطه مد طراحی در نقطه تماس مماس TLC که از مبدأ مختصات ترسیم شده تعیین می شود. تقریباً مقدار محاسبه شده قدرت جریان را می توان 0.67 I dm تعیین کرد. حالت طراحی مطابق با حداکثر گشتاور مکانیکی است. ژنراتور و در ناحیه این حالت بیشترین گرمایش قطعات مشاهده می شود، زیرا با افزایش سرعت چرخش، جریان ژنراتور و در نتیجه گرمایش اجزای آن افزایش می یابد، اما در عین حال شدت خنک شدن ژنراتور توسط یک فن واقع در محور آن نیز افزایش می یابد. در سرعت های چرخش بالا، افزایش شدت گرمایش با افزایش شدت سرمایش غالب می شود و گرمایش اجزای ژنراتور کاهش می یابد.

سرعت چرخش n xd و قدرت جریان I xd در حالت مربوط به سرعت بیکار موتور احتراق داخلی (ICE). در این حالت، ژنراتور باید جریان مورد نیاز برای تامین انرژی تعدادی از مصرف کنندگان مهم، در درجه اول احتراق در موتورهای احتراق داخلی کاربراتوری را ارائه دهد.

چگونه پارامترهای ژنراتور خود را تعیین کنیم:

برای ژنراتورهای خانگی: در مدل های جدید موتورهای داخلی (VAZ-2111، 2112، ZMZ-406، و غیره): ژنراتورهای طراحی فشرده (94.3701 و غیره) نصب می شوند. ژنراتورهای بدون جاروبک (القایی) (955.3701 برای VAZها، G700A برای UAZها) با طراحی سنتی تفاوت دارند زیرا دارای آهنرباهای دائمی روی روتور، و سیم پیچ های تحریک روی استاتور (تحریک مختلط) هستند. این کار بدون مونتاژ برس (قسمت آسیب پذیر ژنراتور) و حلقه های لغزنده امکان پذیر شد. با این حال، این ژنراتورها جرم کمی بزرگتر و سطح نویز بالاتری دارند.

داشبورد ژنراتور معمولاً پارامترهای اصلی آن را نشان می دهد:

مشخصه اصلی یک مجموعه ژنراتور مشخصه سرعت جریان آن (TSC) است، یعنی وابستگی جریان تامین شده توسط ژنراتور به شبکه به سرعت چرخش روتور آن در یک ولتاژ ثابت در پایانه های برق ژنراتور.

این مشخصه زمانی تعیین می شود که مجموعه ژنراتور همراه با یک باتری کاملاً شارژ شده با ظرفیت نامی بر حسب A/h که حداقل 50 درصد جریان نامی ژنراتور است، کار کند. مشخصه را می توان در حالت سرد و گرم ژنراتور تعیین کرد. در این حالت، حالت سرد به حالتی اطلاق می شود که در آن دمای تمام قطعات و اجزای ژنراتور برابر با دمای محیط است که مقدار آن باید 5 ± 23 درجه سانتیگراد باشد. دمای هوا در نقطه 5 سانتی متری ورودی هوای ژنراتور تعیین می شود. از آنجایی که ژنراتور در طول مشخصه سازی به دلیل تلفات توان تولید شده در آن گرم می شود، اندازه گیری TLC در حالت سرد از نظر روشی دشوار است و اکثر شرکت ها ویژگی های سرعت جریان ژنراتورها را در حالت گرم، به عنوان مثال، در حالت که اجزا و قطعات ژنراتور در هر نقطه تعیین شده به دلیل تلفات توان تولید شده در ژنراتور در دمای هوای خنک کننده فوق الذکر تا یک مقدار ثابت گرم می شوند.

دامنه تغییرات سرعت چرخش هنگام گرفتن مشخصه ها بین حداقل فرکانس است که در آن مجموعه ژنراتور جریان 2 آمپر (حدود 1000 دقیقه -1) و حداکثر فرکانس ایجاد می کند. مشخصه ها در فواصل 500 تا 4000 دقیقه -1 و 1000 دقیقه -1 در فرکانس های بالاتر گرفته می شوند. برخی از شرکت‌ها ویژگی‌های سرعت جریان را که در ولتاژ نامی تعیین می‌شود، یعنی در 14 ولت، معمولی برای خودروهای سواری ارائه می‌کنند. با این حال، حذف چنین ویژگی هایی فقط با تنظیم کننده ای که به طور ویژه برای نگهداری ولتاژ بالا بازسازی شده است امکان پذیر است. برای جلوگیری از عملکرد تنظیم کننده ولتاژ هنگام گرفتن مشخصه سرعت جریان، در ولتاژهای U t = 0.1 ± 13.5 V برای یک سیستم 12 ولتی روی برد تعیین می شود. یک روش تسریع شده برای تعیین مشخصه سرعت جریان نیز مجاز است، که به یک پایه خودکار ویژه نیاز دارد، که در آن ژنراتور به مدت 30 دقیقه با سرعت چرخش 3000 دقیقه -1، مربوط به این فرکانس، قدرت جریان و ولتاژ فوق گرم می شود. . زمان تعیین مشخصات نباید از 30 ثانیه در سرعت چرخش دائما در حال تغییر تجاوز کند.

مشخصه سرعت جریان دارای نقاط مشخصه ای است که عبارتند از:

n 0 - سرعت چرخش اولیه بدون بار. از آنجایی که معمولاً خواندن مشخصه با جریان بار (حدود 2A) شروع می شود، این نقطه با برون یابی مشخصه گرفته شده به محل تقاطع با محور آبسیسا به دست می آید.

n L حداقل سرعت عملیاتی است، یعنی سرعتی که تقریباً مطابق با دور آرام موتور است. به طور معمول پذیرفته شده، n L = 1500 دقیقه -1. این فرکانس مطابق با جریان I L است. شرکت بوش n L = 1800 دقیقه -1 را برای ژنراتورهای "کامپکت" اتخاذ کرد. به طور معمول I L 40 ... 50٪ از جریان نامی است.

n R سرعت چرخش نامی است که در آن جریان نامی I R تولید می شود. این سرعت چرخش n R = 6000 دقیقه -1 در نظر گرفته شده است. I R کوچکترین جریانی است که مجموعه ژنراتور باید با سرعت n R تولید کند.

N MAX - حداکثر سرعت چرخش. در این سرعت چرخش، ژنراتور حداکثر جریان I max را تولید می کند. به طور معمول، حداکثر جریان کمی با I R نامی متفاوت است (بیش از 10٪).

تولید کنندگان در مواد اطلاعاتی خود عمدتاً فقط نقاط مشخصه ویژگی های سرعت جریان را ارائه می دهند. با این حال، برای مجموعه ژنراتورهای خودروهای سواری، مشخصه سرعت جریان را می توان با دقت کافی از مقدار نامی شناخته شده جریان I R و مشخصه مطابق شکل 8، که در آن مقادیر جریان ژنراتور آورده شده است، تعیین کرد. نسبت به ارزش اسمی آن

علاوه بر مشخصه سرعت جریان، مجموعه ژنراتور با فرکانس خود تحریکی نیز مشخص می شود. هنگام کارکردن ژنراتور بر روی خودرویی که دارای باتری کامل است، مجموعه ژنراتور باید با دور موتور کمتر از دور آرام خود تحریک شود. البته در این صورت مدار باید دارای یک لامپ برای نظارت بر وضعیت عملکرد مجموعه ژنراتور با توانی که سازنده ژنراتور برای آن تعیین کرده و مقاومت هایی به موازات آن در صورتی که در مدار پیش بینی شده باشد، باشد.

یکی دیگر از ویژگی هایی که با آن می توان توانایی های انرژی ژنراتور را تصور کرد، یعنی میزان توان مصرفی ژنراتور از موتور را تعیین کرد، مقدار ضریب عملکرد (بازده) آن است که در حالت های مربوط به نقاط ژنراتور تعیین می شود. مشخصه سرعت جریان (شکل 8)، مقدار بازده مطابق شکل 8 برای جهت گیری داده شده است، زیرا این به طراحی ژنراتور بستگی دارد - ضخامت صفحاتی که استاتور از آن ساخته شده است، قطر حلقه های لغزش، یاتاقان ها، مقاومت سیم پیچ و غیره، اما عمدتا به قدرت ژنراتور بستگی دارد. هر چه ژنراتور قدرتمندتر باشد، راندمان آن بیشتر است.

شکل 8
مشخصات خروجی ژنراتورهای خودرو:
1 - مشخصه سرعت جریان، 2 - کارایی در نقاط مشخصه سرعت جریان

در نهایت، یک مجموعه ژنراتور با محدوده ولتاژ خروجی آن مشخص می شود زیرا سرعت، جریان بار و دما در محدوده های معینی متفاوت است. به طور معمول، بروشورهای شرکت ها ولتاژ بین پایانه برق "+" و "زمین" مجموعه ژنراتور در نقطه کنترل یا ولتاژ تنظیم رگولاتور را در زمانی که مجموعه ژنراتور سرد است، با سرعت چرخش 6000 دقیقه -1 نشان می دهد. با بار جریان 5 A و هنگام کار با باتری، و همچنین جبران حرارتی - تغییر ولتاژ تنظیم شده بسته به دمای محیط. جبران حرارتی به عنوان ضریب مشخص کننده تغییر ولتاژ زمانی که دمای محیط ~1 درجه سانتیگراد تغییر می کند نشان داده می شود. همانطور که در بالا نشان داده شده است، با افزایش دما، ولتاژ تنظیم ژنراتور کاهش می یابد. برای خودروهای سواری، برخی از شرکت‌ها مجموعه‌های ژنراتور را با جبران ولتاژ و دما تنظیم کننده زیر ارائه می‌کنند:

تنظیم ولتاژ، V................... 14.1±0.1 14.5+0، 1
جبران حرارتی mV/°C................................ -7+1.5 -10±2

پارامترهای ژنراتور

نمادهای زیر در جدول استفاده شده است: P max - حداکثر توان خروجی، U nom - ولتاژ نامی، I max - حداکثر جریان خروجی در حداکثر سرعت روتور (برای اکثر ژنراتورها، 6000 دور در دقیقه به عنوان حداکثر سرعت در نظر گرفته می شود)، N o - مولد فرکانس تحریک اولیه (I=0)، N pH - سرعت ژنراتور در حالت طراحی، pH I - قدرت جریان در حالت طراحی.
بنابراین، با دانستن فرکانس تحریک اولیه و جریان در این فرکانس، فرکانس نهایی و حداکثر جریان و همچنین یک مقدار میانی، می توان با استفاده از سه نقطه یک TLC نسبتا دقیق ژنراتور را ساخت.

مولدهای تولید داخلی

ژنراتورهای تولید شده توسط شرکت های خارجی

علامت گذاری	کاربرد	Pmax، W. (U nom، V)	N o، دقیقه -1	من pH، A	N pH، دقیقه -1	ایمکس، آ	برانگیختگی
G502A	ZAZ-968M LuAZ-969M	420 (14)	1500	20	3200	30	خود تحریکی
G250 و تغییرات	M412 M427 UAZ ZIL-131 ZIL-157 ZIL-130	500 (12)	950	28	2100	40	مستقل
G221A و تغییرات	VAZ-2101 VAZ-21011 VAZ-2103 VAZ-2106 VAZ-2121	600 (14)	1150	30	2500	42	خود
G222	VAZ-2104 VAZ-2105 VAZ-2107 VAZ-1111 ZAZ-1102 M2141	700 (14)	1250	35	2400	50	خود
16.3701 و تغییرات	GAZ-2410 RAF-2203-01 GAZ-31029 GAZ-3102	900 (14)	1100	45	2500	65	خود
16.3771	UAZ	800 (14)	1000	40	2050	57	خود
17.3701	ZIL-425850 ZIL-157	500 (14)	1000	24	2000	40	مستقل
19.3701		1260 (14)	1050	60	2150	90	خود
19.3771	GAZ-3102 GAZ-31029 GAZ-3110	940 (14)	800	45	2200	67
25.3771	GAZ-3110	1120 (14)	1100	53	2200	80	خود
26.3771	VAZ-2104 VAZ-2105 VAZ-2108 VAZ-2109	940 (14)	800	45	2200	67
29.3701	M2140 M412 IZH-2125 IZH-2715	700 (14)	1250	32	2250	50	خود
32.3701	ZIL-130 ZIL-157	840 (14)	1050	40	2200	60	خود
37.3701	VAZ-2108 VAZ-2109 VAZ-21213 M2141	770 (14)	1100	35	2000	55	خود
38.3701 و تغییرات	ZIL-4331 ZIL-133GYA	1330 (14)	900	60	1800	95	مستقل
45.3701		630 (14)	1100	28	2000	45	خود
58.3701	M2140 M2141 M412 IZH-2125 IZH-2715	730 (14)	1400	32	2400	52	خود
63.3701	BelAZ	4200 (28)	1500	150	2500	150	خود
65.3701	LAZ-42021 LiAZ-5256	2500 (28)	1250	60	2400	90
66.3701	PAZ-672M PAZ-3201	840 (14)	1150	40	2600	60
94.3701	GAZ-3302 VAZ-2110	1000 (14)	900	40	1800	70	خود
851.3701	ZIL-53012	1150 (14)	1200	55	3000	82
9002.3701	ZIL-4334	2240 (28)	1350	53	2600	80
G254		560 (14)	1100	28	2350	40	مستقل
G266 و تغییرات		840 (14)	1250	40	2750	60	خود
G286		1200 (14)	900	63	1700	85	مستقل
G273 و تغییرات	کاماز-5320 MAZ-5335	780 (28)	1100	20	2200	28	مستقل
G289 و تغییرات		2200 (28)	1250	60	2400	80	خود
G263A,B		4200 (28)	1500	80	2500	150	خود
955.3701 بدون برس	VAZ-2108 VAZ-2109	900 (14)	1050	50	2800	65	خود
583.3701	ZAZ-1102 VAZ-2108 VAZ-2109	740 (14)	1400	40	2500	53	خود

نمودارهای الکتریکی مجموعه ژنراتورها

گزینه اتصال سیم پیچ تحریک به شبکه داخل خودرو و انحراف سطح ولتاژ در حین کار به مدار الکتریکی مجموعه ژنراتور بستگی دارد. اتصال ژنراتور با رگولاتور ولتاژ و عناصر نظارت بر عملکرد ژنراتور عمدتاً طبق نمودارهای نشان داده شده در شکل 2 انجام می شود. نامگذاری پین ها در نمودارهای 1،2 مطابق با مواردی است که توسط BOSCH و 3 - NIPPON DENSO اتخاذ شده است. با این حال، شرکت‌های دیگر ممکن است از نام‌های متفاوتی با این نام‌ها استفاده کنند.

طرح 1 بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد، به خصوص در خودروهای ساخت اروپا ولوو، آئودی، مرسدس بنز، اوپل، بی ام و و غیره. بسته به نوع ژنراتور، قدرت آن، سازنده و به خصوص زمان تولید، یکسو کننده برق ممکن است شامل یک بازوی یکسو کننده اضافی نباشد که به نقطه صفر سیم پیچ استاتور متصل است، یعنی. همانطور که در نمودار 3 نشان داده شده است، نه 8، بلکه 6 دیود دارند که روی دیودهای پاور زنر مونتاژ شده اند.

درایو ژنراتور

نصب ژنراتورها

در کنترل کننده های ارتعاش، عنصر اندازه گیری و محرک یک رله الکترومغناطیسی است. برای تنظیم کننده های ترانزیستور تماسی، رله الکترومغناطیسی در قسمت اندازه گیری قرار دارد و عناصر الکترونیکی در قسمت محرک قرار دارند. این دو نوع رگولاتور اکنون به طور کامل با رگولاتورهای الکترونیکی جایگزین شده اند.

کنترلرهای الکترونیکی نیمه هادی بدون تماس معمولاً در ژنراتور تعبیه شده و با مجموعه برس ترکیب می شوند. آنها جریان تحریک را با تغییر زمان روشن شدن سیم پیچ روتور به شبکه تغذیه تغییر می دهند. این تنظیم کننده ها در معرض تنظیم نادرست نیستند و به هیچ گونه تعمیر و نگهداری دیگری به جز نظارت بر قابلیت اطمینان کنتاکت ها نیاز ندارند.

تنظیم کننده های ولتاژ دارای خاصیت جبران حرارتی هستند - تغییر ولتاژ عرضه شده به باتری، بسته به دمای هوا در محفظه موتور برای شارژ بهینه باتری. هر چه دمای هوا کمتر باشد، ولتاژ بیشتری باید به باتری و بالعکس تامین شود. مقدار جبران حرارتی تا 0.01 ولت در هر 1 درجه سانتیگراد می رسد. برخی از مدل های رگولاتور از راه دور (2702.3702، PP-132A، 1902.3702 و 131.3702) دارای کلیدهای سطح ولتاژ دستی (زمستان/تابستان) هستند.

اصل عملکرد تنظیم کننده ولتاژ.

در حال حاضر، تمام مجموعه های ژنراتور مجهز به تنظیم کننده های ولتاژ الکترونیکی نیمه هادی هستند که معمولاً در داخل ژنراتور ساخته می شوند. طراحی و طراحی آنها ممکن است متفاوت باشد، اما اصل عملکرد همه رگولاتورها یکسان است. ولتاژ یک ژنراتور بدون رگولاتور به سرعت چرخش روتور آن، شار مغناطیسی ایجاد شده توسط سیم پیچ میدان و در نتیجه به شدت جریان در این سیم پیچ و مقدار جریانی که ژنراتور به مصرف کنندگان می دهد بستگی دارد. هرچه سرعت چرخش و جریان تحریک بیشتر باشد، ولتاژ ژنراتور بیشتر است و هر چه جریان بار آن بیشتر باشد، این ولتاژ کمتر است.

وظیفه رگولاتور ولتاژ تثبیت ولتاژ زمانی است که سرعت چرخش و بار تغییر می کند با تأثیرگذاری بر جریان تحریک. البته همانطور که در رگولاتورهای ولتاژ ارتعاشی قبلی انجام می شد، می توانید با وارد کردن یک مقاومت اضافی به این مدار، جریان را در مدار تحریک تغییر دهید، اما این روش با افت توان در این مقاومت همراه است و در رگولاتورهای الکترونیکی استفاده نمی شود. . تنظیم کننده های الکترونیکی جریان تحریک را با روشن و خاموش کردن سیم پیچ تحریک از شبکه تغذیه تغییر می دهند، در حالی که مدت زمان نسبی زمان روشن بودن سیم پیچ تحریک را تغییر می دهند. اگر برای تثبیت ولتاژ نیاز به کاهش جریان تحریک باشد، زمان کلیدزنی سیم پیچ تحریک کاهش می یابد و در صورت لزوم افزایش آن افزایش می یابد.

نشان دادن اصل عملکرد تنظیم کننده الکترونیکی با استفاده از یک نمودار نسبتاً ساده از یک رگولاتور نوع EE 14V3 از بوش که در شکل نشان داده شده است راحت است. 9:

شکل 9
نمودار تنظیم کننده ولتاژ EE14V3 از BOSCH:
1 - ژنراتور، 2 - رگولاتور ولتاژ، SA - سوئیچ احتراق، HL - چراغ هشدار روی پانل ابزار.

برای درک عملکرد مدار، باید به یاد داشته باشیم که همانطور که در بالا نشان داده شده است، دیود زنر در ولتاژهای زیر ولتاژ تثبیت جریان را از خود عبور نمی دهد. هنگامی که ولتاژ به این مقدار می رسد، دیود زنر "از بین می رود" و جریان شروع به عبور از آن می کند. بنابراین، دیود زنر در رگولاتور استاندارد ولتاژی است که ولتاژ ژنراتور با آن مقایسه می شود. علاوه بر این، مشخص است که ترانزیستورها جریان را بین کلکتور و امیتر عبور می دهند، یعنی. اگر جریان در مدار بیس-امیتر جریان داشته باشد، باز شود و اجازه ندهید این جریان از آن عبور کند. اگر جریان پایه قطع شود بسته می شود. ولتاژ دیود زنر VD2 از خروجی ژنراتور "D+" از طریق یک تقسیم کننده ولتاژ روی مقاومت های R1 (R3 و دیود VD1 که جبران دما را انجام می دهد) تامین می شود. در حالی که ولتاژ ژنراتور کم است و ولتاژ روی دیود زنر کمتر از ولتاژ تثبیت آن، دیود زنر از طریق آن بسته می شود و بنابراین و در مدار پایه ترانزیستور VT1 جریانی نمی گذرد، ترانزیستور VT1 نیز بسته می شود.در این حالت، جریان عبوری از مقاومت R6 از D+ ترمینال وارد مدار پایه ترانزیستور VT2 می شود که باز می شود و جریان از محل اتصال امیتر-کلکتور آن در پایه ترانزیستور VT3 شروع به جریان می کند که باز می شود. در این حالت سیم پیچ تحریک ژنراتور به برق وصل می شود. مدار از طریق اتصال امیتر-کلکتور VT3.

اتصال ترانزیستورهای VT2 و VT3 که در آن ترمینال های کلکتور آنها با هم ترکیب شده و مدار پایه یک ترانزیستور از امیتر ترانزیستور دیگر تغذیه می شود، مدار دارلینگتون نامیده می شود. با این اتصال می توان هر دو ترانزیستور را به عنوان یک ترانزیستور کامپوزیت با بهره بالا در نظر گرفت. به طور معمول، چنین ترانزیستوری بر روی یک کریستال سیلیکونی ساخته می شود. اگر ولتاژ ژنراتور به عنوان مثال به دلیل افزایش سرعت چرخش روتور آن افزایش یافته باشد، ولتاژ روی دیود زنر VD2 نیز افزایش می یابد، زمانی که این ولتاژ به مقدار ولتاژ تثبیت می رسد، دیود زنر VD2 می شود. جریان از طریق آن شروع به عبور از مدار پایه ترانزیستور VT1 می کند، که انتقال امیتر-کلکتور باز می شود و خروجی پایه ترانزیستور کامپوزیت VT2، VT3 را به زمین متصل می کند. ترانزیستور کامپوزیت بسته می شود و مدار منبع تغذیه سیم پیچ میدان را می شکند. جریان تحریک کاهش می یابد، ولتاژ ژنراتور کاهش می یابد، دیود زنر VT2 و ترانزیستور VT1 بسته می شوند، ترانزیستور کامپوزیت VT2، VT3 باز می شود، سیم پیچ تحریک دوباره به مدار برق متصل می شود، ولتاژ ژنراتور افزایش می یابد و فرآیند تکرار می شود. بنابراین، ولتاژ ژنراتور توسط رگولاتور به طور مجزا با تغییر زمان نسبی گنجاندن سیم پیچ تحریک در مدار قدرت تنظیم می شود. در این حالت جریان در سیم پیچ تحریک همانطور که در شکل 10 نشان داده شده است تغییر می کند. اگر سرعت چرخش ژنراتور افزایش یافته یا بار آن کاهش یافته باشد، زمان روشن شدن سیم پیچ کاهش می یابد و اگر سرعت چرخش کاهش یابد یا بار افزایش یابد، افزایش می یابد. مدار تنظیم کننده (نگاه کنید به شکل 9) حاوی عناصر مشخصه مدارهای تمام تنظیم کننده های ولتاژ مورد استفاده در اتومبیل است. دیود VD3، هنگام بستن ترانزیستور کامپوزیت VT2، VT3، از نوسانات ولتاژ خطرناک ناشی از مدار باز سیم پیچ تحریک با اندوکتانس قابل توجه جلوگیری می کند. در این حالت، جریان سیم پیچ میدان می تواند از طریق این دیود بسته شود و نوسانات ولتاژ خطرناک رخ نمی دهد. بنابراین دیود VD3 را دیود خاموش کننده می نامند. مقاومت R7 مقاومت بازخورد سخت است.

شکل 10. تغییر قدرت جریان در سیم پیچ میدان J B در طول زمان t در حین کار تنظیم کننده ولتاژ: t روشن، t خاموش - به ترتیب، زمان روشن و خاموش کردن سیم پیچ میدان تنظیم کننده ولتاژ. n 1 n 2 - سرعت چرخش روتور ژنراتور و n 2 بیشتر از n 1 است. J B1 و J B2 - مقادیر متوسط ​​جریان در سیم پیچ میدان

هنگامی که ترانزیستور کامپوزیت VT2، VT3 باز می شود، به موازات مقاومت R3 تقسیم کننده ولتاژ وصل می شود، در حالی که ولتاژ روی دیود زنر VT2 به شدت کاهش می یابد، این امر سوئیچینگ مدار رگولاتور را سرعت می بخشد و فرکانس این را افزایش می دهد. سوئیچینگ، که تأثیر مفیدی بر کیفیت ولتاژ تنظیم ژنراتور دارد. خازن C1 نوعی فیلتر است که رگولاتور را از تأثیر پالس های ولتاژ در ورودی آن محافظت می کند. به طور کلی خازن های موجود در مدار رگولاتور یا از رفتن مدار به حالت نوسانی و احتمال تداخل فرکانس بالا بر عملکرد رگولاتور جلوگیری می کنند و یا سرعت سوئیچینگ ترانزیستورها را افزایش می دهند. در حالت دوم، خازن که در یک لحظه در زمان شارژ می شود، در لحظه دیگر بر روی مدار پایه ترانزیستور تخلیه می شود و با هجوم جریان تخلیه، سوئیچینگ ترانزیستور را تسریع می کند و در نتیجه گرمایش و اتلاف انرژی آن را کاهش می دهد. در آن

از شکل 9 نقش لامپ HL برای نظارت بر وضعیت عملکرد مجموعه ژنراتور (لامپ نظارت بر شارژ روی صفحه ابزار خودرو) به وضوح قابل مشاهده است. هنگامی که موتور خودرو کار نمی کند، بستن کنتاکت های سوئیچ احتراق SA اجازه می دهد تا جریان باتری GA از طریق این لامپ به سیم پیچ تحریک ژنراتور جریان یابد. این امر تحریک اولیه ژنراتور را تضمین می کند. در همان زمان، لامپ روشن می شود و نشان می دهد که در مدار سیم پیچ تحریک شکستگی وجود ندارد. پس از راه اندازی موتور، تقریباً همان ولتاژ در پایانه های ژنراتور "D+" و "B+" ظاهر می شود و لامپ خاموش می شود. اگر ژنراتور در حین کارکرد موتور خودرو ولتاژ ایجاد نکند، لامپ HL همچنان در این حالت روشن می‌شود که سیگنالی از خرابی ژنراتور یا شکستگی تسمه محرک است. معرفی مقاومت R به مجموعه ژنراتور به گسترش قابلیت های تشخیصی لامپ HL کمک می کند. اگر این مقاومت وجود داشته باشد، در صورت وجود مدار باز در سیم پیچ میدان در حالی که موتور خودرو کار می کند، لامپ HL روشن می شود. در حال حاضر، شرکت های بیشتری به تولید مجموعه های ژنراتور بدون یکسو کننده سیم پیچ تحریک اضافی روی می آورند. در این حالت، خروجی فاز ژنراتور به رگولاتور تغذیه می شود. هنگامی که موتور خودرو کار نمی کند، ولتاژی در خروجی فاز ژنراتور وجود ندارد و تنظیم کننده ولتاژ در این حالت به حالتی می رود که از تخلیه باتری به سیم پیچ تحریک جلوگیری می کند. به عنوان مثال، هنگامی که سوئیچ احتراق روشن می شود، مدار رگولاتور ترانزیستور خروجی خود را به حالت نوسانی تبدیل می کند، که در آن جریان در سیم پیچ میدان کوچک و به کسری از آمپر می رسد. پس از راه اندازی موتور، سیگنال خروجی فاز ژنراتور مدار رگولاتور را به حالت عادی سوئیچ می کند. در این حالت مدار رگولاتور لامپ را برای نظارت بر وضعیت عملکرد مجموعه ژنراتور نیز کنترل می کند.

شکل 11. وابستگی ولتاژ به دما که توسط رگولاتور بوش EE14V3 با سرعت چرخش 6000 دور در دقیقه و جریان بار 5 آمپر حفظ می شود.

باتری برای عملکرد مطمئن خود نیاز دارد که با کاهش دمای الکترولیت، ولتاژ تامین شده به باتری از مجموعه ژنراتور کمی افزایش یابد و با افزایش دما کاهش یابد. برای خودکار کردن فرآیند تغییر سطح ولتاژ حفظ شده، از یک سنسور استفاده می شود که در الکترولیت باتری قرار می گیرد و در مدار تنظیم کننده ولتاژ قرار می گیرد. اما این فقط برای خودروهای پیشرفته است. در ساده ترین حالت، جبران حرارتی در رگولاتور به گونه ای انتخاب می شود که بسته به دمای هوای خنک کننده ورودی به ژنراتور، ولتاژ تنظیم ژنراتور در محدوده های مشخص شده تغییر می کند. شکل 11 وابستگی دمایی ولتاژ پشتیبانی شده توسط رگولاتور EE14V3 بوش را در یکی از حالت های عملکرد نشان می دهد. نمودار همچنین محدوده تحمل این ولتاژ را نشان می دهد. ماهیت سقوط وابستگی، شارژ خوب باتری را در دماهای منفی تضمین می کند و از افزایش جوشیدن الکترولیت آن در دماهای بالا جلوگیری می کند. به همین دلیل، در خودروهایی که به طور خاص برای استفاده در مناطق استوایی طراحی شده‌اند، تنظیم‌کننده‌های ولتاژ با ولتاژ تنظیم عمداً پایین‌تری نسبت به آب و هوای معتدل و سرد نصب می‌شوند.

عملکرد مجموعه ژنراتور در حالت های مختلف

هنگامی که مصرف کنندگان برق قدرتمند (به عنوان مثال، یخ‌زدای شیشه عقب، چراغ‌های جلو، فن بخاری و غیره) و سرعت روتور پایین (سرعت کم موتور) روشن می‌شوند، کل جریان مصرفی ممکن است بیشتر از آن باشد که ژنراتور قادر به ارائه آن است. . در این حالت ، بار روی باتری می افتد و شروع به تخلیه می کند ، که می توان با قرائت از یک نشانگر ولتاژ اضافی یا ولت متر کنترل کرد.

ژنراتورها دارای مشخصات سرعت جریان یکسان هستند یا از نظر شاخص های انرژی، ویژگی های ژنراتور جایگزین بدتر از ژنراتور جایگزین نیست.

نسبت دنده از موتور به ژنراتور یکسان است.

ابعاد کلی و نصب ژنراتور جایگزین امکان نصب آن را بر روی موتور فراهم می کند. باید در نظر داشت که اکثر ژنراتورهای خودروهای سواری خارجی دارای پایه تک پایه هستند، در حالی که ژنراتورهای داخلی با دو پایه روی موتور نصب می شوند، بنابراین جایگزینی ژنراتور خارجی با ژنراتور داخلی به احتمال زیاد نیاز به تعویض براکت نصب ژنراتور خواهد داشت. روی موتور؛

نمودارهای مدار مجموعه ژنراتورهای جایگزین و تعویض شده یکسان است.

نظارت بر وضعیت سیم کشی برق، به ویژه تمیزی و قابلیت اطمینان اتصالات سیم های مناسب برای ژنراتور و تنظیم کننده ولتاژ. اگر کنتاکت ها ضعیف باشند، ولتاژ روی برد ممکن است از حد مجاز فراتر رود.

هنگام جوشکاری الکتریکی قطعات بدنه خودرو، تمام سیم‌ها را از ژنراتور و باتری جدا کنید.

مطمئن شوید که تسمه دینام به درستی کشیده شده است. تسمه ای که به صورت شل بسته شده باشد، عملکرد کارآمد ژنراتور را تضمین نمی کند؛ تسمه ای که خیلی محکم کشیده شده است منجر به از بین رفتن یاتاقان های آن می شود.

بلافاصله علت روشن شدن لامپ هشدار ژنراتور را دریابید.

اگر مشکوک به نقص یکسو کننده ژنراتور هستید، خودرو را با باتری متصل بگذارید. این می تواند منجر به تخلیه کامل باتری و حتی آتش سوزی در سیم کشی برق شود.

عملکرد ژنراتور را با اتصال پایانه های آن به زمین و به یکدیگر بررسی کنید.

به دلیل احتمال خرابی تنظیم کننده ولتاژ، عناصر الکترونیکی سیستم های تزریق، احتراق، رایانه داخلی و غیره، با جدا کردن باتری در حین کار کردن موتور، قابلیت سرویس ژنراتور را بررسی کنید.

اجازه ندهید الکترولیت، ضد یخ و غیره با ژنراتور تماس پیدا کند.

اگر یک ماشین را با یک موجود زنده مقایسه کنید، موتور آن مانند قلب و یک ژنراتور به عنوان یک سیستم عصبی عمل می کند. آیا ماشین بدون این واحد می تواند حرکت کند؟ بله، می تواند، اما نه برای مدت طولانی، نه هنوز. این ژنراتور خودرو است که باتری را شارژ می کند و ولتاژ عمومی شبکه عامل را حفظ می کند. ما در مورد اصل عملکرد ژنراتور و عناصر اصلی آن به شما خواهیم گفت.

نحوه عملکرد واحد

روتور

این قسمت در اصل یک آهنربای الکتریکی با یک سیم پیچ است. روی شفت قرار دارد. یک هسته مخصوص در بالای سیم پیچ نصب شده است که قطر آن یک و نیم تا دو میلی متر کوچکتر از قطر استارت است. منبع فعلی توسط حلقه های مسی تامین می شود. آنها همچنین روی شفت قرار دارند و با برس های مخصوص به سیم پیچ متصل می شوند.

سیم پیچی

سیم پیچ استارت از سیم مسی ساخته شده است. به شیارهای هسته متصل می شود. دومی به شکل دایره ساخته شده است و از فلز با خواص مغناطیسی افزایش یافته ساخته شده است. به این ماده آهن ترانسفورماتور می گویند. از آنجایی که ژنراتور سه فاز است، استارت مجهز به سه سیم پیچ است. آنها به یکدیگر متصل هستند و با هم شبیه یک مثلث هستند.

یک پل یکسو کننده در نقطه اتصال آنها متصل است. سیمی که سیم پیچ از آن ساخته شده است با عایق دوگانه مقاوم در برابر حرارت ارائه می شود. در بیشتر موارد برای این کار از لاک مخصوص استفاده می شود.

رگلاتور رله

عنصر مهم دیگر تنظیم کننده رله است. این یک مدار الکترونیکی است و به برس های گرافیتی دسترسی دارد. رگولاتور رله را می توان در محفظه ژنراتور یا جدا از آن نصب کرد. در حالت اول، در کنار برس های گرافیتی قرار دارد و در حالت دوم، برس ها به آن متصل می شوند.

پل یکسو کننده

این قطعه از شش دیود تشکیل شده است. دومی روی یک پایه رسانا به صورت جفت قرار گرفته و با یکدیگر ترکیب می شوند. در خروجی، ولتاژ متناوب به ولتاژ مستقیم تبدیل می شود. این پل را به دلیل شباهت ظاهری به این محصول، نعل اسبی نیز می نامند.

ویدئو دستگاه ژنراتور را نشان می دهد:

اصل عملکرد ژنراتور

عملکرد یک ژنراتور خودرو بر اساس اصل شکل گیری است. این در سیم پیچ های استاتور اتفاق می افتد. ولتاژ الکتریکی به دلیل تأثیر یک میدان مغناطیسی ثابت در اطراف هسته ایجاد می شود. موتور روتور ژنراتور را با استفاده از یک درایو تسمه به حرکت در می آورد. یک ولتاژ ثابت به سیم پیچ اعمال می شود که برای ایجاد شار مغناطیسی کافی است.

هنگامی که هسته در امتداد سیم پیچ ها می چرخد، نیروی الکتروموتور در آنها ایجاد می شود. تنظیم کننده رله قدرت شار مغناطیسی را مطابق با باری که از ترمینال ژنراتور برداشته می شود تنظیم می کند. در خروجی، ولتاژی در محدوده 13.6-14.2 تولید می شود (این بستگی به زمان سال دارد). این برای شارژ مجدد و شارژ دائمی آن کافی است. شبکه آنبورد نیز از ترمینال مثبت تغذیه می شود و به صورت موازی با باتری متصل می شود. صرف نظر از اینکه کدام ژنراتور را خریداری کرده اید، دستگاه و اصل عملکرد برای همه نمونه ها یکسان خواهد بود. همه این واحدها یکسان کار می کنند.

این ویدئو نحوه عملکرد ژنراتور را نشان می دهد:

هیچ ژنراتور ماشینی نمی تواند بدون آن کار کند. این عنصر حفظ ولتاژ ثابتی را تضمین می کند که واحد به دلیل تغییر قدرت جریان در سیم پیچ ها ایجاد می کند. اگر روتور بدون رگولاتور با فرکانس بالا بچرخد، ولتاژ می تواند به چند ده ولت برسد. این منجر به سوختن لامپ ها و آسیب به سیم پیچ ها، دیودها و سایر دستگاه ها می شود.

انواع رگولاتور

بر اساس طراحی، تنظیم کننده های ولتاژ به دو دسته اصلی تقسیم می شوند:

• ترکیبی؛
• انتگرال

گروه اول شامل رگولاتورهایی است که مدار الکترونیکی آنها به طور همزمان از عناصر رادیویی و. در مدل های خودروهای مدرن، اغلب از رگولاتورهای انتگرال استفاده می شود. تمام اجزای چنین دستگاه هایی (به استثنای مرحله خروجی) بر اساس فناوری میکروالکترونیک لایه نازک ساخته شده اند.

چراغ هشدار

برای جلوگیری از مشکلات با رگولاتور، مراقب چراغ هشدار باشید. روی داشبورد خودرو قرار دارد. اگر لامپ هنگام کار ژنراتور روشن شود، این نشان دهنده نقص در تنظیم کننده ولتاژ یا خود واحد است.

نصب دینام خودرو

ژنراتور خودرو معمولاً با استفاده از پیچ و مهره و براکت های مخصوص به جلوی موتور متصل می شود. روکش ها حاوی پنجه های نصب و یک چشمک برای دستگاه هستند. اگر ژنراتور با استفاده از دو پنجه متصل شود، آنها روی دو جلد موتور قرار دارند. اگر فقط از یک پنجه بست استفاده شود، فقط روی یک پوشش (جلو) قرار می گیرد. پایه عقب معمولا دارای سوراخی است که اسپیسر در آن نصب می شود. شکاف ایجاد شده بین براکت موتور و پایه پنجه را از بین می برد.

حالت های مختلف عملکرد مجموعه ژنراتور

برای درک یک ژنراتور خودرو، باید حالت های عملکرد آن را درک کنید. اولین حالتی که در نظر خواهیم گرفت، عملکرد یک ژنراتور خودرو در حین راه اندازی موتور است. هنگام راه اندازی موتور، برق عمدتاً توسط استارت مصرف می شود. در این حالت جریان بسیار زیاد است و این باعث کاهش قابل توجه ولتاژ در ترمینال باتری می شود. بنابراین، مصرف کنندگان برق فقط از باتری تغذیه می کنند که به سرعت تخلیه می شود.

بلافاصله پس از راه اندازی موتور، ژنراتور به منبع اصلی نیرو تبدیل می شود. این دستگاه جریان لازم برای شارژ باتری و کار با وسایل برقی مختلف را تامین می کند. پس از ، سطح جریان شارژ کاهش می یابد. ژنراتور منبع برق باقی می ماند.

هنگامی که مصرف کنندگان قدرتمند برق، مانند بخاری های چراغ جلو یا فن های اجاق گاز، روشن می شوند، روتور به آرامی شروع به چرخش می کند. سپس ژنراتور نمی تواند جریان مورد نیاز را تامین کند. در این حالت بار به باتری منتقل می شود که به سرعت تخلیه می شود.

شما می توانید ژنراتور را در خودرو تعویض کنید، اما برای انجام این کار باید قوانینی را دنبال کنید:

• واحد جدید باید همان مشخصات سرعت فعلی را با واحد استاندارد داشته باشد.
• پارامترهای انرژی ژنراتورها باید یکسان باشد.
• ابعاد ژنراتور جدید باید مناسب باشد تا بتوان آن را به راحتی روی موتور نصب کرد.
• واحدها باید دارای نسبت دنده یکسان باشند.
• مدارهای هر دو ژنراتور باید کاملاً یکسان باشند.

به خاطر داشته باشید که معمولا واحدهای نصب شده روی خودروهای خارجی تنها با یک پنجه متصل می شوند. در عین حال، دستگاه های خانگی از دو پنجه استفاده می کنند. بنابراین، هنگام تعویض یک واحد خارجی با واحد ما، باید براکت نصب را روی موتور تعویض کنید.

هنگام نصب باتری در خودرو، باید مطمئن شوید که قطبیت به درستی وصل شده است. اگر خطایی رخ دهد، یکسو کننده ژنراتور آسیب می بیند و ممکن است منجر به آتش سوزی شود. اگر قطبیت به درستی تعیین نشده باشد، همین خطر با راه اندازی موتور نیز همراه است.

هنگام کار با دستگاه، باید قوانین زیر را رعایت کنید:

• کنترل، نظارت بر تمیزی کنتاکت ها و قابلیت اطمینان اتصالات آنها (اگر تماس های سیم بد باشد، ولتاژ روی برد فراتر از حد مجاز است).
• هنگام جوشکاری الکتریکی عناصر ساختاری، سیم ها را از ژنراتور و باتری خودرو جدا کنید.
• مطمئن شوید که تسمه ژنراتور به درستی کشیده شده است (اگر به صورت شل باشد، ژنراتور نمی تواند به طور موثر کار کند؛ اگر خیلی سفت باشد، یاتاقان های آن به سرعت فرسوده می شوند).
• اگر لامپ کنترل سیگنال می دهد، فوراً دلیل این کار را پیدا کنید.

در ویدیو - تعمیر ژنراتور:

تحت هیچ شرایطی نباید کارهای زیر را انجام دهید:

• اگر مشکوک هستید که یکسو کننده معیوب است، ماشین را با باتری متصل بگذارید (این امر منجر به تخلیه باتری و آتش سوزی سیم کشی می شود).
• بررسی کنید که آیا ژنراتور با اتصال پایانه های خود به یکدیگر یا جدا کردن باتری در حالی که موتور در حال کار است کار می کند (این می تواند باعث شکستن تنظیم کننده ولتاژ، رایانه داخلی و عناصر الکترونیکی سیستم احتراق شود).
• اجازه ندهید باقیمانده ضد یخ یا مایع دیگری روی ژنراتور قرار گیرد.
• در صورت برداشتن پایانه های باتری، ژنراتور را روشن بگذارید (این امر منجر به آسیب به تجهیزات الکتریکی دستگاه و تنظیم کننده ولتاژ می شود).

ما در مورد ویژگی های اصلی ژنراتور به شما گفتیم. این دانش برای هر راننده ای که در تلاش برای درک اتومبیل است مفید خواهد بود. به یاد داشته باشید که یک ژنراتور یک دستگاه بسیار پیچیده است، بنابراین مهم است که با آن مراقبت کنید. به طور مداوم وضعیت تمام قطعات آن و همچنین میزان کشش تسمه محرک را کنترل کنید. سپس ژنراتور خودروی شما قادر خواهد بود تا زمانی که ممکن است به شما خدمت کند.

لطفا در مورد مطالبی که می خوانید نظر بدهید! ما به نظر شما علاقه مندیم.

تجهیزات الکتریکی هر خودرو شامل یک ژنراتور - منبع اصلی برق است. همراه با تنظیم کننده ولتاژ، مجموعه ژنراتور نامیده می شود. خودروهای مدرن مجهز به ژنراتورهای جریان متناوب هستند. آنها به بهترین وجه شرایط را برآورده می کنند.

الزامات اساسی برای ژنراتورهای خودرو

1. ژنراتور باید جریان بدون وقفه را تامین کند و توان کافی برای:

- به طور همزمان برق را برای مصرف کنندگان در حال کار تامین کنید و باتری را شارژ کنید.

- هنگامی که تمام مصرف کنندگان برق معمولی در سرعت های پایین موتور روشن می شدند، باتری به شدت تخلیه نمی شد.

- ولتاژ در شبکه داخلی در محدوده مشخص شده در کل محدوده بارهای الکتریکی و سرعت روتور بود.

2. ژنراتور باید دارای استحکام کافی، عمر طولانی، وزن و ابعاد کوچک، سطح نویز کم و تداخل رادیویی باشد.

مفاهیم اساسی

توسعه دهندگان و سازندگان داخلی تجهیزات الکتریکی از مفاهیم زیر استفاده می کنند.

سیستم منبع تغذیه خودرو - طراحی شده برای تامین برق بدون وقفه وسایل الکتریکی موجود در شبکه سواری خودرو. این شامل یک مجموعه ژنراتور، یک باتری و دستگاه هایی است که عملکرد را نظارت می کنند و سیستم را از بار اضافی محافظت می کنند.

ژنراتور- وسیله ای که انرژی مکانیکی دریافتی از موتور را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند.

تنظیم کننده ولتاژ – دستگاهی که ولتاژ داخل خودرو را در محدوده های مشخص شده در هنگام تغییر بار الکتریکی، سرعت روتور ژنراتور و دمای محیط حفظ می کند.

باتری استارت قابل شارژ (باتری) - الکتریسیته را برای راه اندازی موتور و برق رسانی به وسایل الکتریکی برای مدت کوتاهی جمع می کند و ذخیره می کند (زمانی که موتور روشن نیست یا قدرت کافی تولید نشده توسط ژنراتور وجود دارد).

اصل عملکرد ژنراتور

در هسته عملیات ژنراتوراثر القای الکترومغناطیسی نهفته است. اگر یک سیم پیچ، به عنوان مثال، از سیم مسی، توسط یک شار مغناطیسی نفوذ کند، پس از تغییر، یک ولتاژ الکتریکی متناوب در پایانه های سیم پیچ ظاهر می شود. برعکس، برای تولید شار مغناطیسی، کافی است یک جریان الکتریکی از سیم پیچ عبور داده شود. بنابراین، برای تولید یک جریان الکتریکی متناوب، یک سیم پیچ لازم است که از طریق آن یک جریان الکتریکی مستقیم جریان داشته باشد و یک شار مغناطیسی به نام سیم پیچ میدان و یک سیستم قطب فولادی ایجاد کند که هدف آن رساندن شار مغناطیسی به سیم پیچ ها است. ، سیم پیچ استاتور نامیده می شود که در آن ولتاژ متناوب القا می شود.

این کویل ها در شیارهای سازه فولادی، مدار مغناطیسی (بسته آهنی) استاتور قرار می گیرند. سیم پیچ استاتور با هسته مغناطیسی خود استاتور ژنراتور را تشکیل می دهد، مهمترین بخش ثابت آن، که در آن جریان الکتریکی ایجاد می شود، و سیم پیچ تحریک با سیستم قطب و برخی از قسمت های دیگر (شفت، حلقه های لغزش) روتور را تشکیل می دهد. بخش چرخان مهم سیم پیچ میدان می تواند از خود ژنراتور تغذیه شود. در این مورد، ژنراتور بر روی خود تحریکی عمل می کند.

در این مورد، شار مغناطیسی باقی ماندهدر ژنراتور، به عنوان مثال، شار که توسط قطعات فولادی مدار مغناطیسی در غیاب جریان در سیم پیچ میدان تشکیل می شود، کوچک است و خود تحریک ژنراتور را فقط در سرعت های خیلی بالا تضمین می کند. بنابراین، چنین اتصال خارجی به مدار مجموعه ژنراتور وارد می شود، جایی که سیم پیچ های میدان به باتری وصل نمی شوند، معمولاً از طریق یک لامپ سلامت مجموعه ژنراتور. جریانی که از طریق این لامپ وارد سیم پیچ تحریک می شود پس از روشن کردن کلید احتراق، تحریک اولیه ژنراتور را فراهم می کند. قدرت این جریان نباید خیلی زیاد باشد تا باتری تخلیه نشود، اما خیلی کم نباشد، زیرا در این حالت ژنراتور با سرعت های بسیار بالا تحریک می شود، بنابراین تولید کنندگان قدرت مورد نیاز لامپ کنترل را - معمولاً 2 - تعیین می کنند. ..3 سه شنبه

هنگامی که روتور می چرخد در مقابل سیم پیچ های سیم پیچ استاتور، قطب های "شمال" و "جنوب" روتور به طور متناوب ظاهر می شوند، یعنی جهت شار مغناطیسی که به سیم پیچ نفوذ می کند تغییر می کند که باعث ایجاد ولتاژ متناوب در آن می شود. فرکانس این ولتاژ f به سرعت چرخش روتور ژنراتور N و تعداد جفت قطب های آن p بستگی دارد:

f=p*N/60

به استثنای موارد نادر، ژنراتورهای شرکت های خارجی و همچنین تولیدات داخلی دارای شش قطب "جنوبی" و شش قطب "شمال" در سیستم مغناطیسی روتور هستند. در این حالت فرکانس f 10 برابر کمتر از سرعت چرخش i روتور ژنراتور است. از آنجایی که روتور ژنراتور چرخش خود را از میل لنگ موتور دریافت می کند، فرکانس میل لنگ موتور را می توان با فرکانس ولتاژ متناوب ژنراتور اندازه گیری کرد. برای انجام این کار، سیم پیچی استاتور در ژنراتور ساخته می شود که سرعت سنج به آن متصل است. در این حالت ، ولتاژ در ورودی سرعت سنج دارای یک شخصیت ضربانی است ، زیرا معلوم می شود که به موازات دیود یکسو کننده برق ژنراتور وصل می شود. با در نظر گرفتن نسبت دنده i محرک تسمه از موتور به ژنراتور، فرکانس سیگنال در ورودی سرعت سنج ft با نسبت سرعت میل لنگ موتور Ndv مرتبط است:

f=p*Ndoor(i)/60

البته در صورت لیز خوردن تسمه محرک، این نسبت اندکی به هم می خورد و بنابراین باید دقت شود که تسمه همیشه به اندازه کافی کشیده شده باشد. وقتی p = 6، (در بیشتر موارد) رابطه فوق ساده شده است ft = Ndv (i)/10. شبکه روی برد برای تامین ولتاژ ثابت نیاز دارد. بنابراین، سیم پیچ استاتور، شبکه سواری خودرو را از طریق یکسوساز تعبیه شده در ژنراتور نیرو می دهد.

سیم پیچ استاتور ژنراتورشرکت های خارجی و همچنین داخلی - سه فاز. از سه قسمت تشکیل شده است که به آنها سیم پیچ فاز یا به سادگی فاز گفته می شود، ولتاژ و جریان هایی که در آنها نسبت به یکدیگر به اندازه یک سوم دوره، یعنی 120 درجه الکتریکی تغییر می کنند، همانطور که در شکل نشان داده شده است. I. فازها را می توان در یک "ستاره" یا "مثلث" متصل کرد. در این حالت ولتاژها و جریانهای فاز و خطی متمایز می شوند. ولتاژهای فاز Uph بین انتهای سیم پیچ های فاز عمل می کند. جریان IPH در این سیم‌پیچ‌ها جریان دارد، در حالی که ولتاژ خطی Ul بین سیم‌هایی که سیم‌پیچ استاتور را به یکسو کننده متصل می‌کند، عمل می‌کند. جریان های خطی Jl در این سیم ها جریان دارد. به طور طبیعی، یکسو کننده مقادیری را که به آن ارائه می شود، یعنی خطی، اصلاح می کند.

عکس. 1. نمودار شماتیک مجموعه ژنراتور.

Uф1 - Uф3 - ولتاژ در سیم پیچ های فاز: Ud - ولتاژ اصلاح شده. 1، 2، 3 - سیم پیچی سه فاز استاتور: 4 - دیودهای یکسو کننده قدرت. 5 – باتری؛ 6 - بار; 7 - دیودهای یکسو کننده سیم پیچ میدان. 8 - سیم پیچ تحریک. 9- تنظیم کننده ولتاژ

هنگامی که در یک "مثلث" متصل می شود، جریان های فاز 3 برابر کمتر از جریان های خطی هستند، در حالی که در یک "ستاره" جریان های خطی و فاز برابر هستند. این بدان معنی است که با جریان یکسانی که توسط ژنراتور ارائه می شود، جریان در سیم پیچ های فاز، هنگامی که در یک "مثلث" متصل می شود، به طور قابل توجهی کمتر از یک "ستاره" است. بنابراین، در ژنراتورهای پرقدرت، اغلب از اتصال مثلث استفاده می‌شود، زیرا در جریان‌های پایین‌تر، سیم‌پیچ‌ها را می‌توان با سیم ضخیم‌تر پیچید، که از نظر فناوری پیشرفته‌تر است. با این حال، ولتاژهای خطی یک "ستاره" بزرگتر از ولتاژ فاز به ریشه 3 است، در حالی که برای یک "مثلث" برابر است و برای به دست آوردن ولتاژ خروجی یکسان در همان سرعت های چرخش، "مثلث" نیاز به یک افزایش متناظر در تعداد چرخش فازهای آن در مقایسه با "ستاره".

سیم نازک تر همچنین می تواند برای اتصالات ستاره استفاده شود. در این حالت، سیم پیچ از دو سیم پیچ موازی ساخته شده است که هر یک از آنها در یک "ستاره" متصل می شوند، یعنی یک "ستاره دوتایی" به دست می آید.

یکسو کننده برای یک سیستم سه فاز شامل شش دیود نیمه هادی قدرت است که سه عدد از آنها: VD1، VD3 و VD5 به ترمینال "+" ژنراتور وصل شده اند و سه مورد دیگر: VD2، VD4 و VD6 به " -” ترمینال (زمین). اگر نیاز به تقویت توان ژنراتور باشد، از یک بازوی یکسو کننده اضافی روی دیودهای VD7، VD8 استفاده می‌شود که در شکل 1 به صورت نقطه چین نشان داده شده است. چنین مدار یکسو کننده فقط زمانی می تواند اتفاق بیفتد که سیم پیچ های استاتور در یک "ستاره" وصل شده باشند، زیرا بازوی اضافی از نقطه "صفر" "ستاره" تغذیه می شود.

عدد قابل توجهیانواع ژنراتورهای شرکت های خارجی، سیم پیچ تحریک به یکسو کننده خود متصل می شود که با استفاده از دیودهای VD9-VD 11 مونتاژ شده است.این اتصال سیم پیچ تحریک از عبور جریان تخلیه باتری در هنگام کار نکردن موتور خودرو جلوگیری می کند. دیودهای نیمه هادی در حالت باز هستند و هنگامی که ولتاژی در جهت جلو به آنها اعمال می شود مقاومت قابل توجهی در برابر عبور جریان ایجاد نمی کنند و عملاً اجازه عبور جریان را در هنگام معکوس شدن ولتاژ نمی دهند.

با استفاده از نمودار ولتاژ فاز (نگاه کنید به شکل 1)، می توانید تعیین کنید که کدام دیودها در حال حاضر باز و کدام بسته هستند. ولتاژ فاز Uph1 در سیم پیچ فاز اول، Uph2 - دوم، Uph3 - سوم کار می کند. این ولتاژها در امتداد منحنی‌های نزدیک به سینوسی تغییر می‌کنند و در برخی از نقاط زمان مثبت و در برخی دیگر منفی هستند. اگر جهت مثبت ولتاژ در یک فاز در امتداد فلش به سمت نقطه صفر سیم پیچ استاتور گرفته شود و جهت منفی از آن دور شود، برای مثال، برای زمان t1، زمانی که ولتاژ فاز دوم برابر است. در صورت عدم وجود، فاز اول مثبت و مرحله سوم منفی است. جهت ولتاژهای فاز با فلش های نشان داده شده در شکل مطابقت دارد. 1. جریان از طریق سیم پیچ ها، دیودها و بار در جهت این فلش ها جاری خواهد شد.

در همان زمان، دیودها باز هستند VD1 و VD4. با در نظر گرفتن هر لحظه دیگر از زمان، به راحتی می توان تأیید کرد که در یک سیستم سه فاز، ولتاژ ناشی از سیم پیچی فازهای ژنراتور، دیودهای یکسو کننده قدرت از باز به بسته و عقب حرکت می کند، به گونه ای که جریان در بار فقط یک جهت دارد - از ترمینال "+" ژنراتور تنظیم شده تا ترمینال آن "-" ("زمین")، یعنی یک جریان مستقیم (تصحیح) در بار جریان می یابد. دیودهای یکسو کننده سیم پیچ میدانی به روشی مشابه کار می کنند و جریان یکسو شده را برای این سیم پیچ تامین می کنند. علاوه بر این، یکسو کننده سیم پیچ میدان نیز شامل 6 دیود است، اما سه عدد از آنها VD2، VD4، VD6 با یکسو کننده برق مشترک هستند. بنابراین در زمان t1 دیودهای VD4 و VD9 باز هستند که از طریق آنها جریان یکسو شده وارد سیم پیچ تحریک می شود. این جریان به طور قابل توجهی کمتر از جریانی است که ژنراتور به بار می دهد. بنابراین، دیودهای جریان کم با اندازه کوچک با جریان بیش از 2 A به عنوان دیودهای VD9-VD11 استفاده می شوند (برای مقایسه، دیودهای یکسو کننده قدرت جریان جریان را تا 25 ... 35 A اجازه می دهند).

باقی مانده است که اصل را در نظر بگیریم عملکرد بازوی یکسو کننده حاوی دیودهای VD7 و VD8. اگر ولتاژهای فاز صرفاً به صورت سینوسی تغییر می کردند، این دیودها اصلاً در فرآیند تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم شرکت نمی کردند. با این حال، در ژنراتورهای واقعی شکل ولتاژ فاز با سینوسی متفاوت است. این مجموع سینوسی ها است که به آنها مولفه هارمونیک یا هارمونیک می گویند - اولی که فرکانس آن با فرکانس ولتاژ فاز منطبق است و بالاترین، عمدتاً سومی که فرکانس آن سه برابر بیشتر از اولی است. . نمایش شکل ولتاژ فاز واقعی به صورت مجموع دو هارمونیک (اول و سوم) در شکل 2 نشان داده شده است.

استاتور ژنراتور (شکل 3) از ورق های فولادی با ضخامت 0.8 ... 1 میلی متر ساخته شده است، اما اغلب با سیم پیچی "روی لبه" انجام می شود. این طراحی ضایعات کمتری را در طول پردازش و تولید بالا تضمین می کند. هنگام ساخت بسته استاتور با سیم پیچی، یوغ استاتور بالای شیارها معمولاً دارای برجستگی هایی است که در طول سیم پیچی موقعیت لایه ها نسبت به یکدیگر ثابت می شود. این برجستگی ها به دلیل سطح بیرونی توسعه یافته تر، خنک کننده استاتور را بهبود می بخشد.

نیاز به پس انداز فلز منجر به ایجاد یک طرح بسته استاتوری شد که از قطعات نعل اسبی شکل تشکیل شده بود. ورق های مجزای پکیج استاتور با جوش یا پرچ به هم و در یک ساختار یکپارچه محکم می شوند. تقریباً تمام ژنراتورهای خودرویی تولید انبوه دارای 36 شیار هستند که سیم پیچ استاتور در آنها قرار دارد. شیارها با عایق فیلم یا با ترکیب اپوکسی اسپری می شوند.

شکل 4 نمودار سیم پیچی استاتور ژنراتور:

A - حلقه توزیع شده، B - موج متمرکز، C - موج توزیع شده است

——- فاز 1، – – – – – – فاز 2، -..-..-..- فاز 3

شکاف ها حاوی سیم پیچ استاتور است که مطابق مدارها (شکل 4) به شکل حلقه توزیع شده (شکل 4، A) یا موج متمرکز (شکل 4، B)، موج توزیع شده (شکل 4، C) ساخته شده است. سیم پیچ سیم پیچ حلقه با این واقعیت متمایز می شود که بخش ها (یا نیم بخش ها) آن به شکل سیم پیچ هایی با اتصالات انتها به انتها در دو طرف بسته استاتور در مقابل یکدیگر ساخته شده است. سیم پیچ موج واقعاً شبیه یک موج است، زیرا اتصالات جلویی آن بین دو طرف بخش (یا نیمه بخش) به طور متناوب در یک یا طرف دیگر بسته استاتور قرار دارد. در یک سیم پیچ توزیع شده، بخش به دو نیمه تقسیم می شود که از همان شکاف سرچشمه می گیرد، که یک نیمه به سمت چپ و دیگری به سمت راست سرچشمه می گیرد. فاصله بین دو طرف بخش (یا نیم بخش) هر سیم پیچ فاز 3 تقسیم شکاف است، یعنی. اگر یک طرف بخش در شیاری قرار داشته باشد که به طور معمول به عنوان اولین پذیرفته شده است، طرف دوم در شیار چهارم قرار می گیرد. سیم پیچ در شیار با یک گوه شیار ساخته شده از مواد عایق محکم می شود. آغشته کردن استاتور به لاک پس از گذاشتن سیم پیچ الزامی است.

ویژگی خودرو ژنراتورها نوع سیستم قطب روتور است (شکل 5). این شامل دو نیمه قطب با برآمدگی - قطب منقار شکل، شش در هر نیمه. نیمه های قطب با مهر زنی ساخته می شوند و ممکن است دارای برآمدگی - نیم بوته ای باشند. اگر هنگام فشار دادن بر روی شفت، برآمدگی وجود نداشته باشد، یک بوش با یک پیچ پیچی تحریکی روی قاب بین نیمه های قطب نصب می شود و پس از نصب بوش در داخل قاب، سیم پیچی انجام می شود.

شکل 5. روتور ژنراتور خودرو: a – مونتاژ شده; ب - سیستم قطب جدا شده؛ 1،3 - نیمه های قطبی؛ 2 - سیم پیچ تحریک; 4 – حلقه های لغزنده؛ 5 – شفت

اگر نیمه‌های قطب دارای نیم بوشینگ باشند، سیم‌پیچ تحریک از قبل روی قاب پیچ می‌شود و با فشار دادن نیمه‌های قطب نصب می‌شود تا نیم بوشینگ‌ها در داخل قاب قرار گیرند. گونه های انتهایی قاب دارای برجستگی های نگهدارنده ای هستند که در فضاهای بین قطبی انتهای نیمه های قطب قرار می گیرند و از چرخش قاب بر روی بوش جلوگیری می کنند. فشار دادن نیمه های قطب بر روی شفت با درزبندی آنها همراه است که باعث کاهش شکاف هوا بین بوش و نیمه قطب یا نیم بوشینگ می شود و بر ویژگی های خروجی ژنراتور تأثیر مثبت می گذارد.

هنگام درزبندی، فلز جاری می شود در شیارهای شفت، که در صورت سوختن یا شکستن سیم پیچ میدان، پیچیدن به عقب را دشوار می کند، زیرا جدا کردن سیستم قطب روتور دشوار می شود. سیم پیچ میدان مونتاژ شده با روتور با لاک آغشته شده است. منقار قطب در لبه ها معمولاً در یک یا هر دو طرف تراشیده می شوند تا نویز مغناطیسی ژنراتورها کاهش یابد. در برخی از طرح ها، برای همین منظور، یک حلقه غیر مغناطیسی ضد نویز در زیر مخروط های تیز منقار، واقع در بالای سیم پیچ تحریک قرار می گیرد. این حلقه از نوسان منقار در هنگام تغییر شار مغناطیسی و در نتیجه انتشار نویز مغناطیسی جلوگیری می کند.

پس از مونتاژ، پویا تعادل روتور، که با سوراخ کردن مواد اضافی در نیمه های قطب انجام می شود. روی محور روتور حلقه های لغزشی نیز وجود دارد که اغلب از مس ساخته شده اند و با پلاستیک فشرده شده اند. سرنخ های سیم پیچ تحریک به حلقه ها لحیم یا جوش داده می شوند. گاهی اوقات حلقه ها از برنج یا فولاد ضد زنگ ساخته می شوند که باعث کاهش سایش و اکسیداسیون می شود، به خصوص هنگام کار در محیط مرطوب. قطر حلقه ها هنگامی که واحد تماس با برس در خارج از حفره داخلی ژنراتور قرار دارد نمی تواند از قطر داخلی بلبرینگ نصب شده در پوشش از کنار حلقه های لغزنده تجاوز کند، زیرا در هنگام مونتاژ یاتاقان از روی حلقه ها عبور می کند. قطر کوچک حلقه ها نیز به کاهش سایش برس کمک می کند. دقیقاً برای شرایط نصب است که برخی از شرکت ها از یاطاقان غلتکی به عنوان تکیه گاه روتور عقب استفاده می کنند، زیرا توپ هایی با قطر یکسان عمر مفید کمتری دارند.

شفت روتور ساخته شده است به عنوان یک قاعده، از فولاد اتوماتیک ملایم، با این حال، هنگام استفاده از یاتاقان غلتکی، غلتک های آن به طور مستقیم در انتهای شفت در کنار حلقه های لغزش کار می کنند، شفت از فولاد آلیاژی ساخته شده است، و ژورنال شفت سیمان شده و سخت می شود. در انتهای رزوه دار شفت، یک شیار برای اتصال کلید برای اتصال قرقره بریده شده است. با این حال، در بسیاری از طرح های مدرن، کلید گم شده است. در این حالت قسمت انتهایی شفت دارای یک فرورفتگی یا برآمدگی به صورت شش ضلعی می باشد. این به شما این امکان را می دهد که هنگام سفت کردن مهره بست قرقره یا در هنگام جداسازی، زمانی که لازم است قرقره و فن را بردارید، از چرخش شفت جلوگیری کنید.

واحد برس - این یک ساختار پلاستیکی است که برس ها در آن قرار می گیرند. مخاطبین کشویی دو نوع برس در ژنراتورهای خودرو استفاده می شود - مس گرافیت و الکتروگرافیت. دومی دارای افت ولتاژ افزایش یافته در تماس با حلقه در مقایسه با مس-گرافیت است که بر ویژگی های خروجی ژنراتور تأثیر منفی می گذارد، اما آنها سایش قابل توجهی کمتری روی حلقه های لغزنده ایجاد می کنند. برس ها با نیروی فنر بر روی حلقه ها فشار داده می شوند. به طور معمول، برس ها در امتداد شعاع حلقه های لغزنده نصب می شوند، اما به اصطلاح نگهدارنده های برس واکنشی نیز وجود دارند که در آن محور برس ها با شعاع حلقه در نقطه تماس برس زاویه ایجاد می کند. این امر اصطکاک برس را در راهنماهای نگهدارنده برس کاهش می دهد و در نتیجه تماس مطمئن تر برس با حلقه را تضمین می کند. اغلب نگهدارنده برس و تنظیم کننده ولتاژ یک واحد غیر قابل جداسازی را تشکیل می دهند.

واحدهای یکسو کننده دو نوع مورد استفاده قرار می گیرد - یا این صفحات هیت سینک هستند که دیودهای یکسو کننده قدرت در آنها فشرده می شوند (یا لحیم می شوند) یا اتصالات سیلیکونی این دیودها روی آنها لحیم شده و مهر و موم شده است یا اینها طرح هایی با پره های بسیار توسعه یافته هستند که در آنها دیودها معمولاً از نوع قرص، به هیت سینک لحیم می شوند. دیودهای یکسو کننده اضافی معمولاً دارای محفظه پلاستیکی استوانه ای یا نخودی شکل هستند یا به شکل یک بلوک مهر و موم شده جداگانه ساخته می شوند که گنجاندن آن در مدار توسط شینه ها انجام می شود. گنجاندن واحدهای یکسو کننده در مدار ژنراتور با لحیم کاری یا جوش دادن پایانه های فاز بر روی لنت های مخصوص نصب یکسو کننده یا با پیچ انجام می شود.

خطرناک ترین چیز برای ژنراتور و به خصوص برای سیم کشی شبکه سواری خودرو، پل زدن صفحات هیت سینک متصل به "زمین" و ترمینال "+" ژنراتور توسط اجسام فلزی است که به طور تصادفی بین آنها می افتد یا پل های رسانا که در اثر آلودگی ایجاد می شوند، زیرا در این حالت یک اتصال کوتاه در مدار باتری رخ می دهد و احتمال آتش سوزی وجود دارد. برای جلوگیری از این امر، صفحات و سایر قسمت های یکسو کننده ژنراتورهای برخی از شرکت ها به طور جزئی یا کامل با یک لایه عایق پوشانده می شوند. سینک های حرارتی عمدتاً با نصب صفحات ساخته شده از مواد عایق، تقویت شده با میله های اتصال، در یک طرح یکپارچه از واحد یکسو کننده ترکیب می شوند.

واحدهای بلبرینگ ژنراتورها معمولاً بلبرینگ های شعاعی هستند که یک بار مصرف گریس برای مادام العمر دارند و آب بندی های یک یا دو طرفه در یاتاقان تعبیه شده است. بلبرینگ غلتکی فقط در قسمت لغزش رینگ و به ندرت عمدتاً توسط شرکت های آمریکایی استفاده می شود. جابجایی بلبرینگ ها روی شفت در طرف حلقه های لغزنده معمولاً محکم است، در سمت درایو - کشویی، در صندلی روکش، برعکس - در سمت حلقه های لغزنده - کشویی، در سمت درایو - تنگ. از آنجایی که قسمت بیرونی یاتاقان در کنار حلقه‌های لغزنده قابلیت چرخش را دارد، ممکن است یاتاقان و پوشش به زودی از کار بیفتند و باعث تماس روتور با استاتور شود. برای جلوگیری از چرخش بلبرینگ، دستگاه های مختلفی در صندلی روکش قرار می گیرد - حلقه های لاستیکی، فنجان های پلاستیکی، فنرهای فولادی موج دار و غیره.

طراحی رگولاتور ولتاژ تا حد زیادی توسط تکنولوژی ساخت آنها تعیین می شود. هنگام ساخت مدار با استفاده از عناصر گسسته، رگولاتور معمولا دارای یک برد مدار چاپی است که این عناصر روی آن قرار دارند. در همان زمان، برخی از عناصر، به عنوان مثال، مقاومت های تنظیم، می توانند با استفاده از تکنولوژی فیلم ضخیم ساخته شوند. تکنولوژی ترکیبی فرض می کند که مقاومت ها بر روی یک صفحه سرامیکی ساخته شده و به عناصر نیمه هادی متصل می شوند - دیودها، دیودهای زنر، ترانزیستورها که به صورت بسته بندی نشده یا بسته بندی شده روی یک بستر فلزی لحیم می شوند. در یک رگولاتور ساخته شده بر روی یک کریستال سیلیکون، کل مدار تنظیم کننده در این کریستال قرار دارد. تنظیم کننده های ولتاژ هیبریدی و رگولاتورهای ولتاژ تک تراشه قابل جداسازی یا تعمیر نیستند.

خنک کننده ژنراتور توسط یک یا دو فن نصب شده بر روی محور آن انجام می شود. در این حالت، در طراحی سنتی ژنراتورها (شکل 7، الف)، هوا توسط یک فن گریز از مرکز از کناره حلقه های لغزنده به داخل پوشش مکیده می شود. برای ژنراتورهایی که دارای مونتاژ برس، تنظیم کننده ولتاژ و یکسو کننده در خارج از حفره داخلی هستند و توسط یک محفظه محافظت می شوند، هوا از طریق شیارهای این پوشش مکیده می شود و هوا را به گرم ترین مکان ها - به یکسو کننده و تنظیم کننده ولتاژ هدایت می کند. در خودروهایی با طرح متراکم محفظه موتور، که در آن دمای هوا بسیار بالا است، ژنراتورها با پوشش مخصوص (شکل 7، ب) متصل به پوشش عقب و مجهز به یک لوله با شلنگی که از طریق آن سرد می شود استفاده می شود. و هوای تمیز بیرون وارد ژنراتور می شود. چنین طرح هایی به عنوان مثال در اتومبیل های BMW استفاده می شود. برای ژنراتورهایی با طراحی "فشرده"، هوای خنک کننده از هر دو پوشش عقب و جلو وارد می شود.

شکل 7. سیستم خنک کننده ژنراتور

الف - ژنراتورهای طراحی متعارف؛ ب - ژنراتورهای دمای بالا در محفظه موتور. ج - ژنراتورهای طراحی فشرده.

فلش ها جهت جریان هوا را نشان می دهند

ژنراتورهای پرقدرت نصب شده روی وسایل نقلیه ویژه، کامیون ها و اتوبوس ها تفاوت هایی با هم دارند. به طور خاص، آنها شامل دو سیستم روتور قطبی هستند که بر روی یک شفت نصب شده اند و در نتیجه، دو سیم پیچ تحریکی، 72 شیار روی استاتور و غیره وجود دارد. با این حال، هیچ تفاوت اساسی در طراحی این ژنراتورها با طرح های در نظر گرفته شده وجود ندارد.

ویژگی های ژنراتور خودرو

توانایی یک مجموعه ژنراتور برای تامین برق مصرف کنندگان در حالت های مختلف کار موتور توسط مشخصه سرعت جریان (TSC) آن تعیین می شود - وابستگی حداکثر جریان ارائه شده توسط ژنراتور به سرعت روتور با ولتاژ ثابت در پایانه های قدرت. . در شکل شکل 1 مشخصه سرعت جریان ژنراتور را نشان می دهد.

برنج. 1. مشخصات سرعت جریان مجموعه های مولد.

نمودار شامل نقاط مشخصه زیر است:

n0 - سرعت اولیه روتور بدون بار، که در آن ژنراتور شروع به ارائه جریان می کند.

Iхд – جریان خروجی ژنراتور با سرعت چرخش متناظر با حداقل سرعت پایدار موتور در دور آرام.

در ژنراتورهای مدرن، جریان ارائه شده در این حالت 40-50٪ از امتیاز است.

Idm – حداکثر جریان خروجی (نامی) با سرعت روتور 5000 دقیقه (6000 دقیقه برای ژنراتورهای مدرن).

TLC وجود دارد که توسط:

- با خود تحریکی (مدار سیم پیچ تحریک توسط ژنراتور خود تغذیه می شود).

- با تحریک مستقل (مدار سیم پیچ تحریک از منبع خارجی تغذیه می شود).

- برای یک مجموعه ژنراتور (تنظیم کننده ولتاژ در مدار گنجانده شده است)؛

- برای ژنراتور (تنظیم کننده ولتاژ غیرفعال است)؛

- در حالت سرد (منظور از سرد حالتی است که در آن دمای اجزای ژنراتور تقریباً برابر با دمای هوای محیط (10 ± 25) درجه سانتیگراد است، زیرا در طول تعیین تجربی TLC ژنراتور گرم می شود، آزمایش زمان باید حداقل باشد، یعنی بیش از 1 دقیقه نباشد، و پس از اینکه دمای گره ها دوباره با دمای محیط برابر شد، یک آزمایش تکرار شود.

- در حالت گرم.

در مستندات فنی ژنراتورها، اغلب کل TLC نشان داده نمی‌شود، بلکه فقط نقاط مشخصه آن مشخص می‌شود (شکل 1 را ببینید).

این نکات عبارتند از:

– سرعت چرخش اولیه در حالت بیکار n0. مطابق با ولتاژ مشخص شده ژنراتور بدون بار است.

– بالاترین جریان عرضه شده توسط ژنراتور Idm. (ژنراتورهای شیر خودرو خود محدود شونده هستند، یعنی با رسیدن به نیروی Idm که مقدار آن نزدیک به مقدار جریان اتصال کوتاه است، ژنراتور با افزایش بیشتر سرعت چرخش، نمی تواند مقدار جریان بیشتری را به مصرف کنندگان برساند. جریان Idm ضرب در ولتاژ نامی قدرت نامی ژنراتورهای خودرو را تعیین می کند.

– سرعت چرخش npн و قدرت جریان Idн در حالت طراحی. (نقطه مد طراحی در نقطه تماس مماس TLC که از مبدأ مختصات ترسیم شده است تعیین می شود. تقریباً مقدار محاسبه شده قدرت جریان را می توان 0.67 Idm تعیین کرد. حالت طراحی مطابق با حداکثر گشتاور مکانیکی است. ژنراتور و در ناحیه این حالت بیشترین گرمایش گره ها مشاهده می شود، زیرا با افزایش سرعت چرخش، جریان ژنراتور و در نتیجه گرمایش اجزای آن افزایش می یابد، اما در عین حال شدت سرمایش نیز افزایش می یابد. ژنراتور توسط یک فن واقع در شفت آن نیز افزایش می یابد. در سرعت های چرخش بالا، افزایش شدت گرمایش با افزایش شدت سرمایش غالب می شود و گرمایش اجزای ژنراتور کاهش می یابد.

- سرعت چرخش nхд و قدرت جریان Iхд در حالت مربوط به سرعت بیکار موتور احتراق داخلی (ICE). در این حالت، ژنراتور باید جریان مورد نیاز برای تامین انرژی تعدادی از مصرف کنندگان مهم، در درجه اول احتراق در موتورهای احتراق داخلی کاربراتوری را ارائه دهد.

چگونه پارامترهای ژنراتور خود را تعیین کنیم:

برای ژنراتورهای خانگی: در مدل های جدید موتورهای داخلی (VAZ-2111، 2112، ZMZ-406، و غیره): ژنراتورهای طراحی فشرده (94.3701 و غیره) نصب می شوند. ژنراتورهای بدون جاروبک (القایی) (955.3701 برای VAZها، G700A برای UAZها) با طراحی سنتی تفاوت دارند زیرا دارای آهنرباهای دائمی روی روتور، و سیم پیچ های تحریک روی استاتور (تحریک مختلط) هستند. این کار بدون مونتاژ برس (قسمت آسیب پذیر ژنراتور) و حلقه های لغزنده امکان پذیر شد. با این حال، این ژنراتورها جرم کمی بزرگتر و سطح نویز بالاتری دارند.

داشبورد ژنراتور معمولاً پارامترهای اصلی آن را نشان می دهد:

- ولتاژ نامی 14 یا 28 ولت (بسته به ولتاژ نامی سیستم تجهیزات الکتریکی)؛

– جریان نامی که حداکثر جریان خروجی ژنراتور در نظر گرفته می شود.

– نوع، نام تجاری ژنراتور

مشخصه اصلی یک مجموعه ژنراتور مشخصه سرعت جریان آن (TSC) است، یعنی وابستگی جریان تامین شده توسط ژنراتور به شبکه به سرعت چرخش روتور آن در یک ولتاژ ثابت در پایانه های برق ژنراتور.

این ویژگی مشخص می شود هنگامی که مجموعه ژنراتور به طور کامل با یک باتری کاملا شارژ شده با ظرفیت نامی بر حسب A/h که حداقل 50 درصد جریان نامی ژنراتور است، کار می کند. مشخصه را می توان در حالت سرد و گرم ژنراتور تعیین کرد. در این حالت، حالت سرد به حالتی اطلاق می شود که در آن دمای تمام قطعات و اجزای ژنراتور برابر با دمای محیط است که مقدار آن باید 5 ± 23 درجه سانتیگراد باشد. دمای هوا در نقطه 5 سانتی متری ورودی هوای ژنراتور تعیین می شود. از آنجایی که ژنراتور در طول مشخصه سازی به دلیل تلفات توان تولید شده در آن گرم می شود، اندازه گیری TLC در حالت سرد از نظر روشی دشوار است و اکثر شرکت ها ویژگی های سرعت جریان ژنراتورها را در حالت گرم، به عنوان مثال، در حالت که اجزا و قطعات ژنراتور در هر نقطه تعیین شده به دلیل تلفات توان تولید شده در ژنراتور در دمای هوای خنک کننده فوق الذکر تا یک مقدار ثابت گرم می شوند.

محدوده فرکانس چرخش هنگام گرفتن مشخصه بین حداقل فرکانس است که در آن مجموعه ژنراتور جریان 2A (حدود 1000 دقیقه-1) و حداکثر فرکانس ایجاد می کند. مشخصه ها در فواصل 500 تا 4000 دقیقه در 1 و 1000 دقیقه در فرکانس های بالاتر گرفته می شوند. برخی از شرکت‌ها ویژگی‌های سرعت جریان را که در ولتاژ نامی تعیین می‌شود، یعنی در 14 ولت، معمولی برای خودروهای سواری ارائه می‌کنند. با این حال، حذف چنین ویژگی هایی فقط با تنظیم کننده ای که به طور ویژه برای نگهداری ولتاژ بالا بازسازی شده است امکان پذیر است. برای جلوگیری از عملکرد تنظیم کننده ولتاژ هنگام گرفتن مشخصه سرعت جریان، ولتاژ Ut = 0.1 ± 13.5 V برای یک سیستم 12 ولتی روی برد تعیین می شود. یک روش تسریع شده برای تعیین مشخصه سرعت جریان نیز مجاز است، که به یک پایه خودکار ویژه نیاز دارد، که در آن ژنراتور به مدت 30 دقیقه با سرعت چرخش 3000 دقیقه در 1 گرم می شود، مربوط به این فرکانس، قدرت جریان و ولتاژ نشان داده شده است. در بالا. زمان تعیین مشخصات نباید از 30 ثانیه در سرعت چرخش دائما در حال تغییر تجاوز کند.

مشخصه سرعت جریان دارای نقاط مشخصه ای است که عبارتند از:

n0 - سرعت چرخش اولیه بدون بار. از آنجایی که معمولاً خواندن مشخصه با جریان بار (حدود 2A) شروع می شود، این نقطه با برون یابی مشخصه گرفته شده به محل تقاطع با محور آبسیسا به دست می آید.

nL حداقل سرعت عملیاتی است، یعنی سرعتی که تقریباً مربوط به دور آرام موتور است. به طور معمول پذیرفته شده، nL = 1500 دقیقه-1. این فرکانس مطابق با IL فعلی است. بوش nL=1800min-1 را برای ژنراتورهای "کامپکت" به کار گرفت. به طور معمول IL 40...50% جریان نامی است.

nR سرعت چرخش نامی است که در آن جریان نامی IR تولید می شود. این سرعت چرخش nR = 6000 min-1 در نظر گرفته شده است. IR کمترین جریانی است که مجموعه ژنراتور باید در سرعت nR تولید کند.

NMAX - حداکثر سرعت چرخش. در این سرعت، ژنراتور حداکثر جریان Imax را تولید می کند. به طور معمول، حداکثر جریان کمی با IR نامی متفاوت است (بیش از 10٪).

تولید کنندگان در مواد اطلاعاتی خود عمدتاً فقط نقاط مشخصه ویژگی های سرعت جریان را ارائه می دهند. با این حال، برای مجموعه‌های ژنراتور خودروهای سواری، مشخصه سرعت جریان را می‌توان با دقت کافی از مقدار جریان نامی شناخته شده IR و مشخصه مطابق شکل 8، که در آن مقادیر جریان ژنراتور در رابطه با داده شده است، تعیین کرد. ارزش اسمی آن

علاوه بر مشخصه سرعت جریان مجموعه ژنراتور نیز با فرکانس خود تحریکی مشخص می شود. هنگام کارکردن ژنراتور بر روی خودرویی که دارای باتری کامل است، مجموعه ژنراتور باید با دور موتور کمتر از دور آرام خود تحریک شود. البته در این صورت مدار باید دارای یک لامپ برای نظارت بر وضعیت عملکرد مجموعه ژنراتور با توانی که سازنده ژنراتور برای آن تعیین کرده و مقاومت هایی به موازات آن در صورتی که در مدار پیش بینی شده باشد، باشد.

یکی دیگر از ویژگی هایی که با آن می توان توانایی های انرژی ژنراتور را تصور کرد، یعنی میزان توان مصرفی ژنراتور از موتور را تعیین کرد، مقدار ضریب عملکرد (بازده) آن است که در حالت های مربوط به نقاط ژنراتور تعیین می شود. مشخصه سرعت جریان (شکل 8)، مقدار بازده مطابق شکل 8 برای جهت گیری داده شده است، زیرا این به طراحی ژنراتور بستگی دارد - ضخامت صفحاتی که استاتور از آن ساخته شده است، قطر حلقه های لغزش، یاتاقان ها، مقاومت سیم پیچ و غیره، اما عمدتا به قدرت ژنراتور بستگی دارد. هر چه ژنراتور قدرتمندتر باشد، راندمان آن بیشتر است.

شکل 8 ویژگی های خروجی ژنراتورهای خودرو:

1 - مشخصه سرعت جریان، 2 - کارایی در نقاط مشخصه سرعت جریان

در نهایت، یک مجموعه ژنراتور با محدوده ولتاژ خروجی آن مشخص می شود زیرا سرعت، جریان بار و دما در محدوده های معینی متفاوت است. معمولاً بروشورهای شرکت ولتاژ بین پایانه برق "+" و "زمین" مجموعه ژنراتور در نقطه کنترل یا ولتاژ تنظیم رگولاتور را هنگامی که مجموعه ژنراتور سرد است، با سرعت چرخش 6000 دقیقه در 1 نشان می دهد. ، با بار جریان 5 A و هنگام کار همراه با باتری و همچنین جبران حرارتی - تغییر ولتاژ تنظیم شده بسته به دمای محیط. جبران حرارتی به عنوان ضریب مشخص کننده تغییر ولتاژ زمانی که دمای محیط ~1 درجه سانتیگراد تغییر می کند نشان داده می شود. همانطور که در بالا نشان داده شده است، با افزایش دما، ولتاژ تنظیم ژنراتور کاهش می یابد. برای خودروهای سواری، برخی از شرکت‌ها مجموعه‌های ژنراتور را با جبران ولتاژ و دما تنظیم کننده زیر ارائه می‌کنند:

تنظیم ولتاژ، V ……………………………… ۰.۱±۱۴.۱ ۰.۱+۱۴.۵

جبران حرارتی، mV/°C ……………………………. -7+1.5 -10±2

درایو ژنراتور

ژنراتورها از قرقره میل لنگ توسط یک تسمه محرک رانده می شوند. هرچه قطر قرقره روی میل لنگ بزرگتر و قطر قرقره ژنراتور کمتر باشد (نسبت قطرها را نسبت دنده می نامند)، سرعت ژنراتور بیشتر می شود و بر این اساس قادر است جریان بیشتری را به مصرف کنندگان برساند. .

درایو تسمه V برای نسبت دنده های بیشتر از 1.7-3 استفاده نمی شود. اول از همه، این به این دلیل است که با قطر قرقره های کوچک، تسمه V بیشتر فرسوده می شود.

در مدل های مدرن، به عنوان یک قاعده، درایو توسط یک کمربند پلی V انجام می شود. به دلیل انعطاف پذیری بیشتر، امکان نصب یک قرقره با قطر کم بر روی ژنراتور و در نتیجه نسبت دنده های بالاتر، یعنی استفاده از ژنراتورهای پرسرعت را فراهم می کند. کشش تسمه V-پلی معمولاً توسط غلتک های کششی هنگامی که ژنراتور ثابت است انجام می شود.

نصب ژنراتور

ژنراتورها در قسمت جلوی موتور روی براکت های مخصوص پیچ می شوند. پایه های نصب و چشمی کششی ژنراتور روی روکش ها قرار دارند. اگر بستن با دو پنجه انجام شود، آنها روی هر دو پوشش قرار دارند، اگر فقط یک پنجه وجود داشته باشد، در پوشش جلویی قرار دارد. در سوراخ پنجه عقب (در صورت وجود دو پنجه نصب) معمولاً یک آستین فاصله دهنده وجود دارد که شکاف بین براکت موتور و صندلی پنجه را از بین می برد.

تنظیم کننده های ولتاژ

تنظیم کننده ها ولتاژ ژنراتور را در محدوده خاصی برای عملکرد بهینه وسایل الکتریکی موجود در شبکه سواری خودرو حفظ می کنند. همه رگولاتورهای ولتاژ دارای عناصر اندازه گیری هستند که سنسورهای ولتاژ و محرک هایی هستند که آن را تنظیم می کنند.

در کنترل کننده های ارتعاش، عنصر اندازه گیری و محرک یک رله الکترومغناطیسی است. برای تنظیم کننده های ترانزیستور تماسی، رله الکترومغناطیسی در قسمت اندازه گیری قرار دارد و عناصر الکترونیکی در قسمت محرک قرار دارند. این دو نوع رگولاتور اکنون به طور کامل با رگولاتورهای الکترونیکی جایگزین شده اند.

کنترلرهای الکترونیکی نیمه هادی بدون تماس معمولاً در ژنراتور تعبیه شده و با مجموعه برس ترکیب می شوند. آنها جریان تحریک را با تغییر زمان روشن شدن سیم پیچ روتور به شبکه تغذیه تغییر می دهند. این تنظیم کننده ها در معرض تنظیم نادرست نیستند و به هیچ گونه تعمیر و نگهداری دیگری به جز نظارت بر قابلیت اطمینان کنتاکت ها نیاز ندارند.

تنظیم کننده های ولتاژ دارای خاصیت جبران حرارتی هستند - تغییر ولتاژ عرضه شده به باتری، بسته به دمای هوا در محفظه موتور برای شارژ بهینه باتری. هر چه دمای هوا کمتر باشد، ولتاژ بیشتری باید به باتری و بالعکس تامین شود. مقدار جبران حرارتی تا 0.01 ولت در هر 1 درجه سانتیگراد می رسد. برخی از مدل های رگولاتور از راه دور (2702.3702، PP-132A، 1902.3702 و 131.3702) دارای کلیدهای سطح ولتاژ دستی (زمستان/تابستان) هستند.

اصل عملکرد تنظیم کننده ولتاژ

در حال حاضر، تمام مجموعه های ژنراتور مجهز به تنظیم کننده های ولتاژ الکترونیکی نیمه هادی هستند که معمولاً در داخل ژنراتور ساخته می شوند. طراحی و طراحی آنها ممکن است متفاوت باشد، اما اصل عملکرد همه رگولاتورها یکسان است. ولتاژ یک ژنراتور بدون رگولاتور به سرعت چرخش روتور آن، شار مغناطیسی ایجاد شده توسط سیم پیچ میدان و در نتیجه به شدت جریان در این سیم پیچ و مقدار جریانی که ژنراتور به مصرف کنندگان می دهد بستگی دارد. هر چه سرعت چرخش و جریان تحریک بیشتر باشد، ولتاژ ژنراتور بیشتر است و هر چه جریان بار آن بیشتر باشد، این ولتاژ کمتر است.

وظیفه رگولاتور ولتاژ تثبیت ولتاژ زمانی است که سرعت چرخش و بار تغییر می کند با تأثیرگذاری بر جریان تحریک. البته همانطور که در رگولاتورهای ولتاژ ارتعاشی قبلی انجام می شد، می توانید با وارد کردن یک مقاومت اضافی به این مدار، جریان را در مدار تحریک تغییر دهید، اما این روش با افت توان در این مقاومت همراه است و در رگولاتورهای الکترونیکی استفاده نمی شود. . تنظیم کننده های الکترونیکی جریان تحریک را با روشن و خاموش کردن سیم پیچ تحریک از شبکه تغذیه تغییر می دهند، در حالی که مدت زمان نسبی زمان روشن بودن سیم پیچ تحریک را تغییر می دهند. اگر برای تثبیت ولتاژ نیاز به کاهش جریان تحریک باشد، زمان کلیدزنی سیم پیچ تحریک کاهش می یابد و در صورت لزوم افزایش آن افزایش می یابد.

اصل عملکرد رگولاتور الکترونیکی نشان دادن یک نمودار نسبتاً ساده از یک تنظیم کننده نوع EE 14V3 از Bosch، که در شکل نشان داده شده است، راحت است. 9:

شکل 9 نمودار تنظیم کننده ولتاژ EE14V3 از BOSCH:

1 - ژنراتور، 2 - تنظیم کننده ولتاژ، SA - سوئیچ احتراق، HL - چراغ هشدار روی پانل ابزار.

برای درک عملکرد مدار، باید به یاد داشته باشیم که همانطور که در بالا نشان داده شده است، دیود زنر در ولتاژهای زیر ولتاژ تثبیت جریان را از خود عبور نمی دهد. هنگامی که ولتاژ به این مقدار می رسد، دیود زنر "از بین می رود" و جریان شروع به عبور از آن می کند. بنابراین، دیود زنر در رگولاتور استاندارد ولتاژی است که ولتاژ ژنراتور با آن مقایسه می شود. علاوه بر این، مشخص است که ترانزیستورها جریان را بین کلکتور و امیتر عبور می دهند، یعنی. اگر جریان در مدار بیس-امیتر جریان داشته باشد، باز شود و اجازه ندهید این جریان از آن عبور کند. اگر جریان پایه قطع شود بسته می شود. ولتاژ به دیود زنر VD2 از خروجی ژنراتور "D+" از طریق یک تقسیم کننده ولتاژ روی مقاومت های R1 (R3 و دیود VD1 که جبران دما را انجام می دهد) تامین می شود. در حالی که ولتاژ ژنراتور کم است و ولتاژ روی دیود زنر کمتر از ولتاژ تثبیت آن، دیود زنر از طریق آن بسته می شود و بنابراین و در مدار پایه ترانزیستور VT1 جریانی نمی گذرد، ترانزیستور VT1 نیز بسته می شود.در این حالت، جریان عبوری از مقاومت R6 از D+ ترمینال وارد مدار پایه ترانزیستور VT2 می شود که باز می شود و جریان از محل اتصال امیتر-کلکتور آن در پایه ترانزیستور VT3 شروع به جریان می کند که باز می شود. در این حالت سیم پیچ تحریک ژنراتور به برق وصل می شود. مدار از طریق اتصال امیتر-کلکتور VT3.

اتصال ترانزیستورهای VT2 و VT3 که در آن ترمینال های کلکتور آنها ترکیب شده و مدار پایه یک ترانزیستور از امیتر ترانزیستور دیگر تغذیه می شود، مدار دارلینگتون نامیده می شود. با این اتصال می توان هر دو ترانزیستور را به عنوان یک ترانزیستور کامپوزیت با بهره بالا در نظر گرفت. به طور معمول، چنین ترانزیستوری بر روی یک کریستال سیلیکونی ساخته می شود. اگر ولتاژ ژنراتور به عنوان مثال به دلیل افزایش سرعت چرخش روتور آن افزایش یافته باشد، ولتاژ روی دیود زنر VD2 نیز افزایش می یابد، زمانی که این ولتاژ به مقدار ولتاژ تثبیت می رسد، دیود زنر VD2 می شود. جریان از طریق آن شروع به عبور از مدار پایه ترانزیستور VT1 می کند، که انتقال امیتر-کلکتور باز می شود و خروجی پایه ترانزیستور کامپوزیت VT2، VT3 را به زمین متصل می کند.

ترانزیستور کامپوزیت بسته می شود و مدار منبع تغذیه سیم پیچ میدان را می شکند. جریان تحریک کاهش می یابد، ولتاژ ژنراتور کاهش می یابد، دیود زنر VT2 و ترانزیستور VT1 بسته می شوند، ترانزیستور کامپوزیت VT2، VT3 باز می شود، سیم پیچ تحریک دوباره به مدار برق متصل می شود، ولتاژ ژنراتور افزایش می یابد و فرآیند تکرار می شود. بنابراین، ولتاژ ژنراتور توسط رگولاتور به طور مجزا با تغییر زمان نسبی گنجاندن سیم پیچ تحریک در مدار قدرت تنظیم می شود. در این حالت جریان در سیم پیچ تحریک همانطور که در شکل 10 نشان داده شده است تغییر می کند. اگر سرعت چرخش ژنراتور افزایش یافته یا بار آن کاهش یافته باشد، زمان روشن شدن سیم پیچ کاهش می یابد و اگر سرعت چرخش کاهش یابد یا بار افزایش یابد، افزایش می یابد. مدار تنظیم کننده (نگاه کنید به شکل 9) حاوی عناصر مشخصه مدارهای تمام تنظیم کننده های ولتاژ مورد استفاده در اتومبیل است.

دیود VD3 هنگام بسته شدن ترانزیستور کامپوزیت VT2، VT3 از نوسانات ولتاژ خطرناک ناشی از مدار باز سیم پیچ تحریک با اندوکتانس قابل توجه جلوگیری می کند. در این حالت، جریان سیم پیچ میدان می تواند از طریق این دیود بسته شود و نوسانات ولتاژ خطرناک رخ نمی دهد. بنابراین دیود VD3 را دیود خاموش کننده می نامند. مقاومت R7 مقاومت بازخورد سخت است.

شکل 10. تغییر قدرت جریان در سیم پیچ تحریک JB در طول زمان t در حین کار تنظیم کننده ولتاژ: تن، تاف - به ترتیب، زمان روشن و خاموش کردن سیم پیچ تحریک تنظیم کننده ولتاژ. n1 n2 - سرعت روتور ژنراتور، با n2 بیشتر از n1. JB1 و JB2 - مقادیر متوسط ​​جریان در سیم پیچ میدان

هنگامی که ترانزیستور کامپوزیت VT2، VT3 باز می شود، به موازات مقاومت R3 تقسیم کننده ولتاژ وصل می شود، در حالی که ولتاژ روی دیود زنر VT2 به شدت کاهش می یابد، این امر سوئیچینگ مدار رگولاتور را سرعت می بخشد و فرکانس این را افزایش می دهد. سوئیچینگ، که تأثیر مفیدی بر کیفیت ولتاژ تنظیم ژنراتور دارد. خازن C1 نوعی فیلتر است که رگولاتور را از تأثیر پالس های ولتاژ در ورودی آن محافظت می کند. به طور کلی خازن های موجود در مدار رگولاتور یا از رفتن مدار به حالت نوسانی و احتمال تداخل فرکانس بالا بر عملکرد رگولاتور جلوگیری می کنند و یا سرعت سوئیچینگ ترانزیستورها را افزایش می دهند. در حالت دوم، خازن که در یک لحظه در زمان شارژ می شود، در لحظه دیگر بر روی مدار پایه ترانزیستور تخلیه می شود و با هجوم جریان تخلیه، سوئیچینگ ترانزیستور را تسریع می کند و در نتیجه گرمایش و اتلاف انرژی آن را کاهش می دهد. در آن

از شکل 9 به وضوح قابل مشاهده است نقش لامپ HL برای نظارت بر وضعیت عملکرد مجموعه ژنراتور (لامپ نظارت بر شارژ روی پانل ابزار ماشین). هنگامی که موتور خودرو کار نمی کند، بستن کنتاکت های سوئیچ احتراق SA اجازه می دهد تا جریان باتری GA از طریق این لامپ به سیم پیچ تحریک ژنراتور جریان یابد. این امر تحریک اولیه ژنراتور را تضمین می کند. در همان زمان، لامپ روشن می شود و نشان می دهد که در مدار سیم پیچ تحریک شکستگی وجود ندارد. پس از راه اندازی موتور، تقریباً همان ولتاژ در پایانه های ژنراتور "D+" و "B+" ظاهر می شود و لامپ خاموش می شود.

اگر ژنراتور باشد هنگامی که موتور خودرو کار می کند و ولتاژ ایجاد نمی کند، لامپ HL همچنان در این حالت روشن می شود که سیگنالی از خرابی ژنراتور یا شکستگی تسمه محرک است. معرفی مقاومت R به مجموعه ژنراتور به گسترش قابلیت های تشخیصی لامپ HL کمک می کند. اگر این مقاومت وجود داشته باشد، در صورت وجود مدار باز در سیم پیچ میدان در حالی که موتور خودرو کار می کند، لامپ HL روشن می شود. در حال حاضر، شرکت های بیشتری به تولید مجموعه های ژنراتور بدون یکسو کننده سیم پیچ تحریک اضافی روی می آورند.

در این مورد، تنظیم کننده خروجی فاز ژنراتور روشن است. هنگامی که موتور خودرو کار نمی کند، ولتاژی در خروجی فاز ژنراتور وجود ندارد و تنظیم کننده ولتاژ در این حالت به حالتی می رود که از تخلیه باتری به سیم پیچ تحریک جلوگیری می کند. به عنوان مثال، هنگامی که سوئیچ احتراق روشن می شود، مدار رگولاتور ترانزیستور خروجی خود را به حالت نوسانی تبدیل می کند، که در آن جریان در سیم پیچ میدان کوچک و به کسری از آمپر می رسد. پس از راه اندازی موتور، سیگنال خروجی فاز ژنراتور مدار رگولاتور را به حالت عادی سوئیچ می کند. در این حالت مدار رگولاتور لامپ را برای نظارت بر وضعیت عملکرد مجموعه ژنراتور نیز کنترل می کند.

شکل 11. وابستگی ولتاژ به دما که توسط رگولاتور بوش EE14V3 با سرعت چرخش 6000 دور در دقیقه و جریان بار 5 آمپر حفظ می شود.

باتری اکومولاتور برای عملکرد قابل اعتماد آن، نیاز است که با کاهش دمای الکترولیت، ولتاژ عرضه شده به باتری از مجموعه ژنراتور کمی افزایش یابد و با افزایش دما، کاهش می یابد. برای خودکار کردن فرآیند تغییر سطح ولتاژ حفظ شده، از یک سنسور استفاده می شود که در الکترولیت باتری قرار می گیرد و در مدار تنظیم کننده ولتاژ قرار می گیرد. اما این فقط برای خودروهای پیشرفته است. در ساده ترین حالت، جبران حرارتی در رگولاتور به گونه ای انتخاب می شود که بسته به دمای هوای خنک کننده ورودی به ژنراتور، ولتاژ تنظیم ژنراتور در محدوده های مشخص شده تغییر می کند.

شکل 11 دما را نشان می دهد وابستگی ولتاژ پشتیبانی شده توسط رگولاتور EE14V3 بوش در یکی از حالت های عملیاتی. نمودار همچنین محدوده تحمل این ولتاژ را نشان می دهد. ماهیت سقوط وابستگی، شارژ خوب باتری را در دماهای منفی تضمین می کند و از افزایش جوشیدن الکترولیت آن در دماهای بالا جلوگیری می کند. به همین دلیل، در خودروهایی که به طور خاص برای استفاده در مناطق استوایی طراحی شده‌اند، تنظیم‌کننده‌های ولتاژ با ولتاژ تنظیم عمداً پایین‌تری نسبت به آب و هوای معتدل و سرد نصب می‌شوند.

عملکرد مجموعه ژنراتور در حالت های مختلف

هنگام راه اندازی موتور، مصرف کننده اصلی برق استارت است؛ جریان به صدها آمپر می رسد که باعث افت ولتاژ قابل توجهی در پایانه های باتری می شود. در این حالت، مصرف کنندگان برق فقط از باتری تغذیه می کنند که به شدت تخلیه می شود. بلافاصله پس از راه اندازی موتور، ژنراتور به منبع اصلی منبع تغذیه تبدیل می شود. جریان مورد نیاز برای شارژ باتری و کارکرد وسایل برقی را تامین می کند. پس از شارژ مجدد باتری، اختلاف بین ولتاژ آن و ژنراتور کم می شود که منجر به کاهش جریان شارژ می شود. منبع تغذیه همچنان ژنراتور است و باتری امواج ولتاژ ژنراتور را صاف می کند.

هنگامی که مصرف کنندگان برق قدرتمند (به عنوان مثال، یخ‌زدای شیشه عقب، چراغ‌های جلو، فن بخاری و غیره) و سرعت روتور پایین (سرعت کم موتور) روشن می‌شوند، کل جریان مصرفی ممکن است بیشتر از آن باشد که ژنراتور قادر به ارائه آن است. . در این حالت ، بار روی باتری می افتد و شروع به تخلیه می کند ، که می توان با قرائت از یک نشانگر ولتاژ اضافی یا ولت متر کنترل کرد.

تعویض یک نوع ژنراتور در خودرو با دیگری همیشه در صورت رعایت چهار شرط امکان پذیر است:

- ژنراتورها دارای مشخصات سرعت جریان یکسان هستند یا از نظر شاخص های انرژی، ویژگی های ژنراتور جایگزین بدتر از ژنراتور در حال تعویض نیست.

- نسبت دنده از موتور به ژنراتور یکسان است.

– ابعاد کلی و اتصالی ژنراتور جایگزین امکان نصب آن را بر روی موتور فراهم می کند. باید در نظر داشت که اکثر ژنراتورهای خودروهای سواری خارجی دارای پایه تک پایه هستند، در حالی که ژنراتورهای داخلی با دو پایه روی موتور نصب می شوند، بنابراین جایگزینی ژنراتور خارجی با ژنراتور داخلی به احتمال زیاد نیاز به تعویض براکت نصب ژنراتور خواهد داشت. روی موتور؛

- مدارهای مجموعه ژنراتورهای جایگزین و جایگزین یکسان هستند.

هنگام نصب باتری در خودرو، مطمئن شوید که قطبیت اتصال صحیح است. یک خطا منجر به خرابی فوری یکسو کننده ژنراتور می شود و ممکن است آتش سوزی رخ دهد. در صورت نادرست بودن قطبیت اتصال، عواقب مشابهی در هنگام راه اندازی موتور از منبع جریان خارجی (روشن شدن) ممکن است.

هنگام کار با وسیله نقلیه باید:

- نظارت بر وضعیت سیم کشی برق، به ویژه تمیزی و قابلیت اطمینان اتصالات سیم های مناسب برای ژنراتور و تنظیم کننده ولتاژ. اگر کنتاکت ها ضعیف باشند، ولتاژ روی برد ممکن است از حد مجاز فراتر رود.

- هنگام جوشکاری الکتریکی قطعات بدنه خودرو، تمام سیم‌ها را از ژنراتور و باتری جدا کنید.

- از کشش صحیح تسمه دینام اطمینان حاصل کنید. تسمه ای که به صورت شل بسته شده باشد، عملکرد کارآمد ژنراتور را تضمین نمی کند؛ تسمه ای که خیلی محکم کشیده شده است منجر به از بین رفتن یاتاقان های آن می شود.

– فوراً علت روشن شدن لامپ هشدار ژنراتور را پیدا کنید.

اقدامات زیر غیر قابل قبول است:

- اگر مشکوک به نقص یکسو کننده ژنراتور هستید، خودرو را با باتری متصل بگذارید. این می تواند منجر به تخلیه کامل باتری و حتی آتش سوزی در سیم کشی برق شود.

- عملکرد ژنراتور را با اتصال پایانه های آن به زمین و به یکدیگر بررسی کنید.

- با قطع کردن باتری در حین کار موتور به دلیل احتمال خرابی تنظیم کننده ولتاژ، عناصر الکترونیکی سیستم های تزریق، احتراق، رایانه داخلی و غیره، قابلیت سرویس ژنراتور را بررسی کنید.

– اجازه دهید الکترولیت، ضد یخ و غیره با ژنراتور تماس پیدا کند.

هر خودرو دارای شبکه الکتریکی خاص خود است که چندین عملکرد را انجام می دهد: راه اندازی موتور با استارت، اطمینان از تخلیه پایدار جرقه برای مشتعل کردن مخلوط بنزین، آلارم صدا و نور، و همچنین روشنایی و ایجاد شرایط راحت در کابین.

برای تامین انرژی الکتریکی برای مصرف کنندگان شبکه برق خودرو، دو منبع تغذیه ارائه می شود: یک ژنراتور و، که انرژی را تا زمان روشن شدن موتور به شبکه داخلی تامین می کند. ویژگی آن ناتوانی در تولید جریان الکتریکی است، اما تنها در حفظ آن در درون خود و انتشار آن به مصرف کنندگان در صورت لزوم. بنابراین، باتری به تنهایی نمی تواند برای مدت طولانی برق شبکه خودرو را تامین کند، زیرا به سرعت تخلیه می شود و تمام انرژی را از دست می دهد. هرچه موتور بیشتر روشن شود و از مصرف کننده های جریان قدرتمند استفاده شود، تخلیه آن سریعتر اتفاق می افتد.

برای بازگرداندن شارژ باتری و تامین برق برای مصرف کنندگان باقیمانده خودرو، از ژنراتور خودرو استفاده می شود که در حین کارکردن موتور دائماً برق تولید می کند.

انواع اتو ژنراتورها

دو نوع ژنراتور مورد استفاده در خودروها وجود دارد:

1. ژنراتور DC در خودروهای مدرن استفاده نمی شود. برای کار کردن نیازی به اصلاح فعلی ندارد. قبلاً در Pobeda، GAZ-51 و برخی از مارک های دیگر تولید شده قبل از 1960 استفاده می شد.
2. جریان دینام امروزه به طور گسترده در خودروها استفاده می شود. اولین ژنراتورهای این چنینی در سال 1946 در آمریکا توسعه یافتند. این طراحی قابل اعتمادتر و مدرن تر است. خروجی ژنراتور داخلی است.

طراحی و بهره برداری

هر دو نوع ژنراتور برای تولید جریان الکتریکی لازم برای کارکرد خودرو استفاده می شود. طراحی و اصل عملکرد آنها دارای ویژگی های متمایز است، زیرا آنها انواع مختلفی از جریان را تولید می کنند. بیایید ویژگی های طراحی و اصل عملکردی که هر نوع ژنراتور خودرو دارد را در نظر بگیریم.

ژنراتور DC خودرو

چنین ژنراتور خودرو دارای معایب بسیاری است:

• راندمان عملیاتی پایین
• قدرت ناکافی
• نمودار اتصال ناقص
• نظارت مستمر لازم است.
• نگهداری مکرر
• عمر مفید کوتاه.

طرح‌های مشابهی که شامل کلکتور می‌شوند می‌توانند به طور همزمان در حالت ژنراتور یا موتور کار کنند. آنها به طور گسترده ای در خودروهای هیبریدی استفاده می شوند.

تفاوت آنها با خود مولدهای جریان متناوب این است که آهنرباهای الکتریکی ایجاد کننده کاملاً بی حرکت هستند. نیروی الکتروموتور در سیم پیچ های دوار روتور قرار دارد. جریان الکتریکی از حلقه های نیمه جدا شده از یکدیگر حذف می شود. هر برس دارای ولتاژی با قطبیت یکسان است.

دینام ماشین

این یک مدل محبوب از خود ژنراتورهای مدرن است. هر طراحی یک خود ژنراتور شامل سیم پیچی است که در یک استاتور ثابت قرار دارد که بین دو پوشش ثابت است: عقب و جلو. در کناره قاب پشتی حلقه های لغزنده روتور وجود دارد. در کنار درب جلو یک درایو با قرقره وجود دارد. ژنراتور خودرو در جلوی موتور قرار دارد و به براکت های مخصوص پیچ می شود. چشمی کششی و پایه های نصب روی درپوش های ژنراتور قرار دارند.

پوشش های ژنراتور ساخته شده از ریخته گری آلیاژهای آلومینیوم. دارای پنجره هایی برای تهویه محفظه ژنراتور هستند. در طرح های مختلف می توان چنین پنجره هایی را هم در قسمت انتهایی ژنراتور و هم در قسمت استوانه ای بالای سیم پیچ های استاتور ساخت.

در قاب پشتی یک مجموعه برس همراه با یک تنظیم کننده ولتاژ و همچنین یک واحد یکسو کننده وجود دارد. پوشش های ژنراتور با پیچ های بلند سفت می شوند و محفظه استاتور را با سیم پیچ ها به هم می بندند.

استاتور ژنراتورشامل:

استاتور از ورق فولادی به ضخامت 1 میلی متر ساخته شده است. برای صرفه جویی در فلز، طراحان یک استاتور متشکل از بخش های جداگانه به شکل نعل اسب ایجاد کردند. ورق های استاتور با استفاده از پرچ ها یا جوشکاری در یک ساختار به هم متصل می شوند. تمام انواع اصلی طرح های استاتور شامل 36 شکاف است که سیم پیچ در آنها قرار دارد. شیارهای استاتور با ترکیب اپوکسی یا فیلم مخصوص عایق بندی شده اند.

روتور ژنراتورشامل:

ژنراتور خودرو دارای نوع خاصی از سیستم است قطب های روتور ، متشکل از دو نیمه با برآمدگی های منقاری شکل. هر نیمه دارای شش میل است که با مهر زنی ساخته می شود. نیمه های قطب روی شفت فشرده می شوند. یک بوش بین آنها نصب شده است که سیم پیچ تحریک روی آن قرار دارد. شفت روتورمعمولا از فولاد با برش آزاد کم سختی ساخته می شود. اما هنگام استفاده از یاتاقان غلتکی که روی انتهای شفت از سمت قاب پشتی کار می کند، شفت از فولاد آلیاژی سخت ساخته شده است و ژورنال شفت در معرض سخت شدن قرار می گیرد. انتهای شفت دارای یک نخ و یک کلید برای ثابت کردن قرقره است.

در ژنراتورهای مدرن از کلید استفاده نمی شود. قرقره با سفت کردن مهره روی شفت ثابت می شود. برای تسهیل در جداسازی، شفت دارای یک برآمدگی شش ضلعی برای یک کلید یا شکاف است.

برس های اتوژنراتور در مجموعه برس قرار گرفته و با استفاده از فنر روی حلقه ها فشار داده می شود.

یک ژنراتور خودرو را می توان به دو نوع برس مجهز کرد:

1. مس گرافیت.
2. الکتروگرافیت.

نوع دوم افت ولتاژ قابل توجهی در تماس با حلقه دارد. این بر پارامترهای خروجی ژنراتور تأثیر منفی می گذارد. جنبه مثبت آن عمر طولانی حلقه ها و برس ها است.

واحد صاف کنندهدو نوع استفاده می شود:

1. صفحات هیت سینک که دیودهای قدرت یکسو کننده در آن فشرده می شوند.
2. طراحی با پره های خنک کننده بزرگ که دیودهای نوع قرصی روی آنها لحیم می شوند.

یکسو کننده کمکی شامل دیودهایی در یک محفظه پلاستیکی به شکل نخود یا استوانه است و همچنین می تواند به عنوان یک واحد مهر و موم جداگانه متصل به مدار با اتوبوس های مخصوص تولید شود.

اتصال کوتاه صفحات هیت سینک قطب مثبت و منفی می تواند خطر بزرگی برای ژنراتور ایجاد کند. این ممکن است به دلیل تماس تصادفی با یک جسم فلزی یا کثیفی رسانا رخ دهد. در این حالت یک اتصال کوتاه در مدار باتری رخ می دهد که می تواند منجر به آتش سوزی شود. برای جلوگیری از این اتفاق، بسیاری از عناصر رسانای یکسو کننده با یک لایه عایق پوشانده می شوند.

ژنراتور از بلبرینگ های شعاعی با روغن کاری و آب بندی یک بار استفاده می کند. گاهی اوقات از رولبرینگ در ژنراتورهای وارداتی استفاده می شود.

ژنراتور توسط تیغه های فن متصل به شفت خنک می شود. هوا به سوراخ های درپوش پشتی مکیده می شود. روش های خنک کننده دیگری نیز وجود دارد.

در خودروهایی که محفظه موتور بیش از حد متراکم است و دمای بالایی دارد، از ژنراتورهایی با پوشش مخصوص استفاده می شود که از طریق آنها هوای خنک به طور جداگانه برای خنک کردن جریان می یابد.

تنظیم کننده ولتاژ

برای حفظ ولتاژ اتوژنراتور در محدوده مورد نیاز برای عملکرد عادی تجهیزات الکتریکی خودرو عمل می کند.

چنین تنظیم کننده هایی بر اساس عناصر نیمه هادی کار می کنند. طراحی آنها ممکن است متفاوت باشد، اما اصل عملکرد آنها یکسان است.

تنظیم کننده های ولتاژ دارای خواص جبران دما هستند. این قابلیت تغییر ولتاژ بسته به دمای محیط کار برای بهترین شارژ باتری است. هرچه هوا خنک تر باشد، ولتاژی که به باتری می رسد باید بیشتر باشد.

عملکرد ژنراتور

هنگام راه اندازی موتور خودرو، مصرف کننده اصلی برق استارت است. در این حالت، قدرت جریان می تواند به چند صد آمپر برسد. در این حالت تجهیزات الکتریکی فقط روی باتری کار می کنند که در معرض تخلیه شدید قرار دارند. پس از راه اندازی موتور، ژنراتور خودرو منبع اصلی نیرو است.

در حالی که موتور در حال کار است، باتری به طور مداوم شارژ می شود و عملکرد مصرف کننده های الکتریکی متصل به شبکه سواری خودرو تضمین می شود. اگر ژنراتور از کار بیفتد، باتری به سرعت تخلیه می شود. پس از شارژ، ولتاژ باتری و ژنراتور کمی متفاوت است، بنابراین جریان شارژ کاهش می یابد.

هنگامی که وسایل برقی قدرتمند خودرو کار می کنند و دور موتور کم است، کل جریان مصرفی بیشتر از ظرفیت ژنراتور می شود، بنابراین رله ولتاژ برق را به باتری سوئیچ می کند.

نصب و درایو

ژنراتور توسط یک قرقره موتور از طریق یک درایو تسمه هدایت می شود. سرعت چرخش ژنراتور به قطر قرقره ژنراتور و قرقره میل لنگ موتور بستگی دارد.

خودروهای مدرن مجهز به تسمه مارپیچ هستند زیرا انعطاف پذیرتر است و می تواند قرقره هایی با قطر کم را به حرکت درآورد. این به شما امکان می دهد سرعت ژنراتور بالایی داشته باشید. بسته به نوع خودرو و طراحی کشنده، تسمه را می توان به روش های مختلفی کشید. اغلب از غلتک های مخصوص به عنوان کشنده استفاده می شود.

خرابی ها

اتوژنراتورها دستگاهی قابل اعتماد هستند، اما برخی از نقص ها را نیز تجربه می کنند که به دو نوع تقسیم می شوند:

1. خرابی های مکانیکی اغلب به دلیل سایش قطعات رخ می دهد: قرقره، تسمه محرک، یاتاقان های غلتشی، برس های مس-گرافیت. چنین نقص هایی به راحتی تشخیص داده می شوند، زیرا نویزهای اضافی و صداهای ضربه از ژنراتور ایجاد می شود. این خرابی ها با تعویض قطعات فرسوده از بین می روند، زیرا قابل بازیابی نیستند.
2. خطاهای الکتریکی بسیار رایج تر است. آنها را می توان در اتصال کوتاه سیم پیچ استاتور یا روتور، خرابی تنظیم کننده ولتاژ، خرابی یکسو کننده و غیره بیان کرد. تا زمانی که عیوب شناسایی نشود، چنین خرابی هایی ممکن است بر باتری تأثیر منفی بگذارد. به عنوان مثال، یک رگولاتور ولتاژ خراب به طور مداوم باتری را شارژ می کند. هیچ علامت خارجی خاصی وجود ندارد. این تنها با اندازه گیری ولتاژ خروجی ژنراتور قابل تعیین است.

عیوب الکتریکی را نیز می توان با تعویض قطعات معیوب با قطعات جدید اصلاح کرد. اتصال کوتاه در سیم پیچ ها مستلزم پیچیدن آنها به عقب است که هزینه تعمیرات را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. در زنجیره خرده فروشی می توانید قطعات یدکی ژنراتورها از جمله محفظه استاتور با سیم پیچی را پیدا کنید.

برای اطمینان از عملکرد طبیعی خودرو، یک ژنراتور مورد نیاز است. این دستگاه به شما امکان می دهد انرژی حرکت را به جریان الکتریکی تبدیل کنید.

ژنراتور خودرو چگونه به نظر می رسد؟

یک ژنراتور جریان برای تامین برق محصولات روشنایی، شارژ باتری (باتری قابل شارژ)، ابزار اندازه گیری، اتصال کامپیوتر داخلی و غیره ضروری است.

ژنراتور DC

ژنراتورهای DC اولین وسایلی بودند که برای خودروها استفاده شدند که معایب زیادی داشتند. معرفی یکسو کننده های جدید از نوع جدید (سیلیکون و سلنیوم) امکان استفاده از ژنراتورهای جریان متناوب را برای حمل و نقل فراهم کرد که باعث افزایش راندمان نصب و ارائه توان بیشتر با همان جریان ورودی می شود.

یک ژنراتور مدرن چگونه به نظر می رسد؟

در وسایل نقلیه تولید شده تا اواسط دهه 60. در قرن بیستم از ژنراتورهای جریان مستقیم استفاده می شد.

عیب اصلی دستگاه ها خرابی سریع تجهیزات، نمودار اتصال ناقص، قدرت کم نصب، نیاز به نظارت و نگهداری مداوم تجهیزات علی رغم ناچیز بودن توان خروجی بود.

مدار الکتریکی خودرو شامل یک رله تنظیم کننده ولتاژ است. استاتور حاوی یک سیم پیچ تحریک است که به موازات سیم پیچ برق (در آرمیچر ژنراتور) توسط برس های فنری متصل می شود.

نمای کلی رگولاتور ولتاژ

طراحی و اصل عملکرد ژنراتور

• استاتور سه سیم پیچ (ستاره).
• روتور با سیم پیچ تحریک. جریان با اتصال حلقه های لغزنده و برس ها به آن تامین می شود.
• برد یکسو کننده از 6 دیود نیمه هادی تشکیل شده است. جریان را به جریان مستقیم تبدیل می کند و آن را به شبکه برق خودرو ارسال می کند. همچنین عملکرد رله جریان معکوس را انجام می دهد.
• تنظیم کننده ولتاژ. به شما امکان می دهد مقدار بارهای فعلی را روی سیم پیچ های تحریک کنترل کنید، یعنی سطح ولتاژ را در دستگاه تثبیت می کند. معمولا در یک بدنه ساخته می شود. مدار در سه نسخه انجام می شود: بدون تماس (رله الکترومغناطیسی مستثنی است؛ تنظیم جریان متناوب توسط یک کلید الکترونیکی انجام می شود). ترانزیستور تماسی (کنترل توسط ترانزیستورها انجام می شود). ارتعاش (کنترل توسط یک رله الکترومغناطیسی انجام می شود).
• رله نشانگر عملکرد دینام. از 2 فاز منبع یا از یکسو کننده صفر کار می کند.

نوع برس فنری

محدود کننده های جریان ارائه نشده اند، زیرا مدار شامل عناصر خود محدود کننده است.

مزایای:

• کاهش اندازه ژنراتورهای خودرو؛
• قابلیت اطمینان بالا و عملکرد بدون مشکل.
• دستیابی به ژنراتورهای توان بیشتر در مقایسه با مدل های جریان مستقیم.

رله رگلاتور

این دستگاه از سه عنصر اصلی تشکیل شده است:

1. OT (محدود کننده جریان) جزء رله است که جریان را کنترل می کند. هنگامی که جریان DC از مقدار مشخص شده بیشتر شود، دستگاه خاموش می شود. به طور سری بین ژنراتور و ولتاژ خروجی به مدار متصل می شود.اصل عملکرد: رله زمانی فعال می شود که جریان مستقیم به مقدار مشخص شده برسد. سپس مقاومت اضافی به مدار الکتریکی متصل می شود تا بار فعلی کاهش یابد.

هنگامی که بار خاموش است، OT پارامترهای باتری را در همان سطح حفظ می کند. اگر جریان از مقدار حد بالایی تجاوز کند، با تخلیه باتری همراه است.

1. SV (تثبیت کننده ولتاژ). توان شار مغناطیسی سیم پیچ میدان استاتور را کنترل می کند. هنگامی که به حداکثر مقدار ولتاژ رسید، حفاظت فعال می شود و مقاومت اضافی در مدار الکتریکی گنجانده می شود که به دلیل آن پتانسیل کاهش می یابد.

تثبیت کننده ولتاژ مورد نیاز برای کنترل توان شار مغناطیسی

هنگامی که ولتاژ به زیر رله عملیاتی می رسد، یک یا چند مقاومت حذف می شود (از طریق شنت) و جریان شروع به افزایش می کند.

1. ROT (رله جریان معکوس). هنگامی که ولتاژ مدار باتری خارجی کاهش می یابد (بیش از حد) دستگاه باید به طور خودکار ژنراتور را از بار خارجی روشن و خاموش کند. عدم وجود ROT مستلزم گرم شدن بیش از حد سیم پیچ ها و تخلیه کنترل نشده باتری ها است.

برای کنترل کامل عملکرد ژنراتور، مدار الکتریکی با یک رله سوئیچ لامپ تکمیل می شود که سیگنال ولتاژ پایین روی سیم پیچ ها و ظرفیت کم باتری را نشان می دهد.

OT و تنظیم کننده ولتاژ نمی توانند همزمان کار کنند. پس از رسیدن به یک مقدار بحرانی، محدود کننده AC شروع به کار می کند.

ژنراتور AC

این کار بر اساس عمل القای الکترومغناطیسی - چرخش یک آهنربای دائمی در یک میدان مستطیل شکل است.

انواع بر اساس ویژگی های طراحی:

• با قطب های مغناطیسی دوار و استاتور ثابت. آنها به دلیل عدم نیاز به جبران جریان های زیاد روی روتور به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند.
• مدل هایی با میدان مغناطیسی ثابت و آرمیچر متحرک. به دلیل راندمان پایین کمتر رایج است.

بر اساس نوع تحریک:

• تحریک از آهنرباهای دائمی
• تحریک توسط جریان یکسو شده انجام می شود. هیچ براشی در طراحی وجود ندارد.
• تحریک از یک ژنراتور اولیه کم مصرف که روی همان شفت اصلی نصب شده است انجام می شود.
• منبع تغذیه سیم پیچ تحریک از یک منبع مستقل جریان الکتریکی، باتری ها و غیره.

بر اساس تعداد فازها: تک فاز، دو و سه فاز.

هر دستگاه شامل یک روتور است که به طور کامل از فلز ساخته شده است. نوک روتور از ورق فولادی ساخته شده است. برای اطمینان از عملکرد طبیعی فرآیند القای مغناطیسی، لازم است یک شکاف حفظ شود.

سیم پیچ های تحریک بر روی هسته ها نصب می شوند که با جریان مستقیم کار می کنند. تامین جریان متناوب به ژنراتورهای جریان متناوب از طریق برس یا حلقه های لغزنده انجام می شود.

مدل های مدرن از ژنراتورهای جریان متناوب استفاده می کنند. یکسو کننده به شکل یک نیمه هادی داخلی ساخته شده است.

طراحی و اصل عملکرد یک ژنراتور خودرو

جزء اصلی که مکانیزم خودرو را نیرو می دهد، خود ژنراتور است. این واحد به شما امکان می دهد با تبدیل انرژی مکانیکی انرژی الکتریکی بدست آورید. یک عنصر اجباری در سیستم الکتریکی خودرو یک رله تنظیم کننده ولتاژ است که پارامترهای سیستم را کنترل می کند.

وظایف تنظیم کننده ولتاژ:

• هنگامی که سرعت چرخش متغیر است، پتانسیل را در شبکه تثبیت کنید.
• از تخلیه کنترل نشده باتری خودداری کنید. مقدار پتانسیل پایین باعث شارژ کم می شود؛ افزایش مقدار باعث خرابی سریع باتری می شود.

طراحی ژنراتور DC:

• قاب. از دو طرف باز می شود: از طرف حلقه های لغزنده - پشت (بلبرینگ ها را در خود جای می دهد و استاتور محکم است، برس ها و سایر اجزایی وجود دارد که وظیفه تولید و کنترل انرژی الکتریکی را بر عهده دارند)، جلو - از قرقره جانبی (به قسمت مکانیکی خودرو متصل شده است).
• استاتور. یک پوسته استوانه ای ساخته شده از ورق فولادی که سیم پیچ سه فاز در آن قرار دارد. این واحد انرژی الکتریکی تولید می کند.
• روتور منقاری شکل است که در داخل آن دو بوش وجود دارد. در فضای بین آنها یک سیم پیچ تحریک وجود دارد که مستقیماً به حلقه های لغزنده مسی (به شکل استوانه ای) متصل است.
• یک رله تنظیم کننده ولتاژ برای تنظیم بار جریان روی ژنراتور ضروری است.
• قرقره وسیله ای برای انتقال انرژی مکانیکی به ژنراتور تسمه محرک است.
• رکتیفایرها شش دیودی هستند که در دو گروه تقسیم می شوند که توسط سه عدد به هیت سینک مثبت و منفی متصل می شوند.
• برس های فنری
• پوشش محافظ.

قرقره ماشین چگونه است؟

ژنراتور جریان متناوب در اندازه، محل نصب اجزای اصلی و کیفیت متفاوت است. مدار و اصل کار ژنراتور و اجزای آن برای همه مدل ها یکسان است.

اتو ژنراتور در تجهیزات روستایی:

• تراکتورها مجهز به باتری نیستند، بنابراین به ژنراتورهای جریان متناوب با تحریک آهنربای دائمی مجهز هستند. اولین مدل ها از اتوژنراتورهای DC استفاده می کردند که به صورت دستی شروع به کار کردند. رله تنظیم کننده ولتاژ روی تمامی مدل ها نصب شد.

با طراحی طولی موتور، اتوژنراتور در قسمت بیرونی میل لنگ قرار دارد؛ با موتور عرضی، روتور به قسمت جلوی میل لنگ ثابت می شود و ژنراتور در یک محفظه بسته بین جعبه دنده و میل لنگ موتور قرار دارد.

• در موتورسیکلت ها، مدار ژنراتور جریان مشابه خودروهای دارای باتری است. برای مدل های دیگر، طرح هایی با آهنرباهای نئودیمیم ارائه شد.

روشنایی باید با رعایت قوانین ایمنی انجام شود، زیرا جریان استارت روی خودروی اهداکننده به طور قابل توجهی از بار جریان مجاز روی ژنراتور متصل فراتر می رود. شایع ترین خرابی در این شرایط خرابی رگولاتور ولتاژ است.

برای جلوگیری از خرابی تجهیزات، لازم است موتور احتراق داخلی را خاموش کنید و ترمینال "-" روی باتری را آزاد کنید.

برای حرکت معمولی روتور بدون بار، لازم است 5 درصد از توان نامی دستگاه اعمال شود.

شفت ژنراتور فقط زمانی شروع به اعمال مقاومت می کند که میدان مغناطیسی استاتور ظاهر شود، زیرا بار (روشن کردن لامپ ها، دستگاه های موسیقی و غیره)

مقدار توان مورد نیازی که برای سیم پیچ تحریک ژنراتور توان تامین می کند 5 درصد کل بار خروجی است.