В авто какой ток

Электрические нагрузки автомобиля

Нагрузки на электрогенератор можно разделить на три отдельные группы:

  • постоянные
  • длительные
  • кратковременные

Система зарядки современного автомобиля должна справляться с высокими требованиями при множестве различных условий. Чтобы получить некоторое представление о необходимой мощности, сложите мощности, потребляемые каждым индивидуальным компонентом автомобиля и добавьте эту сумму к мощности, требуемой для зарядки батареи. В таблице приведен список типичных потребностей в электроэнергии различных систем транспортного средства. Для сравнения дается потребление тока (с точностью до 0,5 А) при 14 и 28 В (номиналы выходных напряжений генератора переменного тока для систем 12 В и 24 В).

Рис. Требования к генератору переменного тока

В списке отсутствуют некоторые потребители, вроде предварительно подогреваемых каталитических конвертеров, электрических усилителей рулевого управления и обогревателей ветровых стекол. Этот список будет расширяться, и система зарядки должна будет обеспечить все новые потребности.

Таблица. Типичное потребление электроэнергии электрическими компонентами автомобиля

Постоянные нагрузки Мощность, Вт Ток при 14 В, A Ток при 28 В, А
Зажигание 30 2 1
Инжекторы топлива 70 5 2,5
Топливный насос 70 5 2,5
Приборная панель 10 1 0,5
Итого 180 13 6,5
Продолжительные нагрузки Мощность, Вт Ток при 14 В, A Ток при 28 В, А
Габаритные и задние огни 30 2 1
Огни освещения номера 10 1 0,5
Фары дальнего света 200 15 7
Фары ближнего света 160 12 6
Огни подсветки приборов 25 2 1
Приемник/Магнитофон/CD 15/30 1,0/2,0 0,5/1,0
Итого (при средней нагрузке фар) 260-270 20 10
Кратковременные нагрузки Мощность, Вт Ток при 14 В, A Ток при 28 В, А
Нагреватель 50 3,5 2
Индикаторы 50 3,5 2
Стоп-сигналы 40 3 1,5
Передние стеклоочистители 80 6 3
Задние стеклоочистители 50 3,5 2
Электрические стеклоподъемники 150 11 5,5
Вентилятор охлаждения радиатора 150 11 5,5
Вентилятор обогрева салона 80 6 3
Обогреватель заднего стекла 120 9 4,5
Лампы внутреннего освещения 10 1 0,5
Звуковые сигналы 40 3 1,5
Задние противотуманные фонари 40 3 1,5
Фонари заднего хода 40 3 1,5
Дополнительные лампы 110 8 4
Прикуриватель 100 7 3,5
Очиститель передних фар 100 7 3,5
Регулировка сидения 150 11 5,5
Подогрев сидения 200 14 7
Мотор привода люка в крыше 150 11 5,5
Электрические приводы зеркал 10 1 0,5
Итого 1,7 кВт 125,5 63,5

Кратковременные нагрузки возникают нечасто, а некоторые потребители энергии, вроде обогрева задних стекол и нагревателей сидений, как правило оснащаются реле с таймером. Поэтому ради упрощения дальнейших вычислений к полной сумме требуемой мощности применен коэффициент 0,1. Предполагается, что транспортное средство будет использовать такую мощность при нормальных условиях движения.

Требование потребителей к генератору переменною тока — сумма постоянных нагрузок, длительных нагрузок и кратковременных нагрузок (с примененным коэффициентом). В этом примере:

180 + 260 + 170 = 610 Вт (43 А при 14 В).

Следовательно, требования, предъявляемые к системе зарядки, весьма значительны. Эта нагрузка является дополнительной к току, требуемому для подзарядки батареи.

Alex-422 › Blog › Как получить 220 вольт в автомобиле Как из постоянного тока бортовой сети автомобиля с напряжением 12 В получить переменный ток со стабилизированным напряжением 220 В?

Количество электрических и электронных приборов, потребность в которых возникает у человека ежедневно, постоянно растет. Достаточно вспомнить несколько наиболее распространенных: бритва, смартфон, ноутбук, фотокамера.

Некоторые из них имеют встроенные аккумуляторы небольшой мощности и могут быть заряжены от тока небольшого напряжения. Для них производитель, как правило, предусматривает зарядное устройство, работающее от разъема автомобильного прикуривателя. Однако есть и такие, которые могут работать только от бытовой сети, так как потребляют при зарядке аккумулятора достаточно большой ток. К таким приборам относится, к примеру, большая часть ноутбуков.

Кроме того, многие бытовые приборы, которые могут понадобиться в дальнем путешествии, могут работать только от бытовой сети с переменным стабилизированным напряжением 220 вольт и частотой 50 герц.

Инвертор, подключенный к бортовой сети, по сути, дает возможность иметь в машине обычную бытовую розетку

Жесткие требования к электросети обусловлены, как правило, наличием электрических компонентов, таких как насосы или компрессоры, которые просто не могут работать с электричеством плохого качества и быстро выходят из строя. Поэтому для подключения к бортовой сети автомобиля для них требуется прибор, который не только преобразует 12 вольт в 220, но и выдает на выходе ток, соответствующий ряду параметров.
Что такое инвертор и для чего он используется?

В бортовой сети автомобиля течет постоянный ток, имеющий напряжение 12 вольт. Инвертор, подключенный к бортовой сети, по сути, дает возможность иметь в машине обычную бытовую розетку, в которую можно включать бытовые приборы и инструменты: компьютеры, зарядные устройства для телефонов, микроволновки, холодильники и т.п.

Подбирать инверторы следует в зависимости от того, какие приборы будут с ними использоваться

Ограничений по использованию техники практически нет, но нужно всегда представлять, сколько потребляет тот или иной прибор, чтобы использовать с ним инвертор, рассчитанный на такое потребление, так как в маломощный инвертор, к примеру, включать холодильник нельзя – у него просто сгорят предохранители.
Классификация инверторов по мощности подключаемых потребителей и типу подключения к бортовой сети

От правильного подбора инвертора зависит не только его долгая и бесперебойная работа, но и сохранность автомобильной сети. Подбирать инверторы следует в зависимости от того, какие приборы будут с ними использоваться. Информация о средней и пиковой потребляемой мощности (пиковым потреблением называется максимальная мощность, которую способен потреблять прибор, как правило, снабженный электромотором или другим компонентом, требующим запуска) содержится в руководстве пользователя, в разделе «Основные технические характеристики». В соответствии с этими параметрами и следует подбирать инвертор.

Если в руководстве пользователя к прибору сказано, что пиковая мощность – 500 ватт при средней мощности 300 ватт, значит, нужно покупать инвертор на 1 кВт, с запасом. С одной стороны, прибор будет гарантированно запускаться и работать, с другой, используя инвертор, вы будете действовать в рамках техники безопасности.

Существует два основных направления классификации инверторов – по совокупной мощности подключаемых потребителей (200 В, 1 кВт и так далее), и по типу подключения – к разъему прикуривателя или напрямую к клеммам аккумулятора при помощи специальных силовых проводов, снабженных зажимами. Эти два параметра связаны напрямую – инверторы с мощностью на выходе до 200 ватт подключаются к прикуривателю, более мощные – к клеммам аккумулятора. Это деление связано с тем, что провода, ведущие к розетке прикуривателя, не рассчитаны на большое потребление, и если включить в розетку инвертор большой мощности, начнут греться, а если вовремя не сработает предохранитель, могут и оплавиться.
Как правильно установить и использовать инвертор

К использованию маломощных инверторов, которые подключаются к розетке прикуривателя особых требований не предъявляется. Температурный диапазон, в котором они могут работать — от -15 до +50 градусов в условиях нормальной влажности. Не стоит оставлять работающий прибор под прямыми лучами солнца. Не рекомендуется также прятать его в ящики и под сиденья, так как при работе инвертор греется, и тепло, во избежание отключения прибора, должно беспрепятственно отводиться от корпуса циркулирующим в салоне воздухом.

В принципе, все те же требования относятся и к более мощным инверторам, которые подключаются к клеммам аккумулятора. Есть и специфические важные требования: нельзя включать зажигание автомобиля и заводить мотор, если инвертор подключен к недемонтированному аккумулятору, к которому подключены клеммы проводки автомобиля.

В принципе, инвертор оснащен защитой от большинства нештатных ситуаций. К примеру, при падении тока на входе до напряжения менее 11 вольт на корпусе инвертора загорается сигнализатор, а если падение напряжения становится критичным, может подаваться и звуковой сигнал. Предусмотрена и защита от перегрева, а также от короткого замыкания.
Какие приборы можно подключать к инвертору и какие существуют ограничения

Большинство бытовых приборов, особенно, электронных, нетребовательны к «качеству» электротока в сети и не имеют режимов пиковой нагрузки. Однако аудиоаппаратура, например, хорошо работает от бытовой электросети и может работать плохо, если подключить ее к инвертору.

Дело здесь в одном из параметров тока на выходе из инвертора, который называется синусоидой. Не вдаваясь в технические подробности, можно сказать, что в бытовой электросети эта синусоида эталонная. Однако большинство имеющихся на рынке инверторов конструктивно не могут выдавать ток с идеальной синусоидой. Если же этот параметр все-таки сопоставим с бытовой сетью, прибор будет очень дорогим. Ток большинства инверторов имеет модифицированную синусоиду, а это значит, что в звучании колонок аудиосистемы, например, могут появится посторонние шумы, так называемые наводки.

Не любят модифицированную синусоиду насосы некоторых типов и еще ряд электрокомпонентов. Однако на работу подавляющего большинства приборов форма синусоиды влияния не оказывает. Как правило, в руководстве по эксплуатации инвертора все ограничения описаны.

Таким образом, чтобы подобрать подходящий инвертор, нужно сделать несложные вычисления. Необходимо подсчитать суммарное потребление всех приборов, которые вы в него собираетесь включать. При этом, если у электроприборов есть параметр пиковой нагрузки, нужно покупать инвертор с учетом именно этого параметра. Кроме того, необходимо включать в расчет определенный запас, так как задокументированная пиковая нагрузка, к примеру, холодильника в момент запуска компрессора, может отличаться от заявленной. В случае правильного расчета потребления прибор гарантированно «потянет» все, что вы в него включите.

Остается сказать только о времени работы от аккумулятора без подзарядки. Лучше всего сделать это на примере. Автомобильный инвертор, рассчитанный на 2 кВт, способен питать дачную котельную с примерным расчетным потреблением 800 ватт в течение приблизительно 2 часов от аккумулятора емкостью 60 ампер-часов, при условии, что аккумулятор в нормальном рабочем состоянии. По истечении этого времени необходимо иметь под рукой сменный дополнительный аккумулятор.

Электрика автомобиля: краткое обучение для автолюбителя

Электрический ток

Современный автомобиль не может работать без электричества. При помощи электрического тока происходит зажигание рабочей
смеси в бензиновых двигателях, пуск двигателя стартером, приводятся в действие световая и звуковая сигнализация, контрольно-измерительные
приборы, освещение и дополнительное оборудование. Кроме того, тенденции мирового автомобилестроения в последнее время направлены на все более
широкое применение электрической тяги в автомобилях (гибридные силовые установки, топливные элементы и электромобили).

Для получения электрической энергии на автомобиле устанавливают источники электрического тока- генератор и аккумуляторную батарею.
Аккумулятор используется для пуска двигателя и для питания электроприборов при неработающем двигателе. Генератор питает электрооборудование автомобиля при работающем двигателе, и, кроме того, подзаряжает аккумуляторную батарею. Генератор превращает механическую энергию от вращения коленвала в электрическую, а аккумулятор- химическую энергию в электрическую.

Генератор и аккумулятор относятся к источникам электрического тока, все остальные электроприборы автомобиля являются его потребителями. Источники и потребители электрического тока соединяются между собой с помощью проводников, в качестве которых, как правило, служит медный провод. Провод обязательно должен находиться в изоляции во избежание замыкания с другими проводниками и, как следствие, перегорания электроприборов.

Все материалы по электропроводности делятся на проводники и непроводники (изоляторы). Не вдаваясь в дебри физики, просто отметим, что в проводниках
находится большое количество свободных электронов, которые хаотично движутся. При приложении электрического напряжения к проводнику свободные электроны начинают двигаться в одном направлении, создавая электрический ток. В изоляторах же свободных электронов практически нет, поэтому и ток создавать нечем. К проводникам относится большинство металлов, уголь, водные растворы щелочей и кислот. К изоляторам- резина, пластмассы, стекло и т.п.

Замкнутая и разомкнутая цепь

Если источник тока, провода и потребители соединить между собой в замкнутый контур, то мы получим электрическую цепь, по которой потечет электрический ток. Характерной особенностью электрической цепи на автомобиле является то, что одним из проводов служит масса (металлические части кузова автомобиля), а другим проводом служат изолированные провода. Поэтому такая электрическая цепь называется однопроводной.

Между полюсами (выводами) любого источника тока существует электрическое напряжение (обозначается U), измеряемое в вольтах. Сила электрического тока (обозначается I) измеряется в амперах. Всякий проводник и потребитель создает сопротивление электрическому току (обозначается R), которое измеряется в омах. Между этими тремя величинами существует зависимость, которую выражает знаменитый закон Ома: I = U / R. Работа электрического тока, выполненная за 1 секунду, называется мощностью. Мощность измеряется в ваттах и обозначается P. Мощность можно рассчитать по формуле P = U * I. Электрический ток, проходящий через проводник, нагревает его. Количество выделяемого при этом тепла зависит от силы тока, сопротивления и времени прохождения тока.

Однопроводная электрическая цепь автомобиля

На автомобилях приборы электрооборудования питаются постоянным током. Постоянным называется ток, который движется в проводнике только
в одном направлении, в отличие от переменного тока, который движется в проводнике попеременно то в одном, то в другом направлении.
В каждом источнике постоянного тока различают два полюса: положительный (+) и отрицательный (-). Условно считают, что постоянный ток в цепи движется
от положительного полюса к отрицательному. На автомобилях отрицательный полюс источника тока соединяют с массой (если, конечно, кузов металлический).

Потребители или источники тока могут быть соединены между собой последовательно или параллельно. При последовательном соединении отрицательный полюс одного источника тока соединяют с положительным полюсом другого. В результате такого соединения общее напряжение будет равно сумме напряжений всех источников тока. При параллельном соединении источников тока соединяют между собой одноименные полюса- положительные с положительными, отрицательные с отрицательными. При таком соединении общее напряжение будет таким же, как у одного источника тока, а сила тока увеличится во столько раз, сколько источников тока соединены между собой.

При последовательном соединении потребителей весь ток проходит через каждый потребитель. Если выйдет из строя один из потребителей, обесточивается вся цепь. При параллельном соединении ток, разветвляясь, поступает к каждому потребителю отдельно. В этом случае выход из строя любого потребителя не влияет на работоспособность остальных.

Последовательное соединение источников Параллельное соединение источников

Магнетизм и электромагнетизм

Все знают, что такое магнит. Также все замечали, что магниты притягивают к себе стальные предметы не только при непосредственном соприкосновении, но
и на расстоянии, что свидетельствует о наличии вокруг них магнитного поля. Каждый магнит имеет два полюса, которые условно называют северным (N) и южным (S). При сближении одноименных полюсов двух магнитов они отталкиваются, а при сближении разноименных полюсов- притягиваются.

Магнитное поле, созданное вокруг магнитов, состоит из магнитных силовых линий, направленных от северного полюса к южному. С удалением от магнита величина магнитного поля уменьшается.

Магнитное поле вокруг проводника с током

Если через проводник пропустить электрический ток, то вокруг него создается кольцевое магнитное поле без выраженных полюсов. Если же проводник свернуть в виде спирали, то при прохождении по нему тока магнитное поле образует на концах спирали полюса- северный и южный. Если в середину такой катушки поместить стальной сердечник, то образуется электромагнит, имеющий все свойства обычного магнита (очень наглядно это показано в мультфильме “Ивашка из дворца пионеров”, где главный герой с помощью электромагнита расправляется с Кащеем Бессмертным).

Простейший электромагнит

Магнитное поле электромагнита можно увеличивать или уменьшать, изменяя силу тока или количество витков катушки. С увеличением силы тока или количества витков электромагнита увеличивается его магнитное поле.

Если проводник с током поместить в магнитное поле магнита (электромагнита), то в результате взаимодействия магнитных полей проводника и магнита проводник будет выталкиваться, т.е. электрическая энергия будет превращаться в механическую. На этом явлении основана работа электродвигателей.

Принцип работы генератора Принцип работы электродвигателя

Для превращения механической энергии в электрическую используют явление электромагнитной индукции. Если замкнутый проводник вращать в магнитном поле, то в проводнике возникает электрический ток. Величина тока зависит от длины проводника, скорости пересечения,плотности магнитного поля и угла, под которым пересекаются магнитные силовые линии. На этом явлении основана работа генератора.

Вы, конечно же обратили внимание, что картинки практически одинаковы? Не удивляйтесь, это свидетельство обратимости электрических машин. Обратимость электрических машин — одинаковое устройство преобразователей электрической энергии в механическую и механической в электрическую. Таким образом, электрические машины взаимозаменяемы: любой электродвигатель может использоваться в качестве генератора и наоборот. Приоритетная функция электрической машины определяет её конструктивные особенности, вследствие которых обратимость становится неравномерной. Говоря по-русски, электрогенератор будет работать лучше, чем используемый в качестве генератора соответствующий по размерам электродвигатель, и наоборот.

Обозначения на электрических схемах

Обозначения на схемах электрооборудования автомобиля, как правило, интуитивно понятны. Но, для общего развития, не мешает знать и некоторые специфические условные обозначения.

Обозначения на электрических схемах

Почему автомобильные генераторы вырабатывают переменный ток?

Вот почему автомобили используют генераторы переменного тока, хотя все устройства на борту работают от постоянного электричества

Задумывались ли вы когда-нибудь о том, что питает все системы вашего автомобиля ? За счет чего заводится мотор, горят лампочки на приборной панели, движутся стрелки и работают бортовые компьютеры? Откуда берется электричество на борту? Конечно, их вырабатывает генератор и аккумулирует химический накопитель энергии многоразового действия – электрический аккумулятор. Это знают все. Скорее всего, вы также в курсе, что аккумуляторная батарея вырабатывает постоянный ток, который используется в любом автомобиле для запитывания приборов. Однако во всей этой стройной теории, проверенной практикой, присутствует одно странное звено, не желающее поддаваться логике, – генератор вырабатывает ток переменный, тогда как все механизмы на борту машины потребляют ток постоянный. Это не кажется вам странным? Почему так происходит?

На самом деле это интересный вопрос, потому что в этой истории на первый взгляд нет никакого смысла. Если все потребители электричества в вашем автомобиле работают на 12 вольтах постоянного тока, почему автопроизводители больше не используют генераторы, которые производят постоянный ток? Ведь раньше так и делали. Почему необходимо сперва сгенерировать переменный ток, а затем преобразовывать его в постоянное электричество?

Задавшись такого рода вопросами, мы начали докапываться до истины. Ведь есть же в этом какая-то тайная причина. И вот что мы выяснили.

Во-первых, давайте проясним, что мы подразумеваем под переменным и постоянным током. Автомобили используют постоянный ток, или прямой ток, как его еще называют. В названии скрыта суть феномена. Это тип электричества, который производится батареями, он течет в одном постоянном направлении. Этот же тип электричества производился генераторами, которые ставились на первые автомобили с начала 1900-х годов до 60-х годов прошлого века. На старушках ГАЗ М-20 «Победа» и ГАЗ-69 ставились именно генераторы постоянного тока.

Другой вид электричества – переменный ток – назван так из-за того, что он периодически обращает течение по направлению, а также изменяется по величине, сохраняя свое направление в электрической цепи неизменным. Доступ к этому типу электричества можно получить в любой розетке обычной квартиры по всему миру. Мы используем его для питания электроприборов в частных домах, зданиях, огни больших городов также дают свет благодаря переменному току, потому что его легче передавать на большие расстояния.

Большая часть электроники, в том числе почти вся в вашем автомобиле, использует постоянный ток, преобразуя переменный ток в постоянный для выполнения полезной работы. В бытовых приборах установлены так называемые блоки питания, в которых происходит конвертация одного вида энергии в другой. Побочным результатом работы преобразования является немного тепла на выходе. Чем сложнее бытовая утварь, к примеру компьютер или Smart TV, тем сложнее цепочка преобразований. В некоторых случаях переменный ток частично не изменяется, а лишь корректируется его частота. Поэтому очень важно при замене вышедшего из строя блока питания заменять его на оригинальный, требуемого типа. Иначе технике наступит очень быстрый конец.

Но что-то мы отошли от главных вопросов, поставленных на повестку дня сегодня.

Итак, зачем в автомобилях вырабатывать «неправильный» вид электричества?

В общем, ответ очень прост: таков принцип работы генератора переменного тока. Наиболее высокий КПД при переводе механической энергии вращения двигателя в электрическую энергию происходит именно по такому принципу. Но есть нюансы.

Кратко принцип работы автомобильного генератора таков:

При включении зажигания на обмотку возбуждения подается напряжение через блок щеток и контактные кольца.

Инициируется появление магнитного поля.

Магнитное поле воздействует на обмотки статора, что приводит к появлению электрического переменного тока.

Далее переменный ток отправляется на выпрямительный блок, где происходит его преобразование в постоянный ток.

Завершающая стадия «готовки» правильного тока – регулятор напряжения.

После всего процесса часть электричества запитывает электропотребители, часть идет на подзарядку аккумулятора, некоторая часть уходит обратно на щетки альтернатора (так когда-то называли генератор переменного тока) для самовозбуждения генератора.

Выше был описан принцип работы современного генератора переменного тока, но так было не всегда. Ранние автомобили с двигателями внутреннего сгорания использовали магнето – простейшее приспособление для преобразования механической энергии в электрическую (переменного тока). Внешне, да и внутренне, эти машинки были даже схожи с более поздними генераторами, но использовались на очень простых автомобильных электрических системах без батарей. Все было просто и безотказно. Не зря некоторые сохранившиеся до наших времен 90-летние автомобили заводятся до сих пор.

Индукторы (второе название магнето) впервые были разработаны человеком с неподражаемым именем – Ипполит Пикси.

На данный момент мы с вами выяснили, что тип вырабатываемого генераторами тока зависит от продуктивности перевода механической энергии в электрическую, но также немаловажную роль во всей этой истории сыграло снижение массы и габаритов устройства по сравнению с аналогичными по мощности устройствами-производителями постоянного тока. Разница в весе и габаритах оказалась почти в три раза! Но есть еще один секрет, почему автомобильные генераторы сегодня вырабатывают переменный ток. Вкратце это более передовой эволюционный путь развития генераторов постоянного тока, которых, признаться честно, по сути, и не существовало в чистом виде.

Историческая справка:

Более того, генераторы постоянного тока на самом деле также производили переменный ток, когда якорь (подвижная часть) вращался внутри статора (внешний «корпус», который имеет постоянное магнитное поле). Разве что частота тока была иной и «сгладить» ее в постоянный ток можно было проще – при помощи коммутатора.

Коммутатором тогда называлось механическое приспособление с вращающимся цилиндром, поделенным на сегменты с щетками для создания электрического контакта.

Система работала, но была неидеальна. В ней было множество механических частей, контактные щетки быстро изнашивались, и общая надежность системы была так себе. Тем не менее это был лучший способ получить постоянный ток, который был нужен вам для зарядки аккумулятора и системы запуска автомобиля.

Так было до конца 1950-х годов, когда начала появляться твердотельная электроника, ставшая решением проблемы преобразования переменного тока в постоянный посредством кремниевых диодных выпрямителей.

Эти выпрямители тока (иногда называемые диодным мостом) показали себя с гораздо лучшей стороны в качестве преобразователей переменного тока в постоянный, что, в свою очередь, позволило использовать более простые, а значит, более надежные генераторы переменного тока в автомобилях.

Первым зарубежным автопроизводителем, который развил эту идею и вывел ее на рынок легковых автомобилей, был Chrysler, имевший опыт работы с выпрямителями и электронными регуляторами напряжения благодаря исследовательской работе, спонсируемой Министерством обороны США. В Википедии отмечается, что американская разработка «…повторяла разработку авторов из СССР», первая конструкция генератора переменного тока была представлена в Советском Союзе за шесть лет до этого. Единственным, но важным улучшением американцев стало применение кремниевых выпрямительных диодов вместо селеновых.

В СССР же, хоть и опоздали на 7 лет с введением в серию генераторов переменного тока на легковые автомобили, опередили весь мир в самой разработке новых типов генераторов. Еще в 1955 году на Горьковском автозаводе было выпущено 2.000 машин с альтернаторами вместо магнето.

«Одними из ведущих разработчиков, благодаря которым в СССР и на европейском континенте появилась первая серийная конструкция генераторов переменного тока, были Ю. А. Купеев (НИИ автоприборов) и В. И. Василевский (КЗАТЭ г. Самара)», – говорится на страницах Википедии.

Итог. Почему генераторы на авто вырабатывают переменный ток?

Ну, а мы завершаем наш рассказ. Первым легковым автомобилем, в базовой комплектации которого устанавливался генератор новой конструкции, стал Plymouth 1960 года выпуска. Некоторыми из наиболее очевидных преимуществ генератора было то, что на низкой скорости или на холостом ходу он по-прежнему производил достаточно тока, чтобы заряжать аккумулятор, что большинство генераторов того времени были не в состоянии сделать.

Оказалось, что альтернаторы, после того как был налажен массовый выпуск, производить дешевле, чем генераторы старой конструкции, они надежнее, выносливее и производят больше электричества на разных скоростях вращения коленчатого вала. Они сделали настолько большой шаг вперед, что все их плюсы запросто перекрывали единственный минус – они не могли производить постоянный ток. Позиция закрепилась после того, как инженерами был разработан дешевый и надежный твердотельный выпрямитель.

Alex-422 › Блог › Генератор Генератор вырабатывает ток на атомной электростанции и в вашем автомобиле

Генератор – миниатюрная автомобильная электростанция, преобразующая энергию вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания в электрический ток.
История создания генератора

Изобретателем автомобильного генератора в той форме, в которой он устанавливается и в наши дни, был немецкий инженер Роберт Бош. В 1887 он разработал низковольтное магнето для стационарных двигателей, а к 1902 году – магнето высокого напряжения, которое стало прообразом показанной им в 1906 году «световой машины», то есть первого автомобильного генератора постоянного тока.

Прообраз генератора на основе «вращающегося треугольника» разработал английский физик Майкл Фарадей еще в середине 19 века

Автомобильный генератор обеспечивает питание всех энергозависимых устройств автомобиля и зарядку аккумулятора при работающем двигателе. В автомобилях с гибридным приводом генератор выполняет функции стартера. В корпусе современного генератора помимо блока, необходимого непосредственно для выработки электричества, установлены также и другие элементы. Это выпрямительный блок и регулятор напряжения.

Устройство и принцип работы генератора

Генератор по конструкции похож на стартер, что в полной мере иллюстрирует принцип обратимости любой электрической машины. Внутри корпуса генератора находится статор, набранный из стальных элементов с трехфазной обмоткой из медной проволоки (катушек). В кольце статора располагается ротор – система из закрепленных на валу двух магнитов разных полюсов и обмотки возбуждения. При вращении ротора напротив катушек обмотки статора проходят попеременно «северный» и «южный» полюсы ротора. Таким образом, направление магнитного потока, пронизывающего катушку, меняется, что и вызывает появление в ней переменного напряжения. Вращение ротора генератора, как правило, обеспечивается ременной передачей от коленчатого вала двигателя. Также на валу обычно закреплен вентилятор, обеспечивающий охлаждение генератора.

Поскольку бортовая сеть автомобиля рассчитана на постоянное напряжение, автомобильные генераторы оснащены устройством для преобразования переменного тока в постоянный. Этот выпрямитель часто называют диодным мостом.

Если генератор отказал там, где нет возможности отвезти автомобиль в сервис, его можно снять самостоятельно. В большинстве случаев для этого не придется даже лезть под машину

Также в автомобильных генераторах имеется встроенный регулятор напряжения. Его функция – обеспечить постоянные параметры бортовой сети, так как выдаваемое генератором напряжение напрямую зависит от частоты вращения ротора. В системе регулирования участвует также щеточный узел со скользящими контактами («щетками генератора»), примыкающими к кольцевым контактам на валу ротора.

Приводится в движение генератор посредством приводного ремня, надетого на шкив, соосный со шкивом, закрепленным на переднем конце коленчатого вала.
Напряжение генератора

Уровень напряжения электрического тока, вырабатываемого генератором несколько выше, чем необходимо для двенадцативольтовой бортовой сети, и составляет от 13,5 до 14,5 Вольт. Это небоходимо для того, чтобы автомобильный аккумулятор, который во время движения и работы потребителей, никогда физически не отключается. Если бы генератор, как и аккумулятор, выдавал на выходе 12 Вольт, аккумулятор постоянно разряжался бы, так как стремился бы отдавать ток в бортовую сеть вместе с генератором.

Между мощностью генератора и емкостью аккумулятора есть прямая зависимость. Если поставить в автомобиль слишком мощный аккумулятор, он никогда не будет заряжен до конца

Это выше уровня напряжения аккумулятора, что вызывает небольшой выравнивающий ток осуществляющий заряд батареи. Когда же ток, который подается на аккумулятор с генератора, имеет несколько больший вольтаж, аккумулятор начинает брать ток, то есть заряжаться.
Распространенные неисправности генератора

Наиболее распространенный признак неисправности генератора — недостаточный заряд аккумулятора. При диагностике в первую очередь необходимо проверить натяжение ремня. Правильность этой регулировки имеет большое значение – при недостаточном натяжении ремень проскальзывает, и генератор не выдает необходимого напряжения, при избыточном – быстро изнашиваются подшипники вала и начинается биение ротора. Если ремень в порядке необходимо проверить контакты цепи и щеточный узел, так как при длительной эксплуатации щетки изнашиваются. Нештатная работа регулятора напряжения и, как следствие, повышенное напряжение в сети, ведет к снижению ресурса аккумулятора и может вызвать выгорание элементов бортовой цепи.

Также к числу наиболее распространенных неисправностей автомобильных генераторов относятся выгорание диодного моста, обрыв проводов обмотки статора и короткое замыкание обмоток на корпус. Последнее чаще всего возникает из-за попадания влаги на участки обмоток с поврежденным лакокрасочным покрытием.
Интересные факты о генераторе

Необходимо понимать, что, “прикуривая” автомобиль соседа с севшим аккумулятором, вы сильно рискуете загубить генератор своего автомобиля. Проблема заключается в том, что стартер автомобиля, который вы пытаетесь завести, потребляет в пиковые моменты гораздо больший ток, чем может выдать ваш генератор и обработать регулятор напряжения. Среднестатистический генератор выдает ток в 50 — 55 Ампер, а стартер автомобиля, который вы “прикуриваете” способен потреблять до 500 Ампер.

Средняя стоимость диагностики и переборки генератора автомобиля иностранного производства — 5-6 тысяч рублей. Объясняется это тем, что в них часто используются одни и те же компоненты

Способы “прикурить” другой автомобиль безопасно все же есть. Прежде всего, вы можете зарядить аккумуляторную батарею в автомобиле соседа, как свою вторую. Присоединив щипцы, вы сразу начинаете это делать. Если же вы все-таки хотите завести чужой автомобиль оперативно, необходимо во время запуска хотя бы отсоединить свою батарею или, наоборот, заводить второй автомобиль от нее, а свой двигатель на это время выключить, чтобы поберечь генератор.

Ссылка на основную публикацию