С момента изобретения первых электрических машин переменного и постоянного тока, используемых для выработки электрической энергии в автомобилях, устройство генератора не претерпело значительных изменений. Ниже рассмотрим, из каких элементов состоит современный источник тока в автомобиле, и в чем особенности различных видов этих механизмов.
Как устроен генератор?
Источник тока в автомобиле имеет следующую конструкцию:
- Кожух.
- Две крышки, в которых предусмотрены вентиляционные отверстия. Они выплнены из алюминия и стянуты между собой, с помощью трех или четырех болтов.
- Вращающийся ротор, работа которого обеспечивается, благодаря двум подшипникам. Узел приводится в движение, с помощью шкива двигателя.
- Графитовые щетки и медные кольца, через которые подается ток к обмотке.
- Реле-регулятор, контролирующее процесс выработки электрической энергии внутри генератора. Устройства могут быть разных модификаций. С учетом этого, реле находится вне корпуса или встраивается в него.
Неизменным элементом современных механизмов является вентилятор, который исключает перегрев устройства. Крепится генератор к передней части двигателя на кронштейнах.
Статор объединяет следующие элементы — сердечник, обмотки, паз, вывод на выпрямительное устройство, а также пазовый клин. Ротор имеет полюсное исполнение, а сама система расположена внутри корпуса. В дальнейшем, именно ротор и статор взаимодействуют между собой и обеспечивают автомобиль электроэнергией.
О функциях и принципе работы генератора автомобиля — читайте и смотрите учебное видео в отдельной статье.
Рассматривая устройство генератора, стоит выделить щеточный узел, в состав которого входят щеточные контакты (по-простому — щетки). Эти детали бывают двух видов — электрографитными и многографитными. Задача щеточных элементов заключается в передаче постоянного тока на якорь, который играет роль магнита. Стоит отметить, что, в конструкции генератора, именно щетки считаются наиболее слабым звеном. Их необходимо, время от времени, осматривать, чистить и менять изношенные детали.
Как устроен бесщеточный генератор?
Такой тип источника тока пользуется наибольшим спросом, из-за высокой надежности и легкости в эксплуатации. Устройство генератора без щеток имеет следующий вид:
- Ротор, который вращается, в процессе работы.
- Статор — является неподвижным элементом генератора. В нем предусмотрено две обмотки (основная и дополнительная).
Главным отличием, от щеточного источника питания, является наличие компаундной регулировки напряжения на выходе. Это возможно, благодаря смещению оси обмоток, друг по отношению к другу, на 90 градусов. Как результат, в случае увеличения нагрузки, происходит смещение магнитного поля ротора к основной обмотке. В итоге, ЭДС на выходе растет, а напряжение стабилизируется.
Преимущества бесщеточного генератора в следующем:
- Нет необходимости менять щетки, каждый раз, по прохождению определенного периода эксплуатации.
- Отсутствие вредной угольной пыли, из-за которой и возникают проблемы с щеточными источниками тока.
- Продуманность устройства генератора, что проявляется в меньшем числе элементов и снижает расходы на обслуживание.
- Стойкость к различным погодным условиям.
- Доступная стоимость, что обусловлено простотой конструкции.
Популярность бесщеточных генераторов неоспорима, но у них имеется такой же минус, как у рассмотренных выше устройств — небольшой КПД. Этот недостаток, в полной мере, компенсируется наличием независимого возбуждения и электронного регулирования.
Устройство генератора постоянного тока
Конструктивно генератор постоянного тока похож на своих «собратьев», выдающих переменное напряжение. Если взглянуть на схему, можно выделить следующие комплектующие:
- Якорь, имеющий цилиндрическую форму.
- Обмотка.
- Электрические магниты, которые создают необходимое напряжение.
Такие генераторы бывают двух типов — 1) с применением независимого включения, 2) самовозбуждающиеся. Кроме этого, такое оборудование может иметь щетки или работать без них (в зависимости от типа).
Недостаток генераторов постоянного тока в том, что им необходим источник энергии, что ограничивает сферу применения. Как правило, они используются в общественном транспорте, где имеется потребность в таком оборудовании. Также источники постоянного тока применяются в дизельных генераторных установках.
Видео: Как устроен генератор
Если видео не показывает, обновите страницу или нажмите здесь
