Генератор с регулятором напряжения (стр. 1 из 3)
Введение
Еще в школе рассказывали о том, что в рамке, вращающейся в магнитном поле, возникает переменный электрический ток. Это и есть простейший из генераторов. Автомобильный отличается от него тем, что рамка (роль ее выполняют обмотки статора) неподвижна, а магнитное поле создается ротором (обмоткой возбуждения). Обмоток в статоре три, расположены они через 120 градусов друг от друга. Каждая из них выдает переменный ток.
Генератор предназначен для обеспечения питанием потребителей, входящих в систему электрооборудования, и зарядки аккумуляторной батареи при работающем двигателе автомобиля. Выходные параметры генератора должны быть таковы, чтобы в любых режимах движения автомобиля не происходил прогрессивный разряд аккумуляторной батареи. Кроме того, напряжение в бортовой сети автомобиля, питаемой генераторной установкой, должно быть стабильно в широком диапазоне изменения частоты вращения и нагрузок.
Генератор - достаточно надежное устройство, способное выдержать повышенные вибрации двигателя, высокую подкапотную температуру, воздействие влажной среды, грязи и других факторов
Назначение генератора
Генераторная установка предназначена для обеспечения питанием потребителей, входящих в систему электрооборудования, и зарядки аккумуляторной батареи при работающем двигателе автомобиля. Выходные параметры генератора должны быть таковы, чтобы в любых режимах движения автомобиля не происходил прогрессивный разряд аккумуляторной батареи. Кроме того, напряжение в бортовой сети автомобиля, питаемой генераторной установкой, должно быть стабильно в широком диапазоне изменения частоты вращения и нагрузок.
Генераторная установка - достаточно надежное устройство, способное выдержать повышенные вибрации двигателя, высокую подкапотную температуру, воздействие влажной среды, грязи и других факторов.
Технические характеристики
| Максимальная сила тока отдачи (при 13 В и 5000 мин-1), А | 55 |
| Пределы регулируемого напряжения, В | 14,1+0,5 |
| Максимальная частота вращения ротора, мин-1 | 13000 |
| Передаточное отношение двигатель-генератор | 1:2,04 |
Особенности устройства и принцип действия
Генератор типа 37.3701 - переменного тока, трехфазный, со встроенным выпрямительным блоком и электронным регулятором напряжения, правого вращения (со стороны привода), с вентилятором у приводного шкива и вентиляционными окнами в торцевой части. Для защиты от грязи задняя крышка генератора закрыта защитным кожухом.
1 - кожух 2 - вывод "В+" для подключения потребителей 3 - помехоподавительный конденсатор 2,2 мкФ 4-общий вывод дополнительных диодов (присоединяется к выводу "D+" регулятора напряжения) 5 - держатель положительных диодов выпрямительного блока 6 - держатель отрицательных диодов выпрямительного блока 7- положительный диод 8- отрицательный диод 9 - регулятор напряжения 10 - задняя крышка 11 - стяжной винт 12 - передняя крышка 13 - обмотка статора 14 - дистанционное кольцо 15 - передний подшипник вала ротора 16 – шкив 17 - гайка 18 - вал ротора 19 - конусная шайба 20 - шайба 21 - клювообразные полюсные наконечники ротора 22 - сердечник статора 23 - втулка 24 - обмотка ротора 25 - задний подшипник ротора 26 - втулка подшипника 27 - контактные кольца 28 - щеткодержатель 29 - выводы обмотки статора 30 - дополнительный диод 31 - вывод "D" (общий вывод дополнительных диодов)
В основе работы генератора лежит эффект электромагнитной индукции. Если катушку, например, из медного провода, пронизывает магнитный поток, то при его изменении на выводах катушки появляется переменное электрическое напряжение. Такие катушки, помещенные в пазы магнитопровода (железного пакета), представляют собой обмотки статора - важнейшей неподвижной части генератора - именно они генерируют переменный электрический ток.
Магнитный поток в генераторе создается ротором. Он тоже представляет собой катушку (обмотка возбуждения), через которую пропускается постоянный ток (ток возбуждения). Эта обмотка уложена в пазы своего магнитопровода (полюсной системы). В состав ротора - важнейшей подвижной части генератора - входят также вал и контактные кольца. При вращении ротора напротив катушек обмотки статора появляются попеременно "северный", и "южный" полюсы ротора, т. е. направление магнитного потока, пронизывающего обмотки статора, меняется, что и вызывает появление в них переменного напряжения.
Можно было бы использовать в качестве ротора постоянный магнит, но создание магнитного потока электромагнитом позволяет легко регулировать выходное напряжение генератора в широких диапазонах скоростей вращения и тока нагрузки путем изменения тока возбуждения.
Для того, чтобы получить из переменного напряжения постоянное, используют шесть силовых полупроводниковых диодов, которые составляют между собой выпрямительный блок установленный внутри корпуса генератора.
Питание обмотки возбуждения осуществляется от самого генератора и подводится к ней через щётки и контактные кольца.
Для обеспечения же первоначального возбуждения генератора, после включения зажигания, к клемме "В" регулятора напряжения, подводится ток по двум цепям.
1. Плюс АКБ - контакт 30 генератора - контакты 30/1 и 15 замка зажигания - контакт 86 и 85 обмотки реле зажигания - минус АКБ. Реле включилось,и ток пошёл по второй цепи:
2. Плюс АКБ - контакт 30 генератора - контакты 30 и 87 реле зажигания - предохранитель |2 в блоке предохранителей - контакт 4 белого разъема в комбинации приборов - резистор 36 Ом в комбинации приборов - контрольная лампа зарядки АКБ - контакт 12 белого разъема в комбинации приборов - контакт 61 - вывод "В" регулятора напряжения - обмотка возбуждения - вывод "Ш" регулятора напряжения - выходной транзистор регулятора напряжения - минус АКБ.
После пуска двигателя обмотка возбуждения питается с общего вывода трёх дополнительных диодов, установленных на выпрямительном блоке, а напряжение в системе электрооборудования автомобиля контролируется светодиодом или лампой в комбинации приборов. При исправно работающем генераторе после включения зажигания светодиод или лампа должны светиться, а после пуска двигателя - гаснуть. Напряжение на 30-м контакте и общем выводе 61 дополнительных диодов становится одинаковым. Поэтому ток через контрольную лампу (светодиод) не протекает, и она не горит.
Если лампа (светодиод) горит после пуска двигателя, то это означает, что генераторная установка неисправна, т. е. вообще не выдаёт напряжение, или оно ниже напряжения АКБ. В этом случае напряжение на разъёме 61 ниже напряжения на контакте 30. Поэтому в цепи между ними протекает ток, проходящий через светодиод/лампу. Он/она загорается, предупреждая о неисправности генератора.
Регулятор напряжения
Генераторная установка оснащена полупроводниковым электронным регулятором напряжения, встроенным внутрь генератора. Напряжение генератора без регулятора зависит от частоты вращения его ротора, магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения, а, следовательно, от силы тока в этой обмотке и от величины тока, отдаваемого генератором потребителям. Чем больше частота вращения и сила тока возбуждения, тем больше напряжение генератора, чем больше сила тока его нагрузки, тем меньше это напряжение.
Функцией регулятора напряжения является стабилизация напряжения при изменении частоты вращения и нагрузки за счет управления током возбуждения.
Электронные регуляторы изменяют ток возбуждения путем включения и отключения обмотки возбуждения от питающей сети (дополнительных диодов).
С увеличением частоты вращения ротора напряжение генератора повышается. Когда оно начинает превышать уровень 13,5-14,2 В, выходной транзистор в регуляторе напряжения запирается, и ток через обмотку возбуждения прерывается. Напряжение генератора падает, транзистор в регуляторе отпирается и снова пропускает ток через обмотку возбуждения.
Чем выше частота вращения ротора генератора, тем больше время запертого состояния транзистора в регуляторе, следовательно, тем сильнее снижается напряжение генератора. Этот процесс запирания и отпирания регулятора происходит с высокой частотой. Поэтому колебания напряжения на выходе генератора незаметны, и практически можно считать его постоянным, поддерживаемым на уровне 13,5-14,2 В.
Ремонт
Таблица неисправностей
| Причины неисправности | Способ устранения |
| Светодиод (лампа) вольтметра не загорается при включении зажигания. Контрольные приборы не работают | |
| 1. Поврежден светодиод (лампа) вольтметра | Замените светодиод (лампу) вольтметра |
| 2. Перегорел предохранитель │2 в блоке предохранителей | Замените предохранитель |
| 3. Обрыв в цепи питания комбинации приборов: | |
| не подается напряжение от штекера "Б" блока предохранителей к комбинации приборов | проверьте провод "О" и его соединения от блока предохранителей до комбинации приборов |
| не подается напряжение от реле зажигания к штекеру "Б" блока предохранителей | проверьте провод "ГЧ" и его соединения от блока предохранителей до реле зажигания |
| обрыв или нарушение контакта в проводе, соединяющем с "массой" комбинацию приборов | проверить провод "Ч" и его соединения от комбинации приборов на "массу" |
| 4. Не срабатывает выключатель или реле зажигания: | |
| неисправна контактная часть или реле зажигания | проверьте, замените контактную часть выключателя или реле зажигания |
| не подается напряжение от выключателя к реле зажигания | проверьте провод "Ч" и его соединения между выключателем и реле зажигания |
| обрыв или нарушение контакта в проводе, соединяющем с "массой" реле зажигания | проверьте провод "Ч" и его соединения от реле зажигания на "массу" |
| 5. Поврежден стабилизатор напряжения в комбинации приборов | Замените стабилизатор напряжения |
| При включении зажигания и после пуска двигателя светодиод/лампа вольтметра не горит, аккумулятор разряжается | |
| Неисправна цепь обмотки возбуждения генератора: | |
| 1. Перегорел предохранитель │2 | Замените предохранитель |
| 2. Обрыв проводов в цепях: предохранитель │2 - комбинация приборов; комбинация приборов - реле-регулятор. | Найдите и устраните обрыв |
| 3. В приборной панели; перегорел светодиод/лампа; обрыв печатных проводников; неисправно гасящее сопротивление или плохие пайки его выводов | Замените светодиод/лампу; устраните обрыв печатных проводников; замените или пропаяйте сопротивление. |
| 4. Нет "массы" между корпусом и реле-регулятором | Очистите от окислов и грязи место соединения реле-регулятора с генератором |
| 5. Неисправно реле-регулятор | Замените реле-регулятор |
| 6. Обрыв обмотки ротора | Замените ротор |
| Светодиод вольтметра горит при работе двигателя. Аккумуляторная батарея разряжена | |
| 1. Проскальзывание ремня привода генератора | Отрегулируйте натяжение ремня |
| 2. Нет контакта между выводами "В" и "Ш" регулятора напряжения и выводами щеток | Зачистите выводы "В" и "Ш" регулятора напряжения и щеток, подогните выводы регулятора |
| 3. Обрыв в цепи между комбинацией приборов и штекером "61" генератора | Проверьте "КБ" провод и его соединения от генератора до комбинации приборов |
| 4. Износ или зависание щеток, окисление контактных колец | Замените щеткодержатель со щетками, протрите кольца салфеткой, смоченной в бензине |
| 5. Поврежден регулятор напряжения | Замените регулятор напряжения |
| 6. Повреждены вентили выпрямительного блока | Замените выпрямительный блок |
| 7. Повреждены диоды питания обмотки возбуждения | Замените диоды или выпрямительный блок |
| 8. Отпайка выводов обмотки возбуждения от контактных колец | Припаяйте выводы или замените ротор генератора |
| 9. Обрыв или короткое замыкание в обмотке статора, замыкание ее на "массу" | Замените статор генератора |
| АКБ разряжается в процессе эксплуатации, но внешних признаков ненормальной работы генератора нет | |
| 1. Неисправна АКБ: окисление проводов или клемм батареи; недостаточно электролита; замыкание одной или нескольких банок | Очистите провода/клеммы; долить дистиллированную воду, заменить АКБ |
| 2. Грязь, замасливание, окисление контактных колец ротора | Очистить контактные кольца тряпкой смоченной в бензине, мелкой наждачной бумагой |
| 3. Грязь, замасливание щёток реле-регулятора или слабый контакт в связи с их чрезмерным износом | Очистите щётки от грязи тряпкой смоченной в бензине. Замените реле-регулятор в сборе. (Для реле-регуляторов старого образца достаточно заменить только щётки) |
| 4. Перерасход энергии мощными/ дополнительными потребителями | Замените генератор другим, более мощным (ВАЗ-2108 - 955.3701; ГАЗ-3102) |
| 5. Межвитковое замыкание или обрыв одной из фаз обмотки статора | Замените обмотку статора |
| Светодиод вольтметра мигает при работе двигателя. Аккумуляторная батарея перезаряжается | |
| Поврежден регулятор напряжения (короткое замыкание между выводом "Ш" и "массой") | Замените регулятор напряжения |
| Контрольная лампа горит в полнакала при работе двигателя | |
| Неисправны дополнительные диоды | Заменить диоды или выпрямительный блок в сборе. |
| Повышенная шумность генератора | |
| 1. Ослаблена гайка шкива генератора | Подтяните гайку |
| 2. Повреждены подшипники ротора или их посадочные места | Замените подшипники, крышку/крышки генератора |
| 3. Межвитковое замыкание или замыкание на "массу" обмотки статора (вой генератора) | Замените статор |
| 4. Короткое замыкание в одном из вентилей генератора | Замените выпрямительный блок |
| 5. Скрип щеток | Протрите щетки и контактные кольца хлопчатобумажной салфеткой, смоченной в бензине |
| 6. Задевание ротора за полюса статора | Замените ротор, статор. Обратить внимание на подшипники |
| Быстрый износ щёток и контактных колец | |
| 1. Попадание масла или грязи на контактные кольца | Очистите контактные кольца тряпкой смоченной в бензине, мелкой наждачной бумагой |
| 2. Увеличенное биение контактных колец | Замените ротор |
Предремонтная диагностика