В автомобильной индустрии давно отказались от генераторов постоянного тока. Вы больше не найдете их в современных транспортных средствах. Переход на генераторы переменного тока (альтернаторы) был обусловлен не просто предпочтениями, а необходимостью, вызванной растущей электрической нагрузкой в автомобилях.
Генераторы постоянного тока вырабатывают постоянный ток. Он течет в одном направлении. Генераторы переменного тока производят переменный ток. Это тот же тип энергии, который используется в домашних розетках. Он периодически меняет направление.
Никола Тесла доказал в 1887 году, что переменный ток гораздо эффективнее для генерирования высокого напряжения. Современным автомобилям требуется именно такое напряжение. Но автомобильные аккумуляторы требуют постоянного тока. Они не способны накапливать переменный ток.
Таким образом, генератор переменного тока должен преодолеть этот разрыв. Он преобразует переменный ток в постоянный с помощью диодов. Этот компонент действует как односторонний клапан. Он блокирует обратный поток, обеспечивая аккумулятор стабильным током, который ему необходим.
Внутри трехфазного генератора
Генерация энергии происходит внутри корпуса генератора. За это отвечают два основных компонента. Ротор. Статор.
Когда двигатель работает, он вращает шкив генератора. Шкив приводит во вращение ротор. Этот вращающийся магнит проходит мимо трех неподвижных проволочных катушек. Это обмотки статора. Они обвивают неподвижное железное ядро.
Такая конструкция создает трехфазный ток. Катушки расположены равномерно. Они находятся на интервалах в 120 градусов вокруг вала.
При вращении ротора создается переменное магнитное поле. Это поле индуцирует переменный ток в обмотках статора. Ток проходит через выводы статора. Оттуда он попадает на набор диодов.
К каждому выводу статора подключены два диода. Они регулируют поток. Они блокируют отрицательные полупериоды. Проходит только положительный ток. Результатом является постоянный ток, готовый для аккумулятора.
Обмотки по схеме «треугольник» и «звезда»
Не все трехфазные генераторы устроены одинаково. Важна конструкция обмотки статора.
Существует два основных стиля. Обмотка по схеме «треугольник» и по схеме «звезда».
Статоры с обмоткой «треугольник» легко узнать. Они образуют треугольную форму. Такая конструкция обеспечивает высокий ток при низких оборотах. Она отличается надежностью.
Обмотки по схеме «звезда» выглядят иначе. Они напоминают конденсатор потока из фильма Назад в будущее. Такая конструкция идеальна для дизельных двигателей. Она выдает более высокое напряжение, чем статоры с обмоткой «треугольник», даже при более низких оборотах.
Обе конструкции эффективны. Ни одна из них не является заведомо лучшей. Выбор зависит от электрических требований конкретного автомобиля.
Регулировка напряжения
Сырая энергия от генератора не готова к использованию. Слишком высокое напряжение повредит аккумулятор. Слишком низкое напряжение оставит вас без помощи.
Вступает в действие регулятор напряжения. Он определяет, когда и какое количество напряжения необходимо аккумулятору. Он поддерживает выходное напряжение в безопасных пределах.
Большинство генераторов используют один из двух типов регуляторов.
Регуляторы с заземлением на массу работают за счет управления отрицательным проводом (массой) или заземлением аккумулятора, подаваемым на обмотку ротора. Они управляют путем возврата тока в цепи.
Регуляторы с заземлением на поле работают наоборот. Они контролируют количество положительного тока от аккумулятора.
Ни один из типов не имеет явного преимущества. Оба достигают одного и того же результата. Регулятор гарантирует, что генератор подает в электрическую систему автомобиля стабильное и безопасное питание.
Генератор переменного тока — это сложное устройство. Он преобразует механическую энергию в электрическую. Он берет на себя основную работу по обеспечению энергией современной электроники. Без него автомобиль буквально «умирает».
