Принцип действия синхронного генератора. системы возбуждения синхронного генератора

FakeHeader

Comments 16

У меня в конце статьи взрыв мозга! Может я не так понял, но из прочитанного заключил, что с генератора, а именно, со щеток кидаем провод к реле на контакт 67, и с контакта 15 кидаем провод опять на генератор, а именно на шпильку с резьбой М8, куда подходят 2 толстых провода. Так? Я все правильно понял?

так, тут по точнее надо бы. если у тебя провод с щеток идет в диодный мост, то нужно из щеток в 67 а 15 в провод который в щетки втавлялся. если нет, то идет провод с щеток в 67 а 15 идет к к той шпильке. Но в том и в том случае что провод что шпилька, это выход +.

Вообще у меня Ода и на ней генератор типа ВАЗ2105 с таблеткой в генераторе на щетках, я себе купил генератор от ВАЗ 2101 и теперь ищу информацию как подключить. У меня с генератора родного идет всего 2 провода, один сдвоенный, что на шпильке М8, другой к клемме на генераторе, а теперь еще образовалась клемма со щеток, вот в чем вопрос, потому и уточняю, как правильно подключить с внешней релюшкой. Сам я не электрик, для меня — это мутные чудеса)))Тоесть как я понял релюшку закольцовываем на генераторе со щеток в 67 и с 15 на шпильку М8, все остальное оставляем без изменений?На схеме смотрел, что в статье, там провод с гены идет на 67 в релюшку, а с 15 на блок предохранителей, вот тут я в ступоре… во первых куда в блоке подключаться, а во вторых вариант с закольцовкой меня смутил, т.к. получается 2 разных варианта подключения.

да все верно. делаешь так. а в схеме написанно что на предохранитель. м8 это и есть выход + на предохранитель и на акум)) таблетка это все тожде самое просто более короткий вариант.

Ок, сегодня попробую.

да все верно. делаешь так. а в схеме написанно что на предохранитель. м8 это и есть выход + на предохранитель и на акум)) таблетка это все тожде самое просто более короткий вариант.

Сделал — не получилось. Зарядка 18,5 фигачит!

амм… с щетки на 67 с 15 на шпильку?

странно. может реле?

Нет, реле новое, с ним все в порядке. Такая схема подключения не верная для этой модели авто.

Толи лыжи не едут, толи я идиот, но:а) с преда у нас идёт провод на обмотку возбуждения генератора, хотя нет не так, пред он же f10, отвечает за приборку(втч приборы внутри её и первый запуск гены), реле поворотников, клапан у карбовых и обмотку возбуждения, да да на 222 генераторах, пошла мода что через лампочку приборки и диод 12вольт с приборки идёт на обмотку возбуждения первый раз. На 221 гена он же с копейки лампочка чисто индикатор. На современных авто лампочка тоже индикатор, она в параллель в резисторами стоит.б) РН он же таблетка, берет с доп диодов напругу и по ней проверяет(простой метод проверки если напруга больше 14 вольт гасим генератор, меньше запускаем, да да генаратор у нас импульсный 3х фазный), сделано автовазом чтобы развязать таблетку от бортовой сети. Именно тот самый белый проводок что у тебя выпадал.в) Чтобы гена зарядил аккум, тебе после запуска авто(самое большое тут стартер, кушает прилично), тебе надо проехать приличное расстояние на оборотахг) генератор в принципе не убиваем на вазе, и лечится заменой какой-либо части.Так вообщем-то грац, с починкой авто подручными средствами, но 221 генератор(копеешный) в принципе слабее своего 222 собрата, ЕМНИП, 42А, против 55А(полную дурь гена выдает при 3000-3500 оборотов двигателя)

В цепи возбуждения генератора обнаружил включенный диод(точнее три параллельных) Д226д. Катодом в сторону генератора. При этом все работает за исключением контрольной лампы. Зарядку определяю по вольтметру.

Попытался его убрать(закоротил). В итоге машина не глохнет, тахометр показывает «пляску» стрелки. Возможно пробит один из диодов генератора? Диоды проверял аккумулятором, предварительно все исправны.

Длительная эксплуатация автомобиля неизбежно приводит к износу и поломке различных узлов. Генератор ВАЗ-2107 не является исключением. Периодическая проверка и правильный уход продлят жизнь агрегата.

Принцип работы

Приступаем к самой интересной части нашей статьи. Итак, поворачиваем в замке ключ зажигания и:

1. На контактные кольца, через щеточный узел, а затем на обмотку возбуждения ротора поступает электрический ток;
2. В обмотке ротора, который начинает вращаться одновременно с коленчатым валом двигателя, находится магнитное поле, которое пронизывает обмотки статора, вследствие чего на его выводах напряжение с переменным значением;
3. Когда генератор достигает определённой частоты вращения, он переходит в режим самовозбуждения, то есть ток на обмотку возбуждения ротора начинает поступать непосредственно от самого генератора;
4. Вырабатываемое переменное напряжение с помощью блока выпрямителей преобразуется в постоянное. Именно в этом состоянии происходят процессы зарядки аккумуляторной батареи и обеспечения электричеством потребителей тока;
5. Регулятор напряжения включается в работу в процессе движения автомобиля, когда меняются нагрузка на генератор и его частота вращения. Его задачей является регулировка времени включения возбуждающей обмотки ротора.

Схема генератора

Чтобы суметь в нужный момент возбудить генератор, без применения аккумулятора, следует внимательно изучить схему и принцип действия разных модификаций агрегатов. Важным моментом является понимание того, для чего он нужен вообще и какие именно функции выполняет.

Говоря простым языком генератор – это устройство, которое служит для преобразования механической энергии в электрическую. Он обеспечивает питанием все потребители электрического тока в автомобиле и подзаряжает АКБ во время работы двигателя. Размещается он в передней части мотора, а работает за счет кривошипного вала. На «гибридах» генератор используется как стартер. Однако такая схема иногда встречается и на авто с двигателем внутреннего сгорания, имеющих систему «стоп-старт».

Исходя из этого можно сделать вывод, что генераторы бывают двух типов, отличающихся по конструкции. Главное их различие заключается в том, как располагается выпрямительный блок, приводной шкив и вентилятор. Помимо этого, генераторы имеющие разную схему, отличаются и габаритными размерами. Основные параметры, независимо от типа, остаются одинаковыми – все они имеют в конструкции ротор (индуктор), статор и т.д.

Ниже приведена схема генератора отечественного производства. Встречается он практически на всех моделях авто нашего производства.

А это более современная схема, часто встречается на ВАЗ от «восьмерки» и выше.

Теперь рассмотрим схему подключения генератора и как он работает.

Основная задача, которую выполняет ротор генератора – создает магнитополе. В этих целях вал имеет обмотку возбудителя (или ВО). Он располагается на выступах «плюсовых» половинок. На валу тоже имеется контактная группа, которая состоит из двух медных ободков. По ним проходит напряжение на обмотку возбуждения, для этого они припаиваются к контактам ВО.

Помимо этого, на вал устанавливаются и крыльчатка вентилятора. Там же крепится и приводной шкив (ВПД). Еще одним важным узлом ротора является подшипник.

Относительно функций статора – он преобразовывает постоянное напряжение в переменное и состоит из металлического сердечника набранного из пластинок и обмотки. Статор имеет 46 специальных пазов, в которые укладывается обмотка. Он позволяет разместить в себе три обмотки, благодаря чему можно получить трехфазное соединение.

Выпрямительный блок служит для преобразования тока, который производится генератором из переменного в постоянный для последующей подачи его на потребители. Блок состоит из шести полупроводниковых диодов, на каждую фазу по два – плюс и минус генератора.

Щетки нужны для передачи вырабатываемого тока на кольца возбудителя. Состоят они из графитового элемента, щеточек, пружин для удержания и поджима. На современных генераторах этот узел совмещен с регулятором в единое целое.

«Шоколадка» необходима для поддержания токов генератора в заданных значениях. Сегодня можно встретить электронные либо гибридные регуляторы. В гибридном исполнении в схеме имеются радиодетали и электроприборы. В электронных – части выполнены при помощи технологий ТМТ.

Привод генератора работает благодаря вращениям ременной передачи. Это придает такую же скорость вращения и индуктору, что и требуется для его нормальной работы.

Отсюда в большинстве моделей генераторов обмотка возбуждения подключена отдельной группой, которая состоит из двух полупроводниковых диодов. Диодная схема чаще называется выпрямителем, и препятствует перетеканию тока из аккумулятора обратно по цепи в генератор при стоячем двигателе.

Стоит знать. При соединении обмотки схемой «звездочка» на нулевой вывод устанавливается два дополнительных силовых диода, это позволяет повысить мощность генератора на 15 %. Выпрямительный блок устанавливается на генератор с помощью припайки либо фиксируется механическим способом.

Регулятор является крайне важной деталью в схеме генератора, он отвечает за стабилизацию напряжения при изменениях частоты вращения кривошипного вала. Этот процесс полностью автоматический и проходит путем воздействия на обмотку возбуждения

То есть регулятор отвечает за частоту напряжения и длительность импульсов.

Интересно. Регулятор изменяет силу тока, которая подается на аккумулятор благодаря термокомпенсации напряжения. Проще говоря, чем теплее, тем меньше тока поступает на АКБ.

Схема генератора

Чтобы суметь в нужный момент возбудить генератор, без применения аккумулятора, следует внимательно изучить схему и принцип действия разных модификаций агрегатов. Важным моментом является понимание того, для чего он нужен вообще и какие именно функции выполняет.

Говоря простым языком генератор – это устройство, которое служит для преобразования механической энергии в электрическую. Он обеспечивает питанием все потребители электрического тока в автомобиле и подзаряжает АКБ во время работы двигателя. Размещается он в передней части мотора, а работает за счет кривошипного вала. На «гибридах» генератор используется как стартер. Однако такая схема иногда встречается и на авто с двигателем внутреннего сгорания, имеющих систему «стоп-старт».

Исходя из этого можно сделать вывод, что генераторы бывают двух типов, отличающихся по конструкции. Главное их различие заключается в том, как располагается выпрямительный блок, приводной шкив и вентилятор. Помимо этого, генераторы имеющие разную схему, отличаются и габаритными размерами. Основные параметры, независимо от типа, остаются одинаковыми – все они имеют в конструкции ротор (индуктор), статор и т.д.

Ниже приведена схема генератора отечественного производства. Встречается он практически на всех моделях авто нашего производства.

А это более современная схема, часто встречается на ВАЗ от «восьмерки» и выше.

Теперь рассмотрим схему подключения генератора и как он работает.

Основная задача, которую выполняет ротор генератора – создает магнитополе. В этих целях вал имеет обмотку возбудителя (или ВО). Он располагается на выступах «плюсовых» половинок. На валу тоже имеется контактная группа, которая состоит из двух медных ободков. По ним проходит напряжение на обмотку возбуждения, для этого они припаиваются к контактам ВО.

Помимо этого, на вал устанавливаются и крыльчатка вентилятора. Там же крепится и приводной шкив (ВПД). Еще одним важным узлом ротора является подшипник.

Относительно функций статора – он преобразовывает постоянное напряжение в переменное и состоит из металлического сердечника набранного из пластинок и обмотки. Статор имеет 46 специальных пазов, в которые укладывается обмотка. Он позволяет разместить в себе три обмотки, благодаря чему можно получить трехфазное соединение.

Выпрямительный блок служит для преобразования тока, который производится генератором из переменного в постоянный для последующей подачи его на потребители. Блок состоит из шести полупроводниковых диодов, на каждую фазу по два – плюс и минус генератора.

Щетки нужны для передачи вырабатываемого тока на кольца возбудителя. Состоят они из графитового элемента, щеточек, пружин для удержания и поджима. На современных генераторах этот узел совмещен с регулятором в единое целое.

«Шоколадка» необходима для поддержания токов генератора в заданных значениях. Сегодня можно встретить электронные либо гибридные регуляторы. В гибридном исполнении в схеме имеются радиодетали и электроприборы. В электронных – части выполнены при помощи технологий ТМТ.

Привод генератора работает благодаря вращениям ременной передачи. Это придает такую же скорость вращения и индуктору, что и требуется для его нормальной работы.

Отсюда в большинстве моделей генераторов обмотка возбуждения подключена отдельной группой, которая состоит из двух полупроводниковых диодов. Диодная схема чаще называется выпрямителем, и препятствует перетеканию тока из аккумулятора обратно по цепи в генератор при стоячем двигателе.

Стоит знать. При соединении обмотки схемой «звездочка» на нулевой вывод устанавливается два дополнительных силовых диода, это позволяет повысить мощность генератора на 15 %. Выпрямительный блок устанавливается на генератор с помощью припайки либо фиксируется механическим способом.

Регулятор является крайне важной деталью в схеме генератора, он отвечает за стабилизацию напряжения при изменениях частоты вращения кривошипного вала. Этот процесс полностью автоматический и проходит путем воздействия на обмотку возбуждения

То есть регулятор отвечает за частоту напряжения и длительность импульсов.

Интересно. Регулятор изменяет силу тока, которая подается на аккумулятор благодаря термокомпенсации напряжения. Проще говоря, чем теплее, тем меньше тока поступает на АКБ.

Как происходит возбуждение в гене

Электроэнергия или электрическая сила в генераторе возникает тогда, когда сквозь магнитный поток внутри перемещается проводник. Ток возникает также и в том случае, когда перемещается магнит, а проводник остается неподвижным.

Без теоретических объяснений и выводов, можно представить себе возбуждение гена так:

• На обмотку гена подается электричество с АКБ. Электрический ток первыми принимают щетки и медные кольца.
• Реле отсечки – специальная штука, которая не дает аккумулятору разрядиться при остановке генератора. Когда водитель включает зажигание, то напряжение поступает на реле отсечки, оно притягивает внутренние элементы генератора, тем самым, замыкаются контакты. Получается, что реле в этом случае – эффективный переходник, соединяющий обмотку гена с аккумулятором.
• На приборной панели в салоне автомобиля предусмотрена лампочка. Она дает понять водителю, когда начинается зарядка геном АКБ. Когда включается зажигание, она горит до тех пор, пока напряжение идет с аккумулятора и гаснет, когда процесс энергополучения идет обратно.

Нужен электрик, пропало возбуждение на генератор.

Проверили генератор на стенде – полностью рабочий, счетки заодно поменяли – всё окей.

Реле регулятора – выносное, тоже рабочее, но на него не приходит напряжение.

Куда то делось =)) Если кинуть напругу от аккума, то всё будет в порядке, но надо хорошо сделать, сам браться не буду.

Кто из электриков может исправить данный косяк? Желательно сегодня.

привет – а вот лампочка как раз не горит – то я правильно понимаю, что ежели лампочка слохла – то значит – вот тебе и ответ на вопрос почему нету напруги на реле регулятора?

на северном проспекте

Какую цепь, позвольте полюбопытствовать. Только для личного самообразования. А то смотрю в схему, вижу фигу и не понимаю каким образом лампа влияет на функции генератора.

вся сложность в том, что на реле регулятор приходят много проводов, и один из них видимо оборвался (либо предохранитель сгорел). Реле регулятора снималось и проверялось в сервисе. Генератор снимался и проверялся в сервисе.

Глянул на первую попавшуюся схему, лампа и правда не при делах.

Немного об эффекте возбуждения

Напряжение, формируемое генератором при разных оборотах работы мотора, регулируется обмотками возбуждения. Сила тока поддерживается на постоянном напряжении в пределах 13.8-14.2 В. Для обеспечения питанием всех систем автомобиля, в нем предусмотрен регулятор напряжения (РН). Устройство размещается внутри генератора и встречается как в отечественном автопроме, так и на машинах зарубежного производства. В народе его называют шоколадкой либо таблеткой.

Генератор соединяется с аккумуляторной батареей плюсовым выводом «30» (часто встречается название «плюс», «В» или «ВАТ»). Зажим с отрицательным потенциалом обозначается как «31» (встречается название «D» и «В-»). Контакт от «шоколадки», который используется для подачи напряжения от сети автомобиля после включения зажигания, обозначается как вывод «15» («S»). Контакт для подачи питания на индикатор зарядки о («D+»).

Прекращение подзарядки аккумулятора от генератора, в большинстве случаев, указывает на выход из строя «таблетки». Но не стоит расстраиваться, ведь в таком случае можно подать напряжение на обмотки возбуждения и добраться до ближайшего магазина либо автосервиса. Итак, чтобы не разрядить батарею в ноль, потребуется отсоединить «таблетку», а после возбудить генератор.

Что такое СВ и АРВ

Система возбуждения гена – это комплекс различных устройств, включающих: возбудитель, АРВ, СГП, УБФВ, устройство развозбуждения, а также дополнительные тесто-измерители.

АРВ – это не что иное, как регулятор, функционирующий полностью на автомате. СГП – средство, которое гасит магнитное поле. УБФВ – устройство, благодаря которому осуществляется быстрая форсировка возбуждения.

Сам возбудитель является источником питания (ИП) обмотки постоянным напряжением. В данном случае ИП может быть сам ген совместно с полупроводниками и выпрямительным блоком (диодным мостом).

АРВ применяются в синхронном гене. Здесь они выполняют функцию повышения физической стабильности генерирующего устройства. Принято классифицировать АРВ на устройства с пропорциональным шагом и сильным шагом. Одни способны изменять токоэнергию по несоответствию статорного напряжения, а вторые – реагируют в более широком смысле этого слова.

Когда ток снижается, к примеру, при замыкании, предусмотрена форсировка. Она подразумевает скорое увеличение возбуждения, что влияет на остановку спадов напряжения и сохраняет устойчивость.

Когда происходит отключение генератора, что тоже может вызываться внутренними замыканиями, агрегат следует развозбудить. Для этого достаточно погасить магнитполе, что даст возможность уменьшить размеры повреждения статорной обмотки.

Погасить магнитполе – это, значит, быстрое уменьшить магнитпоток возбуждения гена до величины, близкой к 0. Одновременно с этим уменьшается ЭДС агрегата.

Гашение магнитполя осуществляется с помощью АГП – особых устройств-автоматов, действующих от реле. Именно они помогают активировать сопротивление.

В генерирующих устройствах, функционирующих по принципу тиристорвозбуждения, снижение магнитполя осуществляется методом переключения основных вентилей в инверторный порядок. Тем самым, сэкономленная в обмотке энергия, передастся возбудителю или диодному мосту.

Характеризуется СВ номинальным напряжением (НТ), но оно может быть разным.

• 100 или 600 В, если речь идет о возбуждении на выводах обмотки.
• 100 или 8000 А, если речь идет о НТ, находящимся непосредственно в обмотке, и соответствует нормальной, стандартной работе генератора.

Следует знать, что НТ возбудителя должен составлять доли процентов от НТ генератора. Как правило, считают значения в 0,2-0,6 процентов от номинальной мощности гена.

Что касается быстродействия возбудителя, то оно зависит от скорости нарастания силы тока на обмотке индуктора (ротора).

СВ (система возбуждения) обязана рассчитываться в зависимости от работы АРВ. Другими словами, без АРВ работа допускается, но только на время, нужное для ремонта или замены. В остальных случаях использование АРВ обязательно.

СВ обязана обеспечивать ток в продолжительном режиме, превышая НТ генератора не менее чем на 10 процентов.

СВ также бывает полупроводниковой. В этом случае она должна иметь РВС (режим внутреннего сохранения).

Важно, чтобы защитные устройства, обеспечивающие стабильность во время перенапряжений, были многократного действия

Неисправности агрегата

Если уровень напряжения отличается от нормы, то следует сравнить напряжение генератора и аккумулятора. Разница показаний между напряжением генератора и батареи укажет на плохой контакт на выводе № 30. Клемму следует отсоединить от вывода генератора и зачистить.

Рассмотрим случай, когда стрелка вольтметра вообще не поднимается после пуска мотора. Устройство не вырабатывает энергию. Необходима проверка генератора. Возможными причинами неисправности могут быть:

• обрыв обмоток;
• короткое замыкание на корпус;
• пробой вентилей;
• износ щеток;
• отказ реле-регулятора.

Проверить целостность витков обмоток можно омметром. Сопротивление исправной роторной и статорной обмоток составит 5-10 Ом. Изоляция (сопротивление между обмотками и массой) покажет бесконечность.

Диодный мост следует снять для проверки. В противном случае замерить полупроводники не выйдет. Каждую деталь проверяют отдельно.

Выпрямители считаются годными, если в одну из сторон диоды показали бесконечность, а в другую — около 500 Ом. Диодный блок не ремонтируется. Устройство заменяют целиком.

Причиной неисправности щеточного узла является износ щеток. Ремонт сводится к замене щеток. Предварительно снимают узел.

Автомобилисты с опытом рекомендуют проводить периодический осмотр генератора ВАЗ-2107. Профилактика автомобиля необходима и перед дальней поездкой.

Проверка возбуждения

Основными симптомами, которые доказывают неработоспособность СВ на генераторе, являются показатели внешних характеристик. Говоря иначе, если напряжение через выводы генератора не поступает, то агрегат должен самовозбуждаться по принципу. Если такого не происходит, налицо проблема.

Хорошо заметна работа генератора на дизельных агрегатах. Они получают меньшую, чем обычно дозу топлива, как только генератор развивает небольшую мощность. Таким образом, дизельная установка остается недогруженной.

Проверка системы возбуждения

Ясно, что при уменьшении подачи топлива в цилиндры, снизится и скорость движения. По ней (скорости) можно будет определить снижение напряжения генератора, следовательно, и его возбуждение.

Если в генераторе увеличивается произведение напряжения, то не должно увеличиваться магнитное насыщение СВ, иначе прочность изоляции электромашины не выдержит. Ограниченным в некоторых значениях можно назвать также генераторный ток, который в случае увеличения приведет к перегоранию обмотки якоря.

Система тиристорного самовозбуждения (СТС)

Система тиристорного самовозбуждения (СТС) предназначена для питания обмоток возбуждения турбо и гидрогенераторов выпрямленным регулируемым током – рис.5.3. Питание тиристорного выпрямителя осуществляется через трансформатор, подключенный к генераторному токопроводу. Для запуска генератора предусмотрена цепь начального возбуждения, которая автоматически формирует кратковременный импульс напряжения на обмотке ротора до появления ЭДС обмотки статора генератора. Импульс напряжения достаточен для поддержания устойчивой работы тиристорного преобразователя в цепи самовозбуждения. Питание цепей начального возбуждения осуществляется как от источника переменного тока, так и от станционной аккумуляторной батареи.

Благодаря высокому быстродействию управляемого выпрямителя и предельным уровням напряжения и тока возбуждения в сочетании с эффективными законами управления система СТС обеспечивает высокое качество регулирования и большие запасоустойчивости энергосистем. По этим показателям система СТС соответствует значениям системы СТН.

Абрамян Евгений Павлович

Доцент кафедры электротехники СПбГПУ

В системе СТН интенсивное гашение поля генераторов в нормальных условиях эксплуатации достигается за счет перевода тиристорного преобразователя в инверторный режим изменением полярности напряжения возбуждения – время развозбуждения не превышает 100 мс.

Рис.5.4. Система бесщеточная диодная (СБД) независимого возбуждения: а – с подвозбудителем (ПВ), б – без подвозбудителя, с питанием обмотки возбуждения возбудителя (ОВВ) от выпрямительного трансформатора (ВТ). ДВ – вращающиеся диодные вентили.

Орлов Анатолий Владимирович

Начальник службы РЗиА Новгородских электрических сетей

Действие АГП заключается в уменьшении времени гашения поля при соблюдении предельно допустимой по условиям электрической прочности изоляции величины напряжения на обмотке возбуждения. Защита ротора от перенапряжений выполняется на основе быстродействующих тиристорных разрядников.

Учитывая высокую надежность тиристорных выпрямителей и улучшение их параметров по токам и напряжениям, в схемах возбуждения могут применяться вместо двух групп вентилей (ВРГ, ВФГ) одну группу с необходимой кратностью форсировки – рис.5.5.