Генератори змінного струму

Випрямляч

 

Для випрямлення змінної  напруги в корпусі генератора вмонтовано 6 кремнієвих діодів, по 2 на кожну фазу. У деяких моделях генераторів  ще встановлюють паралельно до діодів конденсатор.

Принцип дії

Після вмикання запалювання струм  від акумуляторної батареї надходить  в обмотку збудження, встановлену  на роторі генератора. Під час обертання ротора його магнітний потік перетинає витки обмоток статора, й у них індукується змінний струм, який потім випрямляється й подається в зовнішнє коло. Коли напруга, яку виробляє генератор, перевищуватиме напругу акумуляторної батареї, струм від генератора піде на заряджання батареї та живлення інших споживачів системи електрообладнання. В обмотку збудження генератора в цей час струм також надходить від генератора, а не від акумуляторної батареї.

Напруга генератора зі збільшенням  частоти обертання колінчастого вала двигуна і зв'язаного з ним ротора генератора зростає й може досягти значення, за якого порушується нормальна робота всіх приладів електрообладнання. Для підтримання напруги генератора в певних межах на автомобілях у кришку генератора (здебільшого з боку контактних кілець) вбудовано інтегральний нерозбірний регулятор напруги. Всі елементи регулятора змонтовано на металевій основі, залито герметиком і закрито кришкою. Для з'єднання з генератором регулятор має два виводи у вигляді жорстких пластин. Мінусовий затискач виведено через корпус регулятора на масу генератора. Конструкція щіткотримача й кришки така, що обидві щітки генератора ізольовано від маси.

У разі збільшення частоти обертання  ротора, коли напруга генератора перевищить 13,5… 14,5 В, за допомогою регулятора напруги припиняється надходження струму в обмотку збудження ротора. Внаслідок цього напруга генератора спадає, регулятор знову пропускає струм в обмотку збудження, й процес повторюється. Завдяки великій частоті перебігу цього процесу напруга генератора залишається практично сталою в межах 13,5… 14,5 В. Коли частота обертання колінчастого вала двигуна велика й напруга генератора нижча від 14…15 В, струм в обмотку збудження надходить, минаючи додатковий резистор (опір). Коли напруга генератора підвищиться до 14… 15 В, резистор умикається в коло обмотки збудження, внаслідок чого її опір збільшується, зменшуються сила струму в ній і створюване ним магнітне коло. Як наслідок, знижується напруга генератора, додатковий резистор вимикається, після чого процес повторюється.

Завдяки періодичному вмиканню додаткового  резистора в коло обмотки збудження  її вимиканню його напруга генератора підтримується сталою в заданих межах незалежно від частоти обертання колінчастого вала двигуна. Вона визначається співвідношенням часу замкненого й розімкненого станів контактів регулятора напруги (вібраційний регулятор) або відкритого й закритого станів транзистору (транзисторний регулятор).

Автомобільні  генератори змінного струму порівняно  з генераторами постійного струму простіші за конструкцією, мають менші габаритні  конструкції та вагу при тій самі потужності; вони надійніші в експлуатації через відсутність колектора  і забезпечують зарядження акумуляторної  батареї при роботі двигуна на малих обертах холостого ходу.

Як  приклад наведено генераторну установку  змінного струму, що застосовуються на автобусі ПАЗ-652. До неї входять генератор змінного струму Г253, реле-регулятор РР115 і селеновий випрямляч РС310.

Збудження генератора. На початку роботи генератора при увімкненому рубильнику обмотка  збудження живиться струмом від  акумуляторної батареї, а потім  від випрямляча і створює сильне намагнічення полюсних наконечників ротора.

Випрямляч струму РС310. Шайби увімкнуті за трифазною  схемою і розподілені на шість  плечей, в кожному плечі паралельно з’єднано по дві шайби. Шайби за допомогою латунних шийок і провідників підключені до п’яти вивідних затискачів. Два масивні затискачі мають знаки «+» і «-» до них підключаються провідники зовнішнього кола випрямляча. Три малі затискачі з’єднуються і затискачами обмотки статора генератора.

Селен є напівпровідниковим і містить дуже малу кількість вільних електронів. Провідний шар має добрий напівпровідник і має велику кількість вільних електронів.

При роботі генератора до селену і покривного складу амомінія змішаного струму. Коли до покривального сплаву підводиться негативний потенціал, то вільні електрони з покривного сплаву під дією електричного поля у великій кількості підходитимуть через запірний шар у селен. У цей момент від випрямляча надходить постійний струм у коло увімкнутих споживачів. При дії напряму змінного струму внаслідок малого вмісту вільних електронів у селені струм в зворотньому напрямку через шайбу випрямляча проходитиме дуже малої сили.

Реле-регулятор  РР115. При вмиканні запалювання реле вмикання підключається до акумуляторної батареї і по ній проходить струм; осердя намагнічується і, притягуючи якір намагнічуючи замикає контакти. При замкнутих контактах від акумуляторної батареї в обмотку збудження генератора піде струм, що викличе сильне намагнічення ротора і, тому наруга генератора досягне нормальної величини при невеличкому числі обертання ротора. Шлях кола збудження генератора від акумуляторної батареї. Коли напруга перевищуватиме на акумуляторній батареї, обмотка збудження генератора буде живитись від випрямляча. Шлях струму в колі обмотки збудження генератора при живленні від випрямляча і замкнутих контактів. При розімкнутих контактах в коло обмотки збудження послідовного вмикання. Через те що випрямляч непропускає зворотного струму великої сили, з метою спрощення конструкції реле-регулятора в генераторних установках змінного струму не застосовують реле зворотнього струму. Щоб запобігти розрядженню батареї коли двигун не працює, потрібно на тривалих стоянках за допомогою рубильника відключити від батареї коло генераторної установки. Не зважаючи на зменшення магнітного потоку осердя внаслідок зменшення сили стуму в основній обмотці при її нагріванні, величина частини магнітного потоку, що замикається через якірець, залишається незмінною. При цій умові розмикання контактів регулятора напруги, отже і величина регульованої напруги залишатимуться більш постійними незалежно від температури регулятора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зміст: