Принцип работы генератора переменного тока

Как проверить работоспособность генератора в домашних условиях

Для проверки генератора на корректную работоспособность вовсе не обязательно демонтировать устройство для прозвонки цепи и замера мощности – достаточно будет проведение теста в условиях естественной нагрузки. Для определения состояния генератора и приблизительного износа его компонентов достаточно следовать следующей инструкции:

1. Открываем капот автомобиля, после чего переходим в салон и заводим двигатель;
2. Затем доводим положение педали газа до роста оборотов двигателя до 3000 в минуту. Для удобства можно зажать акселератора упором или попросить помощи у напарника;
3. Спустя несколько минут прогрева мотора необходимо подключить максимально возможное количество энергопотребителей автомобиля – фары дальнего света, обогрев стекол или сидений, устройство климат-контроля;
4. Далее подключаем измеритель аккумуляторной батареи и смотрим на состояние сети.

В случае успешной подзарядки аккумуляторной батареи при такой нагрузке состояние генератора в норме, однако при разрядке АКБ придется демонтировать генератор для разборки и замены комплектующих.

Какой аккумулятор ставить?

Если планируется установка 115-амперного генератора, необходимо наличие АКБ на 75 Ач. Оптимальным решением будет покупка 120-амперного устройства и аккумулятора на 80 Ач. Но если количество электроприборов в кабине зашкаливает, можно установить и 150-ку. АКБ при этом должен быть рассчитан на 90 ампер-часов.

Будет ли нагреваться аккумулятор, если его емкость больше, чем способен выдать штатный генератор? Абсолютно нет. Проблема будет заключаться лишь в том, что заводскому генератору потребуется больше мощности. В итоге возможно нагревание обмотки и нарушение лаковой изоляции. Стоит помнить, что с ростом нагрузки по току возрастает нагрузка на ремень, а соответственно, и на вал ротора, натяжной ролик и помпу.

Интересные модели

Помимо базового ассортимента, существуют и довольно интересные модели электрогенераторов. Здесь в качестве источника питания используются другие виды топлива, что может быть выгодно потребителю. Рассмотрим, какие ещё варианты предлагают нам производители.

Водородный

В основе таких изделий лежит реакция водорода и кислорода, которая преобразуется в электрическое напряжение. Выглядит это так: устройство имеет платиновый катализатор (анод), к которому поступает водород.

С другой стороны, находится катод для кислорода. Между этими элементами расположена мембрана из полимерного материала, которая пропускает сквозь себя только частицы с положительным зарядом (ионы). Катализатор расщепляет водород на ионы и электроны (частицы с отрицательным зарядом).

На дровах

Оригинальной моделью выглядят аппараты, работающие на дровяном топливе. Здесь задействован преобразователь Пельтье, который переводит тепловую энергию в электричество. Дровяные генераторы выдают до 60 Вт мощности.

Генератор на дровах

Этого вполне хватает для нужд среднестатистической семьи. Кроме того, это многофункциональное устройство, подходящее для обогрева площади и приготовления пищи. Выделяемого тепла хватает, чтобы обогреть помещение, площадью до 50 квадратных метров.

Бестопливный

Альтернативные источники энергии, генерирующее электричество без исходного топлива, ещё недавно относились к области фантастики. Теперь такие устройства существуют в реальности, например, генератор «Вега».

Изделие конвертирует электромагнитные импульсы и кинетическую энергию в электрический ток. Конструкция состоит из генератора прямого вращения и внешнего вращающегося ротора

Обратите внимание, что данный электрогенератор рассчитан на непрерывный рабочий цикл

Бестопливный электрогенератор

Технические характеристики и принцип работы генераторной установки

Автомобили Газель 402 и 406 оснащаются генераторными установками, представляющими собой синхронный трехфазный электродвигатель с электромагнитным возбуждением. Назначение этого устройства заключается в преобразовании вращательного движения в электроэнергию, которая впоследствии питает аккумулятор и все электрооборудование авто. Газели Бизнес или Cummins оборудуются генераторными установками моделей 2502.3771 либо 9422.3701, параметр их мощности составляет в районе 1000 Вт.

Вкратце о технических характеристиках устройства:

• в агрегате реализовано правое направление вращения вала;
• уровень напряжения, выдаваемого устройством, составляет 14 вольт;
• значение максимального тока составляет 72 ампера;
• возбуждение агрегата при температуре воздуха 25 градусов составляет 1400 оборотов в минуту;
• при частоте вращения 1800 оборотов в минуту генераторный узел сможет отдавать не более 40 ампер тока, при 5000 — около 70 ампер;
• значение сопротивления в обмотке возбуждения при температуре воздуха 35 градусов составляет около 2.3-2.7 Ом;
• в устройстве используются щетки марки М1;
• число вспомогательны диодных элементов составляет 3, а силовых ограничителей для них — 6.

Что касается принципа действия, то он основан на электромагнитной индукции. В частности, когда магнитный поток проходит через установленную внутри медную катушку, на ее выводах появляется напряжение. Значения напряжения пропорционально скорости, с которой данный поток меняется. Затем необходимо, чтобы этот поток прошел через катушку, это позволит ему преобразоваться.

В качестве источника переменного поля используется роторное устройство, которое состоит из вала, контактных колец, а также полюсной системы. Не менее важным компонентом является и статор, который используется для формирования переменного тока. Последний конструктивно состоит из обмотки, а также сердечника.

Как проверить работает ли генератор в машине?

Осуществляется в следующем порядке:

1) Проверка предохранителя. Если он не исправен, его заменяют.

2) Если предохранитель исправен, осматривают корпус, его целостность и расположение. Надо проверить вращение ротора, целостность и натяжение ремня, не повреждены ли соединения проводов.

3) Проверяют контактные кольца и щетки. Во время работы щетки изнашиваются, их иногда может клинить. Токосъемных колец со временем загрязняются, их канавки забиваются графитовой пылью.

4) Проверяют подшипники и статор. Об износе подшипников говорит вой или свист во время работы генератора.

5) Производят диагностику ротора: проверяют обмотки возбуждения на обрывы и замыкания. Мультиметр надо переключить для измерения сопротивления и подключить к контактным кольцам генератора. Если измеряемое сопротивление ниже 1,8 ÷5 Ом, в витках есть короткое замыкание. Если оно выше этого интервала, есть обрыв обмотки.

Устройство и конструкция генератора переменного тока

Стандартный электрогенератор имеет следующие компоненты:

• Раму, к которой закреплен статор с электромагнитными полюсами. Изготовлена она из металла и должна выполнять защитную функцию всех элементов механизма.
• Статор, к которому крепится обмотка. Изготавливается он из ферромагнитной стали.
• Ротор – подвижный элемент, на сердечнике которого располагается обмотка, образующая электрический ток.
• Узел коммутации, который отводит электричество с ротора. Представляет собой систему подвижных токопроводящих колец.

В зависимости от назначения, генератор имеет определенные особенности конструкции, но существуют два компонента, которыми обладает любое устройство, конвертирующее механическую энергию в электричество:

1. Ротор – подвижная цельная деталь из железа;
2. Статор – неподвижный элемент, который изготовлен из железных листов. Внутри него есть пазы, внутри которых располагается проволочная обмотка.

Для получения большей магнитной индукции, между этими элементами должно быть небольшое расстояние. По своей конструкции генераторы бывают:

• С подвижным якорем и статическим магнитным полем.
• С неподвижным якорем и вращающимся магнитным полем.

В настоящее время более распространено оборудование с вращающимися магнитными полями, т.к. значительно удобнее снимать электрический ток со статора, чем с ротора. Устройство генератора имеет немало сходств с конструкцией электродвигателя.

Замена генератора

Генераторный узел целиком на автомобиле меняют в следующих случаях:

• если много деталей в устройстве требуют замены, и ремонт узла экономически не выгоден – проще и дешевле купить новый генератор;
• нужно срочно ехать в рейс, и нет времени заниматься ремонтом;
• новый генератор устанавливается, а старый ремонтируется и убирается про запас – он является резервным.

Сложность замены генераторного узла также зависит от модели двигателя, но на любом моторе работа производится достаточно быстро, так как она все же простая на всех марках машин «Газель». Проще всего заменить генератор на авто с 402-м движком, работу выполняем следующим образом;

• ставим автомобиль на ровную площадку, без ямы или автоподъемника в данном случае можно запросто обойтись;
• обесточиваем электрическую цепь – снимаем клемму с аккумулятора (лучше массовую);
• отворачиваем сзади генератора гайку крепления питающего провода (под ключ 10 мм);
• вытаскиваем разъем генераторных щеток;
• отворачиваем болт натяжной планки генераторного ремня (под ключ 12 мм);
• придвигаем генератор руками сначала к движку, вынимаем генераторный ремень;
• затем оттягиваем его от двигателя, раскручиваем болты с гайками (2 шт.) – крепления генераторного узла к кронштейнам;
• демонтируем узел, ставим новый генератор, наживляя его на болты с гайками;
• до конца крепеж не закручиваем, прижимаем генераторный корпус к двигателю, накидываем ремень;
• с помощью воротка или монтировки производим натяжку ремня, затягиваем болт растяжки;

после произведенной натяжки ремня крепим до конца болты с гайками – они находятся теперь под генератором, и добраться до них уже несколько сложнее.

Чтобы закрепить генератор надежно, необходимо на болты установить по две гайки, и обязательно проложить между болтом и гайкой по граверу – на моторах ЗМЗ-402 (впрочем, как и на УМЗ-4216) крепеж от вибрации имеет склонность к откручиванию.

Замена приводного ремня на Газели Камминз

На сегодняшний день ремонт автомобиля собственными силами – распространенный процесс среди автолюбителей по всей стране. Многие водители находят существенные плюсы самостоятельной замены той или иной запчасти. Среди них, прежде всего значительная экономия денежных средств, а также приобретение уверенности в том, что работа произведена достаточно качественно. Замена приводного ремня в Газели Некст Камминз происходит согласно техническому руководству пользователя, с периодичностью в зависимости от пробега самого транспортного средства.

Функции приводного ремня в Газели

Замена приводного ремня на Газели Камминз достаточно важна для слаженной работы транспортного средства. Данный элемент выполняет важные функции, среди которых:

• Обеспечение снабжения электричеством всего транспортного средства, будучи основной частью электрогенератора.
• Обеспечение работоспособности навесного оборудования.
• Осуществление передачи крутящего элемента на усилитель руля транспортного средства.
• Работа электровентилятора, охлаждающего радиатор.

Приводной ремень как правило выполнен из жесткого каучука и плотного матерчатого плетения, чтобы усилить его плотность и износостойкость. В зависимости от типа ремня разнятся и его части.

Вариаторные приводные элементы имеют несколько основных зубьев, которые необходимы для вращения системы. Поликлиновые аксессуары имеют ровную и гладкую поверхность, что обеспечивает им повышенную упругость.

Приводной ремень в указанном автомобиле находится в подкапотном пространстве. Для того чтобы с легкостью найти нужный элемент рекомендовано использовать фонарик.

Подготовка к замене и необходимые инструменты

Список необходимых инструментов для замены приводного ремня в Газели Камминз:

• Ветошь.
• Новый передаточный элемент генератора.
• Новые ролики.
• Головка на 13.
• Ключ на 14.
• Фонарь.

Перед заменой приводного элемента подготавливается необходимый инструментарий и приготавливается транспортное средство. В обязательном порядке следует выключить зажигание автомобиля и дать ему некоторое время для того чтобы остыть.

В первую очередь необходимо провести тщательный осмотр приводного ремня автомобиля, в том числе на наличие механических повреждений или трещин. В случае, если аксессуар целый, то вполне вероятно что его замена не требуется, и всего лишь необходимо провести правильное натяжение элемента.

При плохом натяжении ремня происходит частичный износ системы радиатора, из-за недостаточного обдува, что в дальнейшем грозит поломкой транспортного средства.

Для того чтобы проверить натяжитель следует оттянуть некоторый участок данного аксессуара и измерить величину. В указанном автомобиле натяжение должно быть не более 10 мм согласно техническому руководству пользователя.

Для того чтобы ослабить или усилить натяжение необходимо прокрутить соответствующие ролики системы, расположенные по бокам.

Процесс смены приводного ремня

Замена ремня на Газели Некст дизель происходит согласно техническому руководству пользователя и следующей пошаговой инструкции:

• При помощи головки на 13 ослабить верхний болт крепления вискомуфты.
• При помощи ключа на 14 ослабить нижний болт крепления системы.
• Снятие старого ремня со специальных шкивов.
• Установка и закрепление нового элемента системы.
• Натяжение приводного ремня с помощью специальных роликов до указанной величины.
• Проверка степени натяжения.

Многие автовладельцы задаются вопросом о том, как часто требуется менять приводной элемент генератора в автомобиле. Для этого необходимо знать пробег транспортного средства. Владельцу стоит учитывать, что чем труднее условия эксплуатации транспортного средства, тем чаще должна происходить замена приводного ремня.

В среднем замена необходима при достижении пробега в 60 тысяч километров или раз в два года. Однако настоятельно рекомендуется следить за состоянием автомобиля и периодически осуществлять проверку системы генератора на наличие повреждений и изношенных деталей.

В случае, если из системы генератора или вентилятора доносятся посторонние звуки необходимо незамедлительно произвести замену приводного аксессуара самостоятельно или обратиться в сервисный центр для проведения соответствующих работ.

Классификация и виды агрегатов

Все электрогенераторы можно распределить по критерию работы и по типу топлива, из которого и образуется электроэнергия. Все генераторы делятся на однофазные (выход напряжения 220 Вольт, частота 50 Гц) и трехфазные (380 Вольт с частотой 50 Гц), а также по принципу работы и типу топлива, которое конвертируется в электричество. Ещё генераторы могут использоваться в разных сферах, что определяет их технические характеристики.

По принципу работы

Разделяют асинхронные и синхронные генераторы переменного тока.

Асинхронный

У асинхронных электрогенераторов нет точной зависимости ЭДС от частоты вращения ротора, но здесь работает такой термин, как «скольжение S». Оно определяет эту разницу. Величина скольжения вычисляется, поэтому некоторое влияние элементов генератора в электромеханическом процессе асинхронного двигателя все же есть.

Синхронный

Такой генератор обладает физической зависимостью от вращательного движения ротора к генерируемой частоте электроэнергии. В таком устройстве ротор является электромагнитом, состоящим из сердечников, обмоток и полюсов. Статором являются катушки, которые соединены по принципу звезды, и имеющими общую точку – ноль. Именно в них вырабатывается электрический ток.Ротор приводит в движение посторонняя сила подвижных элементов (турбин), которые двигаются синхронно. Возбуждение такого генератора переменного тока может быть, как контактным, так и бесконтактным.

По типу топлива двигателя

Удаленность от электросети с появлением генераторов больше не становится препятствием для пользования электроприборами.

Газовый генератор

В качестве топлива здесь используется газ, во время сгорания которого и вырабатывается механическая энергия, которая затем заменяется электрическим током. Преимущества использования газогенератора:

• Безопасность для окружающей среды, ведь газ при сгорании не выделяет вредных элементов, копоти и токсичных продуктов распада;
• Экономически это очень выгодно – сжигать дешевый газ. В сравнении с бензином, это обойдется значительно дешевле;
• Подача топлива осуществляется автоматически. Бензин и дизельное топливо требуется по мере необходимости подливать, а газовый генератор обычно подключают к системе газоснабжения;
• Благодаря автоматике, аппарат приходит в действие самостоятельно, но для этого он должен располагаться в теплом помещении.

Дизельный генератор

Эту категорию составляют преимущественно однофазные агрегаты мощностью 5 кВт. 220 Вольт и частота 50 Гц являются стандартными для бытовой техники, поэтому дизельный аппарат неплохо справляется со стандартной нагрузкой. Как можно догадаться, для его работы требуется дизельное топливо. Почему стоит выбрать именно дизельный электрогенератор:

• Относительная дешевизна топлива;
• Автоматика, позволяющая автоматически запускать генератор при прекращении подачи электрического тока;
• Высокий уровень противопожарной безопасности;
• В течении длительного периода времени агрегат на дизеле способен проработать без сбоев;
• Внушительная долговечность – некоторые модели способны работать в общей сумме 4 года непрерывной эксплуатации.

Бензогенератор

Такие аппараты довольно востребованы как бытовое оборудование. Несмотря на то, что бензин дороже газа и дизеля, такие генераторы имеют немало сильных сторон:

• Малые габариты при высокой мощности;
• Просты в эксплуатации: большинство моделей можно запустить вручную, а более мощные генераторы оснащены стартером. Регулируется напряжение под определенную нагрузку при помощи специального винта;
• В случае перегрузки генератора автоматически срабатывает защита;
• Просты в обслуживании и ремонте;
• Во время работы не издают много шума;
• Можно применять и в помещении, и на улице, но следует защищать от попадания влаги.

Генератор – это устройство, которое производит продукт, вырабатывает электроэнергию либо создает электромагнитные, электрические, звуковые, световые колебания и импульсы. В зависимости от функций их можно разделить на виды, которые мы рассмотрим далее.

Процесс снятия

Перед тем как заменить генератор на «Газели», важно извлечь отрицательную клемму аккумулятора, тем самым обесточив сеть автомобиля, а также отключить электропровода от детали. Далее необходимо ослабить натяжение ремня при помощи специального механизма и снять ее

Затем, открутив два крепежных болта генератора с картера двигателя, изымаем сам генератор из подкапотного пространства.

При выходе из строя щеток провести их замену не составит особого труда.

Необходимо лишь выкрутить два шурупа крепления щеток и снять их с корпуса. Но при более серьезных неисправностях элемент подлежит разборке и детальному анализу неисправностей.