Comment fonctionne un générateur de voiture ? Générateur de voiture : but et principe de fonctionnement Courant d'excitation d'un générateur de voiture

L'équipement électrique de toute voiture comprend Générateur- un dispositif qui convertit l'énergie mécanique reçue du moteur en énergie électrique. Avec le régulateur de tension, on appelle cela un groupe électrogène. Les voitures modernes sont équipées de générateurs de courant alternatif. Ce sont eux qui répondent le mieux aux exigences.

Exigences pour le générateur :

• les paramètres de sortie du générateur doivent être tels que la décharge progressive de la batterie ne se produise dans aucun mode de conduite du véhicule ;
• la tension du réseau de bord du véhicule, alimenté par le générateur, doit être stable sur une large plage de vitesses de rotation et de charges.

La dernière exigence est due au fait que la batterie est très sensible au degré de stabilité de la tension. Une tension trop basse entraîne une sous-charge de la batterie et, par conséquent, des difficultés à démarrer le moteur ; une tension trop élevée entraîne une surcharge de la batterie et une panne accélérée.

Le principe de fonctionnement du générateur et sa conception fondamentale sont les mêmes pour toutes les voitures, ne différant que par la qualité de fabrication, les dimensions et l'emplacement des unités de connexion.

Principales parties du générateur :

1. Poulie– sert à transmettre l'énergie mécanique du moteur à l'arbre du générateur via une courroie ;
2. Boîtier du générateur se compose de deux couvercles : l'avant (côté poulie) et l'arrière (côté bague collectrice), destinés à la fixation du stator, à l'installation du générateur sur le moteur et à la mise en place des roulements (supports) du rotor. Le capot arrière contient un redresseur, un ensemble balais, un régulateur de tension (si intégré) et des bornes externes pour la connexion au système d'équipement électrique ;
3. Rotor- un arbre en acier sur lequel se trouvent deux bagues en acier en forme de bouton. Entre eux se trouve un enroulement d'excitation dont les bornes sont reliées à des bagues collectrices. Les générateurs sont équipés majoritairement de bagues collectrices cylindriques en cuivre ;
4. Stator- un colis constitué de tôles d'acier et en forme de tuyau. Dans ses fentes se trouve un enroulement triphasé dans lequel la puissance du générateur est générée ;
5. Montage avec diodes de redressement- combine six diodes puissantes, trois enfoncées dans les dissipateurs thermiques positifs et négatifs ;
6. Régulateur de tension- un dispositif qui maintient la tension du réseau de bord du véhicule dans des limites spécifiées lorsque la charge électrique, la vitesse du rotor du générateur et la température ambiante changent ;
7. Unité de brosse– conception en plastique amovible. Il contient des brosses à ressort qui sont en contact avec les anneaux du rotor ;
8. Capot de protection du module de diodes.

Considérons le circuit électrique de connexion des éléments du générateur.


Schéma de principe du groupe électrogène :
1. Contacteur d'allumage ;
2. Condensateur de suppression de bruit ;
3. Batterie rechargeable ;
4. Lampe indiquant l’état de santé du générateur ;
5. Diodes positives du redresseur de puissance ;
6. Diodes négatives du redresseur de puissance ;
7. Diodes d’enroulement d’excitation ;
8. Enroulements de trois phases statoriques ;
9. Enroulement d'excitation (rotor) ;
10. Unité de brosse ;
11. Régulateur de tension ;
B+ Sortie générateur "+" ;
B- « Masse » du générateur ;
D+ Alimentation pour le bobinage de champ, tension de référence pour le régulateur de tension.

Le fonctionnement du générateur est basé sur l'effet de l'induction électromagnétique. Si une bobine, par exemple en fil de cuivre, est traversée par un flux magnétique, alors lorsqu'il change, une tension électrique apparaît aux bornes de la bobine, proportionnelle au taux de variation du flux magnétique. A l’inverse, pour générer un flux magnétique, il suffit de faire passer un courant électrique dans la bobine. Ainsi, pour obtenir un courant électrique alternatif, il faut une source de champ magnétique alternatif et une bobine dont la tension alternative sera directement supprimée.

Le bobinage de champ avec le système de pôles, l'arbre et les bagues collectrices forment rotor, sa partie tournante la plus importante, qui est la source du champ magnétique alternatif.

Rotor du générateur 1. arbre du rotor ;
2. pôles du rotor ;
3. enroulement sur site ;
4. bagues collectrices.
Le système de pôles du rotor présente un flux magnétique résiduel qui est présent même lorsqu'il n'y a pas de courant dans l'enroulement de champ. Cependant, sa valeur est faible et n'est capable d'assurer l'auto-excitation du générateur qu'à des vitesses de rotation trop élevées. Par conséquent, pour magnétiser initialement le rotor, un petit courant provenant de la batterie passe à travers son enroulement, généralement à travers une lampe performante du générateur. L'intensité de ce courant ne doit pas être trop élevée pour ne pas décharger la batterie, mais pas trop faible pour que le générateur puisse être excité déjà au ralenti du moteur. Sur la base de ces considérations, la puissance de la lampe témoin est généralement de 2 à 3 W. Une fois que la tension sur les enroulements du stator atteint la valeur de fonctionnement, la lampe s'éteint et l'enroulement d'excitation est alimenté par le générateur lui-même. Dans ce cas, le générateur fonctionne en auto-excitation.

La tension de sortie est supprimée de enroulements du stator. Lorsque le rotor tourne à l'opposé des bobines du bobinage du stator, les pôles « nord » et « sud » du rotor apparaissent alternativement, c'est-à-dire que la direction du flux magnétique traversant la bobine du stator change, ce qui provoque l'apparition d'une tension alternative dans celle-ci. . La fréquence de cette tension dépend de la vitesse de rotation du rotor du générateur et du nombre de ses paires de pôles.

Stator de générateur
1. enroulement du stator ;
2. bornes d'enroulement ;
3. circuit magnétique.
L'enroulement du stator est triphasé. Il est constitué de trois enroulements distincts, appelés enroulements de phase ou simplement phases, enroulés selon une certaine technologie sur un circuit magnétique. La tension et les courants dans les enroulements sont décalés les uns par rapport aux autres d'un tiers de la période, c'est-à-dire à 120 degrés électriques, comme indiqué sur la figure.

Oscillogrammes des tensions de phase des enroulements
U 1, U 2, U 3 – tensions d'enroulement ;
T – période du signal (360 degrés) ;
F – phase de déplacement (120 degrés).
Les enroulements de phase peuvent être connectés en étoile ou en triangle.


Types de connexions d'enroulement
1. « étoile » ;
2. "triangle".
Lorsqu'il est connecté en « triangle », le courant dans chacun des enroulements est 1,7 fois inférieur au courant fourni par le générateur. Cela signifie qu'avec le même courant fourni par le générateur, le courant dans les enroulements lorsqu'ils sont connectés en « triangle » est nettement inférieur à celui d'une « étoile ». Par conséquent, dans les générateurs de haute puissance, une connexion en triangle est souvent utilisée, car à des courants plus faibles, les enroulements peuvent être enroulés avec un fil plus fin, ce qui est plus avancé technologiquement. Un fil plus fin peut également être utilisé pour une connexion en étoile. Dans ce cas, le bobinage est constitué de deux enroulements parallèles dont chacun est connecté en « étoile », c'est-à-dire qu'on obtient une « étoile double ».

Le réseau de bord du véhicule nécessite qu'une tension constante lui soit fournie. Ainsi, le bobinage du stator alimente le réseau de bord du véhicule via un redresseur intégré au générateur. Redresseur pour un système triphasé, il contient six diodes semi-conductrices de puissance, dont trois sont connectées à la borne « + » du générateur et les trois autres à la borne « - » (masse). Les diodes semi-conductrices sont à l'état ouvert et n'offrent pas de résistance significative au passage du courant lorsqu'une tension leur est appliquée dans le sens direct et ne laissent pratiquement pas passer le courant lorsque la tension est inversée. Il convient de noter que le terme « diode de redressement » ne cache pas toujours la conception habituelle qui comporte un boîtier, des câbles, etc. Il s'agit parfois simplement d'une jonction semi-conductrice en silicium scellée sur un dissipateur thermique.

Montage avec diodes de redressement
1. diodes de puissance ;
2. diodes supplémentaires ;
3. dissipateur de chaleur.
De nombreux constructeurs, afin de protéger les composants électroniques du véhicule contre les surtensions, remplacent les diodes du pont de puissance par des diodes Zener. La différence entre une diode Zener et une diode de redressement est que lorsqu'on lui applique une tension dans le sens opposé, elle ne laisse passer le courant que jusqu'à une certaine valeur de cette tension, appelée tension de stabilisation. Généralement, dans les diodes Zener de puissance, la tension de stabilisation est de 25... 30 V. Lorsque cette tension est atteinte, les diodes Zener « percent », c'est-à-dire qu'elles commencent à faire passer le courant dans la direction opposée et dans certaines limites de changements dans l'intensité de ce courant, la tension sur la diode Zener et, par conséquent, et à la sortie « + » du générateur reste inchangée, n'atteignant pas des valeurs dangereuses pour les composants électroniques. La propriété d’une diode Zener de maintenir une tension constante à ses bornes après une « panne » est également utilisée dans les régulateurs de tension.

Comme indiqué ci-dessus, les tensions sur les enroulements varient le long de courbes proches d'une sinusoïde et parfois elles sont positives, parfois elles sont négatives. Si le sens positif de la tension dans une phase est pris le long de la flèche dirigée vers le point zéro de l'enroulement du stator, et le sens négatif s'en éloignant, alors, par exemple, pour l'instant t où la tension de la deuxième phase est absente, la première phase est positive et la troisième est négative. Le sens des tensions de phase correspond aux flèches indiquées sur la figure.

Direction des courants dans les enroulements et le redresseur du générateur

Le courant traversant les enroulements, les diodes et la charge circulera dans la direction de ces flèches. Après avoir considéré d'autres moments, il est facile de vérifier que dans un système triphasé, la tension apparaissant dans les enroulements des phases du générateur, les diodes du redresseur de puissance passent d'ouvert à fermé et inversement de telle sorte que le courant dans la charge n'a qu'une seule direction - de la borne « + » de l'installation du générateur à sa borne « - » (« masse »), c'est-à-dire qu'un courant continu (rectifié) circule dans la charge.

Pour un nombre important de types de générateurs, le bobinage d'excitation est connecté à son propre redresseur, monté sur trois diodes. Cette connexion du bobinage de champ empêche le courant de décharge de la batterie de le traverser lorsque le moteur de la voiture ne tourne pas. Les diodes de redressement de l'enroulement de champ fonctionnent de la même manière, fournissant un courant redressé à cet enroulement. De plus, le redresseur à enroulement de champ comprend également 6 diodes, dont trois sont communes avec le redresseur de puissance (diodes négatives). Le courant d'excitation est nettement inférieur au courant fourni par le générateur à la charge. Par conséquent, comme diodes d'enroulement d'excitation, des diodes à faible courant de petite taille avec un courant ne dépassant pas 2 A sont utilisées (à titre de comparaison, les diodes de redressement de puissance permettent la circulation de courants jusqu'à 25... 35 A).

S'il est nécessaire d'augmenter la puissance du générateur, un bras redresseur supplémentaire est utilisé.

Un tel circuit redresseur ne peut avoir lieu que lorsque les enroulements du stator sont connectés en « étoile », puisque le bras supplémentaire est alimenté à partir du point « zéro » de « l'étoile ». Si les tensions de phase variaient de manière purement sinusoïdale, ces diodes ne participeraient pas du tout au processus de conversion du courant alternatif en courant continu. Cependant, dans les générateurs réels, la forme des tensions de phase diffère d'une sinusoïde. C'est la somme des sinusoïdes, appelées composantes harmoniques ou harmoniques - la première dont la fréquence coïncide avec la fréquence de la tension de phase, et les plus élevées, principalement la troisième, dont la fréquence est trois fois supérieure à la d'abord.

La forme réelle de la tension de phase comme la somme de deux harmoniques :
1. tension de phase de l'enroulement ;
2. première harmonique ;
3. troisième harmonique ;
Il est connu en génie électrique que dans la tension linéaire, c'est-à-dire dans la tension fournie au redresseur et redressée, il n'y a pas de troisième harmonique. Cela s'explique par le fait que les troisièmes harmoniques de toutes les tensions de phase sont en phase, c'est-à-dire qu'elles atteignent simultanément les mêmes valeurs et en même temps s'équilibrent et s'annulent mutuellement dans la tension linéaire. Ainsi, la troisième harmonique est présente dans la tension de phase, mais pas dans la tension linéaire. Par conséquent, la puissance développée par la troisième harmonique de la tension de phase ne peut pas être utilisée par les consommateurs. Pour utiliser cette puissance, on ajoute des diodes connectées au point zéro des enroulements de phase, c'est-à-dire au point où l'action de la tension de phase se fait sentir. Ainsi, ces diodes ne redressent que la tension de troisième harmonique de la tension de phase. L'utilisation de ces diodes augmente la puissance du générateur de 5...15 % à une vitesse de rotation supérieure à 3000 min -1.

La tension d'un générateur sans régulateur dépend fortement de la vitesse de rotation de son rotor, du flux magnétique créé par l'enroulement d'excitation et, par conséquent, de l'intensité du courant dans cet enroulement et de la quantité de courant fournie par le générateur aux consommateurs. Plus la vitesse de rotation et le courant d'excitation sont élevés, plus la tension du générateur est élevée ; plus le courant de sa charge est élevé, plus cette tension est faible. Fonction Régulateur de tension est de stabiliser la tension lorsque la vitesse de rotation et la charge changent en raison de l'effet sur le courant d'excitation. Auparavant, on utilisait des régulateurs de vibrations, puis des régulateurs à transistors de contact. Ces deux types de régulateurs ont désormais été complètement remplacés par des régulateurs électroniques.

Apparition des régulateurs de tension électroniques

La conception des régulateurs électroniques à semi-conducteurs peut être différente, mais le principe de fonctionnement de tous les régulateurs est le même. Bien entendu, vous pouvez modifier le courant dans le circuit d'excitation en introduisant une résistance supplémentaire dans ce circuit, comme cela se faisait dans les précédents régulateurs de tension de vibration, mais cette méthode est associée à une perte de puissance dans cette résistance et n'est pas utilisée dans les régulateurs électroniques. . Les régulateurs électroniques modifient le courant d'excitation en allumant et en désactivant l'enroulement d'excitation à partir du réseau d'alimentation, tout en modifiant la durée relative du temps d'activation de l'enroulement d'excitation. Si pour stabiliser la tension il est nécessaire de réduire le courant d'excitation, le temps de commutation de l'enroulement d'excitation est réduit ; s'il est nécessaire de l'augmenter, il est augmenté.

L'inconvénient de cette option de connexion du régulateur est que le régulateur maintient la tension à la borne « D+ » du générateur et que les consommateurs, y compris la batterie, sont connectés à la borne « B+ ». De plus, lorsqu'il est allumé de cette manière, le régulateur ne détecte pas de chute de tension dans les fils de connexion entre le générateur et la batterie et n'ajuste pas la tension du générateur pour compenser cette chute. Ces défauts sont éliminés dans le circuit suivant, où la tension au circuit d'entrée du régulateur est fournie à partir du nœud où elle doit être stabilisée, généralement la borne « B+ » du générateur.

Certains régulateurs de tension ont la propriété de compenser thermiquement - en modifiant la tension fournie à la batterie en fonction de la température de l'air dans le compartiment moteur pour une charge optimale de la batterie. Plus la température de l'air est basse, plus la tension doit être fournie à la batterie et vice versa. La valeur de compensation thermique atteint jusqu'à 0,01 V par 1°C.

Cette unité est conçue pour produire de l'électricité, sans laquelle le fonctionnement du moteur et de tous les équipements est impossible.

À propos, le moteur pourra fonctionner sans générateur, mais pas pour longtemps - jusqu'à ce que la batterie soit déchargée. Quels que soient la marque et le modèle de la voiture, qu'il s'agisse d'un VAZ-2110, d'un VAZ-2107 ou d'une Chevrolet Camaro, la conception du générateur est presque la même.

Les constructeurs installent des générateurs de courant alternatif triphasés sur les voitures modernes. Les principales parties de cette unité sont :

1. corps en alliage léger;
2. stator – un enroulement externe fixe fixé à l'intérieur du boîtier ;
3. rotor - un enroulement mobile tournant à l'intérieur du stator ;
4. relais régulateur de tension;
5. redresseur de tension.

"Anatomie" d'un générateur

Cadre

Le corps d'un générateur de voiture est constitué d'alliages de métaux légers (généralement du duralumin est utilisé) pour réduire le poids de l'appareil. Pour assurer une dissipation efficace de la chaleur, le boîtier dispose d'un grand nombre de trous d'aération. La conception du système de refroidissement est différente selon les modèles de générateur et dépend de la vitesse de fonctionnement du générateur et de la gravité des conditions de température dans le compartiment moteur de la voiture.

Par exemple, le VAZ-2106 a une turbine qui expulse l'air chaud du corps, tandis que le VAZ-2109, ainsi que les modèles 2110 et 2112, ont deux ventilateurs qui entraînent les flux d'air l'un vers l'autre. Les parois avant et arrière contiennent des roulements sur lesquels tourne le rotor.

Enroulement

L'enroulement du stator est constitué de fil de cuivre posé dans les rainures du noyau. Le noyau lui-même est constitué de fer de transformateur, qui présente des propriétés magnétiques améliorées. Le générateur étant triphasé, le stator comporte trois enroulements reliés entre eux par un triangle.

En raison du fait que l'appareil est soumis à un fort échauffement pendant le fonctionnement, le fil de bobinage est recouvert de deux couches de matériau isolant thermique. Habituellement, un vernis spécial est utilisé pour cela.

Rotor

Un rotor est un électro-aimant avec un enroulement situé sur un arbre. Un noyau ferromagnétique d'un diamètre légèrement inférieur au diamètre interne du stator (de 1,5 à 2 mm) est fixé au-dessus du bobinage. Des anneaux de cuivre sont également placés sur l'arbre du rotor, reliés à son enroulement par des balais en graphite. Les anneaux sont conçus pour fournir une tension de commande du relais-régulateur à l'enroulement du rotor.

Régulateur de relais

Un relais régulateur est un circuit électronique qui surveille et régule la tension à la sortie du générateur. Ce relais sert à protéger l'appareil des surcharges et maintient une tension dans le réseau de bord du véhicule d'environ 13,5 V.

Les régulateurs à relais plus avancés disposent d'un capteur de température, de sorte qu'en hiver, l'appareil produit une tension plus élevée (jusqu'à 14,7 V). Il est installé soit à l'intérieur du générateur dans le même boîtier avec les balais en graphite, soit (le plus souvent) à l'extérieur du boîtier, dans ce cas les balais sont montés sur un porte-balais spécial.

Redresseur

Le redresseur, ou pont de diodes, est constitué de six diodes situées sur un circuit imprimé et connectées par paires selon le circuit Larionov. La tâche du redresseur est de convertir le courant alternatif triphasé en courant continu. Les mécaniciens automobiles l’appellent souvent « fer à cheval » en raison de son apparence.

Fonctionnement du générateur de voiture

Le principe fondamental de fonctionnement d'un générateur automobile est la génération d'un courant électrique alternatif dans les enroulements du stator sous l'influence d'un champ magnétique constant formé autour du noyau du rotor. Après le démarrage du moteur, le rotor est entraîné par la courroie d'entraînement.

Sur les modèles VAZ-2106 et VAZ-2107, il est à engrenages, sur les voitures VAZ-2109, VAZ-2110, VAZ-2112, il est nervuré ou poly-coin. L'utilisation d'une courroie poly-V permet un rapport de transmission plus élevé, et donc des vitesses de fonctionnement plus élevées de l'unité et une plus grande efficacité.

Une courroie trapézoïdale ordinaire ne peut pas être utilisée pour les générateurs à grande vitesse comme le 94.3701, installés sur les voitures VAZ-2110 et VAZ-2112, car elle s'usera excessivement en raison d'une poulie trop petite.

Une tension est appliquée à l'enroulement du rotor et un flux magnétique est généré. Lors de la rotation du rotor, une CEM apparaît dans les enroulements du stator. Le relais-régulateur modifie l'intensité du courant en fonction de la charge retirée de la borne positive du générateur de manière à assurer la charge de la batterie ou à maintenir son niveau de charge, ainsi qu'à fournir de l'électricité à chaque appareil connecté au réseau du véhicule. -réseau de cartes.

Comment prolonger la durée de vie d'un générateur

La première chose que vous devez surveiller attentivement est la tension de la courroie d'entraînement. Si la tension est insuffisante, la courroie glissera constamment, ce qui entraînera une usure rapide et le générateur ne pourra pas produire la tension requise. Une courroie fortement tendue surcharge inutilement les roulements de l'ensemble, ce qui entraîne leur usure et leur remplacement rapides.

Les dysfonctionnements dans le fonctionnement du générateur de voiture sont signalés par un témoin sur le tableau de bord. S'il s'allume, cela signifie que l'appareil ne remplit pas sa tâche, c'est-à-dire qu'il produit une tension insuffisante. Les signes de problèmes sont :

• sous-charge ou surcharge périodique de la batterie ;
• atténuer les phares des voitures lorsque le moteur tourne au ralenti ;
• variation de l'intensité du flux lumineux en fonction de la vitesse de rotation du vilebrequin ;
• bruits parasites (grincements, cognements) provenant du générateur.

Si le défaut est détecté à temps, le coût de la réparation sera faible. Dans le cas contraire, une inattention ou une simple négligence entraînera le remplacement de l’ensemble de l’appareil.

Remplacement du générateur par un plus puissant

De nombreux propriétaires de VAZ-2106 et VAZ-2107 ne sont pas satisfaits des performances du générateur standard, capable de fournir un courant de seulement 42 ampères. Comme alternative, une unité d'un VAZ-2109 d'une puissance de 55 ampères est idéale. Ses fixations correspondent exactement à celles d'origine.

La seule différence est que dans la voiture VAZ-2109, un fil est branché sur le générateur au lieu de deux dans le "six", donc le fil supplémentaire provenant du relais de tension doit être isolé du reste. Vous devrez également remplacer le relais de charge RS-702, installé en standard sur le générateur VAZ-2106 (2107), par un RS-527 plus moderne ou son équivalent. Si cela n’est pas fait, le voyant de décharge sur le tableau de bord de la voiture s’allumera en permanence, mais au contraire, il s’éteindra lorsque la batterie sera déchargée.

Un générateur est l’un des principaux éléments de l’équipement électrique d’une voiture, fournissant simultanément de l’énergie aux consommateurs et rechargeant la batterie.

Le principe de fonctionnement de l'appareil repose sur la conversion de l'énergie mécanique provenant du moteur en tension.

En combinaison avec un régulateur de tension, l'unité est appelée groupe électrogène.

Les voitures modernes sont équipées d'une unité à courant alternatif qui répond pleinement à toutes les exigences énoncées.

Dispositif générateur

Les éléments de la source de courant alternatif sont cachés dans un seul boîtier, qui constitue également la base de l'enroulement du stator.

Dans le processus de fabrication du boîtier, des alliages légers sont utilisés (le plus souvent de l'aluminium et du duralumin) et pour le refroidissement, des trous sont prévus pour assurer une évacuation rapide de la chaleur du bobinage.

Il y a des roulements dans les parties avant et arrière du boîtier, auxquels est fixé le rotor, l'élément principal de la source d'alimentation.

Presque tous les éléments de l'appareil rentrent dans le boîtier. Dans ce cas, le boîtier lui-même se compose de deux couvercles situés sur les côtés gauche et droit, respectivement près de l'arbre d'entraînement et des anneaux de commande.

Les deux couvercles sont reliés entre eux à l'aide de boulons spéciaux en alliage d'aluminium. Ce métal est léger et a la capacité de dissiper la chaleur.

Un rôle tout aussi important est joué par l'ensemble balais, qui transmet la tension aux bagues collectrices et assure le fonctionnement de l'ensemble.

Le produit se compose d'une paire de brosses en graphite, de deux ressorts et d'un porte-balais.

On fera également attention aux éléments situés à l'intérieur du boîtier :

Quelles sont les exigences pour un générateur de voiture ?

Il existe un certain nombre d’exigences pour le groupe électrogène d’une voiture :

• La tension à la sortie de l'appareil et, par conséquent, dans le réseau de bord doit être maintenue dans une certaine plage, quelle que soit la charge ou la vitesse du vilebrequin.
• Les paramètres de sortie doivent être tels que dans n'importe quel mode de fonctionnement de la machine, la batterie reçoive une tension de charge suffisante.

Dans le même temps, chaque propriétaire de voiture doit accorder une attention particulière au niveau et à la stabilité de la tension de sortie. Cette exigence est due au fait que la batterie est sensible à de tels changements.

Par exemple, si la tension descend en dessous de la normale, la batterie n'est pas chargée au niveau requis. En conséquence, des problèmes peuvent survenir lors du processus de démarrage du moteur.

Dans la situation inverse, lorsque l'installation produit une tension élevée, la batterie est surchargée et tombe en panne plus rapidement.

Le principe de fonctionnement d'un générateur de voiture, caractéristiques du circuit

Le principe de fonctionnement du groupe électrogène est basé sur l'effet de l'induction électromagnétique.

Si un flux magnétique traverse la bobine et change, une tension apparaît et change aux bornes (en fonction du taux de changement de flux). Le processus inverse fonctionne de la même manière.

Ainsi, pour obtenir un flux magnétique, une tension doit être appliquée à la bobine.

Il s'avère que pour créer une tension alternative, deux composants sont nécessaires :

• Bobine (c'est à partir de celle-ci que la tension est supprimée).
• Source de champ magnétique.

Comme indiqué ci-dessus, un élément tout aussi important est le rotor, qui agit comme une source de champ magnétique.

Le système polaire du nœud présente un flux magnétique résiduel (même en l'absence de courant dans le bobinage).

Ce paramètre est petit, il ne peut donc provoquer une auto-excitation qu'à des vitesses élevées. Pour cette raison, un petit courant traverse d'abord l'enroulement du rotor, ce qui assure la magnétisation de l'appareil.

La chaîne mentionnée ci-dessus implique le passage du courant de la batterie à travers la lampe témoin.

Le paramètre principal ici est l'intensité du courant, qui doit être dans les limites normales. Si le courant est trop élevé, la batterie se déchargera rapidement, et s'il est trop faible, le risque d'excitation du générateur au ralenti augmentera.

En tenant compte de ces paramètres, la puissance de l'ampoule est sélectionnée, qui doit être de 2 à 3 W.

Dès que la tension atteint le paramètre requis, la lumière s'éteint et les enroulements d'excitation sont alimentés par le générateur de la voiture lui-même. Dans ce cas, la source d'alimentation passe en mode d'auto-excitation.

La tension est supprimée de l'enroulement du stator, qui est réalisé selon une conception triphasée.

L'unité se compose de 3 enroulements individuels (phases) enroulés selon un certain principe sur un noyau magnétique.

Les courants et tensions dans les enroulements sont décalés de 120 degrés. Dans le même temps, les enroulements eux-mêmes peuvent être assemblés en deux versions - "étoile" ou "triangle".

Si le circuit triangle est sélectionné, les courants de phase dans les 3 enroulements seront 1,73 fois inférieurs au courant total fourni par le groupe électrogène.

C'est pourquoi, dans les générateurs automobiles de grande puissance, le circuit « triangle » est le plus souvent utilisé.

Ceci s'explique précisément par des courants plus faibles, grâce auxquels il est possible d'enrouler le bobinage avec un fil de section plus petite.

Le même fil peut également être utilisé dans les connexions en étoile.

Pour garantir que le flux magnétique créé atteigne son objectif prévu et soit dirigé vers l'enroulement du stator, les bobines sont situées dans des rainures spéciales dans le noyau magnétique.

En raison de l'apparition d'un champ magnétique dans les bobinages et dans le circuit magnétique du stator, des courants de Foucault apparaissent.

L'action de ce dernier entraîne un échauffement du stator et une diminution de la puissance du générateur. Pour réduire cet effet, des plaques d'acier sont utilisées dans la fabrication du circuit magnétique.

La tension générée est fournie au réseau de bord via un groupe de diodes (pont redresseur), mentionné ci-dessus.

Après ouverture, les diodes ne créent pas de résistance et laissent passer le courant sans entrave dans le réseau de bord.

Mais avec une tension inverse, je ne suis pas transmis. En fait, seule subsiste la demi-onde positive.

Certains constructeurs automobiles remplacent les diodes par des diodes Zener pour protéger l'électronique.

La principale caractéristique des pièces est la capacité de ne pas laisser passer de courant jusqu'à un certain paramètre de tension (25-30 Volts).

Après avoir dépassé cette limite, la diode Zener « traverse » et laisse passer le courant inverse. Dans ce cas, la tension sur le fil « positif » du générateur reste inchangée, ce qui ne présente aucun risque pour l'appareil.

À propos, la capacité d'une diode Zener à maintenir un U constant aux bornes même après une « panne » est utilisée dans les régulateurs.

De ce fait, après avoir traversé le pont de diodes (diodes Zener), la tension est redressée et devient constante.

Pour de nombreux types de groupes électrogènes, le bobinage d'excitation possède son propre redresseur, assemblé à partir de 3 diodes.

Grâce à cette connexion, le flux de courant de décharge de la batterie est exclu.

Les diodes associées au bobinage inducteur fonctionnent selon un principe similaire et fournissent au bobinage une tension constante.

Ici, le dispositif redresseur est constitué de six diodes dont trois négatives.

Pendant le fonctionnement du générateur, le courant d'excitation est inférieur au paramètre fourni par le générateur de la voiture.

Par conséquent, pour redresser le courant sur l'enroulement d'excitation, des diodes avec un courant nominal allant jusqu'à deux ampères suffisent.

À titre de comparaison, les redresseurs de puissance ont un courant nominal allant jusqu'à 20-25 ampères. S'il est nécessaire d'augmenter la puissance du générateur, un autre bras avec diodes est installé.

Modes de fonctionnement

Pour comprendre les caractéristiques de fonctionnement d'un générateur automobile, il est important de comprendre les caractéristiques de chaque mode :

• Lors du démarrage du moteur, le principal consommateur d’énergie électrique est le démarreur. Une caractéristique du mode est la création d'une charge accrue, ce qui entraîne une diminution de la tension à la sortie de la batterie. En conséquence, les consommateurs tirent du courant uniquement de la batterie. C'est pourquoi, dans ce mode, la batterie est déchargée avec la plus grande activité.
• Après le démarrage du moteur, le générateur de la voiture passe en mode source d'alimentation. A partir de ce moment, l'appareil fournit le courant nécessaire pour alimenter la charge de la voiture et recharger la batterie. Dès que la batterie atteint la capacité requise, le niveau du courant de charge diminue. Dans ce cas, le générateur continue de jouer le rôle de source d'alimentation principale.
• Après avoir connecté une charge puissante, par exemple la climatisation, le chauffage intérieur, etc., la vitesse de rotation du rotor ralentit. Dans ce cas, le générateur automobile n’est plus en mesure de couvrir les besoins actuels de la voiture. Une partie de la charge est transférée à la batterie, qui fonctionne en parallèle avec la source d'alimentation et commence à se décharger progressivement.

Régulateur de tension - fonctions, types, voyant d'avertissement

L'élément clé du groupe électrogène est le régulateur de tension - un dispositif qui maintient un niveau sûr de U à la sortie du stator.

Il existe deux types de tels produits :

• Hybride - régulateurs dont le circuit électrique comprend à la fois des appareils électroniques et des composants radio.
• Intégré - dispositifs basés sur la technologie microélectronique à couches minces. Dans les voitures modernes, cette option est la plus répandue.

Un élément tout aussi important est un voyant de contrôle monté sur le tableau de bord, à partir duquel on peut conclure qu'il y a des problèmes avec le régulateur.

L'allumage de l'ampoule au moment du démarrage du moteur doit être de courte durée. S'il s'allume en permanence (lorsque le groupe électrogène est en fonctionnement), cela indique une panne du régulateur ou de l'unité elle-même, ainsi que la nécessité d'une réparation.

Subtilités de fixation

Le groupe électrogène est fixé à l'aide d'un support spécial et d'une connexion boulonnée.

L'unité elle-même est fixée à l'avant du moteur grâce à des pattes et des yeux spéciaux.

Si un générateur de voiture a des pattes spéciales, ces dernières sont situées sur les capots moteur.

Si une seule patte de fixation est utilisée, cette dernière est placée uniquement sur le capot avant.

En règle générale, dans la patte installée dans la partie arrière, il y a un trou dans lequel est installée une bague d'espacement.

La tâche de ce dernier est d'éliminer l'espace créé entre la butée et la fixation.

Montage du générateur Audi A8.

Et donc l'appareil est monté sur un VAZ 21124.

Dysfonctionnements du générateur et moyens de les éliminer

L’équipement électrique d’une voiture a tendance à tomber en panne. Dans ce cas, les plus gros problèmes surviennent au niveau de la batterie et du générateur.

En cas de défaillance de l'un de ces éléments, le fonctionnement du véhicule en mode de fonctionnement normal devient impossible ou le véhicule devient complètement immobilisé.

Toutes les pannes de générateur sont divisées en deux catégories :

• Mécanique. Dans ce cas, des problèmes surviennent avec l'intégrité du boîtier, des ressorts, de la transmission par courroie et d'autres éléments non liés au composant électrique.
• Électrique. Ceux-ci incluent des dysfonctionnements du pont de diodes, l'usure des balais, des courts-circuits dans les enroulements, des pannes du relais régulateur, etc.

Examinons maintenant plus en détail la liste des défauts et des symptômes.

1. Le courant de charge à la sortie est insuffisant :

2. Deuxième situation.

Lorsqu'un alternateur de voiture produit le niveau de courant requis, mais que la batterie ne se charge toujours pas.

Les raisons peuvent être différentes :

• Mauvaise qualité du tracé du contact de masse entre le régulateur et l'unité principale. Dans ce cas, vérifiez la qualité de la connexion des contacts.
• Panne du relais de tension - vérifiez-le et remplacez-le.
• Si les brosses sont usées ou coincées, remplacez-les ou nettoyez-les de la saleté.
• Le relais de protection du régulateur s'est déclenché en raison d'un court-circuit à la masse. La solution consiste à trouver l’emplacement du dommage et à résoudre le problème.
• D'autres raisons sont des contacts huileux, une panne du régulateur de tension, un court-circuit dans les enroulements du stator, une mauvaise tension des courroies.

3. Le générateur fonctionne mais fait beaucoup de bruit.

Dysfonctionnements possibles :

• Court-circuit entre les tours du stator.
• Usure du siège du roulement.
• Desserrage de l'écrou de poulie.
• Défaillance des roulements.

La réparation d'un générateur de voiture doit toujours commencer par un diagnostic précis du problème, après quoi la cause est éliminée par des mesures préventives ou par le remplacement de l'unité défaillante.

La pratique opérationnelle montre que changer un alternateur de voiture n'est pas difficile, mais pour résoudre le problème, vous devez suivre un certain nombre de règles :

• Le nouvel appareil doit avoir des paramètres de vitesse de courant similaires à ceux de l'unité d'usine.
• Les indicateurs énergétiques doivent être identiques.
• Les rapports de démultiplication des anciennes et des nouvelles sources d'énergie doivent correspondre.
• L'unité à installer doit être de taille appropriée et facilement fixée au moteur.
• Les circuits du nouveau et de l'ancien générateur de voiture doivent être les mêmes.

Veuillez noter que les appareils montés sur les voitures de fabrication étrangère sont fixés différemment des appareils nationaux, par exemple, comme sur un générateur TOYOTA COROLLA.
et Lada Granta
Par conséquent, si vous remplacez une unité étrangère par un produit national, vous devrez installer un nouveau support.

Pour conclure l'histoire des générateurs automobiles, il convient de souligner un certain nombre de conseils sur ce que les propriétaires de voitures devraient et ne devraient pas faire pendant le fonctionnement.

Le point principal est l’installation, au cours de laquelle il est important d’aborder la connexion de polarité avec la plus grande attention.

Si vous faites une erreur à cet égard, le dispositif redresseur se brisera et le risque d'incendie augmentera.

Démarrer le moteur avec des fils mal connectés présente un danger similaire.

Pour éviter des problèmes pendant le fonctionnement, vous devez respecter un certain nombre de règles :

• Gardez les contacts propres et surveillez le bon fonctionnement du câblage électrique du véhicule. Portez une attention particulière à la fiabilité de la connexion. Si de mauvais fils de contact sont utilisés, le niveau de tension à bord dépassera la limite autorisée.
• Surveillez la tension du générateur. Si la tension est faible, l’alimentation électrique ne pourra pas accomplir les tâches prévues. Si vous tendez la courroie, cela peut entraîner une usure rapide des roulements.
• Jetez les fils du générateur et de la batterie lorsque vous effectuez des travaux de soudage électrique.
• Si le témoin s'allume et reste allumé après le démarrage du moteur, recherchez et éliminez la cause.

Une attention particulière doit être portée au régulateur de relais, ainsi qu'à la vérification de la tension à la sortie de la source d'alimentation. En mode charge, ce paramètre doit être au niveau de 13,9-14,5 Volts.

De plus, vérifiez de temps en temps l'usure et l'adéquation de la force des balais du générateur, l'état des roulements et des bagues collectrices.

La hauteur des brosses doit être mesurée avec le support retiré. Si ce dernier est usé jusqu'à 8-10 mm, un remplacement est nécessaire.

Quant à la force des ressorts retenant les balais, elle doit être au niveau de 4,2 N (pour VAZ). En même temps, inspectez les bagues collectrices - elles ne doivent avoir aucune trace d'huile.

Aussi, le propriétaire de la voiture doit se rappeler un certain nombre d'interdictions, à savoir :

• Ne laissez pas la voiture avec la batterie connectée en cas de suspicion de panne du pont de diodes. Sinon, la batterie se déchargera rapidement et le risque d'incendie du câblage augmentera.
• Ne vérifiez pas le bon fonctionnement du générateur en sautant ses bornes ou en débranchant la batterie pendant que le moteur tourne. Dans ce cas, des dommages aux composants électroniques, à l'ordinateur de bord ou au régulateur de tension peuvent survenir.
• Ne laissez pas de liquides techniques entrer en contact avec le générateur.
• Ne laissez pas l'appareil allumé si les bornes de la batterie ont été retirées. Sinon, cela pourrait endommager le régulateur de tension et l'équipement électrique de la voiture.

Comme le moteur a besoin d’électricité pour fonctionner et que la réserve de batterie suffit juste à le démarrer, le générateur de la voiture en produit constamment au ralenti et à haut régime. En plus de fournir de la tension à tous les consommateurs du réseau de bord, l'électricité est consacrée à la recharge de la batterie et à l'auto-excitation de l'induit du générateur.

Objectif d'un générateur de voiture

En plus d'alimenter le réseau de bord, le générateur de la voiture reconstitue la quantité d'électricité consommée par la batterie lors du démarrage du moteur à combustion interne. L'excitation initiale du bobinage est également réalisée grâce au courant continu de la batterie. Le générateur commence alors à produire de l'électricité de manière autonome lorsque la rotation est transmise par une courroie à une poulie depuis le vilebrequin du moteur.

En d'autres termes, sans générateur, la voiture démarrera avec le démarreur de la batterie, mais elle n'ira pas loin et ne démarrera pas la prochaine fois, car la batterie ne recevra pas de recharge. La durée de vie du générateur est influencée par les facteurs suivants :

• capacité et ampérage de la batterie ;
• style et mode de conduite ;
• nombre de consommateurs du réseau à bord ;
• saisonnalité de l'exploitation des véhicules ;
• qualité de fabrication et d'assemblage des composants du générateur.

La conception simple vous permet de diagnostiquer et de réparer vous-même la plupart des pannes.

Caractéristiques de conception

Le principe de fonctionnement d'un générateur automobile repose sur l'effet de l'induction électromagnétique, qui permet de recevoir un courant électrique en induisant puis en modifiant le champ magnétique autour du conducteur. Pour ce faire, le générateur contient les pièces nécessaires :

• rotor - une bobine à l'intérieur de deux paires d'aimants multidirectionnels, recevant une rotation via une poulie et un courant continu vers les enroulements de champ via des balais et des anneaux de collecteur
• stator - enroulements à l'intérieur du circuit magnétique dans lesquels le courant électrique alternatif est induit
• pont de diodes – redresse le courant alternatif en courant continu
• relais de tension - régule cette caractéristique entre 13,8 et 14,8 V

Lorsque le moteur ne tourne pas, au moment de son démarrage, le courant d'excitation est fourni à l'induit depuis la batterie. Ensuite, le générateur commence à produire de l'électricité tout seul, passe en auto-excitation et restaure complètement la charge de la batterie pendant que la voiture roule.

Au ralenti, la recharge n'a pas lieu, mais le réseau de bord et tous ses consommateurs (phares, musique, climatisation) sont intégralement fournis.

Stator

La partie la plus complexe d’un générateur est la structure du stator :

• dans du fer de transformateur de 0,8 à 1 mm d'épaisseur, les plaques sont découpées avec un tampon;
• Les colis en sont assemblés (soudage ou fixation avec rivets), 36 rainures sur le pourtour sont isolées avec de la résine époxy ou un film polymère ;
• puis 3 enroulements sont placés dans des sachets, fixés dans les rainures avec des cales spéciales.

C'est dans le stator qu'est générée la tension alternative, que le générateur de la voiture rectifie ensuite en courant continu pour le réseau de bord et la batterie.

Rotor

Lors de l'utilisation de roulements, le tourillon est durci et l'arbre lui-même est créé en acier allié. Une bobine recouverte d'un vernis diélectrique spécial est enroulée sur l'arbre. Des moitiés de pôles magnétiques sont placées dessus et fixées à l'arbre :

• ressembler à une couronne;
• contient 6 pétales ;
• sont réalisés par estampage ou moulage.

La poulie est fixée sur l'arbre avec une clé ou un écrou avec une clé hexagonale. La puissance du générateur dépend de l'épaisseur du fil de la bobine d'excitation et de la qualité du vernis isolant des enroulements.

Lorsqu'une tension est appliquée aux enroulements de champ, un champ magnétique apparaît autour d'eux, interagissant avec un champ similaire provenant des moitiés polaires permanentes des aimants. C'est la rotation du rotor qui assure la génération de courant électrique dans les enroulements du stator.

Unité de collecte actuelle

Dans un générateur de balais, la structure de l'unité de collecte de courant est la suivante :

• les balais glissent le long des anneaux du collecteur ;
• ils transmettent un courant continu à l'enroulement d'excitation.

Les balais électrographite s'usent moins que les modifications cuivre-graphite, mais une chute de tension est observée sur les demi-anneaux du collecteur. Pour réduire l'oxydation électrochimique des anneaux, ceux-ci peuvent être en acier inoxydable et en laiton.

Le fonctionnement de l'unité de collecte de courant s'accompagnant de frottements intenses, les balais et les bagues du collecteur s'usent plus souvent que les autres pièces et sont considérés comme des consommables. Ils sont donc rapidement accessibles pour un remplacement périodique.

Redresseur

Étant donné que le stator d'un appareil électrique génère une tension alternative et que le réseau de bord nécessite du courant continu, un redresseur est ajouté à la conception, auquel les enroulements du stator sont connectés. Selon les caractéristiques du générateur, le bloc redresseur a une conception différente :

• le pont de diodes est soudé ou pressé dans des plaques de dissipateur thermique en forme de fer à cheval ;
• Le redresseur est assemblé sur une carte, des dissipateurs thermiques dotés d'ailettes puissantes sont soudés aux diodes.

Le redresseur principal peut être dupliqué par un pont de diodes supplémentaire :

• unité compacte scellée ;
• forme dida-pois ou cylindrique;
• inclusion dans le dispositif global des petits bus.

Le redresseur est le « maillon faible » du générateur, puisque tout corps étranger conducteur de courant, tombant accidentellement entre les dissipateurs thermiques des diodes, entraîne automatiquement un court-circuit.

Régulateur de tension

Une fois l'amplitude alternative convertie en courant continu par le redresseur, la puissance du générateur est fournie au relais régulateur de tension pour les raisons suivantes :

• Le vilebrequin du moteur à combustion interne tourne à différentes vitesses en fonction du type de conduite, de la distance parcourue et du cycle de conduite du véhicule ;
• par conséquent, un générateur de voiture, par défaut, n'est pas physiquement capable de produire la même tension à différentes périodes de temps ;
• Le dispositif de relais régulateur est responsable de la compensation de température - il surveille la température de l'air et lorsqu'elle diminue, il augmente la tension de charge et vice versa.

La valeur standard de compensation de température est de 0,01 V/1 degré. Certains générateurs sont équipés d'interrupteurs manuels été/hiver situés à l'intérieur ou sous le capot de la voiture.

Il existe des relais régulateurs de tension dans lesquels le réseau de bord est connecté à l'enroulement d'excitation du générateur avec un fil « – » ou un câble « + ». Ces conceptions ne sont pas interchangeables, elles ne peuvent pas être confondues : le plus souvent, des régulateurs de tension « négatifs » sont installés dans les voitures particulières.

Roulements

Le roulement avant est considéré comme étant du côté de la poulie, son boîtier est enfoncé dans le couvercle et un ajustement coulissant est utilisé sur l'arbre. Le roulement arrière est situé à proximité des anneaux collecteurs ; au contraire, il est monté sur l'arbre avec interférence ; un ajustement coulissant est utilisé dans le boîtier.

Dans ce dernier cas, des roulements à rouleaux peuvent être utilisés ; le roulement avant est toujours un roulement à billes radial avec un lubrifiant unique appliqué en usine, suffisant pour toute la durée de vie.

Plus la puissance du générateur est élevée, plus la charge sur le chemin de roulement est importante et plus les deux pièces consommables doivent être remplacées souvent.

Turbine

Les pièces de friction à l'intérieur du générateur sont refroidies par air pulsé. Pour ce faire, une ou deux roues sont placées sur l'arbre, aspirant l'air à travers des fentes/trous spéciaux dans le corps du produit.

Il existe trois types de générateurs automobiles refroidis par air :

• s'il y a un ensemble balais/anneau collecteur et que le redresseur et le régulateur de tension sont sortis du boîtier, ces composants sont protégés par un boîtier, de sorte que des trous d'entrée d'air y sont créés (position a) du circuit inférieur ;
• si la disposition des mécanismes sous le capot est dense et que l'air qui les entoure est trop chaud pour refroidir correctement l'espace interne du générateur, un boîtier de protection spécialement conçu est utilisé (position b) sur la figure du bas ;
• dans les générateurs de petite taille, des fentes d'admission d'air sont créées dans les deux couvercles du boîtier (position c) sur la figure du bas).

La surchauffe des enroulements et des roulements réduit considérablement les performances du générateur et peut entraîner un blocage, un court-circuit et même un incendie.

Cadre

Traditionnellement, pour la plupart des appareils électriques, le boîtier du générateur a une fonction de protection pour tous les composants situés à l'intérieur. Contrairement à un démarreur de voiture, le générateur n'a pas de tendeur, l'affaissement de la courroie de transmission se règle en déplaçant le boîtier du générateur lui-même. A cet effet, en plus des pattes de fixation, le corps dispose d'un œillet de réglage.

Le corps est en alliage d'aluminium et se compose de deux couvercles :

• Le stator et l'induit sont cachés à l'intérieur du capot avant ;
• À l'intérieur du capot arrière se trouvent un redresseur et un relais régulateur de tension.

Le bon fonctionnement du générateur dépend de cette pièce, car un roulement du rotor est pressé à l'intérieur d'un couvercle et la courroie est tendue dans l'œil du boîtier.

Modes de fonctionnement

Lors du fonctionnement du générateur machine, il existe 2 modes :

• démarrage du moteur à combustion interne - à ce moment, le démarreur de la voiture et la bobine du rotor du générateur sont les seuls consommateurs, l'énergie de la batterie est consommée, les courants de démarrage sont beaucoup plus élevés que les courants de fonctionnement, donc le démarrage ou non de la voiture dépend de la qualité de la recharge de la batterie ;
• mode de fonctionnement - le démarreur est éteint à ce moment, l'enroulement du rotor du générateur passe en mode auto-excitation, mais d'autres consommateurs apparaissent (climatisation, vitres chauffantes, rétroviseurs, phares, autoradio), il faut restaurer la charge de la batterie .

Attention : Avec une forte augmentation de la charge totale (système audio avec amplificateur, caisson de basses), le courant du générateur devient insuffisant pour répondre aux besoins du système embarqué, et la charge de la batterie commence à se consommer.

Par conséquent, pour réduire les chutes de tension, les propriétaires d'autoradio installent souvent une deuxième batterie, augmentent la puissance du générateur ou la dupliquent avec un autre appareil.

Entraînement du générateur

L'alternateur reçoit de la vitesse pour produire de l'électricité via un entraînement par courroie trapézoïdale provenant du vilebrequin du moteur. Par conséquent, la tension de la courroie doit être vérifiée régulièrement, de préférence avant chaque voyage. Les principales nuances de l'entraînement du générateur sont :

• la tension est vérifiée avec une force de 3 à 4 kg, la flèche dans ce cas ne peut pas dépasser 12 mm ;
• le diagnostic est effectué avec une règle dont la force sur un bord est fournie par un acier domestique;
• la courroie peut glisser si de l'huile pénètre dessus en raison de fuites dans les joints et les joints des unités adjacentes sous le capot ;
• une courroie trop rigide provoque une usure accrue des roulements ;
• Le manque d'alignement des poulies de vilebrequin et du générateur entraîne des sifflements et une usure inégale des courroies dans la section transversale.

La ressource moyenne des poulies est de 150 à 200 000 kilomètres de kilométrage automobile. Cette caractéristique d'une courroie varie trop selon le constructeur, le modèle de voiture et le style de conduite du propriétaire.

Schéma électrique

Les constructeurs prennent en compte le nombre spécifique de consommateurs dans un modèle de voiture, c'est pourquoi dans chaque cas, un circuit électrique individuel du générateur est utilisé. Les plus populaires sont 8 schémas d'« installations électriques mobiles » sous le capot d'une voiture avec la même désignation d'éléments :

1. bloc générateur;
2. enroulement du rotor ;
3. circuit magnétique du stator;
4. pont de diodes ;
5. changer;
6. relais de lampe;
7. relais régulateur;
8. lampe;
9. condensateur;
10. unité de transformateur et de redresseur ;
11. Diode Zener ;
12. résistance.

Dans les schémas 1 et 2, l'enroulement d'excitation reçoit une tension via le commutateur d'allumage afin que la batterie ne se décharge pas lorsqu'elle est garée. L'inconvénient est la commutation du courant de 5 A, ce qui réduit la durée de vie.

Ainsi, dans le schéma 3, les contacts sont déchargés par le relais intermédiaire et la consommation de courant est réduite à des dixièmes d'ampère. L'inconvénient de cette option est l'installation complexe du générateur, la diminution de la fiabilité de la conception et l'augmentation de la fréquence de commutation du transistor. Les phares peuvent clignoter et les aiguilles des instruments peuvent trembler.

Dans le circuit 5, un redresseur supplémentaire est constitué de trois diodes sur le chemin de l'enroulement d'excitation. Cependant, lors d'un stationnement prolongé, il est recommandé de retirer le « + » de la borne de la batterie, car la batterie pourrait se décharger. Mais lors de l'excitation initiale du bobinage au moment du démarrage du moteur à combustion interne, la consommation de courant de la batterie est minime. Éteignez la diode Zener, dangereuse pour l'électronique de la machine.

Pour les moteurs diesel, des générateurs utilisant le circuit 6 sont utilisés. Ils sont conçus pour une tension de 28 V ; l'enroulement d'excitation reçoit la moitié de la charge grâce à la connexion au point « zéro » du stator.

Dans le schéma 7, la décharge de la batterie lors d'un stationnement de longue durée est éliminée en réduisant la différence de potentiel aux bornes « D » et « + ». Une aile supplémentaire du pont de diodes redresseurs a été créée à partir de diodes Zener pour éliminer les surtensions.

Le schéma 8 est généralement utilisé dans les générateurs Bosch. Ici, le régulateur de tension est compliqué, mais le circuit du générateur lui-même est simplifié.

Marquages ​​des bornes sur le boîtier

Lors de l'autodiagnostic avec un multimètre, le propriétaire a besoin d'informations pertinentes sur la manière dont les bornes du boîtier du générateur sont marquées. Il n'existe pas de désignation unique, mais des principes généraux sont suivis par tous les fabricants :

• du redresseur sort un « plus », marqué « + », 30, B, B+ et BAT, un « moins », marqué « – », 31, D-, B-, E, M ou GRD ;
• la borne 67, Ш, F, DF, E, EXC, FLD part de l'enroulement d'excitation ;
• le fil « positif » du redresseur supplémentaire à la lampe témoin est désigné D+, D, WL, L, 61, IND ;
• la phase est reconnaissable à une ligne ondulée, les lettres R, W ou STA ;
• le point zéro de l'enroulement du stator est désigné « 0 » ou MP ;
• la borne du relais régulateur pour la connexion au « plus » du réseau de bord (généralement la batterie) est désignée par 15, B ou S ;
• le câble du contacteur d'allumage doit être connecté à la borne du régulateur de tension marquée IG ;
• L'ordinateur de bord est connecté à la borne du relais du régulateur repérée F ou FR.

Il n'y a pas d'autres désignations, et celles ci-dessus ne sont pas entièrement présentes sur le boîtier du générateur, puisqu'elles se retrouvent sur toutes les modifications existantes d'appareils électriques.

Défauts fondamentaux

Les pannes de la « centrale électrique embarquée » sont causées par un mauvais fonctionnement du véhicule, l'épuisement des pièces de friction ou une panne du système électrique. Tout d'abord, des diagnostics visuels sont effectués et des bruits parasites sont identifiés, puis la partie électrique est vérifiée avec un multimètre (testeur). Les principaux défauts sont résumés dans le tableau :

Rupture	Cause	Réparation
sifflement, perte de puissance à haute vitesse	tension de courroie insuffisante, défaillance du roulement/de la bague	réglage de la tension, remplacement de la bague/du roulement
sous-facturation	le relais du régulateur est défectueux	remplacement du relais
recharger	le relais du régulateur est défectueux	remplacement du relais
jeu d'arbre	défaillance du roulement ou usure de la bague	remplacement des consommables
fuite de courant, chute de tension	panne de diode	remplacement des diodes du redresseur
panne du générateur	brûlure ou usure du collecteur, rupture du bobinage d'excitation, balais coincés, blocage du rotor dans le stator, rupture du fil venant de la batterie	éliminer les pannes indiquées

Lors du diagnostic, le testeur mesure la tension du générateur à différents régimes moteur - au ralenti, sous charge. L'intégrité des enroulements et des fils de connexion, du pont de diodes et du régulateur de tension est vérifiée.

Choisir un générateur pour une voiture de tourisme

En raison des différents diamètres des poulies d'entraînement de la courroie trapézoïdale, le générateur reçoit une vitesse angulaire plus élevée que la vitesse du vilebrequin. La vitesse de rotation du rotor atteint 12 à 14 000 tours par minute. Par conséquent, la ressource du générateur est au moins la moitié de celle d'une voiture à moteur à combustion interne.

La machine est équipée d'un générateur en usine, donc lors du remplacement, une modification avec des caractéristiques et des trous de montage similaires est sélectionnée. Cependant, lors du réglage d'une voiture, le propriétaire peut ne pas être satisfait de la puissance du générateur. Par exemple, après avoir augmenté le nombre de consommateurs (sièges chauffants, rétroviseurs, vitres), installé un caisson de basses, un système audio avec amplificateur, il faut sélectionner un nouveau générateur plus puissant ou installer un deuxième appareil électrique complété par un supplément. batterie.

Dans le premier cas, il faudra sélectionner une puissance suffisante pour recharger la batterie avec une marge de 15%. Lors de l'installation d'un deuxième générateur, le budget initial et de fonctionnement augmente considérablement :

• pour un générateur supplémentaire vous devrez installer une poulie supplémentaire sur le vilebrequin ;
• trouver un endroit pour monter le corps de l'appareil électrique de manière à ce que sa poulie soit située dans le même plan que la poulie de vilebrequin ;
• entretenir et changer les consommables de deux « centrales électriques mobiles » à la fois.

Avec l'avènement des modèles de générateurs sans balais, certains propriétaires remplacent l'appareil standard par cet appareil.

Modifications sans balais

Le principal avantage d’un générateur sans balais est sa durée de vie extrêmement longue. Malgré la conception complexe et le prix, il n'y a fondamentalement rien à casser ici, et le retour sur investissement est encore plus élevé en raison de l'absence de consommables brosses/anneaux collecteurs.

Les dimensions compactes et l'absence de courts-circuits lorsque l'eau pénètre dans les bobinages remplis de vernis ou d'une composition composite lui permettent d'être monté sur presque tous les véhicules.

Afin d'assurer le fonctionnement normal de la voiture, un générateur est nécessaire. Cet appareil permet de convertir l'énergie du mouvement en courant électrique.

A quoi ressemble un générateur de voiture ?

Un générateur de courant est nécessaire pour alimenter les produits d'éclairage, charger la batterie (accu rechargeable), les instruments de mesure, connecter un ordinateur de bord, etc.

Générateur CC

Les générateurs à courant continu ont été les premiers à être utilisés pour les voitures, ce qui présentait de nombreux inconvénients. L'introduction de nouveaux redresseurs d'un nouveau type (silicium et sélénium) a permis d'utiliser des générateurs de courant alternatif pour le transport, ce qui a permis d'augmenter le rendement de l'installation et de fournir plus de puissance avec le même courant d'entrée.

À quoi ressemble un générateur moderne ?

Sur les véhicules produits jusqu'au milieu des années 60. Au XXe siècle, des générateurs de courant continu étaient utilisés.

Le principal inconvénient des appareils était la panne rapide de l'équipement, un schéma de connexion imparfait, la faible puissance de l'installation, la nécessité d'une surveillance et d'un entretien constants de l'équipement, malgré le fait que la puissance de sortie était insignifiante.

Le circuit électrique de la voiture comprend un relais régulateur de tension. Le stator contient un enroulement d'excitation, qui est connecté en parallèle à l'enroulement de puissance (au niveau de l'induit du générateur) par des balais à ressort.

Vue générale du régulateur de tension

Conception et principe de fonctionnement du générateur

• Stator à trois enroulements (étoile).
• Rotor avec bobinage d'excitation. Le courant lui est fourni en connectant des bagues collectrices et des balais.
• La carte redresseur est composée de 6 diodes semi-conductrices. Convertit le courant en courant continu et l'envoie au réseau électrique du véhicule. Remplit également la fonction d'un relais de courant inverse.
• Régulateur de tension. Permet de contrôler la valeur des charges de courant sur les enroulements d'excitation, c'est-à-dire stabilise le niveau de tension dans l'appareil. Généralement fabriqué en un seul corps. Le circuit est réalisé en trois versions : sans contact (relais électromagnétique exclu ; le réglage du courant alternatif s'effectue par une clé électronique) ; contact-transistor (le contrôle est effectué par des transistors); vibration (le contrôle est effectué par un relais électromagnétique).
• Relais d'indication de fonctionnement de l'alternateur. Fonctionne à partir de 2 phases de la source ou du zéro du redresseur.

Type de brosse à ressort

Les limiteurs de courant ne sont pas fournis, car le circuit comprend des éléments auto-limiteurs.

Avantages :

• réduire la taille des générateurs automobiles ;
• haute fiabilité et fonctionnement sans problème.
• obtenir des générateurs de plus grande puissance par rapport aux modèles à courant continu.

Relais régulateur

Le dispositif se compose de trois éléments principaux :

1. OT (limiteur de courant) est un composant du relais qui contrôle le courant. Lorsque le courant continu dépasse la valeur spécifiée, l'appareil est éteint. Il est connecté au circuit en série entre le générateur et la tension de sortie.Principe de fonctionnement : le relais s'active lorsque le courant continu atteint la valeur spécifiée. Ensuite, une résistance supplémentaire est connectée au circuit électrique pour réduire la charge de courant.

Lorsque la charge est éteinte, l'OT maintient les paramètres de la batterie au même niveau. Si le courant dépasse la valeur limite supérieure, cela s'accompagne d'une décharge de la batterie.

1. SV (stabilisateur de tension). Contrôle la puissance du flux magnétique sur l’enroulement du champ du stator. Lorsque la valeur de tension maximale est atteinte, la protection est déclenchée et une résistance supplémentaire est incluse dans le circuit électrique, ce qui entraîne une diminution du potentiel.

Stabilisateur de tension requis pour contrôler la puissance du flux magnétique

Lorsque la tension descend en dessous du relais de fonctionnement, une ou plusieurs résistances sont supprimées (via des shunts) et le courant commence à augmenter.

1. ROT (relais de courant inverse). L'appareil est nécessaire pour allumer et éteindre automatiquement le générateur à partir d'une charge externe lorsque la tension du circuit de la batterie externe diminue (dépasse). L'absence de ROT entraîne une surchauffe des bobinages et une décharge incontrôlée des batteries.

Pour contrôler pleinement le fonctionnement du générateur, le circuit électrique est complété par un relais interrupteur de lampe, qui signale une basse tension sur les enroulements et une faible capacité de la batterie.

L'OT et le régulateur de tension ne peuvent pas fonctionner en même temps. Après avoir atteint une valeur critique, le limiteur AC commence à fonctionner.

Générateur CA

Le travail est basé sur l'action de l'induction électromagnétique - la rotation d'un aimant permanent dans un champ rectangulaire.

Types par caractéristiques de conception :

• Avec pôles magnétiques rotatifs et stator stationnaire. Ils sont largement utilisés en raison de l'absence de nécessité de compenser des courants importants sur le rotor.
• Modèles avec champ magnétique fixe et armature mobile. Moins courant en raison d'une faible efficacité.

Par type d'excitation :

• Excitation par aimants permanents.
• L'excitation est réalisée par courant redressé. Il n'y a pas de pinceaux dans la conception.
• L'excitation est réalisée à partir d'un générateur primaire de faible puissance installé sur le même arbre que le principal.
• Alimentation du bobinage d'excitation à partir d'une source autonome de courant électrique, de batteries, etc.

Par nombre de phases : monophasées, biphasées et triphasées.

Chaque appareil contient un rotor entièrement moulé en métal. Les pointes du rotor sont en tôle d'acier. Pour assurer le fonctionnement normal du processus d'induction magnétique, il est nécessaire de maintenir un espace.

Des bobines d'excitation sont montées sur les noyaux, qui fonctionnent en courant continu. L'alimentation en courant alternatif des générateurs de courant alternatif s'effectue par l'intermédiaire de balais ou de bagues collectrices.

Les modèles modernes utilisent des générateurs de courant alternatif. Le redresseur se présente sous la forme d'un semi-conducteur intégré.

Conception et principe de fonctionnement d'un générateur automobile

Le principal composant qui alimente le mécanisme du véhicule est l’autogénérateur. L'unité vous permet d'obtenir de l'énergie électrique en convertissant l'énergie mécanique. Un élément obligatoire du système électrique d'une voiture est un relais régulateur de tension, qui contrôle les paramètres du système.

Tâches du régulateur de tension :

• Stabilise le potentiel du réseau lorsque la vitesse de rotation varie.
• Évitez toute décharge incontrôlée de la batterie. Une valeur de potentiel faible provoque une sous-charge ; une valeur élevée provoque une défaillance rapide de la batterie.

Conception du générateur CC :

• Cadre. Il s'ouvre sur deux côtés : du côté des bagues collectrices - l'arrière (il abrite les roulements et le stator est sécurisé, il y a des balais et autres composants chargés de générer et de contrôler l'énergie électrique), l'avant - depuis la poulie côté (fixé à la partie mécanique de la voiture).
• Stator. Une coque cylindrique en tôle d'acier dans laquelle se trouve l'enroulement triphasé. Cette unité génère de l'énergie électrique.
• Le rotor est en forme de bec, à l'intérieur duquel se trouvent deux bagues. Dans l'espace entre eux se trouve un bobinage d'excitation, directement relié à des bagues collectrices en cuivre (de forme cylindrique).
• Un relais régulateur de tension est nécessaire pour réguler la charge de courant sur le générateur.
• Une poulie est un dispositif permettant de transmettre de l'énergie mécanique à un générateur à entraînement par courroie.
• Les redresseurs sont à six diodes, réparties en deux groupes, reliés par trois en dissipateurs thermiques positifs et négatifs.
• Brosses à ressort.
• Couvercle de protection.

A quoi ressemble une poulie de voiture ?

Le générateur de courant alternatif diffère par sa taille, l'emplacement d'installation des principaux composants et sa qualité. Le circuit et le principe de fonctionnement du générateur et de ses composants sont identiques pour tous les modèles.

Autogénérateur en équipement rural :

• Les tracteurs ne sont pas équipés de batteries, ils sont donc équipés de générateurs de courant alternatif à excitation par aimant permanent. Les premiers modèles utilisaient des autogénérateurs à courant continu, démarrés manuellement. Un relais régulateur de tension a été installé sur tous les modèles.

Avec une conception de moteur longitudinale, l'autogénérateur est situé à l'extérieur du carter ; avec un moteur transversal, le rotor est fixé à la partie avant du vilebrequin et le générateur est dans un compartiment fermé entre la boîte de vitesses et le carter moteur.

• Sur les motos, le circuit générateur de courant est identique à celui des automobiles équipées de batteries. Pour d'autres modèles, des conceptions avec des aimants en néodyme ont été proposées.

L'éclairage doit être effectué dans le respect des règles de sécurité, car le courant de démarrage sur la voiture donneuse dépasse largement la charge de courant admissible sur le générateur connecté. La panne la plus courante dans cette situation est la défaillance du régulateur de tension.

Pour éviter une panne de l'équipement, il est nécessaire d'éteindre le moteur à combustion interne et de relâcher la borne « - » de la batterie.

Pour un mouvement normal du rotor sans charge, il est nécessaire d'appliquer 5 % de la puissance nominale de l'appareil.

L'arbre du générateur ne commence à exercer une résistance que lorsque le champ magnétique du stator apparaît, puisque la charge (allumage des lampes, des appareils musicaux, etc.)

La quantité d'énergie requise pour alimenter l'enroulement d'excitation du générateur est de 5 % de la charge de sortie totale.