Меню

Перепады напряжения у генератора

БЛОГ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА

Студенческий блог для электромеханика. Обучение и практика, новости науки и техники. В помощь студентам и специалистам

  • главная
  • инфо
  • блог
  • словарь электромеханика
  • электроника
  • крюинговые компании
    • Одесса/Odessa
    • Николаев/Nikolaev
  • Обучение
    • Предметы по специальности
      • АГЭУ
      • АСЭЭС
      • Диагностика и обслуживание судовых технических средств
      • Мехатронные системы
      • Микропроцессоры
      • Моделирование электромеханических систем
      • МПСУ
      • САЭП
      • САЭЭС
      • СДВС
      • СИВС
      • Силовая электроника
      • Судовые компьютерные ceти
      • СУЭ и ОСУ
      • ТАУ
      • Технология судоремонта
      • ТЭП
      • ТЭЭО и АС
    • Общие предметы
      • Безопасность жизнедеятельности
      • Высшая математика
      • Ділова українська мова
      • Интеллектуальная собственность
      • Культурология
      • Материаловедение
      • Охрана труда
      • Политология
      • Системы технологий
      • Судовые вспомогательные механизмы
      • Судовые холодильные установки
    • I курс
      • конспекты
      • ргр
      • контрольные
      • лабораторные
      • курсовые
      • зачёты
      • экзамены
    • II курс
      • конспекты
      • ргр
      • контрольные
      • лабораторные
      • курсовые
      • зачёты
      • экзамены
    • III курс
      • конспекты
      • ргр
      • контрольные
      • лабораторные
      • курсовые
      • зачёты
      • экзамены
    • IV курс
      • конспекты
      • ргр
      • контрольные
      • лабораторные
      • курсовые
      • зачёты
      • экзамены
    • V курс
      • конспекты
      • ргр
      • контрольные
      • лабораторные
      • курсовые
      • зачёты
      • экзамены
  • Теория
    • английский
    • интернет-ресурсы
    • литература
    • тематические статьи
  • Практика
    • типы судов
    • пиратство
    • видеоуроки
  • мануалы
  • морской словарь
  • технический словарь
  • история
  • новости науки и техники
    • авиация
    • автомобили
    • военная техника
    • робототехника

09.04.2015

Причины отклонения напряжения генераторов и требования к его стабилизации

Совершенно очевидно, что для нормальной работы судовых потребителей электроэнергии необходимо обеспечить неизменность напряжения работающих генераторов СЭС, т. е. обеспечить стабильность его на шинах ГРЩ. Но в силу ряда причин напряжение генератора имеет тенденцию к изменению.

Рассмотрим более подробно причины, влияющие на изменение напряжения синхронного генератора переменного тока. Источником э. д. с. синхронного генератора является его трехфазная обмотка, неподвижно лежащая на статоре. Во время работы она через шины ГРЩ соединена с потребителями электроэнергии, причем это соединение параллельное. Для упрощенной схемы СЭС, представленной на рис. 1, величину тока одной фазы генератора можно выразить суммой токов одноименных фаз всех включенных на шины потребителей:

Ток Iг статорной обмотки создает магнитный поток статора (реакция статора), который уменьшает магнитный поток вращающегося ротора.

1. Колебание тока статора

Напряжение генератора с ростом числа потребителей и увеличением тока статора уменьшается. Можно сказать, что основной причиной изменения напряжения синхронного генератора является колебание тока статора под действием изменения величины нагрузки.

Упрощенная схема СЭС

2. Изменение характера нагрузки

Ток статора генератора может быть разным по характеру, точнее, полный ток Iг содержит определенную долю активного и индуктивного токов. Чем больше в полном токе доля индуктивного тока (ниже cos ɸ), тем в большей степени магнитный поток реакции статора размагничивает основной поток ротора, и генератор снижает напряжение.

Следовательно, второй причиной колебаний напряжения генератора является изменение характера нагрузки, определяемого коэффициентом мощности.

3. Непостоянство частоты вращения приводного двигателя

Третьей причиной изменения напряжения генератора является непостоянство частоты вращения приводного двигателя: чем больше частота вращения ротора, тем интенсивнее его магнитный поток пересекает неподвижные обмотки статора и тем больше напряжение генератора.

4. Температура обмоток

Существенное влияние на величину напряжения на шинах оказывает также температура его обмоток. Например, при прогреве обмоток проходящим по ним током или просто при увеличении температуры окружающей среды их омическое сопротивление растет, падение напряжения внутри генератора будет больше, а во внешней цепи (на шинах) напряжение снизится. Это можно рассмотреть на уравнении э. д. с. генератора:

Если Eг=const, а величина Iгrвн увеличена, то Uш уменьшится.

На основании вышеизложенного можно сделать заключение о том, что, если не осуществлять дополнительного регулирования, напряжение генератора будет колебаться в широких пределах. В режимах включения и отключения крупных потребителей будут возникать так называемые провалы и пики напряжения. Все это создало необходимость установки автоматических регуляторов напряжения генераторов и регуляторов частоты вращения приводных двигателей. Регуляторы напряжения генераторов, согласно Правилам Регистра, должны обеспечивать следующую стабилизацию напряжения:

  1. точность поддержания напряжения при изменении нагрузки от холостого хода до номинальной при cos ф = 0,4 — 1 (±2,5%);
  2. отклонение напряжения при включении 100%-ной нагрузки или отключении 50%-ной нагрузки — до 20%, причем восстановление напряжения должно быть с точностью ±2,5% за время не более 1,5 с;
  3. точность распределения реактивной нагрузки при параллельной работе генераторов — 10%.

Источник

Скачки напряжения в бортовой сети автомобиля

Генератор ваз 2114

Как определить проблемы с электричеством в автомобиле?

Первым делом стоит понять, действительно ли в вашем авто проблемы с электропитанием. Существует две группы неполадок в этом плане, грубо можно разделить все проблемы на неполадки при запуске и странную работу электросети после запуска двигателя. Это важно различать, так как в данных процессах задействованы разные модули. Стоит разобраться с тем, на какие же симптомы автомобиля стоит обращаться, если электросеть плохо работает уже после запуска двигателя:

  • слишком тусклая работа всех ламп в салоне, а также головного света, габаритов и стоп-сигналов, это может быть не сильно заметно, но в реальности разница яркости ощутима;
  • выключение некоторых элементов электрической сети самовольно при довольно больших нагрузках, к примеру, во время включения вентилятора в салоне может выключаться музыка;
  • при прогазовке на холостых оборотах заметно увеличивается на секунду яркость подсветки в салоне, а вот при включении другого оборудования яркость снижается;
  • возможно еле заметное или назойливое мигание света, неравномерное освещение дороги, быстрый выход из строя лампочек во всевозможных модулях вашего автомобиля;
  • заметно ощущается снижение скорости работы вентилятора, когда включается оптика, музыка или другие потребители электропитания, в сети может присутствовать неверное подключение.
Читайте также:  Стабилизаторы напряжения 220 вольт своими руками

Проблема в том, что к множеству таких проявлений владелец автомобиля вполне может привыкнуть. И в этом случае никаких сюрпризов не будет. Можно привыкнуть к тусклому свету, плохой работе обдува и к прочим неприятностям. Но в целом такой режим эксплуатации очень сильно вредит вашему автомобилю. Возможен внезапный выход из строя бензонасоса, системы климата, плохое срабатывание автоматической коробки передач и других узлов.

Генератор и его окружение — источники просадок электричества

Просадки в сети зачастую связаны с генератором и его работой. Теоретически после включения силового агрегата аккумулятор отправляется отдыхать и даже подзаряжается от генератора. Все задачи по обеспечению электропитанием берет на себя именно это небольшое устройство. Существует определенный ряд неполадок, который стоит всегда учитывать при наличии таких проблем. Вопрос нерабочего генератора решается с помощью устранения таких неполадок:

  • щетки генератора приходится менять довольно часто на отечественных авто (элемент называется в народе «шоколадкой»), но на качественных машинах они редко выходят из строя;
  • часто причиной проблем является реле генератора, которое не выдает нужного напряжения в силу внутренних поломок, его можно просто заменить для нормальной работы;
  • также проблемы возникают с диодным мостом, из-за поломки одного из диодов напряжение в сети может скакать или быть постоянно на очень низком уровне, это стоит устранить;
  • проблема с неисправностями физической части генератора реже бывает причиной, но ее также стоит проверить, вполне возможно, что речь идет о необходимой замене вала и подшипников;
  • масса и качество проводов до основных модулей — крайне хитрой проблемой является отсутствие хорошей массы, достаточно подергать и почистить контакты, чтобы решить проблему.

Но это лишь предполагаемый список проблем с генератором. Последствием такой проблемы будет постоянно загруженный аккумулятор. Также при отсутствии тока в 14.1 Вольт от генератора аккумулятор не сможет заряжаться. Поэтому следует промерять все напряжения в сети с помощью обычного тестера, чтобы выяснить реальное положение вещей. Даже в самой дорогой и элитной машине такая поломка способна свести владельца с ума различными проявлениями проблем.

Устранение проблем своими руками

4 3 - Прыгает напряжение генератора ваз 2114

Диагностику автомобилей модели ВАЗ 2114 лучше начать с наиболее доступных и простых причин возможных проблем. Необходимо отрегулировать натяжение ремня привода, убедиться в исправном состоянии его щёточного механизма (включая общее состояние держателя).

Подтянуть крепления силовых проводов. Заботы же по демонтажу всего узла и его ревизию провести после того, как все предыдущие варианты результатов не дали.

Как и в предыдущем случае, начинать необходимо от простого случая к сложному:

  • проверка состояния регулятора;
  • ещё раз убедиться, в наличии менее 14,6 В на холодном моторе;
  • выключить двигатель, отсоединить клеммы АКБ;
  • отсоединить всю электропроводку от ремонтируемого агрегата;
  • снять пластиковую защиту электроконтактного узла;
  • снять колодку проводов и открутить 2-а крепёжных винта;
  • снять регулятор;
  • убедиться в хорошем состоянии щёток и щёткодержателя, в противном случае – заменить;
  • с помощью аккумулятора, лампочки на 12 В. и 2-х пальчиковых батареек проверить работоспособность «таблетки». Подавая поочерёдно 12 В и затем 15 В убедиться, что лампочка на щётках горит;
  • в противном случае – заменить «таблетку» аналогичной моделью;
  • проверка и замена диодного моста (подковы), с этой целью генератор с автомобиля лучше снять;
  • отвернуть накидным или торцевым ключом 3-и крепёжные гайки и 2-е гаки крепления дистанционных втулок;
  • отсоединить питающие провода (пайка) и снять «подкову»;
  • в таком состоянии можно выполнить проверку на пригодность всех 6- и силовых и 3-х дополнительных диодов, при наличии мультиметра и определённых навыках электрика;
  • неисправные диоды заменить или приобрести новый узел целиком;
  • одновременно можно проверить на пробой и обмотки самого генератора;
  • его замена без снятия защиты;
  • подобрать нужный инструмент — различные ключи размером 13 мм. и 10 мм, торцовые головки размером 13,17 и 19 с трещоткой, рычаг (монтировку);
  • отсоединить АКБ;
  • ослабить излишнее натяжение ремня привода снять его, вместе с узлом регулировки;
  • снять провод подключения АКБ;
  • головкой на «13» открутить оба болта крепления регулировочного кронштейна к блоку автомобиля, один из них длиннее другого;
  • после этого, разворачивая генератор по ходу часовой стрелки, можно будет снять его ось крепления к кронштейну;
  • следует не упустить возможность проверить состояние переднего подшипникового узла;

3 3 - Прыгает напряжение генератора ваз 2114

Сняв, таким образом, электроустановку можно заняться решением всех как механических, так и электрических проблем, связанных с работоспособностью этого узла. Однако следует предположить, что если замена «таблетки» и регулировка натяжного ремня — операции вполне доступные для рядового автолюбителя, то манипуляции всё же лучше делать в специализированных автосервисах.

Провода, неродные подключения, некачественные приборы

Вопрос некачественного подключения потребителей бортовой сети стоит рассмотреть подробнее. Если вы сами устанавливали магнитолу в авто, взяв питание с неположенного места, проблема просадки аккумулятора и нагрузки на все жизненно важные органы будет очень актуальной. Кустарное вмешательство в систему электрического питания лучше исключить и вовсе. Если что-то нужно поставить, обратитесь на станцию и сделайте это качественно. Возможны такие проблемы повышенной нагрузки на систему:

  • один из потребителей тянет на себя все напряжение, понижая его в сети до невероятных показателей, это может быть сабвуфер или мощные динамики, которые не предусмотрены в авто;
  • вы дополнительно установили мощное оборудование и подключили его через прикуриватель и другие элементы электрической сети, которые для этого не предназначены;
  • в подключении использованы некачественные провода, также проблема с проводами может быть в машине с завода, это можно устранить только заменой проводки на более дорогую;
  • сбой в одном из важных элементов электросети, наличие повышенного расхода электричества и значительное затягивание ресурсов машины на себя, что негативно влияет на сеть;
  • проблемы с неправильно установленными реле и предохранителями, которые нарушают нормальную работу органов автомобиля, но определить это можно только после профессиональной диагностики.
Читайте также:  Как повысить напряжение видеокарты через биос

Системы возбуждения и автоматического регулирования напряжения синхронных генераторов

Требования Правил Регистра к распределение активной и реактивной нагрузки при параллельной работе генераторов

Основными приемниками электроэнергии СЭС являются асинхронные двигатели.

Они создают для судовых генераторов активно-индуктивную нагрузку. Такую нагрузку можно представить состоящей из активной и индуктивной частей.

Как известно из курса электрических машин, при параллельной работе синхронных генераторов активную нагрузку изменяют изменением подачи топлива приводных двига-

телей генераторов, а реактивную – изменением тока возбуждения генератора.

Изменение подачи топлива обеспечивают АРЧ дизелей ( турбин ), изменение тока возбуждения – АРН генераторов, в состав которых входят специально предназначенные для этой цели реактивные компенсаторы ( компенсаторы реактивной мощности ).

Поэтому Правила Регистра устанавливают требования к распределению как актив-

ной, так и реактивной нагрузки.

Требования к распределению активной нагрузки состоят в следующем::

1. при набросе (сбросе) 100 %-ной нагрузки изменение частоты враще­ния ПД не должно превышать ± 10 % номинального значения, а установившаяся частота вращения не должны отличаться более чем на ± 5 % номинальной (это требование одинаково для турбин и дизелей, за тем исключением, что у дизелей наброс нагрузки проводится в 2 ступени, по 50 %

2. колебания частоты вращения (размах) ДГ при нагрузках 25-100 %

номинальной должны находиться в пределах ± 1
%
номинальной;

3. должна обеспечиваться возможность местного и дистанционного изменения ча

стоты вращения в пределах ± 10 %

Более подробно работа АРЧ рассматривается ниже ( см. п. «Распределение нагруз-

ки между параллельно работающими генераторами» ).

Требования к распределению реактивной нагрузки такие.

1. генераторы переменного тока, предназначенные для параллельной работы, долж

ны снабжаться такой системой компенсации реактивного падения напряжения, чтобы во время параллельной работы распределение реактивной нагрузки между генераторами не отлича­лось от пропорциональной их мощности более чем на 10% номинальной реактивной нагруз­ки наибольшего генератора или не более чем на 25% номинальной мощности наименьшего генератора, если это значение меньше вышеуказанного.

2. при параллельной работе генераторов переменного тока и нагрузке от 20 до100%

номинальной мощности могут быть допущены колебания тока в пределах ±15% номиналь­

ной величины тока наибольшего генератора.

На напряжение судовых синхронных генераторов влияют 3 причины:

1. частота вращения ПД ( дизеля, турбины );

2. изменение тока нагрузки генератора;

3. нагрев при работе обмоток статора и ротора генератора.

Рассмотрим действие этих причин более подробно.

1. При изменении частоты вращения ПД изменяются сразу два параметра синхрон-

Источник



Генератор дает перезаряд на аккумулятор, где искать причины

Многие автовладельцы сталкиваются с ситуацией, когда после запуска мотора бортовой компьютер или один из приборов начинает показывать, что происходит перезаряд аккумулятора.

Последствия такой ситуации самые разные и зависят от того, насколько напряжение в бортовой сети превышает номинальное.

Незначительно повышенные параметры негативно скажутся только на аккумуляторе (закипание электролита с последующим его испарением), а вот если напряжение, идущее от генератора, будет превышать норму сильно, то могут выйти из строя электропотребители.

В любом случае перезаряд – явление, которое необходимо устранить, иначе оно не лучшим образом скажется на сроке службы аккумулятора и электроприборах.

Схема подзарядки АКБ

Для общего понимания причин перезаряда сначала рассмотрим схему цепи зарядки аккумулятора. И хоть на разных авто она конструктивно отличается, но общий принцип построения одинаков.

Эта цепь в себя включает:

  • Генератор;
  • Выпрямительный блок (диодный мост);
  • Реле-регулятор;
  • Блок предохранителей;
  • Замок зажигания;
  • Контрольная лампа заряда;
  • АКБ.

Работает система подзарядки на примере ВАЗ 2106 и других автомобилей из серии «ВАЗ классика» итак: после запуска силовой установки, посредством ременной передачи коленчатый вал начинает вращать ротор генератора, в результате чего этот узел начинает вырабатывать электроэнергию.

Но поскольку автомобильные генераторы – переменного тока, то выработанная энергия поступает в выпрямительный блок, где переменный ток преобразуется в постоянный.

После выпрямительного блока электроэнергия идет на реле-регулятор, в задачу которого входит подержание вольтажа в заданном диапазоне.

После регулятора электрическая энергия по цепи проходит через блок предохранителей, замок зажигания и контрольную лампу заряда, далее возвращается на вывод генератора, а уже с него подается на аккумулятор.

Подробная схема показана ниже.

Особенности работы цепи

Выше указана общая схема цепи, без подробностей, но ее достаточно для понимания, как все работает. Теперь об особенностях работы подзарядки батареи.

Генератор самостоятельно не может регулировать параметры вырабатываемой электроэнергии, поэтому выходное напряжение из него варьируется, причем в значительном диапазоне, зависит оно от оборотов коленчатого вала и нагрузки в бортовой цепи. То есть, перезаряд аккумулятора, по сути, присутствует постоянно, пока генератор вырабатывает электроэнергию.

Чтобы аккумулятор принял заряд нужно подать на него вольтаж чуть больше, чем номинальный показатель самой батареи. На разных авто входное напряжение на аккумуляторе отличается, но в целом, этот показатель находится в диапазоне 13,9-14,5 В.

Именно при таком вольтаже батарея может «взять» заряд. Если вольтаж будет ниже, то будет недозаряд АКБ, а выше – перезаряд. Обе ситуации негативно сказываются на аккумуляторе.

Читайте также:  Нормы напряжения для освещения

Генератор же выдает вольтаж с большим значением, и чтобы поддерживать его в цепи в нужных рамках, в схему и включен реле-регулятор.

На одних моделях этот элемент входит в конструкцию генератора и совмещен с щеточным узлом (наиболее распространенная конструкция) или является отдельным узлом (встречается, к примеру, на ВАЗ классического семейства).

По сути, реле-регулятор – единственный элемент, отвечающий за то, чтобы в бортовой сети вольтаж соответствовал норме и не возникал перезаряд, причем с учетом нагрузки, создаваемой в бортовой сети при включении электропотребителей.

Причины перезаряда

Неисправность реле-регулятора – самая частая причина перезаряда аккумулятора.

Из-за поломки этот узел перестает выполнять свои функции и «пропускает» все напряжение, вырабатываемое генератором в бортовую цепь, а оно может достигать и 25 В. Естественно, ни один электроприбор в авто не рассчитан на такой вольтаж, поэтому элементы бортовой сети начинают перегорать.

Поломка регулятора бывает частичной или полной. В первом случае этот элемент все же выполняет свои функции, но «пропускает» напряжение чуть большего значения, чем нужно (к примеру, 15 В).

В этом случае выявить перезаряд аккумулятора можно только по показаниям измерительных приборов или бортового компьютера. Электропотребители же от такого напряжения практически «не страдают», а вот на состояние АКБ даже такой перезаряд влияет негативно – при постоянном процессе батарея «выкипает» и выходит из строя.

При полной же неисправности реле-регулятора, высокие показатели (свыше 16 В) начинают выводить из строя потребители – первыми перегорают лампочки и предохранители, затем иные приборы. Значительное превышение вольтажа может стать причиной возгорания электропроводки.

Несмотря на то, что частичная поломка реле значительной угрозы бортовой сети авто не несет (за исключением аккумулятора), игнорировать ее не нужно, поскольку она в любой момент может перерасти в полный выход элемента из строя.

Поскольку реле-регулятор – единственный элемент, исключающий перезаряд аккумулятора, многие автолюбители при обнаружении повышенного напряжения в бортовой сети сразу же проводят замену этого узла.

Вот только помогает установка нового регулятора не всегда, часто проблема остается. Естественно, подозрения в этом случае падают на генератор. Этот узел действительно может давать перезаряд в случае пробоя диодного моста или обрыва обмоток, пробоя якоря на корпус.

ЧИТАЙТЕ ПО ТЕМЕ : Напряжение генератора автомобиля, норма на холостом ходу и под нагрузкой.

Но если замена реле регулятора не помогла, не стоит сразу менять или отправлять в ремонт генератор.

ВАЖНО : Часто причина перезаряда АКБ кроется в плохом контакте проводки цепи системы подзарядки батареи (описана выше).

Причина очень проста: в месте окисления контактов возникает сопротивление, которое реле-регулятор «воспринимает» как нагрузку в бортовой сети. К примеру, это может произойти в блоке предохранителей.

Чтобы компенсировать ее, и не допустить просадки вольтажа, регулятор начинает «пропускать» большие показатели в результате на АКБ поступает завышенное напряжение.

Поэтому в поиске причины образования перезаряда аккумулятора в первую очередь следует проверить реле-регулятор, затем цепь системы зарядки (все соединения, а также предохранитель) и только после этого снимать и проводить диагностику генератора.

Диагностика реле-регулятора

Проверка реле-регулятора при перезаряде АКБ – процедура не сложная и выполнить ее можно самостоятельно, используя мультиметр.

Проверка сводится к замеру напряжения на клеммах аккумулятора при разных режимах работы силовой установки. То есть, просто подключаем щупы мультиметра к клеммам и замеряем вольтаж сначала на ХХ, затем на средних оборотах, а после – на высоких.

На холостом ходу нормальным считается напряжение 13,2-14,0 В, на средних оборотах – 13,6-14,2 В, на высоких – до 14,5 В.

Если значения превышают указанные, следует проверить и зачистить контакты цепи системы зарядки и снова повторить процедуру.

Если чистка не помогла — проверяем реле отдельно (снятое с авто), но для этого понадобится источник питания с регулируемым напряжением (можно использовать зарядное устройство для АКБ), а также обычная лампа 12 В.

Суть проверки такая: к корпусу подсоединяем «минусовой» провод от ЗУ, а к клемме регулятора подключаем «плюс». Лампа подключается к графитным щеткам (полярность не важна).

При проверке сначала устанавливаем на источнике напряжение в 12,7 В, при котором лампа должна загореться. Постепенно повышаем значение до 14,5 В. При достижении указанного значения исправный регулятор должен сработать, и лампа погаснет.

Если же она продолжает гореть при превышении 14,5 В, то узел неисправен и требует замены.

Добираемся до места ремонта

Напоследок о том, что делать, если обнаружен перезаряд в пути и нужно добраться к месту ремонта.

Если напряжение не превышает 15 В, то можно спокойно продолжать движение, но стараться не давать высокие обороты на двигатель и по максимуму снизить количество включенных электропотребителей (оставить только необходимые).

Если перезаряд сильный (более 15 В) для начала можно послабить натяжение ремня привода генератора, что снизит его производительность (хотя ремень быстро сотрется).

Если же послабление ремня результата не дало, можно отключить генератор (отсоединить провода от него). В этом случае бортовая сеть будет запитываться только от АКБ.

Если аккумулятор хорошо заряжен при минимальном количестве потребителей на его заряде можно проехать 70-90 км пути, но после этого батарею нужно будет хорошо зарядить ЗУ.

Источник