Автомобильный генератор.
Автомобильный генератор является основным источником питания автомобиля; его функция заключается в подаче питания на все электрооборудование (кроме стартера) при нормальной работе двигателя, а также в одновременной зарядке аккумулятора.
На основе стандартной трехфазной обмотки статора генератора переменного тока увеличивается количество витков обмотки и выводится ее вывод на клеммы, добавляется комплект трехфазного мостового выпрямителя. На низких оборотах первичная и дополнительная обмотки выводятся последовательно, а на высоких оборотах выводится только первичная трехфазная обмотка.
Принцип работы
Принцип работы всего генератора переменного тока.
Когда внешняя цепь подает напряжение на обмотку возбуждения через щетку, генерируется магнитное поле, в результате чего полюса-захваты намагничиваются в северный и южный полюса. При вращении ротора магнитный поток в обмотке статора попеременно изменяется, и в соответствии с принципом электромагнитной индукции трехфазная обмотка статора будет создавать переменную индуцированную электродвижущую силу. Именно так генератор переменного тока вырабатывает электричество.
Первичный двигатель (т.е. мотор) вращает ротор синхронного генератора с постоянным возбуждением со скоростью n (об/мин), создавая асинхронный переменный потенциал на трехфазной обмотке статора. Если обмотка статора подключена к электрической нагрузке, двигатель вырабатывает переменный ток, который преобразуется в постоянный ток на выходном клеммном разъеме через выпрямительный мост внутри генератора.
Генератор переменного тока состоит из двух частей: статорной и роторной обмоток. Трехфазная статорная обмотка расположена на корпусе с разницей электрических углов в 120 градусов между собой, роторная обмотка состоит из двух полюсных зажимов. При подаче постоянного тока на роторную обмотку она возбуждается, и два полюсных зажима образуют северный и южный полюса. Линии магнитного поля начинаются от северного полюса, входят в сердечник статора через воздушный зазор и возвращаются к соседнему южному полюсу. При вращении ротора роторная обмотка пересекает линию магнитного поля и генерирует синусоидальную электродвижущую силу с разностью электрических углов в 120 градусов в статорной обмотке, то есть трехфазный переменный ток, который затем через выпрямительный элемент, состоящий из диодов, преобразуется в выходной постоянный ток.
Когда выключатель замкнут, сначала ток подается от батареи. Схема выглядит следующим образом:
Положительный полюс батареи → индикатор зарядки → контакт регулятора → обмотка возбуждения → контактная муфта → отрицательный полюс батареи. В это время индикатор зарядки загорится из-за прохождения тока.
Однако после запуска двигателя, по мере увеличения скорости вращения генератора, напряжение на клеммах генератора также увеличивается. Когда выходное напряжение генератора равно напряжению батареи, потенциалы на клеммах «B» и «D» генератора равны, и в этот момент индикатор зарядки гаснет, поскольку разность потенциалов между двумя клеммами равна нулю. Это указывает на нормальную работу генератора и току возбуждения, подаваемому самим генератором. Трехфазная переменная электродвижущая сила, создаваемая трехфазной обмоткой генератора, выпрямляется диодом и выдает постоянный ток для питания нагрузки и зарядки батареи.
Генератор обычно состоит из четырех частей: ротора, статора, выпрямителя и торцевой крышки.
(1) Ротор
Функция ротора заключается в создании вращающегося магнитного поля.
Ротор состоит из полюса с захватом, ярма, обмотки магнитного поля, коллекторного кольца и вала ротора.
На вал ротора прижаты два полюса-когтя, каждый из которых имеет шесть магнитных полюсов в форме птичьего клюва. В полости полюса-когтя расположены обмотка магнитного поля (роторная катушка) и магнитное ярмо.
Коллекторное кольцо состоит из двух изолированных друг от друга медных колец. Коллекторное кольцо прижимается к валу ротора и изолировано от него. Два коллекторных кольца соединены с обоими концами обмотки магнитного поля.
Когда через два коллекторных кольца проходит постоянный ток (через щетку), через обмотку магнитного поля протекает ток, и генерируется осевой магнитный поток, так что один полюс когтя намагничивается к северному полюсу, а другой — к южному, образуя таким образом шесть пар чередующихся магнитных полюсов. При вращении ротора создается вращающееся магнитное поле [1].
Магнитная цепь генератора переменного тока имеет следующий вид: ярмо → северный полюс → воздушный зазор между ротором и статором → статор → воздушный зазор между статором и ротором → южный полюс → ярмо.
(2) Статор
Функция статора заключается в генерации переменного тока.
Статор состоит из сердечника и обмотки статора.
Статорный сердечник состоит из листов кремнистой стали с канавками во внутреннем кольце, а проводник статорной обмотки встроен в канавку сердечника.
Статорная обмотка имеет три фазы, и для трехфазной обмотки используется соединение «звезда» или «треугольник» (для мощных устройств), что позволяет генерировать трехфазный переменный ток.
Трехфазная обмотка должна быть намотана в соответствии с определенными требованиями для получения одинаковой частоты, равной амплитуды и разности фаз трехфазной электродвижущей силы в 120°.
1. Расстояние между двумя эффективными сторонами каждой катушки должно быть равно пространству, занимаемому магнитным полюсом.
2. Расстояние между начальными краями соседних катушек каждой фазной обмотки должно быть равно или кратно расстоянию, занимаемому парой магнитных полюсов.
3. Начальные края трехфазной обмотки должны быть разделены электрическим углом 2π+120° (расстояние, занимаемое парой магнитных полюсов, составляет электрический угол 360°).
В отечественных генераторах серии JF13 пара магнитных полюсов соответствует пространственному положению 6 пазов (электрический угол 60° на паз), один магнитный полюс соответствует пространственному положению 3 пазов, поэтому интервал между двумя эффективными сторонами каждой катушки составляет 3 паза, расстояние между начальным краем каждой фазной обмотки и катушкой составляет 6 пазов, при этом начальный край трехфазной обмотки может быть разделен на 2, 8, 3, 14 пазов и т. д.
(3) Выпрямитель
Роль выпрямителя генератора переменного тока заключается в преобразовании трехфазного переменного тока обмотки статора в постоянный ток. Выпрямитель 6-лампового генератора переменного тока представляет собой трехфазную полноволновую мостовую выпрямительную схему, состоящую из 6 кремниевых выпрямительных диодов, причем 6 выпрямительных ламп соответственно припаяны (или приварены) к двум пластинам.
1. Характеристики автомобильных кремниевых выпрямительных диодов
(1) Большой рабочий ток, средний прямой ток 50 А, импульсный ток 600 А;
(2) Высокое обратное напряжение, пиковое напряжение повторения обратного тока 270 В, пиковое напряжение отсутствия повторения обратного тока 300 В;
(3) Имеется только один вывод. Некоторые выводы диода имеют положительный вывод, некоторые — отрицательный. Диод с положительным выводом называется положительным диодом, а диод с отрицательным выводом — отрицательным диодом. Таким образом, выпрямительный диод имеет положительный и отрицательный выводы.
(4) Торцевая крышка
Торцевая крышка обычно делится на две части (переднюю и заднюю), которые служат для фиксации ротора, статора, выпрямителя и щеточного узла. Торцевая крышка, как правило, изготавливается методом литья из алюминиевого сплава, что позволяет эффективно предотвращать утечку магнитного поля и обеспечивает хорошее рассеивание тепла.
Задняя торцевая крышка снабжена щеточным узлом, состоящим из щетки, щеткодержателя и пружины щетки. Задача щетки — подавать питание через коллекторное кольцо в обмотку возбуждения.
Способ соединения обмотки магнитного поля (двух щеток) с генератором различен, поэтому генераторы делятся на внутренние и внешние.
1. Генератор с внутренним контактом для проволоки: генератор с обмоткой магнитного поля, отрицательно заряженной щеткой, непосредственно контактирующей с проволокой (прямо соединенной с корпусом).
2. Генератор с внешним корпусом: генератор, в котором обе щетки обмотки возбуждения изолированы от корпуса.
Отрицательный электрод (отрицательная щетка) обмотки магнитного поля внешнего железного генератора подключается к регулятору, а затем, после прохождения через него, подключается железо.
Если хотите узнать больше, продолжайте читать другие статьи на этом сайте!
Пожалуйста, позвоните нам, если вам нужны такие товары.
Компания Zhuo Meng Shanghai Auto Co., Ltd. занимается продажей автозапчастей MG и MAUXS. Приглашаем к сотрудничеству!
