Блог

Jun 24, 2023

Охватите все основы современных систем зарядки

Процитируем знакомую ситуацию: «В машине моего клиента сейчас стоит третий генератор переменного тока.

Процитируем знакомую ситуацию: «В машине моего клиента сейчас стоит третий генератор переменного тока за шесть месяцев, а мой магазин отказывается давать гарантию на четвертый». Другими словами, поставщик запчастей считает, что основная проблема приводит к выходу из строя этих генераторов, и поэтому не будет давать гарантию на новые генераторы. Хотя время от времени мы сталкиваемся с чередой сбоев, вызванных проблемами контроля качества, основная причина большинства повторных сбоев заключается в том, что техник мог пропустить некоторые важные этапы во время первоначальной диагностики. Чтобы избежать дорогостоящих ошибок, всегда лучше «охватить все основы» во время любой диагностики системы зарядки.

Современным электросистемам автомобилей требуется ток до 20 ампер для питания систем управления двигателем, подачи топлива и вспомогательных систем. Когда к этой базовой электрической нагрузке добавляются система отопления, вентиляции и кондиционирования, охлаждение двигателя и наружное освещение, общая нагрузка может значительно превысить отметку в 50 ампер. Если аккумулятор имеет неисправный элемент или сильно разряжен из-за чрезмерного паразитного потребления энергии или использования аксессуаров, генератор будет заряжаться на уровне, близком к его номинальной мощности, особенно в тяжелых условиях вождения.

Хотя современные генераторы переменного тока могут быть рассчитаны на ток 100 ампер и более, большинство компактных конструкций не рассчитаны на работу на полную мощность в течение длительного периода времени без перегрева. Из-за слишком высокой скорости зарядки сменный генератор может вскоре выйти из строя.

Обычный генератор переменного тока состоит из четырех основных электрических частей: 1) ротора, 2) угольных щеток, 3) статора и 4) выпрямительного моста. На самом базовом уровне переменный ток (AC) создается, когда медные провода, проходящие через статор генератора, «разрезают» вращающееся электромагнитное поле, создаваемое ротором генератора. «Полевая» цепь ротора питается через угольную щетку положительного полюса аккумулятора (B+), вращающуюся на медном контактном кольце, установленном на валу ротора. Вторая угольная щетка заземляет электрическую цепь на корпус генератора и, в конечном итоге, на минус аккумулятора (B-).

Выходная сила тока генератора регулируется путем увеличения или уменьшения силы тока возбуждения, протекающей через угольные щетки, что, в свою очередь, может увеличивать или уменьшать силу вращающегося магнитного поля.

Установленный внутри или снаружи регулятор напряжения контролирует силу тока возбуждения. Для точного измерения зарядного напряжения регулятор напряжения должен быть подключен к B+, а его база заземлена к B- через корпус генератора.

В зависимости от применения регулятор напряжения также может быть интегрирован снаружи в модуль управления трансмиссией (PCM). В более современных приложениях PCM управляет внутренним регулятором напряжения через систему связи по шине или провод опорного напряжения, чтобы изменить режим зарядки в соответствии с условиями движения.

Как показано выше, вращающееся магнитное поле, создаваемое регулятором напряжения, «разрезается» тремя отдельными витками медного провода, намотанными через статорный узел, окружающий ротор возбуждения. Статор производит переменный ток, а переменный ток, протекающий через каждый контур статора, выпрямляется в постоянный ток (DC) с помощью одного положительного и одного отрицательного диода.

Шесть комбинированных диодов обычно монтируются на узле радиатора, называемом диодным «мостом», который охлаждает диоды. Эти положительные и отрицательные диоды не только преобразуют переменный ток в постоянный, но и предотвращают разрядку аккумулятора статором при выключении двигателя.

Чтобы предотвратить повреждение аккумулятора, освещения и бортовой электроники, генератор должен ограничивать подачу напряжения на аккумулятор. Аккумулятор играет жизненно важную роль в процессе регулирования напряжения, поскольку он действует как конденсатор, который гасит скачки напряжения, возникающие в электрической системе. Аккумулятор также позволяет регулятору напряжения генератора более точно определять напряжение аккумулятора, действуя как резистор.

Имейте в виду, что химическая активность электролита аккумулятора напрямую связана с температурой ядра аккумулятора. Таким образом, регулятор напряжения предназначен для ограничения напряжения зарядки примерно до 15,2 В в очень холодную погоду и примерно до 13,8 В в очень жаркую погоду.