РазноеГенераторные установки автомобиля – Автомобильная генераторная установка

Генераторные установки автомобиля – Автомобильная генераторная установка

Содержание

Генераторные установки автомобилей и тракторов

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МАМИ»

Е.Э. Пахомова, В.Н.Гришина, И.М. Воронов

Методические указания к лабораторным работам № 3,4,5 по курсу «Электрооборудование автомобилей и тракторов» для студентов, обучающихся по специальностям 14050165, 14050365, 14060765, 19020165, 19060365 и направлениям 14050062, 14060062, 19010062

Одобрено методической комиссией по специальности

«Электрооборудование автомобилей и тракторов»

1-е издание

Москва

2009

Разработано в соответствии с Государственным образовательным стандартом ВПО 2000 г. для направления подготовки дипломированного специалиста 654500 (140600.65)- Электротехника,электромеханика и электротехнологии и специальности 180800 (140607.65)-Электрооборудование автомобилей и тракторов на основе примерной (рабочей) программы дисциплины «Электрооборудование автомобилей и тракторов»

Рецензенты: профессор кафедры «Автотракторное электрооборудование» МГТУ «МАМИ» А.В.Акимов

доцент кафедры «Автотракторное электрооборудование» МГТУ «МАМИ» А.Ф. Мельников

Работа подготовлена на кафедре «Автотракторное электрооборудование»

Генераторные установки автомобилей и тракторов: методические указания / Е.Э. Пахомова, В.Н.Гришина, И.М. Воронов. – 1-е изд. – М. :

МГТУ «МАМИ», 2009. – 25с.

В методических указаниях рассматриваются особенности конструкции и принцип действия вентильных и индукторных генераторов автомобилей и тракторов, также рассматривается принципиальная схема регулирования напряжения генераторов при помощи регулятора напряжения и устройство безконтакного транзисторного регулятора напряжения.

© Е.Э. Пахомова, В.Н.Гришина,

И.М. Воронов, 2009

© МГТУ «МАМИ», 2009

2

Содержание

3

3 3

Лабораторная работа №3 3

Устройство автомобильного вентильного генератора с клювообразным ротором. 3

Лабораторная работа № 4 14

Устройство вентильного генератора индукторного типа. 14

Лабораторная работа № 5 18

Устройство бесконтактного транзисторного регулятора напряжения. 18

25 24

Список литературы 24

3

Лабораторная работа №3 Устройство автомобильного вентильного генератора с клювообразным ротором.

1.Цель работы.

Изучение устройства и принципа работа автомобильного вентильного генератора с клювообразным ротором.

2.Краткие сведения.

Генератор предназначен, в основном, для обеспечения питанием электропотребителей, входящих в систему электрооборудования, и заряда аккумуляторной батареи при работающем двигателе автомобиля. Напряжение в бортовой сети автомобиля, питаемого генератором, должно быть стабильно в широком диапазоне изменения частоты вращения и нагрузок.

Преобразование механической энергии , которую автомобильный генератор получает от двигателя внутреннего сгорания, через ременную передачу, в электрическую происходит в соответствии с явлением электромагнитной индукции. Суть явления состоит в том , что если изменять магнитный поток пронизывающий катушку, витки которой выполнены из проводящего материала, например медного провода , то на выводах катушки появляется электрическое напряжение, равное произведению числа ее витков на скорость изменения магнитного потока. Совокупность таких катушек образует в генераторе обмотку статора. Возможны два варианта изменения магнитного потока: по величине и направлению, что обеспечивается щеточной конструкцией вентильного генератора или только по величине, что характерно для индукторного бесщеточного генератора. Для образования магнитного потока достаточно пропустить через катушку электрический ток. Эта катушка называется обмоткой возбуждения. Стальная полюсная система подводит магнитный поток к катушкам обмотки статора, в которых наводится переменное напряжение. Эти катушки помещены в пазы стального магнитопровода (пакета железа) статора. Обмотка статора с его магнитопроводом образует статор генератора, его неподвижную часть, а обмотка возбуждения с полюсной системой, валом, контактными кольцами - ротор, вращающую часть генератора.

На рисунке 1 показана магнитная система генератора(продольный и поперечный разрезы). Силовые линии магнитного потока показаны пунктирными линиями, а направление потока -стрелками.

4

При работе генератора напротив катушек обмотки статора устанавливается то южный то северный полюс ротора, при этом направление магнитного потока, пронизывающего катушку, изменяется, что и вызывает в ней появление переменного напряжения. Частота этого напряжения f зависит от частоты вращения ротора n и числа пар полюсов генератора:

ƒ=p·n/60;

У всех автомобильных генераторов отечественного производства шесть пар полюсов, при этом частота переменного тока в обмотке статора, выраженная в Гц, меньше частоты вращения ротора генератора, измеряемой в мин

-1, в 10 раз.С учетом передаточного числа ременной передачи i от двигателя к генератору, частота переменного тока, выраженная через частоту вращения коленчатого вала двигателя nдв определяется соотношением:

Рисунок 1. Магнитная система генератора:

1 – втулка; 2 – обмотка возбуждения; 3 – клювообразные полюсные наконечники; 4 – пакет статора; 5 – обмотка статора; 6 – щетки; 7 – контактные кольца; 8 – изоляционная втулка; 9 – вал.

ƒ =0,1 nдв i;

Обмотка статора трехфазная. Она состоит из трех обмоток, которые называют просто фазами, токи и напряжения в которых смещены на 120 электрических градусов, как показано на рисунке 2.

5

Рисунок 2. График фазных напряжений и выпрямленного напряжения генератора.

Фазы могут соединяться в «звезду» или «треугольник». При этом различают фазные и линейные напряжения и токи. Фазные напряжения действуют между выводами обмоток фаз, а фазные токи протекают в этих обмотках, линейные напряжения действуют между проводами, соединяющими обмотку статора с выпрямителем. В этих проводах протекают линейные токи. Поэтому выпрямитель выпрямляет линейные величины.

При соединении в «треугольник» фазные токи в √3 раза меньше линейных, а у «звезды» линейные и фазные токи равны. Поэтому, при том же отдаваемом генератором токе, ток в обмотках фаз при соединении в «треугольник» значительно меньше, чем у «звезды». Поэтому в генераторах большой мощности часто применяют соединения в «треугольник», так как при меньших токах обмотки можно наматывать более тонким проводом, что технологичнее. Однако линейное напряжение у «звезды» в √3 раз больше фазного. А у «треугольника» они равны. Поэтому, для получения такого же выходного напряжения при тех же частотах вращения ротора «треугольник» требует увеличения числа витков его фаз по сравнению со «звездой».

По своему конструктивному исполнению генераторы можно разделить на две группы: традиционной конструкции с вентилятором у приводного шкива и компактной конструкции с двумя вентиляторами во внутренней полости. В отдельную группу выделяются генераторы с жидкостным охлаждением.

Генератор содержит статор с обмоткой, зажатой между двумя крышками- передней , со стороны привода, и задней, со стороны контактных колец. Крышки отлитые из алюминиевых сплавов, имеют вентиляционные окна, через которые вентилятор продувает воздух сквозь генератор.

6

Генераторы традиционной конструкции снабжены вентиляционными окнами только в торцевой части, компактной конструкции еще и в цилиндрической части крышек.

На крышке со стороны контактных колец крепится щеточный узел, который часто объединен с регулятором напряжения, и выпрямительный узел. Крышки стянуты между собой тремя или четырьмя винтами, так что статор оказывается зажат между крышками.

Крепежные лапы и нятяжное ухо генератора отливаются заодно с крышками. Если крепление двухлапое, то обе крышки имеют лапы, если однолапое-только передняя.

Статор генератора (рис.3) набирается из стальных листов толщиной 0,8…1мм, но чаще выполняется набивкой «на ребро».

При таком исполнении меньше отходов при обработки и выше технологичность.

Скрепления между собой отдельных листов пакета статора в монолитную конструкцию осуществляется сваркой или заклепками.

Генераторы устаревших конструкций имели 18 пазов на статоре под размещение обмотки, в настоящее время все генераторы массовых выпусков имеют 36 пазов.Пазы изолированы пленкоэлектрокартоном, полиэтилентерефталатной пленкой или напылением эпоксидного компаунда.Обмотки выполняются проводами ПЭТ-200, ПЭТД-180, ПЭТВМ,ПЭСВ-3 и др. В пазах статора располагается обмотка, выполняемая по следующим схемам: петлевая распределенная, волновая сосредоточенная, волновая распределенная. Особенностью автомобильных генераторов является полюсная система ротора (рис.4). Она содержит две полюсные половины с выступами-полюсами клювообразной формы по шесть на каждой половине. Полюсные половины выполняются штампованными и могут иметь выступы-полувтулки.

В случае отсутствия выступов при напрессовке на вал между полюсными половинами устанавливается втулка с обмоткой возбуждения, намотанной на каркас.

Обмотка возбуждения в сборе с ротором пропитывается лаком. Клювы полюсов по краям обычно имеют скосы с одной или двух сторон для уменьшения магнитного шума генератора. В некоторых конструкциях для той же цели под острыми концами клювов размещается антишумовое магнитное кольцо расположенное над обмоткой возбуждения. Это кольцо предотвращает возможность колебания клювов при изменении магнитного потока и, следовательно, излучения ими магнитного шума.

На валу ротора располагаются контактные кольца. Выполненные чаще всего из меди с опрессовкой их пластмассой.

7

Рисунок 3. Статор генератора.

Рисунок 4. Ротор генератора: полюсная система с обмоткой возбуждения.

Также встречаются кольца из латуни или нержавеющей стали, что снижает износ и окисление, особенно во влажной среде.

К кольцам припаиваются или привариваются выводы обмотки возбуждения. Щеточные узлы - это пластмассовая конструкция, в которой устанавливаются щетки. В автомобильных генераторах применяют щетки двух типов - меднографитные и электрографитные.

8

В отечественных генераторах применяют электрографитные щетки ЭГ51А размером5×8×18(генераторы Г222, 37.3701 и др.) и меднографитные М1 размером 6×6.5×13мм (генераторы 16.3701,58.3701 и др.). Электрографитные щетки имеют повышенное падение напряжения в контакте с кольцами, что неблагоприятно сказывается на выходные характеристики генератора, однако они обеспечивают значительно меньший износ контактных колец. Щетки прижимаются к кольцам усилием пружин. Обычно щетки устанавливаются по радиусу контактных колец.

Выпрямительные узлы применяются двух типов: либо это пластины-теплоотводы, в которые запрессованы или к которым припаиваются диоды (стабилитроны) силового выпрямителя или на которых распаивают или герметизируют кремневые переходы этих диодов, либо конструкции с сильно развитым оребрением, в которых диоды, обычно таблеточного типа, припаивают к теплоотводам. Диоды дополнительного выпрямителя имеют обычно пластмассовый корпус цилиндрической формы или в виде горошины.

Рисунок 5. Выпрямительный блок БПВ11-60:

1 – дополнительный выпрямитель; 2 – силовой выпрямитель; 3 – крышка генератора; 4 – диод Д104-20Х; 5 – теплоотвод, не изолированный от массы; 6 – вывод обмотки статора генератора; 7 – болт крепления блока; 8 – монтажная шина; 9 – диод Д104-20; 10 – теплоотвод, изолированный от массы.

9

На рис.5 представлен выпрямительный блок БПВ11-60. Он представляет собой две алюминиевые пластины-теплоотводы, соединенные между собой в монолитную конструкцию через изоляционные втулки заклепками. Один теплоотвод соединен с массой генератора, другой изолирован от нее и соединен с выводом «+» генератора.

Выпрямители блоков собраны по мостовой схеме и содержат обычно 6 диодов, запрессованных в теплоотводы. В блоке имеется дополнительный выпрямитель обмотки возбуждения, который выполняется на маломощных диодах КД223А, имеющих пластмассовый цилиндрический корпус диаметром 6,2 мм и длинной 9,65 мм и проволочные выводы. Диоды размещаются в пластмассовой подковке, обрамляющей конструкцию блоков. Во всех блоках БПВ используются силовые диоды типа Д 104-20 и Д 104-20Х. Диоды эти конструктивно аналогичны, но у диода Д104-20Х на корпусе расположен катод, а у диода Д104-20-анод. Диоды Д104-20 запрессованы в изолированный от массы теплоотвод, соединенный с выводом «+» генератора. Каждая группа содержит число диодов, равное числу фаз, т.е. для трехфазной схемы по 3 диода. К выпрямителю подведены выводы фазных обмоток статора.

Подшипниковые узлы генераторов – это радиальные шариковые подшипники со встроенными в подшипник уплотнителями и одноразовой закладкой смазки.

Привод генераторов осуществляется клиновым ремнем через шкив, установленный на валу ротора. Качество обеспечения питанием потребителей, в том числе зарядка аккумуляторной батареи, зависит от передаточного числа ременной передачи, равном отношению диаметров ручьев приводного шкива коленчатого вала двигателя и шкива генератора. Чем больше это число, тем больший ток может отдавать потребителям генератор. Но при больших передаточных числах происходит ускоренный износ ремня. Поэтому для клиновидных ремней передаточные числа лежат в пределах 1,8…2,5.

Более высокое передаточное число – до 3,5 возможно для поликлиновых передаточных ремней, которые используются в генераторах компактной конструкции. Столь высокое передаточное число возможно потому, что поликлиновые ремни допускают применение на генераторах приводных шкивов малых диаметров и меньший угол охвата шкива ремнем.

Воздушное охлаждение генератора осуществляется одним или двумя вентиляторами, закрепленными на его валу.

10

При этом у генераторов традиционной конструкции воздух забирается центробежным вентилятором в отверстия крышки со стороны контактных колец. У генераторов компактной конструкции охлаждающий воздух забирается со стороны задней и передней крышек двумя расположенными по торцам ротора центробежными вентиляторами.

3.Учебные пособия, приспособления, инструменты.

3.1.Генераторы в сборе, разрезные образцы, щиты с деталями и плакаты.

3.2.Приспособления и инструменты, необходимые для разборки и сборки генератора.

4.Порядок проведения работы.

4.1.Разобрать генератор.

4.2.Ознакомиться с устройством отдельных деталей и узлов генератора.

4.3.Вычертить электрическую схему соединения обмоток статора, возбуждения и диодов выпрямителей и обозначить выводы генератора.

4.4.Вычертить эскиз магнитной системы генератора (продольный и поперечный разрезы) и разместить обмотки.

4.5.Определить количество пазов пакета статора, количество катушек обмотке статора, число катушек в фазе, дать эскиз паза.

4.6.Вычертить эскиз устройства выпрямителя.

4.7.Вычертить эскиз устройства щеточно-контактного узла.

4.8.Вычертить эскиз системы вентиляции.

4.9.Вычертить эскиз установки (крепления) генератора на двигателе.

4.10. Нарисовать схему обмоток статора.

4.11.Собрать генератор. Сборка генератора производиться в последовательности обратной процессу разборки генератора.

5.Содержание отчета.

5.1.Описание принципа работы вентильного генератора с приведением электрической схемы вентильного генератора (схема включения обмоток генератора и диодов выпрямителя)

5.2.Краткое описание устройства клювообразного вентильного генератора.

5.3.Эскизы магнитной цепи генератора (продольной и поперечной) с указанием пути основного магнитного потока.

5.4.Эскиз щеточно-контактного узла.

5.5. Эскиз выпрямительного блока.

11

5.6.Эскиз охлаждения генератора с указанием типа исполнения рассматриваемого генератора по способу охлаждения.

6.Контрольные вопросы.

6.1.Принципы работы вентильного генератора с клювообразным ротором.

6.2.Как устроен статор генератора?

6.3.Как устроен ротор генератора?

6.4.Каково назначение и устройство щеточно-контактного узла?

6.5.Каково назначения и устройство выпрямительного блока?

6.6.Как осуществляется охлаждения генератора?

12

Рисунок 6. Генератор Г250:

1 – обмотка статора; 2 – пакет статора; 3 – полюсный наконечник; 4 – обмотка возбуждения; 5 – втулка; 6 – вал; 7 – передняя крышка; 8 – вентилятор; 9 – шкив;10 – подшипник передний; 11 – стакан; 12 – разрезное кольцо; 13 – шпонка; 14 – гайка; 15 – втулка; 16 крышка подшипника; 17 – винт; 18 – задняя крышка; 19 – положительный теплоотвод выпрямителя;20 – отрицательный теплоотвод выпрямителя; 21 – вентиль обратной полярности; 22 – изоляционная втулка; 23 – вывод переменного тока выпрямителя; 24 – винт; 25 – подшипник задний; 26 – крышка подшипника; 27 – гайка; 28 – контактные кольца; 29, 30 – щетки; 31 – щеткодержатель; 32 – вывод «Ш»; 33 – винт щеткодержателя; 34 – каркас.

13

Рисунок 7. Принципиальная электрическая схема генератора:

1,2,3 – обмотки трех фаз статора; 4 – диоды силового выпрямителя; 5 – диоды выпрямителя обмотки возбуждения; 6 – обмотка возбуждения; 7 – регулятор напряжения; 8 – аккумуляторная батарея; 9 – нагрузка; Uф – напряжение в обмотках фаз; Uл – линейное напряжение; Ud – выпрямленное напряжение.

14

studfile.net

Генераторная установка автомобиля

Категория:

   Электрооборудование автомобилей

Публикация:

   Генераторная установка автомобиля

Читать далее:



Генераторная установка автомобиля

При работающем двигателе питание потребителей электрической энергией обеспечивает генератор. Генератор обеспечивает также заряд аккумуляторной батареи. В тех случаях, когда мощности генератора недостаточно для питания всех подключенных потребителей, недостающую электрическую энергию отдает батарея. Мощность генератора выбирают таким образом, чтобы не было чрезмерного разряда аккумуляторной батареи.

Обычно генераторы устанавливают в передней части двигателя на специальных кронштейнах, а привод осуществляют клино-ременной передачей от коленчатого вала. Поэтому частота вращения ротора генератора пропорциональна частоте вращения коленчатого вала двигателя и изменяется в значительных пределах. Большой диапазон изменения частоты вращения генератора вызывает изменение в широких пределах его напряжения. А так как потребители рассчитаны на работу при изменении напряжения в определенных пределах и то же требование предъявляется к напряжению заряда аккумуляторной батареи, в схемы генераторов включают устройство, обеспечивающее его стабилизацию— регулятор напряжения. Вместе генератор и регулятор напряжения образуют генераторную установку.

В качестве генераторов на современных автомобилях применяются синхронные машины переменного тока с электромагнитным возбуждением. Так как для питания потребителей и в особенности для заряда аккумуляторной батареи необходим постоянный ток, в генераторы встраивают выпрямители, выполненные на полупроводниковых диодах.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

До недавнего времени на автомобилях применялись генераторы постоянного тока. Их замена генераторами переменного тока произошла благодаря развитию электроники и возможности применения дешевых и надежных полупроводниковых выпрямителей. Достоинствами генераторов переменного тока по сравнению с генераторами постоянного тока являются: расширение рабочего диапазона частот вращения, большой срок службы, меньшая масса при той же отдаваемой мощности, уменьшение трудоемкости технического обслуживания. Генераторы постоянного тока необходимо было защищать от перегрузки и разряда аккумуляторной батареи через его обмотки, для чего устанавливались ограничитель тока и реле обратного тока. Генераторы переменного тока обладают свойством самоограничения максимальной силы тока, а встроенный выпрямитель препятствует разряду батареи через его обмотки.

Напряжение генераторной установки выбирают исходя из того, чтобы не было перезаряда и повышенного разряда аккумуляторной батареи. На величину напряжения, удовлетворяющего данным требованиям,оказывают влияние климатические условия и режимы эксплуатации автомобиля, а также место установки аккумуляторной батареи. Поэтому диапазон изменения напряжения генераторных установок находится в пределах 13,2—15,5 В при номинальном напряжении питания потребителей 12 В. В схемах с номинальным напряжением 24 В напряжение генератора в 2 раза больше.

Схемы различных генераторных установок имеют свои специфические особенности. Однако эти особенности не носят принципиального характера, а определяются в основном применяемой элементной базой и конструктивным совершенством установки. Любой современный автомобильный генератор переменного тока выполняется с электромагнитным возбуждением, т. е. содержит обмотку возбуждения ОВ (рис. 2.1), питание которой осуществляется через регулятор напряжения РН от самого генератора, а когда его напряжение мало — от аккумуляторной батареи. Обмотка возбуждения размещается внутри ротора, который вращается. Трехфазная обмотка статора, в которой индуктируется э. д. е., неподвижна. Обычно фазные обмотки А, В и С соединяются «звездой», но встречаются и соединения «треугольником». Выбор той или иной схемы определяется в основном технологическими возможностями завода-изготовителя. Выпрямление трехфазного тока осуществляется по трехфазной двухполупер йодной схеме.

Регулятор напряжения РН, включенный в цепь обмотчи возбуждения, обеспечивает стабилизацию напряжения генератора в условиях постоянно изменяющихся частоты вращения двигателя и числа включенных потребителей. По своей конструкции регуляторы напряжения подразделяются на электромеханические (их еще называют вибрационными, или контактными), электронные (бесконтактные) и комбинированные. Перспективными являются электронные регуляторы. Применение остальных конструкций может быть оправдано лишь меньшей стоимостью.

Рис. 1. Схема генераторной установки

Электронные регуляторы напряжения постоянно совершенствуются. В начальный период их применения, когда использовалась дискретная элементная база, они имели самостоятельное конструктивное исполнение. В настоящее время регуляторы разрабатываются на интегральных схемах. Благодаря своим малым габаритам они монтируются непосредственно на генераторе.

Рекламные предложения:


Читать далее: Устройство генератора автомобиля

Категория: - Электрооборудование автомобилей

Главная → Справочник → Статьи → Форум


stroy-technics.ru

Автомобильный генератор: принцип действия, неисправности

Любая автомашина оборудуется бортовой электросетью, на которую возлагается множество задач – от пуска двигателя посредством электрического стартера и выработки искры, которая воспламеняет топливовоздушную смесь до обеспечения работы фар, магнитолы, сигнализации и других устройств. Все перечисленное оборудование потребляет электроэнергию, которая вырабатывается двумя элементами – генератором и аккумулятором. В этой статье мы расскажем о том, как устроен и работает автомобильный генератор, каковы его основные неисправности и на что нужно обратить внимание при эксплуатации.

Для чего нужен генератор?

Подача электроэнергии для питания бортовой сети до момента запуска ДВС осуществляется аккумуляторной батареей. Однако АКБ не может вырабатывать ток, она лишь хранит его в себе, отдавая по необходимости. По этой причине использовать аккумулятор для постоянного обеспечения работы автомобильного электрооборудования нельзя – он довольно быстро отдаст всю электроэнергию и полностью разрядится. Даже при пуске силового агрегата батарея отдает значительную часть заряда, так как стартер потребляет очень много электричества.

Генератор авто обеспечивает восстановление заряда АКБ и подачу питания ко всем потребителям, подключенным к бортовой сети. Он не хранит в себе электричество, как аккумулятор, а непрерывно производит его в ходе работы двигателя. Но пока ДВС не запущен, этот узел не работает, и функция питания бортовой сети выполняется аккумуляторной батареей.

Работа автомобильного генератора напоминает действие электродвигателя, только в обратном порядке. Электромотор получает энергию и преобразует ее в механическое действие, в то время как автогенератор преобразует механическое вращение ротора в электроэнергию.

Кратко принцип, по которому работает автомобильный генератор, можно объяснить так: вращение ротора приводит к образованию магнитного поля, а оно воздействует на обмотку статора. Это приводит к возникновению в последней электротока, который затем подается для питания включенных в бортовую сеть ТС потребителей.

Однако работа автогенератора имеет некоторые особенности, которые необходимо учитывать.  Современный электрогенератор, устанавливаемый в машинах, имеет три фазы и вырабатывает переменный ток, в то время как для питания бортовой сети необходим постоянный. Кроме того, вырабатываемый электроток должен иметь строго определенные параметры, иначе велика вероятность того, что он выведет из строя оборудование. Чтобы не допустить этого, узел комплектуется дополнительными элементами.

Устройство автомобильного генератора

Автогенератор включает в себя несколько составляющих:

  • Ротор.
  • Статор.
  • Блок щеток.
  • Регулятор напряжения.
  • Выпрямительный блок (диодный мост).
Автомобильный генератор

1 — задний подшипник; 2 — выпрямительный блок; 3 — контактные кольца; 4 — щетка; 5 — щеткодержатель; 6 — кожух; 7 — диод; 8 — втулка подшипника; 9 — винт; 10 — задняя крышка; 11 — крыльчатка; 12 — винт; 13 — ротор; 14 — обмотка ротора; 15 — передняя крышка; 16 — вал ротора; 17 — шайба; 18 — гайка; 19 — шкив; 20 — передний подшипник; 21 — обмотка ротора; 22 — статор.

Ротор

Ротором (от англ. rotation — вращение) называется подвижная часть автогенератора. Она представляет собой вал с расположенной на ней обмоткой возбуждения, находящейся между двумя полюсными половинками. Последние изготавливаются штамповкой, на каждой из них имеется шесть выступов в форме клюва, расположенных сверху обмотки. Эти половинки образуют систему полюсов и контактные кольца. Задача колец заключается в подаче электротока на обмотку через ее выводы.

Обмотка возбуждения предназначена для создания магнитного поля. Для решения этой задачи на нее должен быть подан слабый электроток. До запуска силового агрегата подачу тока для образования магнитного поля осуществляет АКБ. Когда ДВС заработает, и число оборотов достигнет нужной величины, подача тока на обмотку возбуждения будет производиться генератором

На роторе, кроме того, размещены:

  • Приводной шкив.
  • Подшипники качения.
  • Охлаждающее устройство (вентилятор).

Ротор располагается внутри статора, зажатого между крышками корпусной части. Крышки снабжены посадочными местами, в которых помещаются роторные подшипники. Кроме того, в крышке, расположенной со стороны приводного шкива, имеются отверстия для вентиляции.

Система охлаждения генераторов

Схема вентиляции генераторов

Статор

Этот элемент, в отличие от вышеописанного, неподвижен (статичен), из-за чего и получил свое название. Его задача заключается в получении электротока переменной величины, возникающего под влиянием магнитного поля ротора. Статор состоит из обмоток и сердечника. Последний изготавливается из листовой стали и имеет пазы для укладки трех обмоток (по количеству фаз). Обмотки могут укладываться одним из двух способов: петлевым или волновым. Схема их соединения также может быть разной – в форме звезды или треугольника.

Статор генератора

1 — сердечник; 2 — обмотка; 3 — пазовый клин; 4 — паз; 5 — вывод для соединения с выпрямителем.

При подключении по схеме «звезда» все обмотки соединяются вместе одним из концов в общей точке. Их вторые концы выполняют роль выводов. Схема «треугольник» предусматривает соединение обмоток по другому принципу: 1-я со 2-й, 2-я – с 3-ей, а 3-я, в свою очередь – с 1-й. В этом случае функцию выводов выполняют точки соединения. Наглядно обе схемы показаны на рисунке.

Схемы подключения

Схема «звезда» и «треугольник»

Блок щеток

Задача этой составляющей генератора заключается в передаче электричества на обмотку возбуждения. Конструктивно блок представляет собой корпус с расположенной в нем парой подпружиненных графитных щеток. Последние прижимаются с помощью пружин к контактным кольцам, но жестко с ними не скреплены.

Регулятор напряжения

Регулятор нужен для того, чтобы поддерживать величину напряжения на выходе в установленных пределах. Это необходимо, поскольку количество тока, как и его параметры, зависит от числа оборотов двигателя, а долговечность аккумулятора напрямую связана с подаваемой разностью потенциалов. Недостаточное напряжение приведет к «хроническому» недозаряду АКБ, а избыточное – к перезаряду. Как в первом, так и во втором случае срок службы батареи заметно снизится. Современные автомобили комплектуются электронными полупроводниковыми регуляторами.

Регулятор напряжения

Регулятор напряжения

Диодный мост (выпрямительный блок)

Задача этого элемента заключается в том, чтобы преобразовывать переменный ток, поступающий на него, в постоянный, необходимый для питания бортовой сети. Конструктивно он состоит из теплоотводящих пластин, в которые вмонтированы диоды в количестве 6 штук – по 2 на каждую статорную обмотку (на «+» и на «-») .

Принцип работы автомобильного генератора

Разберемся теперь, как работает автогенератор. При повороте ключа в замке зажигания напряжение поступает на обмотку, проходя при этом через контактные кольца, а также через блок щеток. Результатом становится возникновение вокруг обмотки возбуждения магнитного поля. Оно постоянно вращается вместе с ротором, воздействуя на статорные обмотки. На выводах последних возникает переменный электроток, подающийся затем на диодный мост. На выходе выпрямительного блока ток уже имеет постоянную величину. Далее он подается на регулятор напряжения, от которого идет на графитные щетки, обеспечивает питание потребителей, включенных в бортовую сеть, и подзарядку аккумуляторной батареи.

Напряжение на выходе устройства регулируется следующим образом. Регулятор, функционирующий совместно с блоком щеток, меняет величину напряжения, которое поступает на обмотку. Это приводит к изменению параметров магнитного поля, а также количества вырабатываемой электроэнергии. Кроме того, регулятор осуществляет термокомпенсацию, суть которой заключается в том, что напряжение меняется обратно пропорционально температуре (чем она ниже, тем разность потенциалов больше, и наоборот).

Основные неисправности автомобильного генератора

Этот узел достаточно надежен, и при правильной эксплуатации не ломается долго. Тем не менее, выходы его из строя все же случаются, и причины неполадок могут иметь электрический или механический характер.

Электрические неисправности

Такие неполадки случаются чаще механических, правильно определить их и устранить достаточно сложно. Это может быть замыкание обмоток возбуждения на статоре или роторе, их обрыв, поломка регулятора напряжения или пробой диодов на выпрямительном блоке. Подобные проблемы опасны еще и тем, что они отрицательно сказываются на аккумуляторе до тех пор, пока не будут выявлены и устранены. Так, вышедший из строя регулятор напряжения приведет к тому, что батарея будет постоянно перезаряжаться. При этом внешних признаков неисправности практически не имеется, чаще всего ее выявляют при комплексной диагностике, измерив на автогенераторе величину выходного напряжения, или заподозрив неладное, когда аккумуляторы один за другим выходят из строя, отработав всего несколько месяцев.

Обрыв или замыкание обмоток возбуждения устраняется с помощью перемотки. Остальные электрические неисправности исправляют, меняя вышедшую из строя деталь.

Механические неисправности

Причиной появления неполадок механического характера, как правило, является износ графитовых щеток, приводного шкива или щеток, а также обрыв ремня привода генератора. Эти неисправности довольно легко диагностировать по посторонним шумам, раздающимся при работе автогенератора. Устраняются эти неполадки заменой нерабочего элемента.

Напоследок остается дать совет периодически проводить диагностику генератора, проверяя на износ его составляющие и измеряя величину напряжения на выходе узла. Это позволит своевременно выявить и устранить возникшие неисправности, тем самым избежав проблем с аккумулятором и электрическими устройствами, включенными в бортовую сеть транспортного средства.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.


Поделиться новостью в соцсетях