Proč je v elektrickém systému automobilu potřeba generátor?

Každý vůz je vybaven palubní elektrickou sítí, která plní mnoho funkcí – spouštění elektrárny pomocí elektrického startéru, vytváření jiskrového výboje pro zapálení hořlavé směsi (benzínové motory), zajištění světelné a zvukové signalizace a osvětlení, zvýšení komfortu v kabině a řadu dalších. Ale stejný startér, lampy a hnací motory jsou spotřebiči elektřiny a aby jim poskytl elektřinu, má vůz dva zdroje elektrického proudu – baterii a generátor.

Baterie dodává energii do palubní sítě vozidla, dokud se elektrárna nespustí. Zvláštností baterie je, že negeneruje elektrický proud, ale pouze jej ukládá v sobě a v případě potřeby uvolňuje. Proto není možné používat pouze baterii, protože se časem jednoduše vybije, tj. uvolní veškerou nahromaděnou energii. A to se stane rychle, pokud často startujete motor, protože startér je jedním z nejsilnějších spotřebičů v palubní síti.

Jmenování

K obnovení nabití baterie po spuštění elektrárny a také k napájení všech ostatních elektrických zařízení se používá generátor. Tento elektrický prvek, na rozdíl od baterie, generuje elektřinu a může tak činit neustále. K generování elektrického proudu je však zapotřebí mechanická práce – rotace jedné ze součástí generátoru – rotoru.

Proto, dokud není motor nastartován, generátor není schopen generovat energii a palubní síť je napájena pouze z baterie.

Generátor je totéž co elektromotor, ale jeho práce se vykonává přesně opačně. Pokud je do elektromotoru dodávána energie za účelem dosažení mechanického děje – rotace rotoru, pak v generátoru rotace zajišťuje výrobu elektrické energie.

Jednoduše řečeno, princip činnosti generátoru je následující: když se rotor otáčí, vytváří magnetické pole, které ovlivňuje vinutí statoru, což způsobuje, že se v něm objeví elektrický proud, který se používá k napájení palubní sítě.

Existují však i určité nuance v provozu tohoto prvku palubní sítě. Moderní automobilový generátor je třífázový a na výstupu poskytuje střídavý proud, který není vhodný pro napájení palubní sítě automobilu, protože používá stejnosměrný proud. Kromě toho musí generátor vyrábět elektřinu s určitými ukazateli, aby nepoškodil spotřebitele. Proto toto zařízení obsahuje řadu dalších prvků vybavení.

Generátorové zařízení pro auto

Generátor v sekci

Hlavní prvky generátoru jsou tedy:

1. rotor – pohyblivá součást
2. stator – stacionární.

Rotor je hřídel, na které je umístěno budicí vinutí, dvě poloviny pólu tvořící pólový systém a kontaktní kroužky. Hlavním úkolem budicího vinutí je vytváření magnetického pole. K dosažení tohoto efektu je však nutné do něj přivádět malý elektrický proud. Dokud se motor nenastartuje, proud pro buzení pole se odebírá z baterie. Po nastartování a dosažení určitých otáček začne vinutí přijímat proud generovaný generátorem, tj. zařízení se přepne do režimu samobuzení.

Budicí vinutí je umístěno mezi dvěma polovinami pólu. Tyto poloviny jsou vyrobeny ražením, což jim umožnilo vytvořit 6 zobákovitých výstupků, které jsou umístěny na horní straně vinutí.

Pro napájení vinutí elektrickým proudem jsou potřeba sběrací kroužky. K těmto kroužkům jsou připojeny svorky budicího vinutí.

Rotor dále obsahuje hnací řemenici, chladicí ventilátor a valivá ložiska.

Stator je určen k výrobě střídavého proudu, který je generován magnetickým polem rotoru. Skládá se ze dvou částí – jádra a vinutí. Jádro je pouzdro sestavené z ocelového plechu. Má drážky, ve kterých jsou uložena vinutí – tři kusy (tři fáze). Jsou uložena smyčkově nebo vlnově. V tomto případě jsou vzájemně propojena podle jednoho z těchto schémat – “hvězda” nebo “trojúhelník”.

Zapojení „hvězda“ spočívá v tom, že jeden konec každého vinutí je připojen v jednom bodě a ostatní konce jsou svorky. V „trojúhelníku“ jsou vinutí zapojena do kruhu – první vinutí je připojeno k druhému, druhé ke třetímu a třetí k prvnímu. Spojovací body vinutí jsou svorky.

Rotor je umístěn uvnitř statoru, který je zase upnut mezi dvěma kryty skříně. Tyto kryty mají také montážní místa pro ložiska rotoru. Přední kryt (ten na straně řemenice) má větrací otvory.

Zadní kryt obsahuje zbývající nezbytné prvky:

• kartáčový blok;
• diodový můstek, známý také jako usměrňovací blok;
• regulátor napětí.

Kartáčový blok je určen k přenosu elektrického proudu do budicího vinutí. Za tímto účelem obsahuje dva pružně zatížené grafitové kartáče umístěné v pouzdře. Pružiny tyto kartáče přitlačují ke kontaktním kroužkům, ale mezi nimi není žádné pevné spojení.

Diodový můstek zajišťuje převod střídavého proudu na stejnosměrný. Jeho konstrukce zahrnuje šest diod instalovaných v deskách odvádějících teplo. Každé statorové vinutí má dvě diody – “plus” a “mínus”.

Regulátor napětí je prvek, který udržuje výstupní napětí v přesně stanoveném rozsahu. Faktem je, že množství a parametry generované energie závisí na otáčkách motoru. Baterie je velmi „citlivá“ na dodávané napětí. Pokud je nedostatečné, baterie bude podbitá, a pokud je nadměrné, bude přebitá. Obojí vede k výraznému snížení životnosti baterie. Moderní automobily používají polovodičové elektronické regulátory, které jsou často integrovány s blokem kartáčů.

Jak funguje generátor do auta?

Nyní k tomu, jak všechno funguje. Po zapnutí zapalování je do budicího vinutí přivedeno napětí přes kartáčový blok a kontaktní kroužky, což způsobí, že se kolem něj objeví magnetické pole. Protože se rotor po nastartování motoru neustále otáčí, otáčí se s ním i magnetické pole jeho vinutí. Toto pole ovlivňuje vinutí statoru, což způsobí, že se na jejich svorkách objeví střídavý proud, který je přiváděn do usměrňovacího bloku. Na jeho výstupu je již stejnosměrný proud, který jde do regulátoru napětí. Část z něj je přiváděna do kartáčů pro zajištění režimu samobuzení, zbytek jde na dobíjení baterie a napájení spotřebičů.

Regulace výstupního napětí regulátorem je organizována poměrně jednoduše. Protože je připojen k kartáčovému bloku, jednoduše mění napětí dodávané do budicího vinutí, což následně ovlivňuje magnetické pole a množství generované energie. Další vlastností regulátoru je tepelná kompenzace. Ta spočívá v tom, že napětí dodávané do baterie se mění v závislosti na teplotě. Při nízkých teplotách se napětí zvyšuje, ale s rostoucí teplotou se napětí snižuje.

Video: Rychlá kontrola GENERÁTORU bez nutnosti jeho instalace na auto

Závažné poruchy

Generátor má poměrně spolehlivou konstrukci, ale má i závady. Ty lze rozdělit na mechanické a elektrické.

Odborná recenze, proč se generátor nenabíjí, je uvedena v tomto článku https://topmekhanik.ru/generator-ne-daet-zaryadku/

1. Mechanické poruchy obvykle vznikají v důsledku opotřebení ložisek, kartáčů, hnacího řemene a řemenice. Tyto poruchy lze obvykle snadno odhalit, protože jsou všechny doprovázeny cizím hlukem nebo vrzáním generátoru. Tyto poruchy se obvykle odstraní výměnou opotřebovaného prvku.
2. Existuje více elektrických poruch – přerušení nebo zkrat vinutí rotoru nebo statoru, porucha diody, selhání regulátoru. Tyto poruchy je obtížnější jak odhalit, tak odstranit. Zároveň mohou elektrické poruchy negativně ovlivnit baterii, dokud nejsou odhaleny. Například vadný regulátor zajišťuje neustálé přebíjení baterie. Nebudou se projevovat žádné zvláštní příznaky a poruchu lze detekovat pouze měřením výstupního napětí z generátoru. Než je však porucha regulátoru odhalena, může již způsobit nenapravitelné poškození baterie.

Všechny elektrické závady, s výjimkou přerušení a zkratů, se obvykle opravují výměnou vadného prvku. Pokud jde o problémy s vinutími, ty se řeší převinutím.

Aby se předešlo problémům s generátorem, je nutné pravidelně kontrolovat stav jeho pohonu, ložisek, kartáčů a také měřit výstupní napětí.