Новые разработки в системах зарядки

Обзор разработок

В настоящее время разрабатываются генераторы переменного тока, способные работать с повышенным выходным напряжением, чтобы обеспечить постоянно растущие требования к ним со стороны производителей автомобилей. Основная проблема заключается в том, чтобы вырабатывать напряжение высокого уровня при весьма низких оборотах двигателя. Одно решение этой задачи - переменное передаточное отношение привода, но оно чревато механическими проблемами. Современное решение— генератор переменного тока, способный работать на максимальных оборотах,

допускающий большое передаточное отношение от двигателя и, следовательно, большую частоту вращения при низких оборотах двигателя.

Конструкция генераторов переменного тока в ближайшем будущем, по-видимому, радикально не изменится, однако значительные усовершенствования позволили уже сейчас создать намного более эффективные генераторы, чем прежде.

Генераторы, охлаждаемые водой

Фирма Mileo имеет в своем арсенале интересное техническое решение— прокачку охлаждающей жидкости двигателя через генератор переменного тока. В этом варианте возможен выходной ток 120-190 А- По сравнению с обычными генераторами с воздушным охлаждением, качественные показатели этих новых машин улучшены в следующих областях:

♦ повышенная эффективность (на 10-25%);

♦ увеличенный выходной ток при работе двигателе в режиме холостого хода;

♦ снижение уровня шума (10—12 дБ за счет отказа от вентиляции);

♦ устойчивость к коррозии (генератор герметичен);

♦ стойкость к высокой температуре (> 130°С).

В генератор переменного тока можно интегрировать дополнительные нагревающие элементы мощностью 2—3 кВт, передающие дополнительное тепло хладагенту, что обеспечит быстрый прогрев двигателя после холодного запуска. Этот прием

вносит свой вклад в уменьшение вредных выбросов и повышение комфорта дли водителя.

Фирма Vfclco разработала также генератор переменного

тока с «самозапускающимся» регулятором. Такой генератор можно считать независимым энергетическим центром, соединенным с системой единственным силовым кабелем. Это экономит

производственные затраты, а также гарантирует, что генератор будет работать и при оборотах холостого хода.

Интеллектуальные системы зарядки

Введение

Энергетические потребности, предъявляемые современными

транспортными средствами к системе зарядки, весьма значительны - и постоянно растут, Система зарядки должна быть в состоянии удовлетворить этот спрос при всех эксплуатационных режимах и обеспечить при этом быстрый заряд аккумуляторной батареи.

Главный компонент системы зарядки — генератор переменного тока. На самых современных транспортных средствах, где исключены связанные с генератором кабели (кроме силового), - это единственный компонент в системе зарядки. Генератор переменного тока производит переменный ток, но должен создавать постоянный ток на выходе, необходимый для зарядки батареи и работы электронных систем.

Традиционно выходное напряжение генератора поддерживалось фиксированным независимо от оборотов двигателя и электрической нагрузки — но это правило меняется (рис. 6.36).

Основные принципы роботы

Генератор переменного тока является машиной, которая преобразует механическую энергию двигателя в электрическую энергию. Генератор работает за счет того, что магнит (ротор) вращается внутри неподвижных витков провода (статора).

Электромагнитная индукция, вызванная вращающимся магнитом, создает электродвижущую силу в обмотке статора.

Для того чтобы выходное напряжение генератора позволяло зарядить батарею и обеспечить работу других компонентов автомобиля, оно должно быть преобразовано из переменного в постоянное. Наиболее подходит для этой цели кремниевый диод. Для того чтобы выпрямить полную волну напряжения от трехфазной машины, необходимы шесть диодов. Они соединены в виде моста в модуле выпрямителя. Многие выпрямители теперь

включают два дополнительных диода, которые отбирают дополнительную мощность от центральной точки соединений обмоток статора.

Чтобы управлять выходным напряжением генератора по мере того, как меняются частота вращения двигателя и потребляемый ток, используется регулятор, который контролирует силу магнитного поля ротора.

Изготовители стремятся производить все более эффективные машины. Высокие показатели качества и эффективности современного генератора переменного тока достигнуты, прежде всего, за счет очень плотной упаковки медного провода в пазах статора. Для этого провода сначала наматываются на плоский сердечник статора, что упрощает процесс намотки, а затем сердечник сворачивается в кольцо (рис. 6.37).

В ответ на постоянно растущие требования по электропитанию электрических систем фирма Bosch разработала генератор переменного тока с жидкостным охлаждением. Вследствие отсутствия вентилятора и полной герметичности он работает

чрезвычайно тихо, кроме того, у генератора снижена рабочая температура, что увеличивает срок его службы. Эта машина также ускоряет прогрев двигателя, так как с самого начала передает

тепло хладагенту (рис. 6,38).