Генератор с регулятором напряжения

                                 Введение  
     Еще в школе рассказывали о том, что в рамке, вращающейся в магнитном поле, возникает переменный электрический ток. Это и есть простейший из генераторов. Автомобильный отличается от него тем, что рамка (роль ее выполняют обмотки статора) неподвижна, а магнитное поле создается ротором (обмоткой возбуждения). Обмоток в статоре три, расположены они через 120 градусов друг от друга. Каждая из них выдает переменный ток.

    Генератор предназначен для обеспечения питанием потребителей, входящих в систему  электрооборудования, и зарядки  аккумуляторной батареи при работающем двигателе автомобиля. Выходные параметры  генератора должны быть таковы, чтобы  в любых режимах движения автомобиля не происходил прогрессивный разряд аккумуляторной батареи. Кроме того, напряжение в бортовой сети автомобиля, питаемой генераторной установкой, должно быть стабильно в широком диапазоне  изменения частоты вращения и  нагрузок.

    Генератор - достаточно надежное устройство, способное  выдержать повышенные вибрации двигателя, высокую подкапотную температуру, воздействие влажной среды, грязи  и других факторов

                 Назначение   генератора

       Генераторная установка предназначена для обеспечения питанием потребителей, входящих в систему электрооборудования, и зарядки аккумуляторной батареи при работающем двигателе автомобиля. Выходные параметры генератора должны быть таковы, чтобы в любых режимах движения автомобиля не происходил прогрессивный разряд аккумуляторной батареи. Кроме того, напряжение в бортовой сети автомобиля, питаемой генераторной установкой, должно быть стабильно в широком диапазоне изменения частоты вращения и нагрузок.  
Генераторная установка - достаточно надежное устройство, способное выдержать повышенные вибрации двигателя, высокую подкапотную температуру, воздействие влажной среды, грязи и других факторов.

                                  Технические характеристики

                             Особенности устройства и принцип действия

    Генератор типа 37.3701 - переменного тока, трехфазный, со встроенным выпрямительным блоком и электронным регулятором напряжения, правого вращения (со стороны привода), с вентилятором у приводного шкива  и вентиляционными окнами в торцевой части. Для защиты от грязи задняя крышка генератора закрыта защитным кожухом. 

1 - кожух   2 - вывод "В+" для подключения потребителей     3 - помехоподавительный конденсатор                  2,2 мкФ    4-общий вывод дополнительных диодов (присоединяется к выводу "D+" регулятора напряжения) 5 - держатель положительных диодов выпрямительного блока 6 - держатель отрицательных диодов выпрямительного блока   7- положительный диод  8- отрицательный диод   9 - регулятор напряжения 10 - задняя крышка   11 - стяжной винт   12 - передняя крышка   13 - обмотка статора    14 - дистанционное кольцо   15 - передний подшипник вала ротора   16 – шкив  17 - гайка   18 - вал ротора 19 - конусная шайба 20 - шайба   21 - клювообразные полюсные наконечники ротора   22 - сердечник статора  23 - втулка            24 - обмотка ротора   25 - задний подшипник ротора    26 - втулка подшипника    27 - контактные кольца      28 - щеткодержатель   29 - выводы обмотки статора    30 - дополнительный диод                                                  31 - вывод "D" (общий вывод дополнительных диодов) 
 

         В основе работы генератора лежит эффект электромагнитной индукции. Если катушку, например, из медного провода, пронизывает магнитный поток, то при его изменении на выводах катушки появляется переменное электрическое напряжение. Такие катушки, помещенные в пазы магнитопровода (железного пакета), представляют собой обмотки статора - важнейшей неподвижной части генератора - именно они генерируют переменный электрический ток.

    Магнитный поток в генераторе создается  ротором. Он тоже представляет собой  катушку (обмотка возбуждения), через  которую пропускается постоянный ток (ток возбуждения). Эта обмотка  уложена в пазы своего магнитопровода (полюсной системы). В состав ротора - важнейшей подвижной части генератора - входят также вал и контактные кольца. При вращении ротора напротив катушек обмотки статора появляются попеременно "северный", и "южный" полюсы ротора, т. е. направление магнитного потока, пронизывающего обмотки статора, меняется, что и вызывает появление  в них переменного напряжения. 
Можно было бы использовать в качестве ротора постоянный магнит, но создание магнитного потока электромагнитом позволяет легко регулировать выходное напряжение генератора в широких диапазонах скоростей вращения и тока нагрузки путем изменения тока возбуждения.

    Для того, чтобы получить из переменного  напряжения постоянное, используют шесть  силовых полупроводниковых диодов, которые составляют между собой  выпрямительный блок установленный  внутри корпуса генератора.

    Питание обмотки возбуждения осуществляется от самого генератора и подводится к ней через щётки и контактные кольца.  
Для обеспечения же первоначального возбуждения генератора, после включения зажигания, к клемме "В" регулятора напряжения, подводится ток по двум цепям.

1. Плюс АКБ - контакт 30 генератора - контакты 30/1 и 15 замка зажигания - контакт 86 и 85 обмотки реле зажигания - минус АКБ. Реле включилось,и ток пошёл по второй цепи:

2. Плюс АКБ - контакт 30 генератора - контакты 30 и 87 реле зажигания - предохранитель |2 в блоке предохранителей - контакт 4 белого разъема в комбинации приборов - резистор 36 Ом в комбинации приборов - контрольная лампа зарядки АКБ - контакт 12 белого разъема в комбинации приборов - контакт 61 - вывод "В" регулятора напряжения - обмотка возбуждения - вывод "Ш" регулятора напряжения - выходной транзистор регулятора напряжения - минус АКБ.

    После пуска двигателя обмотка возбуждения  питается с общего вывода трёх дополнительных диодов, установленных на выпрямительном блоке, а напряжение в системе  электрооборудования автомобиля контролируется светодиодом или лампой в комбинации приборов. При исправно работающем генераторе после включения зажигания  светодиод или лампа должны светиться, а после пуска двигателя - гаснуть. Напряжение на 30-м контакте и общем  выводе 61 дополнительных диодов становится одинаковым. Поэтому ток через  контрольную лампу (светодиод) не протекает, и она не горит. 

    Если  лампа (светодиод) горит после пуска  двигателя, то это означает, что генераторная установка неисправна, т. е. вообще не выдаёт напряжение, или оно ниже напряжения АКБ. В этом случае напряжение на разъёме 61 ниже напряжения на контакте 30. Поэтому в цепи между ними протекает  ток, проходящий через светодиод/лампу. Он/она загорается, предупреждая о  неисправности генератора. 
 
 

                                          Регулятор напряжения

         Генераторная установка оснащена полупроводниковым электронным регулятором напряжения, встроенным внутрь генератора. Напряжение генератора без регулятора зависит от частоты вращения его ротора, магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения, а, следовательно, от силы тока в этой обмотке и от величины тока, отдаваемого генератором потребителям. Чем больше частота вращения и сила тока возбуждения, тем больше напряжение генератора, чем больше сила тока его нагрузки, тем меньше это напряжение. 

    Функцией  регулятора напряжения является стабилизация напряжения при изменении частоты  вращения и нагрузки за счет управления током возбуждения.

    Электронные регуляторы изменяют ток возбуждения  путем включения и отключения обмотки возбуждения от питающей сети (дополнительных диодов).  
С увеличением частоты вращения ротора напряжение генератора повышается. Когда оно начинает превышать уровень 13,5-14,2 В, выходной транзистор в регуляторе напряжения запирается, и ток через обмотку возбуждения прерывается. Напряжение генератора падает, транзистор в регуляторе отпирается и снова пропускает ток через обмотку возбуждения. 
Чем выше частота вращения ротора генератора, тем больше время запертого состояния транзистора в регуляторе, следовательно, тем сильнее снижается напряжение генератора. Этот процесс запирания и отпирания регулятора происходит с высокой частотой. Поэтому колебания напряжения на выходе генератора незаметны, и практически можно считать его постоянным, поддерживаемым на уровне 13,5-14,2 В.

                                    Ремонт                         

                                    Таблица   неисправностей           

                                    Предремонтная диагностика

    Вспыхнувшая контрольная лампа зарядки АКБ  не всегда говорит о неисправности  внутри генератора. Зачастую неисправность  банальна и лежит на поверхности. Поэтому не стоит сразу же лезть  в генератор и сломя голову менять реле-регулятор, авось поможет. Посмотрите схему предварительной  диагностики. Для её проведения, возможно, потребуется вольтметр со шкалой не менее 15 В. Каждый может сделать  эти проверки и, тем самым, уберечь  себя от лишних, неверных действий и  потери драгоценного времени.

    Если  предварительная диагностика показала что, цепь обмотки возбуждения исправна, и неисправность находится в  генераторе, то после его снятия желательно проверить все цепи, включая  реле-регулятор, по схемам, описанным  в разделе "Поиск и устранение неисправностей узлов и деталей  генераторной установки". 
 

                          Процесс  разборки 
 

Очистите  и продуйте генератор  сжатым воздухом. Застопорьте  шкив генератора захватом, входящим в комплект приспособления 67.7823.9504, отверните гайку  крепления шкива  и съемником спрессуйте шкив. Снимите шпонку и коническую шайбу  шкива.

В комплект приспособления 67.7823.9504 входит обычный съемник  и захват. Последний  состоит из двух стальных полуколец, которые  вкладывают в ручей  шкива. Полукольца имеют  такое же сечение, как и ремень привода  генератора. С одной  стороны они соединены  шарнирно, а с другой снабжены рычагами, которые сжимаются  одной рукой при  снятии шкива.

Отсоедините провод от штекера "В" регулятора напряжения. Отсоедините провода  регулятора и конденсатора от клеммы "30" генератора и отверните винты  крепления регулятора напряжения. У генераторов  выпуска до 1996 г., чтобы не сломать  щетки при снятии щеткодержателя, вставьте лезвие отвертки между  корпусом регулятора и щеткодержателем  и частично выдвиньте  регулятор из генератора, оставив на месте  щеткодержатель. После  этого наклоните  и извлеките регулятор  совместно с  щеткодержателем  из генератора. Снимите  конденсатор отвернув винт крепления.

Отверните гайки стяжных  болтов  и снимите  крышку  генератора и ротор.Отверните  гайки болтов, соединяющих  наконечники диодов с выводами обмотки  статора и извлеките  статор из крышки  генератора.