Como funciona o gerador / componentes

Todo mundo sabe, ou quase sabe, que um gerador é usado para fornecer eletricidade para as necessidades de um carro.

No entanto, como a eletricidade é produzida? Como uma máquina de calor pode gerar corrente?

Na verdade, é um princípio físico, tão antigo quanto o mundo, ou melhor, tão antigo quanto a física, já que o homem descobriu que girando um ímã em uma bobina de fio de cobre produz eletricidade. Podemos ter a impressão de que vivemos em uma era muito tecnológica, mas ainda temos que encontrar algo melhor do que esse sistema estúpido, como todo mundo ...

Diagrama simplificado

conceitual

O motor está desligado, o ímã não se move e absolutamente nada acontece ...

O motor está ligado,

ímã começa a girar, que se move os elétrons presente em átomos de cobre (os elétrons são como a pele que cobre os átomos). isto campo magnético ímã que os anima. Então temos um circuito fechado no qual os elétrons andar em círculos, então temos eletricidade. Esse princípio é o mesmo para usinas nucleares, termelétricas ou mesmo hidrelétricas.

Um motor térmico gira um (eletro)ímã em uma bobina, que então produz eletricidade. A bateria o recebe e simplesmente o armazena em forma química. Quando o alternador não está mais funcionando (por vários motivos) ele não carrega mais a bateria e a única maneira de perceber isso é ver a luz de advertência da bateria acender com o motor funcionando (parado com a ignição ligada). Isto é bom) .

Componentes

Rotor

Este último (rotor de rotação), portanto, pode ser um ímã permanente ou modular (eletroímã "dosado", enviando mais ou menos corrente de excitação, design de versões modernas). Ele gira e é conectado ao virabrequim por uma correia de acionamento acessória. Portanto, está associado a rolamentos que podem se desgastar rapidamente se a correia estiver muito apertada (com o barulho de uma chave).

Vassouras / carbono

No caso de um rotor movido a eletricidade (sem ímã permanente), é necessário poder alimentar o rotor enquanto ele gira sozinho ... Uma simples conexão elétrica não é suficiente (o fio acabará se enrolando). Eu mesmo!). Como resultado, como na partida, existem carvões cuja função é fornecer o contato entre dois elementos móveis rotativos. À medida que se desgasta, o contato pode ser perdido e o gerador irá parar de funcionar.

estator

O estator, como o nome sugere, é estático. No caso de um alternador trifásico, teremos um estator composto por três bobinas. Cada um deles irá gerar uma corrente alternada quando o ímã passar pelo rotor, pois seus elétrons se moverão devido à força magnética induzida pelo ímã.

Regulador de tensão

Como os alternadores modernos possuem um eletroímã em seu centro, podemos modular a amperagem, tornando-o mais ou menos ativo (quanto mais o fornecemos, mais ele se torna um poderoso ímã). Portanto, é suficiente controlar a corrente fornecida ao estator pelo computador para limitar a potência proveniente das bobinas do estator.

A tensão obtida após a regulação normalmente não deve exceder 14.4 V.

Ponte de diodo

Ele retifica a corrente e, portanto, converte a corrente alternada (vinda do alternador) em corrente contínua (para a bateria). Usamos aqui uma montagem engenhosa de vários diodos, sabendo que estes só podem ser atravessados ​​em uma direção (logo, de acordo com o jargão, existe uma direção de passagem e uma direção de bloqueio). O diodo permite apenas que a corrente flua de + para -, mas não vice-versa.

Portanto, quando aplicamos corrente alternada na entrada, sempre há corrente contínua na saída.

Indicador de bateria = gerador fora de serviço?

Isso significa que a energia elétrica exigida pelo veículo atualmente é gerada principalmente pela bateria e não pelo alternador. Normalmente ficamos atentos ao problema quando é necessário reiniciar o carro, pois o motor de arranque, que é elétrico, não tem com que trabalhar. Para aprender como testar um gerador em 3 minutos, clique aqui.

Modulação de carga?

A instalação de alternadores modernos assenta num eletroímã, nomeadamente ao nível de um rotor em rotação (graças a uma correia). Modulando o suco injetado no eletroímã, modulamos sua força eletromagnética (magnetização mais ou menos intensa) e, graças a isso, também podemos alterar a quantidade de eletricidade gerada pelo alternador.

Quando uma bateria de chumbo-ácido está fria, enviamos mais voltagem para ela porque ela carrega melhor quando está em baixa temperatura, e fazemos o oposto quando está quente.

Além disso, os carros modernos tendem a coletar mililitros de combustível aqui e ali por meio de vários truques, e desligar o alternador é um deles. Nesse caso, basta cortar a alimentação do imã se não quiser ter torque resistivo ao nível do alternador (que fica em contato direto com o motor através da correia), e vice-versa, é totalmente ativado quando você deseja restaurar a energia ao desacelerar (ao frear o motor, não nos importamos com a perda de torque ou energia cinética). Portanto, é neste momento que a lâmpada de recuperação de emergência acende no painel (claro, tudo isso é controlado por um computador). Como resultado, os alternadores são um tanto inteligentes, só ativando no melhor momento e quando necessário, a fim de limitar o momento resistivo ao nível da correia acessória o mais frequentemente possível.

Auto-escorvamento?

Se o rotor não for alimentado por bateria, então nenhuma corrente será gerada ... Porém, se tudo estiver girando em alta velocidade, uma corrente ainda será gerada: uma espécie de remanência magnética induzirá uma corrente no rotor, que portanto, se tornará um ímã. O rotor deve então girar cerca de 5000 rpm sabendo que a rotação do motor será menor (há uma engrenagem de redução devido ao tamanho diferente da polia no nível do alternador em comparação com a polia. Amortecedor).

Este efeito é chamado de auto-escorvamento e, portanto, permite que o gerador gere corrente mesmo sem energizá-lo.

Obviamente, esse problema é irrelevante se estamos falando de um gerador de ímã permanente.

Aqui está um alternador isolado. A seta aponta para a polia que será utilizada para sua operação.

Aqui está no bloco do motor, vemos a correia que o move.

A correia aciona um gerador que converte o movimento em eletricidade por meio do conjunto descrito acima. Aqui está o último em dois carros escolhidos aleatoriamente.

A hélice permite legal gerador

Na foto você pode ver o fio de cobre pelos slots.

Todos os comentários e reações

Dernier comentário postado:

Playground MELHOR PARTICIPANTE (Data: 2021, 08:26:06)

Hoje, e por quase uma década, os alternadores estão “sob controle”, o que significa que sua produção atual dependerá do uso do veículo, não da bateria.

Exemplo: Durante a aceleração, a tensão regulada cai para 12,8 V, isso é chamado de lastro de economia de energia nas rodas motrizes.

No futuro, tudo será ao contrário e poderemos recuperar a energia "livre".

Então, cada situação que requer mais eletricidade (ar condicionado, assistência de direção, ação do sistema de frenagem antibloqueio) provavelmente determinará seu próprio valor da tensão de controle (às vezes mais de 15 volts).

Para garantir este trabalho, o "nível de carga ideal" da bateria é definido em 80 a 85% e não mais 100% com os reguladores pré-calibrados para 14.5 volts.

Para poder "recuperar" a energia de travagem, a bateria não precisa de estar carregada ...

Essas operações requerem baterias que o retêm (EFB ou AGM) e, em qualquer caso, não durarão 8 a 10 anos, mas cerca de 3 a 5 anos, porque eventualmente sulfatam.

Um ótimo exemplo de APV é o Scenic 2014, com falhas frequentes de bateria com a necessidade de realizar uma recarga de dessulfato de reparo pelo menos uma vez por mês após ser usado sob risco de paralisação na estrada.

Avarias frequentes: viagens curtas na cidade e rotundas, baixa rotação do motor em uma rotatória, direção assistida elétrica ligada, o que reduz drasticamente o nível da bateria, árvore de Natal na mesa, na pior das hipóteses, motor parando devido à alimentação insuficiente do computador de injeção, este é uma festa!

Não chegamos a lugar nenhum com esta tecnologia a não ser alguns gramas de CO2, o que custará caro ao comprador em termos de baterias e todo tipo de aborrecimento.

Isso me lembra do meu 2Cv de 6 volts, onde recarregamentos frequentes tinham que ser feitos.

E eu nem estou falando sobre esse grande golpe pára-e-arranca. Quantas baterias, motores de arranque e alternadores precisam ser substituídos por 1 litro a menos do que 100 na condução na cidade?

Boa sorte e bom dia.

João «l.

Il I. 4 reação (ões) a este comentário:

• Ray Kurgaru MELHOR PARTICIPANTE (2021-08-27 14:39:19): Obrigado, hoje aprendi uma ou duas coisas com você sobre baterias. 😎

  No que diz respeito a parar e começar, concordo totalmente com você.

  Nota: a bateria atual do meu Mercedes C200 CDI 2001 tem mais de 10 anos e ainda está viva.

• Administrador ADMINISTRADOR DO SITE (2021-08-30 11:09:57): Quando vejo internautas desse nível participando do site, digo a mim mesma que não perdi tudo ...

  Obrigado novamente por compartilhar todas essas sutilezas, é bom ver que algumas pessoas ainda têm massa cinzenta 😉

• Patrick 17240 (2021-09-02 18:14:14): Olá, tenho um trailer baseado em Ducato 160cv euro 6 com start e stop e adblue e enquanto conduzo meu gerador carrega apenas a 12,2V, atinge mais de 14 V. de desaceleração , mas não é óbvio que sempre há uma grande desaceleração na frente do palco e eu carrego a bateria a cerca de 12,3 V (voltímetro na tomada do isqueiro) e a Fiat diz que é normal ... desligando a caixa perto do terminal negativo da bateria, ficamos com uma carga de no mínimo 12,7, o que seria melhor, mas já não liga e pára (levianamente), mas parasita no rádio .. minhas baterias carregam bem graças ao DC-DC instalado pelo fabricante .. você tem alguma solução e você conhece este problema
• jgodard MELHOR PARTICIPANTE (2021-09-03 05:27:22): Привет,

  Afinal, hoje todos os carros funcionam exatamente assim. Desativar o sensor de nível de bateria faz parte da solução e proíbe parar e dar partida, o que na minha opinião é melhor para um carro de passageiros (avaria do motor de arranque, bateria ou gerador no meio dos Balcãs, não um trapo!).

  O fabricante não fornecerá uma solução porque ela não está disponível no departamento de serviço. O computador precisa ser reprogramado para detectar um nível de bateria próximo a 100%, você deve atualmente ter 80%.

  Só um técnico que pode mudar o display poderá fazer isso, há toda uma comunidade que é muito ativa e profissionais reconhecidos que podem olhar para isso, mas é claro que ficará offline.

  Procure ao seu redor por "reprogramação do motor" e encontre um profissional "comprovado" que saiba como modificar os parâmetros da ECU. Se você está na ilha da França, tenho um endereço, caso contrário, eles existem em todo o território. O custo deste tipo de intervenção depende da facilidade de acesso à cartografia, se não for necessário retirar o computador é simplesmente ridículo, caso contrário ronda os 150 euros.

  Agora, o tempo suficiente para que os técnicos se preocupem com esse problema, você deve ser capaz de encontrar uma solução. Você consome um pouco mais de combustível porque manter a bateria em um nível ideal é barato, mas ridículo para um veículo (alguns gramas de CO2).

  Boa sorte

  João «l.

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