ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Устройство и работа из "Электрическое и электронное оборудование автомобилей " На рис. 1 показана схема вентильного генератора. Магнитный поток в генераторе создается обмоткой возбуждения 4 при протекании по ней электрического тока и системой полюсов 3. В автомобильных генераторах их, как правило, 12. Полюса с обмоткой возбуждения вращаются, образуя вместе с кольцами и щетками 5, через которые ток подводится к обмотке возбуждения, валом и некоторыми другими конструктивными элементами узел генератора, который называется ротором. [c.7] На рис. 1 условно показан генератор с тремя катушками, образующими обмотки фаз статора. Наиболее распространенные автомобильные генераторы имеют 18 или 36 пазов статора, в которых размещены обмотки фаз. Каждая обмотка содержит шесть катушек, включенных последовательно. Если обмотка фазы образована из двух параллельных ветвей, то каждая ветвь содержит шесть катушек. Обмотки могут быть соединены между собой в звезду или треугольник. [c.8] Материалом полюсов ротора и магнитопровода статора является сталь, она не оказывает существенного сопротивления прохождению магнитного потока. Магнитный поток, возникнув в обмотке возбуждения, проходит в основном через полюсную систему ротора и магнитопровод статора. При вращении ротора напротив катушек обмоток фаз статора последовательно находятся то северный Ы, то южный 5 полюсы ротора, магнитный поток изменяется по величине и направлению, что по закону Фарадея достаточно для появления на выводах обмоток фаз переменного электрического напряжения. Частота этого напряжения / связана с частотой вращения ротора Пр и числом пар полюсов ротора р простым соотношением / = рЛр/бО. В современных отечественных автомобильных вентильных генераторах р = , поэтому частота их переменного тока в 10 раз меньше частоты вращения ротора. [c.8] Выпрямление трехфазного напряжения достигается тем, что диоды выпрямителя при изменении этого напряжения во времени переходят из закрытого в открытое состояние таким образом, что ток нагрузки протекает только в одном направлении — от вывода + генератора к выводу — . [c.9] В начальный момент времени, напряжение в обмотке 7 отсутствует, в обмотке ЬЗ оно положительно, а в обмотке Ь2 — отрицательно. На рис. 2 стрелками показано направление напряжения в обмотках в этот момент времени. За положительное принято направление стрелки к средней точке О обмотки статора. Электрический ток поступает к потребителям в направлении действия напряжения в обмотках от вывода + к выводу — генератора через находящиеся в открытом состоянии диоды V DЗ и УОА. [c.9] В другой момент времени, например в обмотке 2 нет напряжения, в обмотке /,/ оно положительно, а обмотке ЬЗ — отрицательно, и выпрямленный ток поступает к потребителям в том же неизменном направлении уже через диоды УО и УОЪ. [c.9] В любой момент времени в каждом плече выпрямителя находятся во включенном состоянии по одному диоду, причем каждый диод находится в таком состоянии приблизительно треть периода. Выпрямлению подвергается линейное напряжение, которое при соединении в звезду в 1,73 раза больше, чем при соединении в треугольник. Поэтому при соединении в треугольник обмотка статора должна иметь большее число витков, чем при соединении в звезду. Однако сила тока фазы при соединении в треугольник в 1,73 раза меньше, чем при соединении в звезду, что обеспечивает некоторое преимущество соединения в треугольник для генераторов большой мощности, так как позволяет выполнить обмотки статора из более тонкого провода. [c.9] Выпрямленное напряжение имеет пульсирующий характер. Это может неблагоприятно сказаться на потребителях и на работе регулятора напряжения 5, снизить стабильность выходного напряжения генераторной установки. Однако аккумуляторная батарея ОВ служит своеобразным фильтром, сглаживающим пульсации выпрямленного напряжения генератора, при этом ток батареи имеет пульсирующий характер. [c.9] Поэтому в последних моделях автомобильных генераторов (генератор 37.3701 автомобиля ВАЗ-2108) обмотку возбуждения подключают к дополнительному выпрямителю. Дополнительный выпрямитель 2 (см. рис. 2) содержит только одно плечо из трех диодов VD1, У08, VD9, аноды которых соединены с выводом Д. [c.10] Обмотка возбуждения в этом случае получает ток только от генератора через дополнительный выпрямитель 2 и плечо выпрямителя 1 с диодами VD4, УОЪ, V06. Такое подсоединение обмотки генератора имеет и свою негативную сторону, так как появление напряжения генератора связано в этом случае с его самовозбуждением. Самовозбуждение генератора происходит при выполнении ряда условий, главные из которых — наличие в генераторе остаточного магнитного потока при отсутствии тока в обмотке возбуждения и достаточно низкое сопротивление цепи возбуждения. Если эти условия не выполняются, напряжение генератора в рабочем диапазоне частот вращения вала может не появиться. [c.10] Основными техническими характеристиками генераторов являются напряжение, частота вращения ротора и мощность (или сила тока, отдаваемого генератором при заданном значении напряжения). Номинальные значения напряжений генераторов 7, 14, 28 В установлены ГОСТ 3940—84. [c.10] Вентильные генераторы обладают самоограничением и характеризуются наибольшей силой отдаваемого тока / , которую для вентильных генераторов определяют при частоте вращения 5000 об/мин. За номинальную мощность автомобильного генератора принимают произведение наибольшей силы тока на номинальное напряжение. [c.11] По токоскоростной характеристике хорошо видно в чем состоит явление самоограничения вентильного генератора. Развив силу тока /м, генератор при дальнейшем увеличении частоты вращения из-за своих конструктивных особенностей большей силы тока отдать потребителям не может. [c.11] Генератор спроектирован так, что нагрев его обмоток, подшипников и полупроводниковых элементов при силе тока / не опасен. Более того, узлы генератора оказываются наиболее нагретыми при силе тока, составляющей приблизительно (2/3) / . Это объясняется тем, что с возрастанием частоты вращения ротора растет сила тока генератора и, следовательно, нагрев его узлов, но одновременно возрастает и интенсивность охлаждения генератора вентилятором, расположенным на его валу. При больших частотах вращения над интенсивностью нагрева преобладает интенсивность охлаждения и нагрев узлов генератора уменьшается. Поэтому в качестве промежуточной точки токоскоростной характеристики вентильных генераторов чаще всего указывается частота вращения при силе тока нагрузки (2/3) / . [c.11] Из сравнений токоскоростных характеристик вентильного генератора и генератора постоянного тока видно, что вентильный генератор предпочтительнее — он обеспечивает подачу электроэнергии к потребителям при частотах вращения значительно более низких, чем генератор постоянного тока. [c.11] Следует отметить, что токоскоростные характеристики определяются как в холодном (когда температура узлов генератора практически равна температуре окружающего воздуха = (20 5) °С), так и в горячем состоянии генератора. При определении токоскоростной характеристики генератора в горячем состоянии генератор предварительно нагревают при работе в заданном режиме и температуре окружающего воздуха (20 5) °С. [c.12] Поскольку генераторы подбирают к автомобилю исходя из наибольшей суммарной мощности потребителей и его скоростного режима, естественно, что генераторы городских автобусов, двигатель которых часто работает на остановках с малой частотой вращения, обладают наименьшими частотами вращения как без нагрузки, так и с нагрузкой при заданном напряжении и значительной максимальной мощностью. Генераторы же автомобилей с дизелями, работающими большую часть времени на частотах вращения, близких к номинальным, имеют, как правило, более высокие частоты вращения в контрольных точках токоскоростной характеристики. [c.13] Уменьшение частоты вращения в контрольных точках токоскоростной характеристики вызывает увеличение габаритных размеров и массы генератора, что вступает в известное противоречие с одним из основных требований, предъявляемых к автомобильным генераторам — обладать малыми габаритными размерами и массой. [c.13] Вернуться к основной статье