Практична робота №11 Діагностування генераторних установок

Генераторна установка - генератор змінного струму із випрямляючим блоком та регулятором напруги (далі по тексту - генератор) повинна забезпечувати споживачів електроенергії автомобіля струмом у необхідній кількості та при заданій регульованій напрузі. У процесі експлуатації генератор повинен бути придатним віддати у бортову мережу автомобіля струм, максимальна величина якого визначається струмошвидкісною характеристикою (СПІХ) генератора, згідно ТУ на нього. При цьому, генератор повинен забезпечити величину напруги у системі електрообладнання заданого рівня та з регламентованим допуском. Відповідно до викладеного, основними діагностичними параметрами генератора є показники його СШХ, регульована напруга та струм збудження. Крім цього, діагностичними параметрами генератора є висота і зусилля притиску щіток до колектора та його граничний знос (за діаметром). При цьому основними оціночними показниками є:

1. Для СШХ - відповідність максимального струму, який може віддати генератор заданим числам його, обертів.

2. Для величини регульованої напруги - значення струму збудження при непрацюючому і працюючому генераторі.

У свою чергу, зміна певних структурних параметрів генератора призводить до зміни його діагностичних параметрів. Взаємозв'язок структурних і діагностичних параметрів генератора показано у табл. 11.1.

СПІХ генератора задається в ТУ на нього. Також задаються допустимі Іиежі регульованої напруги, мінімальне значення висоти і зусилля притиску щіток до колектора, його граничний знос за діаметром.

Стан обмоток та випрямляючого блока найпростіше оцінити шляхом вимірювання їх опорів та порівняти їх із еталонними значеннями. Величина струму віддачі генератором при заданих обертах (параметри СШХ), струм збудження, рівень регульованої напруги оцінюються шляхом безпосереднього вимірювання з допомогою спеціальних пересувних та переносних засобів діагностування.

Таблиця 11.1

Взаємозв 'язок структурних і діагностичних параметрів генератора

Структурний параметр	Діагностичний параметр
Висота і зусилля притиску щіток. Знос колектора. Перехідний опір контактів. Опір обмотки — збудження. Параметри регулятора напруги	Регульована напруга (струм збудження)
Струм збудження. Регульована напруга. Опір обмотки фази. Стан випрямляючого блоку.	СШХ

Без зняття генератора з автомобіля його діагностування здійснюється методом осцилографування. На обмотку збудження генератора подається змінна напруга, у результаті чого в обмотках статора наводиться електрорушійна сила і на виводах генератора появляється напруга. Вимірюючи величину напруги і фіксуючи форму кривих з допомогою осцилографа можна зробити висновок про технічний стан генератора, оскільки амплітуда і форма кривих на осцилограмах справного і несправного генератора значно відрізняються. Більш того вони визначаються конкретною несправністю. Для діагностування необхідно мати еталонні осцилограми. Приклад еталонної осцилограми наведено на рис. 11.1. їх роль відіграють осцилограми напруги на виході із випрямляючого блоку справного генератора і осцилограми зміни амплітуди напруги і форми фігури при повороті ротора генератора на 60°.

Вказане значення кута повороту випливає з того, що у генераторів сучасних конструкцій кількість пар полюсів є 6, тобто за один оберт ротора зміна амплітуди контрольованого сигналу відбувається кожні 60°. Поворот ротора генератора можна здійснити вручну, знявши приводний пас.

Рис. 11.1. Осцилограма справного генератора

При цьому необхідно врахувати те, що форми осцилограм при деяких несправностях мають зовнішню подібність, але вони обов'язково відрізняються за амплітудою і частотою. Наприклад, обрив фази генератора не викликає зміни форми осцилограми, але при провертанні ротора генератора виявляється положення, при якому на екрані осцилографа появляється пряма горизонтальна лінія.

У випадку обриву діода випрямляючого блоку форма імпульсів теж залишається попередньою, як і в справного генератора, однак їх частота зменшується у два рази.

При пробої діода і замиканні обмотки статора на корпус форма імпульсів теж не змінюється, але амплітуда напруги буде у декілька разів більшою, ніж у справного генератора.

Для конкретизації несправності необхідно мати параметри еталонного сигналу з частотою, аналогічній частоті стимульованого сигналу, що подається на обмотку збудження генератора. Контрольований і еталонний сигнали найкраще порівнювати за фігурами Ліссажу. Для цього контрольований сигнал подається на вертикальні пластини осцилографа - вхід "Y" (рис. 11.2), а стимульований еталонний сигнал на горизонтальні пластини - вхід "X" осцилографа. Величина еталонного сигналу регулюється змінним резистором R1. Навантаження генератора створюється резистором Rh (200 Ом). Розгортка осцилографа при цьому вимикається. Еталонний сигнал створюється трансформатором ТІ, з якого змінна напруга (рівна номінальній напрузі Генератора) подається на обмотку збудження генератора G1.

У результаті взаємодії двох сигналів - з виходу генератора і від джерела змінної напруги - на екрані осцилографа виникає фігура Ліссажу. По її формі І роблять висновок про технічний стан генератора. На рис. 11.3 наведено форми осцилограм генератора при наявності основних несправностей: обрив фази, обрив і пробій діода випрямляючого блоку, замикання обмотки статора на корпус.

Рис. 11.2. Схема з'єднань при діагностуванні генераторів з допомогою осцилографа

Відносно вертикальної осі (рис. 11.3, А). При повороті ротора генератора висота петель зменшується.

При обриві однієї із фаз генератора фігура має вигляд таких же симетричних петель (рис. 11.3, Б). Але при повороті ротора генератора амплітуда петель зменшується по висоті аж до утворення прямої горизонтальної лінії.

При обриві одного із діодів випрямляючого блоку фігура, утворена на екрані осцилографа (рис. 11.3, В), має вигляд несиметричної петлі дещо більшої висоти, ніж у справного генератора. При повороті ротора генератора на 30° вона має форму симетричних петель малої висоти, з'єднаних між собою в нижній частині. При подальшому провертанні ротора починає збільшуватися протилежна несиметрична петля, що знаходиться на другій від вертикальної осі стороні.

Рис. 11.3. Форми осцилограм при діагностуванні генератора

При пробої одного із діодів випрямляючого блоку або при замиканні фази генератора на корпус, фігура має таку ж форму, що й при обриві діода, однак висота петлі у декілька разів більша (рис. 11.3, Г). При повороті ротора генератора на 30° вона має форму симетричних петель малої висоти, з'єднаних між собою в нижній частині. При подальшому провертанні ротора аналогічно починає збільшуватися протилежна несиметрична петля, що знаходиться на другій від вертикальної осі стороні.

При міжвитковому замиканні в обмотці збудження форма осцилограм не змінюється, але змінюється їх амплітуда. Через це, як відзначалося вище, вказану несправність більш зручно визначити, виміривши реальну величину струму збудження та порівнявши її із значенням, характерним для справної обмотки.