1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип работы обмотки возбуждения генератора

Принцип работы обмотки возбуждения генератора

Принцип действия простейшего синхронного генератора и трехфазого генератора переменного тока был рассмотрен ранее (см. § 6.1 и §7.1). Поскольку на роторе могут быть расположены неявно выраженные или явно выраженные полюса, то в соответствии с этим машину называют неявнополюсной или явнополюсной. Явнополюсными выполняют роторы тихоходных (не больше 1000 об/мин) генераторов, используемых для работы, например, с гидротурбинами (гидрогенераторы). Неявнополюсными выполняют роторы быстроходных (1500. 3000 об/мин) генераторов паровых турбин (турбогенераторы).

Для электростанции с двигателем внутреннего сгорания предназначены генераторы с независимым возбуждением от машинных возбудителей, генераторы с самовозбуждением от твердых или механических выпрямителей.

Схема генератора с машиннным возбудителем изображена на рисунке 10.1.

Ток в обмотку ротора поступает от генератора постоянного тока с параллельным возбуждением — возбудителя, расположенного на валу синхронного генератора. Мощность возбудителя составляет всего 0,3. 3% мощности синхронного генератора. Меньшее значение относится к более мощным генераторам. Напряжение возбудителя генераторов сельских станций не превышает 115 В. Номинальное напряжение этих генераторов составляет 133/230 В, 230/400 В, 400/690 В.

Генераторы с самовозбуждением подразделяются на генераторы с твердыми полупроводниковыми выпрямителями и генераторы с механическим выпрямителем. На рисунке 102 изображена схема генератора с самовозбуждением от полупроводниковых выпрямителей. Принцип действия такого генератора заключается в следующем. При вращении генератора вхолостую в обмотке статора под влиянием остаточного магнетизма полюсов ротора индуктируется небольшая э.д.с. Эта э.д.с. через выпрямители ВС приложена к обмотке возбуждения ОВГ. В замкнутой цепи обмотки возбуждения протекает ток, который усиливает поток остаточного магнетизма, вследствие чего возрастает э.д.с. в обмотке статора. Ток возбуждения увеличивается еще более ит. д.

На рисунке 10.3 приведена упрощенная схема генератора с механическим выпрямителем. В пазах статора, кроме основной силовой обмотки ОО, уложена вспомогательная обмотка ДО с небольшим числом витков, соединенная в звезду или треугольник изолированно от основной. На роторе расположены обмотка возбуждения ОВ и механический выпрямитель MB, напоминающий по устройству и принципу действия коллектор машин постоянного тока. К щеткам через механический выпрямитель подключены концы вспомогательной обмотки якоря, а на кольца выведены концы обмотки индуктора ОВ. На рисунке 10.3, б показан характер тока в цепи обмотки возбуждения.

Принцип работы обмотки возбуждения генератора

Ваш браузер сильно устарел, пожалуйста обновите его.

  • Сравнить 0
  • Войти
  • Регистрация

Пн-Пт: 9 00-18 00 Сб: 10 00-14 00 Вс — Выходной

Запчасти для грузовиков
(098) 514-24-87, (095) 799-85-88

Генератор ‒ агрегат, поддерживающий оптимальную работоспособность бортовой электрической системы автомобиля. Современные комфортабельные машины, оснащенные электронными системами контроля, управления, безопасности, мощными мультимедиа устройствами, потребляют значительное количество электроэнергии.

Внедрение высокопроизводительных генераторов позволяет решить проблему удовлетворения «токопрожорливости» самых «фаршированных» авто. Как небольшому, компактному изделию, удается снабжать электроэнергией многочисленных потребителей даже на холостых оборотах мотора? Попробуем раскрыть «все секреты» генератора автомобиля.

Виды автомобильных генераторов

Производителями выпускаются 2 типа токовырабатывающих механизмов для автомобилей.

Устройства постоянного тока

Ставились на автомобилях до 60-х годов прошлого века. В генераторе роль выпрямителя исполнял коллектор. Такая конструкция имела существенные изъяны. Основные недостатки установок этого типа:

  • большой вес и габариты;
  • высокая стоимость (за счет использования медных сплавов и сложной методики изготовления, установки реле обратного тока);
  • недостаточная мощность (особенно, на низких оборотах; на высоких ‒ искрообразование);
  • необходимость проведения регулярного ТО и мониторинга состояния устройства (быстрый износ токосъёмных угольных щеток).

Принцип действия таких генераторов: обмотка возбуждения ‒ неподвижна (статор). Ток возникает в катушке якоря ® преобразовывается на разнополярных полукольцах коллектора ® подается в бортовую сеть (через щетки коллектора).

Установки переменного тока

Массово устанавливаются на авто более 50 лет. Основные отличия: ток выпрямляет диодный блок, транзисторная архитектура регуляторов напряжения.

Преимущества генераторов такого вида:

  • высокий КПД (50 ‒ 60%);
  • конструктивная простота;
  • стабильное обеспечение потребителей тока на малых оборотах ДВС;
  • компактность;
  • невосприимчивость к радиопомехам.

Принцип действия: обмотка возбуждения крутится внутри статора. Ток производится в катушках статора ® выпрямляется в диодном модуле ® регулятором стабилизируется напряжение ® подается на оборудование и аккумулятор.

Генераторы этого вида подразделяются на:

  • Контактные (полюса ‒ клювовидные)между ними ‒ обмотка, ‒ подключена к коллектору; кольца коллектора ‒ к аккумулятору.
  • Бесконтактные: якорь выполняет функцию постоянного магнита, фазы ‒ статорные обмотки.
  • Индукторные: электрическая машина переменного тока, у которой изменение магнитного потока, пронизывающего обмотки статора, вызывается перемещением ферромагнитного зубчатого ротора.

Основные параметры генератора

К принципиальным показателям, характеризующим технические возможности генератора, относятся:

  • токоскоростные параметры;
  • базисные характеристики;
  • КПД;
  • мощность (максимальная);
  • частота самовозбуждения.

Параметры обозначаются на корпусе. Некоторые показатели (ток, напряжение) можно проверить самостоятельно. Соответствие остальных рекомендуется поручить опытным профессионалам на специальном оборудовании.

Из чего состоит генератор

  • корпус;
  • статор;
  • ротор;
  • диодный мост;
  • шкив;
  • щеточный узел;
  • регулятор напряжения.

Рассмотрим предназначение и функциональность комплектующих частей генератора. Каждая из них выполняет свои функции по обеспечению работоспособности системы.

Корпус

Устроен из 2-х алюминиевых крышек:

  • передней с проушинами для крепежа генератора к раме машины: расположена возле шкива;
  • задней с:

      электроразъемом и отверстиями для проводов.

      Крышки совмещаются и фиксируются шпильками и гайками.

      Корпус предназначен для компактного размещения устройств, вырабатывающих ток, и надежного крепления генератора.

      Статор

      По форме представляет собой цилиндрическое изделие с составными частями:

      • сердечник: состоит из комплекта металлических пластин (1 мм) с пазами;
      • 3-х катушек для соединения фаз по схемам:

          комбинированная: одновременное использование обеих вариантов;

          наматывание двойным проводом: применение проволоки с меньшим диаметром (используется для любой схемы).

          Статор играет ключевую роль в выработке энергии для бортового электрооборудования и восполнения емкости аккумулятора. В его катушках вырабатывается переменный ток, после чего он выпрямляется диодами и отправляется потребителям.

          Ротор

          Создает ЭДС на обмотках статора. Эффект достигается прокручиванием обмотки возбуждения. Она располагается между разнополярными вкладышами. Все элементы жестко зафиксированы на валу, а также:

          2 подшипника: для обеспечения плавности вращения;

          крыльчатка для охлаждения генератора;

          Круговое движение ротора содействует производству в статорных обмотках электрической энергии. Параметры зависят от изменения оборотов мотора.

          Устройство выпрямительного блока генератора

          Функция модуля ‒ создание тока для электрооборудования автомобиля.

          Выпрямительный блок состоит из:

          плюсовой пластины (алюминий): соединена с клеммами статора;

          минусовой пластины (алюминий): подключена к «массе»;

          пластины с 3-мя диодами (пластмасса): для подачи постоянного тока на возбуждение;

          6-ти диодов, расположенных на пластинах, и подключенных попарно: 3 плюсовых + 3 минусовых;

          шина с разъемами: на регулятор напряжения и контрольную лампу заряда аккумулятора.

          Переменный ток обмоток статора выпрямляется в постоянный для бортовой электросети, благодаря свойству диодов пропускать электроэнергию только в одном направлении.

          Шкив предназначен для передачи генератору крутящего момента ДВС. Осуществляется задача при помощи поликлинового ремня. Шкив жестко фиксируется на валу резьбовым соединением, и контргайкой.

          Основным недостатком шкива является скачкообразная передача вращения коленвала, что негативно влияет на ресурс ремня. В генераторах автомобиля вместо шкива устанавливаются обгонные муфты.

          Обгонная муфта ‒ устройство, предназначенное для обеспечения плавности вращения генератора в различных режимах работы автомобиля. Достигается равномерность хода внедрением механизма с внешней и внутренней обоймами, и подшипником со стопорными роликами.

          Основными достоинствами обгонной муфты является увеличение (в 3 ‒ 4 раза) износостойкости приводных ремней, уменьшение нагрузки на подшипники генератора, снижение шумности.

          Щеточный узел

          Коллекторно-щеточная часть генератора создает магнитное поле во время запуска мотора. Состоит из:

          2-х токосъемных медных колец (коллектора).

          В каналы держателей устанавливаются токопроводящие щетки из медного порошка и графита. Прочность контакта обеспечивают прижимные пружины.

          Конструктивно держатели щеток выполняются в 2-х вариантах:

          обособленный механизм, удерживающий щетки в контакте с коллектором;

          в блоке с регулятором напряжения.

          Замену щеток необходимо производить при износе до 4,5 мм. При наличии инструмента и элементарных навыков процедуру может выполнить автовладелец.

          Замену токосъемных колец генератора лучше доверить специалистам.

          Регулятор напряжения

          Создает оптимальное напряжение на выходе. Генераторы оснащаются 2-мя типами блоков:

          в едином узле со щеткодержателями,

          отдельной детали (находится на задней крышке генератора).

          Регулирование осуществляется изменением тока возбуждения. Регулятор состоит из:

          Исполнительные устройства (транзисторы и стабилитрон) выполняют функции закрытия/открытия прохода тока на обмотку возбуждения. Контролирующие ‒ диоды, резисторы, дроссель ‒ оптимизируют параметры тока.

          Приборы реагируют на изменения климатических условий, повышая напряжение зарядки аккумулятора при низких температурах окружающего воздуха. Регуляторы на полупроводниках ‒ надежные, долговечные детали, не требующие регулярного обслуживания.

          Как работает генератор авто

          Функциональность генератора автомобиля базируется на преобразовании механической энергии оборотов коленвала в переменную электроэнергию. Кругообороты якоря (с магнитным полем) в статоре вызывает индуцирование магнитного поля в переменный ток. Он образовывается на статорных обмотках.

          Упрощенно, генератор функционирует следующим образом:

          Запуск мотора (движение тока (постоянных значений)):

          щетки ® коллектор ® возбуждение (создание поля).

          ДВС заводится (перемещение электроэнергии (переменной) в генераторе):

          статор ® выпрямительный узел (преобразование в постоянный) ® бортовым потребителям + аккумулятор.

          Надежная и простая конструкция обеспечивает оптимальную функциональность генератора.

          Привод и крепление

          Привод осуществляется с помощью передачи оборотов силового агрегата на шкив (или обгонную муфту) генератора поликлиновым ремнем. Натяжка привода регулируется (в зависимости от автомобиля):

          • роликом;
          • регулировочными болтами (меняется положение генератора);
          • планкой в форме дуги (на старых авто).

          Нельзя допускать ослабления/перенатяжки привода, ‒ такие режимы могут привести к поломкам механических (подшипники) и электрических компонентов оборудования (ЭБУ, батарея). Нормальное натяжение (в среднем) ‒ 10 мм при нажатии рукой на ремень.

          Автомобильные генераторы крепятся к кронштейнам на раме машины. Для этого предусмотрены проушины и лапы крепления.

          Автомобильный генератор


          Автомобильный генератор
          – это источник электроэнергии и неотъемлемая часть устройства автомобиля. Принцип действия электрогенератора состоит в преобразовании механической энергии в электрическую. Генератор автомобиля является основной частью генераторной установки, которая также включает в себя регулятор напряжения.
          Исправные автогенераторы осуществляют бесперебойную подачу тока, который необходим для работы большинства автомобильных компонентов-электропотребителей: системы зажигания, бортового компьютера и других. Одновременно с этим автомобильный генератор поддерживает заряд аккумуляторной батареи. Состояние и мощность генератора напрямую влияют на надежность автомобиля и его и эксплуатационные характеристики.

          Устройство и принцип работы генератора
          Автомобильный генератор работает по принципу преобразования механической энергии в электрическую: вращение коленчатого вала двигателя генератор преобразует в электрический ток.Это происходит благодаря явлению электромагнитной индукции, т.е. возникновению переменного электрического напряжения при изменении магнитного потока, протекающего сквозь замкнутый контур. В случае с автогенератором таким контуром выступает статор с медной обмоткой, внутри которого вращается ротор, представляющий собой магнит или совокупность магнитов.
          Таким образом, основные элементы автогенератора – это статор, ротор и регулятор напряжения. В конструкции также присутствуют корпус из двух крышек, шкив для передачи энергии от двигателя посредством ремня генератора, диоды-выпрямители для преобразования переменного тока в постоянный,щеточный узел и другие вспомогательные элементы.
          Статор -статичный элемент генератора, состоящий из замкнутого железного магнитопровода с пазами, внутри которых находится медная обмотка. Именно эта обмотка накапливает мощность автогенератора при вращении ротора.Ротор же представляет собой стальной вал с обмоткой возбуждения, в которой образуется магнитный поток, и двумя стальными втулками, которые подводят поток к обмотке статора.
          При повороте ключа в замке зажигания к обмотке возбуждения подводится ток, который обеспечивает первоначальное возбуждение и приводит к образованию электромагнитного поля.Ротор вращается, получив привод от коленчатого вала двигателя с помощью ремня генератора, вращающего шкив. При вращении ротора магнитный поток в катушке попеременно меняет свое направление, так как напротив катушек оказываются то южный, то северный полюсы ротора. Вследствие этого внутри катушки возникает переменное напряжение, частота которого напрямую зависит от частоты вращения ротора и количества пар полюсов. Переменное напряжение с помощью выпрямителя преобразуется в постоянное, которое и подается к бортовой сети автомобиля.

          Рекомендации по эксплуатации автогенератора

          1. Устанавливая в свой автомобиль АКБ, или запуская двигатель от другого источника, убедитесь в том, что соблюдаете правильную полярность. В противном случае выйдет из строя выпрямитель автогенератора и возникнет угроза возгорания.
          2. Необходимо отслеживать состояние электропроводки и состоянием контактов проводов, которые подходят к генератору автомобиля и регулятору напряжения. Слабый контакт может привести к образованию избыточного напряжения.
          3. Стоит также следить за состоянием ремня генератора, так как в случае слабого натяжения генератор работает менее эффективно, в случае слишком тугого натяжения возможно разрушение подшипников.
          4. Рекомендуем доверить установку генератора профессионалам из СТО во избежание возникновения непредвиденных проблем

          Статьи

          • 5348 просмотров
          • 4 комментария

          Электрооборудование любого автомобиля в любом случае включает в себя автомобильный генератор — важнейший источник электроэнергии, который превращает механическую энергию от мотора в электрическую.

          На сегодняшний день, на многие машины имеют генераторы переменного тока, потому что они больше всего отвечают заявленным требованиям:

          1. Генератор должен быть мощным, и способным обеспечить бесперебойную подачу тока, чтобы

          — одновременно обеспечить зарядку АКБ и достаточно снабжать электроэнергией;

          — при работе всех основных потребителей электроэнергии на небольших оборотах мотора не случался сильный разряд аккумулятора (АКБ);

          — напряжение в бортовой сети было в определенных пределах на всем диапазоне электронагрузок и частот вращения ротора.

          2. Генератор должен быть прочным, с большим ресурсом, с небольшой массой и размером, иметь небольшой уровень шума и радиопомех.

          Действие автомобильного генератора можно определить в том, что когда поворачивается ключ в замке зажигания, ток от акб через щеточный узел и контактные кольца направляется на обмотку возбуждения. В самой обмотке находится магнитное поле. С вращением коленчатого вала мотора начинает свое поступательное вращение ротор генератора. Магнитное поле ротора создает особое переменное напряжение. Когда достигнута определенная частота вращения, то автогенератор переходит в особый режим самоработы, т.е. обмотка возбуждения напрямую начинает свою работу от генератора.

          Выпрямительный блок изменяет переменное напряжение в напряжение постоянного тока.Таким образом, генератор дает определенный ток для зарядки акб и питания потребителей. При любом изменении частоты вращения коленчатого вала мотора и нагрузки в работу включается особый регулятор напряжения. Он контролирует обмотку возбуждения. При росте частоты вращения генератора и уменьшении внешней нагрузки время включения обмотки возбуждения становится меньше, и наоборот, когда уменьшается частота вращения и увеличения нагрузки – увеличивается.

          В ситуации, когда потребляемый ток намного больше возможности генератора, в работу включается аккумулятор. Чтобы контролировать состояние генератора в работе на панели приборов имеется специальная контрольная лампа.

          Проверить генератор на исправность можно следующим образом:

          Проверка генератора автомобиля в несколько этапов:

          1. Надо завести двигатель и дать ему поработать чуть-чуть.

          2. Надавить на педаль газа, и довести количество оборотов примерно до 3000 в мин.

          3. Включить дополнительно — дальний свет, обогрев заднего стекла автомобиля (если есть), и вентилятор отопительной системы автомобиля.

          4. Измерить напряжение АКБ, которое должно быть намного выше 13 вольт. Если напряжение не достигает этих отметок, то обратите внимание на исправность обмоток генератора, на дефект регулятора напряжения или на то, что могло произойти окисление контактных колец.

          5. Вам нужна диагностика регулятора напряжения? Тогда надо просто отключить все потребители энергии. Только оставьте дальний свет фар. Затем снова проведите замеры напряжения. Оно должно быть в пределах от 13 — 14 вольт.

          Возможна также проверка генератора автомобиля, если снять его с автомобиля. Надо вставить в генератор между щетками лампу, включить ее, а к выводам присоединить источник питания. Возможно проводить проверку только с лампой, а можно вместе с источником питания. Если лампа работает – в регуляторе образовался пробой, а если не работает, то скорей всего появился слом контакта между щетками и выводами. В этом случае регулятор нужно ремонтировать или провести его замену. Можно так же провести диагностику вентилей, которые можно найти в выпрямительном блоке. Лампу и батарею надо присоединить к выводу генератора и к его корпусу. Если лампа зажглась, то возможно, наблюдается небольшое замыкание в области вентилей.

          6. Чтобы не было замыкания обмоток, надо снять генератор с машины, затем отсоединить обмотки и проверить их на предмет замыкания. Проверку можно проделать с помощью лампы.

          7. Обрыв вентилей возможно определить благодаря резкому неожиданному снижению тока, когда происходит падение напряжения под нагрузкой.

          8. Обозначить рабочее состояние каждого диода, возможно если снять выпрямительный блок.
          Большой выбор генераторов и комплектующих для них можно приобрести в магазинах «АВТОмаркет Интерком». На все детали распространяется гарантия от производителя. Если у вас возникли какие-либо вопросы, или вы хотите записаться в автосервис, то позвоните по номеру +7 (351) 220-20-60, 61

          Система электрооборудования автомобиля

          Общее устройство генератора

          Генератор переменного тока это элемент автомобиля, предназначенный для произведения электрической энергии путем преобразования механической энергии (вращение коленчатого вала) в электрическую энергию. Генераторы могут генерировать постоянный или переменный ток.

          Генератор автомобиля используется, как источник питания для следующих электропотребителей: система зажигания, приборы освещения, бортовой компьютер, системы диагностики. Также генератор обеспечивает подзарядку аккумуляторной батареи (АКБ) во время движения автомобиля.

          На сегодняшний день чаще всего используются генераторы переменного тока, которые хорошо себя зарекомендовали.

          Как работает генератор?

          Чтобы ответить на вопрос, — как работает генератор? — мы рассмотрим Принцип работы генератора.

          Основа работы генератора заключается в использовании электродвижущей силы (ЭДС), которая образуется в прямоугольном контуре, вращающемся в однородном вращающемся магнитном поле.

          Устройство простейшего генератора

          Простейший генератор представляет собой обыкновенную прямоугольную рамку, которая размещена между магнитами с разными полюсами. Для снятия напряжения с вращающейся рамки используют токосъемные кольца.

          В автомобилестроение используют электромагниты – катушки индуктивности или обмотки медного провода. При прохождении электрического тока через обмотку, последняя насыщается электромагнитными свойствами. Для возбуждения обмотки используется аккумуляторная батарея.

          Устройство автомобильного генератора переменного тока

          Автомобильный генератор состоит из корпуса с крышками, в которых имеются отверстия для вентиляции. Ротор устанавливается в подшипниках 2 и вращается в них. Привод ротора осуществляется путем ременной передачи (ремень одевается на шкив). Ротор выступает электромагнитом (обмоткой). Ток на обмотку поступает с помощью двух медных колец и графитных щеток, которые соединены с электронным регулятором. Электронный реле регулятор отвечает за напряжение на выходе, которое должно находиться в пределах 12 Вольт вне зависимости от частоты вращения шкива привода генератора. Реле регулятор может встраиваться в корпус, а может находиться отдельно.

          Статор – представляет собой три медные обмотки, которые соединяются в треугольник. К точкам соединения обмоток подключается выпрямительный мост, который состоит из 6 полупроводниковых диодов, которые служат для преобразования переменного напряжения в постоянное.

          Генера́тор (с латыни generator означает «производитель») — устройство, что вырабатывает электроэнергию, производит продукты или преобразует один вид энергии в другой.

          Автомобильный генератор — устройство, которое преобразует механическую энергию вращения коленчатого вала двигателя автомобиля в электрическую.

          Автомобильный генератор применяется для питания потребителей электроэнергии, таких как система зажигания, приборы освещения, бортовой компьютер автомобиля, системы диагностики, а также для зарядки аккумуляторной батареи (АКБ).

          От надежности работы генератора зависит бесперебойность работы остальных систем автомобиля и других его компонентов. Мощность современного автомобильного генератора составляет 1 кВт.

          Принцип работы автомобильного генератора

          Первые автомобильные генераторы были генераторы постоянного тока. Они требовали много внимания к себе, что обуславливалось частым обслуживанием и контролем работы устройства.

          Затем был придуманы диодные выпрямители, что значительно увеличило ресурс работы генератора и увеличило срок его работы. Генераторы с диодными выпрямителями тока стали называться генераторами переменного тока. На производство генератора переменного тока уходило меньше материалов, соответственно он стал легче и значительно меньше, а КПД вырос, обеспечивая более стабильный ток на выходе.

          В современных иномарках используют синхронные трехфазные генераторы переменного тока, а в качестве выпрямителя – трехфазный выпрямитель Ларионова.

          От поворота ключа до выдачи напряжения…

          Во время поворота ключа замка зажигания в рабочее положение питание подается на обмотку возбуждения и генератор начинает отдавать ток в нагрузку. За управление током в обмотке возбуждения отвечает стабилизатор напряжения, который входит в щеточный узел генератора. Питание стабилизатора напряжения осуществляется от выпрямителя.

          Ротор генератора приводится во вращение от коленчатого вала через шкив посредством клинового ремня. В обмотке возбуждения создается электромагнитное поле, которое индуцирует электрический ток в фазовых обмотках статора.

          Выдаваемый ток – скачкообразный и зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя, поэтому для его стабилизации применяется стабилизатор напряжения.

          Напряжение бортовой сети в работающей системе должно находится в пределах 13,8-14,2 В, что обеспечит нормальную подзарядку АКБ.

          На крупногабаритных автомобилях используются автомобильные генераторы повышенной мощности 24 В.

          Генератор авто. Устройство и как работает

          Как работает

          При пуске двигателя автомобиля основным потребителем электроэнергии является стартер, сила тока достигает сотен ампер, что вызывает значительное падение напряжения аккумулятора. В этом режиме потребители питаются только от аккумулятора, который интенсивно разряжается. Сразу после пуска двигателя генератор становится основным источником электроснабжения.

          Генератор авто является источником постоянной подзарядки аккумуляторной батареи во время работы двигателя. Если он не будет работать, аккумулятор быстро разрядиться. Он обеспечивает требуемый ток для заряда АКБ и работы электроприборов. После подзарядки аккумулятора, генератор снижает зарядный ток и работает в штатном режиме.

          Привод и крепление

          Привод осуществляется от шкива коленчатого вала ременной передачей. Чем больше диаметр шкива на коленчатом валу и меньше диаметр шкива, тем выше обороты генератора, соответственно, он способен отдать потребителям больший ток.

          Устройство и из чего состоит

          Любой генератор автомобиля содержит статор с обмоткой, зажатый между двумя крышками — передней, со стороны привода, и задней, со стороны контактных колец. Генераторы крепятся в передней части двигателя болтами на специальных кронштейнах. Крепежные лапы и натяжная проушина находятся на крышках.

          Крышки, отлитые из алюминиевых сплавов, имеют вентиляционные окна, через которые воздух продувается вентилятором. Генераторы традиционной конструкции снабжены вентиляционными окнами только в торцевой части, а «компактной» конструкции — еще на цилиндрической части над лобовыми сторонами обмотки статора.

          На крышке со стороны контактных колец крепятся щеточный узел, который объединен с регулятором напряжения, и выпрямительный узел. Крышки обычно стянуты между собой тремя или четырьмя винтами, причем статор оказывается зажат между крышками, посадочные поверхности которых охватывают статор по наружной поверхности.

          Статор генератора

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

          Статор набирается из стальных листов толщиной 0.8. 1 мм, но чаще выполняется навивкой «на ребро». При выполнении пакета статора навивкой ярмо статора над пазами обычно имеет выступы, по которым при навивке фиксируется положение слоев друг относительно друга. Эти выступы улучшают охлаждение статора за счет более развитой наружной поверхности.

          Необходимость экономии металла привела к созданию конструкции пакета статора, набранного из отдельных подковообразных сегментов. Скрепление между собой отдельных листов пакета статора в монолитную конструкцию осуществляется сваркой или заклепками. Практически все генераторы автомобилей массовых выпусков имеют 36 пазов, в которых располагается обмотка статора. Пазы изолированы пленочной изоляцией или напылением эпоксидного компаунда.

          Ротор генератора

          а — в сборе; б — полюсная система в разобранном виде; 1,3- полюсные половины; 2 — обмотка возбуждения; 4 — контактные кольца; 5 — вал

          Особенностью автомобильных генераторов является вид полюсной системы ротора. Она содержит две полюсные половины с выступами — полюсами клювообразной формы по шесть на каждой половине. Полюсные половины выполняются штамповкой и могут иметь выступы. В случае отсутствия выступов при напрессовке на вал между полюсными половинами устанавливается втулка с обмоткой возбуждения, намотанной на каркас, при этом намотка осуществляется после установки втулки внутрь каркаса.

          Валы роторов выполняются из мягкой автоматной стали. Но при применении роликового подшипника, ролики которого работают непосредственно по концу вала со стороны контактных колец, вал выполняется из легированной стали, а цапфа вала закаливается. На конце вала, снабженном резьбой, прорезается паз под шпонку для крепления шкива.

          Во многих современных конструкциях шпонка отсутствует. В этом случае торцевая часть вала имеет углубление или выступ под ключ в виде шестигранника. Это позволяет удерживать вал от поворота при затяжке гайки крепления шкива, или при разборке генератора, когда необходимо снять шкив и вентилятор.

          Щеточный узел

          Это конструкция, в которой размещаются щетки т.е. скользящие контакты. В автомобильных генераторах применяются щетки двух типов — меднографитные и электрографитные. Последние имеют повышенное падение напряжения в контакте с кольцом по сравнению с меднографитными. Они обеспечивают значительно меньший износ контактных колец. Щетки прижимаются к кольцам усилием пружин.

          Выпрямительные узлы

          Применяются двух типов. Это пластины-теплоотводы, в которые запрессовываются диоды силового выпрямителя или конструкции с сильно развитым оребрением и диоды припаиваются к теплоотводам. Диоды дополнительного выпрямителя имеют обычно пластмассовый корпус цилиндрической формы или в виде горошины или выполняются в виде отдельного герметизированного блока, включение в схему которого осуществляется шинками.

          Во избежание этого пластины и другие части выпрямителя генераторов частично или полностью покрывают изоляционным слоем. В монолитную конструкцию выпрямительного блока теплоотводы объединяются в основном монтажными платами из изоляционного материала, армированными соединительными шинками.

          Подшипниковые узлы

          Это радиальные шариковые подшипники с одноразовой закладкой пластичной смазки на весь срок службы и одно или двухсторонними уплотнениями, встроенными в подшипник. Роликовые подшипники применяются только со стороны контактных колец и достаточно редко, в основном, американскими фирмами. Посадка шариковых подшипников на вал со стороны контактных колец — обычно плотная, со стороны привода — скользящая, в посадочное место крышки наоборот — со стороны контактных колец — скользящая, со стороны привода — плотная.

          Для чего нужен регулятор напряжения

          Регуляторы поддерживают напряжение генератора в определенных пределах для оптимальной работы электроприборов, включенных в бортовую сеть автомобиля. Генераторы оснащаются полупроводниковыми электронными регуляторами напряжения, встроенными внутрь корпуса. Схемы их исполнения и конструктивное оформление могут различаться, но принцип работы одинаков.

          Генератор постоянного тока

          Современные условия развития производственной сферы предполагают использование большого количества электроэнергии в различных ее видах. Как правило, мы слышим о широком распространении и востребованности переменного тока, однако, во многих сферах используется и постоянный.

          Для его получения используется особый вид энергогенерирующего оборудования – генератор постоянного тока. Данное устройство строится на принципе преобразования механической энергии в электрическую.

          Как и другим источникам энергии, генератору постоянного тока свойственны такие основные характеристики, как:

          • Номинальное напряжение;
          • Номинальный ток;
          • Мощность;
          • Частота вращения.

          В частности, показатели мощности таких установок могут очень существенно колебаться и находятся в диапазоне от нескольких КВт до 10 МВт.

          Устройства данного типа, в свою очередь, подразделяются на 2 основные группы в зависимости от способа возбуждения:

          • Генераторы с независимым возбуждением;
          • Генераторы с самовозбуждением.

          В первом случае обмотка возбуждения питается от посторонних источников энергии в виде вспомогательных генераторов или аккумуляторов. Также при небольших мощностях в качестве источника питания используется магнитоэлектрический принцип.

          Во втором случае обмотка питается от энергии, вырабатываемой самим генератором.

          Устройство генератора постоянного тока

          Принципом, на котором основывается работа генератора постоянного тока, является электромагнитная индукция и устройство самой установки включает в себя несколько основных узлов.

          • Неподвижная индуктирующая часть;
          • Вращающаяся индуктируемая часть – якорь.

          Неподвижная часть включает главные и дополнительные полюса, а также станину. Полюса представляют собой стальные сердечники с размещенными на них катушками с обмоткой возбуждения, как правило, из медного провода.

          Вращающийся якорь включает стальной сердечник с медной обмоткой и коллектор.

          Впоследствии при работе установки постоянный ток проводится через обмотку возбуждения и происходит образование магнитного потока полюсов.

          Обе части генератора объединяются в одну цепь при помощи специальных неподвижных щеток из графита или графитного сплава.

          Применение генераторов постоянного тока в жизни

          Во многих сферах промышленности широко используются источники постоянного тока, что обусловлено особенностями технологического процесса и на сегодня является безальтернативным вариантом.

          В частности, востребованы генераторы постоянного тока в электролизной промышленности, металлургии. Кроме того, часто такие установки применяют на судах, тепловозах, трамваях и в других направлениях транспортной сфере.

          В металлургии установки постоянного тока необходимы для использования в работе прокатных станов.

          Вам нужна дешевая дизельная электростанция? Посмотрите наш каталог ДГУ по специальной цене.
          Возможно, будет выгоднее купить дизельную электростанцию, чем брать ее в аренду.

          Устройство и принцип работы дизельного генератора

          Чтобы преобразовать механическую энергию (двигателя внутреннего сгорания, ветрового двигателя, турбины) в электрическую энергию (постоянного или переменного тока), необходим генератор. Основные части генератора – неподвижный якорь (статор) и приводимый во вращение первичным двигателем с высоким постоянством числа оборотов индуктор (ротор) с питаемой постоянным током обмоткой возбуждения.

          Ротор электромашины переменного тока может вращаться с частотой магнитного поля или отставать от него (вращаться с меньшей скоростью). В первом случае машина относится к синхронным, во втором к асинхронным. Синхронная электрическая машина, работающая в генераторном режиме, называется синхронным генератором. Синхронный генератор обратим, т.е. при подключении якорной обмотки к трехфазной электросети он работает как электродвигатель.
          Принцип работы синхронного генератора

          При вращении ротора синхронного генератора (СГ) линии его магнитного поля пересекают обмотку статора. Магнитное поле ротора создается независимым возбудителем, в качестве которого может служить аккумулятор или дополнительный генератор постоянного тока с напряжением обычно не выше 150 В, а также ртутные, полупроводниковые (селеновые или германиевые) или механические выпрямители.

          Возможно и обратное решение (применяемое обычно в малогабаритных передвижных установках переменного тока) – вращение ротора в неподвижном магнитном поле, при этом вырабатываемый в обмотках ротора переменный ток необходимо снимать с ротора через коллектор. Вырабатываемая СГ электродвижущая сила (ЭДС) пропорциональна магнитной индукции, длине паза статора, числу витков в обмотке статора, внутреннему диаметру статора и частоте вращения магнитного поля. Изменение ЭДС синхронного генератора возможно путем регулирования тока в обмотке возбудителя реостатом или системой автоматического регулирования.

          Частота вращения магнитного поля равна скорости вращения ротора, а частота вырабатываемого переменного напряжения пропорциональна частоте вращения магнитного поля и количеству пар полюсов статора. В качестве примера, при заданной частоте СГ 50 Гц при числе пар полюсов 1 ротор должен вращаться со скоростью 3000 об/мин, а при числе пар 2 – со скоростью 1500 об/мин и т.д.

          Для поддержания постоянства частоты вырабатываемого СГ переменного напряжения скорость вращения первичного двигателя поддерживается постоянной посредством автоматического регулятора скорости.

          Обычно от СГ требуется выработка напряжения порядка 15-40 кВ, снять такое напряжение с вращающегося коллектора сложно, и обмотки якоря, с которого снимается вырабатываемая электрическая энергия, выгодно сделать неподвижными. Мощность же возбуждения СГ обычно составляет 1-3% и не превышает 5% мощности СГ; подать эту мощность на вращающийся ротор не составляет проблемы.

          При мощности СГ до нескольких киловатт магнитное поле ротора может обеспечиваться постоянными магнитами (самыми современными, неодимовыми), что позволяет обойтись без коллектора и токосъемника. При этом, ввиду невозможности регулирования магнитного потока ротора, выходное напряжение СГ неизменно и не поддается регулированию, либо же с регулированием возникают сложности. Мощность современного синхронного генератора достигает нескольких Гвт и выше.

          Виды синхронных генераторов

          Генераторы разделяются по способу возбуждения. Самый простой способ, не требующий дополнительного источника питания для возбуждения статора – это использование самовозбуждения за счет остаточного намагничивания сердечника ротора даже при отсутствии в обмотках ротора тока возбуждения. При вращении ротора слабый остаточный магнитный поток ротора вызывает образование в обмотках ротора небольшой ЭДС, которая отбирается понижающим трансформатором, выпрямляется и через коллектор подается в обмотку возбуждения, что увеличивает магнитный поток, ЭДС генератора и дальнейшее развитие процесса самовозбуждения, вплоть до выхода на нормальный режим работы. Подобная схема с самовозбуждением успешно применяется в автономных установках наземного, водного и воздушного транспорта.

          Если применяется тиристорное устройство регулирования тока возбуждения, появляется возможность автоматического регулирования выходного напряжения СГ (поддержания его постоянства или изменения по определенному закону в зависимости от величины и характера нагрузки). Возможно также возбуждение ротора от дополнительного генератора (подвозбудителя), имеющего общий вал с основным генератором или соединенного с валом СГ посредством полумуфты.

          Устройство синхронного генератора

          Статор СГ по устройству схож с устройством статора асинхронного двигателя. Сердечник статора, в пазах которого размещается обмотка, собран из спрессованных в виде пакета пластин электротехнической стали толщиной 1-2 мм, разделенных изолирующей пленкой лака толщиной 0,08-0,1 мм.

          Синхронный генератор может вырабатывать переменный ток однофазный или, чаще всего, трехфазный. К обмотке статора подключается нагрузка.

          Конструктивно полюсы статора могут быть выступающими (как в тихоходных СГ со скоростью вращения не выше 1000 об/мин, вращаемых гидротурбинами), либо же не выражаться явно (как в скоростных машинах).

          Синхронный генератор обратим – он может не только вырабатывать переменный ток (режим генератора), но и совершать механическую работу (режим двигателя).

          Для охлаждения ротора в конструкции СГ предусмотрены крыльчатки на общем с ротором валу. Прежде чем поступить в СГ для охлаждения обмоток, воздух пропускается через фильтр, если же система охлаждения замкнута, он дополнительно охлаждается в теплообменнике. В качестве охлаждающего агента, помимо воздуха, применяется и водород ввиду своей легкости.

          Концы обмоток СГ выводятся на контактную колодку, что позволяет соединить обмотки трехфазного СГ по схеме звезды или треугольника.

          При необходимости получения синусоидального напряжения на выходе к форме явно выраженных полюсных наконечников предъявляются определенные требования, либо необходимо (при неявно выраженных полюсах) расположить витки роторной обмотки по особому закону.

          Режимы работы синхронного генератора

          Синхронный генератор может работать в режиме холостого хода, при отсутствии токов в обмотке якоря, и тогда вырабатываемое напряжение задается лишь током возбуждения.

          При подключении к СГ потребителя через обмотку якоря начинают протекать токи, и создаваемое ими магнитное поле складывается с полем ротора. Ток в якорной обмотке при чисто активной нагрузке (нагревательные элементы, лампочки накаливания) совпадает по фазе с ЭДС, при индуктивной (асинхронные электродвигатели, дроссели, трансформаторы) отстает, а при емкостной (батареи конденсаторов, корректоры коэффициента мощности, высоковольтные ЛЭП) опережает. При активной нагрузке создаваемый в статоре дополнительный магнитный поток перпендикулярен потоку ротора, и ЭДС генератора, определяемая суммарным потоком, возрастает.

          Реактивная нагрузка ведет к отклонению направлений потоков от перпендикулярности, вследствие несовпадения фаз тока якорной обмотки и ЭДС, и при емкостной нагрузке ЭДС генератора увеличивается еще выше, поскольку направление потоков начинает совпадать (вызывается продольно-намагничивающая реакция), а при индуктивной нагрузке к снижению ЭДС вследствие встречного направления потоков (вызывается продольно-размагничивающая реакция). Наиболее часто встречается смешанная активно-индуктивная нагрузка.

          Чтобы устранить воздействие реакции якоря на ЭДС генератора, предусматривается регулирование возбуждения ротора с целью поддержания ЭДС на должном уровне с исключением ее зависимости от мощности и вида нагрузки. Также, для устранения колебаний при резкой смене режима работы СГ, помимо основной обмотки возбудителя, наматывается еще и демпферная (успокаивающая) катушка, особо полезная при совместной работе нескольких СГ на общую сеть. Поскольку нагрузка СГ не остается постоянной и время от времени меняется, существует необходимость постоянного регулирования тока возбуждения, что осуществляется автоматическими системами регулирования.

          При нормальной работе СГ допустимы некоторые отклонения коэффициентов мощности нагрузки, напряжения и частоты в пределах нескольких процентов от номинальных значений. При нарушениях в линии нагрузки (коротких замыканиях, непостоянстве отбираемой мощности, неравномерном распределении нагрузки между фазами), возникает асимметрия выходного напряжения СГ, форма напряжения искажается и отклоняется от синусоидальной, что может приводить к перегреву обмоток и элементов конструкции генератора. Также, к искажениям формы ЭДС генератора ведет нелинейность нагрузки (подключенные к сети выпрямители, инверторы).

          При работе СГ важно следить за расходом охлаждающей воды, автоматика должна предупреждать персонал при снижении расхода путем включения сигнализации, и при резком падении расхода приступить к разгрузке генератора с последующим отключением в течение нескольких минут.

          Работа нескольких синхронных генераторов на общую сеть

          Параллельная работа нескольких СГ необходима для полного использования их мощности, позволяет создавать мощные источники питания, а также периодически выводить на профилактику или в ремонт один из генераторов.

          При параллельной работе нескольких СГ требуется строгое постоянство вырабатываемой каждым из них частоты, с высоким поддержанием постоянства скорости их вращения.

          При включении в сеть еще одного СГ требуется равенство его напряжения напряжению сети с постоянством частоты, фазы и чередования фаз. Лишь при совпадении этих условий при включении СГ в сеть не будет толчков тока и опасных для обмоток уравнительных токов.

          Синхронизация осуществляется посредством специальных устройств – синхроскопов, наиболее простыми из которых является ламповые, позволяющие по характеру свечения ламп синхроскопа определить с достаточной для практики точностью момент совпадения напряжения подключаемого генератора и сети по частоте, фазе и порядку чередования фаз.

          Принцип работы и устройство синхронного генератора переменного тока

          Электричество – единственный вид энергии, которую легко можно передать на большие расстояния, а затем преобразовать её в механическую, тепловую или превратить в световое излучение. Саму же электроэнергию также можно получить разными способами: химическим, тепловым, механическим, фотоэлектрическим и др. Но именно механический способ, который основан на применении генераторов, оказался самым эффективным. Среди этих источников электроэнергии широкое применение нашёл синхронный генератор переменного тока.

          Практически вся электроэнергия, используемая в быту и на производстве, вырабатывается генераторами этого типа. Они заслуживают того, чтобы более подробно рассмотреть их устройство и разобраться в принципе работы этих удивительных синхронных машин.

          Устройство

          В конструкции синхронных генераторов используются две основные рабочие детали – вращающийся ротор и неподвижный статор. На валу ротора располагаются постоянные магниты либо обмотки возбуждения. Магниты имеют зубчатую форму, с противоположно направленными полюсами.

          Бесщёточные генераторы.

          Обмотки статора размещают таким образом, чтобы их сердечники совпадали с выступами магнитных полюсов ротора, или с сердечниками катушек ротора. Количество зубцов магнита, обычно, не превышает 6. При такой конструкции вырабатываемый ток снимается непосредственно с обмоток статоров. Другими словами, статор выступает в роли якоря.

          В принципе, постоянные магниты можно расположить на статоре, а рабочие обмотки, в которых будет индуцироваться ЭДС, — на роторе. Работоспособность генератора от этого не изменится, однако потребуются кольца и щётки для снятия напряжения с обмоток якоря, а это, чаще всего, не рационально.

          Схематическое изображение бесщеточного генератора без обмоток возбуждения изображено на рис. 1.

          Рис. 1. Модель генератора с магнитным ротором

          Пояснение:

          • схема устройства;
          • схема расположения магнитных полюсов на якоре. Здесь буквами NS обозначено коаксиальный магнит с полюсами, а литерой R – стальной магнитопровод ротора в виде когтеобразных наконечников.
          • модель генератора в разрезе. Выводы фазных обмоток статора соединены «звездой».

          Синхронные машины с индукторами.

          Заметим, что постоянные магниты в качестве ротора используются в альтернаторах небольшой мощности. В мощных электрических машинах всегда применяются обмотки индуктора с независимым возбуждением. Независимым источником питания является маломощный генератор постоянного тока, смонтированный на валу синхронного двигателя.

          Существуют конструкции синхронных генераторов малой и средней мощности, с самовозбуждающимися обмотками. Для возбуждения индуктора выпрямленный ток фазных обмоток подаётся через щётки на кольца, расположенные на валу статора. Строение такого альтернатора показано на рис. 2.

          Рис. 2. Строение синхронного генератора средней мощности

          Обратите внимание на наличие щёток, на которые подаётся питания от независимого источника.

          По количеству фаз синхронные генераторы делятся на:

          • однофазные;
          • двухфазные;
          • трёхфазные.

          По конструкции ротора можно выделить генераторы с явновыраженными полюсами и с неявновыраженными. В неявнополюсном роторе отсутствуют выступы, а катушки провода якоря спрятаны в пазы статора.

          По способу соединения фазных обмоток различают трёхфазные генераторы:

          • соединённые по шестипроводной системе Тесла (не нашли практического применения);
          • «звезда»;
          • «треугольник»;
          • сочетание шести обмоток, соединённых в виде одной «звезды» и «треугольника». Это соединение ещё называют «Славянка».

          Самое распространённое соединение – «звезда» с нейтральным проводом.

          Принцип работы

          Рассмотрим принцип генерации тока на примере контурной рамки, помещённой между магнитными полюсами. (Рис. 3)

          Рис. 3. Схема, объясняющая принцип работы генератора

          Если заставить рамку вращаться (по направлению стрелок), то она будет пересекать магнитные силовые линии. При этом, по закону электромагнитной индукции, в рамке индуцируется электрический ток, который проявляется при подключении нагрузки к щёткам. Его направление можно определить по правилу буравчика. На схеме направление тока показано чёрными стрелками.

          Обратите внимание на то, что на участках рамки ab и cd ток движется в противоположных направлениях. Эти направления меняются при переходе участков рамки от одного полюса к другому полюсу магнита. Если каждый вывод рамки подключить к отдельному кольцу (на рисунке они подключены к коллектору!), то на выходе мы получим переменный ток.

          Величина тока пропорциональна скорости вращения ротора. Кроме того, переменный ток характеризуется ещё одним параметром – частотой. Эта величина напрямую зависит от частоты вращения вала.

          Частота тока в электросетях строго соблюдается. В России и в ряде других стран она составляет 50 Гц, то есть 50 колебаний в секунду.

          Этот параметр довольно легко вычислить из таких соображений: за один оборот рамки (или двухполюсного магнита) происходит одно изменение направления тока. Если вал синхронного генератора делает 1 оборот в секунду, то частота переменного тока составит 1 Гц. Для получения частоты 50 Гц необходимо обеспечить 50 оборотов статора в секунду или 3000 об./мин.

          При возрастании числа полюсов заданная частота удерживается путём снижения скорости вращения статора. (обратно пропорциональная зависимость). Так, для четерёхполюсного статора (число полюсов в два раза больше) для поддержания частоты 50 Гц скорость вращения вала необходимо снизить в два раза. Соответственно если используется 6 полюсов, то частота вращения вала должна уменьшиться в три раза – до 1000 об./мин.

          Заметим, что в некоторых странах, таких как США, Япония и др. существуют другие стандарты – 60 Гц, а переменный 400 Гц используется, например, в бортовой сети современных самолётов.

          Регулирование частоты

          Достигнуть требуемых параметров частоты можно 2 путями:

          1. Сконструировать генератор с определённым количеством полюсов электромагнитов.
          2. Обеспечить соответствующую расчётную частоту вращения вала.

          Например, в тихоходных гидротурбинах, вращающихся со скоростью 150 об./мин. для регулирования частоты число полюсов синхронных генераторов увеличивают до 40. На дизельных электростанциях, при скоростях вращения 750 об./мин., оптимальное число полюсов – 8.

          Регулирование ЭДС

          В связи с изменениями параметров активных нагрузок возникает необходимость в выравнивании номинальных напряжений. Несмотря на то, что ЭДС индукции синхронного генератора связана со скоростью вращения ротора, однако, из-за требований по соблюдению стабильной частоты, этим способом нельзя изменять указанный параметр. Но параметры магнитной индукции можно изменить путём снижения или увеличения магнитного потока, который зависит от количества витков обмотки индуктора и величины тока возбуждения.

          Регулирование осуществляется путём включения в цепь катушек возбуждения дополнительных реостатов, электронных схем или регулировкой тока генератора-возбудителя (Рис. 4). В случае использования альтернаторов с постоянными магнитами, в таких устройствах напряжение регулируется внешними стабилизаторами.

          Рис. 4. Схема регулировки напряжения

          Благодаря малому весу и отличным токовым характеристикам синхронные генераторы переменного тока нашли применение во всех современных автомобилях. Поскольку бортовая сеть авто использует постоянный ток, конструкции автомобильных генераторов оборудованы трехфазным выпрямителем. Для выпрямляемых переменных токов частота не имеет значения, а вот напряжение должно быть стабильно. Этого добиваются с помощью внешних электронных устройств. На рисунке 5 представлена электрическая схема подключения генератора к бортовой сети современного автомобиля.

          Рис. 5. Схема подключения генератора к бортовой сети авто

          Применение

          У синхронных генераторов переменного тока есть одна важная особенность: они поддаются синхронизации с другими подобными электрическими машинами. При этом синхронные скорости и ЭДС параллельно включенных альтернаторов совпадают, а фазовый сдвиг равен нулю. Данное обстоятельство позволяет применять устройства в промышленной энергетике и подключать резервные генераторы при превышении номинальных мощностей в часы пиковых нагрузок.

          Трёхфазные тяговые генераторы применяют на тепловозах. Переменные токи для питания двигателей выпрямляются полупроводниковыми устройствами. Сегодня в России уже выпускаются тепловозы на базе асинхронных электродвигателей, не требующих выпрямления тока. В режиме торможения они работают в качестве асинхронных генераторов.

          Синхронные генераторы устанавливают на гибридных автомобилях с целью совмещения тяги ДВС и мощности тяговых электродвигателей. Развивая активную мощность при номинальных нагрузках, они позволяют экономить дорогое топливо.

          Существует много других сфер применения. Например, мобильные мини-электростанции, бытовые генераторы тока, как однофазный двигатель и т. п.

          Принцип работы генератора автомобиля – все просто и понятно!

          Принцип работы генератора автомобиля понять совсем не сложно, если рассмотреть основные узлы этого важного устройства транспортного средства, которое превращает получаемую от мотора машины механическую энергию в электрическую.

          Схема автомобильного генератора – из чего состоит генератор автомобиля?

          Данный узел автомобиля необходим для зарядки аккумуляторной батареи и обеспечения электрооборудования при двигателе ТС необходимым ему электрическим питанием. Как правило, находится генератор в передней части автомобильного двигателя. На сегодняшний день существует два конструктивных варианта исполнения интересующего нас устройства:

          • стандартная;
          • компактная.

          И первая и вторая конструкции имеют ряд общих элементов. К таковым относят следующие механизмы:

          • щеточный узел;
          • регулятор напряжения;
          • статор;
          • выпрямительное устройство;
          • корпус;
          • ротор.

          Разница же между стандартным и компактным генератором заключается в том, какую конструкцию имеет их корпус, приводной шкив, выпрямительный узел и вентилятор. Кроме того, они имеют разные геометрические размеры, что зависит не только от их устройства, но еще и от фирмы-производителя. При этом работа автомобильного генератора остается неизменной, какой бы вид ему не придали инженеры-конструкторы.

          Принцип работы генератора автомобиля – как именно он работает?

          Функционирование интересующего нас устройства базируется на явлении электромагнитной индукции. Суть ее в следующем. Когда магнитный поток проходит через медную катушку, на ее выводах образуется напряжение. Оно по своей величине пропорционально скорости, с которой этот самый поток изменяется.

          А для того, чтобы магнитный поток смог образоваться, согласно эффекту индукции, следует пропустить электроток через катушку. По сути, если требуется получить электрический переменный ток, достаточно иметь под рукой:

          • катушку (переменное напряжение будет сниматься именно с нее);
          • источник магнитного переменного поля.

          Указанным источником в современном транспортном средстве является вращающийся ротор, состоящий из вала, полюсной системы и контактных колец. А вот другой важный элемент – статор – нужен для формирования электротока (переменного). Статор состоит из сердечника, который набирается из стальных пластин, и обмотки.

          Принцип работы автомобильного генератора – принципиальная элеткросхема узла

          Недостаточно знать, как устроен генератор автомобиля в общем, если вы хотите полностью разобраться с принципом его работы. Надлежит, кроме того, изучить электросхему генераторного узла, которая включает в себя такие компоненты:

          • АКБ;
          • включатель зажигания;
          • «массу»;
          • щеточный узел;
          • конденсатор, предназначенный для подавления помех;
          • диоды обмотки;
          • плюсовой выход механизма;
          • диоды выпрямителя (силового) – отрицательные и положительные;
          • питание обмотки;
          • регулятор напряжения;
          • обмотки статора;
          • сигнальную лампу (она подает сигнал о неисправности описываемого устройства).

          А вот теперь легко понять, как работает автомобильный генератор. При повороте ключа в замке зажигания через контактные кольца и щеточный механизм ток подается на обмотку возбуждения. В ней наводится необходимое поле (магнитное), что приводит в движение ротор, который начинает перемещать коленчатый вал. На выводах статорных обмоток создается напряжение переменного характера.

          В тот момент, когда частота вращения коленвала достигает заданной частоты вращения, генератор начинает запитывать обмотку возбуждения.

          Постоянное же напряжение из переменного получается за счет работы выпрямительного блока, что дает возможность генераторному устройству снабжать АКБ током. При изменении показателей частоты вращения и нагрузки коленвала начинает действовать регулятор напряжения. Его задача состоит в том, чтобы вовремя запустить обмотку возбуждения. Как видим, принцип функционирования генератора довольно-таки прост и понятен.

          0 0 голоса
          Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector