Учебный вопрос №2: Назначение, устройство и принцип работы автомобильных генераторов.

Назначение, устройство и принцип работы генератора и регулятора напряжения

Генератор является основным источником электрической энергии системы электроснабжения, обеспечивающим питание всех потребите­лей, и зарядом аккумуляторной батареи при работе двигателя. К генераторам предъявляются следующие требования:

- простота, конструкции;

- долговечность и надежность в эксплуатации;

- малые габаритные размеры, масса и стоимость;

- большая удельная мощность (мощность на I кг массы);

- возможность обеспечения заряда аккумуляторных батарей при малой частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Перечисленные требования в большей степени удовлетворяют генераторы переменного тока со встроенным выпрямителем, поэтому они нашли широкое применение на современных автомобилях.

Автомобильный генератор переменного тока - трехфазный, Г-287, с электромагнитным возбуждением, у которого частота наводимой Э.Д.С. пропорциональна частоте вращения ротора генератора.

Генераторы переменного тока различных типов имеют незначи­тельные конструктивные отличия, направленные на повышение удель­ной мощности, надежности и долговечности.

Генератор состоит из:

статора;

ротора с обмоткой возбуждения и медными контактными кольца­ми;

выпрямительного блока;

щеткодержателя с графитовыми щетками;

крыльчатки;

шкива.

Статор. Между двумя алюминиевыми крышками при помощи стяж­ных винтов закреплен сердечник статора, являющийся магнитопроводом, который для уменьшения нагрева вихревыми токами набирают из тонких стальных пластин, покрытых лаком. Внутренняя поверх­ность статора имеет восемнадцать зубцов, на которые нанизано восемнадцать катушек обмотки статора. Катушки закреплены на три фазы и включены по схеме "звезда". В каждой фазе включено по шесть последовательно соединенных катушек. Концы фаз присоединяются к трем зажимам блока кремневых диодов выпрямителя.

Ротор. Состоит из двух стальных шестиполюсных наконечников, выполненных из мягкой стали. Наконечники одной половины ротора с северной магнитной полярностью входят между наконечниками вто­рой половины ротора с южной магнитной полярностью. Ротор враща­ется в двух шариковых подшипниках, установленных в крышках.

Катушка обмотки возбуждения нанизана на стальную втулку, расположенную между полюсными наконечниками и являющуюся магнитопроводом. Оба конца обмотки припаяны к двум медным контактным кольцам, установленным на изоляционные втулки.

Две графитовые щетки генератора установлены в щеткодержатель и прижимаются к контактным кольцам пружинами. Изолированная от корпуса щетка, соединена, проводником со штекерным зажимом "Ш", другая щетка соединена на корпус генератора.

Принцип работы генератора.

Если силовые линии магнитного поля пересекать проводником, то в нем наводится Э.Д.С., вызывающая упорядоченное движение электронов (ток) в замкнутой цепи. На этом явлении и основан принцип действия генераторов. Прямоугольная рамка из медной про­волоки вращается в магнитном поле постоянного магнита. Концы рамки присоединены к двум изолированным друг от друга полуколь­цам, которые составляют коллектор. При вращении рамки вместе с ней вращаются и пластины коллектора, поочередно подходя к соот­ветствующим щеткам со стороны северного и южного полюсов магнита. Таким образом, при вращении рамки ток во внешней цепи будет иметь постоянное направление от плюсовой щетки к минусовой. Такой ток называется постоянным.

Генератор переменного тока, отличается от генератора посто­янного тока тем, что вращающийся многополюсный магнит (ротор) своими силовыми линиями пересекает неподвижные витки статора, в которых индуктируется переменная Э.Д.С., вызывающая ток. Пере­менный ток выпрямляется в постоянный с помощью диодов. В генераторах переменного тока вместо постоянного магнита применяют электромаг­нит, что несколько усложняет конструкцию генератора, но облегчает регулирование напряжения при изменении частоты вращения ротора.