เครื่องกำเนิดไฟฟ้ารถยนต์: อุปกรณ์และหลักการทำงาน

2024 ผู้เขียน: Erin Ralphs | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-02-19 19:26

รถทุกคันมีไฟล์แนบ เหล่านี้เป็นโหนดและกลไกโดยที่ไม่สามารถทำงานได้ สิ่งที่แนบมา ได้แก่ สตาร์ทเตอร์ ปั๊มพวงมาลัยพาวเวอร์ คอมเพรสเซอร์เครื่องปรับอากาศ ท่อร่วมไอดีและไอเสีย คลัตช์ แต่รายการนี้รวมถึงเครื่องกำเนิดไฟฟ้ารถยนต์ด้วย เป็นผู้ที่อนุญาตให้คุณรักษาแรงดันไฟฟ้าที่เสถียรในเครือข่ายออนบอร์ด ไม่กี่คนที่รู้จักอุปกรณ์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ารถยนต์และหลักการทำงาน แต่ข้อมูลนี้จะเป็นประโยชน์สำหรับผู้ขับขี่ทุกคน มาดูกันว่าองค์ประกอบบานพับนี้ทำงานและทำงานอย่างไร

ลักษณะเฉพาะ

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นมอเตอร์ไฟฟ้าที่แปลงพลังงานกลเป็นกระแสไฟฟ้า

องค์ประกอบนี้ใช้สำหรับจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าเมื่อเครื่องยนต์สันดาปภายในทำงาน เช่นเดียวกับการชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์ รถสมัยใหม่ทุกคันใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับในรถยนต์

มันอยู่ไหน

กลไกนี้มักจะอยู่ด้านหน้าเครื่องยนต์ มันทำงานจากเพลาข้อเหวี่ยงโดยใช้สายพาน (แบบแม่น้ำหรือแบบฟันเฟือง) โดยทั่วไปแล้ว ผู้ผลิตรถยนต์จะวางเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไว้ที่จุดสูงสุดเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ อย่างไรก็ตาม มีบางรุ่นที่ติดกลไกไว้เกือบในบริเวณข้อเหวี่ยงของเครื่องยนต์ เหตุใดการวางตำแหน่งกลไกไว้ที่จุดสูงสุดที่เป็นไปได้จึงสำคัญ ความจริงก็คือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของรถยนต์กลัวน้ำมาก ความชื้นเพียงเล็กน้อยก็สร้างความเสียหายได้ ดังนั้นผู้ผลิตจึงพยายามแยกความเป็นไปได้ที่น้ำและของเหลวอื่นๆ จะเจาะพื้นผิวของกลไกนี้ ยิ่งองค์ประกอบนี้อยู่สูงเท่าไหร่ก็ยิ่งปลอดภัยมากขึ้นเท่านั้น

อุปกรณ์

การออกแบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าประกอบด้วย:

• ขดลวดสเตเตอร์
• ปกหน้า
• ความตื่นเต้นที่คดเคี้ยว
• ปมแปรง
• ปกหลัง
• แหวนลื่น
• ครึ่งเสา
• หน่วยเรียงกระแส
• ลูกรอกขับ
• ใบพัดพัดลม

โปรดทราบว่าโหนดนี้สามารถมีเลย์เอาต์ที่แตกต่างกันได้:

• ดั้งเดิม
• กะทัดรัด

ความแตกต่างอยู่ที่โครงสร้างของพัดลม การประกอบวงจรเรียงกระแส และรอกไดรฟ์ มิฉะนั้นอุปกรณ์และการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ารถยนต์จะเหมือนกัน ทั้งกลไกแบบดั้งเดิมและแบบกะทัดรัดประกอบด้วยโรเตอร์ วงจรเรียงกระแส ชุดแปรง ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า และสเตเตอร์ ส่วนประกอบทั้งหมดนี้มีไว้เพื่ออะไร?พิจารณาเพิ่มเติม

โรเตอร์

กลไกนี้ใช้สร้างสนามแม่เหล็กในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า มีขดลวดกระตุ้นอยู่บนแกนโรเตอร์ ส่วนหลังถูกวางไว้ในแผ่นเสาพิเศษซึ่งแต่ละอันมีส่วนที่ยื่นออกมาหกอัน นอกจากนี้แหวนหน้าสัมผัสจะอยู่ที่เพลา ทำหน้าที่ให้พลังงานกับขดลวดกระตุ้น โดยปกติแล้ว แหวนจะทำจากทองแดง (มักจะเป็นทองเหลือง) ตะกั่วที่คดเคี้ยวถูกบัดกรีเข้ากับองค์ประกอบเหล่านี้

นอกจากนี้ยังมีใบพัดพัดลมหนึ่งหรือสองตัวบนเพลาโรเตอร์ พวกเขาให้ความเย็นที่คดเคี้ยวระหว่างการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า กลไกการหมุนของโรเตอร์ประกอบด้วยตลับลูกปืนสองตัวโดยไม่ต้องบำรุงรักษา

สเตเตอร์

หน้าที่ของมันคือสร้างกระแสสลับ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ารถยนต์จำเป็นต้องมีองค์ประกอบนี้ สเตเตอร์ถูกรวมเข้ากับโครงสร้างที่คดเคี้ยวและแกนกลาง หลังเป็นชุดของจานหลายแผ่น ใน 36 ร่องที่คดเคี้ยวมีอีกสามขดลวดซึ่งสร้างการเชื่อมต่อแบบสามเฟส ผู้ผลิตใช้ขดลวดสองประเภท:

• เวฟ
• วนกลับ

การเชื่อมต่อนั้นใช้เทคโนโลยีที่แตกต่างกัน:

• โครงการ "สามเหลี่ยม". ในกรณีนี้ ปลายของขดลวดจะต่อเป็นอนุกรม
• ลายดาว. ที่นี่ปลายของคดเคี้ยวเชื่อมต่อที่จุดเดียว

คดี

มีส่วนประกอบส่วนใหญ่ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ตัวเคสประกอบด้วยสองส่วน: ด้านหลังและด้านหน้า อันแรกอยู่ด้านข้างของสลิปริง อันที่สองอยู่ด้านข้างของรอกไดรฟ์

ส่วนนี้มัดด้วยน๊อตยาว. ตัวฝาปิดทำจากอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่ไม่ใช่แม่เหล็ก ตัวเคสยังมีหน้าต่างระบายอากาศและขายึดสองตัว

แปรงและชุดเรียงกระแส

ชุดแปรงใช้สำหรับถ่ายโอนกระแสจากขดลวดกระตุ้นไปยังวงแหวนลื่น โหนดนี้จัดอย่างไร? ประกอบด้วยแปรงกราไฟท์สองอันพร้อมสปริง โครงสร้างทั้งหมดถูกรวมเข้ากับตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับในรถยนต์

ตอนนี้เกี่ยวกับวงจรเรียงกระแส จำเป็นต้องแปลงแรงดันไฟฟ้าไซน์เป็นกระแสตรงของเครือข่ายออนบอร์ด บล็อกนี้ประกอบด้วยแผ่น พวกเขาทำหน้าที่ของแผงระบายความร้อนและติดตั้งไดโอดด้วย โดยรวมมีไดโอดเซมิคอนดักเตอร์หกตัวในบล็อก มีสององค์ประกอบดังกล่าวสำหรับแต่ละเฟส อันหนึ่งเชื่อมต่อกับขั้วบวกและอันที่สอง - กับขั้วลบของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับในรถยนต์ โดยปกติการเชื่อมต่อจะทำโดยการบัดกรีหรือเชื่อมที่จุดยึด

ตัวปรับแรงดันไฟ

เรายังคงศึกษาอุปกรณ์เครื่องกำเนิดไฟฟ้ารถยนต์ต่อไป ในการออกแบบกลไกมักจะมีตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า (ในคำสแลงของผู้ขับขี่รถยนต์ - "ช็อคโกแลต") รายการนี้สามารถมี:

• การเชื่อมต่อแบบไฮบริด ในกรณีนี้ องค์ประกอบวิทยุและไดรฟ์ไฟฟ้าทั้งหมดถูกใช้ในวงจรที่มีองค์ประกอบฟิล์มหนาแบบไมโครอิเล็กทรอนิกส์
• อินทิกรัล. ที่นี่องค์ประกอบทั้งหมดของตัวควบคุมยกเว้นขั้นตอนการส่งออกดำเนินการโดยไมโครอิเล็กทรอนิกส์แบบฟิล์มบางเทคโนโลยี

งานหลักของ "ช็อกโกแลต" คือการทำให้แรงดันไฟฟ้าคงที่ ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามจำนวนรอบการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยงและโหลดรวมของเครือข่ายออนบอร์ด

การแก้ไขนี้ดำเนินการโดยอัตโนมัติเนื่องจากผลกระทบต่อกระแสขดลวดกระตุ้น ตัวควบคุมจะเปลี่ยนระยะเวลาและความถี่ของพัลส์ปัจจุบัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสมัยใหม่มีตัวควบคุมที่มีการชดเชยความร้อน ดังนั้นยิ่งอุณหภูมิของแบตเตอรี่ต่ำลงเท่าใด การชาร์จก็จะยิ่งมีแรงดันไฟมากขึ้น

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ในรถยนต์ทุกคัน อุปกรณ์นี้ขับเคลื่อนด้วยเพลาข้อเหวี่ยงผ่านสายพาน หลังสามารถเป็นลิ่มหรือแบบหลายเหลี่ยม ขอบเขตของช่วงแรกถูก จำกัด ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางของรอกที่ขับเคลื่อนด้วยอย่างมีนัยสำคัญ จำนวนรอบของโรเตอร์เมื่อเครื่องยนต์กำลังทำงานมักจะเป็นสองหรือสามเท่าของความเร็วของเพลาข้อเหวี่ยง

รถมักใช้เข็มขัดรัดรูปตัววี มันใช้งานได้หลากหลายกว่าเพราะด้วยรอกขับเคลื่อนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก สายพานจะช่วยให้คุณได้อัตราส่วนเกียร์ที่ใหญ่ขึ้น ปรับความตึงขององค์ประกอบขับเคลื่อนโดยใช้ลูกกลิ้งพิเศษ

หลักการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ารถยนต์

อุปกรณ์นี้ทำงานอย่างไร? หลักการทำงานมีดังนี้ เมื่อบิดกุญแจ กระแสไฟจากแบตเตอรี่จะไหลผ่านชุดแปรงและวงแหวนไปยังขดลวดกระตุ้น จะเกิดสนามแม่เหล็กขึ้นในขดลวด เมื่อเพลาข้อเหวี่ยงของเครื่องยนต์สันดาปภายในหมุน โรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก็จะทำงานพร้อมกันเช่นกัน สนามแม่เหล็กของสนามแม่เหล็กแผ่ผ่านขดลวดสเตเตอร์ มีการสร้างแรงดันไฟสลับที่ขั้ว ด้วยความเร็วที่กำหนด เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเริ่มกระตุ้นตัวเอง ดังนั้นขดลวดจึงถูกขับเคลื่อนโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเอง

เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าเริ่มแปลงแรงดันไฟฟ้านี้เป็นกระแสตรง ด้วยการเปลี่ยนแปลงในการโหลดของเครื่องยนต์ที่เรียกว่า "ช็อคโกแลต". ตัวควบคุมจะแก้ไขความถี่ในการเปิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่คดเคี้ยว เมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น เวลาเปิดเครื่องจะลดลง ในทางกลับกัน เมื่อโหลดลดลง ความถี่จะเพิ่มขึ้น

เครื่องปั่นไฟแบบไม่มีแปรง

รถบางคันมีกลไกแบบไร้แปรงถ่าน ในการออกแบบมีโรเตอร์พร้อมแผ่นเหล็กหม้อแปลงแบบกด ขดลวดถูกวางไว้บนสเตเตอร์ และแรงเคลื่อนไฟฟ้าจะเกิดขึ้นจากการแก้ไขค่าการนำไฟฟ้าแม่เหล็กของช่องว่างระหว่างสเตเตอร์กับโรเตอร์

ข้อกำหนดเกี่ยวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับรถยนต์

พารามิเตอร์หลักของกลไกนี้ได้แก่:

• จัดอันดับปัจจุบัน นี่คือกระแสไฟขาออกสูงสุดที่ความเร็วหกพันรอบต่อนาที
• แรงดันไฟ. พารามิเตอร์นี้คือ 12 หรือ 24 V ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประเภทของระบบไฟฟ้ารถยนต์ รถยนต์และ SUV ส่วนใหญ่ใช้วงจร 12 โวลต์
• กำลัง. เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับในรถยนต์สามารถเป็นได้ทั้ง 60 หรือ 120 แอมป์ ทุกอย่างขึ้นอยู่กับประเภทของรถและขนาดของเครื่องยนต์เอง ถ้าพูดถึงรถส่วนใหญ่มักใช้ 80-ampเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

การวินิจฉัย

ตรวจสภาพเครื่องกำเนิดไฟฟ้ารถยนต์ด้วยมือของตัวเองได้หรือไม่? ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าสามารถวินิจฉัยองค์ประกอบในสภาพโรงรถโดยใช้มัลติมิเตอร์แบบเดิมได้ แต่ก่อนหน้านั้น คุณต้องตรวจสอบการเชื่อมต่อของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ารถยนต์ และตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อทั้งหมดใช้งานได้ เปิดฝากระโปรงรถและค้นหาสายพานไดรฟ์ ควรยืดออกด้วยแรงที่จะงอลึก 1-1.5 เซนติเมตรจากแรงกดของนิ้วหัวแม่มือ ถ้าเราพูดถึงค่าที่แน่นอน การโก่งตัวนี้จะวัดด้วยแรง 10 kgf

ในขั้นแรก ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าจะถูกตรวจสอบ ในการทำเช่นนี้ เราโอนมัลติมิเตอร์ไปที่โหมดโวลต์มิเตอร์ เราอุ่นเครื่องด้วยความเร็วปานกลางโดยเปิดไฟหน้าเป็นเวลาสิบนาที ต่อไปเราจะวัดแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของมวลเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและค่าบวก ค่าเล็กน้อยคือตั้งแต่ 13.5 ถึง 14.6 V หากตัวเลขน้อยกว่าหรือมากกว่า แสดงว่าตัวควบคุมไม่ทำงานและจำเป็นต้องเปลี่ยน

ต่อไป เราดำเนินการวินิจฉัยของไดโอดบริดจ์ เราเปิดเครื่องในโหมดการวัดกระแสสลับ เราเชื่อมต่อโพรบกับแคลมป์ "30" และมวลของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าไม่ควรเกิน 0.5 V มิฉะนั้น ไดโอดบริดจ์ทำงานไม่ถูกต้อง ในการตรวจสอบการพังทลายลงสู่พื้น ให้ปิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและถอดสายเครื่องกำเนิดไฟฟ้าออก ซึ่งเหมาะสำหรับขั้วบวกที่ 30 ต่อไป เราเชื่อมต่อมัลติมิเตอร์กับโพรบกับไดรฟ์และเทอร์มินัลของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ไม่ได้เชื่อมต่อ กระแสไฟดิสชาร์จไม่ควรเกิน 0.5 mA ถ้าเขายิ่งไปกว่านั้นมีการพังของฉนวนของขดลวดหรือไดโอดเอง

ตรวจสอบกระแสถดถอย

หมายเหตุ: กระแสหดกลับวัดโดยใช้โพรบ ซึ่งเป็นส่วนเสริมของมัลติมิเตอร์ องค์ประกอบนี้เป็นแคลมป์ชนิดหนึ่งที่หุ้มสายไฟและวัดความแรงของกระแส แล้วเราจะทดสอบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้อย่างไร? ในการทำเช่นนี้ เราหุ้มลวดที่นำไปสู่แคลมป์บนเทอร์มินัลที่ 30 ด้วยโพรบ สตาร์ทเครื่องยนต์และเก็บไว้ที่ความเร็วสูง เราเปิดไฟ เตา และเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่นๆ ต่อไป เราจะวัดผลผู้บริโภคแต่ละรายเป็นรายบุคคล มูลค่าของการวัดไม่ควรเกินผลรวมของการอ่านของผู้บริโภคแต่ละราย ความคลาดเคลื่อนสูงสุดลดลง 5 แอมป์

มันจะไม่ฟุ่มเฟือยที่จะตรวจสอบกระแสกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ในการทำเช่นนี้ ให้สตาร์ทเครื่องยนต์และปล่อยให้เครื่องยนต์ทำงานด้วยความเร็วสูงเป็นเวลาห้านาที ต่อไป เราวางโพรบวัดไว้รอบๆ สายไฟด้วยขั้ว 67 ค่าที่อ่านได้จะเท่ากับความแรงของกระแสกระตุ้น บนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้งานได้ ตัวเลขนี้มีประมาณสามถึงเจ็ดแอมแปร์

ในการตรวจสอบขดลวดกระตุ้น คุณต้องถอด "ช็อกโกแลต" และที่ใส่แปรงออก เราโอนอุปกรณ์ไปที่โหมดโอห์มมิเตอร์และใช้โพรบกับสลิปริง ระดับความต้านทานควรอยู่ระหว่างห้าถึงสิบโอห์ม จากนั้นเราเชื่อมต่อโพรบหนึ่งตัวกับสเตเตอร์ เราถือที่สองบนวงแหวนสัมผัสใด ๆ อุปกรณ์ควรแสดงความต้านทานมหาศาล หากไม่เป็นเช่นนั้น แสดงว่าขดลวดสั้นลงกับพื้น

สรุป

เราคิดออกแล้วเครื่องกำเนิดไฟฟ้ารถยนต์คืออะไรและจะตรวจสอบได้อย่างไร อย่างที่คุณเห็น การวินิจฉัยสามารถทำได้ด้วยมือ อย่างไรก็ตาม เพื่อให้เข้าใจปัญหานี้ อย่างน้อยคุณจำเป็นต้องรู้อุปกรณ์และอัลกอริทึมขององค์ประกอบอย่างผิวเผิน