Мощностью генератора автомобиля интересуется очень много автомобилистов. Ведь сейчас очень много электрических устройств (например — инверторы), которые могут сделать из вашего авто, практически электростанцию для загородного дома. Многие цепляют нагрузку в 1000 – 1500 и даже 2000 Вт! Много это или мало? Может ли работающий автомобиль выдать такое? Одни пишут что – НЕТ! Другие что – ДА! Но зачастую в головах у них «каша», часто встречаю на форумах такие высказывания мощность не больше 300 – 600 Вт. Откуда берутся эти цифры, видно с «потолка». Давайте же правильно определим мощность, а также узнаем, от чего она зависит …
СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ
В этой статье я представлю вам приблизительную мощность вашего автомобильного генератора, это физика 7 класс. Будем учитывать, что у нас постоянный, а не переменный ток.
Любой генерирующее устройство примерно состоит из одинаковых частей, есть утрировать это – ротор, статор, шкив, корпус, и электрическая составляющая (электрические щетки, реле-регулятор напряжения). Ротор соединен с коленчатым валом двигателя ременной передачей. Если вращается коленчатый вал, то вращается и ротор, тем самым вырабатывая электрический ток.
Стоит отметить, что даже большие генераторы на гидроэлектростанциях, работают по одинаковому принципу. Однако там ротор раскручивается набегающим потоком воды. НО суть одинаковая.
Собственно напряжение в автомобиле зачастую составляет 13 – 14 Вольт, что достаточно для подзарядки автомобильного аккумулятора.
После пуска практически все бортовые приборы питаются именно от генерирующего элемента, он несет на себе основную нагрузку. Подзаряжает аккумулятор, восполняет его потраченную энергию на пуск, а также дает энергию для освещения, системы зажигания, подачи топлива, развлекательный комплекс (аудио, видео), всевозможные подогревы (сидений, стекол, зеркал).
Стоит отметить, что если генерирующее устройство не справляется, то часть энергии ему может дать АКБ, это происходит в моменты максимальной нагрузки, например — ночью в мороз, когда включены многие электрические приборы. Если какой-то источник отключается, и энергии только одного генератора становится достаточно, то он автоматически подзаряжает АКБ. Так цикл повторяется.
Ребят вопрос то элементарный, достаточно вспомнить школьную формулу: P = I * U (мощность = сила тока умножить на напряжение).
Теперь вспоминаем напряжение в бортовой сети автомобиля, зачастую оно равняется 13,8 – 14,2В.
Также не трудно найти марку своего генератора, и узнать его характеристики, а именно силу тока которую он может выдавать. Зачастую на современных машинах, она колеблется от 80 до 140 Ампер.
Для примера возьмем среднюю величину в 100Ампер.
Тогда получается 13,8В Х 100А = 1380Ватт или 1,38 Квт, это и будет являться мощностью вашего генератора.
Этот показатель является пиковым для вашего автомобиля!
Однако стоит помнить еще об одном — об оборотах двигателя. Генератор вырабатывает свою пиковую мощность только при определенных оборотах шкива (который связан с двигателем).
«Пиковое значение» (в нашем случае в 1,38КВт) зачастую проявляется только от 2500 оборотов и выше. НА ХОЛОСТЫХ ОБОРОТАХ мощность куда ниже. Так на 800 – 1000 оборотах она будет примерно 75% от максимальной. Если ее определить в нашем случае, то 1380 Х 75% = 1035Ватт.
Запомните, для определения электрической мощности вашего генератора, нужно помнить про напряжение (оно почти на всех машинах около 13,8В) и про силу тока вашего генератора (колеблется от 80 до 140Ампер при определенных оборотах двигателя).
Все эти характеристики указывает производитель чуть ли не в инструкции к автомобилю.
А теперь про подключение мощных инверторов. РЕБЯТ стоит включить голову и подумать, а не спалит ли такой девайс вашу бортовую сеть автомобиля?
Вот смотрите — мощность этих инверторов начинается от 300 заканчивается 1500 Ваттами. А в нашем примере пиковая мощность генерируемая автомобилем всего 1380Вт, а на холостом ходу всего около 1000Вт. Если дать 1500Вт он банально не выдержит такой нагрузки!
Ведь ему нужно еще энергии для поддержания работы двигателя, это банально зажигание и прокачка топлива, смело убирайте еще 400 – 500Вт.
То есть, что способен выдать генератор на холостом ходу, чтобы вы могли этим воспользоваться? Ребят это реально инвертор в 300 – 500Вт, можете подключить телевизор, дрель, и не энергоемкие устройства! А вот нагревать ТЭНАМИ воду или отапливаться вряд ли получится.
Сейчас полезная статья, смотрим
Думаю было полезно, читайте наш АВТОБЛОГ подписывайтесь на обновления в YOUTUBE.
В рамках данной статьи поговорим об особенностях принципиального устройства автомобильных генераторов. Для владельцев автомобилей, разбирающихся в предмете, данная статья не будет интересна. Но для тех, кому автомобильные генераторы интересны в прикладном плане, эта информация может оказаться полезной.
В современных автомобилях в качестве генераторов применяются синхронные трёхфазные электрические машины переменного тока, у которых в выпрямителе применяется схема Ларионова.
Чтобы генератор после пуска двигателя отдавал ток в нагрузку, необходимо обеспечить питание обмотке возбуждения. Это происходит при повороте ключа замка зажигания в рабочее положение.
Ток в обмотке возбуждения управляется стабилизатором напряжения, который может быть выполнен в виде отдельного узла или встроен в щёточный узел генератора. В подавляющем большинстве современных генераторов стабилизатор напряжения (СН) питается от отдельной секции выпрямителя.
Среди прочих генераторов переменного тока, генератор автомобильный выделяется несколькими особенностями. Прежде всего, автомобильный генератор хотя и выдает постоянный ток, на деле он является генератором тока переменного, который затем выпрямляется диодным мостом и превращается в постоянный ток.
Такое решение весьма популярно, тот же генератор переменного тока из асинхронного двигателя можно превратить в генератор постоянного тока, достаточно лишь добавить диодный выпрямитель.
Генераторы с выпрямлением переменного тока называются вентильными генераторами постоянного тока. К таким генераторам и относится автомобильный генератор.
Выходное напряжение автомобильного генератора постоянно
Одна из отличительных черт автомобильного генератора — напряжение на его выходных клеммах поддерживается в узком диапазоне при помощи специального стабилизатора, называемого регулятором напряжения. Но и это не является чем-то исключительным для электрических машин.
Стабилизаторы напряжения можно встретить в комплектации многих источников бесперебойного питания, в том числе среди тех, которые берут энергию для своих аккумуляторов от механических генераторов тех же домашних ГЭС или от солнечных батарей.
Главная же отличительная черта именно автомобильного генератора — то что он получает механическую энергию через ремень от коленвала двигателя внутреннего сгорания, у которого частота вращения совсем не постоянна, зависит она от режима работы транспортного средства в текущий момент, и никак не связана с нуждами потребителей постоянного тока.
Вот и получается, что задача генератора и его электроники — суметь заряжать автомобильный аккумулятор и питать потребители стабилизированным напряжением, независимо от того, каковы текущие обороты якоря — напряжение обязано оставаться в узком коридоре в районе 14 вольт.
Если напряжение по какой-то причине выйдет за пределы диапазона стабилизации, зарядный ток аккумулятора может стать чрезвычайно высоким, и электролит попросту выкипит.
Такое явление не является чем-то невиданным, многие автолюбители сталкивались с ним, когда регулятор напряжения на генераторе выходил вдруг из строя — электролит в аккумуляторе в таком случае быстро выкипает.
Если же напряжение с генератора окажется слишком низким, то аккумулятор преждевременно разрядится. С данной проблемой также сталкивались многие автомобилисты.
Итак, стабильное выходное напряжение — обязательное условие правильной работы автомобильного генератора. Но этого достичь не так уж и просто. Диапазон варьирования частоты вращения ротора генератора в автомобиле довольно широк. На холостых оборотах это порядка 800 — 1200 оборотов в минуту, а в момент хорошего разгона — до 5000 и даже до 6000 оборотов в минуту, в зависимости от того, что это за автомобиль.
Токоскоростная характеристика автомобильного генератора
Таким образом, поскольку напряжение автомобильного генератора поддерживается почти постоянным благодаря регулятору напряжения, он имеет собственную токоскоростную характеристику (ТСХ), ведь при разных скоростях вращения ротора, ток нагрузки получается разным. Напряжение постоянное, но чем выше обороты — тем выше ток, и чем ниже обороты — тем ток с силовых клемм генератора меньше.
Примечательно кстати то, что автомобильный генератор имеет предел по току, и поэтому обладает свойством самоограничения. Это значит, что когда ток достигнет определенной предельной величины, как бы ни повышались обороты дальше, ток нарастать уже больше не будет, просто не сможет.
Токоскоростаня характеристика (ТСХ) автомобильного генератора снимается по методике, принятой в качестве международного стандарта. Она (характеристика) снимается в процессе испытания работы генератора на стенде в паре с полностью заряженным аккумулятором такой номинальной емкости, которая в ампер-часах составляет половину (50%) номинального тока генератора в амперах. На характеристике находят характерные важные точки: n0, nrg, nн, nmax.
Начальная частота вращения ротора n0 – это теоретическая частота вращения ротора без нагрузки. Так как характеристику начинают снимать начиная с тока в 2 ампера, то эту точку находят путем экстраполяции характеристики до пересечения с горизонтальной осью оборотов.
Минимальную рабочую частоту генератора nrg принимают соответствующей оборотам коленвала на холостом ходу. Это примерно от 1500 до 1800 оборотов в минуту для ротора генератора. Ток при данной частоте, как правило, составляет от 40 до 50% от номинала для данного генератора. Этого тока должно хватить для питания минимального количество жизненно важных потребителей в автомобиле.
Номинальные обороты ротора генератора nн — это как раз та частота, при которой генерируется номинальный ток Iн, он не должен быть меньше номинала по паспорту.
Максимальные обороты ротора генератора nmax – это та частота вращения ротора, при которой генератором отдается максимальный ток, величина которого не сильно отличается от номинала испытываемого генератора.
Для генераторов отечественного производства раньше было принято указывать номинальный ток при 5000 оборотах в минуту. Указывалась и расчетная частота nр для расчетного тока генератора Iр, равного двум третьим от номинального тока. Этот расчетный режим соответствовал такому режиму работы генератора, когда его узлы не сильно нагревались. Все характеристики снимались при напряжении 14 или 13 вольт.
Самовозбуждение автомобильного генератора и КПД
Автомобильный генератор обязан самовозбуждаться на частоте вращения его ротора ниже частоты при оборотах коленвала на холостом ходу. Проверка проводится на стенде, где самовозбуждение должно произойти при подключении генератора к аккумулятору с контрольной лампой.
Возможности автомобильного генератора с энергетической точки зрения характеризуются величиной его КПД. Чем больше КПД — тем меньшая мощность отбирается от двигателя внутреннего сгорания для получения той же полезной отдачи в форме электрической мощности.
КПД генератора зависит главным образом от конструктивных особенностей конкретного изделия: какова толщина пластин в статоре и толщина набора, насколько качественно пластины друг от друга изолированы (насколько малы токи Фуко), каково сопротивление обмоток статора и ротора, насколько широки контактные кольца ротора, каково качество щеток и подшипников? И т. д.
Но одно сказать можно точно — чем выше номинальная мощность генератора — тем выше и КПД. Между тем, типичный КПД автомобильных генераторов, да и вообще вентильных генераторов, не превышает 60%.
Главный показатель возможностей генератора — это его токоскоростная характеристика, она показывает наглядно, чего можно ожидать от того или иного генератора, на что можно рассчитывать. По характерным точкам составляют таблицу для генератора.
Для примера приведем таблицу характеристик генераторов отечественного производства:
Характеристики автомобильных генераторов
Диапазон выходного напряжения на разных оборотах и в зависимости от температуры и нагрузки, отражает возможности регулятора напряжения автомобильного генератора.
Смотрите также у нас:
Основные виды генераторов и принципы их работы
Устройство и принцип работы динамо-машины
Андрей Повный
Е-ветерок.ру Энергия ветра и солнца
А при каких оборотах автомобильный генератор начинает заряжать аккумулятор? Конечно автомобильные генераторы разные, но в общем картина примерно такая. Начало заряда АКБ в среднем от 1100об/м до 1400об/м. Посмотрев некоторые видео, и ранее прочитанные статьи это подтверждают. В сети я нашёл вот такую информативную картинку, в которой указаны нужные данные по напряжению и току различных автомобильных генераторов.
Также я сам провёл небольшой тест и покрутил автомобильный генератор. При примерно 900об/м я получил 10 вольт. Питание на обмотку ротора я подавал напрямую от аккумулятора. Так-как напряжение линейно зависит от оборотов то понятно что при 1800об/м будет 20 вольт, а при 2700об/м уже 30 вольт без нагрузки. Часто люди ищут данные по напряжению генераторов чтобы понять сможет ли подойти автомобильный генератор для ветрогенератора. Понятно я думаю что если просто поставить даже скоростной двухлопастной винт диаметром 1.2м, то его оборотов не хватит чтобы раскрутить генератор до более 1000об/м даже при сильном ветре.
Ниже моё видео с небольшим тестом генератора:
А так вообще конечно автомобильные генераторы используют в качестве генератора для ветряка. Один из вариантов это полная переделка генератора, тоесть перемотка статора и изготовление нового ротора под неодимовые магниты. Такой генератор после переделки начинает заряжать акб уже при 200-300об/м. Всё зависит от числа витков в катушках и мощности неодимовых магнитов. Максимально что выжимали на ветру от таких переделанных генераторов это 300вт. Это не много и обычно мощность при ветре 10м/с не более 150вт, это из моей практики, но зато и при слабом ветре есть зарядка АКБ, пусть и небольшим током, но с 3.5-4м/с начинается зарядка АКБ. Более подробно о переделке автогенераторов смотрите на сайте.
Также часто применяют редукторы (мультипликаторы) для повышения оборотов генератора. Так получается гораздо более мощный ветрогенератор. Но и размеры ветряка получаются не маленькие. Генератор в этом варианте никак не переделывают, делают редуктор с передаточным соотношением в среднем 1:10 и большой винт шестилопастной диаметром 3 метра. В таком исполнении можно получать от 0.5 до 1кВт мощности в зависимости уже от параметров самого генератора. Но это при сильном ветре, а при слабом ветерке 3-5м/с мощность совсем небольшая.
E-VETEROK.RU энергия ветра и солнца - 2013г. Почта: [email protected] Google+06.11.2018
В составе электрооборудования любого транспортного средства есть генератор, который с регулятором напряжения образует генераторную установку автомобиля. Современная техника оборудована множеством электроприборов, предназначенных как для облегчения управления транспортным средством так и для комфорта водителя.
Эти потребители требует дополнительного питания, которое иногда превышает вырабатываемую генератором энергию. Чтобы не испортить оборудование и агрегаты машины, следует знать нормальные параметры их работы и принцип взаимодействия.
С помощью генератора в транспортном средстве электропитание получают все потребители.
Средняя мощность устройства для легковой машины составляет примерно 1 кВт. Надежность агрегата является довольно высокой, поскольку требуется постоянная подпитка множества автомобильных приборов, что обусловливает высокие требования к их техническим характеристикам.
ВАЖНО: Нельзя допускать замыкание соединенных с «+» выводов и «массой» пластин теплопроводов агрегата, поскольку это очень опасно для генератора. Чаще всего такое происходит в результате попадания загрязнений и металлических предметов, становящихся проводящими мостиками.
После запуска агрегата небольшой постоянный ток начинает проходить через обмотку возбуждения, который на уровне 14 В поддерживает управляющий блок. Большинство автомобильных генераторов работает на скорости от 3 тыс. об./мин, вырабатывая при этом токи силой свыше 45 А. Для безопасной эксплуатации в таких режимах прибор покрывается полностью или частично изоляционным слоем.
Главными характеристиками агрегата считается способность на разных режимах функционирования обеспечивать стабильным питанием своих потребителей. Определение этих режимов и показателей выдаваемых токов генератором называется токоскоростной характеристикой. В технической документации, которой комплектуется оборудование производителем, указываются такие характерные параметры:
Определенние токоскоростных характеристик:
Техническая документация чаще всего содержит несколько из вышеперечисленных характеристик. На щитке генератора должны указываться его главные параметры:
Для определения нормальных показателей при работе генератора следует рассмотреть его функционирование на разных режимах:
ВАЖНО: Если в автомобиль монтируется более мощная батарея, то одновременно следует поменять генерирующее устройство на более производительное. Агрегат должен выдерживать суммарную нагрузку всех систем и электроприборов машины по их максимальным показателям мощности.
Нагрузки, которые приходятся на автомобильный генератор, делятся на три категории:
Чтобы узнать потребляемую мощность установленных в автомобиле потребителей, достаточно прибавить к требуемой для зарядки АКБ мощности суммарное значение максимальных показателей мощности всех иных систем.
Обычно эти данные указаны в технической документации к каждому прибору или системе отдельно, в ПТС машины. В современном автомобиле при множестве разнообразных условий с высокими требованиями должна полностью справляться система зарядки.
В момент запуска автомобиля на аккумуляторе происходит потеря емкости примерно на 0,5-1 Аh, поскольку потребляемый стартером ток холодной прокрутки достигает 450 А и больше. Разрядка на питание электрооборудования происходит до тех пор, пока транспортным средством не достигается нужная скорость, что позволяет перенять на себя нагрузку генератору.
Читайте также: Определяем почему замерз аккумулятор в автомобилеВ зависимости от модели установленного на ТС агрегата, системы могут получать ток в диапазоне 80-150 А с напряжением 14 В при оборотах двигателя от 2,5-3 тыс. в минуту.
В режиме пробок или медленной езды генератором выдается всего 40-50 % мощности, что снова переводит потребителей на аккумуляторное питание. Чтобы в дороге автомобиль не разрядился окончательно, следует регулировать количество одновременно включенных потребителей, мощность генератора, емкость АКБ.
ВАЖНО: При сильной разрядке аккумулятора его параметры не будут соответствовать заявленным производителем характеристикам. Снижение заряда более, чем наполовину ухудшит свойства батареи навсегда.
В процессе езды с нужной скоростью автомобиля питание оборудования производится от генератора. Но это при условии, что суммарная мощность всех потребителей не превышает мощность генерирующего устройства.
Для того, чтобы рассчитать максимальное потребление имеющимся оборудованием, следует учитывать постоянные, продолжительные и кратковременные нагрузки. Их примерная величина приведена в таблицах.
Постоянные нагрузки
Мощность, Вт | Сила тока при 14 В, A | Сила тока при 28 В, А | |
Панель приборов | 10 | 1 | 0,5 |
Топливный насос | 70 | 5 | 2,5 |
Топливные инжекторы | 70 | 5 | 2,5 |
Зажигание | 30 | 2 | 1 |
Всего | 180 | 13 | 6,5 |
Продолжительные нагрузки
Мощность, Вт | Сила тока при 14 В, A | Сила тока при 28 В, А | |
CD/Магнитофон/Приемник | 15/30 | 1,0/2,0 | 0,5/1,0 |
Приборная подсветка | 25 | 2 | 1 |
Ближний свет | 160 | 12 | 6 |
Дальний свет | 200 | 15 | 7 |
Подсветка номера | 10 | 1 | 0,5 |
Задние и габаритные огни | 30 | 2 | 1 |
Всего (средняя нагрузка) | 260-270 | 20 | 10 |
Кратковременные нагрузки
Мощность, Вт | Сила тока при 14 В, A | Сила тока при 28 В, А | |
Электропривод зеркал | 10 | 1 | 0,5 |
Мотопривод люка на крыше | 150 | 11 | 5,5 |
Подогрев сидения | 200 | 14 | 7 |
Регулирование сидения | 150 | 11 | 5,5 |
Очиститель фар | 100 | 7 | 3,5 |
Прикуриватель | 100 | 7 | 3,5 |
Лампы дополнительные | 110 | 8 | 4 |
Фары заднего хода | 40 | 3 | 1,5 |
Фары противотуманные задние | 40 | 3 | 1,5 |
Сигналы звуковые | 40 | 3 | 1,5 |
Лампы освещения внутренние | 10 | 1 | 0,5 |
Обогреватель стекла | 120 | 9 | 4,5 |
Вентилятор салонного обогрева | 80 | 6 | 3 |
Вентилятор радиаторного охлаждения | 150 | 11 | 5,5 |
Электростеклоподъемники | 150 | 11 | 5,5 |
Стеклоочистители задние | 50 | 3,5 | 2 |
Стеклоочистители передние | 80 | 6 | 3 |
Стоп-сигналы | 40 | 3 | 1,5 |
Индикаторы | 50 | 3,5 | 2 |
Нагреватель | 50 | 3,5 | 2 |
Итого | 1,7 кВт | 125,5 | 63,5 |
Появление кратковременных нагрузок отличается низкой частотой, а для определенных потребителей устанавливается реле времени. Чтобы все вычисления упростились, следует полученное значение умножить на 0,1, что составляет используемую автомобилем при нормальном движении мощность. Для приведеного расчета мощность при кратковременных нагрузках составит:
Потребители от генератора требуют удовлетворения всех энергетических мощностей при кратковременных, длительных и постоянных нагрузках, что вычисляется как:
170 + 270 + 180 = 620 (Вт)При напряжении 14 В, значение требуемой силы тока рассчитывается как:
Это значительные требования, которые должны еще учитывать потребляемый ток для подзарядки аккумулятора.
Аккумуляторная батарея и генератор в транспортном средстве работают совместно при параллельном подключении. В зависимости от испытываемой нагрузки на элементы питания агрегаты друг друга дополняют. Работа этой системы возможна в следующих комбинациях:
Поэтому следует внимательно следить за тем, чтобы не допускалось питание потребителей от емкости или делать это в минимальном объеме. Существенный разряд испортит характеристики аккумулятора безвозвратно.
Чтобы автомобиль и все его системы, устройства и агрегаты прослужил много лет, необходимо следить за работой генератора и батареи. Для этого следует осуществлять проверку:
"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453