3.1. Бесконтактные генераторы

Бесконтактные генераторы обладают повышенной надёжностью и долговечностью, т. к. у них отсутствует щёточно-контактный узел, а обмотка возбуждения неподвижна. Такие генераторы называют индукторными. Отечественная промышленность выпускает бесконтактный генератор 2102.3701 для установки на автомобилях КамАЗ и Урал, а также 955.3701 (рис. 3.8, а) – со смешанным магнито-электромагнитным возбуждением. Последний выполнен с использованием традиционной конструкции тракторных генераторов. К недостаткам бесконтактных генераторов относится несколько большая масса и габариты.

Упрощенная схема индукторного генератора приведена на рис. 3.7. Обмотка возбуждения 1 размещается на втулке 2, которая приварена к крышке 4. Ротор 5 выполнен в виде звездочки, жестко закреплен на валу 3. На зубцах статора 6 закрепляются катушки рабочей обмотки.

К обмотке возбуждения приложено напряжение стороннего источника, например, аккумуляторной батареи. Ток, протекающий под действием напряжения, создает постоянный по величине и направлению магнитный поток. Направление силовых линий магнитного поля и магнитная цепь показаны на рис. 3.7 пунктирными линиями и стрелками.

Изменение магнитного потока получают при вращении якоря за счет изменения магнитного сопротивления воздушного зазора между зубцами статора и ротора. Магнитный поток максимальный, когда оси зубцов статора и ротора совпадают, и минимальный, когда совпадают зубец статора и впадина ротора. Таким образом, рабочую обмотку генератора пересекает пульсирующий магнитный поток, вызывающий ЭДС переменного тока. Зубец и впадина ротора образуют пару полюсов, поэтому частота тока генератора определяется выражением

,

где z_s – число зубцов ротора.

Разрез генератора 955.3701 приведен на рис 3.8. Ротор этого генератора представляет собой стальную шестилучевую звездочку. Между зубцами ротора размещены постоянные магниты.

Н а зубцах статора размещена рабочая обмотка, соединённая в пятиугольник. Передняя крышка стальная. В ней располагается индуктор со втулкой, закреплённый за фланец к крышке. На втулке индуктора размещена обмотка возбуждения, намотанная на каркас. Между втулкой индуктора и втулкой ротора имеется воздушный зазор.

На стальную крышку надет под­шипниковый щит с натяжным ухом и лапой, расположение которых позволяет применять генератор на любых автомобилях ВАЗ. Выпрямительный блок размещен во внутренней полости задней крышки. Регулятор напряжения под пластмассовым кожухом расположен на наружной поверхности задней крышки.

4. Характеристики генераторных установок

Способность генераторной установки обеспечивать электропитанием потребителей электроэнергии на автомобиле во всех режимах его работы характеризует токоскоростная характеристика (ТСХ), т. е. зависимость силы тока, отдаваемого генератором в нагрузку, от частоты вращения его ротора при постоянном напряжении на выводах генератора (рис. 3.9). На рис 3.9 ось ординат имеет деления в относительных единицах тока I_отд / I_н и КПД – ŋ, причем, I_отд – отдаваемый ток, I_н – номинальный ток, n₀ – начальная частота вращения ротора, n_мин – минимальная частота, соответствующая оборотам холостого хода ДВС, а n_н – номинальная частота. Характеристики снимаются при номинальном напряжении – 14 В.

Г енераторная установка должна самовозбуждаться при частоте вращения коленчатого вала двигателя ниже числа оборотов холостого хода. Проверка на самовозбуждение должна проводиться при работе генераторной установки в комплекте с аккумуляторной батареей.

Величина КПД зависит от конструкции генератора – толщины пластин пакета статора, от способа их изоляции друг от друга, от величины сопротивления обмоток и, главным образом, от мощности генератора. Чем мощнее генератор, тем выше его КПД. Обычно максимальное значение КПД вентильных генераторов не превышает 50 ÷ 60%.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

3.1. Приведите структурную схему системы электроснабжения и определите назначение ее функциональных узлов.

3.2. Почему вентильные генераторы вытеснили генераторы постоянного тока?

3.3. Какой технический прием позволяет обеспечить самовозбуждение вентильного генератора при низкой частоте вращения ротора?

3.4. Какие функции выполняют диоды D9 ÷ D10 в схеме рис. 3.2?

3.5. В чем заключаются достоинства и недостатки клювообразной системы ротора автомобильного генератора?

3.6. На рис. 3.4 приведены генераторы с различными системами охлаждения. Можно ли считать их взаимозаменяемыми?

3.7. В чем заключаются достоинства и недостатки щеточных узлов с внутренним и внешним размещением?

3.8. В отечественных генераторах применяются электрографитные и меднографитные щетки. Чем следует руководствоваться при выборе щеток?

3.9. В чем заключаются преимущества и недостатки индукторных генераторов?

3.10. Какими параметрами конструкции генератора определяется его КПД?