弱いバッテリーはオルタネーターを破壊できますか?


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車両のバッテリーが弱いと、オルタネーターが破壊されたり、オルタネーターが早期に故障したりするという話を聞きました。

これは本当ですか、それともほとんどフィクションですか?


これは一般的なクエリですか、それとも特定の車両に固有ですか?
ザイド

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@Zaidこれは一般的な質問ですが、車両に違いがある場合は、それも知っておくとよいでしょう。
-RockPaperLizard

回答:


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オルタネーターの内部動作を知らない限り、あなたの質問に答えることは困難です。

基礎。ワイヤーのコイルの近くで磁場を動かすと、ワイヤーの電子が励起され、電気が発生します。作られる電気の量は、磁場の大きさとその速度に依存します。フィールドが大きく、移動が速いほど、より多くの電力が生成されます。また、ワイヤのコイルがあり、そこに電流を流すと、磁界が発生します。

オルタネーターには4つの基本コンポーネントがあります。ローター、ステーター、電圧レギュレーター、ブリッジ整流器。

  • ローターは回転する部分です。ローター上にはワイヤーのコイルがあります。そのワイヤに電流を流すことにより、磁場が作成されます。次に、ローターを回転させることにより、移動磁場が作成されます。ローターが回転しているため、ローターに連続した電流を送るには、スリップリングと呼ばれるデバイスが必要です。スリップリングは、固定式のバネ付きカーボンブラシが乗っている真鍮製または銅製の固体リングです。
  • 電圧レギュレータはシステム電圧を制御します。電圧レギュレータは、カーボンブラシとスリップリングを介してローターに電流を送ります。それらは連携して動作します。システムの電圧が低い場合、電圧レギュレータはローターにより多くの電流を送ります。システム電圧が高すぎる場合、電圧レギュレータはローターに送る電流が少なくなります。
  • 固定子は、回転子の回転する磁場によって励起されるワイヤの固定コイルです。実際には、ステーターには3つの独立したワイヤーのコイルが120度離れています。固定子の出力は交流(AC)です。
  • 次に、ブリッジ整流器はACを自動車が使用できる直流(DC)に変換します。

システム全体は、2つのことを行うように設計されています。まず、エンジンをクランキングした後、バッテリーを補充します。第二に、車の残りの部分に電力を供給します。全体が一緒に機能する方法は、電圧レギュレータがシステムの電圧を検知し、それに応じてローター電流を調整することです。たとえば、ヘッドライトをオンにすると、負荷が大きくなり、システム電圧が低下します。電圧レギュレータはこれを検知し、それに応じてローター電流を調整します。次に、高速道路で誰かを追い越し、アクセルペダルを踏み潰します。これによりエンジンが高速化され、システム電圧が上がります。電圧レギュレータは、ローター電流を下げてシステム電圧を下げます。この猫とマウスのゲームは、充電システムで常に行われています。

オルタネーターが特定の電流出力(たとえば100アンペア)に対して定格の場合、その定格は2000 RPMです。オルタネーターは2000 RPMで100Aを快適に生成できます。典型的なクルーズは約2000 RPMであるため、そのように設計されています。アイドル状態では、ローターの回転が遅くなり、オルタネーターは最大定格電流になりません。アイドル状態とは、充電システムがトラブルを起こす可能性があるときです。

バッテリーは豚です。バッテリーには、必要な電流がすべて流れます。必要な電流は、充電状態に比例します。放電したバッテリーまたは弱いバッテリーは、電流に非常に飢えています。

すべてをまとめると、車のバッテリーが弱い場合、そのバッテリーは多くの電流を必要とします。バッテリーの電流需要によりシステム電圧が低下するため、電圧レギュレータはローターにより多くの電流を送ることで補償します。アイドル状態では、オルタネーターは必要な電流を流すことができません。このため、システム電圧はさらに低下し、電圧レギュレータはローターに最大電流を送ります。

この最大負荷、最小速度条件は、摩耗が発生する場所です。最小速度では、内蔵ファンから最小量の冷却を利用できます。最大負荷では、電圧レギュレータはローターとブラシおよびスリップリングに最大量の電流を押し込みます。ブラシとスリップリングは熱くなり、ファンからの追加の冷却なしで、より速く摩耗します。

RPMが2000以上に増加すると、より多くの冷却が利用でき、ローターを通る電流が減少するため、状況は良くなります。残念ながら、最大電流を整流する必要があるため、摩耗点がブラシからブリッジ整流器に移動します。ただし、ブリッジ整流器はソリッドステートコンポーネントであり、摩耗の影響がはるかに少ないため、これは望ましい方法です。


オルタネーターのほとんどの摩耗はバッテリー寿命の最後の10%で発生するという仮説を検証するためにここに来ました。
トムラッセル

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はいぜったいに。私はオルタネーターを毎日終日販売しています-バッテリーの不足がオルタネーターの故障の根本原因であることがよくあります。

バッテリーがショートしていると、オルタネーターは連続的でないとしても、フル出力で長時間動作します-そして、これを行うために構築されていません。世界中のオルタネーターは、最初の高電流を供給するように構築されており、車両の始動に使用される電流が補充されると、徐々に減少します。全出力での定常運転は単に過熱し、整流器は故障します。*下記の編集をご覧ください

バッテリーが「開回路」の場合、オルタネーターは充電をまったく開始しないか、低電圧から高電圧に不規則に跳ね返ります。これにより、レギュレーターが時期尚早に(またはすぐに)故障します。

単に充電を受け入れないバッテリーは、永久に低電圧にならない限りオルタネーターの早期故障を引き起こすとは限りません。その場合、上記の「短絡」セクションを参照してください。

それが役立つことを願っていますか?

*編集:大型の商用および船舶用オルタネーター常にフル出力で動作するように設計されていますが、それらについて話しているような感覚は得られません:)滑り摩耗とベアリングのグリースがアイドル時の高充電電流から過熱します。これらの問題は、この質問の範囲外の他の問題によって引き起こされます。


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内部の電気的短絡があり、通常はプレートの1つが緩んで隣接するプレートに触れているバッテリーは、オルタネーターが通常よりもはるかに激しく作動します。これにより、オルタネーターの寿命が短くなる可能性があります。この場合、バッテリーはうまく機能しないため、この状態は通常すぐに発見されます。

オルタネーターまたはモーターが一生懸命働くと、より多くの熱が発生します。このシナリオでのオルタネーターの損傷は、熱によって引き起こされます。ローター巻線の絶縁が損傷する可能性があります。ベアリングのグリースは、いくつかの問題を挙げるために過熱する可能性があります。ほとんどのオルタネーターは、短時間だけ最大定格電力を生成するように設計されています。システム設計では、オルタネーターはバッテリーを5分未満充電し、その後、最大定格電力の10%未満の充電率まで低下させます。


ありがとう。オルタネーターが一生懸命に働くことはどういう意味ですか、そしてなぜそれが寿命を短縮するのですか?
-RockPaperLizard

@RockPaperLizard熱損傷に関する回答の追加セクションを参照してください。
フレッドウィルソン

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オルタネーターが機能するためには、機能的なバッテリーが必要です。バッテリー電流は、オルタネーターがエネルギーを生成するのに必要な磁場を生成するフィールドコイルにエネルギーを供給するために必要です。オルタネーターは約3000 RPMで5アンペア時をバッテリーに送り、その出力のバランスは自動車の他のすべてのシステムに行きます。カーバッテリーの主な機能は、車両を始動することです。起動すると、オルタネーターが完全に引き継ぎます。オルタネーターの内部には、AC電流を整流されたDC電流に変換する一連のダイオードがあります。これらのダイオードが故障し、AC電流がレギュレーターに流れ、その後レギュレーターが破壊される場合があります。バッテリーは非常に大容量のコンデンサーのように機能します。DCが適用されると、エネルギーが蓄積されます。ACがコンデンサに並列に印加されると、短絡回路がレギュレータをさらに破壊し、オルタネータのコイル巻線を調理するように動作します。また、修理されないままにしておくと、バッテリーを深刻に破壊する可能性があるという効果もあります。

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