Что такое генератор переменного тока и как он работает? - Теперь из Nationwide

Aug 01, 2023

Вы можете подумать, что автомобильный аккумулятор питает все электрические устройства в вашем автомобиле, будь то дворники, фары или радио. На самом деле именно автомобильный генератор производит большую часть электроэнергии вашего автомобиля — ваша батарея в основном используется только для запуска вашего автомобиля и обеспечения мощности, когда двигатель не работает.[1] Генератор является важнейшим компонентом системы зарядки автомобиля, поэтому полезно понять, как он работает, если вам придется столкнуться с тем, что ваш автомобиль не заводится.

Генератор переменного тока — это генератор, целью которого является распределение электроэнергии по автомобилю и подзарядка аккумулятора. [1] За исключением некоторых гибридных моделей, все автомобили со стандартным двигателем внутреннего сгорания будут иметь генератор переменного тока. Генератор размером с кокос обычно крепится к передней части двигателя и опоясывается ремнем. [2]

Компоненты генератора переменного тока предназначены для обеспечения необходимого типа и необходимого количества мощности для автомобиля. Система зарядки вашего автомобиля состоит из множества частей, но вот основные компоненты и их функции:

Ротор и статор являются компонентами генератора переменного тока, производящими электроэнергию. Ротор, цилиндрическая деталь, окруженная магнитами, вращается внутри статора, который удерживает фиксированный набор проводящих медных проводов. Движение магнитов по проводке в конечном итоге создает электричество. [3]

Статор прикреплен к корпусу генератора и не перемещается. Он состоит из внешнего каркаса, сердечника статора и статорной обмотки. Статор, в отличие от ротора, хорошо изолирован из-за создаваемого им высокого напряжения. [4]

Регулятор напряжения контролирует мощность, вырабатываемую генератором. [2] Он контролирует уровень напряжения, подаваемого на аккумулятор, и подает питание на остальную часть автомобиля.

Диодный выпрямитель преобразует напряжение генератора в форму, которую может использовать аккумулятор для подзарядки. [5]

Генераторы выделяют много тепла, и для эффективной работы их необходимо охлаждать. Хотя они оснащены вентиляционными отверстиями и алюминиевым корпусом для лучшего отвода тепла, они также оснащены вращающимися вентиляторами для дополнительного охлаждения. [5] Новые модели генераторов переменного тока имеют внутренние охлаждающие вентиляторы, тогда как более старые версии, как правило, имеют внешние лопасти вентилятора.

И генераторы переменного тока, и генераторы преобразуют механическую энергию в электрическую. Помимо этого, они очень разные. Основное отличие состоит в том, что магнитное поле вращается вокруг неподвижного якоря генератора переменного тока, тогда как якорь вращается внутри стационарного магнитного поля генератора. [6]

Как мы знаем, генератор обеспечивает ваш автомобиль большей частью электроэнергии и помогает подзарядить аккумулятор. Но чтобы сделать все это, генератор переменного тока должен сначала превратить механическую энергию в электричество.

Процесс производства электроэнергии начинается с двигателя. В большинстве современных автомобилей генераторы приводятся в движение коленчатым валом двигателя через поликлиновый ремень, хотя более старые автомобили могут иметь отдельный шкив, идущий от коленчатого вала к генератору. Движение приводного ремня вращает ротор генератора переменного тока внутри статора с высокой скоростью. [2]

Электрическая энергия вырабатывается при вращении ротора. Магниты, окружающие ротор, намеренно расположены так, что при их прохождении через медную проводку в статоре создается магнитное поле. [7] Это магнитное поле, в свою очередь, создает напряжение, которое улавливается статором. Затем эта мощность достигает регулятора напряжения, который распределяет электричество по транспортному средству и управляет количеством напряжения, получаемого аккумулятором. [2]

Прежде чем аккумулятор сможет использовать мощность, поступающую от генератора, ее необходимо преобразовать в формат, который может использовать аккумулятор. Это потому, что электричество может течь в разных токах или направлениях. Автомобильные аккумуляторы работают от одностороннего электричества постоянного тока (DC), в то время как генераторы переменного тока вырабатывают электричество переменного тока (AC), которое иногда течет в обратном направлении. [8] Таким образом, прежде чем попасть на регулятор напряжения, мощность, предназначенная для батареи, проходит через диодный выпрямитель и превращается в постоянный ток. [2] После преобразования аккумулятор может использовать энергию для подзарядки.