Что такое генератор переменного тока и как он работает?

Вы можете думать, что ваша батарея питает все электрические устройства в вашем автомобиле, будь то стеклоочистители, 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 питания, когда двигатель не работает.[1] Генератор переменного тока является важным компонентом системы зарядки автомобиля, поэтому полезно понять, как он работает, если вам придется иметь дело с тем, что ваш автомобиль не заводится.

Что такое генератор переменного тока?

Генератор переменного тока представляет собой генератор, задачей 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 кокосовый орех обычно крепится к передней части двигателя и обматывается ремнем.[2]

Компоненты генератора

Компоненты генератора переменного тока предназначены для обеспечения правильного типа и нужного количества энергии для транспортного средства. Система зарядки вашего автомобиля состоит из множества частей, но вот основные компоненты и их функции:

Ротор и статор

Ротор и статор являются компонентами генератора переменного тока, вырабатывающими электричество.[3][4][5] Ротор, цилиндрическая деталь, окруженная магнитами, вращается внутри статора, который содержит фиксированный набор токопроводящих медных проводов. Движение магнитов по проводке — это то, что в конечном итоге создает электричество.

Регулятор напряжения

Регулятор напряжения контролирует мощность, которую производит генератор.[2] Он отслеживает уровень напряжения, подаваемого на аккумулятор, и подает питание на остальные части автомобиля.

Диодный выпрямитель

Диодный выпрямитель преобразует напряжение генератора в такое напряжение, которое может использоваться аккумулятором для подзарядки.[2][4]

Охлаждающий вентилятор

Генераторы выделяют много тепла и нуждаются в охлаждении для эффективной работы. Хотя они оснащены вентиляционными отверстиями и алюминиевым корпусом для лучшего отвода тепла, они также оснащены вращающимися вентиляторами для дополнительного охлаждения.[2][4] В новых моделях генераторов есть внутренние охлаждающие вентиляторы, тогда как в более старых версиях обычно используются внешние лопасти вентилятора.

Как работает генератор

Что делает генератор? Как известно, генератор переменного тока обеспечивает автомобиль большей частью электроэнергии и помогает заряжать аккумулятор. Но для всего этого генератор переменного тока должен сначала превратить механическую энергию в электричество.

Как генератор вырабатывает электричество

Процесс производства электроэнергии начинается с двигателя. В большинстве современных автомобилей генераторы приводятся в движение коленчатым валом двигателя через змеевиковый ремень, хотя в старых автомобилях может быть отдельный шкив, идущий от коленчатого вала к генератору. Движение ремня — механическая энергия — вращает ротор генератора с высокой скоростью внутри статора.[2][5]

Электричество вырабатывается при вращении ротора. Магниты, окружающие ротор, намеренно размещены таким образом, что когда они проходят над медными проводами в статоре, создается магнитное поле. ⁵ Это магнитное поле, в свою очередь, создает напряжение, которое захватывается статором. Затем эта мощность поступает на регулятор напряжения, который распределяет электроэнергию по транспортному средству и управляет количеством напряжения, которое получает батарея.[2]

Как генератор заряжает аккумулятор?

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

Как и любая деталь автомобиля, генератор со временем может выйти из строя и может потребовать замены. Узнайте, как заменить генератор и что делать, если машина сломалась в дороге.

[1]itstillruns.com/functions-alternator-6148787.html

[2]auto.howstuffworks.com/alternator.htm

[3]galco.com/comp/prod/moto-ac.htm

[4]autoshop101.com/forms/alt_bwoh.pdf

[5] «Аккумуляторы и генераторы | Как они работают», Donut Media, youtube.com/watch?v=nuLl_Z9_T9E (30 мая 2018 г.).
[6]chicagotribune.com/autos/sc-alternator-autos-0128-20160127-story.html