Dicas e tutoriais
Uma breve descrição da estrutura e do princípio de funcionamento do sistema de carregamento de carros.
Julho 28, 2021
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Estrutura do sistema
Componentes principais
O que está incluído no sistema de carregamento do carro
- Gerador.O alternador é a principal fonte de energia para os equipamentos elétricos do carro. Durante o funcionamento normal, ele fornece energia para todos os equipamentos elétricos, exceto o motor de arranque, e carrega a bateria.
- Bateria.A bateria é o maior componente elétrico do carro. Sua principal função é alimentar o motor de arranque, o sistema de ignição e outros equipamentos elétricos importantes durante a partida do motor, além de fornecer energia aos equipamentos quando o motor não está funcionando ou está em baixa rotação.
- Regulador de tensão.O regulador de tensão ajusta a tensão de saída do gerador para que ela seja mantida entre 13,8 e 14,4 volts.
- Sistema indicador de carregamento.O sistema indicador de carga refere-se principalmente ao voltímetro ou indicador de carga no painel de instrumentos. Ele indica se o gerador está funcionando normalmente.
Gerador e bateria
Funções do fornecedor de energia
Responsabilidades do gerador e da bateria
Quando o motor está funcionando normalmente, quase toda a eletricidade do carro é fornecida pelo alternador. Quando há energia disponível, o alternador carrega a bateria. A potência de um alternador automotivo comum é de cerca de 0,8 a 1,5 kW, o que atende à demanda de eletricidade do carro na maioria dos casos, e a bateria complementa essa energia quando a geração de energia é insuficiente.
Em alguns motores de pequena cilindrada, quando o gerador produz mais energia e cria uma carga maior, o motor pode vibrar devido ao aumento da carga. O motor aumentará automaticamente a rotação para otimizar a potência.
A maioria dos geradores automotivos são alternadores trifásicos com retificador de silício, que utilizam diodos de silício como retificadores para converter corrente alternada em corrente contínua. A estrutura principal inclui o rotor, o estator, o mecanismo de escovas e anéis deslizantes, a ponte retificadora trifásica, os rolamentos, o ventilador e as tampas dianteira e traseira. O rotor gera um campo magnético, o estator envia corrente e o retificador converte a corrente alternada trifásica em tensão contínua pulsante. A geração de energia do gerador aumenta com a rotação do motor.
A bateria também estabiliza a tensão do sistema de alimentação elétrica. Ela funciona como um capacitor de grande capacidade, absorvendo sobretensões instantâneas no circuito para proteger os equipamentos elétricos. Quando o motor está funcionando normalmente, a tensão de saída do gerador é maior que a tensão da bateria do carro; portanto, o gerador alimenta todos os equipamentos elétricos, exceto o motor de partida, e carrega a bateria. A bateria utiliza sua energia armazenada internamente para acionar o motor de partida, principalmente quando o motor é ligado.
Princípio de funcionamento
Excitação e retificação
Como funciona o sistema de carregamento do carro
Ao acionarmos a chave de ignição, a bateria fornece corrente de excitação ao rotor do gerador, que, por sua vez, produz um campo magnético. O motor então entra em funcionamento, acionando o gerador. O enrolamento do estator corta as linhas magnéticas do enrolamento do rotor, produzindo corrente alternada trifásica, que é convertida em corrente contínua após retificação em silício e emitida para o exterior.
Nesse momento, como a velocidade do gerador é baixa, sua corrente de excitação é fornecida pela bateria. À medida que a velocidade do gerador aumenta, a geração de energia também aumenta, e a corrente no enrolamento do rotor passa a ser fornecida pela própria corrente do gerador. Isso é chamado de “autoexcitação”.
Quando o motor funciona normalmente, o alternador também funciona em alta velocidade, enviando energia elétrica para os equipamentos elétricos do carro, e o excesso de energia é usado para carregar a bateria. Quando a bateria está totalmente carregada, o regulador de tensão interrompe a corrente de excitação do rotor e o alternador para de gerar eletricidade. Quando a tensão da bateria cai para um determinado valor, o regulador de tensão reconecta a corrente de excitação e o alternador volta a gerar eletricidade.
Esse processo se repete para garantir o funcionamento normal dos equipamentos elétricos do carro e manter a bateria totalmente carregada. Para assegurar que o carro possa gerar eletricidade mesmo em baixa velocidade, a velocidade do alternador geralmente é de 2,5 a 3 vezes a velocidade do motor, de modo que mesmo com o motor em marcha lenta, o alternador possa gerar eletricidade normalmente.
Falhas e manutenção
Indicador de carregamento e inspeção diária
Falhas comuns no sistema de carregamento e verificações
Se a luz indicadora de carregamento acender ou o ponteiro do voltímetro estiver abaixo de 24V com o carro em funcionamento, significa que o alternador não está carregando ou a quantidade de carga é insuficiente, sendo necessária uma revisão do sistema de carregamento.
As falhas mais comuns em sistemas de carregamento de carros elétricos incluem a ausência de carregamento, sobrecarga e carga insuficiente. As causas dessas falhas são principalmente mau contato na linha e falha no gerador. De modo geral, os geradores modernos são altamente integrados e não podem ser desmontados e reparados em condições normais; eles só podem ser substituídos por completo.
Durante o uso, não utilize o método de aterramento instantâneo da saída do gerador para determinar se ele está gerando eletricidade, e não remova a bateria ou outros equipamentos elétricos importantes enquanto o gerador estiver funcionando em alta velocidade. Caso contrário, a sobretensão pode danificar componentes eletrônicos de precisão.
Na manutenção diária, verifique frequentemente a conexão entre o gerador e a bateria para garantir que esteja firme e confiável, sem ferrugem nas juntas. Verifique também a tensão da correia do gerador. Se a correia estiver muito frouxa, a rotação do gerador pode ser insuficiente para a geração de energia. Se a correia estiver muito apertada, pode danificar facilmente a correia e os rolamentos do gerador.
