Generatoren werden in der Regel bei einem Stromausfall oder wenn das Gebäude nicht mit Strom versorgt wird, eingesetzt. Dabei kommt ein autonomes Stromnetz zum Einsatz, das mit Benzin- oder Dieselgeneratoren betrieben wird. Basierend auf den Spezifikationen, der Konfiguration und der Funktionalität des Geräts können Sie einen geeigneten Generator auswählen und diesen entsprechend Ihren Anforderungen verwenden.

Generatoren unterscheiden sich erheblich in ihren technischen Eigenschaften, so dass es für einen nicht ausreichend erfahrenen Fachmann schwierig ist, sie zu verstehen. Wir machen Sie auf die Hauptmerkmale und Unterschiede von Generatoren aufmerksam, die mit verschiedenen Kraftstoffarten betrieben werden.

Nicht für Langzeiteinsätze gedacht. Wenn ein Hauptstromnetz vorhanden ist und es ausfällt, wird dieser Generatortyp benötigt. Es ist in der Lage, bei jedem Wetter Strom zu erzeugen, da es keine Angst vor plötzlichen Temperaturschwankungen hat und zudem frostbeständig ist. Bei längerem Gebrauch nimmt die Effizienz eines Benzingenerators stark ab und er kann leicht ausfallen.

Für eine langfristige Nutzung und eine stabile Stromversorgung wird die Wahl empfohlen Dieselgenerator. Solche Generatoren sind zuverlässig und versorgen Verbraucher mit Strom bis zu 10 kW. Dieselgeneratoren werden häufig zur Stromversorgung von Haushalten und Kleinstädten eingesetzt, die über kein Hauptstromnetz verfügen. Ein weiterer Vorteil von Dieselgeneratoren ist ihre Effizienz. Um einen langfristigen Betrieb des Gerätes zu gewährleisten, muss dessen volle Leistung genutzt werden. Wenn ein Dieselgenerator auf 6 kW ausgelegt ist, muss diese gesamte Leistung genutzt werden.

Jedes Auto verfügt über ein eigenes Stromnetz, das mehrere Funktionen erfüllt: Starten des Motors mit einem Anlasser, Gewährleistung einer stabilen Funkenentladung zum Zünden des Benzingemisches, Ton- und Lichtalarme sowie Beleuchtung und Schaffung komfortabler Bedingungen in der Kabine.

Zur Versorgung der Verbraucher des Kfz-Bordnetzes mit elektrischer Energie sind zwei Stromquellen vorgesehen: ein Generator und ein Generator, der bis zum Motorstart Energie in das Bordnetz einspeist. Seine Besonderheit ist die Unfähigkeit, elektrischen Strom zu erzeugen, sondern ihn nur in sich zu behalten und bei Bedarf an Verbraucher abzugeben. Daher wird die Batterie allein für längere Zeit nicht in der Lage sein, das Netz des Autos mit Strom zu versorgen, da sie sich schnell entlädt und die gesamte Energie abgibt. Je häufiger der Motor startet und starke Stromverbraucher eingesetzt werden, desto schneller erfolgt die Entladung.

Um die Batterieladung wiederherzustellen und die verbleibenden Verbraucher des Autos mit Strom zu versorgen, wird ein Autogenerator verwendet, der bei laufendem Motor ständig Strom erzeugt.

Arten von Autogeneratoren

Es gibt zwei Arten von Generatoren, die in Autos verwendet werden:

1. In modernen Autos wird kein Gleichstromgenerator verwendet. Für den Betrieb ist keine Stromgleichrichtung erforderlich. Zuvor verwendet bei Pobeda, GAZ-51 und einigen anderen Marken, die vor 1960 hergestellt wurden.
2. Heutzutage wird in Autos häufig Wechselstrom verwendet. Die ersten Generatoren dieser Art wurden 1946 in Amerika entwickelt. Dies ist ein zuverlässigeres und moderneres Design. Der Generatorausgang ist eingebaut.

Design und Betrieb

Beide Arten von Generatoren dienen der Erzeugung des für den Betrieb des Fahrzeugs notwendigen elektrischen Stroms. Ihre Konstruktion und ihr Funktionsprinzip weisen Besonderheiten auf, da sie unterschiedliche Stromarten erzeugen. Betrachten wir die Konstruktionsmerkmale und das Funktionsprinzip jedes Autogeneratortyps.

Auto-Gleichstromgenerator

Ein solcher Autogenerator hat viele Nachteile:

• Geringe Betriebseffizienz.
• Ungenügende Energie.
• Unvollkommener Anschlussplan.
• Eine ständige Überwachung ist erforderlich.
• Häufige Wartung.
• Kurze Lebensdauer.

Ähnliche Konstruktionen mit Kollektor können gleichzeitig im Generator- oder Motormodus betrieben werden. Sie werden häufig in Hybridautos eingesetzt.

Ihr Unterschied zu Wechselstrom-Selbstgeneratoren besteht darin, dass die erzeugenden Elektromagnete absolut bewegungslos sind. Die elektromotorische Kraft liegt in den rotierenden Wicklungen des Rotors. Der elektrische Strom wird von den voneinander isolierten Halbringen abgenommen. Jede Bürste hat eine Spannung mit der gleichen Polarität.

Auto-Lichtmaschine

Dies ist ein beliebtes Modell moderner Selbstgeneratoren. Jede Konstruktion eines Selbstgenerators umfasst eine Wicklung in einem stationären Stator, der zwischen zwei Abdeckungen befestigt ist: hinten und vorne. An der Seite der hinteren Abdeckung befinden sich Rotorschleifringe. An der Seite der Frontabdeckung befindet sich ein Antrieb mit Riemenscheibe. Der Autogenerator befindet sich vor dem Motor und ist mit speziellen Halterungen verschraubt. Die Spannöse und die Befestigungsfüße befinden sich an den Generatorabdeckungen.

Generatorabdeckungen hergestellt durch Gießen von Aluminiumlegierungen. Sie verfügen über Fenster zur Belüftung des Generatorgehäuses. In unterschiedlichen Ausführungen können solche Fenster sowohl im Endteil des Generators als auch im zylindrischen Teil über den Statorwicklungen angebracht werden.

Auf der Rückseite befindet sich eine Bürstenbaugruppe in Kombination mit einem Spannungsregler sowie einer Gleichrichtereinheit. Die Generatordeckel werden mit langen Schrauben festgezogen, wodurch das Statorgehäuse mit den Wicklungen zusammengeklemmt wird.

Generatorstator besteht aus:

Der Stator besteht aus 1 mm dickem Stahlblech. Um Metall einzusparen, schufen die Konstrukteure einen Stator, der aus einzelnen Segmenten in Hufeisenform besteht. Die Statorbleche werden durch Nieten oder Schweißen zu einer Struktur verbunden. Alle Haupttypen von Statorkonstruktionen enthalten 36 Nuten, in denen sich die Wicklung befindet. Die Statorschlitze sind mit Epoxidharz oder einer Spezialfolie isoliert.

Generatorrotor besteht aus:

Der Autogenerator verfügt über ein spezielles System Rotorpole , bestehend aus zwei Hälften mit schnabelförmigen Vorsprüngen. Jede Hälfte hat sechs Pole, die durch Stanzen hergestellt werden. Die Polhälften werden auf den Schaft gepresst. Dazwischen ist eine Buchse eingebaut, auf der sich die Erregerwicklung befindet. Rotorwelle meist aus Automatenstahl geringer Härte gefertigt. Bei Verwendung eines Rollenlagers, das von der Seite der hinteren Abdeckung auf das Wellenende wirkt, besteht die Welle jedoch aus hartlegiertem Stahl und der Wellenzapfen wird einer Härtung unterzogen. Am Ende der Welle befindet sich ein Gewinde und eine Keilnut zur Befestigung der Riemenscheibe.

In modernen Generatoren wird kein Schlüssel verwendet. Durch Anziehen der Mutter wird die Riemenscheibe auf der Welle befestigt. Um die Demontage zu erleichtern, verfügt die Welle über einen sechseckigen Vorsprung für einen Schlüssel bzw. eine Aussparung.

Autogeneratorbürsten Sie befinden sich in der Bürsteneinheit und werden mit Federn gegen die Ringe gedrückt.

Ein Autogenerator kann mit zwei Arten von Bürsten ausgestattet sein:

1. Kupfer-Graphit.
2. Elektrographit.

Der zweite Typ weist bei Kontakt mit dem Ring einen erheblichen Spannungsverlust auf. Dies wirkt sich negativ auf die Ausgangsparameter des Generators aus. Positiv hervorzuheben ist die lange Lebensdauer der Ringe und Bürsten.

Richteinheit Es werden zwei Typen verwendet:

1. Kühlkörperplatten, in die die Gleichrichter-Leistungsdioden eingepresst sind.
2. Ausführung mit großen Kühlrippen, auf denen Pillendioden aufgelötet sind.

Der Hilfsgleichrichter enthält Dioden in einem erbsen- oder zylinderförmigen Kunststoffgehäuse und kann auch als separate, abgedichtete Einheit hergestellt werden, die über spezielle Busse an den Stromkreis angeschlossen ist.

Ein Kurzschluss der Kühlplatten des Plus- und Minuspols kann eine große Gefahr für den Generator darstellen. Dies kann durch versehentlichen Kontakt mit einem Metallgegenstand oder leitfähigem Schmutz verursacht werden. In diesem Fall kommt es zu einem Kurzschluss im Batteriekreis, der zu einem Brand führen kann. Um dies zu verhindern, sind viele leitende Elemente des Gleichrichters mit einer Isolationsschicht bedeckt.

Der Generator verwendet Radialkugellager mit einmaliger Schmierung und Abdichtung. Bei importierten Generatoren werden manchmal Rollenlager verwendet.

Der Generator wird durch an der Welle befestigte Lüfterflügel gekühlt. Durch die Löcher im Backcover wird Luft angesaugt. Es gibt andere Kühlmethoden.

Bei Autos, bei denen der Motorraum zu dicht ist und eine hohe Temperatur aufweist, werden Generatoren mit einem speziellen Gehäuse verwendet, durch das kühle Luft zur Kühlung separat strömt.

Spannungsregler

Dient dazu, die Spannung des Autogenerators im erforderlichen Bereich für den normalen Betrieb der elektrischen Ausrüstung des Fahrzeugs zu halten.

Solche Regler arbeiten auf Basis von Halbleiterelementen. Ihr Design mag unterschiedlich sein, das Funktionsprinzip ist jedoch dasselbe.

Spannungsregler verfügen über Temperaturkompensationseigenschaften. Dabei handelt es sich um die Möglichkeit, die Spannung abhängig von der Temperatur des Arbeitsbereichs zu ändern, um den Akku optimal aufzuladen. Je kühler die Luft ist, desto höher sollte die Spannung sein, die der Batterie zugeführt wird.

Generatorbetrieb

Beim Anlassen eines Automotors ist der Anlasser der Hauptstromverbraucher. In diesem Fall kann die Stromstärke mehrere hundert Ampere erreichen. In diesem Modus werden elektrische Geräte nur mit der Batterie betrieben, die einer starken Entladung ausgesetzt ist. Nach dem Starten des Motors ist der Autogenerator die Hauptstromquelle.

Bei laufendem Motor wird die Batterie kontinuierlich aufgeladen und der Betrieb der an das Bordnetz des Fahrzeugs angeschlossenen elektrischen Verbraucher sichergestellt. Fällt der Generator aus, entlädt sich die Batterie schnell. Nach dem Laden unterscheidet sich die Spannung der Batterie und des Generators geringfügig, sodass der Ladestrom abnimmt.

Wenn die leistungsstarken Elektrogeräte des Fahrzeugs in Betrieb sind und die Motordrehzahl niedrig ist, wird der Gesamtstromverbrauch höher als die Kapazität des Generators, sodass das Spannungsrelais die Stromversorgung auf die Batterie umschaltet.

Montage und Antrieb

Der Generator wird über einen Riementrieb von einer Motorriemenscheibe angetrieben. Die Drehzahl des Generators hängt vom Durchmesser der Generatorriemenscheibe und der Kurbelwellenriemenscheibe des Motors ab.

Moderne Autos sind mit einem Keilrippenriemen ausgestattet, da dieser flexibler ist und Riemenscheiben mit kleinem Durchmesser antreiben kann. Dadurch können Sie hohe Generatordrehzahlen erreichen. Je nach Automarke und Ausführung des Spanners kann der Riemen auf unterschiedliche Weise gespannt werden. Am häufigsten werden spezielle Rollen als Spanner verwendet.

Störungen

Autogeneratoren sind ein zuverlässiges Gerät, es treten jedoch auch einige Fehlfunktionen auf, die in zwei Typen unterteilt werden können:

1. Mechanische Ausfälle treten am häufigsten aufgrund des Verschleißes von Teilen auf: Riemenscheibe, Antriebsriemen, Wälzlager, Kupfer-Graphit-Bürsten. Solche Fehlfunktionen sind leicht zu erkennen, da Fremdgeräusche und Klopfgeräusche vom Generator ausgehen. Diese Ausfälle werden durch den Austausch verschlissener Teile behoben, da sie nicht wiederhergestellt werden können.
2. Elektrische Störungen kommen weitaus häufiger vor. Sie können sich in einem Kurzschluss der Stator- oder Rotorwicklungen, einem Ausfall des Spannungsreglers, einem Ausfall des Gleichrichters usw. äußern. Bis Fehler erkannt werden, können solche Ausfälle negative Auswirkungen auf die Batterie haben. Beispielsweise führt ein defekter Spannungsregler dazu, dass die Batterie ständig aufgeladen wird. Es gibt keine besonderen äußeren Zeichen. Dies kann nur durch Messung der Generatorausgangsspannung ermittelt werden.

Elektrische Fehler können auch durch den Austausch defekter Teile durch neue behoben werden. Ein Kurzschluss in den Wicklungen erfordert ein Neuwickeln, was den Reparaturaufwand deutlich erhöht. In der Einzelhandelskette finden Sie Ersatzteile für Generatoren, darunter auch das Statorgehäuse mit Wicklungen.

Der Generator in einem Auto (Autogenerator) ist ein Gerät, das mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt. Bei der Konstruktion von Fahrzeugen ist der Autogenerator ein Wechselstromgenerator und übernimmt folgende Funktionen:

Lesen Sie in diesem Artikel

Design eines Autogenerators: Designmerkmale

Generatoren in Autos können sich in der Größe und den Implementierungsschemata bestimmter Geräte (Generatorgehäuse, Antrieb usw.) unterscheiden. Auch unter der Haube kann die Lösung unterschiedliche Einbauorte haben. Die folgenden Elemente sind im Gerät üblich:

• Rotor;
• Stator;
• das Vorhandensein einer Bürstenbaugruppe;
• Gleichrichterblock;
• Spannungsregler;

Diese Komponenten befinden sich im Gehäuse. Die wichtigsten Parameter von Generatoren für Autos sind die folgenden Nennindikatoren: Spannung, Strom, Drehzahl, Selbsterregung bei einer bestimmten Frequenz, Geräteeffizienz.

Die Nennspannung kann zwischen 12 und 24 V liegen, was von der Auslegung des Bordnetzes des Fahrzeugs abhängt. Der Nennstrom ist der maximale Strom, den das Gerät bei einer Nenndrehzahl von 6.000 U/min liefert. Diese Merkmale stellen die sogenannte Strom-Geschwindigkeits-Kennlinie dar. Parallel zu den Nominalindikatoren sollten Sie bei der Auswahl Folgendes berücksichtigen:

• die minimal mögliche Betriebsgeschwindigkeit sowie der Mindeststrom;
• maximale Drehzahl und maximaler Strom;

Nun zum Gerät selbst. Der Körper besteht aus zwei Abdeckungen, die mit Schrauben zusammengehalten werden. Das gebräuchlichste Abdeckungsmaterial ist eine Aluminiumlegierung, die nicht magnetisch ist, ein geringes Gewicht und eine gute Wärmeenergieableitung (Wärmeableitung) bietet. Das Gehäuse verfügt zusätzlich über separate Schlitze zur Belüftung sowie über ein Befestigungselement zur Montage und Fixierung des Generators.

1. Die Aufgabe des Rotors besteht darin, ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen. Diese Funktion wird durch die Platzierung einer speziellen Wicklung (Erregerwicklung) auf der Rotorwelle realisiert, die sich zwischen den beiden Polhälften befindet. Parallel dazu werden auf jeder dieser Hälften Vorsprünge angebracht. Auf der Rotorwelle ist außerdem ein Paar Schleifringe verbaut, die aus Kupfer, Messing oder Stahl bestehen. Über diese Ringe wird die Wicklung mit Strom versorgt und die Wicklungskontakte selbst werden durch Löten an den Ringen befestigt.

   Es sollte hinzugefügt werden, dass auf der Rotorwelle auch das Lüfterrad und die Antriebsriemenscheibe installiert sind. Der Rotor selbst dreht sich auf Lagern. Je nach den individuellen Konstruktionsmerkmalen können die Lager im Bereich der Kontaktringe entweder Kugel- oder Rollenlager sein.

2. Das nächste Element der Generatorkonstruktion in einer Maschine ist der Stator. Diese Lösung verfügt über einen Stahlkern aus Platten sowie Wicklungen. Der Stator erzeugt einen elektrischen Wechselstrom. Die Wicklungen werden in spezielle Nuten im Kern gewickelt. Da drei Statorwicklungen vorhanden sind, können Sie eine dreiphasige Verbindung herstellen. Die Wicklungen können auf verschiedene Arten in die Nuten gelegt werden: die sogenannte „Schleife“ oder „Welle“. Was die Verbindung untereinander betrifft, können die Enden der Wicklungen an einer Stelle verbunden werden, während die anderen als Leitungen dienen. Die zweite Möglichkeit ist eine Ringschaltung der Wicklungen in Reihe, die es ermöglicht, Rückschlüsse an den Verbindungspunkten zu ziehen.
3. Werfen wir einen Blick auf die Bürstenbaugruppe(n). Dieses Element ermöglicht die Übertragung des Erregerstroms auf die Schleifringe. Das Element besteht aus einem Paar Graphitbürsten, Bürstenandruckfedern und einer Vorrichtung zur Fixierung der Bürsten (Bürstenhalter). Beachten Sie, dass „frische“ Maschinen heute mit einem Bürstenhalter ausgestattet sind, der mit einem anderen Element eine einzige Struktur bildet. Wir sprechen von einem Design, bei dem ein Spannungsregler und ein Bürstenhalter kombiniert werden.
4. Die Gleichrichtereinheit ist ein Spannungswandler. Dieses Gerät wandelt die vom Generator erzeugte Sinusspannung in Gleichspannung um. Der Gleichrichter besteht aus Platten, deren Aufgabe es ist, Wärme abzuführen. Auf den Gleichrichterplatten sind außerdem spezielle Halbleiterdioden verbaut. Die Dioden werden paarweise pro Phase sowie einzeln am Plus- und Minuspol des Generators installiert. Insgesamt gibt es 6 Leistungsdioden.
5. Der Spannungsregler sorgt dafür, dass der Strom mit einer stabilen Spannung geliefert wird. Die Spannung wird auf vorgegebene Grenzwerte begrenzt. Beachten Sie, dass Generatoren moderner Automodelle über einen elektronischen Spannungsregler verfügen. Solche Regler werden weiter in Hybrid- und Integralregler unterteilt.

   Die ständig wechselnde Drehzahl und Belastung der Kurbelwelle während des Motorbetriebs erfordern eine ständige Spannungsstabilisierung. Die Spannungsstabilisierung erfolgt automatisch durch Beeinflussung des in den Erregerwicklungen fließenden Stroms. Die Aufgabe des Reglers besteht darin, dass das Gerät elektrische Stromimpulse steuert, genauer gesagt, die Frequenz dieser elektrischen Impulse. Der Regler bestimmt auch die Zeit (Dauer) der Impulse.

Eine weitere Funktion des Spannungsreglers besteht darin, die Spannung, die zum effektiven Aufladen der Batterie erforderlich ist, unter Berücksichtigung der Außentemperatur zu verändern. Sinkt die Außentemperatur, versorgt das Gerät die Batterie mit mehr Spannung.

Beim Generatorantrieb handelt es sich bei dieser Lösung um einen Riemenantrieb (mittels Keilriemen oder Keilrippenriemen), über den sich der Rotor dreht. Der Generatorrotor dreht sich bis zu dreimal schneller als die Kurbelwelle selbst. Fügen wir hinzu, dass moderne Autos einen Poly-V-Riemen verwenden.

Es ist auch zu beachten, dass in einigen Automodellen möglicherweise ein Induktorgenerator eingebaut ist. Ein Induktorgenerator bedeutet, dass in seinem Gerät keine Bürsten vorhanden sind; die Wicklung ist im Stator installiert. Der Rotor eines solchen Generators ohne Bürsten besteht aus dünnen Eisenplatten. Das Material zur Herstellung von Platten ist Transformatoreisen. Der Induktorgenerator arbeitet nach dem Prinzip, dass im Luftspalt zwischen Stator und Rotor eine Änderung der magnetischen Leitfähigkeit auftritt.

Wie funktioniert ein Autogenerator?

Eine detaillierte Untersuchung der Funktionen der einzelnen Komponenten im Generatorgerät ermöglicht es uns, uns ein Bild von der Funktionsweise des gesamten Geräts zu machen. Der Fahrer dreht den Schlüssel im Zündschloss, woraufhin der Strom aus der Batterie durch die Generatorbürsten und Schleifringe fließt und die Feldwicklung erreicht. Dadurch entsteht an der Wicklung ein Magnetfeld.

Der Anlasser des Autos beginnt, die Kurbelwelle des Motors zu drehen. Der Generatorrotor beginnt über einen Riementrieb von der Kurbelwelle aus zu rotieren. Das Magnetfeld im Rotorbereich wird durch die Statorwicklungen verstärkt. Dadurch entsteht an den Anschlüssen dieser Wicklungen eine Wechselspannung. Wenn der Rotor des Generators eine bestimmte Frequenz erreicht, beginnt der Generator im Selbsterregungsmodus zu arbeiten. Mit anderen Worten: Nach dem Anlassen des Motors, der die notwendige Drehung des Generatorrotors bewirkt, beginnt die Erregerwicklung vom Generator und nicht von der Batterie gespeist zu werden.

Die vom Generator erzeugte Wechselspannung wird durch den Betrieb der Gleichrichtereinheit in Gleichspannung umgewandelt. Der elektrische Strom vom Generator versorgt das Bordnetz des Fahrzeugs mit Strom und sorgt für den Betrieb der Zündanlage und anderer Energieverbraucher. Der Generator liefert auch Strom zum Laden der Batterie. Wenn sich die Drehzahl und die Last der Kurbelwelle ändern, wird ein Spannungsregler zugeschaltet, der unter Berücksichtigung bestimmter Bedingungen die Zeit bestimmt, für die die Feldwicklungen eingeschaltet werden müssen. Steigt die Generatordrehzahl und sinkt die Last, verkürzt sich die Zeitspanne für die Aktivierung der Erregerwicklung. Wenn die Last zunimmt und die Drehzahl abnimmt, erhöht der Regler die Einschaltzeit der Wicklungen.

Hinzu kommt, dass, wenn Verbraucher mehr Strom verbrauchen, als der Autogenerator erzeugen kann, automatisch die Batterie zum Einsatz kommt. Den Zustand des Generators können Sie anhand der Ladekontrollleuchte im Armaturenbrett überwachen. Die angegebene Lampe stellt meist ein Piktogramm in Form einer Batterie dar. Wenn die Lampe aufleuchtet, bedeutet dies, dass die Batterie des Generators nicht geladen wird. Mögliche Gründe könnten ein gerissener Keilrippenriemen, ein Ausfall des Generator-Relais-Reglers usw. sein.

Lesen Sie auch

Überprüfen Sie die Funktionsfähigkeit des Generatorreglerrelais mit Ihren eigenen Händen. Anzeichen einer Fehlfunktion des Relais. Diagnose des Gerätes am Auto mit und ohne Ausbau.

Das Funktionsprinzip eines Autogenerators ist überhaupt nicht schwer zu verstehen, wenn man die Hauptkomponenten dieses wichtigen Fahrzeuggeräts betrachtet, das die vom Motor des Autos empfangene mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt.

Schaltplan des Autogenerators – woraus besteht ein Autogenerator?

Diese Fahrzeugkomponente ist für das Laden und die Versorgung elektrischer Geräte mit dem Fahrzeugmotor mit der benötigten elektrischen Energie erforderlich. Typischerweise befindet sich der Generator vorne am Automotor. Heute gibt es zwei Gestaltungsmöglichkeiten für das Gerät, an dem wir interessiert sind:

• Standard;
• kompakt.

Sowohl das erste als auch das zweite Design weisen eine Reihe gemeinsamer Elemente auf. Hierzu zählen folgende Mechanismen:

• Bürstenbaugruppe;
• Spannungsregler;
• Stator;
• Gleichrichtergerät;
• rahmen;
• Rotor.

Der Unterschied zwischen einem Standard- und einem Kompaktgenerator liegt in der Gestaltung von Gehäuse, Antriebsriemenscheibe, Gleichrichterbaugruppe und Lüfter. Darüber hinaus weisen sie unterschiedliche geometrische Abmessungen auf, was nicht nur von ihrem Design, sondern auch vom Hersteller abhängt. Gleichzeitig bleibt der Betrieb eines Autogenerators unverändert, egal welche Form die Konstrukteure ihm geben.

Das Funktionsprinzip eines Autogenerators – wie genau funktioniert es?

Die Funktionsweise des Geräts, an dem wir interessiert sind, basiert auf dem Phänomen der elektromagnetischen Induktion. Sein Wesen ist wie folgt. Wenn der magnetische Fluss durch eine Kupferspule fließt, wird an ihren Anschlüssen eine Spannung erzeugt. Seine Größe ist proportional zur Geschwindigkeit, mit der sich dieser Fluss ändert.

Und damit ein magnetischer Fluss entsteht, muss entsprechend dem Induktionseffekt ein elektrischer Strom durch die Spule geleitet werden. Wenn Sie elektrischen Wechselstrom benötigen, reicht es im Wesentlichen aus, Folgendes zur Hand zu haben:

• Spule (Wechselspannung wird daraus entfernt);
• Quelle eines magnetischen Wechselfeldes.

Die spezifizierte Quelle in einem modernen Fahrzeug ist ein rotierender Rotor, bestehend aus einer Welle, einem Polsystem und Schleifringen. Aber ein weiteres wichtiges Element – ​​der Stator – wird zur Erzeugung von elektrischem Strom (Wechselstrom) benötigt. Der Stator besteht aus einem Kern, der aus Stahlplatten besteht, und einer Wicklung.

Das Funktionsprinzip eines Autogenerators - Schaltplan des Geräts

Um die Funktionsweise eines Autogenerators vollständig zu verstehen, reicht es nicht aus, die Funktionsweise eines Autogenerators im Allgemeinen zu kennen. Darüber hinaus sollten Sie den Stromkreis der Generatoreinheit studieren, der folgende Komponenten umfasst:

• Zündschloss;
• "Masse";
• Bürstenbaugruppe;
• ein Kondensator zur Unterdrückung von Störungen;
• Wicklungsdioden;
• positiver Ausgang des Mechanismus;
• Gleichrichterdioden (Leistung) – negativ und positiv;
• Wickelleistung;
• Spannungsregler;
• Statorwicklungen;
• Signallampe (sie signalisiert eine Fehlfunktion des beschriebenen Geräts).

Durch den Betrieb der Gleichrichtereinheit wird aus Wechselspannung Gleichspannung gewonnen, die es dem Generatorgerät ermöglicht, die Batterie mit Strom zu versorgen. Wenn sich Drehzahl und Last der Kurbelwelle ändern, beginnt der Spannungsregler zu arbeiten. Seine Aufgabe ist es, rechtzeitig mit dem Feldaufzug zu beginnen. Wie Sie sehen, ist das Funktionsprinzip des Generators recht einfach und verständlich.

Eine elektrische Maschine, die mechanische Energie in elektrischen Strom umwandelt, wird als Autogenerator bezeichnet. Die Funktion eines Generators in einem Auto besteht darin, die Batterie aufzuladen und elektrische Geräte mit Strom zu versorgen, wenn der Motor betriebsbereit ist. Eine Lichtmaschine dient als Autogenerator.

Der Generator befindet sich meist im vorderen Teil des Motors und wird von der Kurbelwelle angetrieben. Bei Hybridautos übernimmt der Generator die Arbeit des Starter-Generators, und eine ähnliche Schaltung wird in einigen anderen Stopp-Start-Systemkonstruktionen verwendet. Derzeit sind Denso, Delphe und Bosch weltweit führend bei der Herstellung von Generatoren.

Es gibt zwei Arten von Bauformen von Autogeneratoren: kompakte und traditionelle. Die Unterschiede, die diese Typen charakterisieren, bestehen aus Unterschieden in der Lüfteranordnung, unterschiedlichem Gehäusedesign, unterschiedlicher Gleichrichtereinheit und Antriebsriemenscheibe sowie unterschiedlichen geometrischen Abmessungen. Die allgemeinen Parameter, die in beiden Arten von Autogeneratoren verfügbar sind, sind:

• Rotor;
• Stator;
• Rahmen;
• Spannungsregler;
• Gleichrichterblock;
• Bürsteneinheit.

1 – Spannhülse	14 – Pin „67“
2 – Buchse	15 – Neutralleiterstecker
3 – Pufferhülse	16 – Befestigungsbolzen des Generators
4 – Rückseite	17 – Lüfterrad
5 – Schraube zur Befestigung der Gleichrichtereinheit	18 – Riemenscheibe
6 – Gleichrichterblock	19 – Tafeln
7 – Ventil (Diode)	20 – klingeln
8 – hinteres Lager	21 – vorderes Lager
9 – Schleifringe	22 – Rotorwicklung
10 – Rotorwelle	23 – Rotor
11 – Bürsten	24 – Statorwicklung
12 – Pin „30“	25 – Stator
13 – Bürstenhalter	26 – vordere Abdeckung

1 – Gehäuse	17 – Riemenscheibe
2 – Klemme „B+“ zum Anschluss von Verbrauchern	18 – Nuss
3 – Rauschunterdrückungskondensator 2,2 µF	19 – Rotorwelle
4 – gemeinsamer Anschluss der zusätzlichen Dioden (verbunden mit dem „D+“-Anschluss des Spannungsreglers)	20 – vorderes Rotorwellenlager
5 – Halter der positiven Dioden der Gleichrichtereinheit	21 – schnabelförmige Rotorpolstücke
6 – Halter der negativen Dioden der Gleichrichtereinheit	22 – Rotorwicklung
7 – Statorwicklungsklemmen	23 – Buchse
8 – Spannungsregler	24 – Befestigungsschraube
9 – Bürstenhalter	25 – hinteres Rotorlager
10 – Rückseite	26 – Lagerhülse
11 – vordere Abdeckung	27 – Schleifringe
12 – Statorkern	28 – negative Diode
13 – Statorwicklung	29 – positive Diode
14 – Distanzring	30 – zusätzliche Diode
15 – Unterlegscheibe	31 – Pin „D“ (gemeinsamer Pin der zusätzlichen Dioden)
16 – Kegelscheibe

1 - Generator; 2 - negative Diode; 3 - zusätzliche Diode; 4 - positive Diode; 5 - Anzeigelampe für Batterieentladung; 6 - Kombiinstrument; 7 - Voltmeter; 8 - Montageblock; 9 - zusätzliche Widerstände 100 Ohm, 2 W; 10 - Zündrelais; 11 - Zündschalter; 12 - Batterie; 13 - Kondensator; 14 - Rotorwicklung; 15 - Spannungsregler

Die Hauptaufgabe des Rotors– ein rotierendes Magnetfeld erzeugen; dazu befindet sich die Erregerwicklung auf der Rotorwelle. Es ist in zwei Stangenhälften gesteckt, jede Stangenhälfte hat sechs Vorsprünge – sie werden Schnäbel genannt. Auf der Welle befinden sich außerdem zwei Schleifringe, über die die Erregerwicklung mit Strom versorgt wird. Ringe bestehen am häufigsten aus Kupfer; Stahl- oder Messingringe sind eher selten. Die Leitungen der Erregerwicklung sind direkt an die Ringe angelötet.

Auf der Rotorwelle sind ein oder zwei Lüfterräder angebracht (Anzahl abhängig von der Ausführung) und eine angetriebene Antriebsscheibe befestigt. Zwei wartungsfreie Kugellager bilden die Rotorlagereinheit. Auf der Schleifringseite der Welle kann sich auch ein Wälzlager befinden.

Der Stator ist notwendig, um einen elektrischen Wechselstrom zu erzeugen; er kombiniert einen Metallkern und Wicklungen, der Kern besteht aus Platten, sie bestehen aus Stahl. Es verfügt über 36 Nuten zum Wickeln von Wicklungen, in diese Nuten werden Wicklungen eingelegt, davon sind es drei, sie bilden einen Drehstromanschluss. Es gibt zwei Möglichkeiten, Wicklungen in Nuten zu verlegen: die Wellenmethode und die Schleifenmethode. Die Wicklungen sind in Stern- und Dreieckschaltung miteinander verbunden.

Was sind das für Diagramme?

• „Stern“ – einige Enden der Wicklungen sind an einem Punkt verbunden und die anderen Enden sind die Schlussfolgerungen;
• „Dreieck“ ist eine kreisförmige Verbindung der Enden der Wicklungen nacheinander, die Schlussfolgerungen ergeben sich aus den Verbindungspunkten.

Die meisten Strukturelemente des Generators befinden sich im Gehäuse. Es besteht aus zwei Bezügen – Vorder- und Rückseite. Der vordere befindet sich auf der Antriebsriemenscheibenseite, der hintere auf der Schleifringseite. Die Abdeckungen werden mit Schrauben aneinander befestigt. Die Herstellung von Deckeln erfolgt am häufigsten aus einer Aluminiumlegierung. Es ist nicht magnetisch, leicht und kann Wärme leicht ableiten. Auf der Oberfläche der Abdeckungen befinden sich Lüftungsfenster und zwei oder eine Befestigungslasche. Abhängig von der Anzahl der Beine wird die Generatorhalterung als einbeinig oder zweibeinig bezeichnet.

Die Bürstenanordnung dient der Übertragung des Erregerstroms auf die Kontaktringe. Es besteht aus zwei Graphitbürsten, Federn, die sie drücken, und einem Bürstenhalter. Bei Generatoren moderner Maschinen befindet sich der Bürstenhalter mit dem Spannungsregler in einer einzigen nicht trennbaren Einheit.

Die Gleichrichtereinheit übernimmt die Aufgabe, die vom Generator erzeugte Sinusspannung in die Gleichspannung des Fahrzeugbordnetzes umzuwandeln. Dabei handelt es sich um Platten, die als Kühlkörper dienen und auf denen Dioden montiert sind. Der Block enthält sechs Leistungshalbleiterdioden, für jede Phase gibt es zwei Dioden, eine für den „positiven“ und die andere für den „negativen“ Ausgang des Generators.

Bei vielen Generatoren ist die Erregerwicklung über eine separate Gruppe angeschlossen, die aus zwei Dioden besteht. Diese Gleichrichter verhindern, dass Batterieentladestrom durch die Wicklung fließt, wenn der Motor nicht läuft. Bei der Verschaltung der Wicklungen nach dem Sternprinzip werden am Nullanschluss zwei zusätzliche Leistungsdioden eingebaut, wodurch die Generatorleistung um bis zu 15 Prozent gesteigert werden kann. Die Gleichrichtereinheit wird an speziellen Montageorten durch Löten, Schweißen oder Schrauben mit dem Generatorkreis verbunden.

Spannungsregler– Sein Zweck besteht darin, die Generatorspannung innerhalb bestimmter Grenzen zu halten. Derzeit sind Generatoren mit elektronischen (oder integrierten) Halbleiter-Spannungsreglern ausgestattet.

Spannungsreglerausführungen:

• Hybriddesign – die gemeinsame Verwendung von Funkelementen und elektronischen Geräten in einem elektronischen Schaltkreis;
• Integrales Design – alle Komponenten des Reglers (mit Ausnahme der Ausgangsstufe) werden mithilfe der Dünnschicht-Mikroelektroniktechnologie hergestellt.

Die Spannungsstabilisierung, die erforderlich ist, wenn sich die Drehzahl der Kurbelwelle der Last und des Motors ändert, erfolgt automatisch durch Beeinflussung des Stroms in der Feldwicklung. Der Regler steuert die Frequenz der Stromimpulse und die Dauer der Impulse.

Der Spannungsregler verändert die zum Laden der Batterie zugeführte Spannung durch thermischen Spannungsausgleich (abhängig von der Lufttemperatur). Je höher die Lufttemperatur, desto weniger Spannung geht an die Batterie.

Der Generator wird über einen Riementrieb angetrieben und sorgt für eine Drehung des Rotors mit einer Geschwindigkeit, die die Kurbelwellendrehzahl um das Zwei- bis Dreifache übersteigt. In verschiedenen Generatorkonstruktionen kann ein Poly-V-Rippen- oder Keilriemen eingesetzt werden:

1. Keilriemen Es sind die Voraussetzungen für einen schnellen Verschleiß gegeben (abhängig vom spezifischen Durchmesser der Riemenscheibe), da der Einsatzbereich des Keilriemens durch die Größe der angetriebenen Riemenscheibe begrenzt ist.
2. Keilrippenriemen Es gilt als universeller, eignet sich für kleine Durchmesser der angetriebenen Riemenscheibe und ermöglicht mit seiner Hilfe ein größeres Übersetzungsverhältnis. Moderne Generatormodelle verfügen in ihrer Konstruktion über einen Keilrippenriemen.

Es gibt einen Generator namens Induktor, also bürstenlos. Es verfügt über einen Rotor, der aus einem Satz komprimierter dünner Platten aus Transformatoreisen besteht, den sogenannten weichmagnetischen passiven Ferromasserotor. Die Erregerwicklung ist am Stator angebracht. Durch die Änderung der magnetischen Leitfähigkeit des Luftspalts zwischen Stator und Rotor wird in einem solchen Generator eine elektromotorische Kraft erzeugt.

Wenn der Schlüssel im Zündschloss gedreht wird, wird der Feldwicklung über die Bürstenbaugruppe und die Schleifringe Strom zugeführt. In der Wicklung wird ein Magnetfeld induziert. Der Generatorrotor beginnt sich mit der Drehung der Kurbelwelle zu bewegen. Die Statorwicklungen werden vom Magnetfeld des Rotors durchdrungen. An den Anschlüssen der Statorwicklungen entsteht eine Wechselspannung. Bei Erreichen einer bestimmten Drehzahl wird die Erregerwicklung direkt vom Generator gespeist, d. h. der Generator geht in den Selbsterregungsmodus.

Die Wechselspannung wird von der Gleichrichtereinheit in Gleichspannung umgewandelt. In diesem Zustand stellt der Generator den erforderlichen Strom zur Verfügung, um die Stromversorgung der Verbraucher und der Batterie aufzuladen.

Der Spannungsregler wird aktiviert, wenn sich Last und Kurbelwellendrehzahl ändern. Er regelt die Schaltzeit der Erregerwicklung. Die Schaltzeit der Feldwicklung nimmt mit abnehmender externer Last und steigender Generatordrehzahl ab. Die Zeit erhöht sich mit zunehmender Belastung und abnehmender Drehzahl. Wenn der aufgenommene Strom die Kapazität des Generators übersteigt, wird die Batterie eingeschaltet. Auf der Instrumententafel befindet sich eine Warnleuchte, die den Betriebszustand des Generators überwacht.

Hauptparameter des Generators:

• Nennspannung;
• Nennerregungsfrequenz;
• Nennstrom;
• Selbsterregungsfrequenz;
• Effizienz (Wirkungsgrad).

Die Nennspannung beträgt 12 oder 24 V, der Spannungswert hängt von der Ausführung der elektrischen Anlage ab. Der Nennstrom ist der maximale Ausgangsstrom bei Nenndrehzahl (er beträgt 6.000 U/min).

Strom-Geschwindigkeits-Kennlinie– das ist die Abhängigkeit des Stroms von der Generatordrehzahl.

Neben den Nennwerten weist die Strom-Geschwindigkeits-Kennlinie noch weitere Punkte auf:

• Mindeststrom und Mindestbetriebsgeschwindigkeit (40-50 % des Nennstroms sind der Mindeststrom);
• maximaler Strom und maximale Drehzahl (maximaler Strom ist nicht mehr als 10 % höher als der Nennstrom).

Video