Речь пойдет об автомобильном генераторе. Вопрос, можно ли увеличить мощность генератора если увеличить ток ротора этого генератора. Если коротко то нельзя. Ну а если подробно, то все оказалось не так просто. В начале немного о генераторах.
Коротко об автомобильном генераторе. Генератор имеет неподвижную обмотку статора и вращающуюся обмотку ротора. Ток к обмотке ротора передается через щетки. Мощность генератора тем больше чем больше обороты и мощность магнитного поля ротора. Вырабатываема энергия генератора идет на питание всех электроприборов авто и зарядку АКБ. Если вырабатываемая энергия превысит потребляемую, то напряжение борт сети будет расти, ну и если наоборот то падать. Что бы напряжение борт сети было постоянным предусмотрено специальное устройство - реле генератора. Принцип следующий: если напряжение борт сети растет, то реле генератора уменьшает ток ротора и мощность генератора падает. Если напряжение падает, то наоборот увеличивает ток ротора и мощность генератора растет.
Предел намагниченности ротора. Чем выше ток ротора, тем сильнее магнитное поле ротора. Но всему есть предел, при каком то токе сердечник ротора войдет в насыщение и больше магнитное поле расти не будет несмотря на увеличение тока. Логично что генератор спроектирован так, что бортового напряжения должно хватать что бы этот ток создать, ну а вдруг нет. Почему бы это не проверить.
Генераторы старых машин имеют внешнее реле генератора, на самом генераторе просто щетки ротора с разъемом:
Эксперимент. Эксперимент проводил так. Использовал внешний блок питания с возможностью задавать ток, подключил его к щеткам ротора, подключил вольтметр к борт сети, завел машину. Начинаю повышать ток ротора, мощность генератора увеличивается и напряжение борт сети растет, что бы удерживать напряжение на уровне 14 вольт, подключаю нагрузку в виде лапочек и нагревателей. И вот так потихоньку повышал ток ротора и добавлял нагрузку, пока напряжение не перестало расти. Произошло это при токе ротора 3А. Если повышать ток дальше то мощность генератора уже не росла. Меня удивило то что при 3А напряжение блока питания было 15 вольт.
Плохой контакт щеток ротора. Я измерил сопротивление ротора без щеток получил 2.8 ома, а вместе с щетками получилось 5 ом. Поэтому что бы создать 3А и нужно 15 вольт. Вывод: плохой контакт щеток. Снял почистил, собрал, сопротивление снизилось до 4 ом. При 4 омах и напряжении борт сети 14 вольт, максимальный ток ротора будет 3.5А, это более чем достаточно и генератор сможет выйти на максимальную мощность согласно своим характеристикам. А вот при при 5 омах генератор максималку выдать не сможет. Конечно если включено мало потребителей или высокие обороты то максимальная мощность генератора не потребуется.
Контакт щеток в процессе эксплуатации. Теоретически щеточный узел должен быть защищен от грязи, но мой генератор старый, там может этой защиты нет и не было. Решил проверить как обстоят дела на практике. По мере возможности замерял сопротивление ротора вместе с щетками, после поездки. В моей машине сделать это не сложно. Выяснил, что сопротивление в сухую погоду на уровне 4 ом, а в грязную может быть и больше 5 ом. Обнаружил что сопротивление может само уменьшиться без чистки, при условии что на улице сухая погода. Видимо щетки как то самоочищаются во время работы.
Заключение. Я хотел проверить можно ли увеличить мощность генератора увеличив ток ротора, а в итоге обнаружил совсем другую проблему. Раньше я не обращал внимание на напряжение, хоть в волге и есть вольтметр, но он не точный. Поэтому поставил в прикуриватель цифровой вольтметр, что бы точно увидеть проявляет себя возросшее сопротивление контакта щеток или нет.
Время, когда возросшее сопротивление щеток себя проявляло, это весна осень. На улице холодно и грязно. Я включаю вентилятор печки и обогрев стекла на полную, плюс фары. В итоге, на холостых, от генератора требуется максимальная мощность, и естественно выдать он ее не может, напряжение борт сети проседает. (в это момент АКБ перестает заряжаться или даже начнет разряжаться) Ну а с повышением оборотов мощность генератора возрастает и напряжение поднимается. Зимой грязи нет, щетки чистые, такой проблемы нет. Ну а летом не нужна печка, соответственно нет большого расхода энергии.
Решить проблему грязных щеток можно четырьмя способами. Первое это сделать защиту щеточного узла от грязи. Второе поднять напряжение борт сети или отдельно для ротора, тогда нужный ток будет создаваться даже не смотря на высокое сопротивление контакта щеток. Третье уменьшить потребление энергии, например уменьшить обороты вентилятора печки или обогрев стекла. Ну и четвертое это заменить генератор.
