Схема На Автомобилен Генератор: Принцип На Действие

Електрическа машина, която преобразува механичната енергия в електрически ток, се нарича автомобилен генератор. Функцията на генератора в автомобила е да зарежда батерията и да захранва електрическото оборудване, докато двигателят работи. Алтернатор служи като генератор на превозно средство.

Генераторът е разположен в двигателя, най-често в предната му част, задвижван от коляновия вал. При хибридни превозни средства алтернаторът върши работата на стартера-алтернатора и подобна подредба се използва в някои други системи за спиране и пускане. В момента Denso, Delphe и Bosch са най-добрите генератори в света.

Има два вида конструкции на автомобилни алтернатори: компактни и традиционни. Разликите, които характеризират тези видове, се състоят от разликата в разположението на вентилатора, различават се в конструкцията на корпуса, изправителния блок и задвижващата ролка, геометричните размери. Общите параметри, намерени и при двата типа автомобилни генератори, са:

  • Ротор;

  • Статор;

  • Жилище;

  • Волтажен регулатор;

  • Изправител;

  • Сглобяване на четки.

Схема на автомобилен генератор VAZ 2106:

Схема на автомобилен генератор: принцип на действие

1 — затягаща втулка 14 — заключение "67" 2 — втулка 15 — щепсел за неутрален проводник 3 — буферна втулка 16 — шпилка за закрепване на генератора 4 — заден капак 17 — работно колело на вентилатора 5 — винт за закрепване на изправителния блок 18 — скрипец 6 — токоизправител 19 — плочи 7 — клапан (диод) 20 — пръстен 8 — заден лагер 21 — преден лагер 9 — пръстени за приплъзване 22 — намотка на ротора 10 — вал на ротора 23 — ротор 11 — четки 24 — намотка на статора 12 — заключение "30" 25 — статор 13 — държач за четки 26 — преден капак

Схема на автомобилен генератор VAZ 2110:

Схема на автомобилен генератор: принцип на действие

1 — корпус 17 — скрипец 2 — изход "B +" за свързване на консуматори 18 — гайка 3 — кондензатор за потискане на смущения 2.2 μF 19 — вал на ротора 4 — общ терминал на допълнителни диоди (свързан към терминал "D +" на регулатора на напрежението) 20 — преден лагер на вала на ротора 5 — държач на положителни диоди на токоизправителния блок 21 — клюновидни полюсни части на ротора 6 — държач на отрицателни диоди на токоизправителния блок 22 — намотка на ротора 7 — заключения на намотката на статора 23 — втулка 8 — регулатор на напрежението 24 — затягащ винт 9 — държач за четки 25 — заден лагер на ротора 10 — заден капак 26 — лагерна втулка 11 — преден капак 27 — плъзгащи пръстени 12 — ядро ​​на статора 28 — отрицателен диод 13 — намотка на статора 29 — положителен диод 14 — дистанционен пръстен 30 — допълнителен диод 15 — шайба 31 — терминал "D" (общ изход на допълнителни диоди) 16 — конична шайба  

Схема на свързване на системата на генератора:

Схема на автомобилен генератор: принцип на действие

1 — генератор; 2 — отрицателен диод; 3 — допълнителен диод; 4 — положителен диод; 5 — контролна лампа за разреждане на батерията; 6 — комбинация от устройства; 7 — волтметър; 8 — монтажен блок; 9 — допълнителни резистори от 100 Ohm, 2 W; 10 — реле за запалване; 11 — ключ за запалване; 12 — акумулаторна батерия; 13 — кондензатор; 14 — намотка на ротора; 15 — регулатор на напрежението

Основната задача на ротора е да създаде въртящо се магнитно поле, като за тази цел възбуждащата намотка е разположена на вала на ротора. Побира се в две половинки полюси, всяка половина полюс има шест издатини — те се наричат ​​клюнове. На вала има и плъзгащи се пръстени, има два и през тях се захранва намотката за възбуждане. Пръстените, най-често, са изработени от мед, стомана или месинг пръстени са доста редки. Водещите намотки за възбуждане са запоени директно към пръстените.

Едно или две работни колела на вентилатора са разположени върху вала на ротора (броят им зависи от конструкцията) и задвижваната задвижваща ролка е фиксирана. Два сачмени лагера, които не се нуждаят от поддръжка, оформят роторния лагер. От страната на плъзгащите пръстени на вала може да бъде разположен и ролков лагер.

Статорът е необходим за създаване на променлив електрически ток, съчетава метална сърцевина и намотки, сърцевината е изградена от плочи, те са направени от стомана. Той има 36 слота за навиване на намотки, в тези слотове са положени намотки, има три от тях, те образуват трифазна връзка. Има два начина за полагане на намотките в жлебовете — метод на вълната и контур. Намотките са свързани помежду си съгласно схемите "звезда" и "триъгълник".

Какви са тези схеми?

  • "Звезда" — някои краища на намотките са свързани в една точка, а останалите краища са изводи;

  • "Триъгълник" — кръгова връзка на краищата на намотките последователно, заключенията идват от точките на свързване.

Повечето от конструктивните елементи на генератора са разположени в корпуса. Състои се от две корици — отпред и отзад. Предната част е разположена отстрани на задвижващата ролка, задната е разположена отстрани на плъзгащите се пръстени. Покритията са закрепени с болтове. Производството на капаци се практикува най-често от алуминиева сплав. Той е немагнитен, лек и способен да разсейва топлината лесно. На повърхността на капаците има вентилационни прозорци и два или един фиксиращ крак. В зависимост от броя на краката, стойката на генератора се нарича еднократна или двукрака.

Сглобката на четката служи за осигуряване на прехвърляне на възбудителния ток към контактните пръстени. Състои се от две графитни четки, пружини, които ги притискат, и държач за четки. В генераторите на съвременни машини държачът на четките е разположен с регулатор на напрежението в един неразделим блок.

Изправителният блок изпълнява функцията за преобразуване на синусоидалното напрежение, което се генерира от генератора, в постояннотоковото напрежение на бордовата мрежа на автомобила. Това са плочи, които действат като радиатори с монтирани диоди. Блокът съдържа шест мощни полупроводникови диода, за всяка фаза има два диода, единият за "положителния", а другият за "отрицателния" изход на генератора.

На много генератори полевата намотка е свързана през отделна група, която се състои от два диода. Тези токоизправители предотвратяват разреждането на тока на разреждане на акумулатора през намотката, когато двигателят не работи. Когато намотките са свързани съгласно принципа "звезда", на нулевия терминал са монтирани два допълнителни диода за захранване, което позволява да се увеличи мощността на генератора с до 15 процента. Изправителният блок се изключва в генераторната верига на специални места за монтаж чрез запояване, заваряване или болтове.

Регулатор на напрежение — неговата цел е да поддържа напрежението на генератора в определени граници. В момента генераторите са оборудвани с полупроводникови електронни (или интегрални) регулатори на напрежението.

Конструкции на регулатора на напрежението:

  • хибриден дизайн — използването на радиоелементи и електронни устройства в електронна схема заедно;

  • интегрален дизайн — всички компоненти на регулатора (с изключение на изходния етап) са направени с помощта на тънкослойна микроелектронна технология.

Стабилизирането на напрежението, което е необходимо при промяна на скоростта на въртене на товара и коляновия вал на двигателя, се извършва автоматично чрез въздействие върху тока в полевата намотка. Регулаторът контролира честотата на текущите импулси и продължителността на импулсите.

Регулаторът на напрежението променя подаваното напрежение за зареждане на акумулаторната батерия чрез температурна компенсация на напрежението (в зависимост от температурата на въздуха). Колкото по-висока е температурата на въздуха, толкова по-малко напрежение отива към батерията.

Генераторът се задвижва от ремъчно задвижване; той върти ротора със скорост, две до три пъти по-голяма от скоростта на коляновия вал. В различни конструкции на генератора могат да се използват поликлинови или клинови ремъци:

  1. Клиновият ремък има предпоставките за бързо износване (това зависи от конкретния диаметър на ролката), тъй като областта на приложение на клиновия ремък е ограничена от размерите на задвижваната ролка.

  2. V-образният ремък се счита за по-универсален, приложим е за малки диаметри на задвижваната ролка, с негова помощ се реализира по-голямо предавателно отношение. Модерните генераторни модели имат поликлинови ремъци в дизайна си.

Има генератор, наречен индуктор, тоест безчетков. Той има ротор, състоящ се от набор от компресирани тънки пластини, направени от трансформаторно желязо, така нареченият ротор с мека магнитна пасивна феромаса. Пренавиването на възбуждането се поставя върху статора. Чрез промяна на магнитната проводимост на въздушната междина между статора и ротора се получава електродвижеща сила в такъв генератор.

Принципът на работа на автомобилен генератор

Схема на автомобилен генератор: принцип на действие

Когато ключът се завърти в ключалката на запалването, токът преминава към намотката на полето през четката и плъзгащите се пръстени. В намотката се индуцира магнитно поле. Роторът на генератора започва да се движи с въртенето на коляновия вал. Намотките на статора са проникнати от магнитното поле на ротора. На клемите на намотките на статора възниква променливо напрежение. Когато се достигне определена скорост, намотката за възбуждане се захранва директно от генератора, т.е. генераторът преминава в режим на самовъзбуждане.

Променливотоковото напрежение се преобразува в DC от токоизправителя. В това състояние генераторът е ангажиран с осигуряването на необходимия ток за зареждане на захранването на потребителите и батерията.

Регулаторът на напрежението се включва при промяна на товара и скоростта на коляновия вал. Той се занимава с регулиране на времето за включване на намотката за възбуждане. Времето за включване на полевата намотка намалява с намаляване на външното натоварване и увеличаване на честотата на въртене на генератора. Времето се увеличава с увеличаване на натоварването и намаляване на скоростта. Когато консумираният ток надвиши възможностите на генератора, акумулаторната батерия се включва. На таблото има предупредителна лампа, която следи работното състояние на генератора.

Основните параметри на генератора:

  • Номинално напрежение;

  • номинална честота на възбуждане;

  • номинален ток;

  • честота на самовъзбуждане;

  • Ефективност (коефициент на ефективност).

Номиналното напрежение е 12 или 24 V, стойността на напрежението зависи от конструкцията на електрическата система. Номиналният ток е максималният ток на откат при номиналната скорост (той е 6000 оборота в минута).

Характеристиката на скоростта на тока е зависимостта на силата на тока от скоростта на генератора.

В допълнение към номиналните стойности характеристиката на скоростта на тока има и други точки:

  • минимален ток и минимална работна скорост (40-50% от номиналния ток е минималният ток);

  • максимален ток и максимална скорост (не повече от 10% максимален ток надвишава номиналния).

Видео

Подобен...