книги из ГПНТБ / Можаев В.Н. Электрооборудование колесных и гусеничных машин учебное пособие

Обмотка якоря характеризуется шагом по пазам, шагом по ■коллектору и заносам начала и конца секции по коллектору. На рис. 55 представлена развертка петлевой обмотки на плос­ кость. Обмотка состоит из 40 секций, расположенных в 20 пазах. В каждом пазу помещается по четыре полусекции. Шаг по кол­ лектору Лк = 2; занос начала секции Л — 8; шаг по пазамЛп-=9.

Диски, из которых собирают сердечник, по окружности имеют отверстия. В собранном пакете они образуют пазы открытого или полузакрытого типа. Пазы располагают по образующей цилиндра

Ш аг по лагам--------—i

Рис. 55. Развертка на плоскость петлевой обмотки.

пли под углом к ней, т. е. по винтовой линии с большим шагом. Это делают для уменьшения гудения, вызываемого пульсацией магнитного поля при отходе зубцов сердечника от полюсного на­ конечника.

В случае применения пазов, распложенных по образующей цилиндра (пазы прямые, а не спиральные), гудение уменьшают постепенным увеличением воздушного промежутка между по­ верхностями якоря и полюсного наконечника или срезом края полюсного наконечника под углом к образующей цилиндра.

Число пазов в сердечнике зависит от типа обмотки, принятого для генератора (петлевая или волновая), а также от количества полусекций, располагаемых в одном пазу. Для волновых обмоток число пазов нечетное.

Чем больше число секций расположено на якоре и чем меньше число витков в одной секции, тем лучше протекает работа щеток

90

на коллекторе, т. е. лучше условия коммутации. Однако это удо­ рожает не только обмотку и сердечник якоря, но и коллектор.

Волновая, или последовательная, обмотка имеет свои положи­ тельные и отрицательные качества. Так, например, она может применяться только в генераторах с многополюсным индуктором, допускает возможность иметь только две щетки независимо от числа полюсов, что упрощает конструкцию генератора и облег­ чает уход за коллектором и щетками. Если применяют при вол­ новой обмотке число щеток, равное числу полюсов, то условия их

крепляют пластины и изоляцию нажимными кольцами.

За последнее десятилетие все большее применение находят коллекторы, медные пластины 1 (ламели) которых закрепляют в пластмассе 2 (рис. 56,6).

Внутри коллектора в пластмассе помещена металлическая втулка 3, которая необходима для крепления коллектора на валу якоря.

Рабочую поверхность 4 коллектора после его установки на вал подвергают обработке резцом с последующей шлифовкой и поли­ ровкой.

После того, как генератор проработает 100—200 час., поверх­ ности его и щеток окончательно приработаются. На поверхности меди образуется пленка 0,05—0,06 мк из закиси меди, покрытой тонким слоем графита. Цвет пленки синеватый. При наличии этой

91

пленки сила трения между щеткой и коллектором становится ми­ нимальной, а несколько повышенное сопротивление электриче­ ского контакта улучшает коммутацию.

Покрытие слоем родия толщиной 0,5—1,2 мк поверхностей коллектора, значительно улучшает работу коллектора и щеток, обнаружив следующие положительные качества: снижение тем­ пературы коллектора на 20%, резкое уменьшение износа коллек­ тора и щеток, а также уменьшение радиопомех, создаваемых искрением щеток. Время -приработки щеток удлиняется в 3 раза.

Щетки. Щетки работают в тяжелых условиях, так как они на­ греваются током нагрузки и коммутационными токами, а также под действием -сил трения.

Удельное давление щеток автотракторных генераторов — 800—900 г/см2, -плотность тока — 27 а/см'2, при этом температура щеток около 100°С.

От материала щеток существенно зависит срок службы их. и коллектора, а также самовозбуждение генератора. Щетки дол­ жны быть износостойкими, эластичными, с малым коэффициентом, трения. Они должны иметь малое омическое сопротивление по дли­ не щетки и возможно большее в перпендикулярной плоскости. Первое обеспечивает самовозбуждение генератора, малое падение напряжения и малые электрические потери, а второе необходимо для улучшения коммутации, так как при большом сопротивлении ток замыкаемой секции меньше. Для большинства генераторов применяют электрографитовые щетки марок ЭГ12, ЭГ13 и ЭГ14.

Износ таких щеток за 100 час. работы генератора не -превы­ шает 0,4—0,8 мм, а коллектора — 0,01—0,1 мм. В авиационных генераторах для улучшения коммутации применяют составные щетки, т. е. в каждом гнезде щеткодержателя вместо одной щет­ ки помещают две тонкие. Такая мера увеличивает поперечное' сопротивление, что способствует уменьшению коммутационных токов; кроме того, каждая узкая щетка перекрывает не более двух пластин коллектора, что также снижает нагрев щеток токами коммутируемых секций.

Щеткодержатели. Работа щетки на коллекторе в значительной мере зависит от конструкции щеткодержателя.

Щеткодержатель должен обеспечивать свободное перемещение щетки в радиальном направлении и не допускать ее вибрации. В процессе работы щетка не должна изменять своего положения относительно нейтральной оси, иначе ухудшаются условия комму­ тации и повышается износ щеток.

Применяют щеткодержатели коробчатые (рис. 57, а) и реак­ тивные; в современных конструкциях наибольшее распростране­ ние получили реактивные, так как они имеют ряд преимуществ перед коробчатыми. В коробчатом щеткодержателе щетки распо­ лагают радиально, и возникающая сила трения щетки о коллекторприжимает ее к боковым поверхностям щеткодержателя: с одной стороны внизу, е другой — вверху. В результате возникают силы

92

трения между щеткой и держателем, затрудняющие радиальное перемещение щетки. Таким образом, даже при незначительном «биении» коллектора щетка «зависает» и возникает искрение между щеткой и коллектором. В случае незначительного попада­ ния масла на поверхность щетки графитовая пыль образует лип­ кую массу и щетка не ложится на коллектор. Щеткодержатели реактивного типа не имеют указанного недостатка. Щеткодержа­ тель этого типа имеет только три, а не четыре стенки; кроме того, продольная осевая линия щет­ ки располагается не по ра­ диусу, а под углом 25°.

В генераторах мощностью свыше 1500 вт для сохранения плот­ ности тока под щетками щеткодержатели делают сдвоенные и строенные, т. е. на одной образующей коллектора располагают по две, по три и даже по четыре щетки в ряд.

Крышки и подшипники генератора. Крышки автомобильных генераторов переменного тока изготовлены из алюминиевого сплава и не только являются опорой для подшипников вала яко­ ря, но и служат для крепления генератора на двигателе. В пе­ редней крышке (со стороны привода) шарикоподшипник фикси­ рован от осевого перемещения, а на валу^ имеет прессовую по­ садку. В задней крышке наружное кольцо шарикоподшипника имеет скользящую посадку, что позволяет избежать осевых нагру­ зок в подшипниках при нагревании вала якоря.

93

Подшипники качения применяют двух типов: с систематиче­ ским добавлением смазки и одноразовым наполнением, выполняе­ мым на заводе-изготовителе. Последние не нуждаются в пополне­ нии смазки за весь период эксплуатации. Они относятся к герме­ тичным, их применяют на генераторах типа Г51, предназначенных, для машин, преодолевающих глубокие броды, а также в авиаци­ онных генераторах и некоторых типах синхронных генераторов. Привод генераторов осуществляют трапецеидальным ремнем,, упругой муфтой или с помощью торсиона.

Клиноременная.передача генератора бывает одноручевая и ре­ же двухручевая. Одновременно она является и средством, гася­ щим крутильные колебания, возникающие в коленчатом вале.

Общие положения по конструкции реле-регуляторов

К конструкции реле-регуляторов предъявляются следующие требования:

—простота устройства и надежность работы;

—длительное сохранение заданного режима, т. е. стабиль­ ность работы;

—малая чувствительность к сотрясениям, возникающим от работы двигателя и неровностей дороги;

—обеспечение правильного зарядного режима аккумулятор­ ной батареи;

—удобства проведения эксплуатационных регулировок;

—минимальные габариты и вес;

—хорошая герметичность, обеспечивающая работоспособность

вусловиях сильно запыленного воздуха, а также при влажности его до 95—98%;

—высокая антикоррозийная стойкость;

предусмотренных техническими условиями.

Вреле-регуляторе объединяют регулирующее устройство и ав­ томат, включающий генератор в бортовую сеть машины.

Взависимости от мощности генератора и его типа (т. е. гене­ ратор переменного или постоянного тока), от типа регулирующего устройства в реле-регуляторах объединяют различное количество

элементов регулирования и автоматики включения генератора

ибортовой сети.

Вреле-регуляторах, работающих с генератором постоянного тока, применяют двухэлементные системы, где имеется один ком­ бинированный вибрационный регулятор напряжения и тока и реле обратного тока (например, РР102 и РР109).

Втрехэлементных системах объединены регулятор напряже­

ния, регулятор тока и реле обратного тока, например РР24,

РР107, РР111 и РР130.

94

В четырехэлементных системах объединяют два регулятора напряжения, один регулятор тока и реле обратного тока, напри­ мер РР8, РР23, РР51, РРТ24М; или объединяют два регулятора напряжения, реле обратного тока и контактор (Р5).

В пятиэлементных системах применяют два регулятора напря­

двухэлементные и четырехэлементные. В двухэлементных систе­ мах применяют один регулятор напряжения и реле включения (Р Р 115), или один комбинированный регулятор напряжения и то­

состоит из двух регуляторов напряжения, одного регулятора тока и реле включения, например РР5.

Современные автомобильные реле-регуляторы выгодно отли­ чаются от ранее выпускавшихся значительным уменьшением га­

0,8 дм3, РР12А — 3,7 кг и объем 1,7 дм3.

В регуляторах напряжения наибольшее применение получили контакты из вольфрама, которые с помощью твердого припоя укреплены на неподвижном контактодержателе. Для установки зазора между вибратором и сердечником в теле кронштейна име­ ются два овальных отверстия, позволяющие производить переме­ щение кронштейна вверх и вниз при освобождении крепежных винтов.

На вибраторе или в центре сердечника расположен «штифт отлипания», представляющий заклепку из латуни или алюминия.

лятора напряжения размещают, кроме обмотки ОРН, согласую­ щую СО, или выравнивающую ВО, или уравнительную ОУ для параллельной работы генераторов. Обмотки выполняют медным

Выравнивающие, согласующие и уравнительные обмотки дол­ жны иметь малое сопротивление и небольшое число витков. Их выполняют проводом ПЭЛ диаметром 0,7—0,9 мм и числом вит­ ков 35—50.

Электромагнитная система вибрационного регулятора тока аналогична регулятору напряжения, но, как правило, в регулято­ рах тока не применяется температурная корректировка. Однако ее применение целесообразно.

95-

Обмотку регулятора тока ОРТ выполняют медным проводом круглого или прямоугольного сечения марок ПЭВ-2 или ПЭВП диаметром 1,8—2,5 мм или 1,68X4,4 мм с числом витков 9-ь- 40.

Ускоряющую обмотку УО располагают первой на сердечнике и выполняют медным проводом марки ПЭЛ диаметром 0,7— 1 мм

ичислом витков 14-г-40.

Вслучае, когда ускоряющая обмотка ^является выравниваю­

щим сопротивлением, ее выполняют константановым проводом марки ПЭК диаметром 0,17 мм. В регуляторах тока арттягачей и некоторых танков на сердечнике располагают добавочное со­ противление, которое выполняет и роль ускоряющей обмотки (на­ пример, в РРТЗО).

Контакты в регуляторе тока изготовлены из вольфрама и се­ ребра. Первый укреплен на неподвижном кронштейне, а второй — на вибраторе.

Регулирование зазора между вибратором и сердечником ре­ гулятора тока аналогичное регулятору напряжения.

Регулирование упругой силы пружин в автомобильных релерегуляторах осуществляют отгибанием крючка зацепа или с по­ мощью гайки.

Электромагнитная система реле обратного тока конструктив­ но отличается от рассмотренных расположением контактов, так как сила электромагнита используется для замыкания, а не раз­ мыкания контактов.

Контакты могут быть жестко установлены только при одной паре, а во всех других случаях они имеют эластичную установку

ными отверстиями для регулировки зазора между подвижными и неподвижными контактами. В некоторых моделях изменяют за­ зор подгибанием стойки с неподвижным контактом. Величину воздушного промежутка между якорьком и сердечником регули­ руют подгибанием ограничительного упора. Штифт отлипания применяют при эластичной установке контактов.

На сердечнике реле обратного тока располагают две, реже три обмотки. Намагничивающую обмотку НО выполняют медным проводом марки ПЭЛ или ПЭВ диаметром 0,12—0,17 мм, числом витков 1400 -^ 2300 и сопротивлением 38—120 ом.

Обмотку температурной компенсации ОТК выполняют кон­ стантановым проводом марок ПЭК, диаметром 0,12—0,25 мм, числом витков 70 -ч- 75 и сопротивлением 30— ПО ом.

Размагничивающая обмотка РО реле выполняется проводом ПЭВ-2 или ПЭВП с числом витков 5—13.

Конструкция электромагнитных систем в танковых регулято­ рах несколько отличается от конструкции автомобильных релерегуляторов, а именно регулирование воздушного промежутка между вибратором и сердечником осуществляется перемещением

96

мостика, на котором находится неподвижный контакт. Контакт укреплен на пластинке из фосфористой бронзы, которая является рессоркой, устраняющей дребезжание контактов, т. е. контакт имеет эластичное крепление.

Вибраторы и якорьки подвешены на пластинках из фосфори­ стой бронзы. Температурная корректировка осуществляется с по­ мощью реостата сезонной регулировки, например РРТЗО и РРТ-31, или изменением натяжения пружин в РРТ24 и РРТ24М, которое производят с помощью эксцентрика.

Электрические схемы и конструкции генераторов, реле-регуляторов и выпрямителей i

На автомобилях ГАЗ-21 и ЗИЛ-164 установлен генератор Г12 мощностью 250 вт и номинальным напряжением 12 в, двухполюс­ ный с принудительной циркуляцией воздуха. Генератор Г108

.аналогичный (табл. 3).

Генераторы работают совместно с трехэлементным реле-регу­ лятором РР24, состоящим из регулятора напряжения 3, регуля­ тора тока 2 и реле обратного тока 1 (рис. 58). Аналогичная схема РР24Э и генератора, устанавливаемых на автомобили ГАЗ-69 и УАЗ, но экранированные.

Регулятор напряжения снабжен магнитным шунтом МШ и со­ противлением температурной компенсации 13 ом. Оно же служит ■и для уменьшения динамической погрешности регулирования.

Рис. 59. Схема генератора Г130 и реле-регулятора РР130.

Выравнивающее сопротивление ВС, уменьшающее статическую» погрешность, расположено на сердечнике регулятора тока и, кро­ ме основного назначения, несколько повышает частоту колебаний вибратора регулятора тока. Сопротивление 30 ом включается в цепь обмотки возбуждения генератора при размыкании контак­

тов Ка и Ка- На автомобилях ЗИЛ-130 установлен генератор Г130 с номи­

нальным напряжением 12 в и мощностью 350 вт. Генератор ра­ ботает совместно с трехэлементным реле-регулятором РР130 (рис. 59).

Регулятор напряжения 3 имеет для уменьшения статизма ре­ гулятора выравнивающую обмотку ВО.

Температурная компенсация и повышение частоты колебаний достигается сопротивлением 13 ом. Для температурного коррек­ тирования взамен магнитного шунта применена биметаллическая

98

Таблица 3

Характеристики генераторов колесных и гусеничных машин

Тип ВОЛATT. Зак. 111.