Содержание
Как работает автомобильный генератор? Как его проверить? Какие неисправности случаются?
02.06.2021
7571
Как работает генератор?
Принцип работы автомобильных генераторов одинаковый и основан на электромагнитной индукции. Электрический ток возникает в замкнутой рамке при пересечении ее вращающимся магнитным полем. Таким образом, для работы генератора необходимо, чтобы в нем вращалось магнитное поле.
Собственное, вращающееся магнитное поле создается ротором. Сразу отметим, что в автомобильном генераторе нет постоянных магнитов. Т.е. постоянного магнитного поля в генераторе просто нет. Однако магнитное поле появляется на обмотке ротора после подачи на него тока. Обмотка ротора правильно называется «обмоткой возбуждения». Она создает магнитное поле при повороте ключа зажигания. Далее после запуска двигателя ротор начинает вращаться. Ток вырабатывается в трех отдельных обмотках статора. Этим же током далее питается обмотка возбуждения, т.
е. потребление тока от АКБ прекращается.
На нашем YouTube-канале вы можете посмотреть видеообзор про автомобильные генераторы.
Выбрать и купить генератор для интересующей вас модели автомобиля вы можете в нашем каталоге б/у запчастей.
Снятый с обмоток статора переменный ток стабилизируется в устройстве, называемом «выпрямитель», также известном как диодный мост. Благодаря ему выходной ток генератора – постоянный и выпрямленный. В нем присутствует шесть силовых диодов. Половина диодов соединена с силовым плюсом генератора, половина – с его «массой», т.е. корпусом. Также в выпрямителе могут присутствовать слаботочные диоды, через которые подключена обмотка возбуждения. Диоды – это полупроводники, которые пропускают ток только в одном направлении.
Также в генераторе есть реле-регулятор напряжения.
На контакты реле с диодов приходит снятое со статора силовое напряжение. Если его недостаточно, т.е. напряжение меньше 14 Вольт, реле увеличивает напряжение на обмотке возбуждения. При усилении магнитного поля увеличивается силовое напряжение. Необходимая величина – 14-14,5 Вольт.
Здесь же добавим, что магнитное поле увеличивает усилие, с которым вращается ротор. Эта нагрузка через приводной ремень передается на коленвал. Таким образом, включение электрических потребителей и, главным образом, их общая мощность, непосредственно влияют на расход топлива.
Именно благодаря регулированию тока в обмотке ротора производительность генератора не зависит от скорости вращения ротора и силы тока нагрузки. Разумеется, до определенных пределов, ограниченных общей мощностью генератора. Сам по себе регулятор напряжения – чисто электронное устройство.
Ток возбуждения подается по подпружиненным графитовым щеткам, контактирующим с контактными кольцами на роторе.
На более современных автомобилях применяется бесщеточные индукторные генераторы. В них применяется отдельная неподвижная обмотка возбуждения с намагниченным магнитопроводом. Ротор представляет собой звезду с 6-ю лучами, а статор не 3-х, а 5-фазный. Такие генераторы самовозбуждаются, т.е. могут работать без АКБ.
Обгонная муфта генератора
Мощные генераторы оснащаются шкивом с обгонной муфтой. В данном случае она служит демпфером, который гасит инерции коленвала и самого ротора генератора, не позволяет тяжелому и нагруженному ротору генератора ударять и подгонять ремень навесного оборудования при снижении его скорости движения. Т.е. если скорость ремня падает или ремень останавливается при глушении двигателя, то ротор генератора может свободно продолжать вращаться. При неисправности обгонной муфты, т.е. ее заклинивании, во время работы двигателя можно увидеть сильную вибрацию приводного ремня возле муфты.
А при остановке двигателя раздается скрип ремня – это вращающийся по инерции ротор генератора прокручивает заклинившую муфту относительно ремня.
Подключение генератора. Самые распространенные выводы и клеммы.
К проводке автомобиля генератор подключается не только силовым проводом и контактом с «массой». Силовой выход – клемма 30 – помечен буквой «B» (батарея). Отдельный минусовой контакт – клемма 31 – на генераторе обозначается буквами E, B-, GRD.
У генератора обязательно есть выход на контрольную (индикаторную) лампу. Через этот же выход подается небольшое напряжение для намагничивания ротора. Такой контакт помечен буквой «L» (лампа). Горящая лампа указывает на отсутствие зарядки. Кстати, лампочка тухнет при выравнивании потенциалов, т.е. когда на контакте L появится «плюс». Это происходит в тот момент, когда генератор начинает вырабатывать ток.
Также контрольная лампа может подключаться через контакт «D+». Нюанс в том, что в этом случае по этому же контакту питается регулятор напряжения. По контакту «S» (сенсор) измеряется напряжение для контроля.
На генераторах дизельных двигателей нередко присутствует контакт «W». Это выход с одной из обмоток статора, по которому подключается тахометр.
По контакту «FR» или «DFM» регулятор напряжения соединяется с ЭБУ для контроля нагрузки на генератор. Если нагрузка высока, то электроника повышает обороты холостого хода или отключает некоторые потребители.
На генераторе может присутствовать контакт «D» c очень разным функционалом. «D» может обозначать и Digital, и Drive. Например, по нему можете передаваться цифровой сигнал, как на автомобилях Ford. На генераторах японских автомобилей по этому контакту подается ток для управления регулятором напряжения.
Также это может быть просто пустой контакт.
Почему генератор выходит из строя?
Поломки генераторов можно разделить на механические и электрические.
По механике – это нарушение вращения ротора из-за износа или разрушения подшипников. Подклинивающий генератор может привести к обрыву ремня навесного оборудования. Также может возникнуть люфт подшипников.
Графитовые щетки постоянно изнашиваются из-за трения с контактными кольцами на роторе. Правда, они сделаны с запасом и служат сотни тысяч км и огромное количество моточасов. Предельная длина щеток – 5 мм.
Если контакт щеток с кольцами ротора пропадает, то генератор перестает функционировать. Обмотка возбуждения не намагничивается, ток не возникает.
Диоды в выпрямителе выходят из строя из-за нагревов, вызванных перегрузками. Тут можно сказать, что есть генераторы с некорректно подобранными диодами, которые просто не служат достаточно долго.
И в целом силовые диоды рассчитаны на номинальный ток с минимальным запасом.
Также отметим, что диодный мост может выйти из строя на вашем автомобиле при неправильном прикуривании. Дело в том, что из-за высокого потребления тока стартером и севшим АКБ другой машины диоды в вашем генераторе просто пробивает током. Правильно прикуривать другой автомобиль так: подсоединяетесь к его АКБ, несколько минут с заведенным двигателем подзаряжаете его, затем глушите свой двигатель, даже вынимаете ключи из замка зажигания. И только после этого позволяете пациенту завестись.
Если неисправность возникает в реле-регуляторе, то генератор не выдает достаточного напряжения. В этом случае опять же пропадает зарядка. Кроме того, реле-регулятор может стать причиной утечки тока. Для некоторых генераторов есть рекомендация менять реле-регуляторов через определенные пробеги.
Также зарядка может пропасть или отсутствовать при нагрузке в случае межвиткового замыкания.
Проверка снятого генератора без машины
Снятый и неразобранный генератор можно проверить при помощи таких вспомогательных вещей, как заряженный АКБ и некое устройство, с помощью которого можно раскрутить ротор генератора (шуруповерт или дрель с подходящей головкой). Также нужно правильно подключить индикаторы – лампы. Одна лампа грубо покажет наличие зарядки, другая покажет работоспособность реле-регулятора.
Более точные и точечные проверки проводятся на разобранном и заведомо неисправном генераторе для поиска конкретного неисправного узла.
Генератор на автомобиле проверяется с помощью мультиметра. Для начала необходимо замерить напряжение на самой АКБ. В идеале напряжение должно быть порядка 12,5 Вольт. После запуска двигателя напряжение на АКБ должно составлять не менее 13,8 Вольт и не более 14,5 Вольт.
Есть старый дедовский метод со скидыванием клеммы АКБ во время работы двигателя.
Типа если двигатель не заглохнет, то генератор бодрячком. На сегодняшний день таким образом нельзя проверять работу генератора скидыванием клеммы с АКБ на работающем авто. Если так сделаете, то через пару недель пройдет пробой одного из диодов.
Отдельного упоминания заслуживают генераторы с подключением P-D (терминалом P-D, «импульс-управление»). Они не имеют регулятора напряжения. Регулятор находится в ЭБУ. Оттуда же подается напряжение для обмотки возбуждения. Таким образом, их нельзя проверить методом с подключением индикаторной лампы и подачи возбуждения через нее. Ее просто подключить некуда, а возбуждение подается через силовой контакт. Такие генераторы проверяются на специальном стенде или при помощи самодельного реле-регулятора, способного подать импульс на обмотку ротора.
Вернуться к списку новостей
02.06.20217571
Вопрос\Ответ по генераторам
Вопрос: Если загорелась лампа аккумулятора на панели приборов, то это точно нет зарядки и сгорел генератор?
В большинстве случаев это именно так.
Индикатор также будет светиться, если напряжение от исправного генератора «не доходит» до аккумуляторной батареи по причине, например, сильной коррозии, перегорания или обрыва силового провода от
генератора или отсутствия контакта в месте сопряжения силовых проводов. Часто такое соединение клемм силовых проводов от генератора и аккумулятора происходит на одном из болтов втягивающего реле либо непосредственно на «плюсовой»
клемме аккумулятора, которые могут подвергнуться сильной коррозии.
Вопрос: Из генератора слышен тонкий свист, подшипники недавно менял. Что может «свистеть» в генераторе?
Тонкий «электрический» свист может появиться при нарушении соосности ротора относительно статора генератора при его разборке-сборке, как результат недостаточного или чрезмерного стягивания передней и задней крышек генератора стяжными
шпильками. Также свист может появиться при определенном износе щеток и коллектора генератора. Наконец, не исключена механическая природа такого «свиста», например, при расслоении изоляционных кембриков, входящих в конструкцию ротора и
статора, или же банальное попадание внутрь генератора каких-либо посторонних частиц.
Кроме того, часто источником «свиста» оказывается не генератор, а старый приводной ремень. В любом случае, на наших сервисных центрах могут
определить и устранить источник подобных звуков.
Вопрос: При запуске мотора контрольная лампа на панели приборов вообще не горит, зарядки на «холостых» нет. Зарядка появляется, если только как следует «газануть». В чем проблема?
Проблема, скорее всего, в цепи возбуждения генератора, точнее-в её отсутствии. На больших же оборотах многие генераторы способны самовозбуждаться, поскольку магнитопровод ротора, так называемые «клювы», всегда имеет некоторую
остаточную намагниченность (даже при неисправной цепи возбуждения). Схемотехника таких генераторов должна содержать дополнительные выпрямительные диоды, которые самостоятельно питают цепь реле-регулятора после запуска двигателя. Поскольку
контрольная лампа является элементом первичной цепи возбуждения генератора, то зачастую банальное перегорание этой лампы может привести к подобному эффекту.
Либо находится в обрыве провод от этой лампы с панели приборов до клеммы возбуждения
генератора. Такая простейшая схемотехника была характерна для большинства европейских машин вплоть до начала 2000-х.
Вопрос: При замене АКБ перепутали клеммы. Из генератора пошел дым. Заводить теперь боимся. Что делать?
Знакомая история. Надо снимать генератор и нести в диагностику в любой наш сервисный центр. Крайне вероятно, что сгорел диодный мост или статорная обмотка генератора. Все «лечится», как обычно, за час-полтора. В любом их наших
сервисных центров Вам оперативно заменят вышедшую из строя деталь и выдадут гарантию на произведенный ремонт.
Вопрос: Какой толк от модного шкива на моем генераторе, который ещё крутится только в одну сторону, если он уже третий раз за 7 лет накрывается и стоит мама не горюй? Можно ли его заменить на обычный?
Установка шкивов с обгонной муфтой на современные генераторы — это не дань моде, а вынужденная мера.
Подобные шкивы позволяют сглаживать влияние неравномерности вращения приводного ремня при разных режимах работы двигателя, особенно
дизельного, и особенно при резком торможении двигателя, или же при резком изменении нагрузки в электроцепи автомобиля, например, включении/выключении кондиционера, дальнего света и т. д., что также приводит к достаточно резкому изменению нагрузки
на двигатель, и, соответственно, на приводной ремень генератора. Обычный шкив при этом может «пробуксовывать», резко увеличивая износ ремня и уменьшая его срок службы. Нередки при этом и случаи обрыва ремня со всеми вытекающими
последствиями. К сожалению, конструкция подобных шкивов, как правило, с многорядными роликами, достаточно технологически сложна, что сказывается на их цене, а надежность, как показывает практика, недостаточна. Средний срок службы таких шкивов -
60-100 тыс. км, что уже в разы меньше срока службы тех же подшипников генератора. Ставить обычные шкивы вместо шкивов с обгонной муфтой теоретически можно, но только на собственный страх и риск, учитывая возможные последствия, поскольку ни один
автопроизводитель никогда официально не даст согласия на такую замену! На наших сервисных центрах мы можем предложить как оригинальные шкивы с обгонной муфтой, так и более дешевые шкивы альтернативных производителей, которые всегда находятся в
наличии.
Вопрос: В каком диапазоне должно быть выходное напряжение генератора во время работы?
При всей простоте вопроса ответ на него не столь очевиден и однозначен. Производители применяют в большинстве автомобильных генераторов реле-регуляторы с напряжением отсечки от 13.9 до 15.1 Вольт. Но при максимальной нагрузке выходное напряжение
генератора, скажем, с отсечкой в 13,9 Вольт может «провалиться» и до 13,0-13,2 Вольт. Для большинства электрооборудования автомобиля эта разница выходного напряжения генератора не столь критична, но вот для зарядки аккумулятора она
весьма существенна. Но ещё более существенной при эксплуатации аккумулятора является температура окружающей среды, от которой зависит плотность электролита батареи. В идеале определенному типу батареи при определенной температуре должно
соответствовать своё напряжение зарядки. Поэтому рекомендация, что напряжение зарядки должно быть не меньше, скажем 13,6 Вольт, возможно, будет оптимальной для африканского региона, либо для ОАЭ, но будет явно безграмотной например для Якутии или
для Магаданской области.
И опять-таки 14,8 Вольт в качестве эталона для автомобилей регионов как например Якутия либо Магаданская область окажутся губительными для аккумуляторов в Африканских странах или ОАЭ («закипят»). Так что, с
одной стороны, технически грамотно было бы искать ответ на этот вопрос у конкретного производителя автомобиля, произведенного им именно для вашего региона! И всё же, с другой стороны, на основании многолетней практики ремонта генераторов и с
вышеупомянутой оговоркой считаем, что для Средней полосы России выходное напряжение генератора при его номинальной отдаваемой мощности должно быть не менее 13.8 Вольт, а при минимальной нагрузке не должно превышать 14,8-14,9 Вольт. На некоторых
автомобилях американского производства допустимо выходное напряжение генератора и 15,1 Вольт. К слову сказать, уже появились автомобили с «умной» системой зарядки аккумулятора, учитывающей режим его эксплуатации, степень разрядки,
температуру окружающей среды и т. д., обеспечивающей оптимальное напряжение зарядки вне зависимости от выходного напряжения генератора.
Вопрос: Как измерить ток, который выдает генератор в сеть автомобиля? Вроде амперметр надо ставить в разрыв цепи, но не резать же автомобильные провода ради этого?
Действительно, обычный тестер здесь не подойдет, но провода резать нет необходимости, поскольку давно существуют приборы под названием «токосъемные клещи», позволяющие производить замеры постоянного тока, протекающего в
электропроводке, без разрыва электроцепи. К сожалению, по нашим наблюдениям на многих крупных автосервисах и даже дилерских центрах автоэлектрики зачастую не имеют понятия о существовании подобных весьма полезных приборов. Все сервисные центры
Компании Вольтаж оснащены токосъемными клещами.
Вопрос: В генераторе, похоже, загремели (зашумели) подшипники. Сколько так ещё можно ездить?
Можно, конечно, ездить до тех пор, пока подшипники вообще не развалятся и генератор не заклинит. Правда, при этом возможен обрыв приводного ремня со всеми вытекающими последствиями, да и при таком варианте есть большая вероятность, что генератор
станет вовсе неремонтопригоден, поскольку разбитые подшипники могут привести в негодность их посадочные места в крышках генератора, а ротор из-за большого поперечного люфта просто-напросто «затрёт» статор.
Короче, вместо сравнительно
дешевого ремонта по замене подшипников может возникнуть необходимость покупки нового генератора. Замена подшипников является самым популярным видом ремонта генераторов на всех наших сервисных центрах.
Вопрос: Есть подозрение, что у меня на машине периодически появляется перезаряд аккумулятора. Может ли генератор давать перезаряд?
К сожалению, в простейших схемотехнических решениях, до сих пор применяемых в подавляющем числе популярных автомобилей, индикатор заряда АКБ на панели приборов не будет гореть при перезаряде аккумулятора. Если контрольная панель автомобиля не
оснащена вольтметром бортовой сети, то о неприятности с перезарядом аккумулятора можно узнать слишком поздно, а именно, по кислотному запаху из батареи, поскольку при перезаряде происходит активное выкипание электролита. Неисправный генератор с
«пробитым» реле-регулятором или диодным мостом, как правило, и является источником такой проблемы, но в этом случае перезаряд будет постоянным и никак не периодическим.
Однако достаточно часто, особенно на генераторах японских и
корейских производителей, применяют схемные решения с обратной связью от АКБ, т..е., с дополнительным проводом от батареи к реле-регулятору генератора, что позволяет более точно поддерживать требуемое напряжение зарядки АКБ. Но вот в случае
обрыва этого провода или плохого его контакта в соединительной фишке вполне исправный генератор автоматически «уходит в перезаряд». Скорее всего, именно отсутствие надежного контакта может быть причиной периодического перезаряда АКБ.
На любом нашем сервисном центре достаточно квалифицированных мастеров, которые могут выявить и устранить причину перезаряда на любом автомобиле.
Вопрос: Заметил, что генератор на моей машине сильно греется, рукой не дотронуться. Не опасно ли это? Может ли генератор воспламениться?
Любой генератор на любой машине должен нагревается при работе. Наибольшему нагреву подвергается диодный мост, реле-регулятор, статор генератора.
Рабочая температура полностью нагруженного генератора может достигать +90 С, а на автомобилях с
дизельным двигателем и того больше. Так что «щупать» генератор голыми руками не только бесполезное занятие, но и опасное. На нагрев генератора влияют его месторасположение на двигателе, суммарная мощность подключенных потребителей,
особенности вентиляции подкапотного пространства, а также температура окружающей среды. Известные случаи воспламенения генераторов на автомобиле обычно связаны с перегревом места присоединения клеммы силового провода к плюсовому болту генератора
из-за плохого контакта — не затянутой гайки, сильным окислением или коррозией и т. д. Как раз в этом месте и может произойти локальный разогрев выше всех допустимых пределов. Причем воспламениться в первую очередь может именно сам силовой
провод, и только во-вторую очередь возможно воспламенение пластиковой задней крышки генератора, которые, кстати, встречаются далеко не на всех автомобильных генераторах.
Также существует опасность воспламенения генератора в случаях нарушения
правил его эксплуатации «переплюсовка» АКБ, короткое замыкание в электроцепи автомобиля, работа генератора сверх номинальной нагрузки и т.д.
Причины поломки генератора
Системы и методы управления возбуждением генератора
Системы возбуждения
Системы возбуждения можно определить как систему, которая подает ток возбуждения на обмотку ротора генератора. Хорошо спроектированные системы возбуждения обеспечивают надежность работы, стабильность и быструю переходную характеристику.
Четыре распространенных метода возбуждения включают:
- Шунт или самовозбуждение
- Система повышения возбуждения (EBS)
- Генератор с постоянными магнитами (PMG)
- Вспомогательная обмотка (AUX).
Каждый метод имеет свои индивидуальные преимущества. Во всех методах используется автоматический регулятор напряжения (AVR) для подачи постоянного тока на статор возбудителя.
Выход переменного тока ротора возбудителя выпрямляется на вход постоянного тока для основного ротора генератора. Более продвинутые системы используют дополнительный вход в AVR. В этой статье будут рассмотрены конструкция, функции и применение каждого метода, а также приведены диаграммы и иллюстрации для каждого из них.
Автоматический регулятор напряжения (АРН)
Конструкция АРН зависит от используемого возбуждения. Все они получают входные данные от статора генератора, когда он вращается. АРН с возможностью получения второго входа для уменьшения или устранения внутренних гармоник, вызванных сигналами обратной связи нагрузки, используются для приложений с нелинейной нагрузкой. Обычно используются два типа:
- Силиконовый управляемый выпрямитель (SCR) — измеряет уровень мощности статора и определяет его срабатывание по напряжению возбудителя. Может вызвать проблемы при использовании с нелинейными нагрузками.
- Полевой транзистор (FET) — воспринимает уровень мощности от статора и преобразует его в сигнал с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) на возбудитель.
Этот стиль AVR можно использовать для методов возбуждения. Нелинейные нагрузки не вызывают обратной связи, приводящей к сбоям возбуждения.
Этот стиль AVR можно использовать для методов возбуждения. Нелинейные нагрузки не вызывают обратной связи, приводящей к сбоям возбуждения.Шунт или самовозбуждающийся
Шунтирующий метод отличается простой и экономичной конструкцией для подачи питания на АРН. Этот метод не требует дополнительных компонентов или проводки. При возникновении проблем поиск и устранение неисправностей упрощается за счет меньшего количества компонентов и проводки для проверки.
Когда генератор вращается, статор подает входное напряжение на АРН. Кроме того, АРН имеет датчики, которые контролируют выход статора.
АРН обеспечивает питание возбудителя и выпрямляет его до постоянного тока. Ток индуцируется на статоре для выхода нагрузки.
Самым большим недостатком этой системы является то, что на АРН влияет нагрузка, которую питает генератор. Когда нагрузка увеличивается, напряжение начинает уменьшаться, и АРН должен подавать больший ток на возбудитель, чтобы удовлетворить спрос.
Это доводит AVR до предела. Если AVR выходит за его пределы, поле возбуждения разрушается. Выходное напряжение уменьшается до небольшой величины.
Если произойдет короткое замыкание в цепи питания АРН, генератор не будет иметь источника возбуждения. Это приводит к потере выходной мощности генератора.
Генераторы с шунтирующим или самовозбуждающимся методом могут использоваться на линейных нагрузках (постоянная нагрузка). Генераторы с этим методом возбуждения не рекомендуются для приложений с нелинейными нагрузками (переменная нагрузка). Гармоники, связанные с нелинейными нагрузками, могут вызвать пробой поля возбуждения.
Система повышения возбуждения (EBS)
Система EBS состоит из одних и тех же основных компонентов, обеспечивающих входы и получающих выходы от AVR. Дополнительными компонентами в этой системе являются:
- Модуль управления усилением возбуждения (EBC)
- Повышающий генератор возбуждения (EBG).
EBG установлен на ведомом конце генератора. Внешний вид такой же, как у постоянного магнита. EBG подает питание на контроллер при вращении вала генератора.
Модуль управления EBC подключен параллельно к AVR и возбудителю. EBC получает сигнал от AVR. При необходимости контроллер подает на возбудитель различные уровни тока возбуждения, которые зависят от потребностей системы.
Дополнительный источник питания системы возбуждения поддерживает требования к нагрузке. Это позволяет запустить генератор и восстановить напряжение возбуждения.
Эта система возбуждения не рекомендуется для приложений с длительным питанием. Он предназначен для аварийного или резервного питания. Когда генератор запускается, система EBS отключается до тех пор, пока не будет достигнута рабочая скорость. EBG все еще генерирует энергию, но контроллер не распределяет ее.
Система допускает динамическую реакцию, менее дорогая и соответствует требованиям по обеспечению 300% тока короткого замыкания.
Нелинейные нагрузки, такие как запуск двигателя, улучшаются по сравнению с методом шунта или с самовозбуждением.
Генератор на постоянных магнитах (PMG)
Генераторы, оснащенные постоянными магнитами, относятся к наиболее известным методам с раздельным возбуждением. На ведомом конце вала генератора установлен постоянный магнит.
PMG подает изолированное питание на АРН, когда вал генератора вращается. АРН использует дополнительную мощность при питании нелинейных нагрузок, таких как; запуск моторов.
При вращении вала генератора создается чистый, изолированный, непрерывный трехфазный сигнал.
Некоторые из преимуществ использования генераторов, оснащенных методом возбуждения PMG:
- Поле возбуждения не разрушается, что позволяет устранить устойчивые неисправности короткого замыкания.
- Изменение нагрузки не влияет на поле возбуждения.
- Напряжение создается при первоначальном запуске и не зависит от остаточного магнетизма в поле.
- При пуске двигателя поле возбуждения не разрушается из-за отсутствия питания АРН.
Система PMG увеличивает вес и размер со стороны генератора. Это наиболее часто используемый метод возбуждения для приложений, в которых используются двигатели с пуском и остановом, а также другие нелинейные нагрузки.
Вспомогательная обмотка (AUX)
Метод вспомогательной обмотки используется уже много лет. Область применения варьируется от морского до промышленного применения и более практична в более крупных установках.
Этот метод имеет отдельное поле возбуждения, однако не использует компонент, прикрепленный к ведомому концу вала генератора. В этих методах для дополнительного возбуждения используется вращение вала и постоянный магнит или генератор.
В статор установлена дополнительная однофазная обмотка. По мере вращения вала генератора основные обмотки статора подают напряжение на АРН, как и во всех вышеперечисленных способах.
Дополнительные однофазные обмотки подают напряжение на АРН. Это создает дополнительное напряжение возбуждения, необходимое при питании нелинейных нагрузок.
Для приложений с линейной нагрузкой могут использоваться методы возбуждения шунтирования, EBS, PMG и AUX. Шунтовое возбуждение является наиболее экономичным методом.
Для приложений с нелинейной нагрузкой можно использовать методы возбуждения EBS, PMG и AUX. Возбуждение PMG является наиболее распространенным и широко используемым.
>>Вернуться к статьям и информации<<
Возбуждение генератора 101
Главный блоггер, руководитель отдела социального маркетинга
Генераторы превращают механическую энергию в электрическую, перемещая электрические проводники в магнитном поле. Возбуждение создает электромагнитное поле, вызывающее это механическое преобразование в электрическое. Рич Деннис из Emerson представил базовую презентацию по управлению возбуждением на собрании группы пользователей Ovation в 2017 году.
Управление возбуждением включает регулирование синхронной машины, возбудитель, синхронную машину для энергосистемы. Регулятор является источником управления, а система возбуждения — источником энергии. Система регулятора включает в себя контроль напряжения, контроль тока, контроль коэффициента мощности, ограничители и защиту, стабилизатор энергосистемы, контроль возбуждения, контроль девозбуждения и управление выключателем возбуждения. Системы возбудителей могут быть вращающимися или статическими. Вращающиеся включают бесщеточные и щеточные типы, а статические включают составные и потенциальные источники.
Генератор имеет первичный двигатель, такой как турбина или дизельный генератор. Система возбуждения создает электромагнитное поле в роторе. Статор имеет якорную обмотку, в которой индуцируется электрическая энергия.
Чем сильнее создаваемое магнитное поле, тем сильнее вырабатывается электрическая энергия. Сила магнитного поля регулируется путем управления током ротора.
Трехфазная электрическая энергия создается тремя отдельными проволочными обмотками статора.
Ток для создания электромагнитного поля представляет собой постоянный ток (DC), который может варьироваться от 50 ампер до 9000 ампер и более в зависимости от размера генератора. Современные системы возбуждения являются статическими, в которых постоянный ток создается путем выпрямления переменного тока с помощью трансформаторов тока с насыщением (SCT) и силовых трансформаторов напряжения (PPT). Источник необходим для создания возбуждения, прежде чем оно сможет быть самоподдерживающимся от генератора.
Подсистемы для системы возбуждения включают процессоры и устройства ввода/вывода, которые контролируют напряжение и ток на клеммах генератора, напряжение и ток возбуждения, напряжение и ток возбуждения вращающегося возбуждения, переключатели управления, состояние выключателя и разрешающие устройства безопасности. Выходы включают в себя оповещение, аварийные сигналы, счетчики и полный набор данных для распределенной системы управления.
Силовая шина необходима для подачи тока возбуждения на каждый конец катушки ротора.
Автоматические выключатели используются для защиты как переменного, так и постоянного тока генератора. Силовые выпрямители преобразуют мощность переменного тока в мощность постоянного тока. Системы охлаждения поддерживают рабочие температуры, необходимые для надежной работы. Система полевого разряда необходима для отвода энергии от ротора во время торможения механического источника энергии. Оборудование для возбуждения поля используется для создания начального электромагнитного поля до тех пор, пока генератор не создаст достаточное напряжение для самовозбуждения и поддержания преобразования механической энергии в электрическую.
Рич рассказал о решениях Ovation Excitation, обеспечивающих предварительный интерфейс и проектирование оборудования, проектирование, установку и текущие испытания. Контроллер возбуждения Ovation совместим со стандартом IEEE 421 и поддерживает множество пользовательских и модифицированных опций в соответствии с приложением.