499

торов, рассчитанных на подключение регуляторов напряжения с кремниевыми транзисторами, обе щетки изолированы от корпуса.

На современных генераторах применяют интегральные регуляторы напряжения, которые устанавливают непосредственно на щеточные узлы. Для этого применяются пластмассовые корпуса узлов большего размера.

Во время эксплуатации генератора щетки изнашиваются и их приходится заменять на новые. Нередко, из-за загрязнения пылью, щетки зависают в направляющих корпуса.

1.7. Крышки генератора

Генератор собирается с помощью двух крышек: передней (со стороны шкива) и задней, изготовленных из алюминиевого сплава. В крышках выполнены посадочные места под подшипники и отверстия для крепления узлов генератора.

Внижней части крышек изготовлены приливы с отверстиями для крепления генератора к двигателю автомобиля. В эти отверстия запрессованы стальные втулки, через которые проходит крепежный болт. На этом болту поворачивается генератор при натяжении ремня.

Вверхней части передней крышки имеется кронштейн, с помощью которого генератор фиксируется в заданном положении.

На задней крышке генератора Г250 выполнены надписи токоподводящих клемм. В месте подсоединения выпрямительного блока к крышке генератора на массу подписан знак “–“. Вывод “плюс” cгенератора изолирован от корпуса пластмассовыми втулками и подписан знаком “+”. Изолированный вывод обмотки возбуждения обозначен буквой Ш.

На автомобилях ВАЗ применена цифровая маркировка клемм всех электрических агрегатов и приборов. Клемма “+” генератора обозначена цифрой 30, а клемма Ш – цифрой 67.

Вкрышках выполнены отверстия для прохода охлаждающего воздуха, подаваемого крыльчаткой.

1.8.Генератор с неподвижной обмоткой возбуждения

Сцелью упрощения конструкции генератора и повышения надежности его работы изготавливаются генераторы, у которых обмотка возбуждения не вращается. При этом исключается щеточный узел и соответственно нет износа щеток. Конструкция такого генератора показана на рис. 2.

У этого генератора укорочены клювообразные полюсные половины

иобмотка возбуждения крепится на стойках к статору в средней ее части. Стойки изготовлены в виде пластин и располагаются между полюсными половинами. Обмотка возбуждения расположена с зазорами и не касается вращающихся деталей ротора.

13

Например, Г250Г2 представляет собой автомобильный генератор переменного тока модели 250 модификации Г2. Предназначен для установки на автомобили ГАЗ –53А.

По новому обозначению цифрами сначала пишется модель и модификация генератора, затем следует точка, потом одинаковое для всех генераторов обозначение генераторов 3701.

1.10. Принцип действия генератора

Автомобильный генератор представляет собой синхронный генератор переменного тока, работающий на встроенный выпрямитель. Принцип действия генератора основан на явлении электромагнитной индукции. Внутри генератора с помощью обмотки возбуждения создается магнитное поле. Намагничиваются полюсные половины ротора. При вращении ротора полюсные половины поочередно северным и южным полюсами подходят к обмоткам статора. В результате через статор и обмотки статора начинает циркулировать переменный магнитный поток. В обмотках статора индуктируется электродвижущая сила (ЭДС), прямо пропорциональная скорости изменения магнитного потока.

ЭДС на выводах обмотках статора

Е = с.N.Ф

индуктируется пропорционально величине магнитного потока Ф, создаваемого током возбуждения IВ и пропорционально числу оборотов N. Постоянная с учитывает число витков в обмотках статора, размеры генератора и др. Генераторы на большие напряжения изготавливаются с большим числом витков обмоток статора.

Ток возбуждения является свободным параметром, изменением которого поддерживается постоянное напряжение в бортовой сети автомобиля регулятором напряжения.

Синхронный генератор переменного тока является трехфазным генератором. На обмотках статора образуется переменное трехфазное напряжение, но в отличие от промышленной электрической сети частота этого напряжения переменная и зависит от угловой скорости вращения ротора генератора.

Число витков в обмотках статора и размеры статора конструкторами подобраны таким образом, что генератор обладает свойством самоограничения. С ростом числа оборотов увеличивается частота и возрастает внутреннее индуктивное сопротивление генератора. При прохождении переменного электрического тока по обмоткам статора, образуется падение напряжения на его внутреннем сопротивлении и генератор ограничивает ток, отдаваемый в нагрузку. Благодаря этому свойству, генератор не боится перегрузок и не нуждается в защите от перегрузки как генератор постоянного тока.

15

1.11. Электрическая схема и работа генератора Г250

Генератор Г250 является одним из самых распространенных генераторов и имеет наиболее простую электрическую схему. Электрическая схема этого генератора показана на рис. 3.

Обмотки статора генератора подключены по схеме “звезда”. Ток на обмотку возбуждения ОВ подается от регулятора напряжения РН через щетки Щ1 и Щ2. Один вывод щеточного узла заземлен, а другой подключен к клемме Ш. Выводы фаз Ф1,Ф2,Ф3 обмоток статора СТ генератора подключены к диодам Д1…Д6 выпрямительного узла.

Ток возбуждения подается от регулятора напряжения и создает магнитное поле в клювообразных полюсных половинах ротора. При вращении ротора генератора через обмотки статора циркулирует переменный магнитный поток и в них индуктируется переменное трехфазное напряжение.

Рис. 3. Электрическая схема подключения генератора Г250 на автомобиле ГАЗ-53А: СТ – обмотки статора; ОВ – обмотка возбуждения; Щ1,Щ2 – щетки; +,-,Ш – выводы генератора; РН – регулятор напряжения РР350; Ф1,Ф2,Ф3 – выводы фаз обмоток статора; Д1…Д6 - диоды; ВЗ – выключатель в замке зажигания; RН - реостат нагрузки

Предположим, что в данный момент времени на фазе Ф1 наибольший потенциал, а на фазе Ф3 наименьший. Ток потечет от точки с наибольшим потенциалом к точке с наименьшим потенциалом через диод Д2 на вывод “+” генератора, потребитель RН на массу. С массы возвратится через диод Д6 к фазе Ф3. Сейчас в работе участвуют два диода Д2 и Д6. При другом

16

распределении потенциалов будут работать тоже два диода: один сверху выпрямительного моста, а другой снизу. При разных комбинациях напряжений на фазах все шесть диодов поочередно участвуют в работе выпрямителя.

Ток возбуждения подается на регулятор напряжения через один из контактов ВЗ замка зажигания.

1.12.Электрическая схема и работа генератора

среле контроля заряда

Приведенная выше электрическая схема включения генератора применяется на грузовых автомобилях. На эти автомобили устанавливается в щитке приборов амперметр контроля тока заряда и разряда аккумуляторной батареи.

На большинстве легковых автомобилей ВАЗ-2101…2107 в щитки приборов амперметр не устанавливается. Контроль работы генератора производится по лампе контроля заряда. При неработающем генераторе и включенном зажигании лампа на щитке приборов горит красным светом.

Для управления лампой установлено реле контроля заряда. Обмотка этого реле РКЗ рассчитана на 7 вольт (рис. 4). В обесточенном состоянии контакты реле КРКЗ поддерживаются пружиной замкнутыми.

При неработающим генераторе ток от аккумуляторной батареи через обмотку реле не проходит. Его не пропускают нижние диоды выпрямительного узла. Контакты реле замкнуты пружиной и ток подается на контрольную лампу Л. В нулевой точке фаз напряжение равно напряжению бортовой сети.

Рис. 4. Электрическая схема подключения генератора Г222 на автомобиле ВАЗ: СТ – обмотки статора; ОВ – обмотка возбуждения; РН – регулятор напряжения Я112В; Д1…Д6 - диоды; ВЗ – выключатель в замке зажигания; РКЗ - обмотка реле контроля за-

17

ряда; КРКЗ – контакты реле контроля заряда; Л – сигнальная лампа контроля заряда

При исправном, работающем генераторе в нулевой точке фаз образуется напряжение, равное половине напряжения бортовой сети. Через обмотку реле контроля заряда начинает проходить ток от вывода “+” генератора, обмотку, к средней точке фаз, затем возвращаться через один из верхних диодов выпрямительного моста к выводу “+” генератора. Сердечник реле намагничивается, контакты реле размыкаются и контрольная лампа гаснет.

Обмотка возбуждения ОВ генератора имеет оба изолированных вывода. Один вывод подключается к клемме “+” генератора в бортовую сеть, а второй к регулятору напряжения.

Контакты ВЗ в выключателе зажигания уже не коммутируют весь ток обмотки возбуждения, а только ток управления регулятора напряжения и работают намного надежнее, чем по предыдущей схеме.

1.13.Электрическая схема и работа генератора

сдополнительным выпрямителем

Схема подключения генератора с дополнительным выпрямителем широко применяется на автомобилях ВАЗ. При применении такой схемы на автомобиль не приходится устанавливать под капотом дополнительное реле и соединительные провода.

Промышленность выпускает генераторы 37.3701, внутрь которых устанавливаются дополнительные выпрямители (рис.5). Получается меньше деталей, дешевле и надежнее.

18

РН – регулятор напряжения 17.3702; Д1…Д6 - диоды выпрямительного узла; Д7 …Д9 - диоды дополнительного выпрямителя; С – фильтрующий конденсатор; ВЗ – выключатель в замке зажигания; ЛКЗ – сигнальная лампа контроля заряда; RД – дополнительный резистор

Дополнительный выпрямитель состоит из диодов Д7…Д9. Эти диоды подключены к фазам статора генератора, вывод нулевой точки фаз не используется. Контроль работы генератора осуществляется также с помощью лампы контроля заряда.

На задней крышке генератора установлен фильтрующий металлобумажный конденсатор С. Он снижает помехи в бортовой сети, создаваемые генератором при работе регулятора напряжения. Эти помехи отражаются на качестве работы радиоприемника и магнитофона.

При неработающем генераторе на обмотку возбуждения ОВ подается небольшой ток возбуждения величиной 0,4 А. Он обеспечивает намагничивание полюсных половин ротора и последующее самовозбуждение генератора. Ток проходит через лампу контроля заряда ЛКЗ и она горит красным светом. Через контакты выключателя зажигания ВЗ проходит только небольшой ток для самовозбуждения генератора.

Когда генератор вступает в работу, тогда на выходе дополнительного выпрямителя образуется напряжение, равное напряжению в бортовой сети. Разность потенциалов на выводах контрольной лампы становится равной нулю и она гаснет. На обмотку возбуждения подается полный рабочий ток от дополнительного выпрямителя.

По такой схеме обмотка возбуждения питается от дополнительного выпрямителя и при неработающем двигателе разряд аккумуляторной батареи снижается.

В генератор устанавливается интегральный регулятор напряжения 17.3702, который коммутирует ток возбуждения между массой и выводом обмотки.

Для обеспечения работы генератора в случае перегорания контрольной лампы параллельно ей установлен дополнительный резистор RД. Через этот резистор подается небольшой ток, достаточный для самовозбуждения генератора, мимо контрольной лампы. При сгоревшей лампе, без дополнительного резистора генератор не будет работать, так как начальное магнитное поле в роторе отсутствует.

1.14. Электрическая схема и работа генератора Г272 автомобиля КамАЗ

Первые модели автомобилей КамАЗ оснащались генератором Г272. Этот генератор напряжением 28 В имел в обмотках статора в два раза больше витков более тонкого провода, чем Г250. Обмотка возбуждения наматывалась тоже более тонким проводом и рассчитывалась на напряжение 28 В.

19

Вэлектрической схеме отсутствовали дополнительные элементы контроля заряда (рис. 6), а работа генератора контролировалась с помощью амперметра.

Вщеточном узле генератора обе щетки выполнялись изолированными от массы и имели надписи Ш1 и Ш2.

Для регулирования напряжения применялся регулятор модели РР356, изготовленный на базе кремниевых транзисторов. Один вывод обмотки возбуждения подключался в бортовую сеть, а второй к регулятору напряжения.

Рис. 6. Электрическая схема подключения генератора Г272 на автомобиле КамАЗ: СТ – обмотки статора; ОВ – обмотка возбуждения; РН – регулятор напряжения РР356; Д1…Д6 - диоды; ВЗ – выключатель в замке зажигания

1.15. Электрическая схема и работа генератора Г273 автомобиля КамАЗ

В настоящее время для автомобилей КамАЗ применяются более совершенные генераторы Г273.

Для унификации генератора Г273 с наиболее распространенным генератором Г250 этот генератор изготовлен на базе его деталей.

Чтобы получить напряжение 28 В вместо 14 В перемотаны обмотки статора. На задней крышке генератора установлен резистор подпитки и интегральный регулятор напряжения Я120М.

Для согласования числа оборотов двигателя и ротора генератора заменен шкив. Остальные детали остались без изменений.

За счет унификации сократилось количество запасных частей и упростилась технология производства.

Электрическая схема генератора показана на рис. 7.

20

Так как обмотка возбуждения осталась без изменений и рассчитана на питание 14 В, то она подключена к нулевой точке фаз. При работе генератора в этой точке напряжение равно 14 В.

Для самовозбуждения генератора на обмотку возбуждения подается ток 0,3 А через дополнительный проволочный керамический резистор подпитки. Этот ток обеспечивает создание начального магнитного поля в полюсных половинах ротора. При пуске двигателя генератор вступает в работу и напряжение в нулевой точке постепенно достигает 14 В.

Рис. 7. Электрическая схема подключения генератора Г273 на автомобиле КамАЗ: СТ – обмотки статора; ОВ – обмотка возбуждения; РН – регулятор напряжения Я120М; Д1…Д6 - диоды; ВЗ – выключатель в замке зажигания; RП -резистор подпитки

Если убрать резистор подпитки, то при пуске двигателя генератор не сможет возбудиться и его ротор будет вращаться вхолостую.

Контакты в замке зажигания коммутируют небольшой ток управления интегрального регулятора.

1.16. Особенности генераторов для автобусов

На автомобилях – автобусах требуется большой ток для питания ламп, освещающих пассажирский салон. Поэтому для них применяются специальные генераторы большой мощности.

Мощность генератора Г250 составляет 500 Вт, а генераторов Г266 (автобусы ПАЗ) 840 Вт и Г289 (автобусы ЛиАЗ и ЛАЗ) 2200 Вт.

Эти генераторы обладают большими размерами, их шкивы содержат по два ручья.

Для повышения нагрузочной способности обмотки статора генераторов для автобусов соединяют по схеме треугольник.

21

На задней крышке генераторов имеются выводы фаз генератора с надписями С1, С2 и С3. К этим выводам подключаются лампы освещения салона автобуса. Нити ламп питаются переменным током. Снижается нагрузка на выпрямительные диоды генератора. Уменьшается нагрев диодов и всего генератора, повышается надежность его работы.

1.17. Характеристики генераторов

Завод - изготовитель гарантирует соответствие технических параметров генератора паспортным данным. Основной технической характеристикой генератора является его токоскоростная характеристика.

Токоскоростная характеристика представляет собой зависимость тока генератора от частоты вращения ротора (рис. 8). Она снимается при постоянном напряжении на выходных клеммах генератора, равном номинальному.

На основе токоскоростной характеристики определяются перечисленные ниже технические параметры генератора.

Начальная частота вращения ротора без нагрузки N0, при которой достигается номинальное напряжение и генератор вступает в работу. Чем меньше начальная частота, тем лучше генератор, так как он лучше обеспечивает питание потребителей на холостом ходу двигателя.

Наибольшая сила тока IМАХ, отдаваемая генератором в нагрузку. Для генераторов переменного тока IМАХ определяется при заданной максимальной частоте вращения ротора NМАХ.

Номинальная мощность генератора РГ рассчитывается как произведение номинального напряжения на наибольшую силу тока.

MK

Рис.8. Токоскоростная характеристика генератора: I - ток нагрузки; N – частота вращения ротора; МК - крутящий момент, требуемый

22