ความรู้เกี่ยวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ารถยนต์และแบตเตอรี่

ปัญหาการชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์สามารถสรุปได้ดังต่อไปนี้หลังจากทำความเข้าใจแล้วคุณจะมีความเข้าใจทั่วไปเกี่ยวกับการผลิตพลังงานของรถยนต์การชาร์จแบตเตอรี่และการใช้พลังงาน

1. มอเตอร์ขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า

เครื่องยนต์ของรถไม่เพียง แต่ใช้ในการขับเคลื่อนยานพาหนะเท่านั้น แต่ยังรวมถึงระบบต่างๆในรถด้วย เพลาข้อเหวี่ยงของเครื่องยนต์มีปลายสองด้านปลายด้านหนึ่งเชื่อมต่อกับมู่เล่ซึ่งจำเป็นต้องเชื่อมต่อกับกระปุกเกียร์เพื่อขับเคลื่อนยานพาหนะ ปลายอีกด้านหนึ่งถูกส่งออกโดยรอกเพลาข้อเหวี่ยงเพื่อขับเคลื่อนอุปกรณ์เสริมบางอย่าง ตัวอย่างเช่นรอกเพลาข้อเหวี่ยงในรูปด้านบนจะขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคอมเพรสเซอร์ปั๊มพวงมาลัยพาวเวอร์ปั๊มน้ำหล่อเย็นและชิ้นส่วนอื่น ๆ ผ่านสายพานเพื่อจ่ายกำลังให้ ตราบเท่าที่เครื่องยนต์ทำงานเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าและชาร์จแบตเตอรี่ได้

2. เครื่องกำเนิดไฟฟ้าของรถยนต์สามารถปรับการผลิตไฟฟ้าได้

เราทุกคนรู้ดีว่าหลักการของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือขดลวดตัดสายการเหนี่ยวนำแม่เหล็กเพื่อสร้างกระแสและยิ่งความเร็วของขดลวดเร็วเท่าไหร่กระแสและแรงดันก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น และความเร็วของเครื่องยนต์จากรอบเดินเบาหลายร้อยถึงหลายพันรอบต่อนาทีช่วงมีขนาดใหญ่มากดังนั้นจึงมีอุปกรณ์ควบคุมบนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าคงที่สามารถส่งออกด้วยความเร็วที่แตกต่างกันซึ่งเป็นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า ไม่มีแม่เหล็กถาวรในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของรถยนต์ ขึ้นอยู่กับขดลวดในการสร้างสนามแม่เหล็ก โรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือขดลวดที่สร้างสนามแม่เหล็ก เมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากำลังทำงานแบตเตอรี่จะหมุนขดลวดของโรเตอร์ก่อน (เรียกว่ากระแสกระตุ้น) เพื่อสร้างสนามแม่เหล็กจากนั้นเมื่อโรเตอร์หมุนมันจะสร้างสนามแม่เหล็กหมุนและสร้างกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวดสเตเตอร์ เมื่อความเร็วของเครื่องยนต์เพิ่มขึ้นและแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าจะตัดการเชื่อมต่อกระแสของโรเตอร์เพื่อให้สนามแม่เหล็กของโรเตอร์ค่อยๆอ่อนลงและแรงดันไฟฟ้าไม่เพิ่มขึ้น

3. รถยนต์ใช้น้ำมันเชื้อเพลิงเช่นเดียวกับไฟฟ้า

บางคนคิดว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของรถยนต์ทำงานด้วยเครื่องยนต์ดังนั้นจึงผลิตกระแสไฟฟ้าอยู่เสมอดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้โดยเปล่าประโยชน์ ความจริงแล้วความคิดนี้ไม่ถูกต้อง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าของรถยนต์จะหมุนไปพร้อมกับเครื่องยนต์ตลอดเวลา แต่สามารถปรับการผลิตไฟฟ้าได้ หากการใช้พลังงานน้อยลงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะสร้างพลังงานน้อยลง ในเวลานี้ความต้านทานการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีขนาดเล็กและการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงต่ำ เมื่อการใช้พลังงานมากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจำเป็นต้องเพิ่มการผลิตไฟฟ้า ในเวลานี้สนามแม่เหล็กของขดลวดมีความเข้มแข็งขึ้นกระแสไฟฟ้าขาออกจะเพิ่มขึ้นและความต้านทานการหมุนของเครื่องยนต์ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน แน่นอนว่าจะทำให้สิ้นเปลืองเชื้อเพลิงมากขึ้น ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดคือการเปิดไฟหน้าเมื่อไม่ทำงาน โดยทั่วไปความเร็วของเครื่องยนต์จะผันผวนเล็กน้อย เนื่องจากการเปิดไฟหน้าจะทำให้การใช้พลังงานเพิ่มขึ้นซึ่งจะเพิ่มการผลิตไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งจะเพิ่มภาระให้กับเครื่องยนต์ดังนั้นความเร็วจะผันผวน

4. มีการนำไฟฟ้าจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามาใช้ในการทำงานของรถยนต์

หลายคนมีคำถามนี้: รถที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือไม่? ในความเป็นจริงคำตอบนั้นง่ายมาก ตราบใดที่ระบบไฟฟ้าในรถของคุณไม่ได้รับการแก้ไขระบบไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะถูกใช้ในการทำงานของรถ เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าขาออกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เครื่องใช้ไฟฟ้าอื่น ๆ ในรถยนต์และแบตเตอรี่จึงเป็นของโหลด แบตเตอรี่ไม่สามารถคายประจุได้แม้ว่าจะต้องการคายประจุก็ตาม แม้ว่าแบตเตอรี่จะชาร์จเต็มแล้ว แต่ก็เทียบเท่ากับแบตเตอรี่ก้อนใหญ่เป็นเพียงความจุ แน่นอนว่าระบบควบคุมเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของรถยนต์บางคันนั้นค่อนข้างล้ำหน้าและจะตัดสินว่ากำลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือแบตเตอรี่ถูกใช้ตามสถานการณ์หรือไม่ ตัวอย่างเช่นเมื่อชาร์จแบตเตอรี่เต็มเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะหยุดทำงานและใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ซึ่งสามารถประหยัดน้ำมันได้ เมื่อพลังงานแบตเตอรี่ลดลงถึงระดับหนึ่งหรือใช้เบรกหรือเบรกเครื่องยนต์เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเริ่มชาร์จแบตเตอรี่

5. แรงดันแบตเตอรี่

รถยนต์ในครัวเรือนโดยทั่วไปเป็นระบบไฟฟ้า 12V แบตเตอรี่เป็น 12V แต่แรงดันไฟฟ้าขาออกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอยู่ที่ประมาณ 14.5V ตามมาตรฐานแห่งชาติแรงดันขาออกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า 12V ควรเป็น 14.5V ± 0.25V เนื่องจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจำเป็นต้องชาร์จแบตเตอรี่ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าควรสูง หากแรงดันไฟฟ้าขาออกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็น 12V จะไม่สามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้ ดังนั้นจึงเป็นเรื่องปกติที่จะวัดแรงดันแบตเตอรี่ที่ 14.5V ± 0.25V เมื่อรถวิ่งด้วยความเร็วรอบเดินเบา หากแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าหมายความว่าประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะลดลงและแบตเตอรี่อาจสูญเสียพลังงาน หากสูงเกินไปอาจทำให้เครื่องใช้ไฟฟ้าไหม้ได้ เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพในการสตาร์ทที่ดีแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่รถยนต์ไม่ควรต่ำกว่า 12.5V ในสถานะเปลวไฟ หากแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าค่านี้อาจทำให้เกิดปัญหาในการสตาร์ท ในเวลานี้หมายความว่าแบตเตอรี่ไม่เพียงพอและจำเป็นต้องชาร์จให้ทันเวลา หากแรงดันไฟฟ้ายังคงไม่เป็นไปตามข้อกำหนดหลังจากการชาร์จแสดงว่าแบตเตอรี่ไม่ทำงานอีกต่อไป

6. รถวิ่งเติมแบตได้นานแค่ไหน

ฉันไม่คิดว่าหัวข้อนี้มีความสำคัญในทางปฏิบัติเพราะแบตเตอรี่รถยนต์ไม่จำเป็นต้องชาร์จเต็มตลอดเวลาตราบใดที่ไม่ส่งผลต่อการสตาร์ทและการคายประจุมากเกินไป เนื่องจากรถใช้พลังงานแบตเตอรี่ในขณะสตาร์ทเครื่องยนต์เท่านั้นจึงจะชาร์จตลอดเวลาขณะขับรถและพลังงานที่ใช้ในขณะสตาร์ทสามารถเติมเต็มได้ภายในห้านาทีและส่วนที่เหลือจะได้รับ กล่าวคือตราบใดที่คุณไม่ได้ขับรถเป็นระยะทางสั้น ๆ เพียงไม่กี่นาทีทุกวันคุณก็ไม่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับความไม่พึงพอใจในการชาร์จแบตเตอรี่ จากประสบการณ์ของตัวเองตราบใดที่แบตเตอรี่ยังไม่ถูกทิ้งจะไม่มีอะไรเกิดขึ้นเป็นปัญหาที่ไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยการไม่ใช้งานเป็นเวลาครึ่งชั่วโมง แน่นอนว่าไม่ใช่เรื่องที่เป็นไปไม่ได้เลยที่จะได้รับข้อมูลที่ถูกต้อง ตัวอย่างเช่นเมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของรถยนต์ไม่ทำงานกระแสไฟขาออกคือ 10a และความจุของแบตเตอรี่คือ 60 A. หากกระแสไฟชาร์จจริงคือ 6a เวลาในการชาร์จคือ 60/6 * 1.2 = 12 ชั่วโมง การคูณด้วย 1.2 คือการพิจารณาว่ากระแสไฟชาร์จแบตเตอรี่ไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้า แต่วิธีนี้เป็นเพียงผลลัพธ์คร่าวๆเท่านั้น