为什么交流发电机不能在闲置时提供全电流?


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我在几本不同的书中读到了有关负载测试和全磁场交流发电机的信息,他们提出的观点之一是,要测试交流发电机的最大输出(或接近最大输出),需要将转速提高到大约2000至2500,因为交流发电机无法在怠速下提供全电流。

对我来说,这似乎有点直觉,因为我认为通过设计交流发电机在逻辑上需要能够在闲置时提供足够的电流来为所有附件供电,并保持电池充电。

作为一个实际示例,我对99的Nissan Almera 1.6L(我认为它处于良好的工作状态)进行了一些测量。我打开了明亮的灯光,空调和收音机。

在空转时(由于空转,大约为850 rpm),我在B +交流发电机电缆上测得的直流电流为59安培,而进入电池正极电缆的电流为11安培。

然后,我将转速提高到2500,然后再次测量,在交流发电机处获得69.2安培的直流电流,在电池处获得14.5安培的直流电流。根据我所读的内容,通常只需要约5安培就可以为电池充电,但是在进行这些测试之前,我已经在不启动发动机的情况下运行了一些负载,所以电池可能需要多一点电流充电比平常。

因此很明显,即使在怠速运转的情况下,交流发电机也无法提供系统实际需要的所有电流,但同时它提供了足够的电流来运行系统而不会消耗电池。

那么以这种方式建立收费系统的根本原因是什么呢?


一些潜在的误解...(1)系统汲取将要汲取的电流。当达到电源(交流发电机)的极限时,电压将下降。只要系统电压达到或超过电池的开路电压(如果有存储功能,则约为13.2V),则交流发电机就满足负载要求,尽管可能没有剩余可为电池充电。如果电压降到该点以下,则电流从电池流出,再加上交流发电机输出,就可以满足负载要求。[续]
Anthony X

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(2)交流发电机与电压调节器配对,以尝试在较宽的速度范围内对输出进行归一化。交流发电机同时具有定子绕组和转子绕组。一个绕组(励磁机)被馈入电流以形成磁场。该电流由调节器控制。另一个绕组为系统供电。如果调节器感觉到输出电压太低,则会增加励磁机的电流,从而在相同速度下,交流发电机可以提供更多的功率(这样做会以更多的输入扭矩需求为代价),直至某些设计限制。
安东尼X

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我听说对于具有较高附件负载的汽车(例如,警车经常需要在怠速下长时间操作灯光,收音机,计算机等),他们将使用较小的交流发电机皮带轮来让交流发电机即使在低发动机转速下也可以以较高的转速运行。
约翰尼

另一个因素是,电池会在开车后的一两分钟内充电。交流发电机并不需要在空闲提供大量的电流,但只要不是每个电流牵引负荷可能的连接,电池会回满速度非常快。为什么要挂在只偶尔需要的超大型交流发电机周围?

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为什么将“足够的电流为所有附件供电并保持电池充电”和“最大输出”等同起来?
user253751 '16

Answers:


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成本是主要原因。

可以提供完全充电电流的交流发电机要大得多,需要更大的转子和定子绕组。这将使其更昂贵和更重。

制造商正在利用这样一个事实,即与驱动他们的优势相比,您仅花费很少的时间空转。大多数汽车的设计巡航速度均为2krpm。这是您大部分时间所花费的时间,因此要使交流发电机更小,更轻便,它是为在该rpm时的额定输出而设计的。

最终,在空转时能够产生额定电流的神秘交流发电机将比2krpm时的额定电流更大。如果汽车设计为在所有负载都消耗100A的情况下消耗100A的电流,则浪费了能够以2krpm的速度生产的交流发电机。


散热会是一个额外的因素吗?根据我的理解,一台交流发电机在闲置时释放一定量的电流会产生与产生相同电阻的热量一样多的电阻热,但旋转速度更快,但会流过的空气较少以对其进行冷却。我的理解正确吗?
超级猫

@supercat很难说。由于交流发电机的尺寸较大,以容纳全电流,因此热量将散布在较大的表面积上。同样,较大的交流发电机将允许使用较大的内部风扇,该风扇可在较低速度下移动更多空气。这可能是一个问题,也可能是洗手。
vini_i

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如果交流发电机可以在闲置时提供其全部输出容量,那么红线将输出什么?输出安培数与交流发电机的转速成正比。

通过齿轮传动,可使交流发电机在怠速时旋转得更快,并产生其全部电流。但是,在高RPM时,它将超过其有效运行所设计的速度。

因此,交流发电机的尺寸适合附件的估计消耗。不多不少。


问题不在于交流发电机在怠速时的满负荷输出,而是关于为什么交流发电机的设计不满足怠速时系统的全电流需求。不一样的东西。
罗伯特·巴恩斯

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“没有设计成在闲置时满足系统的全部安培数需求”这是什么车?我认为整个问题从根本上是无效的。
justinm410

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您的前提是倒退。最大输出和足够的输出不是一回事。您自己的数字表明,交流发电机可提供足够的输出,以保持电池在闲置状态下充满电。否则,汽车将无法长时间闲置,因为电池电量将耗尽。如该问题的其他答案所示,交流发电机旋转得越快,输出就越大。闲置时足够,高于较高转速时需要的余量。


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随着更多的电负载施加在交流发电机上(即,更多的负载,例如电灯和加热器打开),交流发电机变得更难旋转。发生这种情况时,现代ECU控制的汽车将提高怠速,以克服这一问题并避免发动机熄火。因此,您最初的问题“为什么交流发电机不能在闲置时提供全电流?” 是错误的。这取决于您定义为“空闲”的位置。


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交流发电机不能提供比预期更多的电流。交流发电机的背面有一个调节器,如果发动机以更高的RPM旋转,则字面上不允许多余的电流流入电池。通常,交流发电机应能够产生足够的电流以保持汽车行驶而不会使电池放电。


调节器调节电压,而不是电流。产生的安培数将取决于负载。
SteveRacer

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因此,为负载提供适当电压的调节器似乎意味着负载应能够拉动其所需电流以有效运行。为什么我一直听到输出电压与alt直接相关。rpms,可能会,但很少提及用稍微高一点的电压激励磁场线圈,或根据需要降低电压?这不是调节器的功能,还是永磁交流发电机不能做到这一点的原因,或者至少不是那么简单。只是一个新手所以很好。


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交流发电机使用定子线圈提供输出,转子线圈控制磁场以控制输出,调节器控制通过转子线圈的电流...
Solar Mike

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大多数现代车辆控制交流发电机的励磁线圈和怠速RPM,以优化交流发电机的输出。

大多数经济型车辆ECU都将燃油消耗降至最低,从而使交流发电机在怠速时的输出功率达到所需水平,从而使车辆在停车时保持行驶,并进行最少的充电(如果有的话)。他们还使用非常小的<75A最大交流发电机来减小尺寸,重量和成本。

具有非常高的12V负载的重型警察,承包商和RV级车辆采用相反的方法,使用超大型> 150A交流发电机和ECU,将发动机怠速速度提高到“高怠速”,从而在怠速时提供其额定输出的> 70%需要的时候。

这方面的一个很好的例子是英国福特护航警车,配备了高输出交流发电机和ECU控制的高怠速能力,以在“全部点亮”时运行其明显更高的12V怠速负载。

因此,可以使用定制的ECU和交流发电机来完成!但这不是黑客升级的琐事!

PS闲置时对电磁线圈进行黑客攻击/千斤顶可能会损坏您的汽车ECU和电气系统!

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