Автомобиль хотя и работает на бензине, но содержит в себе множество устройств работающих от электричества. Главным источником электрической энергии в машине является автомобильный генератор.
По сути дела это внутренняя электростанция, которая преобразует вращение коленвала двигателя внутреннего сгорания в электричество. Этим электричеством питаются все электроприборы автомобиля, в том числе за счет этого подзаряжается аккумуляторная батарея, также представляющая собой источник электричества при неработающем двигателе.
Схема подключения автомобильного генератора представлена на следующем рисунке
G – генератор;
Ph1…Ph3 – обмотки трёхфазного статора;
VD+ – силовой выпрямитель, положительные диоды;
VD1- – силовой выпрямитель, отрицательные диоды;
C – конденсатор, выравнивающий высокочастотные всплески напряжения;
B+ – положительный силовой выход гeнeрaтopнoй устaнoвки;
VD1d+ – элементы oбмoтки вoзбуждeния;
Ex – вoзбуждающая обмотка;
VR – вольт-рeгулятop нaпpяжeния;
Accu – aккумулятoрнaя бaтaрeя;
+ – положительный выхoд aккумулятopнoй бaтaрeи;
IgnSw – переключатель зажигания;
H – индикaтop зapядa;
D+ – выxод «D+» гeнeрирующей устaнoвки;
DF – выхoд упрaвлeния возбуждающей oбмoткoй;
R – потребляющие устройства.
Схема подключения автомобильного генератора и принцип его работы аналогичен для любых автомобилей. Отличия связаны только с качеством производства, мощностью и компоновкой узлов в моторе. На все современные машины устанавливаются генераторные установки переменного тока, включающие сам генератор и регулятор напряжения. Регулятор нормирует силу тока в обмотке вoзбуждeния, за счет этого варьируется мощность генераторной установки при неизменном напряжении на силовых выходных клеммах.
Современные автомобили дополнительно оснащаются электронным блоком на регуляторе напряжения, помощью чего бортовой компьютер контролирует величину нагрузки на генераторную установку.
В основе схемы автомобильного генератора лежит принцип электромагнитной индукции. Если катушку из медного провода вращать в магнитном поле, создаваемом постоянными магнитами или обмоткой возбуждения питаемой от аккумулятора, то в медном проводе образуется (индуцируется) электрический ток.
Как правило, обмотка в которой генерируется рабочее напряжение электрического тока располагается в статоре. Обмотка возбуждения располагается на роторе (вращающемся вале).
Электроэнергия, хотя и вырабатывается на крупных электростанциях, которые работают без остановки, но, тем не менее, иногда пропадает. Погода вносит свои коррективы во многие процессы. В том числе и в электроснабжение.
Причем для поселений вне городской черты они наиболее чувствительны. И когда на даче или где-нибудь в деревне с приходом непогоды пропадает свет, цивилизация вдруг исчезает. Но чтобы не испытывать проблем с отключениями электричества, нужен резервный генератор. О его подключении и расскажем далее.
Выбор наилучшего варианта схемы
Электросеть 220 В поступает в современные частные дома и дачи через счетчик электроэнергии, расположенный вне помещения. Но главный распределительный щит обычно устанавливается в помещении. Электрогенератор также располагается либо в доме, либо в подсобном помещении.
По этой причине надо в первую очередь выбрать оптимальный вариант его подключения:
- По месту установки электросчетчика.
- По месту расположения электрического щита.
В каждом из этих вариантов надо использовать такую схему, в которой питающие напряжения электросети и генератора надежно разделяются и ни в коем случае не соединяются встречно. Вариантов такой схемы может быть несколько. Современные системы автоматического управления выпускаются для решения, в том числе и управления генераторами. Они обеспечивают после пропадания напряжения их автоматический запуск и безопасное присоединение к домашней электросети.
Схемы с АВР
Под управлением микроконтроллера по заданной программе коммутаторы автоматически выполняют все необходимые переключения. Как результат — не надо задумываться о необходимости что-либо включать-выключать вручную и делать это. Автоматика все сделает за человека. Но за деньги. Причем из всех вариантов сумма получится самой большой. Автоматика — дорогое удовольствие. Кроме того, подобная схема легко реализуема только одновременно с построением домашней электросети.
Если решено применить полностью автоматическое переключение домашней сети на питание от электрогенератора, потребуется блок автоматического ввода резерва (АВР). Он должен настраиваться на приоритет основной электросети. Пример такого блока показан далее на изображении.
Практическая реализация такой схемы тем проще, чем короче провода и кабели, соединяющие ее элементы. Поэтому рекомендуется продумать размещение элементов схемы заранее. При этом не забыть о заземлении, для которого также предусматривается определенное место.
В руководстве по эксплуатации обязательно изложены рекомендации о том, как делается заземление генератора. Полная автоматизация перехода на электропитание от генератора неразрывно связана с его конструкцией.
Такая мини-электростанция конструктивно делается по аналогии со стартером автомобиля. В ней обязательно присутствует аккумулятор для питания электродвигателя, вращающего двигатель внутреннего сгорания.
Если применена мини-электростанция, которая запускается только вручную, эта операция — единственная, которую необходимо выполнить после отключения основной питающей электросети. Также вручную придется отключить электростанцию и после восстановления централизованного электроснабжения.
Переключение вручную
Когда электросеть уже существует и к ней надо присоединять автоматику для управления электрогенератором, возникают трудности, которые с трудом преодолеваются. Поэтому при доработке домашней электросети лучше выбрать схему с ручным переключением. Для этого в уже эксплуатируемом электрическом щите используется вариант с установкой перекидного рубильника. Лучше всего применить компактные модели этого коммутатора. Некоторые из них показаны далее на изображении.
Но их можно использовать только в том случае, когда к электрощиту либо уже были проложены все необходимые для этого кабели, либо их можно проложить в уже сложившихся условиях. И, конечно же, на дин-рейке необходимо место для размещения рубильника. А еще уточним, что такой рубильник относится к дорогим коммутаторам. Поэтому, исходя из цен, вместо него можно порекомендовать рубильник классической конструкции, показанный на изображении далее.
Этот коммутатор устанавливается между электросчетчиком и распределительным щитом. Где именно — определяется в каждом конкретном случае. Но самое главное при выборе коммутационного оборудования то, что не имеет смысла вкладываться в дорогие комплектующие изделия. Резервное электропитание работает случайным образом и наиболее часто кратковременно. Резервные коммутаторы совершают незначительное число переключений. То есть они изнашиваются минимально. Поэтому простейший вариант — это схема с перекидным рубильником.
Переключатели
Наличие отдельного коммутатора, несмотря на то, что он будет нечасто использоваться, сделает схему электроснабжения дома безопасной как для пользователей, так и для оборудования, присоединенного к электропитанию. Хотя самое простое решение — это обычная розетка, через которую можно запитать всю домашнюю сеть. Тем более что подключение к электрогенераторам тоже выполняется через розетки, установленные на их корпусе. Однако все зависит от мощности электрогенератора.
Если его мощность более 2–3 кВт, обычная розетка может перегреться и прийти в негодность. Но и более мощные контакты решат проблему лишь отчасти. Для оптимальной схемы необходимо аварийное отключение нагрузки. Также будет велика вероятность того, что при подаче сетевого напряжения получится встречное соединение генератора и питающей электросети. А это может привести к порче электрогенератора.
Перекидной рубильник, хоть и не автоматический, в одном из трех своих положений перенаправит потребителей на электрогенератор. Причем никогда не получится встречного соединения, поскольку это физически невозможно в этом рубильнике. В среднем положении домашняя электросеть получается обесточенной. Даже при работающем электрогенераторе и наличии напряжения в электросети можно без проблем переключаться между этими двумя источниками электроэнергии.
Синий провод сети и генератора (см. изображение выше) надо пропустить через контакты автоматических выключателей. Для сети и для электрогенератора нужен свой отдельный автомат-выключатель. В схеме подключения генератора обязательно должен присутствовать заземляющий контур или заземление из трубы или стального профиля длиной от 2 метров. Хороший вариант заземления — труба скважины для воды.
Если дом присоединен к трехфазной сети, а электрогенератор однофазный, рекомендуется схема, показанная далее.
В заключение дадим собственные рекомендации по выбору схемы подключения генератора. Еще раз напомним, что начинать строить такую схему надо со статистики отключений электроэнергии в конкретном месте. Ручное переключение на электрогенератор дешевле. Также более дешевым вариантом является использование источников бесперебойного питания для конкретного оборудования. Электрогенератор наиболее эффективен при отоплении электричеством, когда отключения регулярны и продолжительны.
Система электроснабжения автомобиля ВАЗ 2107 получает питание от аккумуляторной батареи, которая в свою очередь заряжается от генератора. В автомобилях ВАЗ 2107 разных годов выпуска и комплектаций предусмотрена установка двух разновидностей генератора: 372.3701 или 9412.3701. они имеют ряд конструктивных особенностей, но в целом их установка и эксплуатация не имеет отличий.
Внешне отличия между моделями выражаются в том, что у 9412.3701 крыльчатка ротора находится внутри корпуса, а регулятор напряжения смонтирован в задней крышке. В остальном обе модели отличий не имеют.
На представленном выше рисунке указаны основные элементы:
- Контакт регулятора напряжения с маркировкой «В».
- Регулятор напряжения.
- Контакт с маркировкой «30».
- Контакт с маркировкой «61».
- Конденсатор.
- Крышка (задняя).
- Крышка (передняя).
- Статор.
- Шкив.
- Шпилька крепления к регулировочной планке.
Ротор получает привод от коленчатого вала двигателя при помощи ременной передачи. Установка генератора на блок двигателя выполнена при помощи двух болтов с гайками на 17 и 19. Один болт крепит корпус к двигателю, второй фиксирует его на регулировочной пластине.
Электрическая схема подключения для разных моделей генератора имеет определенные отличия, вызванные их конструктивными особенностями, в частности расположением и маркировкой контактов и расположением выпрямительного блока. В первую очередь рассмотрим, как выглядит схема подключения модели 372.3701.
Здесь цифрами от 1 до 6 обозначены основные элементы системы электроснабжения:
- Аккумуляторная батарея.
- Генератор.
- Монтажный блок с реле и предохранителями.
- Замок зажигания.
- Измерительный прибор для контроля напряжения (вольтметр).
- Контрольная лампа зарядки аккумуляторной батареи.
Для 9412.3701 схема электрических соединений выглядит практически аналогично, кроме разве что обозначения контактов. В механической части вообще никаких отличий нет.
Принцип действия генератора заключается в преобразовании механической энергии в электрическую. Соответственно, для эффективной его работы необходимо обеспечить беспрерывную передачу крутящего момента от двигателя ВАЗ 2107 генератору.
Это достигается путем правильной регулировки силы натяжения приводного ремня, так как недостаточное натяжение приведет к пробуксовыванию ремня и пропаданию заряда аккумуляторной батареи. Это особенно критично при движении ночью, когда электропотребление всех систем автомобиля ВАЗ 2107 имеет максимальное значение.
Для регулировки необходимо ослабить оба болта крепления генератора, при помощи монтировки натянуть ремень и зафиксировать его положение гайкой на пластине. После этого проверяем степень натяжения: при надавливании на ремень между двумя шкивами прогиб должен составлять 10-17 мм. Процедура регулировки повторяется до достижения указанного значения. После окончания регулировки затягивается гайка крепления к корпусу двигателя. На этом установка генератора на ВАЗ 2107 считается оконченной.