Работа асинхронного двигателя в генераторном режиме

Общая конструкция устройства

Автомобильные генераторы выпускаются в компактном и традиционном видах, различаясь размерами, устройством корпуса, компоновкой вентилятора шкивом привода и выпрямительным узлом. При этом все устройства имеют следующие общие составные части:

1. Корпус. Служит для размещения большей части конструктивных элементов устройства. Состоит из передней и задней крышки, соединенных между собой болтами, которые изготавливают из немагнитного сплава, легко отдающего тепло. На поверхности проделаны вентиляционные окна и предусмотрены крепежные лапы.
2. Ротор. Предназначен для создания вращающегося магнитного поля. С этой целью на его валу смонтирована обмотка возбуждения, которую помещают в две полюсные половины. На конце вала находятся два контактных кольца для питания обмотки возбуждения. Большинство роторов имеют на валу крыльчатку вентилятора и приводной шкив. Сам вал вращается на паре шариковых или роликовых необслуживаемых подшипников.
3. Статор. Предназначен для выработки переменного тока, и конструктивно включает в себя сердечник из металла с обмотками. Сердечник набирают из стальных пластин, в которых для обмоток выполнено 36 пазов. Уложенные в них 3 обмотки образуют трехфазное напряжение.
4. Щеточный узел. Передает ток возбуждения на контактные кольца. Состоит из двух щеток, выполненных из графита, которые прижимают пружины, и щеткодержателя. На генераторах новых образцов щеточный узел и регулятор напряжения смонтированы в едином неразборном корпусе.
5. Выпрямитель. Преобразует выработанное генератором переменное напряжение в постоянный ток бортовой сети. Конструктивно выполнен на пластинах-теплоотводах со смонтированными силовыми диодами.
6. Регулятор напряжения. Поддерживает напряжение генератора в заданных пределах, стабилизирует его при различной частоте вращения двигателя, а также изменяет напряжение зарядки аккумулятора, исходя из температуры воздуха (чем ниже температура, тем напряжение выше).
7. Привод генератора. Выполнен в виде шкива, связан с коленвалом клиновым или поликлиновым ремнем и вращается в 2-3 раза быстрее коленчатого вала двигателя.

Устройство простейшего генератора

Простейший генератор представляет собой обыкновенную прямоугольную рамку, которая размещена между магнитами с разными полюсами. Для снятия напряжения с вращающейся рамки используют токосъемные кольца.

В автомобилестроение используют электромагниты – катушки индуктивности или обмотки медного провода. При прохождении электрического тока через обмотку, последняя насыщается электромагнитными свойствами. Для возбуждения обмотки используется аккумуляторная батарея.

Устройство автомобильного генератора переменного тока

Автомобильный генератор состоит из корпуса с крышками, в которых имеются отверстия для вентиляции. Ротор устанавливается в подшипниках 2 и вращается в них. Привод ротора осуществляется путем ременной передачи (ремень одевается на шкив). Ротор выступает электромагнитом (обмоткой). Ток на обмотку поступает с помощью двух медных колец и графитных щеток, которые соединены с электронным регулятором. Электронный реле регулятор отвечает за напряжение на выходе, которое должно находиться в пределах 12 Вольт вне зависимости от частоты вращения шкива привода генератора. Реле регулятор может встраиваться в корпус, а может находиться отдельно.

Статор – представляет собой три медные обмотки, которые соединяются в треугольник. К точкам соединения обмоток подключается выпрямительный мост, который состоит из 6 полупроводниковых диодов, которые служат для преобразования переменного напряжения в постоянное.

Генера́тор (с латыни generator означает «производитель») — устройство, что вырабатывает электроэнергию, производит продукты или преобразует один вид энергии в другой.

Автомобильный генератор — устройство, которое преобразует механическую энергию вращения коленчатого вала двигателя автомобиля в электрическую.

Автомобильный генератор применяется для питания потребителей электроэнергии, таких как система зажигания, приборы освещения, бортовой компьютер автомобиля, системы диагностики, а также для зарядки аккумуляторной батареи (АКБ).

От надежности работы генератора зависит бесперебойность работы остальных систем автомобиля и других его компонентов. Мощность современного автомобильного генератора составляет 1 кВт.

Принцип работы автомобильного генератора

Первые автомобильные генераторы были генераторы постоянного тока. Они требовали много внимания к себе, что обуславливалось частым обслуживанием и контролем работы устройства.

Затем был придуманы диодные выпрямители, что значительно увеличило ресурс работы генератора и увеличило срок его работы. Генераторы с диодными выпрямителями тока стали называться генераторами переменного тока. На производство генератора переменного тока уходило меньше материалов, соответственно он стал легче и значительно меньше, а КПД вырос, обеспечивая более стабильный ток на выходе.

В современных иномарках используют синхронные трехфазные генераторы переменного тока, а в качестве выпрямителя – трехфазный выпрямитель Ларионова.

От поворота ключа до выдачи напряжения…

Во время поворота ключа замка зажигания в рабочее положение питание подается на обмотку возбуждения и генератор начинает отдавать ток в нагрузку. За управление током в обмотке возбуждения отвечает стабилизатор напряжения, который входит в щеточный узел генератора. Питание стабилизатора напряжения осуществляется от выпрямителя.

Ротор генератора приводится во вращение от коленчатого вала через шкив посредством клинового ремня. В обмотке возбуждения создается электромагнитное поле, которое индуцирует электрический ток в фазовых обмотках статора.

Выдаваемый ток – скачкообразный и зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя, поэтому для его стабилизации применяется стабилизатор напряжения.

Напряжение бортовой сети в работающей системе должно находится в пределах 13,8-14,2 В, что обеспечит нормальную подзарядку АКБ.

На крупногабаритных автомобилях используются автомобильные генераторы повышенной мощности 24 В.

Какие генераторы выбрать для различных моделей автомобилей ВАЗ

Генераторы отдельных моделей могут устанавливаться в различные модели автомобилей ВАЗ. Замена одной марки на другую возможна, если выполняются следующие условия:

• электрические показатели нового и «родного» устройства идентичны;
• передаточные числа от двигателя к генератору совпадают;
• новый генератор подходит под монтажные гнезда автомобиля;
• генераторы имеют сходные электрические схемы.

Мастера СТО советуют отдавать предпочтение электрооборудованию российских производителей, так как запчасти на него доступны и стоят сравнительно недорого.

ВАЗ 2106 и ВАЗ 2107

На эти модели устанавливаются генераторы марки Г221 с максимальным током 42 А. При оснащении машины дополнительными обогревателями, аудиосистемами возможна установка Г222 (выдает 50 А), имеющего аналогичную конструкцию. Для замены подходят также генераторы от ВАЗ 2108 (55А), ВАЗ 2107i (80 А).

ВАЗ 2109 и ВАЗ 2114

На машины этих марок специалисты рекомендуют более мощные генераторы Лада Приоры, Лада Калины (115 А) или агрегаты ELDIX (135 А), СтартВольт LG 0110 (1210 А), АТЭК (90 А), DECARO (90А, 100 А).

ВАЗ 2110 и ВАЗ 2112

Изначально на них стоят генераторы КАТЭК (80 А). Для замены рекомендуются СтартВольт LG 0110 (120 А), Автоэлектрика (100 А), АТЭК (90 А) или ДК (80А).

Лучшими зарубежными производителями автомобильных генераторов считаются Bosch, Delphi и Denso.

Как подобрать генератор для ВАЗ 2110 или ВАЗ 2112

Ввиду схожести многих компонентов в конструкционных сборках автомобилей ВАЗ 2110 и ВАЗ 2112, большинство электрического оборудования идентично, в том числе и генераторы. Чтобы выбрать правильный генератор необходимо не только учитывать габариты устройства, но и определить его номинальную мощность – для Лады поколения 2110-12 показательно должен быть не ниже 55 Ампер.

Марка/производитель	Торговый артикул	Номинальная мощность	Примерная стоимость, руб.
ЗиТ	372.3701-02	55	4700
ЗиТ	372.3701-05	65	4900
БАТЭ	9402.3701	90	6200
БАТЭ	9402.3702	95	6500
АТЭ	3202.3771000	75	5700
АТЭ	3202.3771034	70	5500

Чем выше мощность генератора, тем большее количество энергопотребителей может поддержать агрегат без риска перегрева и снижения эксплуатационного ресурса. Установка генератора увеличенной мощности взамен штатной комплектации позволит подключить дополнительное оборудование и аксессуары – обогрев сидений, качественный автозвук, авто холодильник и т.д. Однако при увеличении мощности генератора также требуется позаботиться о прокладке силовой проводки с большим сечением токопроводящей части, а также установки более емкой аккумуляторной батареи.

Диагностика

Замена диодного моста генератора на ваз 2112

Часто сгоревший диодный мост генератора создает множество проблем. Из-за этого АКБ не получает необходимого количества тока или наоборот, получает его намного больше, чем следовало, и случается перезаряд. Прежде, чем проводить замену этой составляющей генератора, желательно провести грамотную диагностику.

Диагностика диодного моста

• Если полупроводниковый диод проводит ток в обоих направлениях или вообще не проводит заряда, то он неисправен.
• Причиной перегорания диодов может стать влага или неправильная подзарядка АКБ в зимнее время года.

Алгортим проведения проверки

Замена диодного моста на генераторе ваз 2112

Снимаем диодный мост для проведения проверки – это крайне важно. Как это сделать, будет подробно написано ниже:. Выпрямительный блок генератора

Выпрямительный блок генератора

• Берем мультиметр и устанавливаем его в режим проверки диодов.
• Сначала щуп плюса соединяем с общей шиной вспомогательных диодов. Что касается отрицательного вывода, то его следует провести к выводу проверяемого диода.
• Результат будет положительным (подразумевающим исправность диода), если показания прибора стремятся к бесконечности.
• Теперь нужно поменять щупы местами. При исправном диоде показания мультиметра покажут несколько сотен Ом.

• Щуп минуса ставится на пластину диодного моста, в том месте, где запрессован диод. Щуп плюса должен идти к выводу диода.
• Результат можно назвать положительным, если диод не пропускает заряд, а показания мультиметра стремятся к бесконечности.
• Опять меняем щупы местами.
• Положительный результат, если прибор показывает сопротивление в несколько сотен Ом.

Ваз 2112 диодный мост генератора

Проверка всего моста

Можно проверить работу диодного моста и без его снятия. Для этого вооружаемся специальной лампой с зажимом на 12 В или прибором:

Специальный прибор для проверки диодного моста

• Защитный кожух генератора(см.Ремонт ваз 2110:генератор, неисправности) снимается.
• Вывод регулятора “Б”отсоединяется от клеммы “30” генератора.
• Отсоединяется также и провод от вывода “В” регулятора напряжения.

• Плюс от АКБ подсоединяем через лампу к зажиму “30”, а минус идет на корпус генератора.
• Результат положительный, если при горящей лампе минусовые и плюсовые диоды имеют КЗ.

Марка дополнительных диодов генератора ваз 2112

Отдельно на замыкание можно проверить и отрицательные диоды:

• Плюс АКБ соединяем посредством лампы с болтом, крепящим диодный мост (любым).
• Минус проводим на корпус генератора.
• Результат положительный – если лампа не горит. В противном случае, наблюдается КЗ в одноим или нескольких диодах.

Проверка плюсовых диодов проводится следующим образом:

• Подсоединяется плюс АКБ посредством лампы с зажимом или прибора к зажиму “30” генератора.
• Минус подсоединяем к болту.
• Горит лампа – диоды имеют КЗ.

Если в процессе проверки не выявлено никаких проблем, то придется заменить диодный мост целиком.

Типы генераторов с клювообразными полюсами

Генераторы с клювообразными полюсами полностью заменили стандартно исполь­зовавшиеся ранее генераторы постоянного тока. При равной выходной мощности гене­ратор с клювообразными полюсами имеет меньшую на 50 % массу, а также значительно дешевле в изготовлении. Крупномасштабное применение (в начале 1960-х годов) стало возможным только благодаря компактным, мощным, недорогим и надежным кремние­вым диодам.

Генераторы на компактных диодах

Классическая конструкция автомобильного генератора характеризуется большим внеш­ним вентилятором, обеспечивающим одно­поточную осевую вентиляцию (рис. «Генераторы на компактных диодах» ). По­скольку выпрямитель, регулятор и система щеток и коллекторных колец располагаются внутри торцевого щита, то вал внутри кол­лекторных колец должен быть относительно толстым, чтобы передавать силы ременного привода на внешний шарикоподшипник. Поэтому коллекторные кольца имеют боль­ший диаметр, ограничивающий срок службы щеток.

Компактные генераторы

Генераторы современных легковых автомо­билей (рис. «Компактный генератор» ) охлаждаются двух поточной вентиляцией, обеспечиваемой двумя вну­тренними вентиляторами. Охлаждающий поток направляется из окружающего воздуха вдоль оси и выходит из генератора радиально вблизи лобовых частей статорных обмоток через щели в подшипниковых щитках со стороны привода и со стороны контактных колец.

Основные преимущества генератора компактной конструкции:

• Высокая степень использования благодаря высокой максимальной частоты вращения;
• Низкие аэродинамические шумы благо­даря небольшому диаметру вентиляторов;
• Низкий уровень магнитного шума;
• Большой срок службы щеток из-за мень­шего размера диаметра контактного кольца.

Бесщеточные генераторы

Являются вариацией специальной конструк­ции клювообразно-полюсного устройства, в котором вращаются только клювообразные полюсы, тогда как обмотка возбуждения остается неподвижной. Одна из полюсных половин удерживается напротив другой по­люсной половины посредством немагнитного кольца. Магнитный поток, кроме нормаль­ного рабочего зазора, должен пересекать два дополнительных воздушных зазора. С помо­щью этой конструкции выпрямитель подает ток в обмотку возбуждения непосредственно через регулятор напряжения, поэтому контактные кольца и скользящие контакты не нужны. Это расположение позволяет из­бежать износа, характерного для системы с щетками и коллекторными кольцами, по­зволяя проектировать генераторы с гораздо большим сроком службы. Поэтому они под­ходят для использования, например, в строи­тельной и железнодорожной технике. Масса такого устройства несколько больше, чем у генераторов с клювообразными полюсами и токосборными кольцами той же мощности.

Безобмоточный ротор также используется в генераторах с жидкостным охлаждением (рис. «Генератор с жидкостным охлаждением и безобмоточным ротором» ). В случае с этим генератором охлаж­дающая жидкость двигателя течет по всей рубашке задней части корпуса генератора. Электронные компоненты монтируются на передней крышке, находящейся со стороны привода.

Пример HTML-страницы

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Пример HTML-страницы

Принцип действия

Особенности функционирования МПТ зависит от того, в каком режиме она работает — генератора или двигателя. Далее подробно рассматриваются оба варианта.

Генератор

Принцип работы генератора постоянного тока основан на явлении электромагнитной индукции. Состоит оно в том, что при изменении магнитного потока, пересекающего проводник, в последнем наводится ЭДС.

Принцип действия генератора постоянного тока

Чтобы добиться изменения магнитного потока, меняют параметры поля либо двигают в постоянном поле проводник. По второму варианту и работает генератор постоянного тока: обмотка якоря приводится во вращение внешней механической силой.

Очевидно, что после поворота витков обмотки на 180 градусов ЭДС окажется направленной противоположно. Сохранить ток в подключенной к генератору цепи постоянным, то есть однонаправленным, помогает коллектор: в нужный момент он переподключает концы обмотки якоря к противоположным контактам цепи (щеткам). То есть в этой машине коллектор играет роль механического выпрямителя.

При наличии всего двух основных полюсов ток получится пульсирующим. Увеличение числа полюсов приводит к сглаживанию пульсаций.

Двигатель

Работа МПТ в режиме двигателя обусловлена возникновением так называемой амперовой силы. Она действует на помещенный в магнитное поле проводник при протекании по нему тока. Направление амперовой силы определяется по правилу левой руки.

Сила Ампера появляется благодаря следующему механизму:

1. при протекании тока вокруг проводника возникает магнитное поле с силовыми линиями, концентрически окружающими проводник (круговое поле);
2. вектор его индукции по одну сторону от проводника сонаправлен с вектором индукции первичного магнитного поля, в которое проводник помещен. С этой стороны первичное поле усиливается;
3. по другую сторону вектор наведенного электротоком поля направлен противоположно вектору индукции первичного поля, соответственно, здесь оно гасится;
4. разница в индукции поля по обе стороны проводника активирует к возникновению данной силы. Определяется она по формуле: F = B * I * L, где: B — магнитная индукция первичного поля, I — сила тока в проводнике, L — длина проводника.

Как и в случае с генератором, после поворота витка обмотки якоря в определенное положение, требуется переключение контактов для изменения в ней направления тока либо полярности индуктора. Поэтому в режиме двигателя коллектор также необходим.

У коллекторных двигателей есть преимущества:

• простота и широкий диапазон регулировки;
• жесткая механическая характеристика (вращающий момент остается стабильным).

Недостаток — низкая надежность коллектора и его сложность, негативно отражающаяся на стоимости двигателя.

Вот какими нежелательными явлениями сопровождается работа узла:

• искрение;
• засорение токопроводящей графитовой пылью (щетки выполнены из этого материала);
• появление помех в сети;
• при значительной нагрузке — кольцевое искрение («круговой огонь»), приводящее к выгоранию коллекторных пластин.

В целях борьбы с недостатками в некоторых современных двигателях постоянного тока (ДПТ) применены следующие решения:

1. обмотки якоря и индуктора меняются местами: первую размещают на неподвижной части (статоре), вторую — на вращающейся (роторе). Скользящий контакт при этом остается, но из-за низкой нагрузки в обмотке возбуждения, он намного проще и надежнее коллекторно-щеточного;
2. переключение между обмотками якоря, теперь расположенного в неподвижной части, осуществляется при помощи полупроводниковых ключей, срабатывающих по сигналу датчика положения ротора. То есть механический переключатель (коллектор) заменен электронным.

Такие двигатели называют бесколлекторными, за рубежом — BLDC-двигателями.

Выявляем причину

Для того чтобы провести проверку, нужно завести мотор и прогрев его, довести обороты коленвала примерно до 3000 в минуту. Теперь включите все осветительные приборы (фары переведите на дальний свет) а также отопитель, стеклоочиститель, «аварийку», обогрев стекла.

Если замер напряжения АКБ будет ниже 13 В, можно с высокой вероятностью предположить, что есть обрывы или замыкания в обмотках генератора. Другой причиной может быть неисправность регулятора напряжения или же попросту окислились контактные кольца обмотки возбуждения.

Различные обрывы в составляющих генератора можно проверить, если только снять его. Кое-чему может помочь ремонт своими руками, однако, если проблема серьезна, а у вас недостаточно мастерства или водительско-слесарного опыта, то лучший выход – замена вышедшего из строя агрегата в сборе.

Признаки и причины неисправности генератора

Неисправности автомобильного генератора условно делятся на электрические и механические. К электрическим относятся:

1. Износ и выход из строя щеток.
2. Нарушения контакта или обрыв электрических цепей.
3. Короткое замыкание обмоток ротора.
4. Поломка регулятора напряжения или диодного моста.

Механические неисправности, как правило, возникают при износе подшипников, что вызывает радиальное биение ротора, который будет задевать обмотку статора и провоцировать возникновение короткого замыкания. О неисправности генератора можно судить по следующим признакам:

1. Во время работы двигателя горит или мигает лампа разряда аккумулятора.
2. Перезаряд аккумулятора или его регулярная разрядка.
3. Тусклая работа фар и электроприборов во время работы двигателя.
4. Сила света фар изменяется в зависимости от частоты оборотов двигателя.
5. От генератора во время его работы слышатся посторонние звуки.

Диагностика неисправностей генератора проводится путем проверки снятого изделия на специальном стенде или замером напряжения на клеммах аккумуляторной батареи при работающем и неработающем двигателе. Если при запущенном двигателе тестер показывает напряжение 13,8-14,7 В (в зависимости от модели машины), значит с генератором все в порядке. Напряжение ниже 12В говорит о его поломке.

Другие показания, также не соответствующие номиналу согласно технической документации, говорят о существующих неполадках, в частности о возможном выходе из строя регулятора напряжения. При механических повреждениях производят разборку изделия и замену износившихся частей. При повреждении обмоток ротора производится их замена методом перемотки на новые. При невозможности проведения ремонта или его стоимости, сравнимой с ценой готового изделия, производят полную замену.

Снятие и разборка генератора

Отсоединяем «минусовой» провод от аккумулятора. Отсоединяем провод возбуждения генератора. Ключом «на 10» отворачиваем гайку крепления проводов к выводу «В+»… …и снимаем их. Снимаем ремень генератора, отворачиваем регулировочный болт генератора и отворачиваем фиксирующую гайку. Вынимаем натяжную планку. Ключом «на 13» отворачиваем гайку нижнего крепления генератора. Отжав три защелки кожуха, поддеваем его отверткой… …и снимаем кожух. Крестообразной отверткой отворачиваем два винта… …и отводим регулятор напряжения со щеткодержателем. Отсоединяем провод и снимаем регулятор напряжения со щеткодержателем. Ключом «на 10» отворачиваем гайку вывода «В+». Сняв пружинную шайбу и втулку, снимаем с контактного болта наконечник провода конденсатора. Отвернув крестообразной отверткой винт… …снимаем конденсатор. Работы, показанные на фото, можно выполнить, не снимая генератор с автомобиля. Взаимное расположение частей генератора перед разъединением желательно пометить. Через отверстие высокой головки «на 21» (удерживаемой трубным ключом) вставляем шестиграник «на 8» и отворачиваем гайку крепления шкива. …и шайбу. Крестообразной отверткой отворачиваем четыре винта, стягивающих крышки. Крестообразной отверткой отворачиваем три винта крепления концов обмоток статора… …и винт крепления выпрямительного блока. Снимаем выпрямительный блок (при этом выпадает контактный болт)… …и статор. Надавив пальцем на пластмассовую втулку (опору подшипника)… …выталкиваем ее вместе с ротором из задней крышки. …снимаем пластмассовую втулку с заднего подшипника. Двухзахватным съемником спрессовываем подшипник с вала ротора. Тестером проверяем обмотки статора и ротора на обрыв и замыкание на корпус.

Сборку генератора выполняем в обратной последовательности.

Для установки заднего подшипника на вал ротора опираем передний конец вала о деревянный брусок и напрессовываем подшипник на вал подходящим отрезком трубы, прикладывая усилие к внутреннему кольцу подшипника.

Пожалуйста включите / Please enable JavaScript!

Как подобрать генератор для ВАЗ 2110 или ВАЗ 2112

Ввиду схожести многих компонентов в конструкционных сборках автомобилей ВАЗ 2110 и ВАЗ 2112, большинство электрического оборудования идентично, в том числе и генераторы. Чтобы выбрать правильный генератор необходимо не только учитывать габариты устройства, но и определить его номинальную мощность – для Лады поколения 2110-12 показательно должен быть не ниже 55 Ампер.

Марка/производитель	Торговый артикул	Номинальная мощность	Примерная стоимость, руб.
ЗиТ	372.3701-02	55	4700
ЗиТ	372.3701-05	65	4900
БАТЭ	9402.3701	90	6200
БАТЭ	9402.3702	95	6500
АТЭ	3202.3771000	75	5700
АТЭ	3202.3771034	70	5500

Чем выше мощность генератора, тем большее количество энергопотребителей может поддержать агрегат без риска перегрева и снижения эксплуатационного ресурса. Установка генератора увеличенной мощности взамен штатной комплектации позволит подключить дополнительное оборудование и аксессуары – обогрев сидений, качественный автозвук, авто холодильник и т.д. Однако при увеличении мощности генератора также требуется позаботиться о прокладке силовой проводки с большим сечением токопроводящей части, а также установки более емкой аккумуляторной батареи.

Как разобрать генератор

1. Отожмите металлические защелки и снимите пластиковую крышку.
2. Крестообразной отверткой открутите винты крепежа регулятора напряжения.
3. Открутите гайку М10. Затем отверткой удалите винт и извлеките конденсатор.
4. Для снятия шкива, зажмите корпус генератора в тисках. На гайку наденьте головку на 21, а через отверстие в головке накиньте на нее шестигранник на 8. Только после того как вы открутите гайку, можно будет снять шайбу и шкив.
5. Уберите четыре крепежных винта, чтобы разобрать генератор на две части.
6. Из задней части корпуса выкрутите винты крепления провода статора и диодного моста.
7. Удалите диодный мост и обмотку автогенератора.
8. Ротор выдавите из крышки пальцами вместе с подшипником.
9. Аккуратно снимите втулку подшипника.
10. Возьмите съемник и удалите подшипник.

Разборка самого автогенератора гораздо сложнее, чем снятие всего узла с автомобиля. Для выполнения ремонта, вам нужно будет провести диагностику составных частей этого агрегата

Прежде всего обратите внимание на щетки, их нужно менять если из держателя этот элемент показывается не более чем на 5 миллиметров. Если подшипники вращаются туго, то дефектным элементом являются именно они (при работе может быть слышен гул)

Пробой обмотки стартера и ротора можно проверить омметром, этим же прибором определяется работоспособность конденсатора. Если на контактных кольцах появились зазубрины, царапины или задиры, то их нужно аккуратно отшлифовать до блеска мелкой наждачной бумагой.

§ 46. Преобразование механической энергии в электрическую и обратно

На законах электромагнитной индукции и электромагнитных сил основано действие электрических машин — генераторов, преобразующих механическую энергию в электрическую, и двигателей, преобразующих электрическую энергию в механическую.

Обратимся к рис. 95. В магнитном поле между полюсами N и S помещен прямолинейный проводник. Если при помощи внешней механической силы F передвигать этот проводник перпендикулярно магнитным линиям поля, то в нем будет индуктироваться э.д.с. Е = Blυ.

Рис. 95. Преобразование механической энергии в электрическую

Если концы проводника замкнуты на внешнее сопротивление, то по цепи потечет ток I, совпадающий по направлению с э.д.с. Е.

Напишем уравнение 2-го закона Кирхгофа для этой цепи:

E = U + I ⋅ r, (a)

где U — напряжение на зажимах, в;

r — сопротивление проводника, ом;

I ⋅ r — падение напряжения в проводнике, в.

Умножая почленно выражение (а) на I, получим

E ⋅ I = UI + I2r.

Так как Е = Blυ, то

Blυ ⋅ I = UI + I2r.

Учитывая, что ВIl = F и Fυ = Р_мех, имеем

Р_мех = P_эл + ΔР, (б)

где Р_мех = E ⋅ I — механическая мощность, преобразуемая в электрическую;

Р_эл = UI — электрическая мощность, отдаваемая во внешнюю цепь;

ΔP = I2r — потери мощности (в виде тепла) в сопротивлении проводника. Рассмотрим теперь процесс преобразования электрической энергии в механическую.

Пусть прямолинейный проводник АВ (рис. 96), по которому проходит ток I от источника напряжения, помещен во внешнее магнитное поле, образованное магнитом N — S. Если проводник неподвижен, то энергия источника напряжения расходуется исключительно на нагрев проводника:

A = UIt = I2rt дж.

Рис. 96. Преобразование электрической энергии в механическую

Затрачиваемая мощность будет равна

P_эл = UI = I2r вт,

откуда определяем ток в цепи:

I = U/_r. (а)

Однако известно, что проводник с током, помещенный в магнитное поле, будет испытывать действие силы F со стороны поля, стремящейся перемещать проводник в магнитном поле в направлении, определяемом правилом левой руки. При своем движении проводник будет пересекать магнитные линии поля и в нем, по закону электромагнитной индукции, возникнет индуктированная э.д.с. Направление этой э.д.с., определенное по правилу правой руки, будет обратным току I. Назовем ее обратной э.д.с. E_обр. Величина E_обр согласно закону электромагнитной индукции будет равна

E_обр = Blυ.

По второму закону Кирхгофа, для замкнутой цепи имеем

U — E_обр = Ir

или

U = E_обр + Ir, (б)

откуда ток в цепи

I =	U — Eобр	. (в)
r

Сравнивая выражения (а) и (в), видим, что в проводнике, движущемся в магнитном поле при одних и тех же значениях U и r, ток будет меньше, чем в неподвижном проводнике.

Умножая почленно выражение (б) на I, получим

UI = E_обрI + I2r.

Так как E_обр = Blυ, то

UI = BlυI + I2r.

Учитывая, что BlI = F и Fυ = Р_мех, имеем

UI = Fυ + I2r

или

P_эл = P_мех + ΔP.

Последнее выражение показывает, что при движении проводника с током в магнитном поле мощность источника напряжения преобразуется в механическую мощность и частично в тепловую. Аналогичный процесс преобразования электрической энергии в механическую происходит в электрических двигателях.

Рассмотренные выше примеры показывают, что электрическая машина обратима, т. е. может работать как генератор и как двигатель.

Проверка неисправного генератора

Сколько поломок, столько и решений, например, в одном случае в генераторе поможет замена диодов, а в другом – куда более значимых деталей. Перечислим основные поломки. Если из строя вышла цепь (обрывы, замыкания и иные нарушения), то делается проверка, сколько ампер и какое напряжение выдает генератор вашего автомобиля, а потом подбирается решение. Также причиной поломки может послужить выход из строя графитовых щеток, регулятора либо моста диодов. Все это легко поменять своими руками.

Особенно важна исправность регулятора, потому что он отвечает за интенсивность зарядки АКБ в зависимости от того, сколько градусов составляет температура под капотом. Это термокомпенсация. Так определяется, сколько вольт будет оптимально для батареи при заданных условиях. Существует тип регулятора с ручным сезонным переключением, тогда даже отрицательная температура не страшна.

Повышенный шум выдает дефекты подшипниковых узлов, в том числе недостаточное количество смазки. Также это может быть износ сепараторов, дорожек качения, проворачивание наружных колец и т. д. Кроме того, при «воющих» звуках в кратчайшие сроки анализируется схема подключения проблемного автомобильного генератора, так как причина может крыться в межвитковом замыкании статорных обмоток либо же тягового реле. Плохие контакты тоже провоцируют появление посторонних звуков, их проверка и вовсе занимает пару минут.

Рабочая температура исправного генератора автомобиля может достигать 90 °С. А если наблюдается перегрев, то либо имеется неисправность моста диодов, либо проверьте, сколько электроприборов в сети, не много ли? Если температура перевалила за норму, изоляция фазной обмотки статора темнеет или даже «закипает». Также о поломках свидетельствует и слабый заряд аккумулятора или же его полное отсутствие, некорректная работа индикации и электрооборудования, слабая искра и чрезмерно большое напряжение

Возможные неисправности

Как и все другие системы в автомобиле, генератор также может выходить из строя. Иногда удается выполнить ремонт и устройство снова будет работать. Но при некоторых неисправностях поможет только замена генератора ВАЗ-2112.

Диагностику данного узла выполняют при возникновении повышенных шумов во время работы. Нередко шум возникает вследствие сильного износа подшипников. Но зачастую из строя выходит только подшипник, который находится в передней крышке. На него оказываются повышенные радиальные нагрузки, поэтому служит он относительно недолго. Если приводной ремень слишком туго натянут, это тоже влияет на скорость износа подшипника.

Как проверить автомобильный генератор

Если ремонт генератора лучше все-таки доверять профессионалам, то проверку можно выполнить и самостоятельно. Первый способ диагностики – с использованием мультиметра:

1. Замеряем прибором напряжение на клеммах АКБ при выключенном двигателе – должно быть примерно 12.7В;
2. Заводим двигатель, не поддавая газу, отключаем все электроприборы (кондиционер, аудиосистему и т.д.);
3. Повторно меряем напряжение аккумулятора – при работающем двигателе оно должно составлять от 13.8 до 14.5 В (на отдельных двигателях до 14.8 В);
4. Даем нагрузку – фары, кондиционер, аудиосистема, противотуманные фары и т.д.;
5. Опять замеряем напряжение – оно должно опуститься до 13.7-14 В. Если показания мультиметра ниже, то это свидетельствует о неработающем генераторе.

Можно проверить и «дедовским» методом. Для этого запускаем двигатель, включаем небольшую нагрузку (например, фары) – и, не выключая зажигания, снимаем минусовую клемму с аккумулятора. Если мотор не заглохнет, фары не погаснут, то это значит, что генератор обеспечивает двигатель достаточным количеством энергии. Если же машина после съема клеммы глохнет, то это свидетельствует о нерабочем генераторе.