1)при той же мощности их масса меньше почти в 2,5 раза;
2)примерно в 3 раза меньше расходуется медь;
3)при одинаковых габаритах номинальная мощность больше;
4)меньшее значение начальной частоты вращения;
5)проще схема и конструкция регулятора напряжения;
6)меньшие эксплуатационные затраты из-за большей надежности и увеличения срока службы.
Даже использование скользящих контактов для питания обмотки ротора здесь не столь разрушительно, поскольку эти контакты имеют место в цепи возбуждения, где величина тока
инапряжения почти на два порядка ниже, чем в цепи якоря ГПТ. По рассмотренным вопросам имеется фильм.
1.Что называетсяСибАДИстатором электрической машины?
2.Что называется якорем электрической машины?
3.Что называется ротором электрической машины?
4.Что называется индуктором электрической машины?
5.Чем заменен коллекторно-щеточный механизм ГПТ в генераторе переменного тока?
6.Какое соединение имеют обмотки фаз статора в трехфазном генераторе?
7.Поясните процесс преобразования синусоидального фазного тока в полус нусо дальный (см. рис. 1. 13).
8.Перечислите преимущества ТФСВГ по сравнению с ГПТ.
9.Почему в реальных генераторах переменного тока вместо постоянного магнита в роторе используют электромагнит,генератора?
1.9. Регулирование напряжения автомобильного генератора
Напряжение автомобильного генератора напрямую зависит от скорости вращения его ротора, который имеет привод от коленчатого вала ДВС. Поэтому чем больше скорость движения автомобиля, тем более высокое напряжение будет на выходе генератора. При высоких скоростях оно может стать недопустимо большим и привести к перегоранию потребителей системы электроснабжения.
29
Чтобы этого не произошло, в автомобильных генераторах используется регулятор напряжения 4 (см. рис. 1.12). Напряжение обмотки статора, вызванное ЭДС индукции, связано с частотой вращения ротора следующим соотношением [9]:
UL 4,44f w m, |
(1.13) |
где UL действующее напряжение обмотки статора, В; f частота вращения ротора, Гц; w число витков обмотки статора;m магнитный поток от обмотки ротора, Вб.
При увеличении скорости автомобиля автоматически растет и частота f . Компенсировать этот рост уменьшением числа витков обмотки статора w нереально. Остается обеспечить эту компенсацию уменьшением потока m, который прямо пропорционален току возбуждения Iвз .
|
СибАДИ |
основе |
|
|
|
|
|
|
|
напряжение |
|
|
|
Так |
|
|
|
пределах |
|
|
|
ротора |
в |
|
|
возбуждения |
|
|
|
|
|
1) |
вибрационные регуляторы напряжения; |
|
|
2) |
контактно-транз сторные регуляторы напряжения; |
|
|
3) |
бесконтактные транз сторные регуляторы напряжения; |
|
|
4) |
бесконтактные регуляторы напряжения на интегральных |
|
|
схемах.
Для всех этих регуляторов напряжения имеет место одна и та же функциональная схема, представленная на рис. 1.14.
Рис. 1.14. Блок – схема регулятора напряжения:
1 – регулятор; 2 – генератор; 3 – элемент сравнения; 4 – регулирующий элемент; 5 – измерительный элемент
30
Регулятор 1 содержит измерительный элемент 5, элемент сравнения 3 и регулирующий элемент 4. Измерительный элемент воспринимает напряжение Ud генератора 2 и преобразует его в сигнал Uизм, который в элементе сравнения сравнивается с эталонным значением Uэт.
Если величина Uизм отличается от эталонной величины Uэт, на выходе измерительного элемента появляется сигнал Uо , который активизирует регулирующий элемент, изменяющий ток в обмотке возбуждения так, чтобы напряжение генератора вернулось в заданные пределы.
Таким образом, к регулятору напряжения обязательно должно быть подведено напряжение генератора или напряжение из другого места бортовой сети, где необходима его стабилизация, например, от аккумуляторной батареи, а также
1.С чемСибАДИсвязана необходимость применения регулятора напряжения в автомобильных генераторах?
2.От каких параметров зависит напряжение на выходе автомобильного генератора? Напишите формулу.
3.Посредством изменения какого параметра удобнее всего регулировать напряжение на выходе генератора?
4.Перечисл те основные элементы схемы регулятора
Рис. 1.15. Схема вибрационного регулятора напряжения: 1 – пружина; 2 – рычаг; 3 – контакты; 4 электромагнитное реле
31
Здесь дополнительный резистор Rд включен последовательно в обмотку возбуждения. Величина сопротивления Rд рассчитывается так, чтобы обеспечить необходимое напряжение генератора при разомкнутых контактах 3 (см. рис. 1.15). Эти контакты размыкаются, когда напряжение на выходе генератора становится выше допустимого (Ud > Uэт), то есть при высоких скоростях движения автомобиля. В этом случае по обмотке реле 4 будет течь ток, создающий сильное магнитное поле, и магнитная сила превзойдет силу упругости пружины 1, пружина растянется, и контакты 3 разомкнутся.
После размыкания контактов ток возбуждения Iвз потечет только через резистор Rд, его величина уменьшится и обеспечит на выходе генератора напряжение Ud в заданных пределах.
Когда скорость |
движения автомобиля |
уменьшится |
||
|
|
|
И |
|
настолько, что напряжение на выходе генератора станет ниже |
||||
эталонного (Ud |
< Uэт), ток в |
обмотке реле 4 уменьшится, |
||
магнитная сила |
станет |
меньше |
Д |
пружины 1, |
силы упругости |
||||
пружина начнет сжиматься, а рычаг 2 обеспечит замыкание контактов 3, и через эти контакты по индуктору потечет более сильный ток, увеличивая магнитный поток Ф, а следовательно, и
напряжение Ud. |
б |
Так осуществляется регулирование напряжения генератора, |
|
и |
|
позволяя автомобилю двигаться с любой скоростью и гарантируя |
|
всем его энергопотре телямАезопасный режим работы. |
|
Основными недостатками вибрационных регуляторов |
|
С |
|
напряжения являются: |
|
1) наличие вибрационных контактов, которые подвержены быстрому износу под действием электрических разрядов при их замыкании и размыкании;
2) наличие пружины, быстро теряющей свои упругие свойства в результате усталости и старения материала, из которого она сделана.
Особенно сильно эти недостатки сказываются в генераторах постоянного тока, где ток возбуждения Iвз много больше тока возбуждения в генераторах переменного тока.
Контрольные вопросы и задания:
1.По схеме (см. рис. 1.15) объясните принцип работы вибрационного регулятора напряжения.
2.Какому условию должно удовлетворять сопротивление резистора Rд?
32