Mesin listrik yang mengubah energi mekanik menjadi arus listrik disebut generator mobil. Fungsi genset yang dijalankan pada mobil adalah untuk mengisi baterai dan menyalakan peralatan listrik pada saat mesin dalam kondisi kerja. Generator berfungsi sebagai generator mobil arus bolak-balik.
Generator paling sering terletak di mesin di bagian depannya, digerakkan oleh poros engkol. Pada mobil hibrida, generator melakukan pekerjaan generator starter, dan sirkuit serupa digunakan dalam beberapa desain sistem stop-start lainnya. Saat ini Denso, Delphe dan Bosch menduduki peringkat pertama dunia dalam produksi generator.
Ada dua jenis desain generator mobil: kompak dan tradisional. Perbedaan yang menjadi ciri tipe ini terdiri dari perbedaan tata letak kipas, perbedaan desain housing, rakitan penyearah dan katrol penggerak, dimensi geometris. Parameter umum yang tersedia pada kedua jenis genset mobil adalah:
- Rotor;
- stator;
- Bingkai;
- Regulator tegangan;
- Blok penyearah;
- Satuan sikat.
| 1 – selongsong penjepit | 14 – menyematkan “67” |
| 2 – selongsong | 15 – steker kabel netral |
| 3 – selongsong penyangga | 16 – tiang pemasangan generator |
| 4 – penutup belakang | 17 – baling-baling kipas |
| 5 – sekrup untuk mengencangkan unit penyearah | 18 – katrol |
| 6 – blok penyearah | 19 – piring |
| 7 – katup (dioda) | 20 – berdering |
| 8 – bantalan belakang | 21 – bantalan depan |
| 9 – cincin selip | 22 – belitan rotor |
| 10 – poros rotor | 23 – rotor |
| 11 – kuas | 24 – belitan stator |
| 12 – sematkan “30” | 25 – stator |
| 13 – tempat sikat | 26 – sampul depan |
| 1 – selubung | 17 – katrol |
| 2 – terminal “B+” untuk menghubungkan konsumen | 18 – kacang |
| 3 – kapasitor penekan kebisingan 2,2 µF | 19 – poros rotor |
| 4 – terminal umum dioda tambahan (terhubung ke terminal “D+” pengatur tegangan) | 20 – bantalan poros rotor depan |
| 5 – pemegang dioda positif dari unit penyearah | 21 – potongan tiang rotor berbentuk paruh |
| 6 – pemegang dioda negatif dari unit penyearah | 22 – belitan rotor |
| 7 – terminal belitan stator | 23 – selongsong |
| 8 – pengatur tegangan | 24 – sekrup pengencang |
| 9 – tempat sikat | 25 – bantalan rotor belakang |
| 10 – sampul belakang | 26 – selongsong bantalan |
| 11 – sampul depan | 27 – cincin selip |
| 12 – inti stator | 28 – dioda negatif |
| 13 – belitan stator | 29 – dioda positif |
| 14 – cincin pengatur jarak | 30 – dioda tambahan |
| 15 – mesin cuci | 31 – pin “D” (pin umum dioda tambahan) |
| 16 – mesin cuci kerucut |
1 - pembangkit; 2 - dioda negatif; 3 - dioda tambahan; 4 - dioda positif; 5 - lampu indikator pengosongan baterai; 6 - kluster instrumen; 7 - voltmeter; 8 - blok pemasangan; 9 - resistor tambahan 100 Ohm, 2 W; 10 - relai pengapian; 11 - saklar pengapian; 12 - baterai; 13 - kapasitor; 14 - belitan rotor; 15 - pengatur tegangan
Tugas utama rotor– menciptakan medan magnet yang berputar; untuk tujuan ini, belitan eksitasi terletak pada poros rotor. Itu ditempatkan di dua bagian kutub, setiap setengah kutub memiliki enam tonjolan - mereka disebut paruh. Ada juga cincin selip pada poros, dua di antaranya, dan melaluinya belitan eksitasi diberi daya. Cincin paling sering terbuat dari tembaga; cincin baja atau kuningan cukup jarang. Kabel belitan eksitasi disolder langsung ke cincin.
Satu atau dua impeler kipas ditempatkan pada poros rotor (jumlahnya tergantung pada desain) dan katrol penggerak yang digerakkan dipasang. Dua bantalan bola bebas perawatan membentuk rakitan bantalan rotor. Bantalan rol juga dapat ditempatkan di sisi cincin selip poros.
Stator diperlukan untuk menghasilkan arus listrik bolak-balik; ia menggabungkan inti logam dan belitan, inti terbuat dari pelat, terbuat dari baja. Ini memiliki 36 alur untuk belitan belitan, belitan diletakkan di alur ini, ada tiga, membentuk sambungan tiga fase. Ada dua cara untuk memasang belitan pada alur - metode gelombang dan metode loop. Belitan tersebut dihubungkan satu sama lain menggunakan rangkaian bintang dan delta.
Apa diagram ini?
- "Bintang" - beberapa ujung belitan dihubungkan pada satu titik, dan ujung lainnya adalah kesimpulan;
- “Segitiga” adalah sambungan melingkar dari ujung-ujung belitan secara berurutan, kesimpulannya berasal dari titik-titik sambungan.
Rakitan sikat berfungsi untuk memastikan transfer arus eksitasi ke cincin kontak. Terdiri dari dua sikat grafit, pegas yang menekannya, dan tempat sikat. Pada generator mesin modern, tempat sikat terletak dengan pengatur tegangan dalam satu unit yang tidak dapat dipisahkan.
Unit penyearah berfungsi mengubah tegangan sinusoidal yang dihasilkan oleh generator menjadi tegangan arus searah jaringan on-board mobil. Ini adalah pelat yang berfungsi sebagai penyerap panas, dengan dioda terpasang. Blok tersebut berisi enam dioda semikonduktor daya, untuk setiap fasa terdapat dua dioda, satu untuk terminal “positif” dan yang lainnya untuk terminal “negatif” generator.
Pada banyak generator, belitan eksitasi dihubungkan melalui grup terpisah, yang terdiri dari dua dioda. Penyearah ini mencegah arus pelepasan baterai melewati belitan saat mesin tidak hidup. Ketika belitan dihubungkan berdasarkan prinsip bintang, dua dioda daya tambahan dipasang pada terminal nol, sehingga daya generator dapat ditingkatkan hingga 15 persen. Unit penyearah dihubungkan ke sirkuit generator di lokasi pemasangan khusus dengan menyolder, mengelas, atau membaut.
Regulator tegangan– tujuannya untuk menjaga tegangan generator dalam batas tertentu. Saat ini, generator dilengkapi dengan pengatur tegangan semikonduktor elektronik (atau terintegrasi).
Desain pengatur tegangan:
- desain hibrida - penggunaan elemen radio dan perangkat elektronik dalam sirkuit elektronik secara bersamaan;
- desain integral - semua komponen regulator (tidak termasuk tahap keluaran) dibuat menggunakan teknologi mikroelektronik film tipis.
Pengatur tegangan mengubah tegangan yang disuplai untuk mengisi baterai dengan mengkompensasi tegangan secara termal (tergantung pada suhu udara). Semakin tinggi suhu udara, semakin sedikit tegangan yang disalurkan ke baterai.
Generator digerakkan oleh penggerak sabuk dan memastikan putaran rotor dengan kecepatan melebihi kecepatan poros engkol sebanyak dua hingga tiga kali. DI DALAM desain yang berbeda generator, poli-V-ribbed atau V-belt dapat digunakan:
- sabuk-V memiliki prasyarat untuk keausan yang cepat (hal ini tergantung pada diameter spesifik katrol) karena cakupan penerapan sabuk-V dibatasi oleh ukuran katrol yang digerakkan.
- Sabuk berusuk V Ini dianggap lebih universal, berlaku untuk katrol penggerak berdiameter kecil, dan dengan bantuannya rasio roda gigi yang lebih besar diwujudkan. Model generator modern memiliki sabuk poli-V dalam desainnya.
Ketika kunci diputar pada kunci kontak, arus disuplai ke belitan medan melalui rakitan sikat dan cincin slip. Medan magnet diinduksi pada belitan. Rotor generator mulai bergerak seiring dengan putaran poros engkol. Gulungan stator ditembus oleh medan magnet rotor. Tegangan bolak-balik muncul di terminal belitan stator. Setelah mencapai kecepatan putaran tertentu, belitan eksitasi diberi daya langsung dari generator, yaitu generator masuk ke mode eksitasi sendiri.
Tegangan bolak-balik diubah oleh unit penyearah menjadi tegangan searah. Dalam keadaan ini, generator menyediakan arus yang dibutuhkan untuk mengisi pasokan listrik ke konsumen dan baterai.
Regulator tegangan mulai beroperasi ketika beban dan kecepatan poros engkol berubah. Dia mengatur waktu peralihan belitan eksitasi. Waktu peralihan belitan medan berkurang seiring dengan berkurangnya beban eksternal dan kecepatan generator. Waktu bertambah seiring bertambahnya beban dan berkurangnya kecepatan putaran. Ketika arus yang dikonsumsi melebihi kemampuan generator, baterai dihidupkan. Terdapat lampu peringatan pada panel instrumen yang memantau kondisi pengoperasian genset.
Parameter utama generator:
- Tegangan terukur;
- frekuensi eksitasi terukur;
- nilai saat ini;
- frekuensi eksitasi diri;
- Efisiensi (koefisien efisiensi).
Karakteristik kecepatan saat ini– ini adalah ketergantungan arus pada kecepatan generator.
Selain nilai nominal, karakteristik kecepatan arus memiliki poin lain:
- arus minimum dan kecepatan operasi minimum (40-50% dari arus pengenal adalah arus minimum);
- arus maksimum dan kecepatan putaran maksimum (arus maksimum tidak lebih dari 10% lebih tinggi dari arus pengenal).
Video
Prinsip kerja generator adalah mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Hal ini terjadi akibat fenomena induksi elektromagnetik. Esensinya adalah ketika sebuah penghantar listrik melintasi saluran listrik Medan gaya, beda potensial timbul pada ujung-ujung yang pertama. Yaitu tegangan listrik. Prinsip pengoperasian genset mobil sama.
Generator mobil adalah alternator dengan penyearah bawaan.
Mengapa mobil membutuhkan genset?
Setiap mobil membutuhkan energi listrik untuk beroperasi. Digunakan untuk menghidupkan dan mengoperasikan mesin serta menerangi jalan. Perangkat kontrol dan indikasi lampu juga menggunakannya untuk fungsi normal. Oleh karena itu, baterai listrik cepat habis selama pengoperasian kendaraan. Untuk memastikan daya terisi saat mesin hidup, dipasang generator di setiap mobil yang dilengkapi mesin pembakaran dalam.
Komposisi dan desain autogenerator
Autogenerator terdiri dari bagian-bagian berikut:
Rangkaian pengatur tegangan pada dasarnya adalah penguat arus dengan umpan balik tegangan negatif. Artinya, peningkatan tegangan pada keluaran autogenerator menyebabkan penurunan arus yang melewati belitan eksitasi rotor, yang melemahkan medan magnetnya, dan karena itu, tegangan pada keluaran perangkat berkurang. . Generator modern menggunakan penyearah tambahan yang terdiri dari tiga dioda berdaya rendah untuk memberi daya pada belitan eksitasi. Hal ini menghilangkan aliran arus melalui belitan medan ketika kunci kontak dimatikan dan menyederhanakan rangkaian untuk menunjukkan ada tidaknya pengisian. Saat kunci kontak dihidupkan, daya disuplai ke pengatur tegangan melalui lampu indikator. Meskipun tidak ada pengisian, arus eksitasi generator mengalir melalui bola lampu dan menyala. Dan segera setelah generator mulai menghasilkan energi, daya disuplai ke regulator dari dioda tambahan, arus yang melalui lampu kontrol berhenti dan padam. 
Operasi satuan
Ketika arus melewati belitan eksitasi generator mandiri, medan magnet muncul di sekitar rotor.
Perputaran rotor oleh mesin melalui sabuk penggerak menyebabkan garis-garis medan magnet melintasi belitan belitan stator. Mengapa EMF muncul di dalamnya, dan tegangan listrik bolak-balik muncul di terminal belitan.
Yang terakhir diubah oleh blok dioda menjadi konstan. Tegangan konstan yang diperlukan untuk pengisian baterai normal (dari 13,9 menjadi 14,2 V) dipertahankan menggunakan pengatur relai, yang ketika tegangan meningkat di atas nilai atas, mengurangi arus eksitasi. Dan ketika turun di bawah yang lebih rendah, maka meningkat. Beginilah cara kerja autogenerator apa pun.
Sedikit sejarah
Alternator mobil pertama adalah alternator DC. Mobil dilengkapi dengan generator seperti itu hingga awal tahun 60an abad lalu. Perbedaan utama mereka dari generator arus bolak-balik adalah bahwa elektromagnet yang menciptakan medan magnet tidak bergerak. EMF terletak pada belitan rotor yang berputar pada medan ini. Arus dihilangkan dari setengah cincin yang diisolasi satu sama lain, sehingga terdapat tegangan hanya satu polaritas pada setiap sikat. Kerugiannya adalah desain rakitan sikat-komutator yang rumit dan keandalan yang rendah karena tingginya arus yang mengalir melalui kontak antara sikat dan pelat komutator. 
Oleh karena itu, segera setelah industri mulai memproduksi dioda semikonduktor dengan daya yang cukup, generator DC di mobil mulai digantikan oleh generator arus bolak-balik dengan penyearah semikonduktor. Penyearah generator pertama untuk mobil adalah selenium. Ukurannya besar, dan suhu pengoperasiannya jauh lebih rendah dibandingkan suhu silikon modern. Oleh karena itu, mereka tidak dapat ditempatkan di dalam generator.
Regulator tegangan pertama adalah regulator getaran. Mereka adalah relai yang mengatur arus eksitasi karena seringnya putusnya jangka pendek pada rangkaian yang memberi makan kumparan rotor. Oleh karena itu pengatur tegangan masih sering disebut dengan pengatur relai. Mereka biasanya memiliki kontak tertutup yang menyuplai daya ke kumparan jangkar. Ketika tegangan jaringan terpasang meningkat, belitan relai menarik inti dan memutus rangkaian daya jangkar. Hal ini membuatku terjatuh tegangan keluaran generator, relai berhenti menahan inti, dan rangkaian daya rotor ditutup kembali.
Mereka digantikan oleh regulator semikonduktor berdasarkan elemen diskrit. Dan di belakangnya terdapat pengatur tegangan terintegrasi, yang ukurannya sangat kecil sehingga mulai digabungkan menjadi satu unit dengan sikat dan dimasukkan ke dalam rumah generator.
Keandalan pembangkit
Pengaruh terbesar terhadap keandalan dan masa pakai generator mobil diberikan oleh kualitas bantalan rotor, rakitan sikat-komutator, dan insulasi belitan. Faktor pertama dan terakhir terutama bergantung pada tingkat teknologi produksi komponen. Mereka berusaha menghilangkan dampak kedua dengan mengembangkan generator induktor nirkontak dengan kutub yang diperpendek. Generator semacam itu telah digunakan pada traktor dan mesin pertanian selama beberapa dekade. Mereka belum digunakan di mobil karena belum ditemukan cara untuk menghilangkan kelemahan utamanya: kepadatan daya yang rendah, amplitudo riak tegangan yang besar, dan kebisingan magnetik yang signifikan. Keandalannya jauh lebih tinggi dibandingkan pendahulunya, yang memiliki kuas.
Sumber arus utama pada mobil adalah generator. Tanpa genset yang berfungsi, mobil tidak akan melaju jauh. Jika generator tidak berfungsi, baterai tidak terisi cukup, yang menyebabkan hilangnya daya secara bertahap pada peralatan listrik dan selanjutnya menyebabkan ketidakmampuan untuk terus mengemudi.
Oleh karena itu, sangat penting bagi para pecinta mobil untuk menjaga performa salah satu komponen utama mobil tersebut.
Kerusakan generator dapat terjadi secara maksimal cara yang berbeda, tetapi paling sering Anda harus memperhatikan generator jika ada suara bising yang berasal dari generator, atau jika Anda sering melihat daya baterai tidak mencukupi atau tidak ada sama sekali.
Hal ini dapat diperhatikan dengan sangat sederhana. Mobil tidak menyala, Anda menyalakannya dengan menyalakan rokok dari mobil lain. Kami pergi ke suatu tempat, mematikan mesin, dan sekali lagi Anda tidak dapat menyalakan mobil, starter tidak mau berputar. Artinya, baterai telah memenuhi fungsinya, atau generator tidak mengisi dayanya.
Diagnosis kegagalan generator mekanis
Secara umum, semuanya sederhana di sini. Jika menimbulkan suara berisik, memekik, bersiul, bergetar, melolong, maka masalahnya ada pada bantalan, yang harus diperiksa pelumasannya dan keausannya. Terkadang cukup menambahkan pelumas dan kebisingannya hilang. Dalam kasus yang lebih serius, bantalan harus diganti dengan yang baru.
Selain bantalan, kebisingan dan suara menderu dapat muncul jika terjadi korsleting antar belitan pada belitan stator atau relai traksi. Selain itu, penyebab suara yang tidak menyenangkan dapat berupa korsleting pada belitan ke rumahan atau kontak yang buruk. Artinya, jelas bahwa suara muncul jika terjadi interaksi mekanis pada bagian mana pun dari generator selama pengoperasiannya. Semua ini dapat diungkap dengan memeriksa generator secara visual. Jika terjadi kontak, kemungkinan besar jejak kontak ini akan terlihat.
Setelah menemukan kerusakan, Anda harus menilai tingkat keparahannya dan kemungkinan perbaikan. Namun kegagalan mekanis bukanlah satu-satunya hal yang dapat mengganggu pengoperasian genset.
Pengecekan tegangan genset mobil
Untuk menetapkan fungsionalitas generator, Anda harus memeriksa tegangan keluarannya, dan kemudian mendiagnosis penyebab utama kegagalan fungsi. Untuk mengukur tegangan, voltmeter paling sering digunakan, yang dihubungkan ke kutub baterai, atau lebih jarang - ohmmeter atau multimeter.
Saat menghidupkan mesin, tegangan pada terminal mesin tidak boleh melebihi 8 V. Sebaiknya lakukan prosedur ini bukan pada mesin dingin dan suhu sekitar minimal 20 derajat Celcius.
Untuk melanjutkan percobaan lebih jauh, Anda perlu “menginjak gas”, sehingga meningkatkan kecepatan mesin. Hal ini harus dilakukan hingga jarum tachometer menunjukkan 3000 rpm. Kemudian Anda harus melakukan pengukuran tegangan lagi di terminal baterai. Jika pembacaannya kurang dari 12,5 V, saatnya mulai memperbaiki genset.
Membongkar generator yang rusak memerlukan pemutusan terminal ground dari baterai. Kemudian, dengan menggunakan obeng, Anda perlu melepas dudukan pengatur tegangan.
Sebelum melanjutkan ke diagnosa yang lebih rinci, perlu dilakukan pemeriksaan eksternal pada generator, yaitu memeriksa keausan sikat dan slip ring dan, jika ada endapan karbon, menggilingnya.
Penyebab paling umum kegagalan genset adalah tidak berfungsinya pengatur tegangan, jadi sebaiknya diganti secara berkala sebelum tanggal kedaluwarsa suku cadang.
Pemasangan genset pada posisi semula dilakukan dengan urutan terbalik, pada akhirnya massa dihubungkan dengan hati-hati ke baterai.
Setelah menyelesaikan langkah sederhana ini, Anda perlu menyambungkan kembali voltmeter ke kutub baterai. Saat menghidupkan mesin dan menaikkan kecepatan hingga 3000 rpm, alat pengukur harus menunjukkan nilai tegangan pada kisaran 13,5-14,5 V. Nilai voltmeter ini berarti penyebab masalah telah teratasi.
Memeriksa stabilisasi tegangan
Langkah selanjutnya adalah memeriksa stabilisasi tegangan. Hal ini dilakukan sebagai berikut. Dengan lampu jauh mobil menyala, gunakan voltmeter untuk melakukan pengukuran tegangan yang diperlukan. Jika indikator yang dihasilkan tidak berbeda lebih dari 0,4 V dari nilai yang diukur sebelumnya, maka semuanya beres.
Cara pengecekan genset mobil yang dijelaskan di atas sederhana dan tidak rumit serta hanya membutuhkan alat ukur, keterampilan dasar montir mobil, dan keinginan untuk memahami secara mandiri penyebab tidak berfungsinya kuda besi.
Memeriksa rangkaian catu daya kendaraan
Dengan menggunakan alat pengukur, kita dapat memeriksa rangkaian catu daya kendaraan.
Untuk memeriksa jembatan dioda, Anda perlu menghubungkan voltmeter ke terminal generator dan ground. Kemungkinan kegagalan dioda akan terlihat jelas ketika pembacaan tegangan di atas 0,5 V.
Untuk menentukan kerusakan dioda, Anda perlu menghubungkan perangkat antara terminal “30” dan kabel generator yang terputus. Pembacaan arus pelepasan kurang dari 5 mA dapat diterima.
Untuk memeriksa pengatur tegangan, Anda perlu memanaskan mesin terlebih dahulu dengan kecepatan sedang dengan lampu menyala minimal 15 menit. Selanjutnya, dengan menggunakan voltmeter, Anda perlu mengukur tegangan di satu sisi di ground dan di sisi lain di terminal “30”. Pembacaan voltmeter mungkin berbeda untuk kendaraan yang berbeda.
Jika perlu, Anda dapat memeriksa voltase yang diatur. Untuk melakukan ini, Anda perlu menghubungkan alat pengukur ke baterai. Dengan pemeriksaan seperti itu, kecepatan harus mendekati maksimum, dan semua konsumen energi dihidupkan. Nilai yang diperoleh selama pengukuran akan bersifat individual tergantung pada modifikasi mobil.
Untuk mendiagnosis hambatan pada belitan eksitasi, digunakan ohmmeter dan multimeter. Pertama-tama, pengatur tegangan dan tempat sikat dilepas. Selanjutnya Anda perlu memastikan integritas belitan dan membersihkan cincin slip. Saat memeriksa resistansi, probe alat pengukur harus diterapkan pada cincin slip. Pembacaan normal akan dianggap 5-10 ohm.
Untuk memeriksa korsleting ke ground, Anda harus menggunakan multimeter. Salah satu probe perangkat harus dipasang ke stator generator, yang lain harus dihubungkan ke slip ring. Jika belitan tidak mengalami korsleting ke ground, multimeter akan menunjukkan resistansi yang sangat tinggi.
Dimungkinkan untuk menghilangkan kesalahan kecil sendiri, tetapi Anda harus ingat bahwa untuk diagnosis yang lebih menyeluruh, pengukuran yang rumit, dan perbaikan generator selanjutnya, Anda perlu menghubungi layanan bersertifikat.
Setiap mobil memiliki jaringan kelistrikan sendiri, yang menjalankan beberapa fungsi: menghidupkan mesin dengan starter, memastikan keluarnya bunga api yang stabil untuk menyalakan campuran bensin, alarm suara dan cahaya, serta penerangan dan menciptakan kondisi nyaman di dalam kabin.
Untuk menyediakan energi listrik kepada konsumen otomotif jaringan listrik Ada dua sumber daya: generator dan generator, yang menyuplai energi ke jaringan terpasang hingga mesin menyala. Keunikannya adalah ketidakmampuan untuk menghasilkan arus listrik, tetapi hanya menyimpannya di dalam dirinya sendiri dan melepaskannya ke konsumen bila diperlukan. Oleh karena itu, baterai saja tidak akan mampu menyediakan listrik ke jaringan mobil dalam waktu lama, karena baterai akan cepat habis sehingga menghabiskan seluruh energinya. Semakin sering mesin dihidupkan dan konsumen arus kuat digunakan, semakin cepat pelepasannya terjadi.
Untuk memulihkan daya aki dan menyuplai tenaga listrik kepada sisa konsumen mobil, digunakan generator mobil yang senantiasa menghasilkan listrik selama mesin hidup.
Jenis autogenerator
Ada dua jenis genset yang digunakan pada mobil.
- pembangkit arus searah tidak digunakan pada mobil modern. Tidak memerlukan perbaikan saat ini untuk beroperasi. Sebelumnya digunakan pada Pobeda, GAZ-51 dan beberapa merek lain yang diproduksi sebelum tahun 1960.
- alternator banyak digunakan pada mobil saat ini. Generator pertama dikembangkan di Amerika pada tahun 1946. Ini adalah desain yang lebih andal dan modern. Output generator sudah terpasang.
Desain dan pengoperasian
Kedua jenis generator tersebut digunakan untuk menghasilkan arus listrik yang diperlukan untuk mengoperasikan kendaraan. Struktur dan prinsip operasinya adalah fitur khas, karena mereka menghasilkan jenis arus yang berbeda. Mari kita pertimbangkan fitur desain dan prinsip pengoperasian yang dimiliki setiap jenis generator mobil.
pembangkit arus searah
Generator mandiri ini memiliki banyak kelemahan:
- Efisiensi pengoperasian rendah.
- Kekuatan tidak mencukupi.
- Diagram koneksi tidak sempurna.
- Diperlukan pemantauan yang konstan.
- Perawatan yang sering.
- Kehidupan pelayanan yang singkat.
Desain serupa yang mencakup kolektor dapat beroperasi secara bersamaan dalam mode generator atau motor. Mereka banyak digunakan pada mobil hybrid.
Perbedaannya dengan generator arus bolak-balik adalah bahwa elektromagnet yang dihasilkan sama sekali tidak bergerak. Gaya gerak listrik terletak pada belitan rotor yang berputar. Listrik dikeluarkan dari setengah cincin yang diisolasi satu sama lain. Setiap sikat mempunyai tegangan dengan polaritas yang sama.
Alternator mobil
Ini adalah model generator mandiri modern yang populer. Setiap desain generator mandiri mencakup belitan yang terletak di stator stasioner, yang dipasang di antara dua penutup: belakang dan depan. Pada bagian samping cover belakang terdapat slip ring rotor. Pada bagian samping cover depan terdapat penggerak dengan katrol. Generator mobil terletak di depan mesin dan dibaut ke braket khusus. Mata tegangan dan kaki pemasangan terletak pada penutup generator.
Penutup genset dibuat dengan pengecoran paduan aluminium. Mereka memiliki jendela untuk ventilasi rumah generator. Dalam desain yang berbeda, jendela seperti itu dapat dibuat baik di bagian ujung generator maupun pada bagian silinder di atas belitan stator.
Pada sampul belakang terdapat rakitan sikat yang dipadukan dengan pengatur tegangan, serta unit penyearah. Penutup generator dikencangkan dengan sekrup panjang, menjepit rumah stator dengan belitan menjadi satu.
stator pembangkit terdiri dari:
Stator terbuat dari baja lembaran setebal 1 mm. Untuk menghemat logam, para desainer membuat stator yang terdiri dari segmen-segmen terpisah berbentuk tapal kuda. Lembaran stator diikat menjadi satu struktur menggunakan paku keling atau pengelasan. Semua jenis desain stator utama berisi 36 slot di mana belitan berada. Slot stator diisolasi dengan senyawa epoksi atau film khusus.
Rotor pembangkit terdiri dari:
Generator mobil memiliki tipe sistem khusus kutub rotor , terdiri dari dua bagian dengan tonjolan berbentuk paruh. Masing-masing setengahnya memiliki enam tiang, yang dibuat dengan cara dicap. Bagian tiang ditekan ke poros. Sebuah busing dipasang di antara mereka, di mana belitan eksitasi berada. Poros rotor biasanya terbuat dari baja potong bebas dengan kekerasan rendah. Namun bila menggunakan bantalan rol yang beroperasi pada ujung poros dari sisi penutup belakang, poros terbuat dari baja paduan keras, dan jurnal poros mengalami pengerasan. Ujung poros mempunyai ulir dan alur pasak untuk memasang katrol.
Pada generator modern, kunci tidak digunakan. Katrol dipasang pada poros dengan mengencangkan mur. Untuk memudahkan pembongkaran, poros memiliki tonjolan heksagonal untuk kunci, atau ceruk.
Kuas autogenerator terletak di rakitan sikat dan ditekan ke cincin menggunakan pegas.
Generator dapat dilengkapi dengan dua jenis sikat:
- Tembaga-grafit.
- Elektrografi.
Tipe kedua memiliki kehilangan tegangan yang signifikan saat bersentuhan dengan cincin. Hal ini berdampak negatif pada parameter keluaran generator. Aspek positifnya adalah umur panjang cincin dan kuas.
Unit pelurusan dua jenis digunakan
- Pelat pendingin tempat dioda daya penyearah ditekan.
- Desain dengan sirip pendingin besar tempat dioda tipe pil disolder.
Penyearah tambahan mencakup dioda dalam wadah plastik berbentuk kacang polong atau silinder, dan juga dapat dibuat sebagai unit tertutup terpisah yang dihubungkan ke sirkuit dengan bus khusus.
Hubungan pendek pada pelat heatsink kutub positif dan negatif dapat menyebabkan bahaya besar pada generator. Hal ini dapat terjadi karena kontak yang tidak disengaja dengan benda logam atau kotoran konduktif. Dalam hal ini, terjadi korsleting pada sirkuit baterai, yang dapat menyebabkan kebakaran. Untuk mencegah hal ini terjadi, banyak elemen konduktif penyearah ditutupi dengan lapisan insulasi.
Generator menggunakan bantalan bola radial dengan pelumasan dan penyegelan satu kali. Bantalan rol terkadang digunakan pada generator impor.
Generator didinginkan oleh bilah kipas yang dipasang pada poros. Udara tersedot ke dalam lubang di penutup belakang. Ada metode pendinginan lainnya.
Pada mobil yang ruang mesinnya terlalu padat dan bersuhu tinggi, digunakan generator dengan casing khusus yang mengalirkan udara dingin secara terpisah untuk pendinginan.
Regulator tegangan
Berfungsi untuk menjaga tegangan autogenerator pada kisaran yang dibutuhkan untuk pengoperasian normal peralatan kelistrikan kendaraan.
Regulator tersebut beroperasi berdasarkan elemen semikonduktor. Milik mereka desain mungkin berbeda, tetapi prinsip pengoperasiannya sama.
Regulator tegangan memiliki sifat kompensasi suhu. Ini adalah kemampuan untuk mengubah voltase tergantung pada suhu ruang kerja untuk mengisi daya baterai dengan sebaik-baiknya. Semakin dingin udaranya, semakin tinggi tegangan yang disuplai ke baterai.
Pengoperasian pembangkit
Saat menghidupkan mesin mobil, konsumen utama listrik adalah starter. Dalam hal ini, kekuatan arus bisa mencapai beberapa ratus ampere. Dalam mode ini, peralatan listrik hanya berjalan dengan baterai, yang dapat mengalami pengosongan daya yang parah. Setelah menghidupkan mesin, genset mobil menjadi sumber tenaga utama.
Saat mesin hidup, baterai terus diisi ulang dan pengoperasian konsumen listrik yang terhubung ke jaringan on-board kendaraan terjamin. Jika generator mati, baterai akan cepat habis. Setelah diisi, tegangan baterai dan generator sedikit berbeda, sehingga arus pengisian berkurang.
Ketika peralatan listrik mobil yang kuat beroperasi dan putaran mesin rendah, konsumsi arus total menjadi lebih tinggi daripada kapasitas generator, sehingga relai tegangan mengalihkan daya ke baterai.
Pemasangan dan mengemudi
Generator digerakkan oleh katrol mesin melalui penggerak sabuk. Kecepatan putaran generator tergantung pada diameter puli generator dan puli poros engkol mesin.
Mobil modern dilengkapi dengan sabuk serpentine karena lebih fleksibel dan dapat menggerakkan puli berdiameter kecil. Ini memungkinkan Anda mendapatkan kecepatan generator yang tinggi. Sabuk dapat dikencangkan dengan berbagai cara, tergantung pada merek mobil dan desain penegangnya. Paling sering, rol khusus digunakan sebagai tensioner.
Kerusakan
Autogenerator adalah perangkat yang andal, tetapi juga mengalami beberapa malfungsi, yang terbagi menjadi dua jenis:
- Masalah mekanis paling sering terjadi karena keausan suku cadang: katrol, sabuk penggerak, bantalan gelinding, sikat tembaga-grafit. Kerusakan seperti itu mudah dideteksi, karena suara asing dan suara ketukan berasal dari generator. Kerusakan ini dihilangkan dengan mengganti suku cadang yang aus karena tidak dapat dipulihkan.
- Kesalahan listrik terjadi jauh lebih sering. Hal ini dapat dinyatakan dalam korsleting belitan stator atau rotor, rusaknya pengatur tegangan, rusaknya penyearah, dll. Sampai kesalahan teridentifikasi, kerusakan tersebut dapat berdampak buruk pada baterai. Misalnya, pengatur tegangan yang rusak akan terus-menerus mengisi ulang baterai. Tidak ada tanda-tanda eksternal khusus. Hal ini hanya dapat ditentukan dengan mengukur tegangan keluaran generator.
Gangguan kelistrikan juga dapat diperbaiki dengan mengganti komponen yang rusak dengan yang baru. Hubungan pendek pada belitan mengharuskan belitan digulung ulang, yang secara signifikan meningkatkan biaya perbaikan. Di jaringan retail Anda dapat menemukan suku cadang generator, termasuk rumah stator dengan belitan.
Karakteristik generator Kemampuan genset untuk menyediakan listrik kepada konsumen pada berbagai mode operasi mesin ditentukan oleh karakteristik kecepatan arus TLC - ketergantungan arus maksimum yang disuplai oleh generator pada kecepatan rotor terhadap nilai tegangan konstan pada terminal listrik. Pada Gambar. Gambar 1 menunjukkan karakteristik kecepatan arus generator. Beras. 1. Karakteristik kecepatan arus dari genset. Grafik berisi poin-poin karakteristik berikut: n0 - kecepatan rotor awal tanpa beban, dimana generator mulai mensuplai arus Iхд - arus keluaran generator ke kecepatan putaran yang sesuai dengan kecepatan idle mesin stabil minimum. Pada generator modern, arus yang disuplai dalam mode ini adalah 40-50% dari arus pengenal Idm - arus pengenal maksimum yang disalurkan ke kecepatan rotor adalah 5000 menit"" 6000 menit"" untuk generator modern. Ada TLC yang didefinisikan: - eksitasi sendiri, rangkaian belitan eksitasi ditenagai oleh generatornya sendiri - eksitasi independen, rangkaian belitan eksitasi ditenagai oleh sumber eksternal - untuk genset, pengatur tegangan dihidupkan - untuk generator , pengatur tegangan mati - dalam keadaan dingin, dingin berarti keadaan di mana suhu unit generator praktis sama dengan suhu udara sekitar 25 ± 10 ° C, sejak penentuan eksperimental generator TLC memanas, maka waktu percobaan harus minimal, yaitu tidak lebih dari 1 menit, dan diulangKarakteristik genset mobil
Kemampuan genset untuk menyediakan listrik kepada konsumen pada berbagai mode pengoperasian mesin ditentukan oleh karakteristik kecepatan arus (TSC) - ketergantungan arus maksimum yang disuplai oleh generator pada kecepatan rotor pada tegangan konstan di terminal daya. . Pada Gambar. Gambar 1 menunjukkan karakteristik kecepatan arus generator.
Beras. 1. Karakteristik kecepatan arus dari genset.Grafik tersebut berisi poin-poin karakteristik berikut:
n0 adalah kecepatan rotor awal tanpa beban, di mana generator mulai mengalirkan arus;
Iхд adalah arus keluaran generator pada kecepatan putaran yang sesuai dengan kecepatan idle stabil minimum mesin.
Pada generator modern, arus yang disuplai dalam mode ini adalah 40-50% dari arus pengenal;
Idm - arus keluaran maksimum (nominal) pada kecepatan rotor 5000 menit" (6000 menit" untuk generator modern).
Ada TLC yang ditentukan oleh:- dengan eksitasi sendiri (rangkaian belitan eksitasi ditenagai oleh generatornya sendiri);
Dengan eksitasi independen (rangkaian belitan eksitasi ditenagai dari sumber eksternal);
Untuk genset (pengatur tegangan termasuk dalam rangkaian);
Untuk generator (pengatur tegangan dinonaktifkan);
Dalam keadaan dingin (dingin yang dimaksud adalah keadaan dimana suhu komponen generator hampir sama dengan suhu udara sekitar (25 ± 10) ° C, karena pada saat percobaan penentuan KLT generator memanas, maka waktu percobaan harus minimal, yaitu tidak lebih dari 1 menit, dan percobaan berulang harus dilakukan setelah suhu node kembali sama dengan suhu lingkungan);
Dalam keadaan panas.
Dalam dokumentasi teknis untuk generator, tidak seluruh TLC sering ditunjukkan, tetapi hanya titik karakteristik individualnya (lihat Gambar 1).
Poin-poin tersebut antara lain:- kecepatan putaran awal saat idle n0. Ini sesuai dengan tegangan yang ditentukan generator tanpa beban;
Arus tertinggi disalurkan oleh generator Idm. (Generator katup otomotif bersifat self-limiting, yaitu setelah mencapai kekuatan Idm yang nilainya mendekati nilai arus hubungan pendek, generator, dengan peningkatan kecepatan putaran lebih lanjut, tidak dapat mensuplai arus ke konsumen nilai yang lebih besar. Idm arus dikalikan dengan tegangan pengenal menentukan daya pengenal generator mobil);
Kecepatan putaran npн dan kekuatan arus Idн dalam mode desain. (Titik mode desain ditentukan pada titik kontak garis singgung KLT yang diambil dari titik asal. Kira-kira nilai kuat arus yang dihitung dapat ditentukan sebagai 0,67 Idm. Mode desain sesuai dengan torsi mekanis maksimum sebesar generator dan di wilayah mode ini pemanasan terbesar pada node diamati, karena dengan meningkatnya kecepatan putaran, arus generator meningkat dan, akibatnya, pemanasan komponen-komponennya, tetapi pada saat yang sama intensitas pendinginan generator generator oleh kipas yang terletak pada porosnya juga meningkat.Pada kecepatan putaran tinggi, peningkatan intensitas pemanasan didominasi oleh peningkatan intensitas pendinginan dan pemanasan komponen generator menurun.);
Kecepatan putaran nхд dan kekuatan arus Iхд dalam mode yang sesuai dengan kecepatan idle mesin pembakaran internal (ICE). Dalam mode ini, generator harus menyalurkan arus yang diperlukan untuk memberi daya pada sejumlah konsumen penting, terutama pengapian pada mesin pembakaran internal karburator.
Cara menentukan parameter generator Anda: Untuk generator domestik: Pada model baru mesin domestik (VAZ-2111, 2112, ZMZ-406, dll.): generator dengan desain kompak (94.3701, dll.) dipasang. Generator tanpa sikat (induktor) (955.3701 untuk VAZ, G700A untuk UAZ) berbeda dari desain tradisional karena memiliki magnet permanen pada rotor, dan belitan eksitasi pada stator (eksitasi campuran). Hal ini memungkinkan untuk dilakukan tanpa rakitan sikat (bagian generator yang rentan) dan cincin slip. Namun, generator ini memiliki massa yang sedikit lebih besar dan tingkat kebisingan yang lebih tinggi.
Dasbor generator biasanya menunjukkan parameter utamanya:
Tegangan pengenal 14 atau 28 V (tergantung pada tegangan pengenal sistem kelistrikan);
Arus terukur, yang dianggap sebagai arus keluaran maksimum generator.
Tipe, merk genset
Ciri utama suatu genset adalah karakteristik kecepatan arus (TSC), yaitu ketergantungan arus yang disuplai oleh generator ke jaringan pada kecepatan putaran rotornya pada tegangan konstan pada terminal daya generator.
Karakteristik ini ditentukan ketika genset dioperasikan bersama dengan baterai yang terisi penuh dengan kapasitas pengenal yang dinyatakan dalam A/h, yaitu minimal 50% dari arus pengenal generator. Karakteristiknya dapat ditentukan pada kondisi generator dingin dan panas. Dalam hal ini, keadaan dingin dipahami sebagai keadaan di mana suhu seluruh bagian dan komponen generator sama dengan suhu lingkungan, yang nilainya harus 23 ± 5 ° C. Suhu udara ditentukan pada titik 5 cm dari saluran masuk udara generator. Karena generator memanas selama karakterisasi karena kehilangan daya yang dihasilkan di dalamnya, secara metodis sulit untuk mengukur TLC dalam keadaan dingin, dan sebagian besar perusahaan menyajikan karakteristik kecepatan arus generator dalam keadaan panas, yaitu dalam keadaan dalam dimana komponen dan bagian generator dipanaskan pada setiap titik yang ditentukan hingga nilai tetap akibat rugi-rugi daya yang dihasilkan pada generator pada suhu udara pendingin tersebut di atas.
Kisaran perubahan kecepatan putaran saat mengambil karakteristik adalah antara frekuensi minimum di mana generator set mengembangkan arus 2A (sekitar 1000 menit-1) dan maksimum. Karakteristik diambil pada interval 500 hingga 4000 menit-1 dan 1000 menit-1 pada frekuensi yang lebih tinggi. Beberapa perusahaan memberikan karakteristik kecepatan saat ini yang ditentukan oleh tegangan pengenal, yaitu pada 14 V, khas untuk mobil penumpang. Namun, karakteristik tersebut hanya dapat dihilangkan dengan regulator yang dibuat ulang secara khusus untuk pemeliharaan tegangan tingkat tinggi. Untuk mencegah pengatur tegangan beroperasi ketika mengambil karakteristik kecepatan arus, ditentukan pada tegangan Ut = 13,5 ± 0,1 V untuk sistem on-board 12 volt. Hal ini juga diperbolehkan metode dipercepat penentuan karakteristik kecepatan arus, yang memerlukan stand otomatis khusus, di mana generator memanas selama 30 menit pada kecepatan putaran 3000 menit-1, sesuai dengan frekuensi ini, kekuatan arus dan tegangan di atas. Waktu karakterisasi tidak boleh melebihi 30 detik dengan kecepatan putaran yang terus berubah.
Karakteristik kecepatan arus mempunyai titik-titik karakteristik, antara lain: n0 - kecepatan putaran awal tanpa beban. Karena biasanya pembacaan karakteristik dimulai dengan arus beban (sekitar 2A), titik ini diperoleh dengan mengekstrapolasi karakteristik yang diambil ke perpotongan dengan sumbu absis.
nL adalah kecepatan operasi minimum, yaitu kecepatan yang kira-kira sesuai dengan kecepatan idle mesin. Diterima secara konvensional, nL = 1500 menit-1. Frekuensi ini sesuai dengan IL saat ini. Bosch mengadopsi nL=1800 min-1 untuk generator “kompak”. Biasanya IL adalah 40...50% dari arus pengenal.
nR adalah kecepatan putaran pengenal di mana arus pengenal IR dihasilkan. Kecepatan putaran ini diasumsikan nR = 6000 menit-1. IR adalah arus minimum yang harus dihasilkan genset pada kecepatan nR.
NMAX - kecepatan putaran maksimum. Pada kecepatan ini, generator menghasilkan arus maksimum Imax. Biasanya, arus maksimum sedikit berbeda dari nilai IR (tidak lebih dari 10%).
Pabrikan menyediakan materi informasinya terutama hanya poin karakteristik dari karakteristik kecepatan saat ini. Namun untuk genset mobil penumpang, karakteristik kecepatan arus dapat ditentukan dengan tingkat akurasi yang cukup dari nilai arus nominal IR yang diketahui dan karakteristik sesuai Gambar 8, dimana nilai arus generator diberikan dalam kaitannya dengan nilai nominalnya.
Selain karakteristik kecepatan arus, genset juga dicirikan oleh frekuensi eksitasi sendiri. Saat mengoperasikan generator pada kendaraan lengkap dengan baterai, genset harus tereksitasi sendiri pada kecepatan mesin yang lebih rendah dari kecepatan idle. Dalam hal ini tentunya rangkaian harus dilengkapi dengan lampu untuk memantau kondisi pengoperasian genset dengan daya yang ditentukan oleh pabrikan genset dan resistor yang diparalel dengannya, jika disediakan dalam rangkaian.
Ciri lain yang dapat digunakan untuk membayangkan kemampuan energi generator, yaitu menentukan jumlah daya yang diambil generator dari mesin, adalah nilai koefisien kinerja (efisiensi), yang ditentukan dalam mode yang sesuai dengan titik-titik tersebut. karakteristik kecepatan arus (Gbr. 8), nilai efisiensi menurut Gambar 8 diberikan untuk orientasi, karena itu tergantung pada desain generator - ketebalan pelat dari mana stator dibuat, diameter cincin slip, bantalan, hambatan belitan, dll., tetapi terutama pada kekuatan generator. Semakin kuat generatornya, semakin tinggi efisiensinya.
Gbr.8 Karakteristik keluaran generator mobil:1 - karakteristik kecepatan arus, 2 - efisiensi pada titik-titik karakteristik kecepatan arus
Terakhir, genset dicirikan oleh kisaran tegangan keluarannya karena kecepatan, arus beban, dan suhu bervariasi dalam batas tertentu. Biasanya, brosur perusahaan menunjukkan tegangan antara terminal daya "+" dan "ground" genset pada titik kontrol atau tegangan pengaturan regulator saat genset dingin, pada kecepatan putaran 6000 menit- 1, dengan beban arus 5 A dan bila dioperasikan bersama dengan baterai, serta kompensasi termal - mengubah tegangan yang diatur tergantung pada suhu sekitar. Kompensasi termal ditunjukkan sebagai koefisien yang mencirikan perubahan tegangan ketika suhu sekitar berubah ~1°C. Seperti yang ditunjukkan di atas, dengan meningkatnya suhu, tegangan genset menurun. Untuk mobil penumpang, beberapa perusahaan menawarkan genset dengan pengaturan regulator kompensasi tegangan dan suhu sebagai berikut:
Pengaturan tegangan, V................................ 14,1±0,1 14,5+0, 1
Kompensasi termal, mV/°C........................ -7+1,5 -10±2
Penggerak genset
Generator digerakkan dari katrol poros engkol dengan penggerak sabuk. Semakin besar diameter katrol poros engkol dan semakin kecil diameter katrol generator (perbandingan diameter disebut rasio roda gigi), semakin tinggi kecepatan generator, sehingga mampu mengalirkan lebih banyak arus ke konsumen.
Penggerak sabuk-V tidak digunakan untuk rasio roda gigi lebih besar dari 1,7-3. Pertama-tama, hal ini disebabkan oleh fakta bahwa dengan diameter katrol yang kecil, sabuk-V lebih aus.
Pada model modern, biasanya, penggeraknya dilakukan oleh sabuk poli-V. Karena fleksibilitasnya yang lebih besar, ini memungkinkan pemasangan katrol berdiameter kecil pada generator dan, oleh karena itu, rasio roda gigi yang lebih tinggi, yaitu penggunaan generator berkecepatan tinggi. Ketegangan sabuk poli-V biasanya dilakukan oleh roller penegang saat generator dalam keadaan diam.
Pemasangan genset
Generator dibaut ke bagian depan mesin dengan braket khusus. Kaki pemasangan dan mata tegangan generator terletak di penutup. Jika pengikatan dilakukan dengan dua kaki, maka terletak di kedua penutup, jika hanya ada satu kaki, maka terletak di penutup depan. Pada lubang kaki belakang (jika terdapat dua kaki pemasangan) biasanya terdapat spacer sleeve yang menghilangkan celah antara braket mesin dan dudukan kaki.
Regulator tegangan
Regulator menjaga tegangan generator dalam batas tertentu untuk pengoperasian peralatan listrik yang optimal yang termasuk dalam jaringan on-board kendaraan. Semua pengatur tegangan mempunyai elemen pengukur yaitu sensor tegangan dan aktuator yang mengaturnya.
Pada pengontrol getaran, elemen pengukur dan penggeraknya adalah relai elektromagnetik. Untuk regulator kontak-transistor, relai elektromagnetik terletak di bagian pengukuran, dan elemen elektronik berada di bagian penggerak. Kedua jenis regulator ini kini telah digantikan sepenuhnya oleh regulator elektronik.
Pengontrol elektronik nirsentuh semikonduktor biasanya dipasang pada generator dan digabungkan dengan rakitan sikat. Mereka mengubah arus eksitasi dengan mengubah waktu penyalaan belitan rotor ke jaringan suplai. Regulator ini tidak mengalami kesalahan penyesuaian dan tidak memerlukan perawatan apa pun selain memantau keandalan kontak.
Regulator tegangan memiliki sifat kompensasi termal - mengubah tegangan yang disuplai ke baterai tergantung pada suhu udara di ruang mesin untuk pengisian baterai yang optimal. Semakin rendah suhu udara maka semakin besar tegangan yang harus disuplai ke baterai dan sebaliknya. Nilai kompensasi termal mencapai hingga 0,01 V per 1°C. Beberapa model regulator jarak jauh (2702.3702, PP-132A, 1902.3702 dan 131.3702) telah menggunakan sakelar level tegangan manual (musim dingin/musim panas).
Prinsip pengoperasian pengatur tegangan
Saat ini, semua genset dilengkapi dengan pengatur tegangan elektronik semikonduktor, biasanya terpasang di dalam generator. Desain dan desainnya mungkin berbeda, tetapi prinsip pengoperasian semua regulator adalah sama. Tegangan generator tanpa pengatur bergantung pada kecepatan putaran rotornya, fluks magnet yang diciptakan oleh belitan medan, dan akibatnya, pada kekuatan arus pada belitan ini dan jumlah arus yang disuplai oleh generator ke konsumen. Semakin tinggi kecepatan putaran dan arus eksitasi, semakin besar tegangan generator; semakin besar arus bebannya, semakin rendah tegangannya.
Fungsi pengatur tegangan adalah menstabilkan tegangan ketika kecepatan putaran dan beban berubah dengan mempengaruhi arus eksitasi. Tentu saja, Anda dapat mengubah arus dalam rangkaian eksitasi dengan memasukkan resistor tambahan ke dalam rangkaian ini, seperti yang dilakukan pada pengatur tegangan getaran sebelumnya, tetapi metode ini dikaitkan dengan hilangnya daya pada resistor ini dan tidak digunakan dalam pengatur elektronik. . Regulator elektronik mengubah arus eksitasi dengan menghidupkan dan mematikan belitan eksitasi dari jaringan suplai, sekaligus mengubah durasi relatif belitan eksitasi tepat waktu. Jika untuk menstabilkan tegangan perlu untuk mengurangi arus eksitasi, waktu peralihan belitan eksitasi dikurangi; jika perlu ditingkatkan, maka ditingkatkan.
Prinsip pengoperasian regulator elektronik dapat dengan mudah ditunjukkan menggunakan diagram regulator tipe EE 14V3 yang cukup sederhana dari Bosch, ditunjukkan pada Gambar. 9:
Gambar 9 Diagram pengatur tegangan EE14V3 dari BOSCH:1 - generator, 2 - pengatur tegangan, SA - sakelar pengapian, HL - lampu peringatan pada panel instrumen.
Untuk memahami pengoperasian rangkaian, kita harus ingat bahwa, seperti yang ditunjukkan di atas, dioda zener tidak mengalirkan arus melalui dirinya sendiri pada tegangan di bawah tegangan stabilisasi. Ketika tegangan mencapai nilai ini, dioda zener “menerobos” dan arus mulai mengalir melaluinya. Jadi, dioda zener pada regulator merupakan standar tegangan yang digunakan untuk membandingkan tegangan generator. Selain itu, diketahui bahwa transistor melewatkan arus antara kolektor dan emitor, yaitu. terbuka jika arus mengalir di sirkuit basis-emitor, dan jangan biarkan arus ini melewatinya, mis. ditutup jika arus basis terputus. Tegangan pada dioda zener VD2 disuplai dari keluaran generator “D+” melalui pembagi tegangan pada resistor R1 (R3 dan dioda VD1 yang melakukan kompensasi suhu. Sedangkan tegangan generator rendah dan tegangan pada dioda zener adalah lebih rendah dari tegangan stabilisasinya, dioda zener tertutup, melewatinya, dan oleh karena itu, tidak ada arus yang mengalir di rangkaian basis transistor VT1, transistor VT1 juga tertutup. Dalam hal ini, arus melalui resistor R6 dari “D+ Terminal memasuki rangkaian basis transistor VT2, yang terbuka, dan arus mulai mengalir melalui sambungan emitor-kolektor di basis transistor VT3, yang juga terbuka. Dalam hal ini, belitan eksitasi generator dihubungkan ke daya sirkuit melalui persimpangan emitor-kolektor VT3.
Sambungan transistor VT2 dan VT3, yang terminal kolektornya digabungkan, dan rangkaian basis salah satu transistor ditenagai oleh emitor transistor lainnya, disebut rangkaian Darlington. Dengan hubungan ini, kedua transistor dapat dianggap sebagai satu transistor komposit dengan gain yang tinggi. Biasanya, transistor semacam itu dibuat pada kristal silikon tunggal. Jika tegangan generator mengalami kenaikan, misalnya karena bertambahnya kecepatan putaran rotornya, maka tegangan pada dioda zener VD2 juga meningkat, ketika tegangan tersebut mencapai nilai tegangan stabilisasi maka dioda zener VD2 "menerobos", arus yang melaluinya mulai mengalir ke rangkaian basis transistor VT1, yang mana Transisi emitor-kolektor membuka dan menghubungkan keluaran basis dari transistor komposit VT2, VT3 ke ground. Transistor komposit menutup, memutus rangkaian catu daya belitan medan. Arus eksitasi turun, tegangan generator berkurang, dioda zener VT2 dan transistor VT1 menutup, transistor komposit VT2,VT3 terbuka, belitan eksitasi disambungkan kembali ke rangkaian daya, tegangan generator meningkat dan proses berulang. Dengan demikian, tegangan generator diatur oleh regulator secara terpisah dengan mengubah waktu relatif masuknya belitan eksitasi dalam rangkaian daya. Dalam hal ini, arus pada belitan eksitasi berubah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10. Jika kecepatan putaran generator bertambah atau bebannya berkurang maka waktu penyalaan belitan berkurang, jika kecepatan putaran berkurang atau beban bertambah maka bertambah. Rangkaian pengatur (lihat Gambar 9) berisi elemen-elemen yang merupakan karakteristik rangkaian semua pengatur tegangan yang digunakan pada mobil. Dioda VD3, ketika transistor komposit VT2, VT3 ditutup, mencegah lonjakan tegangan berbahaya yang timbul dari rangkaian terbuka belitan eksitasi dengan induktansi yang signifikan. Dalam hal ini, arus belitan medan dapat ditutup melalui dioda ini dan tidak terjadi lonjakan tegangan yang berbahaya. Oleh karena itu, dioda VD3 disebut dioda quenching. Resistansi R7 adalah resistansi umpan balik keras.
Gambar 10. Perubahan kekuatan arus pada belitan eksitasi JB dari waktu ke waktu t selama pengoperasian pengatur tegangan: ton, toff - masing-masing, waktu menghidupkan dan mematikan belitan eksitasi pengatur tegangan; n1 n2 - kecepatan rotor generator, dengan n2 lebih besar dari n1; JB1 dan JB2 - nilai rata-rata arus pada belitan medan
Ketika transistor komposit VT2, VT3 dibuka, dihubungkan secara paralel dengan resistansi R3 pembagi tegangan, sedangkan tegangan pada dioda zener VT2 menurun tajam, hal ini mempercepat peralihan rangkaian regulator dan meningkatkan frekuensinya. switching, yang memiliki efek menguntungkan pada kualitas tegangan genset. Kapasitor C1 merupakan sejenis filter yang melindungi regulator dari pengaruh pulsa tegangan pada inputnya. Secara umum, kapasitor dalam rangkaian regulator mencegah rangkaian memasuki mode osilasi dan kemungkinan interferensi frekuensi tinggi yang mempengaruhi pengoperasian regulator, atau mempercepat peralihan transistor. Dalam kasus terakhir, kapasitor, yang mengisi daya pada satu saat, dilepaskan ke sirkuit dasar transistor pada saat lain, mempercepat peralihan transistor dengan lonjakan arus pelepasan dan, oleh karena itu, mengurangi pemanasan dan kehilangan energi. di dalamnya.
Dari Gambar 9 terlihat jelas peran lampu HL untuk memantau kondisi pengoperasian genset (lampu monitoring muatan pada panel instrumen mobil). Saat mesin mobil tidak hidup, penutupan kontak saklar pengapian SA memungkinkan arus dari baterai GA mengalir melalui lampu ini ke belitan eksitasi generator. Hal ini memastikan eksitasi awal generator. Pada saat yang sama, lampu menyala, menandakan bahwa tidak ada putusnya rangkaian belitan eksitasi. Setelah mesin dihidupkan, tegangan yang hampir sama muncul pada terminal generator “D+” dan “B+” dan lampu padam. Jika genset tidak menghasilkan tegangan saat mesin mobil hidup, lampu HL terus menyala dalam mode ini, yang merupakan sinyal kegagalan genset atau putusnya sabuk penggerak. Pengenalan resistor R ke dalam genset membantu memperluas kemampuan diagnostik lampu HL. Jika ada resistor ini, maka jika terjadi rangkaian terbuka pada belitan medan saat mesin mobil hidup, lampu HL akan menyala. Saat ini, semakin banyak perusahaan yang beralih ke produksi genset tanpa penyearah belitan eksitasi tambahan. Dalam hal ini, keluaran fasa generator diumpankan ke regulator. Ketika mesin mobil tidak hidup, tidak ada tegangan pada keluaran fasa generator dan pengatur tegangan dalam hal ini masuk ke mode yang mencegah pelepasan baterai ke belitan eksitasi. Misalnya, ketika kunci kontak dihidupkan, rangkaian pengatur mengalihkan transistor keluarannya ke mode osilasi, di mana arus pada belitan medan kecil dan berjumlah sepersekian ampere. Setelah mesin dihidupkan, sinyal dari keluaran fasa generator mengalihkan rangkaian regulator ke operasi normal. Dalam hal ini rangkaian regulator juga mengontrol lampu untuk memantau kondisi pengoperasian genset.
Gambar 11. Ketergantungan tegangan pada suhu dipertahankan oleh regulator Bosch EE14V3 pada kecepatan putaran 6000 rpm dan arus beban 5A.
Untuk pengoperasian yang andal, baterai memerlukan bahwa ketika suhu elektrolit menurun, tegangan yang disuplai ke baterai dari genset sedikit meningkat, dan ketika suhu naik, tegangan tersebut menurun. Untuk mengotomatiskan proses perubahan level tegangan yang dipertahankan, digunakan sensor yang ditempatkan pada elektrolit baterai dan dimasukkan dalam rangkaian pengatur tegangan. Tapi ini hanya untuk mobil canggih. Dalam kasus paling sederhana, kompensasi termal dalam regulator dipilih sedemikian rupa sehingga, tergantung pada suhu udara pendingin yang masuk ke generator, tegangan genset berubah dalam batas yang ditentukan. Gambar 11 menunjukkan ketergantungan suhu dari tegangan yang didukung oleh regulator Bosch EE14V3 di salah satu mode operasi. Grafik juga menunjukkan kisaran toleransi untuk tegangan ini. Sifat ketergantungan yang menurun memastikan pengisian baterai yang baik pada suhu negatif dan mencegah peningkatan pendidihan elektrolit pada suhu tinggi. Untuk alasan yang sama, pada mobil yang dirancang khusus untuk digunakan di daerah tropis, pengatur tegangan dipasang dengan pengaturan tegangan yang sengaja lebih rendah daripada di daerah beriklim sedang dan dingin.
Pengoperasian genset dalam mode yang berbeda
Saat menghidupkan mesin, konsumen utama listrik adalah starter, arusnya mencapai ratusan ampere, yang menyebabkan penurunan tegangan yang signifikan pada terminal baterai. Dalam mode ini, konsumen listrik hanya ditenagai oleh baterai yang dikosongkan secara intensif. Segera setelah mesin dihidupkan, generator menjadi sumber listrik utama. Ini menyediakan arus yang dibutuhkan untuk mengisi baterai dan mengoperasikan peralatan listrik. Setelah baterai diisi ulang, perbedaan tegangan antara baterai dan generator menjadi kecil, sehingga menyebabkan penurunan arus pengisian. Sumber listriknya tetap generator, dan baterai menghaluskan riak tegangan generator.
Saat menyalakan konsumen listrik yang kuat (misalnya, defroster jendela belakang, lampu depan, kipas pemanas, dll.) dan frekuensi rendah putaran rotor (kecepatan mesin rendah), total arus yang dikonsumsi mungkin lebih besar daripada yang mampu disalurkan generator. Dalam hal ini, beban akan jatuh pada baterai dan baterai akan mulai kosong, yang dapat dipantau dengan pembacaan dari indikator tegangan atau voltmeter tambahan.
Mengganti satu jenis genset pada mobil dengan genset lainnya selalu dapat dilakukan jika empat kondisi terpenuhi:
Generator mempunyai karakteristik kecepatan arus yang sama atau dalam hal indikator energi, karakteristik generator pengganti tidak lebih buruk dari generator yang diganti;
Rasio roda gigi dari mesin ke generator adalah sama;
Dimensi keseluruhan dan pemasangan generator pengganti memungkinkannya dipasang pada mesin. Perlu diingat bahwa sebagian besar genset mobil penumpang asing memiliki dudukan satu kaki, sedangkan genset domestik dipasang pada mesin dengan dua kaki, sehingga mengganti genset asing dengan genset dalam negeri kemungkinan besar memerlukan penggantian braket pemasangan genset. pada mesin;
Diagram rangkaian genset yang diganti dan genset yang diganti adalah identik.
Saat memasang baterai ke dalam kendaraan, pastikan polaritas sambungan sudah benar. Kesalahan akan menyebabkan kegagalan penyearah generator dan kebakaran dapat terjadi. Konsekuensi yang sama mungkin terjadi ketika menghidupkan mesin dari sumber arus eksternal (menyala) jika polaritas sambungan salah.
Saat mengoperasikan kendaraan Anda harus:- memantau kondisi perkabelan listrik, terutama kebersihan dan keandalan sambungan kontak-kontak kabel yang sesuai untuk genset dan pengatur tegangan. Jika kontaknya buruk, volume terpasangtage mungkin melebihi batas yang diizinkan;
Cabut semua kabel dari generator dan baterai saat mengelas bagian bodi mobil secara elektrik;
Pastikan ketegangan sabuk alternator benar. Sabuk yang dikencangkan secara longgar tidak menjamin pengoperasian generator yang efisien, sabuk yang dikencangkan terlalu kencang menyebabkan rusaknya bantalannya;
Segera cari tahu penyebab lampu peringatan genset menyala.
Tindakan berikut ini tidak dapat diterima:- tinggalkan mobil dengan baterai tersambung jika Anda mencurigai adanya kerusakan pada penyearah generator. Hal ini dapat menyebabkan baterai benar-benar habis dan bahkan kebakaran pada kabel listrik;
Periksa fungsi generator dengan menghubungkan terminalnya ke ground dan satu sama lain;
Periksa kemudahan servis generator dengan melepaskan baterai saat mesin hidup karena kemungkinan kegagalan pengatur tegangan, elemen elektronik sistem injeksi, sistem pengapian, komputer terpasang, dll.;
Jangan biarkan elektrolit, antibeku, dll. bersentuhan dengan generator.
