Устройство генератора Г-250 и его модификации - Назначение генератора переменного тока

Автобус генератор реле заряд

Генератор является основным источником электрической энергии системы энергоснабжения, обеспечивающим питание всех потребителей и заряд аккумуляторной батареи при работе двигателя.

К генераторам предъявляются следующие требования: простота конструкции; долговечность и надежность в эксплуатации; малые габариты, масса и стоимость; большая удельная мощность (мощность на 1 кг массы); возможность обеспечения заряда аккумуляторных батарей при малой частоте вращения коленчатого вала двигателя в режиме холостого хода.

Перечисленным требованиям в большей степени удовлетворяют только генераторы переменного тока со встроенными кремниевыми диодами, поэтому они нашли широкое применение на современных автомобилях.

Автомобильный генератор переменного тока -- трехфазный, синхронный, с электромагнитным возбуждением, у которого частота наводимой э. д. с. пропорциональна частоте вращения ротора генератора.

Такие генераторы по сравнению с генераторами постоянного тока проще по конструкции, имеют меньшие габаритные, размеры и массу при той же мощности, более надежны в эксплуатации, а расход меди на обмотки примерно в 2,5 раза меньше. В генераторах переменного тока нет коллектора, вместо сложной обмотки якоря применятся технологически простая обмотка статора, обмотка возбуждения состоит из одной катушки. Удельная мощность генераторов постоянного тока не превышает 45 Вт, а генераторов переменного тока достигает до 143 Вт (Г266).

Отсутствие коллектора в генераторах переменного тока позволяет повысить максимальную частоту вращения ротора до 12 тыс. об/мин. Такая конструкция генератора позволяет повысить частоту вращения ротора генератора и при работе двигателя в режиме холостого хода. Поэтому генераторы в этом режиме работы двигателя развивают до 40% номинальной мощности, что улучшает заряд батарей.

На автомобиле ГАЗ-53А установлен генератор Г250-Г1, ЗИЛ-130 -- генератор Г250-И1, ГАЗ-24 "Волга" -- генератор Г250-Е1. Принципиально эти генераторы устроены и действуют одинаково, но несколько различаются мощностью.

Генератор укреплен в передней части двигателя при помощи кронштейна и распорной планки. Ротор генератора приводится во вращение трапециевидным ремнем: у двигателей ГАЗ-24 и ЗИЛ-130 -- непосредственно от шкива коленчатого вала, у 3M3-53 -- от шкива вентилятора, приводимого от шкива коленчатого вала.

Основные части генератора переменного тока -- статор, ротор и выпрямительное устройство.

Статор -- пакет пластин из электротехнический стали, имеющий 18 пазов. В пазы помещена обмотка из 18 катушек, образующих 3 фазы, соединенные между собой звездой. Тремя шпильками статор зажат между передней и задней крышками корпуса генератора, изготовленными из алюминиевого сплава.

Ротор состоит из вала, установленной на нем катушки с обмоткой возбуждения, двух напрессованных на вал шестиполюсных ког-геобразных наконечников, образующих сердечник ротора, и двух контактных колец, к которым присоединены концы обмотки возбуждения.

Полюсы ("когти") наконечников с северной полярностью размещают в промежутках между полюсами наконечников с южной полярностью. Таким образом, северные и южные полюсы сердечника ротора чередуются между собой.

Вал ротора вращается в шариковых подшипниках закрытого типа, помещенных в гнездах крышек генератора. Смазывают подшипники только при разборке генератора. Со стороны привода на валу ротора установлены и закреплены гайкой вентилятор, создающий поток воздуха для охлаждения полости генератора, и шкив привода ротора.

На задней крышке корпуса генератора укреплен щеткодержатель с двумя щетками, прижатыми к контактным кольцам ротора пружинами; одна щетка соединена с массой, другая с выводным зажимом Ш на крышке корпуса генератора. Щетки служат для соединения обмотки возбуждения ротора, создающей магнитное поле, с питающим ее источником постоянного тока (аккумуляторной батареей или через выпрямительное устройство обмоткой статора).

На внутренней, торцовой поверхности задней крышки смонтированы шесть кремниевых диодов выпрямительного устройства: три диода Д242 на алюминиевом радиаторе, соединенные гибким проводником с изолированным зажимом "+" генератора, и три диода Д242АП обратной полярности -- непосредственно на крышке. Диоды собраны в трехфазную мостовую схему выпрямления, соединенную с обмоткой статора.

Генератор работает следующим образом (рис. 1). При включении зажигания выключателем зажигания через обмотку возбуждения ротора начинает протекать постоянный ток от аккумуляторной батареи. При этом в сердечнике ротора образуется магнитное поле, замыкающееся через статор. Во время вращения ротора магнитное поле его полюсов, пронизывающее витки катушек статора, изменяется, и в каждой из них поочередно индуцируется переменная ЭДС. По мере увеличения частоты вращения вала ротора эта ЭДС возрастает.

С момента, когда ЭДС генератора превысит ЭДС аккумуляторной батареи, питание всех потребителей энергии (аккумуляторная батарея, обмотка возбуждения генератора, приборы освещения и т. д.), установленных на автомобиле, производится от генератора через выпрямитель.

Регулирование напряжения генератора. При повышении частоты вращения коленчатого вала двигателя ЭДС в обмотках статора генератора и напряжение в его внешней цепи увеличиваются.

Рис. 1. Принципиальная (упрощенная) схема регулирования напряжения генератора переменного тока: 1 -- выпрямитель генератора; 2 -- обмотка статора; 3 -- обмотка возбуждения ротора; 4 -- аккумуляторная батарея; 5 -- контактные кольца ротора; 6 -- амперметр; 7 -- выключатель зажигания; 8 -- обмотка сердечника регулятора напряжения; 9 и 10 -- пружина якоря и якорь регулятора напряжения; 11 -- резистор; 12 и 13 -- неподвижный и подвижной контакты реле-регулятора; 14 -- щетки

Основная часть регулятора -- электромагнитное реле, имеющее сердечник с обмоткой, стойку с неподвижным контактом и качающийся якорь с подвижным контактом. Пружиной якоря подвижный контакт прижимается к неподвижному. Обмотка сердечника регулятора соединена с зажимами "+" и "--" генератора. Параллельно контактам присоединен резистор.

Пока напряжение генератора остается в пределах допустимого, контакты реле замкнуты и через них протекает ток обмотки возбуждения по следующей цепи: зажим "+" генератора -- выключатель зажигания--зажим ВЗ -- внешний магнитопровод (ярмо) -- якорь контакты реле-регулятора -- зажимы реле-регулятора и генератора -- щетка -- первое контактное кольцо -- обмотка возбуждения -- второе контактное кольцо -- щетка -- масса --зажим "--" генератора. В этом случае реле-регулятор не воздействует на напряжение генератора.

Если напряжение генератора становится выше допустимого, магнитное поле сердечника реле усиливается и сердечник притягивает якорь с подвижным контактом, вследствие чего контакты размыкаются и в цепь обмотки возбуждения включается резистор. Магнитное поле ротора становится слабее, и напряжение генератора падает. После этого контакты реле-регулятора снова замыкаются, и описанный процесс повторяется. Замыкание и размыкание контактов происходит с большой частотой (якорь вибрирует), благодаря чему сглаживаются колебания напряжения.

На автомобиле ГАЗ-53А устанавливают более сложный контактно-транзисторный реле-регулятор РР-362 (рис. 2).

Этот реле-регулятор состоит из транзистора Т и двух электромагнитных реле -- регулятора напряжения РН и реле защиты РЗ.

Транзистор установлен на малой панели корпуса реле-регулятора, а РН и РЗ -- на большой панели.

Все эти приборы защищены общей крышкой.

Принцип регулирования напряжения генератора контактно-транзисторным реле-регулятором такой же, как у описанного выше вибрационного реле-регулятора. При повышении напряжения генератора сверх нормы в цепь его обмотки возбуждения включаются добавочные резисторы, уменьшающие силу тока в этой обмотке, а следовательно, и создаваемое ею магнитное поле, вследствие чего напряжение генератора снижается. Однако если через контакты вибрационного регулятора напряжения протекает сильный ток обмотки возбуждения генератора, вызывая их быстрое подгорание и снижение надежности действия этого прибора, то в контактно-транзисторных реле-регуляторах ток возбуждения генератора замыкается транзистором.

Через контакты регулятора напряжения протекает только слабый ток, управляющий транзистором, благодаря чему исключается подгорание контактов. Происходит это так: если напряжение генератора повышается сверх допустимого, контакты регулятора напряжения замыкаются, соединяют базу транзистора с положительным зажимом генератора и транзистор запирается, вследствие чего в цепь обмотки возбуждения включаются дополнительные резисторы.

Рис. 2. Схема реле-регулятора РР-362: РН -- регулятор напряжения; РЗ реле защиты; Т -- транзистор; М, ВЗ и Ш -- зажимы; 1 и 5 -- пружины якорей; 2 -- обмотка РН; 3 и 9 -- контакты; 4, 10 и И -- диоды реле-регулятора; 6, 7 и 8 -- обмотки 12, 13, 14 и 15 -- резисторы; 16 -- выключатель зажигания; 17 -- амперметр; 18 -- аккумуляторная батарея; 19 обмотка ротора генератора; 20 -- обмотка статора; 21 -- диод выпрямительного устройства генератора

Реле защиты предохраняет транзистор от повреждений в случаях коротких замыканий в цепях генератора и реле-регулятора, когда сила тока, протекающего через транзистор, резко возрастает. При таких замыканиях магнитное поле сердечника РЗ усиливается и его контакты размыкаются, вследствие чего транзистор запирается и прекращается протекание через него тока.

На автомобили ЗИЛ-130 и ГАЗ-24 "Волга" устанавливают бесконтактно-транзисторный реле-регулятор РР-350, не имеющий электромагнитного реле. Действие этого прибора основано, как и у других реле-регуляторов, на изменении тока в обмотке возбуждения генератора путем включения в ее цепь добавочных резисторов.

Автомобильный генератор состоит из следующих основных деталей: ротор, статор, крышки, выпрямительный и щеточный узлы. Корпуса, как отдельной детали, генераторы не имеют и собираются в один блок с помощью передней и задней крышек. Наиболее распространенная конструкция генератора показана на рис. 1. Это генератор на базе самого массового в России генератора Г250 со встроенным интегральным регулятором напряжения.

Рис. 1. Автомобильный генератор 17.3701: 1,3 - передняя и задняя крышки; 2 ? магнитопровод статора; 4 - выпрямительный узел; 5 - кольца; 6 щетки; 7 - щеточный узел; 8 - регулятор напряжения; 9, 13 - клювообразные полюсные половины ротора; 10, 12 - обмотки статора и возбуждения; 11 - втулка; 14 - шкив; 15 - крыльчатка вентилятора.

Устройство генератора Г-250 и его модификации - Назначение генератора переменного тока

Похожие статьи