Как проверить генератор мультиметром

Большинство современных электрических генераторов работают на основе закона Фарадея для ЭДС, гласящего, что в проводнике возникает напряжение, пропорциональное площади и скорости изменения магнитного потока. Вдобавок указанная величина умножается на количество витков. Немедленно видим способы повысить вольтаж:

1. Увеличить площадь намотки катушки.
2. Повысить скорость изменения потока магнитного поля:

• За счёт увеличения тока возбуждения ротора либо более сильных постоянных магнитов.
• Путём повышения скорости вращения.

Если брать промышленные генераторы, преимущественно применяется первая методика. Это вызвано жёсткими требованиями к частоте генерации. Что касается площади катушки, параметр задан конструктивно, изменить его проблематично. Цели описания простейших сведений: в сети встречается немало примеров, где электродвигатели пытаются запустить в качестве генераторов. Отдельные попытки не слишком успешны, а авторы наглядно демонстрируют незнание простейших законов физики.

Итак, преимущество синхронных генераторов в постоянстве частоты – часто это главное требование. От параметров напряжения напрямую зависят скорость работы двигателей, нормальная работы цепей фильтрации и прочее. Если вольтаж неправильный, прежде всего, требуется проверить регулятор напряжения генератора сравнением с показаниями мультиметра. А представьте теперь, что произойдёт, если частота питания возрастёт дважды. Да, отдельные типы асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, вдобавок коллекторные реагируют преимущественно на амплитуду. А дальше?

• Проверяя напряжение генератора мультиметром, оцените разность потенциалов выходных (главных) гнёзд (клемм) без учёта линии заземления.
• Проверяя зарядку генератора, проведите измерение на гнезде постоянного тока 12 В.

Предлагается правильно выбирать для оборудования источник питания. А в описанном случае эти знания важны по той причине, что конструкция синхронных и асинхронных генераторов различна. Следовательно, методики проверки обязаны учитывать упомянутый факт. Кратко рассмотрим виды генераторов переменного электрического тока.

Различные конструкции генераторов

Простая проверка зарядки

Если начать замерять напряжение на не запущенном силовом агрегате, то показатели должны быть в районе 12.5 – 12.8 вольт. Если значения будут отличными, то придётся проводить проверку и диагностику. Во время запуска двигателя показатели должны быть в районе 13.5 – 14.5 вольт. К допустимому максимуму относят 14.7 вольт, большее значение может привести к печальным последствиям. Особенно, если аккумуляторная батарея заряжена.

Последовательность первоначальной проверки

Первоначальный контроль работоспособности можно произвести без демонтажа генератора. Для этого устанавливаюм переключатель мультиметра на режим «постоянное напряжение 20В». Далее подключить черный щуп к минусовой клемме АКБ, красный – к плюсовой. После этого необходимо запустить двигатель, дать выйти ему на режим стабильных холостых оборотов. Считаются нормальными показания мультиметра в пределах от 13,5 до 14,5 Вольт.

Если мультиметр показывает значение меньше 12,8 Вольт, процесс заряда, либо не идет вообще, либо ток заряда крайне мал. Генератор работает в нештатном режиме. При напряжении больше 14,8 Вольт идет перезаряд аккумуляторной батареи. Это может привести к закипанию электролита, увеличению концентрации кислоты, разрушению пластин АКБ.

Чтобы проконтролировать напряжение на выходе генератора, необходимо в разрыв цепи от клеммы 30 на генераторе (место контакта с толстым проводом, ведущим к положительной клемме аккумулятора либо стартеру) включить автомобильную лампу.

Далее подключить мультиметр в режиме «=20V» красным щупом к контакту 30 генератора, черным — к зачищенному контакту на двигателе или кузове. Завести двигатель. Показания на мультиметре не должны быть более 15,5 Вольт при любом нажатии на педаль акселератора. В противном случае дальнейшая эксплуатация генератора опасна для электрооборудования автомобиля.

При проверке следует оценить степень натяжения ремня генератора. По упрощенной методике это можно сделать, надавливая на ремень пальцем.

Величина прогиба должна находиться в пределах 0,5 – 1 сантиметр. Одновременно следует проверить степень износа ремня.
Для определения причин нештатной работы генератора, выполнения ремонтных работ требуется демонтаж генератора.

Проверяем обмотку ротора

Для выполнения этой операции, необходимо демонтировать и разобрать агрегат. Выполняя самостоятельную проверку, не забудьте выставить прибор в режим измерения сопротивления цепи.

Дополнительно выставляется значение величины не выше 200 Ом. Эти регламентные работы проводят в 2 этапа:

Замер значения сопротивления обмоток ротора. Для этого щупы присоединяем на кольца подвижной части двигателя, определяем значение. Это даст возможность определить вероятность порыва цепи обмотки при значении выше 5 Ом. Если прибор показал меньше 1,9 Ом – произошло витковое замыкание. Наиболее часто цепь рвется в местах соединения вывода роторной обмотки к кольцу. Определить дефект можно, пошевелив щупом проволоку в местах пайки, а также при обнаружении потемневшей и осыпавшейся изоляции проводов. При обрыве и КЗ (коротком замыкании), провода сильно нагреваются, поэтому поломку можно выявить визуальным контролем.

Проверка ротора

Что касается проверки ротора, то здесь нет ничего сложного. Необходимо взять мультиметр и в режиме измерения сопротивления прозвонить обмотку возбуждения, которая располагается на роторе. Для этого просто присоединяют измерительный щуп к контактному кольцу. Сопротивление должно быть в районе 2.3 – 5.1 Ом. Отличные значения будут говорить о том, что ротор неисправен и требуется обращаться в сервис для диагностики:

1) Если мультиметр вообще не показывает сопротивление, значит, имеется обрыв обмотки;

2) Если цифры ниже стандартных, то имеется межвитковое замыкание;

3) Если цифры выше стандартных, то имеется плохой контакт или не пропаяны обмотки.

Помимо этого необходимо замерить потребляемый ток. Для того просто подают на контактное кольцо 12 вольт, подсоединяют амперметр к цепи. На выходе должны получить значения в области 3 – 4.5 Ампер. Если ток будет завышен, то требуется произвести замену элемента.

Для проверки сопротивления изоляции необходимо подать высокое переменное напряжение, подключить один контакт к контактному кольцу и второй к металлическому корпусу ротора. Если будет отсутствовать замыкание, то лампа не загорится. В противном случае требуется проверить состояние обмотки, при необходимости заменить.

Как проверить генератор автомобиля

Есть два основных способа проверки работоспособности генератора.

Первый считается надежным «дедовским» способом, но используется сегодня исключительно на карбюраторных авто. Чтобы проверить генератор, запустите двигатель и снимите отрицательную клемму с АКБ. Если электроника автомобиля продолжает исправно функционировать, то это значит, что генератор исполняет свои функции на уровне, достаточном для работы авто.

Ни в коем случае не применяйте этот способ на современных автомобилях!

Второй способ потребует специального измерительного прибора — мультиметра. Для проверки работы генератора выставьте мультиметр в режим измерения постоянного напряжения от 0 до 20 вольт. На остановленном двигателе подключите черный щуп к минусовой клемме АКБ, красный — к плюсовой. Исправный аккумулятор покажет напряжение около 12,5 вольт. Не отключая мультиметр запустите двигатель. Рабочий генератор подаст заряд на АКБ, и показания на дисплее прибора вырастут. Нормальным считается заряд от 13,5 до 14,5 вольт. Напряжение ниже 13 вольт указывает на явные проблемы с генератором. Также можно на холостых оборотах включить несколько потребителей электроэнергии (обогрев стекол, фары, печку и др.) и посмотреть на показания мультиметра. Просадка напряжения ниже 13 вольт говорит о возможных проблемах в системе зарядки аккумулятора. В этом случае рекомендуется провести диагностику генератора, так как при таком напряжении эксплуатация автомобиля в зимний период будет приводить к систематической недозарядке аккмулятора и, как следствие, незапуску двигателя в морозы.

Для постоянного контроля работоспособности генератора мы рекомендуем обзавестись портативным вольтметром (он имеет также ряд дополнительных функций) или цифровым тестером, работающим от прикуривателя. Он будет отслеживать напряжение в сети и сообщать автовладельцу о проблемах до полного отказа генератора.

Если вам нужна помощь в подборе измерительных приборов, заполните форму ниже.

Кроме того, не помешает проверить состояние подшипников. Для этого потребуется снять приводной ремень и вручную прокрутить ротор генератора за шкив. Хруст шариков, ступенчатость вращения или легкие подклинивания указывают на износ подшипников. Также можно проверить люфт ротора. Если при покачивании шкива в вертикальной плоскости ощущается даже небольшое биение — подшипники критически изношены. Чтобы избежать проблем с генератором, их нужно заменить.

Генераторы: как они устроены, и как их ремонтируют

Уважительное «геннадий» или панибратское «гена» неспроста написаны с маленькой буквы! Это не имя автослесаря, а шутливо-жаргонное прозвище электрогенератора – одного из важнейших узлов автомобиля, практически не изменившего свою конструкцию за несколько десятилетий. Давайте познакомимся с «геннадием» поближе, изучив его сильные и слабые стороны и поняв, с каких фронтов можно ждать сюрпризов по электрической части автомобиля.

«Дитя света»

А втомобильный генератор в современном понимании порожден любовью человечества к электрическому свету. Машины эпохи зари автомобилизма имели лишь простейший узел под названием «магнето» – миниатюрный генератор, совмещенный с прерывателем зажигания, интегрированный в корпус двигателя и выдающий исключительно высоковольтные импульсы для работы свечей. Ни лампу, ни какой-то иной потребитель электроэнергии к магнето подключить было нельзя, поэтому машины XIX века освещали дорогу карбидными лампами, в которых горел ацетилен – от двигателя внутреннего сгорания помощи ждать не приходилось.

Однако достаточно скоро стало очевидно, что двигатель автомобиля должен порождать больше электричества: не только для собственной работы, но и для работы внешних потребителей – фар, клаксона, измерительных приборов передней панели, зарядки батареи и тому подобного. Поэтому рядом с высоковольтной «искровой» обмоткой магнето появилась дополнительная обмотка – низковольтная, дающая бортовое напряжение. МАГнето + ДИНамО-машина = магдино. Так стали называться первые генераторы.

Но поскольку магнето и магдино традиционно встраиваются непосредственно в двигатель, мощность их ограничена небольшими габаритами. И как только стало ясно, что рост мощности генераторов неизбежен, «гена» стал внешним – он переехал на кронштейн на блоке цилиндров и вращение стал получать от внешней передачи – ременной, а иногда цепной или шестеренчатой.

Первые генераторы вырабатывали постоянный ток, однако после развития в середине ХХ века полупроводниковой промышленности и появления мощных выпрямительных диодов генераторы стали производить переменный ток, который затем выпрямлялся до постоянного диодными мостами. Смена типа тока позволила скачкообразно в несколько раз и понизить габариты и массу генераторов, и поднять их мощность.

Собственно, современный генератор практически идентичен тому, что стоял на машинах, разработанных и 10, и 20, и 30, и более лет тому назад. Двигатели и КПП год за годом усложняются, а едва ли не главный внешний электроагрегат остается практически неизменным. Его конструкция неидеальна, но являет собой золотой баланс свойств и стоимости. Появляются, правда, дополнительные узлы и усовершенствования – например, вместо элементарного шкива для ремня на генератор может устанавливаться обгонная муфта, как в стартерном бендиксе, или в обмотке статора увеличивается количество катушек и усложняется диодный мост, но большинство генераторов все же по-прежнему обходятся классической конструкцией.

Как устроен генератор

Две половинки корпуса, отлитые из алюминия, образуют «бочонок» и стянуты друг с другом болтами. Внутри «бочонка» расположена кольцевая обмотка – катушка статора, с которой мы снимаем переменное напряжение. Снаружи к этой обмотке подключен диодный мост, прикрытый пластиковой защитной полукрышкой и делающий из переменного напряжения постоянное. Через корпус генератора проходит ось – вал, вращающийся на двух подшипниках и приводимый в движение за шкив ремнем от коленвала двигателя.

На валу генератора установлен и вращается вместе с ним ротор с катушкой внутри – электромагнит. Через пару скользящих контактов и угольные щетки на него подает управляющий ток регулятор напряжения, следящий за тем, чтобы генератор выдавал на выходе 14 вольт – без регулятора величина напряжения будет зависеть от оборотов и способна достичь нескольких десятков вольт, опасных для 12-вольтового автомобильного электрооборудования.

Неисправности генератора

Генератор на большинстве машин достаточно прост по конструкции, и благодаря этому количество разновидностей его неисправностей невелико, а диагностика несложна. «Плавающих» проблем, которые затруднительно выловить и локализовать, в нем практически никогда не бывает.

Самые слабые узлы генератора – не механические, а электронные: это диодный мост, состоящий из шести мощных диодов, объединенных в три группы на алюминиевой пластине-радиаторе, и регулятор напряжения. Выходят из строя они из-за перегрузки (из-за систематической работы с перегрузкой от нештатных потребителей тока, если прикуривать чужую машину, не заглушив свой двигатель, или из-за короткого замыкания в банках аккумулятора), из-за появления микротрещин от постоянной смены подкапотной температуры в широких пределах и проникновения в трещины влаги, а также иногда и вовсе без видимых причин – с электроникой это случается… В регуляторе напряжения еще вдобавок со временем стачиваются графитовые щетки. При этом и диодный мост, и регулятор напряжения в сборе со щетками могут быть заменены на новые.

На втором месте по выходу из строя – подшипники. Их в генераторе два — более мощный и массивный передний, а также задний – меньших габаритов. Страдает чаще всего передний, поскольку на него приходятся и нагрузка от туго натянутого ремня, и проникновение пыли и влаги извне. Подшипники проявляют себя гулом и визгом, который исчезает, если завести мотор при снятом ремне генератора. Они также могут быть заменены новыми.

На третьем месте – более неприятные неисправности, хотя и, к счастью, более редкие. Могут сточиться до основания два медных колечка на валу – контакты для питания обмотки ротора, по которым скользят графитовые щетки регулятора напряжения. Колечки эти достаточно долговечны, поскольку пружины щеток слабенькие, но, отработав несколько комплектов щеток, кольца с годами могут прийти в негодность. В качестве запчастей встречаются не всегда, и для конкретной модели генератора их можно не найти… Если же купить удалось, то снимаются с вала они единым блоком (залиты в пластик), и одним блоком же ставятся новые.

Еще от старости может произойти разрушение изоляции проводов обмотки статора и возникнуть короткое замыкание между витками. Как правило, такое ремонтировать невыгодно, хотя в принципе перемотка возможна. Неисправности типа разрушения корпуса рассматривать, наверное, не стоит, хотя и они, безусловно, случаются, и, как ни странно, некоторые отечественные производители генераторов поставляют в розничную продажу половинки «бочонка».

Ремонт генератора

Теперь рассмотрим ремонт генератора на живом примере. Автомобиль ВАЗ-2115 приехал на сервис с проблемой отсутствия зарядки аккумулятора. Электрик, к его чести, не приговорил, не глядя (как это часто делается), диодный мост и регулятор скопом, а сперва проверил проводку к генератору, затем (не снимая генератор с машины) извлек из него регулятор напряжения и проверил его при помощи внешнего источника напряжения 15-16 вольт и нагрузочной лампы, сымитировав штатную работу – регулятор оказался исправен. Целыми оказались и щетки регулятора, контактные кольца на валу и обмотка ротора. После этого мастер посветил фонариком на диодный мост, увидел обугленный диод, сделал вывод о неисправности моста… и предложил полную замену генератора!

Почему? Все просто: на наш генератор, рожденный Ржевским заводом автотракторного электрооборудования ЭЛТРА, модели 5102.3771, устанавливается 80-амперный диодный мост МП13-80-3-2, который стоит в магазине… 909 рублей, и меняется он не так, как, скажем на старой-доброй «девятке», где это делалось при помощи отвертки и без снятия генератора с машины. В нашем случае мост меняется с использованием мощного паяльника, и генератор для этого, по-хорошему, должен лечь на верстак. Это изрядная возня, требующая к тому же определенной аккуратности. Мастер не захотел связываться с этим менее, чем за 2 000 рублей, и намекнул владельцу, что стоимость запчасти и ремонта почти в 3 000 рублей на генератор 2006 года выпуска выглядят бледно на фоне цены нового генератора в сборе в 4 450 рублей. Иначе говоря, можно за 3 000 починить, а можно за дополнительные 1 500 рублей к цене ремонта получить нового «гену» на гарантии, с новыми подшипниками, обмотками, гарантированно лишенными усталостных трещин лака, и так далее. Владелец согласился с такими доводами, и генератор был заменен на новый.

Вот такой неожиданный исход… Мы хотели понаблюдать за недорогим восстановительным ремонтом, а столкнулись с крупноузловой дорогостоящей заменой. Впрочем, ремонт уже завершен, машина восстановила подвижность и уехала, и у нас появилась возможность в спокойной обстановке внимательно взглянуть на генератор изнутри, изучить конструкцию и разобраться, прав ли был мастер. Более того, нам никто не запрещает починить его самостоятельно.

Генератор изнутри

Разборку генератора начинаем со снятия шкива с вала: 6-ручьевой шкив под поликлиновый ремень аккуратно зажимаем в тисках через алюминиевые прокладки и откручиваем гайку пневмогайковертом. Легкие следы замятия на шкиве не страшны, если они контролируемы и прогнозируемы – ни канавки, ни кромки не деформированы.

На валу виден паз под шпонку, однако шпонки самой нет, как нет и паза для нее в шкиве. На данном генераторе шкив крепится трением – затяжкой гайки с гровером с упором во внутреннее кольцо подшипника, а через него – в ротор.

Снимаем пластиковую «полукрышку», под которой прячутся диодный мост и регулятор напряжения. Видим, что мост неисправен – пробит как минимум один диод из шести. Это заметно даже без проверки тестером – видно, что диод обуглен.

Регулятор напряжения снимается легко – откручиванием двух гаек М8. Электрически его уже проверяли, визуально тоже видно, что щетки изношены незначительно. Продуваем, вытираем и откладываем в сторону.

Причины нарушения стабильной работы статора генератора

Перед тем как проводить проверку нужно точно узнать, какой именно генератор установлен на вашем автомобиле. Это можно узнать из мануала, но лучший способ узнать модель и параметры генератора – это заглянув под капот найти заводскую бирку. На ней вы найдёте все нужные значения. Если не учитывать различия в моделях генераторов, то результат проверки будет неточен. Зная основы электрики, несложно самому выявить различные проблемы в работе генератора, да и других систем электрической системы.

Все поломки статора можно условно разделить на две группы:

• Обрыв проводов обмотки;
• Замыкание провода на массу.

Если эксплуатация автомобиля проходит в условиях повышенной влажности или при резких сменах температурного режима, изоляция может потрескаться и расслоиться. Это может спровоцировать межвитковое замыкание и даже выход из строя всего генератора, что станет причиной внезапного разряжения аккумулятора, так как генератор не сможет полноценно его заряжать.

Общие советы

Перед началом проверки всегда следует заранее узнать, какая именно генераторная установка стоит на автомобиле. Например, в зависимости от модели машины реле-регулятор может поддерживать различные значения в диапазоне от 13,6–14,2 В. Об этом необходимо знать заранее, так как в итоге всё это влияет на конечный результат проверки.

В остальном же особых сложностей нет, поэтому собственными силами вполне реально выявить неисправности, либо другие проблемы, которые случаются время от времени с генератором и другими элементами бортовой электрической цепи.