Генератор переменного тока

2.1 Цель работы: изучить устройство, принцип работы генератора переменного тока, а также проводить проверку генератора мультиметром.

2.2 Теоретическая часть

2.2.1 Устройство генератора переменного тока

Генератор – одно из важнейших устройств автомобиля (рисунок 2.1). Без него становиться невозможным нормальное функционирование всех блоков, узлов и приборов, которым нужна электрическая энергия. После запуска двигателя автогенератор включается на запитывание бортовой сети, а также на зарядку аккумуляторной батареи. Важно следить и периодически проверять натяжение ремня генератора. От этого зависит не только срок службы самого ремня, но и нормальная зарядка аккумуляторной батареи. При неправильной регулировке ремень может проскальзывать, в результате чего будет вырабатываться недостаточное напряжение. В такой ситуации аккумуляторная батарея не будет получать необходимый заряд и со временем может разрядиться [7].

2.2.2 Принцип работы генератора переменного тока

Генератор переменного тока приводиться в работу с помощью коленчатого вала через ремень привода. Он превращает механическую энергию, созданную двигателем автомобиля, в электрическую.

Вращающаяся часть привода называется ротором. Как правильно, в основных моделях это электрический магнит, обеспечивающий магнитное поле, которое в дальнейшем передается на статор.

Через коллекторные (роторные) кольца и щетки передается напряжение. Роторные кольца — это медные кольца, расположенные на задней части самого ротора. Они вращаются с ротором и коленчатым валом. Щетки прижимаются пружинами к кольцам. Щетки находятся на месте и не трутся поперек колец, что позволяет току передаваться от неподвижной части генератора к вращающейся.

Статор – это внешняя часть генератора переменного тока. Он состоит из трех катушек с проводом, окружающих ротор.

Магнитное поле, произведенное вращением ротора в статоре тоже вращается. Так как поле передвигается поперек катушек статора, оно производить электро потоки в них. Именно эти потоки заряжают аккумулятор.

Аккумулятор – это постоянный ток. Генератор переменного тока – переменный. Для того, чтобы переделать переменный в постоянный то необходим диодный мост. Он и расположен в задней части привода.

На диодном мосте обычно располагаются 9-10 диодов (диод — устройство с 2 контактами, позволяющее электрическому потоку проходить в одном направлении через него.)

Основные диоды, выпрямляющие напряжение для заряжения аккумулятора соединяются с тремя выводами статора. Кроме этого, выводы статора соединены с дополнительными диодами, дающие напряжение регулятору напряжения и лампе контролирующей зарядку.

Лампа, контролирующая зарядку, необходима генератору постоянного тока для контроля исправности привода и для запуска генератора. Генератор постоянного тока без лампы не запуститься на стандартных оборотах.

Рисунок 2.1 – Устройство автомобильного генератора переменного тока:

1 – задний подшипник; 2 – выпрямительный блок; 3 – контактные кольца; 4 – щетка; 5 – щеткодержатель; 6 – кожух; 7 – диод; 8 – втулка подшипника; 9 – винт; 10 – задняя крышка; 11 – крыльчатка; 12 – винт; 13 – ротор; 14 - обмотка статора; 15 – передняя крышка; 16 – вал ротора; 17 – шайба; 18 – гайка; 19 – шкив; 20 – передний подшипник; 21 – обмотка ротора; 22 - статор

2.2.3 Проверка исправности генератора переменного тока

В случае возникновения каких-либо проблем с электропитанием первый вопрос, который встает перед водителем – как проверить работу генератора. Разумеется, идеальный вариант провести диагностику на СТО. Но для выявления в полевых условиях (в собственном гараже) неисправности генератора, возможно при помощи обычного мультиметра.

Рассмотрим порядок диагностирования мультиметром:

1. Необходимо убедиться, что приводной ремень в хорошем состоянии и его натяжение в норме (приложение 2). Также проверить проводку генератора и аккумулятора (она должна быть в норме и не окислена, места крепления не ржавые).

2. Далее проверяем реле генератора. Перенапряжение в бортовой сети автомобиля способно вывести из строя различные приборы. Для поддержания правильной разности потенциалов используется реле-регулятор. Мультиметр переключаем в режим измерения напряжения. Заводим автомобиль. На клеммах АКБ или выходах генератора замеряем величину напряжения. Правильное значение должно быть в диапазоне 14-14.2 В. Нажимаем на акселератор (здесь понадобиться помощь помощника). Величина напряжение не должна измениться более чем на 0.5В. Если значения замеренных параметров отличаются от приведенных, это говорит о неправильной работе реле-регулятора.

3. Проверяем диодный мост, состоящий из шести диодов. Из них три можно назвать «положительными», а три – «отрицательными». Половина диодов имеет массу на аноде, а остальные – на катоде. Для проверки переводим мультиметр в режим «звука». Если замкнуть контакты щупов, будет слышен писк. Проверяем каждый диод в обоих направлениях. Писк должен быть слышен только в одном. Если диод звонится в обе стороны – значит, он пробит и его нужно менять. Желательно в таком случае произвести замену сразу всего моста.

4. Проверяем статор генератора. Данный блок выполнен в виде полого металлического цилиндра. Внутри уложена обмотка генератора. Для проверки нужно предварительно отсоединить от диодного моста выводы статора. Осматриваем состояние обмотки. Не должно быть подгораний и механических повреждений. Переводим тестер в режим измерения сопротивления. Проверяем обмотку на пробой. С этой целью замеряем сопротивление между корпусом статора и любым из выводов обмотки. Значение должно быть как можно большим, в идеале – стремящимся к бесконечности. Если тестер показывает меньше 50 КОм – значит, автогенератор скоро выйдет из строя.

5. Проверяем ротор генератора. Этот узел выполнен в виде металлического стержня, на который наматывается обмотка. На одном из концов стержня находятся кольца. По ним скользят щетки генератора. Извлекаем ротор и осматриваем состояние обмотки и подшипников. Проверяем мультиметром целостность обмотки. Замеряем сопротивление между контактными кольцами. Его значение должно быть порядка нескольких Ом. В случае короткого замыкания (сопротивление около нуля) или обрыва цепи требуется замена ротора.

Вышеописанный алгоритм может с успехом применяться как на большинстве современных автомобилей, так и на отечественных ВАЗ 2106, 2107, 2114 и т.д. главное условие – напряжение бортовой сети 12В.

2.3 Порядок выполнения работы и составления отчета

2.3.1 Изучить самостоятельно теоретический материал по теме практической работы:

- устройство генератора переменного тока;

- принцип работы генератора переменного тока;

- диагностика генератора переменного тока.

2.3.2 По имеющимся генераторам переменного тока:

- расшифровать маркировку;

- описать, на какие автомобили возможна установка;

- провести диагностику;

- дать заключение.

2.4 Контрольные вопросы

2.4.1 Поясните назначение, устройство и принцип работы генератора переменного тока?

2.4.2 Каким образом проводится диагностика генератора переменного тока?

2.4.3 Поясните порядок проверки состояния, регулировки натяжения и как проводится замена приводных ремней?

Практическая работа № 3 (2 часа)