Из какого металла сделан генератор

Обновлено: 20.09.2024

У генератора важные функции. Он является надежным, не привередливым, экономичным способом запитать помещение электричеством. Выступать аппарат может в качестве основного или резервного источника питания, в зависимости от конструктивных особенностей.

Многие детали в генераторы важны, в том числе, и такая, на первый взгляд мелочь, как обмотка. В данной статье и пойдет речь именно об этой мелочи. Мы рассмотрим ее назначение, а также виды материала, из которого изготовлена обмотка.

Что такое электрогенератор?

Электрический генератор – это аппарат, способный преобразовывать механическую энергию в электрическую.

Работа машины основывается на принципе индукции, то есть, в проводе, который движется в магнитном поле, наводится электродвижущая сила (ЭДС).

Бензиновый генератор Iron Angel могут выдавать и постоянный и переменный ток. Само же слово «генератор» с латыни дословно перевести можно, как «производитель».

Электрогенераторы постоянного тока

Данные аппараты могут отличаться по характеру возбуждения. В генераторах электромагнитного возбуждения обмотка располагается на основных полюсах и подключается именно к источнику питания. Генераторы с магнитоэлектрическим типом возбуждения приходят в действие за счет постоянных магнитов, которые являются материалами изготовления полюсов. Данные машины широко применимы в промышленных зданиях, где требуется наличие постоянного тока. К ним относятся помещения, связанные с металлургией, электролизным производством, транспорт, судна и тому подобное. В качестве возбудителей синхронных генераторов и производителей постоянного тока, данного типа генераторы применимы и на электростанциях.

Электрогенераторы переменного тока

Данные машины дают возможность получить большие токи при довольно высоком напряжении. Сейчас, различают несколько типов подобных аппаратов.

Состоят они из электрического и постоянного магнита. Вместе они создают магнитное поле. Также, в конструкцию входит обмотка, в ней и индуцируется переменная электродвижущая сила.

Синхронные и асинхронные

По типу мотора, установленного в генератор, определяется его тип. Генератор может быть синхронным и асинхронным. По своему строению второй выполнен намного проще, чем первый, так как в нем отсутствуют угольные щетки и обмотка. Посему, речь в нашей статье пойдет о синхронных генераторах.

Какая функция обмотки альтернатора

Чтобы возбудить ЭДС на участках, находящегося в генераторе, статоре, следует воссоздать переменную структуру магнитного поля. Поле производится благодаря магнитному якорю, который также является ротором. Намагничивание осуществляется посредством обмотки. Она намотана на ротор и статор и представляет собой металлическую проволоку.

Как только меняется электрический ток, начинается влияние на структуру магнитного поля и, само собой разумеется, на выходное напряжение статора. С помощью электрической схемы с обратным действием на напряжение и ток, процесс автоматически регулируется.

Металлическая обмотка – это способ создать электромагнитное возбуждение, а вследствие, создать требуемое магнитное поле. На ресурс генератора оказывают влияние два обстоятельства, а именно:

Качество обмотки. Чем больше витков имеет обмотка, тем выше мощность электрического генератора. Также, величина поперечного сечения проводов оказывает воздействие на мощности аппаратов.

Материал обмотки. По названию статьи догадаться несложно, что обмотка может быть изготовлена из меди или алюминия.

Более свежие модели генераторов имеют обмотку, с лаковой изоляцией. У изоляции есть своя большая классификация, представленная буквами алфавита. Чем дальше буква от начала алфавита, тем качественней изоляция. А, вместе с тем, лучше термостойкость обмотки.

Медная обмотка: плюсы и минусы

Медь используется в качестве материала изготовления обмотки, так как является вторым по ковкости и пластичности. Первый – это, конечно же, золото. У меди есть свойства такие, как:

Только обмотка из меди в состоянии выдерживать сильные нагрузки без вреда для себя. А это влечет за собой такую приятную вещь, как долгий срок жизни, а следовательно, работы обмотки и генератора, соответственно.

Стоит отметить, что проводимые возможности меди превышают таковые у алюминия в 1,7 раза и, при этом, ее сопротивление ниже, то есть меньший нагрев.

Плюсы медной обмотки

Во-первых, медная обмотка обладает повышенным ресурсом работы.

Во-вторых, она практически не греется при высоких нагрузках.

В-третьих, у нее большая степень проводимости.

Четвертое – это стойкость во время коротких замыканий.

Пятое – более быстрое охлаждение.

И, наконец, повышенная прочность.

Минусы медной обмотки

К недостаткам обмотки из меди можно отнести дороговизну и более высокий вес, который влияет и общую массу аппарата.

Преимущества и недостатки алюминиевой обмотки

Алюминий – материал с маленьким весом. У него хорошая проводимость, если сравнивать с другими типами металлов. Также, для алюминия характерна высокая теплопроводность, а это значит, что нагревается алюминий в более скором темпе, нежели медь. В итоге, это не очень положительно сказывается на генераторе.

Однако, у алюминия тоже есть особенность, а именно устойчивость к коррозийным разрушениям. Алюминий, при содействии с воздушными массами, покрывает себя оксидом алюминия, который и выполняет роль защитного слоя. Но, такой слой препятствует спаиванию, а посему соединенные части алюминия прочностью не отличаются.

Преимущества алюминиевой обмотки

Преимущество у данного типа обмотки заключается в низкой стоимости и незначительной массе.

Недостатки алюминиевой обмотки

В первую очередь, у алюминиевой обмотки проводимость ниже.

Также, она быстрее нагревается, то есть при значительных нагрузках, мощность генератора снижается.

Третьим недостатком является непрочность, которая влияет на ресурсы генератора.

И последнее – это долгосрочное охлаждение.

Так же у нас на сайте Вы сможете найти большой выбор Генераторы Konner&Sohnen и Инверторных генераторов Konner&Sohnen.

Как устроен автомобильный генератор

Наиболее важным звеном в электрической системе любого автомобиля является генератор.

Данный агрегат предназначен для выработки электричества, без которого невозможна работа двигателя и всего оборудования.

К слову сказать, без генератора мотор работать сможет, но не долго – до разрядки аккумуляторной батареи. Независимо от марки и модели автомобиля, будь то ВАЗ-2110, ВАЗ-2107 или Шевроле Камаро, устройство генератора практически одно и то же.

На современные автомобили производители устанавливают трехфазные генераторы переменного тока. Основными частями данного агрегата являются:

корпус, изготовленный из легкосплавного материала;
статор – неподвижная внешняя обмотка, закрепленная внутри корпуса;
ротор – подвижная обмотка, вращающаяся внутри статора;
реле-регулятор напряжения;
выпрямитель напряжения.

«Анатомия» генератора

Корпус

Корпус автомобильного генератора изготавливается из сплавов легких металлов (как правило, применяется дюралюминий) для уменьшения веса устройства. Для обеспечения эффективного теплоотвода в корпусе имеется большое количество вентиляционных отверстий. Устройство системы охлаждения у разных моделей генераторов различно и зависит от величины рабочих оборотов генератора и от того, насколько тяжелы температурные условия в подкапотном пространстве автомобиля.

Например, у ВАЗ-2106 имеется одна крыльчатка, выгоняющая горячий воздух из корпуса, тогда как у ВАЗ-2109, а также у моделей 2110 и 2112 два вентилятора гонят воздушные потоки навстречу друг другу. В передней и задней стенках размещены подшипники, на которых вращается ротор.

Обмотка

Обмотка статора выполняется из медного провода, уложенного в пазы сердечника. Сам сердечник изготавливается из трансформаторного железа, обладающего улучшенными магнитными свойствами. Поскольку генератор трехфазный, у статора имеются три обмотки, соединенные друг с другом треугольником.

Из-за того, что устройство во время работы подвержено сильному нагреву, провод обмоток покрыт двумя слоями теплоизоляционного материала. Обычно для этого используется специальный лак.

Ротор

Ротор – это электромагнит с одной обмоткой, расположенной на валу. Поверх обмотки закреплен ферро-магнитный сердечник диаметром немного меньше внутреннего диаметра статора (на 1,5 – 2 мм). На валу ротора также размещаются медные кольца, соединяющиеся с его обмоткой посредством графитовых щеток. Кольца предназначены для подачи управляющего напряжения с реле-регулятора на обмотку ротора.

Реле-регулятор

Реле-регулятор – это электронная схема, которая контролирует и регулирует напряжение на выходе генератора. Данное реле служит для защиты агрегата от перегрузок и поддерживает напряжение в бортовой сети автомобиля порядка 13,5 В.

Более совершенные реле-регуляторы имеют датчик температуры для того, чтобы в зимнее время устройство выдавало более высокое напряжение (до 14,7 В). Устанавливается либо внутри генератора в одном корпусе с графитовыми щетками, либо (чаще всего) вне корпуса, в этом случае щетки крепятся на специальном щеткодержателе.

Выпрямитель

Выпрямитель, или диодный мост, состоит из шести диодов, расположенных на печатной плате и соединенных между собой попарно по схеме Ларионова. Задача выпрямителя – преобразование трехфазного переменного тока в постоянный. Автомастера нередко называют его «подковой» за внешний вид.

Работа автомобильного генератора

Основополагающий принцип работы автомобильного генератора – возникновение переменного электрического тока в обмотках статора под действием постоянного магнитного поля, образующегося вокруг сердечника ротора. После запуска двигателя ротор приводится в действие приводным ремнем.

На моделях ВАЗ-2106 и ВАЗ-2107 он зубчатый, на автомобилях ВАЗ-2109, ВАЗ-2110, ВАЗ-2112 – ручейчатый, или поликлиновый. Применение поликлинового ремня позволяет обеспечить большее передаточное отношение, а следовательно более высокие рабочие обороты агрегата и большую эффективность.

Обычный клиновый ремень невозможно применять для высокооборотистых генераторов, подобных 94.3701, устанавливаемых на автомобили ВАЗ-2110 и ВАЗ-2112, поскольку он будет усиленно изнашиваться из-за слишком маленького шкива.

На обмотку ротора подается напряжение, и возникает магнитный поток. Во время вращения ротора в обмотках статора возникает ЭДС. Реле-регулятор изменяет силу тока в зависимости от нагрузки, снимаемой с положительной клеммы генератора таким образом, чтобы обеспечить зарядку аккумулятора или поддержание уровня его заряда, а также обеспечить электричеством каждое устройство, подключенное к бортовой сети автомобиля.

Как продлить жизнь генератору

Первое, за чем нужно тщательно следить, натяжение приводного ремня. При недостаточном натяжении ремень будет постоянно пробуксовывать, в результате чего быстро износится, а генератор не сможет выдать требуемое напряжение. Сильно натянутый ремень излишне перегружает подшипники агрегата, что ведет к быстрому их износу и замене.

О неполадках в работе автомобильного генератора сигнализирует контрольная лампа на панели приборов. Если она загорается, значит, устройство не справляется со своей задачей, а именно выдает недостаточное напряжение. Признаками неполадок являются:

периодический недозаряд или перезаряд аккумулятора;
более тусклый свет фар автомобиля при работе мотора на холостых оборотах;
изменение интенсивности светового потока в зависимости от частоты вращения коленчатого вала;
посторонние звуки (писк, стуки), исходящие от генератора.

Если своевременно выявить неисправность, цена ремонта будет невысокой. В противном случае невнимательность или простая халатность приведет к замене всего устройства.

Замена генератора на более мощный

Многие владельцы ВАЗ-2106 и ВАЗ-2107 недовольны работой штатного генератора, который способен выдать силу тока всего 42 Ампера. В качестве альтернативы идеально подходит агрегат от автомобиля ВАЗ-2109 мощностью 55 Ампер. Его крепления в точности совпадают с «родными».

Разница лишь в том, что у автомобиля ВАЗ-2109 в генератор втыкается один провод вместо двух у «шестерочного», поэтому лишний провод, идущий от реле напряжения нужно изолировать от остальных. Также потребуется заменить зарядное реле РС-702, установленное штатно на генератор ВАЗ-2106 (2107), на более современное РС-527 или его аналог. Если этого не сделать, то на панели приборов автомобиля постоянно будет гореть лампочка разряда, гаснуть же она будет, наоборот, когда аккумулятор разряжается.

Автомобильный генератор

— Если сравнить по аналогии с человеческим организмом автомобиль то двигатель внутреннего сгорания станет сердцем, ну а роль нервной системы достанется генератору вкупе с бортовой проводкой. Будет ли двигаться автомобиль без генератора? Будет, но не долго, ровно до тех пор, пока не разрядится аккумуляторная батарея. Вот именно для зарядки аккумулятора и поддержания рабочего напряжения в бортовой сети и служит автомобильный генератор.

▶Устройство генератора автомобиля

Строение генератора автомобиля представляет собой совокупность отдельных элементов собранных в одном корпусе.

➊ Корпус генератора является одновременно и основанием для статорной обмотки. Выполнен из легко сплавных металлов (чаще дюралюминий), и имеет «окна» для лучшего охлаждения во время работы. В задней и передней частях корпуса расположены подшипники для крепления на них ротора.

➋ Статорная обмотка генератора выполнена из медного провода и уложена в пазах сердечника. Сердечник выполнен в виде круга и изготавливается из металла с улучшенными магнитными характеристиками (трансформаторное железо). Поскольку генератор автомобиля является трехфазным производителем энергии, поэтому статор имеет три обмотки, соединенные между собой треугольником. В местах соединения фазных обмоток к ним подключается выпрямительный мост. Провод для изготовления фазных обмоток имеет двойную термоустойчивую изоляцию, чаще всего применяется специальный лак.

➌ Ротор представляет собой электромагнит и имеет одну обмотку. Обмотка располагается на валу ротора. Сверху обмотки ротора расположен сердечник из ферро магнитного материала. Диаметр сердечника на 1,5-2 мм меньше диаметра статора. Для подачи напряжения управления с реле-регулятора на обмотки ротора, применяются медные кольца, которые располагаются на валу и соединены с обмоткой ротора посредством графитовых щеток.

➍ Реле-регулятор, выполняет функцию контроля и регулировки напряжения на выходе генератора. Выполнен в виде электронной схемы и имеющий выходы к щеткам. Реле-регулятор может устанавливаться как непосредственно в корпусе генератора, в этом случае регулятор выполняется в одном корпусе со щетками. Или отдельно от генератора, тогда щетки устанавливаются на щеткодержатель.

➎ Выпрямительный мост имеет шесть диодов с прямым током более 40 Ампер. Диоды располагаются на токопроводящих основаниях (плюсовом и минусовом), попарно и соединены по схеме Ларионова. Соединение по этой схеме позволяет на выходе получить постоянное напряжение из трёхфазного переменного. В народе выпрямительный мост именуется «подковой», потому, что токопроводящие основания диодов для удобного расположения в корпусе, имеют вид подковы.

▶Принцип работы автомобильного генератора

В основу работы автомобильного генератора положен принцип порождения переменного электрического напряжения в обмотках статора под воздействием постоянного магнитного поля, которое образуется вокруг сердечника ротора.

Двигатель приводит в действие ротор генератора при помощи ременной передачи. На обмотку возбуждения (ротора) подается постоянное электрическое напряжение, достаточное для образования магнитного потока. При вращении сердечника вдоль обмоток статора, в последних наводится ЭДС. Сила магнитного потока регулируется реле-регулятором, увеличением или уменьшением подаваемого напряжения на щетки, и зависит от нагрузки, снимаемой с плюсовой клеммы генератора. Напряжение на выходе генератора колеблется в пределах 13,6 в летнее время и 14,2 в зимний период (для реле-регуляторов у которых имеется встроенный контроль температуры окружающего воздуха). Такого напряжения достаточно для дозаряда аккумулятора и поддержания его в заряженном состоянии. Бортовая сеть так же питается от клеммы генератора автомобиля и включена параллельно аккумулятору.

Читайте также: