Как возбудить генератор переменного тока напрямую

Щетки используются для передачи генерируемого тока к возбуждающим кольцам. Они состоят из графитового элемента, щеток, упорных пружин и пружины. В современных генераторах переменного тока этот блок встроен в регулятор.

Напряжение, создаваемое генератором при различных оборотах двигателя, регулируется обмотками возбуждения. Ток поддерживается при постоянном напряжении 13,8-14,2 В. Регулятор напряжения (VR) используется для подачи электроэнергии ко всем системам автомобиля. Это устройство находится внутри генератора переменного тока и встречается как в отечественных, так и в иностранных автомобилях. В народе он известен как шоколадная плитка или таблетка.

Генератор подключен к аккумулятору через плюсовую клемму “30” (часто называемую “плюс”, “V” или “BAT”). Клемма с отрицательным потенциалом обозначается как “31” (известные как “D” и “B-“). Контакт из “шоколадной коробки”, на который подается напряжение от сети автомобиля при включении зажигания, обозначен как контакт “15” (“S”). Контакт для питания индикатора заряда обозначен как “61” (“D+”).

Если аккумулятор перестает заряжаться от генератора, в большинстве случаев это указывает на неисправность “таблетки”. Однако не стоит расстраиваться, в этом случае можно подать напряжение на обмотку возбуждения и отправиться в ближайшую мастерскую или автосервис. Поэтому, чтобы не разрядить аккумулятор в ноль, необходимо отключить “таблетку”, а затем возбудить генератор переменного тока.

Обмотка ротора правильно называется “обмотка возбуждения”. Он генерирует магнитное поле при повороте ключа зажигания. При запуске двигателя ротор начинает вращаться. Ток генерируется в трех отдельных обмотках статора.

Ток, протекающий в обмотке главного полюса, создает магнитный поток. … Обмотка возбуждения генератора постоянного тока с независимым возбуждением питается от независимого источника – сети постоянного тока, специального возбудителя, преобразователя и т.д. (рис. 1 а.). (рис. 1, а).

Обмотка ротора правильно называется “обмотка возбуждения”. При повороте ключа зажигания создается магнитное поле. Ротор начинает вращаться при запуске двигателя. Ток генерируется в трех отдельных обмотках статора.

Рис.5: Принципиальная схема бесщеточной системы возбуждения

Содержание

Самовозбуждающиеся системы

Системы с самовозбуждением менее надежны, чем системы с независимым возбуждением, поскольку в случае самовозбуждения работа возбудителя управляется сетью переменного тока. Короткие замыкания в сети, сопровождающиеся падением напряжения, нарушают нормальную работу системы возбуждения, которая в таких случаях должна обеспечивать усиление тока обмотки ротора генератора.

Рис.6 Принципиальная схема возбуждения, зависящего от машины

Схема синхронного генератора с машинно-зависимым возбуждением показана на рис.6. Блок возбуждения состоит из асинхронного двигателя М, который питается от вспомогательных шин электростанции, и генератора постоянного тока GE. Для повышения надежности блока возбуждения при форсировании возбуждения асинхронный двигатель, вращающий возбудитель GE, выбирается с необходимой перегрузочной способностью.

Такие возбудители широко используются на электростанциях в качестве резервных источников возбуждения.

Рис.7 Схематическая диаграмма самовозбуждения полупроводника

Один из возможных вариантов схемы самовозбуждения с полупроводниковыми преобразователями показан на рис.7.

Основными элементами схемы являются: две группы полупроводниковых преобразователей – неуправляемые затворы VD и управляемые затворы VS, комбинированный силовой трансформатор TA и выпрямительный трансформатор TE.

Неуправляемые вентили VD питаются от трансформатора TA, вторичный ток которого пропорционален току статора генератора, управляемые вентили VS питаются от трансформатора TE, вторичное напряжение которого пропорционально напряжению генератора.

Клапаны VS, ток которых пропорционален току статора генератора, обеспечивают возбуждение машины под нагрузкой и усиление возбуждения в случае короткого замыкания. Мощность клапанов VS выбирается достаточной для возбуждения генератора при отсутствии нагрузки и для регулирования возбуждения в нормальном режиме. Неуправляемые вентили обеспечивают 70-80% тока возбуждения генератора в номинальном режиме. При правильном выборе параметров полупроводниковая система самовозбуждения приближается по своим свойствам к независимой тиристорной (ионной) системе возбуждения и поэтому находит применение в мощных синхронных машинах. Ранее в промышленности широко производились самовозбуждающиеся системы с ртутными клапанами.

Система возбуждения

Проверка возбуждения

Основным симптомом, указывающим на то, что КВ на генераторе переменного тока не работает, являются внешние характеристики. Другими словами, если через провода генератора не подается напряжение, машина в принципе должна самовозбуждаться. Если этого не происходит, значит, есть проблема.

Эффективность генератора хорошо видна в случае дизельных агрегатов. Они получают меньшую, чем обычно, дозу топлива, как только генератор достигает небольшой мощности. В результате дизельная установка остается недозагруженной.

Проверка системы возбуждения

Очевидно, что если уменьшить подачу топлива в цилиндры, то скорость также уменьшится. На этой основе (скорости) можно определить падение напряжения генератора и, следовательно, возбуждение.

При увеличении произведения напряжения генератора нельзя увеличивать магнитное насыщение СВ, иначе прочность изоляции электрической машины не выдержит. Ток генератора также может быть ограничен определенными значениями, увеличение которых приведет к перегоранию обмотки якоря.

При межвитковом замыкании также может наблюдаться потеря заряда или отсутствие заряда под нагрузкой.

Как работает автомобильный генератор переменного тока? Как я могу его проверить? Какие неисправности возникают?

Как работает генератор переменного тока?

Принцип работы автомобильных генераторов переменного тока одинаков и основан на электромагнитной индукции. Электрический ток возникает в замкнутой рамке, когда вращающееся магнитное поле пересекает ее. Поэтому для работы генератора необходимо вращающееся магнитное поле.

Ротор генерирует собственное вращающееся магнитное поле. Следует сразу отметить, что в генераторе переменного тока автомобиля нет постоянных магнитов. Это означает, что в генераторе просто нет постоянного магнитного поля. Однако при подаче тока в обмотке ротора возникает магнитное поле. Обмотку ротора правильно называть “обмоткой возбуждения”. При повороте ключа зажигания создается магнитное поле. Ротор начинает вращаться при запуске двигателя. Ток генерируется в трех отдельных обмотках статора. Затем обмотки возбуждения питаются тем же током, т.е. потребление тока от батареи прерывается.

Вы можете посмотреть видеообзор автомобильных генераторов переменного тока на нашем канале YouTube.

Переменный ток, поступающий от обмотки статора, стабилизируется в устройстве под названием выпрямитель, также известном как диодный мост. Он обеспечивает постоянство выходного тока генератора и его выпрямление. В устройстве имеется шесть силовых диодов. Половина диодов подключена к плюсу питания генератора, а половина – к земле генератора, корпусу. Выпрямитель может также содержать слаботочные диоды, через которые подключается обмотка возбуждения. Диоды – это полупроводники, которые пропускают ток только в одном направлении.

Генератор переменного тока также имеет реле регулятора напряжения. Напряжение питания, поступающее от статора, подается на контакты реле через диоды. Если этого недостаточно, т.е. менее 14 вольт, реле увеличивает напряжение на обмотке возбуждения. Когда магнитное поле усиливается, напряжение поля увеличивается. Необходимое значение составляет 14-14,5 В.

Здесь мы также добавим, что магнитное поле увеличивает силу, с которой вращается ротор. Эта нагрузка передается на коленчатый вал через приводной ремень. Поэтому активность электрических нагрузок, и прежде всего их суммарная мощность, оказывает непосредственное влияние на расход топлива.

Именно благодаря регулированию тока обмотки ротора выходная мощность генератора не зависит от скорости вращения ротора и тока нагрузки. Конечно, до определенных пределов, ограниченных общей мощностью генератора. Сам регулятор напряжения является чисто электронным устройством.

Ток возбуждения проходит через подпружиненные графитовые щетки, которые контактируют с контактными кольцами на роторе.

В более современных автомобилях используются бесщеточные индукционные генераторы переменного тока. В них используется отдельная стационарная обмотка возбуждения с намагниченной катушкой. Ротор имеет звездообразную форму с 6 плечами, а статор – 5-фазный вместо 3-фазного. Эти генераторы являются самовозбуждающимися, т.е. могут работать без аккумулятора.

Обгонная муфта генератора переменного тока

Генераторы переменного тока для тяжелых условий эксплуатации оснащены обгонной муфтой. В этом случае он служит амортизатором, который гасит инерцию коленчатого вала и самого ротора генератора, предотвращая удар тяжелого и нагруженного ротора генератора и фиксацию ремня аксессуаров при снижении его скорости. Это означает, что если скорость ремня замедляется или ремень останавливается при остановке двигателя, ротор генератора может продолжать вращаться. Если обгонная муфта неисправна, т.е. заблокирована, то при работающем двигателе можно наблюдать сильную вибрацию приводного ремня вблизи муфты. Если двигатель остановится, ремень будет скрипеть, потому что инерция ротора генератора приводит захваченную муфту в движение против ремня.

Подключение генератора переменного тока. Наиболее распространенные провода и клеммы.

Генератор переменного тока подключен к жгуту проводов автомобиля не только проводом питания и контактом заземления. Выход питания – клемма 30 – обозначен буквой “B” (аккумулятор). Отдельная минусовая клемма – клемма 31 – на генераторе обозначена буквами E, B-, GRD.

Генератор переменного тока обязательно имеет выход для сигнальной лампы. Этот выход также используется для подачи небольшого напряжения для намагничивания ротора. Этот контакт обозначен буквой “L”. (лампа). Горящая лампа указывает на отсутствие заряда. Кстати, лампа гаснет, когда потенциалы выравниваются, т.е. когда на контакте L появляется “плюс”. Это происходит, как только генератор начинает вырабатывать ток.

В качестве альтернативы можно подключить индикаторную лампу через клемму “D+”. Проблема в том, что в этом случае регулятор напряжения также питается через этот контакт. Клемма “S” (датчик) измеряет напряжение для контроля.

В дизельных генераторах переменного тока часто имеется контакт “W”. Это выход одной из обмоток статора, который используется для подключения тахометра.

Клемма “FR” или “DFM” соединяет регулятор напряжения с ЭБУ для контроля нагрузки генератора. При большой нагрузке электронная система увеличивает скорость холостого хода или отключает определенные потребители.

Генератор может иметь клемму “D” с совершенно разными функциями. Буква “D” может означать как Digital, так и Drive. Например, он может передавать цифровой сигнал, как в автомобилях Ford. В генераторах переменного тока на японских автомобилях этот контакт обеспечивает ток для управления регулятором напряжения. Это также может быть просто пустой контакт.

Почему генератор переменного тока выходит из строя?

Неисправности генератора можно разделить на механические и электрические.

С механической точки зрения, это отказ ротора из-за износа или разрушения подшипника. Заклинивший генератор может привести к обрыву ремня ГРМ. Также могут возникать зазоры в подшипниках.

Графитовые щетки постоянно изнашиваются из-за трения о контактные кольца на роторе. Однако они рассчитаны на сотни тысяч километров пробега и огромное количество моточасов. Максимальная длина щетки составляет 5 мм.

Если щетки теряют контакт с кольцами ротора, генератор перестает работать. Обмотка возбуждения не намагничивается, и ток не возникает.

Диоды в выпрямителе выходят из строя из-за нагрева, вызванного перегрузкой. Здесь можно сказать, что существуют генераторы с диодами неправильного размера, которые просто не служат достаточно долго. Вообще говоря, силовые диоды рассчитаны на номинальный ток с минимальным припуском.

Также имейте в виду, что диодный мост может выйти из строя в автомобиле, если вы не осветите его должным образом. Идея заключается в том, что из-за высокого потребления тока стартером и севшей батареи другого автомобиля диоды в вашем генераторе просто пропускают ток. Правильный способ прикурить сигарету в другом автомобиле следующий: подключиться к его аккумулятору, зарядить его при работающем двигателе в течение нескольких минут, затем выключить двигатель и даже вынуть ключи из замка зажигания. Только после этого пациенту можно приступать к работе.

Если неисправность в регуляторе напряжения, генератор не подает достаточного напряжения. В этом случае зарядка снова не произойдет. Кроме того, регулятор напряжения может вызвать утечку тока. Для некоторых генераторов переменного тока рекомендуется заменять регулятор напряжения через определенные промежутки времени.

В случае сбоя интервала может также произойти потеря заряда или отсутствие заряда под нагрузкой.

Проверка генератора переменного тока без машины

Неразобранный генератор переменного тока можно проверить с помощью таких вспомогательных средств, как заряженный аккумулятор и инструмент, с помощью которого можно ослабить ротор генератора (отвертка или дрель с подходящей головкой). Индикаторы – лампы – также должны быть правильно подключены. Одна лампа приблизительно указывает на наличие заряда, другая – на работоспособность регулятора напряжения.

Более точные и выборочные проверки проводятся на демонтированном и заведомо неисправном генераторе, чтобы найти конкретный неисправный компонент.

Генератор переменного тока в автомобиле проверяется с помощью мультиметра. Первое, что необходимо сделать, – измерить напряжение на самой батарее. В идеале напряжение должно быть около 12,5 вольт. После запуска двигателя напряжение аккумулятора должно быть не менее 13,8 В и не более 14,5 В.

Существует старый метод отсоединения клеммы аккумулятора при работающем двигателе. Если двигатель не глохнет, генератор в порядке. В настоящее время нельзя проверить работу генератора, отсоединив аккумулятор от клеммы при работающем автомобиле. Если вы сделаете это, то через несколько недель один из диодов выйдет из строя.

Особого внимания заслуживают генераторы переменного тока с P-D соединением (P-D клемма, “импульсное управление”). Они не имеют регулятора напряжения. Регулятор находится в ЭБУ. Отсюда же подается напряжение на обмотку возбуждения. Поэтому их невозможно проверить, подключив индикаторную лампочку и подав через нее напряжение возбуждения. Его просто некуда подключить, и возбуждение подается через силовой контакт. Такие генераторы проверяются на специальном испытательном стенде или с помощью самодельного регулятора напряжения, способного подавать импульс на обмотку ротора.

Некоторые из этих недостатков устранены в ВАЗ 2105 благодаря генератору Г222 и регулятору напряжения Я112В.
В этом генераторе ток возбуждения делится на ток мощности и ток управления. Ток питания поступает от штырька питания “30”
установлен на задней крышке генератора. Для этого на регуляторе напряжения есть специальный провод, который подключается к
этот болт. По этому проводу течет электрический ток. Однако этот ток контролируется (т.е. включается) выключателем зажигания.
выключатель зажигания. Затем ток проходит через цепь, аналогичную току в G221.

АВТОЛИКБЕЗ. Еще раз о возбуждении генератора

Пост Саша-Ирпин ” 02 фев 2014, 10:15

Когда вы запускаете двигатель, генератор переменного тока в хорошем состоянии должен начать вырабатывать напряжение, другими словами, он должен быть под напряжением.
Я постараюсь, в меру своих знаний, рассказать, как возбуждение от “Копейки” (ВАЗ 2101) до
сегодня “Калина”. (Пожалуйста, не судите строго за возможные неточности. Конструктивная критика приветствуется). Я буду
выставленные по частям, поскольку у меня не так много
свободное время.

ВАЗ 2101:
На электрической схеме можно проследить путь протекания тока. (отмечены красными стрелками).
Ток течет по следующему пути: “+” аккумулятор, винт генератора “30”, клеммы “30/1” и “15” выключатель зажигания, предохранитель 10, клеммы “15” и “67” реле
регулятор, клемма “67” генератора, обмотка возбуждения, (ротор) генератора, заземление блока и “-” батареи.

БЕНЕФИТЫ:
Преимуществом этой схемы является ее простота и наглядность. Кроме того, его легко диагностировать, измерив напряжение и ток при
разные точки.

НЕДОСТАТКИ:
(Здесь есть довольно много недостатков).
При включении зажигания через ротор проходит весь ток возбуждения (примерно 2,2 ампера).
Поэтому:
Во время холодного запуска происходит дополнительное торможение двигателя, поскольку обмотка возбуждения
” потребляет дополнительный ток от аккумулятора, который и так “скуден” во время зимнего запуска.
Забыв включить зажигание, вы разряжаете аккумулятор, который в течение суток разрядится до “нуля”.
Даже после запуска двигателя ток все еще течет через замок (хотя напряжение также находится внутри генератора, совсем рядом).
Этот ток создает дополнительную нагрузку на контактную группу замка зажигания, что и так не очень просто.
Из-за длинной цепи возбуждения на ней возникает заметное падение напряжения, что снижает точность регулирования напряжения.
Регулирование напряжения на борту с помощью регулятора напряжения. (Хотя это очень близко, внутри генератора есть напряжение, которое может быть. ).
Частое окисление предохранителя № 10 приводит к неисправностям.
генератор переменного тока.
.
Некоторые из этих неисправностей устранены в ВАЗ 2105 с генератором Г222 и регулятором напряжения Я112В.

Re: подробнее о возбуждении генератора переменного тока.

Пост Саша-Ирпин ” 03 фев 2014, 05:11

Некоторые из этих неисправностей устранены в ВАЗ 2105 с генератором Г222 и регулятором напряжения Я112В.
В этом генераторе ток возбуждения делится на ток мощности и ток управления. Ток питания поступает от штырька питания “30”
установлен на задней крышке генератора. Для этого на регуляторе напряжения есть специальный провод, который подключается к
этот болт. По этому проводу течет электрический ток. Однако этот ток контролируется (т.е. включается) выключателем зажигания.
выключатель зажигания. Затем ток проходит через цепь, аналогичную току в G221.

После первого контакта с этим генератором я провел некоторые измерения. Оказалось, что его управляющий ток (шина “15”, от
Предохранитель (предохранитель № 9) прибл. 15 ма, (0,015a) и появляется только при включенном зажигании. С другой стороны, ток питания = 3a i,
также появляется только при подаче напряжения на управляющий вывод. Управляющий ток открывает переключаемые выходные транзисторы.
в цепи Дарлингтона, и ток начинает протекать через ротор.

(Генератор G222 уже мощнее своего предшественника. Следовательно, ток ротора = 3 A, а выходной ток этого генератора будет равен 50 A. В
(В отличие от G221, у которого ток ротора составляет 2,2 А, а ток отбрасывания – 42 Ампера).

Примерно в то же время был представлен генератор переменного тока 29.37.01, который в то время был самым мощным генератором переменного тока для легковых автомобилей. Это
Он давал ток в 60 ампер. Он устанавливался на M2140, Iż-Kombi и Iż-2715. Даже на “мечте многих” того времени, Gas 24, был установлен 40-амперный генератор переменного тока.
Амперный генератор. Однако на Газ 24-10 уже был установлен генератор 16.37.01, который выдавал 65 ампер.

Таким образом, хотя модель 29.37.01 имела регулятор напряжения J112A, установленный на корпусе генератора, его питание осуществлялось от
Он управлялся по более “старой” схеме, чем его родственник “ВАЗ”. Обмотка возбуждения на нем питалась только от замка зажигания, от шины “15”.

ПРЕИМУЩЕСТВА: Преимуществом данного генератора является то, что его можно подключить к электросети. Но, второй
недостатки своего “меньшего брата” G221, остались.

НОВЫЕ ФАКТЫ: Конструкция G222, (с установленным на генераторе “R.N.”), создавала неудобства при доступе к регулятору напряжения.
регулятор напряжения и измерения (проверки) в контрольных точках. По этой причине данный дизайн не снискал любви “широких масс”.
Поэтому в большинстве случаев специалисты по техническому обслуживанию просто выбрасывают J112V, устанавливая вместо него (обычно справа)
крылья), обычный Ph227.
.
Еще один, (и очень большой) шаг в усовершенствовании генератора был сделан в генераторе с планкой дополнительных диодов -.
37.37.01, который устанавливался на ВАЗ 2108.

Re: повторное возбуждение генератора переменного тока.

Пост Саша-Ирфен ” 04 фев 2014, 05:22

Еще один, (и очень большой) шаг в совершенствовании генератора был сделан в генераторе с планкой дополнительных диодов – 37.37.01, который устанавливался на ВАЗ 2108. (Хотя, с начала 90-х годов этот генератор устанавливался и на ВАЗ 2107).
В конструкции этого генератора было устранено большинство недостатков его “старших братьев”.
Например, при включении зажигания через ротор протекает ничтожный ток (несколько сотен миллиампер), который проходит через контрольную лампочку приборной панели. (Иногда для предотвращения выгорания поля также используются два резистора по 50 Ом). Это минимизирует как разряд аккумулятора при оставленном включенным зажигании, так и заикание двигателя при запуске.
После подачи напряжения на генератор он работает на себя, т.е. ток ротора отводится от плеча вспомогательного диода и не нагружает контактную группу выключателя зажигания. Аналогично, провода от рейки “15” замка зажигания стали лишними, и только один провод от приборной панели подключен к генератору.

Казалось бы, это идеальная конструкция, лишенная каких-либо недостатков. Но нет предела совершенству, и, как оказалось, недостатки в этой конструкции тоже существуют:
Генераторы “состарились”, они часто перестают возбуждаться на малых оборотах. После теплого запуска все идет нормально, и обычно жаловаться не на что. Если ток возбуждения каким-либо образом увеличивается, дефект исчезает.

Чтобы понять суть этой проблемы, давайте подробнее рассмотрим процесс возбуждения генератора переменного тока с дополнительным диодным плечом:
При включении генератора загорается лампочка на приборной панели и через нее протекает ток около 200 мА. Ток протекает через лампочку, коричневый и белый провода, штекер “61”, щетку “+”, обмотку ротора, щетку “-“, открытые выходные транзисторы “R.N.”. и к заземлению блока двигателя. Этот ток создает магнитное поле вокруг ротора, которое при вращении генератора, добавляясь к остаточному магнитному полю ротора, создает электрический ток в обмотке статора. Этот ток еще больше увеличивает магнитное поле ротора и т.д. Выходное напряжение генератора поднимается подобно лавине и возбуждается, т.е. переходит в рабочий режим.
На первый взгляд может показаться, что даже самый маленький ток, поданный на вывод 61, будет “усилен” и генератор должен возбудиться. Но это не так. Существует определенное пороговое значение тока возбуждения. Чтобы понять, почему так происходит, давайте вспомним вольт-амперные характеристики полупроводникового диода.
График показывает, что до напряжения 0,6 В через диод протекает очень, очень маленький ток. При напряжении выше 0,6 В ток, протекающий через диод, резко возрастает.

Можно провести некоторые эксперименты:
1). Если мы используем аналоговый омметр для измерения сопротивления полупроводникового диода в прямом направлении на пределе *1, мы получим сопротивление около 7-8 Ом. Однако если измерить его сопротивление еще несколько раз, но уже на пределах *10, *100, *1000, то стрелка этого прибора все равно достигнет того же места, что и на пределе *1. Получается, что сопротивление диода не одинаково. Нет, на электронно-дырочном переходе (т.е. полупроводниковом диоде) имеется лишь падение напряжения около 0,6 В, которое искажает показания омметра. Именно поэтому китайские цифровые тестеры имеют специальный режим для проверки диодов.

2). (Я лично провел этот эксперимент совсем недавно). Если подать напряжение на лампочку в 3 вольта через диод (как в генераторе переменного тока), лампочка загорится. Однако если измерить ток миллиамперметром и подать напряжение через реостат, постепенно увеличивая его от “нуля”, то можно увидеть, что примерно до 0,6 вольт в цепи течет ничтожный ток. (Я измерил около 200 микроампер). Только при напряжении выше 0,6 В ток значительно увеличивается.

3). 3) Если мы соединим 2 диода последовательно (при выпрямлении переменного тока в генераторе ток ВСЕГДА проходит через ДВА диода), мы получим возрастающий ток только при напряжении выше 1,2 В.

ВЫВОДЫ:
Когда генератор находится под напряжением, он начинает включаться только при превышении определенного порогового напряжения. При включении зажигания лампочка/роторная обмотка на приборной панели с надписью “R.N.”. образует делитель напряжения. Напряжение на нижнем рычаге можно измерить вольтметром. (На контакте “61”). Обычно оно составляет = 2-3 В. Если это значение ниже определенного порога, ток возбуждения не протекает на холостом ходу. Если в генераторе окислены контакты, то для достижения минимального порогового напряжения (скажем, 1,2 В на диодах + падение 0,5 В на выходном транзисторе R.V.) потребуется дополнительное напряжение.
(Оказалось, что схема возбуждения в G222 во много раз надежнее, чем генератор с дополнительным диодным плечом).

Каково оптимальное значение тока возбуждения, подаваемого на генератор от распределительного щита? Должен ли ток возбуждения быть как можно выше? Или, наоборот, минимальный? Как и у любой монеты, у нее есть две стороны.
Если ток возбуждения находится на минимальном уровне, возбуждение генератора будет ухудшаться при повреждении контактов, разряде батареи, старении генератора и т. д.
При максимальном токе генератор будет возбуждаться преждевременно, пока двигатель еще работает, и это замедлит вращение коленчатого вала.
Еще один момент. Генератор переменного тока заряжает аккумулятор в зависимости от напряжения. (Напоминаю, что существует и второй способ зарядки – по величине тока). Поэтому после длительного зимнего запуска, когда батарея сильно разряжена, номинальное напряжение возбужденного генератора будет выдавать очень высокий зарядный ток.
Поэтому оптимальным решением будет использование надежного возбуждения, как в G222, генератора переменного тока с автономным питанием, как в 37.37.01. и регулировка тока зарядки батареи в зависимости от ситуации. Вот примерный способ дальнейшего усовершенствования конструкции генератора переменного тока.

ИСКАЛИ:
Напомним, что если на ВАЗ 2105-07 и карбюраторных ВАЗ 2108-09 на приборной панели стоял вольтметр, который позволяет увидеть как повышенное, так и пониженное напряжение в бортовой сети, то инжекторные автомобили вольтметр не увидят. Поэтому сигнальная лампа генератора гаснет, когда напряжения на плече сетевого и вспомогательного диодов равны. Однако значение этого напряжения, в случае неисправного генератора, может быть далеко от нормы. Поэтому, если бы вы также могли видеть выходное напряжение генератора по лампочке.
.

Генераторы “десятого” семейства принципиально не изменились по сравнению с “девятым” семейством.

Читайте далее:

• Шаговые двигатели: свойства и практические схемы управления. Часть 2.
• 5 причин, почему лампочки часто перегорают в вашей квартире и что делать?.
• Рабочие характеристики асинхронного двигателя; Школа для электриков: электротехника и электроника.
• ГОСТ 21888-82 (IEC 276-68, IEC 560-77) Щетки, щеткодержатели, коллекторы и контактные кольца электрических машин. Термины и определения (с изменениями N 1) от 30 марта 1982 года.
• Асинхронный электродвигатель – конструкция, принцип работы, типы асинхронных двигателей.
• Основные параметры выпрямительных диодов; Школа для инженеров-электриков: Электротехника и электроника.
• Полупроводниковые диоды.

6 заметок про автомобильный генератор — Ремонт генераторов (Пермь)

Мы собрали интересную информацию по ремонту, и диагностике автомобильного генератора.

Функции генератора и как он выглядит

Генератор предназначен для обеспечения питанием электропотребителей, входящих в систему электрооборудования, и зарядка аккумуляторной батареи при работающем двигателе автомобиля.

Выходные параметры генератора должны быть таковы, чтобы в любых режимах движения автомобиля не происходил прогрессивный разряд аккумуляторной батареи. Кроме того, напряжение в бортовой сети автомобиля, питаемой генератором, должно быть стабильно в широком диапазоне изменения частоты вращения и нагрузок. Последнее требование вызвано тем, что аккумуляторная батарея весьма чувствительна к степени стабильности напряжения. Слишком низкое напряжение вызывает недозаряд батареи и, как следствие, затруднения с пуском двигателя, слишком высокое напряжение приводит к перезаряду батареи и, ускоренному выходу ее из строя. Не менее чувствительны к величине напряжения лампы освещения и сигнализации.

Генератор — достаточно надежное устройство, способное выдержать повышенные вибрации двигателя, высокую подкапотную температуру, воздействие влажной среды, грязи и других факторов. Принцип работы электрогенератора и его принципиальное конструктивное устройство одинаковы у автомобильных генераторов, независимо от того, где они выпускаются.

Причины поломки

• Перегорание предохранителя в цепи возбуждения генератора
• Ослабление или повреждение приводного ремня генератора
• Обрыв или короткое замыкание в проводах
• Перерасход энергии
• Подгорание контактов замка зажигания
• Ненадежный контакт предохранителей в гнездах
• Ослабление натяжения ремня генератора
• Неисправность регулятора напряжения
• Отсутствие дополнительного «+» на регуляторе напряжения некоторых моделей генераторов
• Ослабление гайки крепления шкива
• Неисправность выпрямительного блока
• Загрязнение контактных колец и щеток
• Отсутствие смазки в подшипниках
• Обрыв одной из обмоток статора

Неисправности генератора

В момент включения зажигания не загорается лампочка генератора

• Лампа или генератор вышли из строя;
• Реле контрольной лампы заряда плохо отрегулировано или повреждено;
• Оборвался провод, соединяющий штекер реле контрольной лампы заряда со штекером блока предохранителей;
• Обмотка статора замкнула на «массу»;
• В одном или нескольких отрицательных вентилях генератора произошло короткое замыкание.

Контрольная лампа продолжает гореть во время движения автомобиля или загорается периодически

• Проскальзывает ремень привода генератора;
• Реле контрольной лампы заряда плохо отрегулировано или повреждено;
• Оборвался провод, соединяющий штекер реле контрольной лампы заряда с центром звезды генератора;
• В цепи питания обмотки возбуждения произошел обрыв;
• Щетки генератора износились или зависли;
• Окислились контактные кольца;
• В одном или нескольких положительных вентилях генератора произошло короткое замыкание или обрыв;
• Регулятор напряжения плохо отрегулирован или поврежден;
• Оборвался провод, соединяющий штекеры реле контрольной лампы заряда.

Шумы в генераторе

• Генератор издает воющие звуки, если в обмотке статора происходит межвитковое замыкание;
• Сильно окислились полюсные выходы аккумулятора и наконечники проводов, которые к тому же слишком слабо затянуты;
• Нарушилось соединение между наконечником провода и выключателем зажигания или штекером тягового реле;
• Подшипники плохо смазаны; В обмотке тягового реле произошли межвитковое замыкание, обрыв или замыкание на «массу»;
• Вышла из строя контактная часть выключателя зажигания; Износились или заедают, подшипники;
• Ротор задевает за полюса статора.

Аккумуляторная батарея слабо заряжается

• Ремень слабо натянут и поэтому проскальзывает при работе генератора под нагрузкой и большой частоте вращения;
• Возникла неисправность в аккумуляторе;
• Наконечники проводов слабо закреплены на генераторе, окислились выводы аккумуляторной батареи, повреждены сами провода;
• Регулятор напряжения плохо отрегулирован или поврежден;
• В цепи одной из фаз статорной обмотки генератора произошли обрыв или витковое замыкание;
• Поврежден один из диодов выпрямительного тока.

Аккумуляторная батарея не заряжается

• Зависли щетки;
• Произошел обрыв в цепи возбуждения;
• Ротор задевает за полюса статора;
• Подгорели контактные кольца;
• Вышел из строя регулятор напряжения;
• Обрыв проводов, подсоединенных к положительным или отрицательным клеммам.

Основные неисправности генератора могут проявляться в следующем:

1. Генератор не дает зарядного тока. При это может возникать:

• Пробуксовка приводного ремня,
• Зависание щеток,
• Обрыв в цепи,
• Неисправность регулятора напряжения,
• Задевание ротора за полюса статора,
• Обрыв цепи возбуждения,

• Генератор дает зарядный ток, но не обеспечивает нормального заряда аккумуляторной батареи. В связи с этим Вы можете наблюдать:
• Витковое замыкание или обрыв цепи одной из фаз статорной обмотки,
• Плохой контакт «массы» генератора с «массой» регулятора напряжения,
• Срабатывание реле защиты регулятора напряжения из-за замыкания в цепи возбуждения генератора на «массу»,
• Зависание щеток.

Все эти неисправности генератора при большом желании Вы можете диагностировать сами, однако лучше не тратить время, пытаясь осуществить ремонт генератора своими руками, а сразу обратиться за помощью к нам. В предельно короткие сроки мы устанавливаем причины поломки генератора и его ремонт.

Как снять генератор автомобиля?

Зачастую это не так просто. Из недр некоторых моделей SAABа генератор, например, приходится извлекать по частям.

У популярных «VOLKSWAGENов» и их родственников болты стартера одновременно держат опору силового агрегата. Не менее хитро порой крепят и генераторы. Главное — убедиться, что освобожден весь крепеж.

Сторонники силовых методов часто оказываются у разбитого корыта — силумин хрупкий!

Ремонт или замена?

Для осуществления качественной диагностики генератора необходимо провести полную разборку агрегата и произвести проверку узлов и комплектующих.

Генератор разбирается в определенной последовательности, сначала снимается пластмассовый защитный кожух, затем извлекается реле-регулятор напряжения с щеточным узлом. Если последний не является конструктивной частью реле-регулятора, то щеточный узел снимается отдельно.

Когда регулятор напряжения извлечен, появляется возможность снять выпрямительный блок (диодный мост), для этого аккуратно выкручиваются болты крепления блока, а затем отпаиваются паяльником выводы статорной обмотки от контактов выпрямительного блока.

Далее отворачиваются стяжные болты, скрепляющие переднюю и заднюю маски генератора. При сильно закисших или сорванных болтах приходится применять специальные методы и средства, например нагревание и универсальную жидкость WD40.

В тяжелых случаях, например, когда закисшие болты срезаются при самостоятельном ремонте, приходится прибегать к продолжительному и трудоемкому процессу высверливания. Затем отделяем переднюю крышку с ротором от задней крышки со статорной обмоткой. Извлекается статорная обмотка из задней маски.

Для извлечения ротора из передней маски требуется отвернуть гайку крепления шкива, при этом применяется гайковерт с ударной нагрузкой, снять шкив при помощи съемника и снять переднюю маску с ротора.

В заключении извлекается передний подшипник из гнезда передней маски и снимается задний подшипник с вала ротора. Для этого приходиться применять специальные прессы и различные съемные приспособления. Затем проводится проверка узлов и комплектующих.

Реле-регулятор проверяется на приборе, имитирующем различные режимы работы реле-регулятора. Проверка выпрямительного блока (диодного моста) производится прибором. При этом, по специальной методике, проверяются различные параметры каждого диода выпрямительного блока.

Статорная обмотка проверяется на приборе, позволяющем проверить обмотку статора на разрыв, замыкание на «массу» и межвитковое замыкание. Проверка состояния контактных колец (коллектора) и щеток производится при помощи микрометра.

Производится визуальный осмотр комплектующих на наличие механических повреждений.

Проверка генератора на стэнде

Проверка генератора на стенде позволяет определить исправность генератора и соответствие его характеристик номинальным. Щетки проверяемого генератора должны быть хорошо притерты к контактным кольцам, а сами кольца должны быть чистыми.

Установите генератор на стенд и выполните соединения. Включите электродвигатель стенда, реостатом установите напряжение на выходе генератора 13 В и доведите частоту вращения ротора до 5000 об/мин. Дают генератору доработать на этом режиме не менее 2 мин, а затем замеряют ток генератора. У исправного генератора он должен быть не менее 55 А.

Если ток генератора меньше, то это говорит о неисправностях в обмотках статора или ротора, о повреждении диодов или износе контактных колец и щеток. В этом случае необходима тщательная проверка обмоток и вентилей, чтобы определить место неисправности.

Напряжение на выходе генератора проверяется при частоте вращения ротора 5000 об/мин. Реостатом установите ток от генератора 15 А и замерьте напряжение на выходе генератора, которое должно быть 14,1 +0,5 В при температуре окружающего воздуха и генератора 25 + 10 °С.

Если напряжение не укладывается в указанные пределы, то замените регулятор напряжения новым, заведомо исправным, и повторите проверку. Если напряжение будет нормальным, то, следовательно, старый регулятор напряжения поврежден и его необходимо заменить. А если напряжение по-прежнему не будет укладываться в указанные выше пределы, то необходимо проверить обмотки и диоды генератора.

Видео ремонта и диагностики генераторов

Системы и методы управления возбуждением генератора

Содержание

Системы возбуждения

Системы возбуждения могут быть охарактеризованы как системы, которые придают ток возбуждения скручиванию ротора генератора. Всесторонне продуманные схемы возбуждения обеспечивают неизменное качество работы, безопасность и быструю переходную реакцию.

К четырем основным методам возбуждения относятся:

• Метод шунтирования или система возбуждения с самовозбуждением
• Система усиления возбуждения (EBS)
• Генератор с постоянными магнитами (PMG)
• Вспомогательная обмотка (AUX).

Каждая техника имеет свои индивидуальные фокусы. Во всех методах используется автоматический регулятор напряжения (AVR) для подачи постоянного тока на статор возбудителя. Выходная мощность переменного тока ротора возбудителя компенсируется вкладом постоянного тока для основного ротора генератора. Дальнейшие разработки фреймворков используют дополнительный вклад в AVR.

В этой статье исследуется разработка, возможности и применение каждой техники, а также схемы и схемы для каждой из них.

Автоматический регулятор напряжения (АРН)

Конструкция АРН отличается от используемого возбуждения. Все получают вклады от статора генератора , когда он вращается. AVR, способные мгновенно уменьшать или стирать внутреннюю музыку, вызванную входными сигналами стека, используются для приложений с непрямой загрузкой. Обычно используются два типа:

Силиконовый управляемый выпрямитель (SCR) – измеряет уровень мощности статора и определяет его оконечную нагрузку для напряжения возбудителя. Может вызывать неудобства при использовании с непрямыми грузами.

Читайте также: Советы по покупке бывшего в употреблении дизельного генератора

Полевой транзистор (FET) — измеряет уровень мощности от статора и переводит его во флаг широтно-импульсной модуляции (ШИМ) для возбудителя. Этот стиль AVR, также называемый миганием поля, может использоваться для стратегий возбуждения. Непрямолинейные нагрузки не вызывают входных данных о сбоях возбуждения.

Шунт или система возбуждения с автономным питанием

Стратегия шунтирования представляет собой простой и практичный план подачи питания на АРН. Этот метод не требует дополнительных сегментов или проводки. В тот момент, когда возникают проблемы, расследование перестраивается с меньшим количеством сегментов и проводки для утверждения.

Когда генератор поворачивается, статор подает входное напряжение на АРН. Более того, в АРН есть датчики, контролирующие выход статора.

АРН действует как стабилизатор энергосистемы. Он подает питание на возбудитель, который преобразуется в постоянный ток. Затем ток подается на статор для выхода стека.

Самым большим недостатком этой статической системы возбуждения является то, что АРН зависит от кучи, питаемой генератором. В момент, когда куча строится, напряжение начинает уменьшаться, и АРН должен дать больше энергии возбудителю, чтобы помочь запросу.

Это толкает AVR как можно дальше. Если АРН проталкивается, он сдерживает пробой поля возбуждения. Выходное напряжение уменьшается до небольшой суммы.

В случае короткого замыкания в цепи питания АРН генератор не будет иметь источника возбуждения. Это приводит к потере выходной мощности генератора.

Генераторы с параллельным питанием или автономным питанием могут использоваться при прямой нагрузке (постоянная нагрузка). Генераторы с этим методом возбуждения не рекомендуются для приложений с непрямолинейными нагрузками (разной нагрузкой). Звуки, связанные с непрямолинейными нагрузками, могут вызывать нарушения поля возбуждения.

Система форсирования возбуждения (EBS)

Структура EBS содержит аналогичные важные части, обеспечивающие вклад и получение выходных данных от AVR. Дополнительные сегменты в этой структуре:

• Модуль управления форсированием возбуждения (EBC)
• Генератор форсирования возбуждения (EBG).

EBG устанавливается на определенном конце генератора. Внешний вид такой же, как у неизменного магнита. EBG подает питание на контроллер, когда вал генератора вращается.

Модуль управления EBC подключен параллельно регулятору напряжения (АРН) и возбудителю. EBC получает движение от AVR. В момент, когда это необходимо, контроллер подает на возбудитель изменяющиеся уровни тока возбуждения на уровнях, которые зависят от потребностей каркаса.

Дополнительная мощность, поддерживаемая каркасом возбуждения, отвечает требованиям стека. Это позволяет генератору запуститься и компенсировать напряжение возбуждения.

Эта система возбуждения не предназначена для приложений непрерывного питания. Он предлагается для применения в условиях кризиса или снижения мощности. В момент запуска генератора каркас EBS отделяется до момента, когда достигается рабочая скорость. EBG все еще вырабатывает энергию, но контроллер не управляет ею.

Каркас учитывает динамическую реакцию, является более доступным и отвечает требованиям для обеспечения 300% тока короткого замыкания. Непрямые нагрузки, например запуск двигателя, усиливаются по сравнению со стратегией шунтирования или самовозбуждения.

Генератор с постоянными магнитами (PMG)

Синхронные генераторы, оснащенные постоянными магнитами без замены, относятся к числу наиболее известных стратегий с независимым питанием. На определенном конце вала генератора установлен вечный магнит.

Современные системы возбуждения, такие как PMG, обеспечивают раздельную подачу питания на AVR, когда вал генератора вращается. АРН обеспечивает питание, используя дополнительную мощность при обеспечении непрямых нагрузок, например, запуск двигателей.

При вращении вала генератора создается безупречный, незацепленный, непрерывный трехступенчатый сигнал.

Некоторые из наиболее заметных преимуществ использования генераторов, оснащенных технологией возбуждения PMG:

• Поле возбуждения не сминается благодаря управляемому отключению для очистки.
• Изменение нагрузки не влияет на поле возбуждения.
• Напряжение производится при вводном запуске и не зависит от выдающихся результатов в полевых условиях.
• При пуске двигателя поле возбуждения не падает ввиду отсутствия питания АРН.

Система PMG увеличивает вес и размер со стороны генератора. Это наиболее часто используемый метод возбуждения для приложений, использующих двигатели, которые запускаются и останавливаются, и другие непрямолинейные нагрузки.

Вспомогательная обмотка (AUX)

Стратегия вспомогательной обмотки используется уже довольно давно. Использования идут от морского до промышленного применения и более функциональны в более крупных учреждениях.

Эта стратегия имеет другое поле возбуждения, но не использует сегмент, связанный с определенным концом полюса генератора. В этих методах используется вращение вала и вечный магнит или генератор для дополнительного возбуждения.

В статор введена дополнительная одноступенчатая обмотка. По мере вращения вала генератора основные обмотки статора подают напряжение на АРН, как и во всех ранее упомянутых методах.

Дополнительные одноступенчатые обмотки подают напряжение на АРН. Это делает необходимым дополнительное напряжение возбуждения при работе с непрямолинейными нагрузками.

Для приложений с прямой нагрузкой могут использоваться стратегии шунтирования, EBS, PMG и AUX. Возбуждение шунта является самой разумной стратегией.

Для приложений с непрямой нагрузкой можно использовать стратегии возбуждения EBS, PMG и AUX. Возбуждение PMG является наиболее известным и широко используемым.

Ознакомьтесь с перечнем генераторов

Часто задаваемые вопросы о возбуждении в генераторе :

Что такое возбудитель?

Возбудитель помогает в создании магнитного поля, подавая электрический ток, который может быть в форме батареи или генератора.

Зачем генераторам возбуждение?

Механическая энергия превращается в электрическую путем перемещения электрических проводников в магнитном поле с помощью генераторов. Возбуждение создает это электромагнитное поле, которое инициирует преобразование.

Что происходит, когда генератор теряет возбуждение?

Когда генератор теряет возбуждение, ток в роторе постепенно уменьшается, а напряжение поля также уменьшается на постоянную времени поля. В таком случае генератор и потребляет реактивную мощность, действуя как асинхронный генератор, из энергосистемы, а не вырабатывает реактивную мощность.

Система управления возбуждением | Газовая энергия GE

Особенности системы


Охвачено большинство размеров и типов генераторов


Решения GE для возбуждения EX2100e основаны на более чем 50-летнем отраслевом опыте и установленной базе из более чем 10 000 единиц в 70 странах для газовых, паровых и гидроэнергетических установок.

Встроенная система управления Mark VIe

Система управления возбуждением EX2100e компании GE представляет собой программную систему управления генератором, применимую для паровых (включая атомные), газовых и гидрогенераторов. EX2100e имеет конфигурации как для новых установок, так и для модернизации существующих систем. Аппаратное и программное обеспечение управления EX2100e является неотъемлемой частью линейки продуктов управления Mark* VIe.

Полная интеграция между системами возбуждения, управления турбиной, статическим пускателем, распределенными системами управления (DCS) и человеко-машинным интерфейсом (HMI), не требующая сторонних интерфейсов или шлюзов.

Для автономных приложений модернизации возможна тесная интеграция с системами управления предприятием с помощью нескольких протоколов, включая Modbus/TCP или аппаратно.

Представление данных в осмысленном контексте


ControlST интегрирует важные данные по всему предприятию, включая данные из внешних систем, которые в противном случае были бы недоступны, и представляет их в осмысленном контексте, снижая системные затраты.

Вооружившись нужной информацией в нужное время, инженеры могут более эффективно анализировать тенденции процессов и настраивать управляющее программное обеспечение, операторы могут быстрее реагировать на сигналы тревоги и сбои в работе, а группы технического обслуживания могут точно определять проблемные области, заранее реагировать и поддерживать процессы в рабочем состоянии. .

Пакет программного обеспечения ControlST включает в себя несколько высокопроизводительных инструментов:

• WorkstationST* HMI и коммуникационное программное обеспечение Historian
• Программное обеспечение ToolboxST* для настройки и диагностики процессов, SIL, возбуждения и преобразования энергии
• TrenderST* предоставляет интегрированные данные в реальном времени и исторические данные в сочетании с SOE и сигнальными точками
• AlarmViewer обеспечивает управление тревогами в соответствии с ISA 18.2
• Другие пакеты для эффективной общезаводской связи, мониторинга и управления активами

* Обозначает товарный знак General Electric Company и/или ее дочерних компаний. Все остальные товарные знаки являются собственностью их соответствующих владельцев.

Регуляторы для вращающихся возбудителей


Семейство продуктов Ex2100e включает симплексные и резервированные системы автоматического регулятора напряжения, обычно используемые для меньших токов возбуждения. Это решение было специально разработано для генераторов всех размеров и включает в себя все необходимые средства контроля, ограничения и защиты, чтобы обеспечить безопасную работу генератора. Этот гибкий продукт возбуждения можно адаптировать для модернизации большинства конфигураций.

Статические системы возбуждения


Для более высоких токов возбуждения тиристорные системы статического возбуждения EX2100e доступны в нескольких конфигурациях для обеспечения гибкости и экономичного удовлетворения требований к току возбуждения. Его архитектура управления имеет симплексную конфигурацию или конфигурацию с резервированием (тройное модульное резервирование) в сочетании с резервированием преобразователя (горячее резервирование, n-1, n-2) для обеспечения максимальной доступности.

Модернизация органов управления генератора


Для оптимальной модернизации GE предлагает цифровую входную часть (DFE) в качестве секции управления системы возбуждения, используемой для модернизации существующих систем возбуждения с использованием новейших технологий управления, сохраняя при этом существующие секции преобразования энергии, сводя к минимуму затраты и время простоя.

Панель управления генератором


Системы возбуждения также могут быть объединены с синхронизатором и защитой генератора для обеспечения полного контроля генератора.

Высокопроизводительные, интуитивно понятные программные инструменты


В EX2100e используется программный пакет ControlST*. Программное обеспечение ControlST* содержит несколько высокопроизводительных инструментов, облегчающих использование как оператором, так и обслуживающим персоналом.

К ним относятся:

• Приложение ToolboxST* для настройки и диагностики
• WorkstationST* для управления функциями HMI и Historian
• Графический интерфейс пользователя CIMPLICITY*

Бесшовная интеграция обеспечивает прямое подключение параметров на экранах оператора к соответствующей истории аварийных сигналов, тенденциям, логическим схемам, окнам просмотра и браузерам.

Расширенные алгоритмы


EX2100e Системы возбуждения предлагают передовые алгоритмы для решения проблем, возникших в результате фундаментальных изменений в электроэнергетике, и повышения надежности генерирующих активов.