电池电量不足会破坏交流发电机吗?


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我听过一个故事,说车辆电池电量不足会损坏交流发电机或导致交流发电机过早失效。

这是真的,还是很大程度上是虚构的?


这是通用查询还是特定于特定车辆?
Zaid

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@Zaid这是一个普遍的问题,但是如果车辆之间存在差异,那么最好也知道这一点。
RockPaperLizard '16

Answers:


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如果您不知道交流发电机的内部工作原理,那么很难回答您的问题。

基础。如果将磁场移到线圈的线圈附近,则线圈中的电子会被激发并产生电。产生的电量取决于磁场的大小及其速度。磁场越大,移动速度越快,产生的电力就越大。同样,如果您有一个线圈,并且让电流通过,则会产生磁场。

交流发电机具有4个基本组件;转子,定子,调压器和桥式整流器。

  • 转子是旋转的部分。转子上有一圈线圈。通过沿该导线向下发送电流,会产生磁场。然后,通过旋转转子,创建运动磁场。由于转子在旋转,因此需要称为滑环的设备将不间断的电流发送到转子。滑环是实心黄铜或铜环,上面带有固定的弹簧式碳刷。
  • 电压调节器控制系统电压。调压器通过碳刷和滑环将电流发送到转子。他们协同工作。如果系统电压低,则稳压器将向转子发送更多电流。如果系统电压过高,则稳压器将向转子发送较少的电流。
  • 定子是金属丝的固定线圈,由转子的旋转磁场激励。实际上,定子中有3个单独的导线线圈,相隔120度。定子的输出是交流电(AC)。
  • 然后,桥式整流器将交流电转换成汽车可以使用的直流电(DC)。

整个系统设计为可做两件事。首先,在启动发动机后再给电池充电。第二,为汽车其余部分供电。整个过程一起工作的方式是电压调节器感应系统的电压并相应地调节转子电流。例如,当头灯打开时,这会带来更大的负载并降低系统电压。电压调节器会对此进行感应并相应地调整转子电流。然后,您要在高速公路上经过某人并踩下油门踏板。这样可以加快引擎的速度,系统电压也会上升。稳压器降低转子电流以降低系统电压。这款猫猫游戏不断在充电系统中进行。

当交流发电机针对特定的电流输出(例如100安培)额定时,该额定值为2000 RPM。交流发电机在2000 RPM时可以舒适地产生100A的电流。之所以这样设计是因为典型的巡航速度约为2000 RPM。怠速时,转子的旋转速度变慢,并且交流发电机无法使其达到全额定电流。空闲时是指充电系统可能出现故障的时间。

电池就是猪。电池将消耗所有想要的电流,且消耗的电流不会少于此值。它所需的电流与充电状态成正比。电量耗尽或电量不足的电池非常需要电流。

综上所述,当汽车的电池电量不足时,该电池将需要大量电流。电池的电流需求降低了系统电压,因此电压调节器通过向转子发送更多电流来进行补偿。闲置时,交流发电机无法产生所需的电流。因此,系统电压下降得更多,并且稳压器通过转子发送最大电流。

这种最大负载,最小速度条件就是发生磨损的地方。内置风扇以最低速度提供最少的冷却量。在最大负载下,电压调节器将推动最大电流通过转子,电刷和滑环。电刷和滑环变热,风扇没有额外的冷却装置,它们的磨损会更快。

如果将RPM增加到2000以上,则情况会更好,因为可以使用更多的冷却装置,并且通过转子的电流会减小。不幸的是,这将使磨损点从电刷移至桥式整流器,因为现在它必须整流最大电流。但是,这是优选的,因为桥式整流器是固态部件,并且磨损少得多。


我来这里是为了验证我的假设,即大多数发电机磨损发生在电池寿命的最后10%中,我很高兴看到它得到验证。
汤姆·罗素

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绝对没错。我每天都销售交流发电机-电池电量不足通常是交流发电机故障的根本原因。

如果电池电量不足,则会使交流发电机长时间以全功率运行(如果不是连续的话),因此无法正常运行。全世界的交流发电机都可以提供初始的大电流,并随着用于启动车辆的电流的增加而逐渐减小。持续以全功率运行只会使它们过热,并且整流器会发生故障。*请参见下面的编辑

如果您的电池是“开路”,则交流发电机将根本无法开始充电,或者会从低电压到高电压不规则地反弹。这会导致调节器过早(或立即!)失效。

根本不接受充电的电池并不一定会导致交流发电机过早失效,除非它一直处于低压状态,在这种情况下,请参见上面的“短路”部分。

希望有帮助吗?

*编辑:一些大的商业和海洋交流发电机设计以全功率输出不断运行,但我不明白你在谈论那些:)在16年销售零部件发电机我从来没有听说过刷的感觉怠速时的高充电电流会导致滑环磨损和轴承中的润滑脂过热。这些问题是由不在此问题范围内的其他问题引起的。


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具有内部电气短路的电池(通常其中一个极板已松动并接触其相邻极板)会导致交流发电机的工作比正常情况下困难得多。这样会缩短交流发电机的寿命。通常会很快发现这种情况,因为在这种情况下电池无法正常工作。

交流发电机或电动机工作越努力,它们就会产生更多的热量。在这种情况下,发电机损坏是由热量引起的。转子绕组上的绝缘可能会损坏。轴承中的润滑脂可能会过热,这会带来很多问题。大多数交流发电机被设计为仅在短时间内产生最大额定功率。该系统设计是让交流发电机为电池充电少于五分钟,然后降至其最大额定功率的不到10%的充电率。


谢谢。交流发电机更加努力工作意味着什么,为什么会缩短其寿命?
RockPaperLizard '16

@RockPaperLizard有关热损伤的信息,请参见补充部分。
弗雷德·威尔逊

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为了使交流发电机起作用,它需要一个功能正常的电池。需要电池电流来激励励磁线圈,励磁线圈会产生交流发电机产生能量所需的磁场。交流发电机以大约3000 RPM的速度向电池发送5 amp-hours,其输出的平衡输出到汽车中的所有其他系统。汽车电池的主要功能是启动车辆。一旦启动,交流发电机将完全接管。交流发电机内部有一系列二极管,可将交流电流转换为整流直流电流。有时,这些二极管会发生故障,并使交流电流进入稳压器,从而损坏稳压器。电池就像一个大容量的电容器。如果施加直流电,则它将存储能量。当将AC并联施加到电容器上时,它就像短路一样,进一步破坏了调节器并烧煮了交流发电机线圈绕组。如果不进行修理,电池还可能严重损坏电池。

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