Какие ключевые параметры определяют работу автомобильного генератора. Как расшифровать маркировку и спецификации генератора. На что обратить внимание при выборе и замене генератора.
Основные технические характеристики автомобильных генераторов
Автомобильный генератор — важнейший элемент электрооборудования, обеспечивающий питание бортовой сети и заряд аккумулятора. Его характеристики напрямую влияют на работоспособность всех электрических систем автомобиля. Рассмотрим ключевые параметры, определяющие возможности генератора:
Выходное напряжение
Номинальное выходное напряжение большинства автомобильных генераторов составляет 14-14,5 В. Это значение выше напряжения 12-вольтовой аккумуляторной батареи, что обеспечивает ее подзарядку. Регулятор напряжения поддерживает стабильное выходное напряжение независимо от оборотов двигателя и нагрузки.
Максимальный ток
Определяет мощность генератора и его способность обеспечивать питанием электрооборудование автомобиля. Современные генераторы легковых автомобилей выдают ток 70-150 А. Чем больше потребителей энергии в автомобиле, тем выше должен быть максимальный ток генератора.
Мощность
Рассчитывается как произведение напряжения на максимальный ток. Для современных легковых автомобилей обычно составляет 1-2 кВт. Более мощные генераторы устанавливаются на грузовые автомобили и спецтехнику.
Токоскоростная характеристика генератора
Токоскоростная характеристика (ТСХ) — важнейший параметр, показывающий зависимость выходного тока генератора от частоты вращения ротора. Она позволяет оценить эффективность работы генератора на разных оборотах двигателя.
Основные точки токоскоростной характеристики:
- n0 — начальная частота вращения, при которой генератор начинает вырабатывать ток
- Iхд — ток отдачи на холостом ходу двигателя (обычно 40-50% от номинального)
- np и Idн — расчетная частота вращения и соответствующий ей ток
- Idm — максимальный ток при номинальной частоте вращения (обычно 5000-6000 об/мин)
Чем круче поднимается характеристика, тем эффективнее генератор работает на низких оборотах двигателя.
КПД генератора
Коэффициент полезного действия современных автомобильных генераторов достигает 70-80%. Он показывает, какая часть механической энергии привода преобразуется в электрическую. КПД зависит от конструкции генератора и режима работы:
- На холостом ходу КПД минимален — 40-50%
- Максимальный КПД достигается при токе 0,6-0,7 от номинального
- При номинальном токе КПД снижается до 65-75%
Более высокий КПД позволяет снизить нагрузку на двигатель и уменьшить расход топлива.
Как расшифровать маркировку генератора
Маркировка автомобильного генератора содержит ключевую информацию о его характеристиках. Рассмотрим на примере генератора 9402.3701:
- 94 — серия генератора
- 02 — модификация
- 3701 — тип электрооборудования (генератор)
Дополнительно могут указываться:
- Номинальное напряжение (14В)
- Максимальный ток (80А)
- Направление вращения (правое/левое)
Зная расшифровку, можно быстро определить основные параметры генератора по его маркировке.
На что обратить внимание при выборе генератора
При замене или выборе нового генератора необходимо учитывать следующие факторы:
- Соответствие напряжения бортовой сети автомобиля (12В или 24В)
- Максимальный ток не меньше штатного генератора
- Совместимость по креплению и расположению клемм
- Направление вращения (правое для большинства автомобилей)
- Диаметр и тип шкива привода
Важно также учитывать дополнительное электрооборудование, установленное на автомобиль — мощная аудиосистема, дополнительное освещение и т.д. могут потребовать установки более мощного генератора.
Современные тенденции в конструкции генераторов
Развитие автомобильных генераторов идет по пути повышения эффективности и надежности. Основные тенденции:
- Применение бесщеточных конструкций с возбуждением от постоянных магнитов
- Использование интегрированных регуляторов напряжения с микропроцессорным управлением
- Повышение КПД за счет оптимизации конструкции и применения новых материалов
- Уменьшение массы и габаритов при сохранении мощности
- Внедрение систем рекуперации энергии торможения
Эти инновации позволяют создавать более эффективные и долговечные генераторы, снижая нагрузку на двигатель и уменьшая расход топлива.
Диагностика и обслуживание генератора
Для обеспечения длительной и надежной работы генератора необходимо его своевременное обслуживание и диагностика. Основные проверки включают:
- Измерение выходного напряжения (должно быть 13,8-14,5В)
- Проверка тока отдачи на разных оборотах двигателя
- Контроль натяжения приводного ремня
- Осмотр щеточного узла и контактных колец (при наличии)
- Проверка подшипников на люфт и шум
При обнаружении отклонений необходимо провести более детальную диагностику и ремонт. Своевременное обслуживание позволит избежать внезапного отказа генератора и связанных с этим проблем.
Заключение
Понимание технических характеристик автомобильных генераторов позволяет грамотно подойти к их выбору и обслуживанию. Современные генераторы — высокоэффективные устройства, обеспечивающие надежное электропитание всех систем автомобиля. При правильном подборе и обслуживании генератор прослужит долго, гарантируя бесперебойную работу электрооборудования.
Генератор Автомобиля, Принцип Работы и Устройство, Мощностные Характеристики, Напряжение Выдаваемого Тока, Размеры и Схема
Содержание
Поскольку для работы двигателя необходимо электричество, а запаса аккумулятора хватает лишь на его запуск, его постоянной выработкой занимается генератор автомобиля на холостом ходу и больших оборотах. Кроме подачи напряжения всем потребителям бортовой сети, электроэнергия расходуется на подзарядку АКБ и самовозбуждение якоря генератора.
Рис. 1 Генератор авто
Назначение автомобильного генератора
Кроме питания бортовой сети генератор автомобиля обеспечивает восполнение запаса электроэнергии, которую потратил аккумулятор при запуске ДВС. Первоначальное возбуждение обмотки так же производится за счет постоянного тока аккумулятора. Затем генератор начинает вырабатывать электричество самостоятельно при передаче вращения ремнем на шкив с коленвала двигателя.
Другими словами – без генератора машина заведется стартером от аккумулятора, но проедет недалеко, и не заведется в следующий раз, так как АКБ не получит подзарядки.
- емкость и апмераж аккумулятора;
- стиль и режим вождения;
- количество потребителей бортовой сети;
- сезонность эксплуатации транспортного средства;
- качество изготовления и сборки узлов генератора.
Простая конструкция позволяет диагностировать и устранить самостоятельно большинство поломок.
Особенности конструкции
Основан принцип работы генератора автомобиля на эффекте индукции электромагнитной, позволяющем получать электроток при наведении, а затем изменении магнитного поля вокруг проводника. Для этого в генераторе имеются необходимые детали:
- ротор – катушка внутри двух пар разнонаправленных магнитов, получающая вращение через шкив, и постоянный ток на обмотки возбуждения через щетки и коллекторные кольца
- статор – обмотки внутри магнитопровода, в которых наводится переменный электрический ток
- диодный мост – выпрямляет переменный ток в постоянный
- реле напряжения – регулирует эту характеристику в пределах 13,8 – 14,8 В
Рис.
2 Конструкция генератора
При неработающем двигателе в момент его запуска ток возбуждения подается на якорь с аккумулятора. Затем генератор начинает выработку электричества самостоятельно, переходит на самовозбуждение, полностью восстанавливает заряд аккумулятора при движении машины.
На холостых оборотах подзарядки не происходит, но бортовая сеть и все ее потребители (фары, музыка, кондиционер) обеспечиваются в полном объеме.
Статор
В генераторе самым сложным является устройство статора:
- из трансформаторного железа 0,8 – 1 мм толщины вырубаются штампом пластины;
- из них набирают пакеты (сварка или крепление заклепками), 36 пазов по периметру изолируются эпоксидной смолой или полимерной пленкой;
- затем в пакеты укладываются 3 обмотки, фиксируемые в пазах специальными клиньями.
Рис. 3 Статор генератора
Именно в статоре вырабатывается переменное напряжение, которое позже автомобильный генератор выпрямляет в постоянный ток для бортовой сети и АКБ.
Ротор
При использовании подшипников качения цапфа закаливается, а сам вал создается из легированной стали. На вал намотана катушка, залитая специальным диэлектрическим лаком. Сверху на нее надеты и закреплены на валу магнитные полюсные половинки:
- имеют вид короны;
- содержат по 6 лепестков;
- изготавливаются штамповкой или литьем.
Рис. 4 Ротор генератора
Шкив фиксируется на валу шпонкой либо гайкой с головой под шестигранный ключ. Зависит мощность генератора от толщины провода катушки возбуждения и качества изоляции лаком обмоток.
При подаче напряжения на обмотки возбуждения вокруг них возникает магнитное поле, взаимодействующее с аналогичным полем постоянных полюсных половинок магнитов. Именно вращение ротора обеспечивает выработку электротока в обмотках статора.
Токосъемный узел
В щеточном генераторе устройство токосъемного узла следующее:
- щетки скользят по коллекторным кольцам;
- по ним передается постоянный ток на обмотку возбуждения.
Электрографитные щетки изнашиваются меньше меднографитных модификаций, но на коллекторных полукольцах наблюдается падение напряжения. Для снижения электрохимического окисления колец их могут изготавливать из нержавейки и латуни.
Рис. 5 Токосъемный узел генератора
Поскольку работа токосъемного узла сопровождается интенсивным трением, щетки и кольца коллекторные изнашиваются чаще прочих деталей, считаются расходниками. Поэтому к ним обеспечивается быстрый доступ для периодической замены.
Выпрямитель
Поскольку в статоре электроприбора вырабатывается переменное напряжение, а для бортовой сети нужен постоянный ток, в конструкцию добавлен выпрямитель, к которому и подключаются обмотки статора. В зависимости от характеристики генератора выпрямительный узел имеет различную конструкцию:
- диодный мостик распаян или впрессован в подковообразные пластины-теплоотводы;
- выпрямитель собран на плате, теплоотводы с мощным оребрением припаиваются к диодам.
Рис. 6 Выпрямитель генератора
Рис. 7 Вариант диодного мостика с независимыми радиаторами
Основной выпрямитель может дублироваться дополнительным диодным мостиком:
- герметичный компактный блок;
- диды-горошины или цилиндрической формы;
- включение в общую схему небольшими шинами.
Выпрямитель является «слабым звеном» генератора, так как любое инородное тело, проводящее ток, попавшее случайно между теплоотводами диодов, автоматически приводит к короткому замыканию.
Регулятор напряжения
После того, как переменная амплитуда преобразована выпрямителем в постоянный ток, электроэнергия генератора подается на реле регулятора напряжения по следующим причинам:
- коленвал ДВС вращается с разной скоростью в зависимости от типа вождения, дальностью поездки и циклом движения авто;
- поэтому автомобильный генератор по умолчанию не способен вырабатывать одинаковое напряжение в разные промежутки времени физически;
- устройство реле регулятора и отвечает за термокомпенсацию – отслеживает значение температуры воздуха, при его снижении повышает напряжение подзарядки и наоборот.
Стандартной величиной термокомпенсации принято значение 0,01 В/1градус. В некоторых генераторах имеются переключатели ручные лето/зима, выносимые в салон или пространство под капотом авто.
Рис. 8 Регулятор напряжения
Существуют реле регуляторов напряжения, в которых бортовая сеть подключается к обмотке возбуждения генератора «–» проводом или «+» кабелем. Эти конструкции являются не взаимозаменяемыми, путать их нельзя, чаще всего в легковых машинах установлены «минусовые» регуляторы напряжения.
Подшипники
Передним считается подшипник со стороны шкива, его корпус впрессовывается в крышку, а на валу используется скользящая посадка. Задний подшипник расположен возле коллекторных колец, его, наоборот, сажают на вал с натягом, в корпусе использована скользящая посадка.
В последнем случае могут применяться подшипники роликовые, передний подшипник всегда радиальный шариковый с одноразовой смазкой, закладываемой на заводе, которой хватает на весь эксплуатационный ресурс.
Рис. 9 Комплект подшипников генератора
Чем выше мощность генератора, тем большие нагрузки испытывает обойма подшипника, чаще требуется замена обоих расходных деталей.
Крыльчатка
Детали трения внутри генератора охлаждаются принудительным воздушным способом. Для этого на вал надевается одна или две крыльчатки, засасывающих воздух через специальные щели/отверстия в корпусе изделия.
Рис. 10 Крыльчатка генератора
Существует три типа воздушного охлаждения автомобильных генераторов:
- при наличии узла щетки/коллекторные кольца и вынесения выпрямителя, регулятора напряжения из корпуса наружу эти узлы защищаются кожухом, поэтому воздухозаборные отверстия создаются в нем (позиция а) нижней схемы;
- если компоновка механизмов под капотом плотная, а окружающий их воздух слишком нагрет, чтобы нормально охладить внутреннее пространство генератора, используется защитный кожух специальной конструкции (позиция б) нижнего рисунка;
- в генераторах малогабаритных щели для забора воздуха создаются в обеих крышках корпуса (позиция в) на нижнем рисунке).
Рис. 11 Варианты схем воздушного охлаждения генератора
Перегрев обмоток и подшипников резко снижает характеристики генератора, и может привести к заклиниванию, короткому замыканию и, даже пожару.
Корпус
Традиционно для большинства электроприборов корпус генератора имеет защитную функцию для всех расположенных внутри него узлов. В отличие от стартера машины, генератор не имеет натяжного устройства, провисание ремня передачи регулируется за счет смещения корпуса самого генератора. Для этого кроме монтажных лапок на корпусе имеется регулировочная проушина.
Корпус изготавливается из алюминиевого сплава, состоит из двух крышек:
- внутри передней крышки спрятан статор и якорь;
- внутри задней крышки размещен выпрямитель и реле регулятора напряжения.
Рис. 12 Корпус генератора состоит из двух крышек
От этой детали зависит корректная работа генератора, так как внутрь одной крышки впрессован подшипник ротора, а ремень натягивается в проушине корпуса.
Режимы работы
При эксплуатации генератора машины существует 2 режима:
- запуск ДВС – в этот момент стартер авто и катушка ротора генератора являются единственными потребителями, расходуется энергия аккумулятора, пусковые токи значительно выше рабочих, поэтому от качества подзарядки аккумулятора зависит, заведется машина, или нет;
- рабочий режим – стартер в этот момент отключен, обмотка ротора генератора переходит в режим самовозбуждения, зато появляются прочие потребители (кондиционер, обогреватели стекол, зеркал, фары, автозвук), необходимо восстановить зарядку АКБ.
Внимание: При резком повышении суммарной нагрузки (аудиосистема с усилителем, сабвуфер) ток генератора становится недостаточным для удовлетворения потребностей бортовой системы, начинается расходоваться заряд АКБ.
Поэтому для снижения просадок напряжения владельцы автозвука часто ставят второй аккумулятор, увеличивают мощность генератора или дублируют его еще одним устройством.
Рис. 13 Два генератора на одном авто
Привод генератора
Обороты для выработки электричества генератор переменного тока получает клиноременной передачей от коленчатого вала двигателя. Поэтому натяжение ремня должно контролироваться регулярно, желательно перед каждой поездкой. Основными нюансами привода генератора являются:
- проверка натяжения производится усилием 3 – 4 кг, прогиб в этом случае не может превышать 12 мм;
- диагностика осуществляется линейкой, усилие к одному краю которой обеспечивается бытовым безменом;
- проскальзывать ремень может при попадании на него масла из-за негерметичности прокладок и сальников в соседних узлах под капотом;
- чересчур жесткий ремень вызывает повышенный износ подшипников;
- отсутствии соосности шкивов коленвала и генератора приводит к возникновению свиста и неравномерной выработке ремня в поперечном разрезе.
Рис. 14 Привод генератора
Средний ресурс шкивов 150 – 200 тысяч километров пробега авто.
У ремня эта характеристика слишком отличается у разных производителей, модели авто и стиля вождения владельца.
Электрическая схема
Производители учитывают конкретное количество потребителей в модели авто, поэтому в каждом случае применяется индивидуальная электрическая схема генератора. Наиболее востребованы 8 схем «мобильных электроустановок» под капотом машины с одинаковым обозначением элементов:
- генераторный блок;
- обмотка ротора;
- магнитопровод статора;
- мост диодный;
- переключатель;
- реле лампы;
- реле регулятора;
- лампа;
- конденсатор;
- блок трансформатора и выпрямителя;
- АКБ;
- стабилитрон;
- сопротивление.
Рис. 15 Схема 1
В схемах 1 и 2 возбуждающая обмотка получает напряжение через замок зажигания, чтобы АКБ не разряжалась на стоянке. Недостатком является коммутация 5 А тока, снижающего эксплуатационный срок.
Рис. 16 Схема 2
Поэтому на схеме 3 контакты разгружены промежуточным реле, а потребление тока снижено до десятых долей ампера.
Минусом в этом варианте является сложный монтаж генератора, понижение надежности конструкции, возрастает частота переключения транзистора. Фары могут моргать, а стрелки приборов подрагивать.
Рис. 17 Схема 3
В схеме 5 из трех диодов изготовлен дополнительный выпрямитель на пути к обмотке возбуждения. Однако при длительной парковке рекомендуется снимать «+» с клеммы аккумулятора, так как возможен разряд батареи. Зато при первичном возбуждении обмотки в момент запуска ДВС расход тока АКБ минимальный. Опасное для электроники машины повышение напряжения гаси стабилитрон.
Рис. 18 Схема 5
Для дизельных моторов применяются генераторы, использующие 6 схему. Они рассчитаны на напряжение 28 В, возбуждающая обмотка получает вдвое меньший заряд за счет подключения в «нулевую» точку статора.
Рис 19 Схема 6
На схеме 7 ликвидирован разряд АКБ при длительной парковке за счет снижения разницы потенциалов на «Д» и «+» клеммах. Из стабилитронов создано дополнительное крыло диодного мостика выпрямителя для ликвидации всплесков напряжения.
Рис. 20 Схема 7
Схема 8 обычно применяется в генераторах производителя Бош. Здесь усложнен регулятор напряжения, зато упрощена схема самого генератора.
Рис. 21 Схема 8
Маркировка клемм на корпусе
При самостоятельной диагностике мультиметром для владельца актуальна информация, как маркируются клеммы, выведенные на корпус генератора. Единого обозначения не существует, но общие принципы соблюдаются всеми производителями:
- с выпрямителя выходит «плюс», маркирующийся «+», 30, В, В+ и ВАТ, «минус», обозначенный «–», 31, D-, B-, E, M или GRD;
- от возбуждающей обмотки отходит клемма 67, Ш, F, DF, E, EXC, FLD;
- «плюсовой» провод от дополнительного выпрямителя на контрольную лампу обозначен D+, D, WL, L, 61, IND;
- фазу можно узнать по волнистой линии, буквам R, W или STA;
- нулевая точка статорной обмотки обозначена «0» или МР;
- клемма реле регулятора для подключения к «плюсу» бортовой сети (обычно АКБ) обозначена 15, Б либо S;
- кабель от замка зажигания должен подключаться к клемме регулятора напряжения, маркированной IG;
- бортовой компьютер подсоединяется к выводу реле регулятора с обозначением F или FR.
Рис. 22 Расположение клемм на корпусе генератора
Других обозначений не существует, а вышеуказанные присутствуют на корпусе генератора не в полном объеме, поскольку встречаются на всех существующих модификациях электроприборов.
Основные неисправности
Поломки «бортовой электростанции» вызваны неправильной эксплуатацией транспортного средства, выработкой ресурса деталей трения либо выходом из строя электрики. Вначале производится визуальная диагностика и выявление посторонних звуков, затем проверяется электрическая часть мультиметром (тестером). Основные неисправности сведены в таблицу:
| Поломка | Причина | Ремонт |
| свист, потеря мощности на высоких оборотах | недостаточная натяжка ремня, поломка подшипника/втулки | регулировка натяжения, замена втулки/подшипника |
| недозаряд | неисправно реле регулятора | замена реле |
| перезарядка | неисправно реле регулятора | замена реле |
| люфт вала | отказ подшипника или выработка втулки | замена расходника |
| утечка тока, снижение напряжения | пробой диода | замена диодов выпрямителя |
| отказ генератора | подгорание или износ коллектора, обрыв обмотки возбуждения, зависание щеток, заклинивание ротора в статоре, обрыв ведущего от АКБ провода | устранить указанные поломки |
При диагностике тестером измеряется напряжение генератора на разных оборотах двигателя – в режиме холостого хода, под нагрузкой.
Проверяется целостность обмоток и соединительных проводов, диодного мостика и регулятора напряжения.Выбор генератора для легкового авто
За счет разного диаметра шкивов клиноременной передачи генератору придается большая угловая скорость в сравнении с оборотами коленвала. Частота вращения ротора достигает 12 – 14 тысяч оборотов ежеминутно. Поэтому ресурс генератора минимум вдвое меньше, чем у ДВС авто.
Генератором машина комплектуется на заводе, поэтому при замене подбирается модификация с аналогичными характеристиками и крепежными отверстиями. Однако при тюнинге авто мощность генератора может не устроить владельца. Например, после увеличения количества потребителей (подогрев сидений, зеркал, стекол), установки сабвуфера, аудиосистемы с усилителем требуется именно выбор нового, более мощного генератора или монтаж второго электроприбора в комплекте с дополнительным аккумулятором.
В первом случае следует выбрать мощность, достаточную для подзарядки аккумулятора с 15% запасом.
При установке второго генератора начальный и эксплуатационный бюджет резко увеличиваются:
- для дополнительного генератора придется установить дополнительный шкив на коленвал;
- найти место для крепления корпуса электроприбора таким образом, чтобы его шкив размещался в одной плоскости со шкивом коленвала;
- обслуживать и менять расходники сразу двух «мобильных электростанций».
С возникновением бесщеточных моделей генератора некоторые владельцы производят замену штатного прибора этим девайсом.
Бесщеточные модификации
Основным достоинством бесщеточного генератора является сверхдолгий эксплуатационный ресурс. Несмотря на сложную конструкцию и цену, ломаться здесь в принципе нечему, а окупаемость, все равно, выше за счет отсутствия расходников щетки/коллекторные кольца.
Компактные размеры и отсутствие коротких замыканий при попадании воды на залитые лаком или композитным составом обмотки позволяет монтировать его практически на любые транспортные средства.
На малых оборотах работа генератора обеспечивает электричеством только бортовую сеть, зарядка АКБ начинается при увеличении оборотов от 3000 ежеминутно.
Генераторы постоянного тока исчезли с легкового транспорта в 70-е годы прошлого столетья, так как имели сложную схему и более крупные размеры.
Таким образом, работа автомобильного генератора обеспечивает электроэнергией всех потребителей, подзаряжает АКБ и создает искру в камерах сгорания. Своевременное обслуживание и диагностика позволяет сократить эксплуатационные расходы и повысить ресурс электрического устройства.
Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них
Характеристики автомобильных генераторов
Способность генераторной
установки обеспечивать потребителей
электроэнергией на различных режимах
работы двигателя определяется его
токоскоростной характеристикой (ТСХ)
— зависимостью наибольшей силы тока,
отдаваемого генератором, от частоты
вращения ротора при постоянной величине
напряжения на силовых выводах.
На рис.
5.4 представлена токоскоростная
характеристика генератора.
Рисунок 5.11 Токоскоростная характеристика генераторных установок. |
На графике имеются следующие характерные точки:
n0— начальная частота вращения ротора без нагрузки, при которой генератор начинает отдавать ток;
Iхд— ток отдачи генератора при частоте вращения, соответствующей минимальным устойчивым оборотам холостого хода двигателя. На современных генератоpax ток, отдаваемый в этом режиме, составляет 40-50% от номинального;
частота вращения npни сила тока Idнв расчетном режиме. (Точка расчетного режима определяется в месте касания ТСХ касательной, проведенной из начала координат. Приблизительно расчетное значение силы тока может быть определено как 0,67 IdmРасчетному режиму соответствуют максимальный механический момент генератора и в области этого режима наблюдается наибольший нагрев узлов, так как с ростом частоты вращения растет ток генератора и, следовательно, нагрев его узлов, но одновременно возрастает и интенсивность охлаждения генератора вентилятором, расположенным на его валу;
Idm— максимальный (номинальный) ток отдачи при частоте вращения ротора 5000 мин-1(6000 мин-1для современных генераторов).
В технической документации на генераторы часто указывается не вся ТСХ, а лишь ее отдельные характерные точки (см. рис. 5.4).
На новые модели отечественных двигателей устанавливаются генераторы компактной конструкции (94.3701 и др.). Безщеточные (индукторные) генераторы (955.3701 для ВАЗов, Г700А для УАЗов) отличаются от традиционной конструкции тем, что у них на роторе расположены постоянные магниты, а обмотки возбуждения — на статоре (смешанное возбуждение). Это позволило обойтись без щеточного узла (уязвимая часть генератора) и контактных колец. Однако эти генераторы имеют несколько большую массу и более высокий уровень шума.
Другой характеристикой, по
которой можно представить энергетические
способности генератора, является
величина его коэффициента полезного
действия (КПД), определяемого в режимах
соответствующих точкам токоскоростной
характеристики (рис. 5.5). Величина КПД
по рис. 5.5 приведена для ориентировки,
т.
к. она зависит от конструкции генератора
— толщины пластин, из которых набран
статор, диаметра контактных колец,
подшипников, сопротивления обмоток и
т. п., но, главным образом, от мощности
генератора. Чем генератор мощнее, тем
его КПД выше.
Рисунок 5.12 Выходные характеристики автомобильных генераторов: 1 — токоскоростная характеристика, 2 — КПД по точкам токоскоростной характеристики. |
Наконец, генераторную
установку характеризует диапазон ее
выходного напряжения, при изменении в
определенных пределах частоты вращения,
силы тока нагрузки и температуры. Обычно
в проспектах фирм указывается напряжение
между силовым выводом «+» и «массой»
генераторной установки в контрольной
точке или напряжение настройки регулятора
при холодном состоянии генераторной
установки частоте вращения 6000 мин-1,
нагрузке силой тока 5 А и работе в
комплекте с аккумуляторной батареей,
а также термокомпенсация—
изменение регулируемого напряжения в
зависимости от температуры окружающей
среды.
Термокомпенсация указывается в
виде коэффициента, характеризующего
изменение напряжения при изменении
температуры окружающей среды на ~1°С.
Как было показано выше, с ростом
температуры напряжение генераторной
установки уменьшается.
| Как читать и интерпретировать спецификации
Спецификации генераторов Каждый производитель создает спецификации и спецификации для своих генераторов. Понимание этих спецификаций является обязательным при выборе генератора для вашего приложения.Существует три рабочих цикла, на которые делятся генераторы:
- Резервный режим — подает питание на переменную электрическую нагрузку на время перерыва в подаче электроэнергии.
- Prime — эти генераторы используются в приложениях, к которым нет доступа из общедоступной утилиты. Генераторы основной мощности делятся на следующие периоды работы:
- Неограниченное время работы — максимальная мощность (от генераторной установки с переменной нагрузкой), доступная в течение неограниченного количества часов в год. Применяются следующие эксплуатационные рекомендации:
- Когда установка работает в течение 250 часов, установка должна работать на 70% номинальной производительности.
- Если генераторная установка должна использоваться на 100 %, ее нельзя эксплуатировать более 500 часов в год. Генератор не должен быть перегружен.
- Неограниченное время работы — максимальная мощность (от генераторной установки с переменной нагрузкой), доступная в течение неограниченного количества часов в год.
- Ограниченное время работы — нагрузка доступна в течение ограниченного количества часов в приложениях с неизменной нагрузкой. Генераторы могут работать до 750 часов в год меньше номинальной мощности.
- Непрерывная работа — Генераторные установки используются при 100% номинальной мощности в течение неограниченного количества часов в год. Они часто используются в горнодобывающей промышленности, сельском хозяйстве и военных целях.
Применяются следующие эксплуатационные рекомендации: При сравнении листов спецификаций производителей становится очевидным, что каждый производитель отличается форматированием и содержанием. Основная информация доступна в каждом экземпляре.
Если требуемой информации о генераторной установке нет в спецификации, можно связаться с производителем.
Способность понимать спецификацию производителя и знание области применения предоставляет покупателю данные, необходимые для принятия обоснованного решения.
В этой статье будут рассмотрены спецификации генераторов Cummins.
Мы выбираем модель DQKC для изучения. Спецификация разделена на следующие четыре страницы:
- Описание, характеристики и рейтинги — содержит информацию об описании, характеристиках и рейтингах.
- Спецификации и опции — Предоставляет технические характеристики генератора, двигателя и генератора переменного тока. Дополнительные опции также находятся на этой странице.
- Возможности системы управления — определяет точки защиты и мониторинга, а также дополнительные дополнительные параметры.
Это должно обеспечить четкое понимание технических характеристик генератора Cummins. Описание, характеристики и характеристики Эта страница используется в качестве вводной страницы генераторной установки. Разделены на три отдельных области: Описание Серии коммерческих генераторных установок полностью интегрированы (полный комплект находится на салазках). Может использоваться в резервных, основных или непрерывных приложениях питания. Сертификаты генератора:
- Сертифицировано по ISO 9001 и производится на предприятиях, сертифицированных по ISO 9001 или ISO 9002.
- Поддержка тестирования прототипа (PTS). Это позволяет проверить целостность конструкции генераторной установки.
- сертифицирован CSA. Это относится ко всем низковольтным моделям производителей Cummins. Сертификат
- Underwriters Laboratories (UL). UL провела испытания этих генераторов для стационарных генераторных установок на номинальную работу.
- International Building Code — Генераторы сертифицированы для применения в сейсмостойких условиях в соответствии с международными строительными нормами.
- Двигатель Cummins для тяжелых условий эксплуатации. Все модели оснащены 4-тактными промышленными двигателями QSK60 с низким уровнем выбросов и быстрым откликом на изменение нагрузки.
- Генератор — при покупке нового доступно несколько размеров генератора (со стороны генератора). Обмотки 2/3 генератора производят небольшой ток третьей гармоники.
- Генератор с постоянными магнитами (PMG) — Использование установки с постоянными магнитами улучшает запуск двигателя и устраняет неисправности при коротком замыкании. Система управления
- — система управления мощностью (PCC) используется для управления функциями двигателя и генератора. Имеет полные возможности мониторинга.
- Система охлаждения — стандартная встроенная радиаторная система, разработанная, испытанная и рассчитанная на температуру окружающей среды.
- NFPA — выдерживает 100 % нагрузки за один шаг. Это означает, что генератор не нужно нагружать постепенно.
Имеет полные возможности мониторинга.Приведенная ниже таблица составлена на основе спецификаций Cummins для более подробного объяснения.
| Таблица применения номиналов | ||||||||
| Модель | Режим ожидания | Высший рейтинг | Непрерывный рейтинг | Спецификации | ||||
60 Гц кВт (кВА) | 50 Гц кВт (кВА) | 60 Гц кВт (кВА) | 50 Гц кВт (кВА) | 60 Гц кВт (кВА) | 50 Гц кВт (кВА) | 60 Гц | 50 Гц | |
| ДККБ | 1750 (2188) | 1500 (1875) | 1600 (2000) | 1350 (1688) | 1450 (1813) | 1200 (1500) | Д-3220/3224 | Д-3221 |
| ДККС | 2000 (2500) | 1650 (2063) | 1825 (2281) | 1500 (1875) | 1600 (2000) | 1200 (1500) | Д-3222/3225 | Д-3223 |
| ДККД | Без рейтинга | 1800 (2250) | Без рейтинга | 1600 (2000) | Без рейтинга | 1320 (1650) | Без рейтинга | Д-3250 |
| ДКХ | 2250 (2813) | 2000 (2500) | Без рейтинга | Без рейтинга | Без рейтинга | Без рейтинга | Д-3235 | Д-3236 |
Каждый из столбцов рейтинга разделен на столбцы 60 Гц и 50 Гц. Ячейки под ними содержат номинальную мощность генераторной установки. Выберите модель генераторной установки и следуйте инструкциям справа от таблицы для получения информации о номинальной мощности. Пример:
Выбрана генераторная установка модели DQKC. Эта модель рассчитана на следующие приложения:
- Режим ожидания — Генератор может подавать мощность 2000 кВт, 60 Гц на переменную нагрузку при отключении питания.
- Prime — Генератор мощностью 1825 кВт, 60 Гц работает 8 часов в день.
- Непрерывный — Генератор может обеспечивать мощность 1600 кВт, 60 Гц 24 часа в сутки, 7 дней в неделю.
В приведенной выше таблице показано, что при увеличении времени работы генератора нагрузка должна уменьшаться. Это обеспечивает длительный срок службы генератора при работе в любых условиях.
Вторая страница технического описания посвящена следующим спецификациям, опциям и аксессуарам:
Технические характеристики генераторной установки Основные технические характеристики генератора, которые должны включать:
- Класс регулирования регулятора — стандарт регулятора скорости вращения двигателя (ISO8528, часть 1, класс G3).
- Регулятор напряжения — позволяет поддерживать постоянное напряжение (0,5 %) в диапазоне от холостого хода до полной нагрузки.
- Случайные колебания напряжения — Колебания величины напряжения питания, (0,5%) нормальная работа.
- Случайные изменения частоты — величина изменения частоты (0,25 %) при нормальной работе.
- Радиочастотное излучение – создается во время генерации из-за электромагнитных свойств. Соответствует военным стандартам и стандартам IEC.
Технические характеристики двигателя Производственные спецификации для сборки двигателя должны включать:
- Диаметр цилиндра — диаметр цилиндра (6,25 дюйма).
- Ход поршня — расстояние, которое проходит поршень в цилиндре (7,48 дюйма).
- Рабочий объем — Объем всех цилиндров в двигателе (3673 кубических дюйма).
- Конфигурация — Конструкция блока цилиндров. (чугун В16).
- Емкость батареи — рекомендуемая сила тока батареи (2200 ампер при температуре от 0 до 32 градусов по Фаренгейту).
- Генератор для зарядки аккумуляторной батареи — мощность зарядки генератора двигателя (40 ампер).
- Starting Voltage — напряжение аккумуляторной батареи, необходимое для работы двигателя (24 В пост. тока, минусовая масса).
- Топливная система — Тип топливной системы. (Прямой впрыск, дизельное топливо №2, с топливным фильтром и автоматическим отключением).
- Топливный фильтр — тип топливного фильтра, возможности и опции (тройной элемент 10 микрон, навинчиваемый с водоотделителем).
- Воздухоочиститель — Тип воздухоочистителей, используемых на двигателе (сухой сменный элемент).
- Масляный фильтр — количество и тип масляного фильтра двигателя (4 масляных фильтра, комбинация полнопоточных и байпасных).
- Система охлаждения — стандартная система охлаждения (может работать при температуре окружающей среды 104 градуса по Фаренгейту).
Характеристики генератора Часто упоминается как конец генератора.
Производственные спецификации для сборки должны включать:- Конструкция — описывает конструкцию генератора переменного тока (бесщеточный, 4-полюсный, с вращающимся полем).
- Статор. Шаг обмотки определяется конструкцией (шаг 2/3 рекомендуется для всех 4-проводных систем).
- Ротор — когда ротор генератора переменного тока прикреплен к двигателю, используется только один подшипник (одинарный подшипник, гибкие диски).
- Система изоляции — класс изоляции, используемой для обмоток (класс F для высокого напряжения и класс H для низкого напряжения). Температурные характеристики от 239 до 302 градусов по Фаренгейту.
- Стандартное повышение температуры — IEC тестирует генератор на стандартное повышение температуры (при температуре окружающей среды 104 градуса по Фаренгейту, 302 градуса по Фаренгейту).
- Тип возбудителя — Тип используемого магнита. Два типа постоянного и электромагнитного (постоянный магнитный генератор).
- Чередование фаз — Предоставляет информацию о фазах генератора (А опережает В опережает С при вращении по часовой стрелке).
- Охлаждение генератора — способ охлаждения генератора во время работы (центробежный вентилятор с прямым приводом).
- Harmonic Distortion — Синусоидальное искажение во время линейных и нелинейных операций (менее 5 % без нагрузки до полной линейной нагрузки, менее 3 % при одиночной гармонической нагрузке).
- Коэффициент влияния телефона (TIF) — мера интерференции гармоник линии электропередач с телефонными линиями (менее 50 в соответствии с рекомендациями NEMA).
- Коэффициент телефонных гармоник (THF) Гармоническое искажение, вызванное генератором в аналоговой телефонной системе. Заменено гармоническими искажениями (менее 3).
Доступные напряжения Генераторы могут быть подключены двумя отдельными способами. Соединения между линиями выполняются между любыми двумя проводниками. Линия к нейтрали находится между проводником и нейтралью.
- Напряжение линии 60 Гц к нейтрали:
- 219, 254, 277, 347, 2400, 7200, 7620 или 7970.
- 219, 254, 277, 347, 2400, 7200, 7620 или 7970.
- Линейное напряжение 60 Гц:
- 380, 440, 480, 600, 4160, 12470, 13200 или 13800.
Опции и принадлежности генераторной установки Доступные дополнения к стандартной генераторной установке. Разделяется на следующие системы:
- Двигатель — Система снижения выбросов для модели DQKB, NOx для модели DQKC, нагреватели охлаждающей жидкости различного напряжения для температур выше и ниже 40 градусов по Фаренгейту и масляный поддон большой емкости.
- Система охлаждения — система с рабочей температурой окружающей среды 122 градуса, теплообменник и выносной радиатор.
- Панель управления — антиконденсационный нагреватель, возможность параллельного подключения, блок дистанционного сигнала неисправности и блок реле запуска.
- Выхлопная система — доступны промышленные, бытовые и критические глушители.
- Генератор переменного тока — различные усовершенствования для повышения температуры, антиконденсационный нагреватель, усовершенствования датчиков температуры и дифференциальные трансформаторы тока. Генераторная установка
- — батарея, аккумуляторные стойки, автоматические выключатели, разъединитель, сетевое программное обеспечение PCC, панели удаленных сигнализаторов, пружинные выключатели и обновления гарантии.
Возможности системы управления Система управления отвечает за управление всеми функциями двигателя и генератора. Система Power Command Control (PCC 3201) имеет множество функций контроля и управления, как показано ниже:
Панель управления Система управления PCC представляет собой встроенный контроллер генераторной установки, который обеспечивает управление, регулировку напряжения и защиту двигателя. Элементы управления панели:
- Переключатель Off/Manual/Auto – выбор режима работы.
- Переключатель ручного запуска/остановки — нажмите переключатель, когда переключатель режимов находится в ручном положении, чтобы запустить двигатель.
- Переключатель проверки ламп панели — нажмите переключатель, чтобы проверить лампы панели.
- Выключатель аварийного останова — нажмите переключатель, чтобы остановить двигатель. Выключатель должен быть вытащен после того, как инициирована аварийная остановка.
- Переключатель упражнений — используется для завершения предварительно запрограммированной последовательности упражнений, когда переключатель режимов находится в положении «Авто».
- Конфигурация — Буквенно-цифровой дисплей с обычными светодиодными индикаторными лампами. Различный язык способный.
Элементы панели Панель управления обеспечивает защиту двигателя и мониторинг, перечисленные ниже:
- Отключение при превышении скорости — Панель выключает двигатель, если скорость превышает заданный предел.
- Низкое давление масла — Аварийный сигнал низкого давления масла и остановка двигателя, когда давление масла падает ниже заданных значений.
- High Coolant Temperature (Высокая температура охлаждающей жидкости) — Аварийный сигнал высокой температуры охлаждающей жидкости и остановка двигателя, когда температура охлаждающей жидкости превышает заданные значения.
- Низкий уровень охлаждающей жидкости — Предупреждение, когда уровень охлаждающей жидкости падает ниже датчика. Возможна остановка двигателя.
- Высокое и низкое напряжение батареи — предупреждение, когда уровень заряда батареи превышает или падает ниже заданных значений.
- Weak Battery — Предупреждение, когда уровень заряда батареи падает ниже заданного значения.
- Разряженный аккумулятор — остановка двигателя при выходе из строя аккумулятора.
- Неудачный запуск — отключение при ускорении, если двигатель не запускается в установленное время.
- Fail to Crank — Двигатель остановлен, так как стартер не вращает коленчатый вал двигателя.
- Избыточное отключение при запуске — активировано при слишком большом количестве попыток запуска.
- Блокировка проворачивания — предотвращает запуск двигателя.
- Отказ датчика — указывает, когда датчик неисправен.
Панель мониторинга Панель управления также контролирует и контролирует:
- Защита от переменного тока AmpSentry — контролирует перегрузки по току и короткие замыкания. Обеспечивает регулировку одиночной и трехкратной неисправности. Мониторинг повышенного и пониженного напряжения и частоты и отключение.
- Данные генератора — контролирует напряжение (линейное или линейное с нейтралью). Контролирует ток и частоту на всех трех фазах. кВт и кВА мониторинг.
- Прочие данные. Укажите модель генераторной установки, попытки запуска, запуски, часы работы, кВт-часы и историю неисправностей.
- Управление — система содержит цифровой изохронный регулятор, который обеспечивает динамическое регулирование температуры и интеллектуальное управление скоростью холостого хода.
- Регулировка напряжения — ШИМ (цифровая) электронная регулировка напряжения с измерением трехфазной линии к нейтрали. Мониторинг и регулирование однофазных и трехфазных неисправностей.
- Control Functions — Регистратор данных о неисправностях с имитацией неисправности с программным обеспечением Inpower. Пуск с задержкой по времени и управление охлаждением. Конфигурируемые входы и выходы с возможностью дистанционного аварийного останова.
Обеспечивает регулировку одиночной и трехкратной неисправности. Мониторинг повышенного и пониженного напряжения и частоты и отключение.
Конфигурируемые входы и выходы с возможностью дистанционного аварийного останова.Опции панели Параметры панели управления расширяют возможности. Эти параметры включают в себя:
- Параллельное управление с элементами управления распределением нагрузки.
- Термостатический регулятор обогревателя.
- Переключатель режимов с ключом для обеспечения безопасности.
- Внешние компоненты, такие как модули замыкания на землю и вспомогательные реле для дополнительного контроля.
- Различное программное обеспечение интерфейса, такое как LONWORKS и iWatch
- Дополнительные модули ввода и вывода.
- Дистанционный извещатель для контроля аварийных сигналов в местах, отличных от машинного зала.
>>Назад к статьям и информации<<
Технология – CarGenerator
Technology
У вас уже есть 75% резервного генератора, стоящего прямо у вас на подъездной дорожке! Добавьте CarGenerator™ к своему автомобилю, и вы получите самое надежное в мире, самое долговечное, сверхлегкое, не требующее обслуживания решение для резервного питания.
Начнем с инвертора, вроде тех, что продаются в местном хозяйственном магазине или домашнем складе примерно за 29 долларов.9. Наш высококачественный блок с чистой синусоидой коммерческого класса необходим для безопасного питания вашей печи, холодильника и т. д. мощности и изготовлен из специального термостойкого материала, способного выдерживать сильное нагревание вашего двигателя.
Затем мы добавляем регулировочный ремень и прорезиненную подкладку, чтобы вы могли безопасно повесить его на переднюю часть автомобиля. Плюс измеритель мощности с инструкциями, чтобы вы точно знали, какую мощность вы можете получить от своего автомобиля безопасно и без его повреждения.
ЭТО… наш CarGenerator DRY unit, $460 Этот крошечный 9-фунтовый гаджет будет питать предметы первой необходимости в вашем доме во время отключения электроэнергии в течение 50-70 часов на типичном автомобильном бензобаке.
НО ТОГДА… мы добавляем наше волшебство и упаковываем все это в изготовленный на заказ защищенный от дождя/льда/снега/погоды и хорошо вентилируемый корпус, чтобы получить наш флагманский продукт, CarGeneratorAllweather, сверхлегкий всего за 16 фунтов, 795 долларов.
Никакого обслуживания, никаких хлопот, никаких грязных опасных газовых канистр, которые нужно возиться, сверхнизкий уровень выбросов и такой же плавный и тихий, как ваш автомобиль, мурлыкающий на холостом ходу.
Легкий и удобный
Этот крошечный прибор, весящий всего 9 фунтов, подключается за минуту и обеспечивает питание вашего дома в течение нескольких дней.
Увеличенное время работы
Вы получаете 50-70 часов работы от бензобака вашего автомобиля по сравнению с заправкой бака небольшого газогенератора каждые 4-6 часов.
Электрические/гибридные автомобили
Электрические/гибридные автомобили отлично работают с CarGenerator, а в случае полностью электрического автомобиля вы вообще не используете бензин.
Экологичность
Газогенераторы известны тем, что они шумные и вонючие по той причине, что у них почти нет контроля выбросов или фильтров. Ваш автомобиль, с другой стороны, имеет тысячи долларов контроля загрязнения и управления двигателем, с регулярными государственными испытаниями выбросов.
Меньше газа
Сюрприз! При работе компактного седана на холостом ходу расходуется меньше бензина, чем при работе генератора. Генератор Honda мощностью 1000 Вт, 0,19 галлона/час, компактный седан, 2-литровый двигатель, 0,16 галлона/час Источник: energy.gov
Сверхнадежный и простой
Готов, когда вам это нужно. Если ваша машина заводится, у вас есть мощность. Беспроблемный, никогда не требует технического обслуживания или замены масла.
