Безщеточные генераторы. Почему они не использовали?

Если генератор автомобиля не удается, наиболее распространенной причиной является износ щеточного узла. Однако, безщеточные генераторы были изобретены давно – почему они не выдавливают из их предположительно более продвинутых «конкурентов»?

На сегодняшний день наиболее распространенными и массовое строительство автомобильных генераторов является использование графитовых щеток, которые обеспечивают напряжение на обмотки ротора (так называемая «катушка возбуждения») через пару вращающихся скользящих контактов в виде медного кольца на вал ротора. Аналогичное решение используется на большинстве автомобилей, за редким исключением, так как она была разработана несколько десятилетий доказал свою практичность.

В этой конструкции очень прост и эффективен, чтобы поддерживать стабильное напряжение в электрическую сеть автомобиля в любое оборотов двигателя и соответственно генератора электронный блок регулирования напряжения (который обычно называется «реле регулятор») контролирует уровень выходного напряжения и уменьшает или увеличивает ток в обмотку возбуждения. Как только напряжение понижается, ток увеличивается. Как только он приближается к верхнему пределу при 14.2 вольтах, она снижена. Процесс идет быстро и непрерывно, и в результате мы имеем стабильное напряжение на холостом ходу и на высокой скорости.

Щетка в сборе сухой и плохо защищен от песка и влаги. И все открытия и трется без смазки со временем изнашиваются и выходят из строя. Это сборка кисть является наиболее распространенным источником простоя генератора. Кроме того, он, как правило, также неразрывно сочетается с электронного блока напряжение (далее»напряжение»).

Однако в последние годы слово «бесщеточный» (или его эквивалент «бесщеточный») был услышан, «широкие массы» (С) – стало известно даже людям, относительно далеким от технологии. В различных областях повседневной жизни активно бесщеточные двигатели – сегодня они летают квадрокоптеры, крутя отверткой, косить траву с помощью триммеров и других механизмов и приспособлений. Даже откровенные гуманитарии уже успешно убежден, что «щетки плохие: они изнашиваются, ломаются, разогреть и привести к потере власти». Почему щетки на автомобильном генераторе еще не исчезла, но в последние годы, все чаще отказываются от использования его в двигателях, дешевые детские игрушки ?!

Возможно, потому, что электродвигатели массово перевели в безщеточный (или как вам нравится безщеточную технологию), но мы говорим о генераторе? Нет, это не он. Просто нет препятствий. Электрический двигатель и электрический генератор очень схожи по характеру с электрической машиной, кроме того, они часто являются обратимыми: мотор, способный генерировать ток, если она вынуждена вращаться, и генератор может выступать в качестве двигателя, если он получает питание снова. с внешнего источника питания.

Вы можете использовать безщеточный альтернатор в машине, он реализуется и практикуется. Однако, такие генераторы выпускаются в очень ограниченном количестве и по каким-то причинам не стали массовыми … почему?

Чтобы сделать генератор бесщеточный автомобиля, в принципе, не так уж и сложно. Зачем, собственно, нужны щетки? Чтобы применить 12 вольт через них на обмотку возбуждения внутри вращающегося ротора. После этого сегментированный Ротор катушки, на которые подается постоянный ток от батареи, становится многополюсным электромагнитом и создает тока в неподвижных обмотках статора.

Вы можете снять скользящего контакта щетки на автомобильном генераторе за счет специальной конструкции ротора. Для этой цели Ротор вытянут, а обмотка возбуждения выполнена в виде наружного кольца и жестко закреплен на статоре. Действительно, для того, чтобы генератор работал, винт должен быть Магнит и как намагнитить Ротор катушки внутри катушки и снаружи – непринципиально …

Первый безщеточные генераторы с неподвижной катушкой возбуждения была обнаружена на автомобили полувека назад и даже раньше. Как правило, они ставятся на грузовые автомобили (дальнобойщики), а также сельскохозяйственной и строительной техники (комбайны, тракторы, бульдозеры и др.). Первым было повышение надежности и снижение вероятности отказа на дальних дистанциях, а вторая – защиту от абразивной пыли и постоянно сопутствующей ей влажности могут быстро убить хозяина щеток, проникая в генератор через отверстия. В принципе, в ограниченном объеме они используются в таких машинах по сей день.

Тем не менее, вы должны признать: генератор, который не боится воды и пыли, с повышенным сроком службы из-за брака сухое трение деталей очень хорошее! Не плохо для любого генератора, не только на грузовик или трактор! Почему технология не распространилась на сегменте масс-пассажир? Есть несколько причин.

Технология производства безщеточных генераторов является более многоступенчатой, и генераторы в конечном итоге гораздо дороже. Благодаря сопоставимой технологии производства (без дорогостоящих инноваций), бесщеточный генератор, в результате все больше и тяжелее, чем кистью-типа генератор с такими же характеристиками. Большинство грузовых автомобилей и сельскохозяйственной «бесщеточный» машины имеют относительно узкий диапазон рабочих скоростей, при которых они эффективны, и только на холостых оборотах и низких передачах они не зарядить аккумулятор. Современные «бесщеточный» систем стали намного сложнее поддерживать компактность, и в то же время, они способны доставить большие токи с низких оборотов и не бояться высоких оборотах. В дополнение к стационарным возбуждением конструкция катушки, я добавил постоянными магнитами, которые повышают эффективность действующей на низких скоростях, специальные размагничивающие катушки, которые нейтрализуют действие постоянных магнитов на высокой скорости, многофазных статоров и сложные диодные мосты.

Все это и ряд других факторов ограничивали и продолжают ограничивать распространение таких генераторов. И после эволюционной оптимизации генераторов щетки (которые становятся все более мощные, более компактные, линейные и т. д.) преимущества бесщеточный даже менее выражено. Несмотря на кажущуюся износа пары трения, изготовленные из меди и графита, щеточные генераторы работают очень долго, и они не считаются потенциально проблемными по сборке автомобилей, которые требуют инновационных подходов.

Однако, в некоторых случаях, безщеточные генераторы актуальны не только для грузовиков и тракторов. Например, некоторые генераторы и некоторые дизельные внедорожники BMW и Mercedes не имеют щеточного узла. Их двигатели используются в генераторах с водяным охлаждением высокой мощности (180-190 ампер), которые привинчиваются с задней крышкой к крышке водяной рубашки двигателя с соответствующим отверстием, а если «душить его обратно», и частично чистый антифриз. При строительстве мощных генераторов с водяным охлаждением кисти значительно усложнить макет и техническое обслуживание, поэтому они иногда оставляют. Эти генераторы используются в серии в некоторых серьезных отделка рамных внедорожников, таких как Ниссан Патрол. И УАЗ бы представить генераторы бесщеточный 110 и ПАЗ в настроенной «пирожные», которые не боятся плавать в болоте. Ну, трактор Электроагрегат Алтай с советских времен (и, видимо, по сей день!) Производит безщеточные генераторы для малых моделей классических моделей ВАЗ (01-07) и раннего передний привод (08-099) семей.

Однако, в конце концов, это все об экономике и частично машиностроение. Сегодня в автомобильной промышленности для массового рынка надежность простой генератор щетки взят как пример соотношения цены, долговечности и ремонтопригодности. И чтобы отойти от этого канона только в сравнительно редких случаях, когда конструкция технически сложных, продвинутых и очень дорогих автомобилей неизбежно требует сложных и дорогостоящих решений …