Почему генераторы не могут обеспечить полный ток на холостом ходу?

Я читал о нагрузочном тестировании и полных генераторах переменного тока в нескольких разных книгах, которые я получил, и один из моментов, которые они сделали, заключался в том, что для проверки максимальной выходной мощности генератора (или близкой к нему) необходимо повысить частоту вращения до примерно 2000 - 2500, поскольку генераторы не могут обеспечить полный ток на холостых оборотах.

Мне кажется, что это несколько противоречит интуиции, так как я думаю, что при разработке генератора логически необходимо обеспечивать достаточный ток на холостом ходу для питания всех аксессуаров и держать аккумулятор заряженным.

В качестве практического примера я провел некоторые измерения на своем 99 Nissan Almera 1.6L (который, как я полагаю, находится в хорошем рабочем состоянии). Я включил яркий свет, кондиционер и радио.

На холостом ходу (около 850 об / мин из-за холостого хода) я измерил постоянный ток 59 ампер на кабеле генератора B + и 11 ампер, поступающих в положительный кабель аккумулятора.

Затем я поднял обороты до 2500 и измерил снова, получив постоянный ток 69,2 ампер на генераторе и постоянный ток 14,5 ампер на аккумуляторе. Согласно тому, что я прочитал, обычно требуется всего около 5 ампер, чтобы держать аккумулятор заряженным, но я провёл несколько нагрузок без двигателя в течение нескольких минут, прежде чем я выполнил эти тесты, так что батарее, вероятно, потребовалось немного больше зарядка, чем обычно.

Очевидно, что даже в режиме ожидания генератор не способен выдавать весь ток, который действительно необходим системе, но в то же время он обеспечивает достаточный ток для работы системы без подзарядки от батареи.

Так каковы основные причины, по которым системы зарядки настроены таким образом?

Стоимость является основной причиной.

Генератор переменного тока, который может обеспечить полный зарядный ток, будет намного больше, требуя больших обмоток ротора и статора. Это сделало бы его дороже и тяжелее.

Производители используют тот факт, что вы просто тратите немного времени на холостом ходу по сравнению с вождением, в их пользу. Большинство автомобилей предназначены для круиза на скорости около 2krpm. Это то, где вы проводите большую часть времени, поэтому чтобы сделать генератор меньше и легче, он рассчитан на номинальную мощность при этих оборотах.

Наконец, этот мифический генератор переменного тока, который может генерировать номинальный ток на холостом ходу, будет производить больше, чем номинальный ток на 2krpm. Если автомобиль рассчитан на потребление 100 А при включенном питании, то мощность 150 А, которую способен производить генератор при 2 к / мин, теряется.

Если бы генератор мог обеспечить свою полную выходную мощность на холостом ходу, что бы он вывел на красной линии? Выходная сила тока пропорциональна скорости вращения генератора.

С помощью зубчатой ​​передачи генератор может вращаться быстрее на холостом ходу и производить полную силу тока. Однако при высоких оборотах он будет превышать скорость, с которой он рассчитан на эффективную работу.

Таким образом, генераторы переменного тока подбираются в соответствии с предполагаемой нагрузкой аксессуаров. Не больше, не меньше.

Ваша предпосылка задом наперед. Максимальный выход и достаточный выход - это не одно и то же. Ваши собственные цифры показывают, что генераторы обеспечивают достаточную мощность, чтобы полностью заряжать аккумулятор на холостом ходу. Если они этого не сделают, автомобили не смогут простаивать очень долго, так как аккумулятор разрядится. Как указано в других ответах на этот вопрос, чем быстрее вращается генератор, тем больше мощность. Достаточно на холостом ходу, больше, чем нужно на высоких оборотах.

По мере того, как на генератор накладывается большая электрическая нагрузка (т. Е. Включается больше нагрузок, таких как освещение и обогреватели), поворачивать генератор становится все труднее. Когда это происходит, современный автомобиль, управляемый ECU, увеличит скорость холостого хода, чтобы преодолеть это и избежать остановки двигателя. Таким образом, ваш оригинальный вопрос "Почему генераторы не могут обеспечить полный ток на холостом ходу?" ложно Это зависит от того, что вы определяете как «холостой».

Генератор не может обеспечить больше электрического тока, чем предполагалось. На задней части генератора есть регулятор, и если двигатель вращается с гораздо более высокими оборотами, он буквально не позволяет избыточному току течь в батарею. Обычно генератор должен обеспечивать достаточный ток, чтобы поддерживать работу автомобиля без разрядки аккумулятора.

Таким образом, регулятор, обеспечивающий правильное напряжение для нагрузки, по-видимому, подразумевает, что нагрузка должна быть способна тянуть свой необходимый ток для эффективной работы. И почему я продолжаю слышать, что выходное напряжение напрямую связано с альт. Оборотов в минуту, что это может, но мало упоминания о возбуждении катушек поля с немного большим напряжением или меньше, как требуется? Разве это не функция регулятора и причина, по которой генераторы на постоянных магнитах не могут этого сделать, или, по крайней мере, не так просто. Просто новичок, так что будь милым.

Большинство современных транспортных средств контролируют катушку возбуждения генератора и обороты холостого хода, чтобы оптимизировать выходную мощность генератора.

ЭБУ большинства экономичных автомобилей сводит к минимуму расход топлива и, следовательно, мощность генератора на холостом ходу, обеспечивая именно то, что необходимо для поддержания движения автомобиля при остановке с минимальной зарядкой, если таковая имеется Они также используют очень маленькие генераторы <75A max, чтобы уменьшить размер, вес и стоимость.

Тяжелые полицейские, подрядные автомобили и автомобили класса RV с очень высокой нагрузкой 12 В используют противоположный подход, используя генераторы переменного тока> 150A и ECU, которые увеличивают частоту вращения холостого хода двигателя до «высокого холостого хода», обеспечивая более 70% их номинальной мощности на холостом ходу. при необходимости.

Хорошим примером этого являются британские полицейские машины Ford Escort, которые поставлялись с высокопроизводительными генераторами переменного тока и управляли ECU высокой способностью к холостому ходу, чтобы они могли выдерживать свои значительно более высокие нагрузки на холостом ходу 12 В при «All Lit Up».

Так что это можно сделать с помощью специального электронного блока управления и генератора! Но это не банальный апгрейд на обновление хакера!

PS Взлом / поднятие полевой катушки на холостом ходу может привести к разрушению ЭБУ вашего автомобиля и электрической системы!

Будь умным, будь в безопасности