Генераторные
установки – часть 3
Лекция 7
1
Генераторы щеточной конструкции с
Большинство |
клювообразным ротором. |
|
автомобильных генераторов |
|
|
имеют щеточную конструкцию. |
|
|
На конструкцию генератора |
|
|
влияет наличие или |
|
|
отсутствие у него встроенного |
|
|
регулятора напряжения. В |
|
|
остальном все конструкции |
|
|
генераторов имеют много |
|
|
общего: клювообразная |
|
|
магнитная система ротора с 12 |
|
|
полюсами, сосредоточенная |
|
|
обмотка возбуждения, статор |
|
|
с 18 пазами (на устаревших |
|
|
конструкциях) и 36 пазами (на |
|
|
современных), медные кольца, |
|
|
подшипники закрытой |
|
|
конструкции, не требующие |
Рисунок 14 – Генератор 37.3701 |
|
смазывания в течение всего |
||
срока службы и т.д. |
автомобиля ВАЗ – 2108: |
|
ет якоря; 2 – фазные обмотки якоря; 3 – полюс с клювообразными наконечниками; 4 – обмотка возбуждения; 5 – втулка; 6 – вал; |
|
– соответственно задняя и передняя крышки; 8, 9 – теплоотводы выпрямительного блока с диодами соотвественно положительной и |
|
цательной полярности; 10 – контактные кольца; 11, 25 – соответственно задний и передний подшипники; 13 – щеткодержатель; 14 – щ |
|
онденсатор; 16 – вывод “30” генератора; 17 – положительяый вывод “61” дополнительного выпрямителя; 18 – |
стяжной болт генерат |
ывод "В" регулятора напряжения; 20 – интегральный регулятор напряжения; 21 – шпилька крепления генератора к натяжной планк |
|
шкив; 24 – опорное кольцо; 26 – коническая шайба; 27– гайка |
2 |
На рисунке 14 представлен генератор 37.3701 автомобиля ВАЗ-2108 с электромагнитным возбуждением, полным выпрямлением напряжения, дополнительным выпрямителем для электроснабжения обмотки возбуждения и встроенным интегральным регулятором напряжения.
Генератор состоит из: -якоря (статора);
-индуктора (ротора); -крышки со стороны контактных колец;
-выпрямительного блока;
-щеткодержателя с интегральным регулятором напряжения; -крышки со стороны привода; -шкива-вентилятора.
Пакет (сердечник) 7 якоря набран из стальных листов толщиной 1 мм для уменьшения нагрева от вихревых токов. Листы сварены между собой по наружной поверхности в четырех местах в монолитную конструкцию. На внутренней поверхности пакета якоря равномерно по окружности расположено 36 пазов трапецеидальной формы. Пазы заполнены обмоткой статора. Катушки обмотки изолированы от стенок паза полиэтилентерефталатной пленкой или
пленкокартоном.
3
Каждая фаза трехфазной обмотки статора состоит из трех
последовательно намотанных катушек. Витки катушки охватывают три зубца. Фазы соединены в двойную звезду с
выведенной нужной точкой, т.е. фаза имеет две параллельные ветви. Каждая фаза расположена на половине расточки статора. Катушки выполнены из теплостойкого обмоточного провода ПЭТ-200. В пазах катушки закреплены шнуром, забитым по особой схеме (в основном через два паза в третий). Статор в сборе пропитан электроизоляционным лаком.
Индуктор включает магнитную систему и обмотку 4 возбуждения. Втулка 5 и примыкающие к ней два клювообразных полюсных наконечника, посаженные на вал 6, образуют 12-полюсную магнитную систему.
Полюсные наконечники изготовлены методом холодной
штамповки из полосовой стали толщиной 12 мм с последующей обработкой по наружному диаметру. Для снижения уровня
магнитного шума часть наружной поверхности ротора имеет
скосы.
Обмотка 4 возбуждения намотана на каркас и надета на втулку 5. Втулка зафиксирована между полюсными половинами.
Сверху катушку обмотки возбуждения оклеивают специальной бумагой, которая образует внешнюю изоляцию. Выводы обмотки
возбуждения припаяны к двум изолированным друг от друга и от вала медным контактным кольцам 10. Для снижения 
вибрации генератора осуществляют статическую и
динамическую балансировку ротора.
4
Пакет якоря закреплен в генераторе между двумя крышками 7 и 22 из
алюминиевого сплава, стянутыми болтами 18. В крышке со стороны привода между двумя стальными фланцами зажата наружная обойма
подшипника 25. На наружном фланце над втулкой шкива имеется выступ,
благодаря которому образуется своеобразный лабиринт, препятствующий попаданию пыли и грязи в подшипник.
В крышках установлены закрытые подшипники 11 и 25 с двухсторонним
резиновым уплотнением и одноразовым кремнийорганическим смазочным материалом. Крышки имеют вентиляционные отверстия. В передней
крышке 22 имеются два резьбовых отверстия для съема крышки с вала, ушко для крепления генератора на двигателе и стальная шпилька 21. Шпилька предназначена для крепления планки натяжения приводного ремня. Посадка подшипника в крышке и на валу скользящая, в осевом направлении внутренняя и наружная обоймы подшипника строго зафиксированы.
Генератор также крепится к двигателю посредством ушка на задней крышке 7. Посадка заднего подшипника 11 на вал 6 плотная, а в гнездо
крышки - скользящая. Посадочное место в крышке не армировано, но имеет канавку, в которой размещено резиновое кольцо, препятствующее проворачиванию наружной обоймы подшипника, перегреву подшипника, выработке гнезда и выходу подшипникового узла из строя. Подшипник вместе с валом в гнезде крышки может перемещаться в осевом направлении.
Со стороны контактных колец 10 на крышке установлены интегральный регулятор напряжения 20, объединенный в одну конструкцию с
щеткодержателем 13, выпрямительный блок с теплоотводами 8
и 9, помехоподавительный конденсатор 15 и все выводы генератора.
5
Генератор имеет три вывода: "30" – силовой положительный вывод 16 генератора в виде винта, закрепленного на положительном теплоотводе выпрямителя: "61" – вывод 17 дополнительного выпрямителя обмотки возбуждения; вывод "В" (поз. 19) регулятора напряжения. Последние два вывода выполнены в виде штекеров.
Выпрямительным блок крепится к крышке тремя изолированными от неё болтами. К этим болтам подключены выводы трех обмоток фаз генератора. Блок содержит силовой и дополнительный выпрямители, диоды которого размещены в пластмассовой подковке. 
Щеткодержатель 13 состоит из пластмассового корпуса, в котором
находятся две прямоугольные щетки 14. Интегральный регулятор напряжения является одновременно
крышкой щеткодержателя.
Для охлаждения обмотки якоря и катушки возбуждения, а также кремниевых диодов выпрямителя в генераторе предусмотрена протяжная вентиляция, осуществляемая с помощью крыльчатки- вентилятора, связанного с приводным шкивом 23 генератора. Шкив 23 привода генератора закреплен на валу 6 ротора гайкой 27. Детали шкива и вентилятора, штампованные из стального листа, сварены между собой и со втулкой шкива.
Другие типы вентильных щеточных генераторов с клювообразным ротором имеют конструкцию, аналогичную рассмотренной, и отличаются в основном размерами и конфигурацией отдельных деталей.
6
Бесщеточные генераторы с клювообразным
ротором.
Эти генераторы существенно |
|
|
отличаются от щеточных конструкций. |
|
|
По конструктивному исполнению к |
|
|
щеточным генераторам близок |
|
|
бесщеточный генератор 45.3701, |
|
|
имеющий магнитную систему с |
|
|
укороченными клювами полюсных |
|
|
наконечников (рис. 15). |
|
|
Обмотка 4 возбуждения генератора |
|
|
помешена в каркас из алюминиевого |
|
|
сплава, закрепленный на статоре 5. |
|
|
Клювы ротора укорочены по оси |
|
|
генератора таким образом, что между |
|
|
ними расположены элементы крепления |
|
Рисунок 15 – Бесщеточный |
каркаса обмотки возбуждения. При этом |
|
|
одна полюсная половина крепится к |
|
генератор 45.3701: |
втулке ротора винтами. Магнитный поток |
1,7 – крышки; 2 – выпрямитель; |
|
клювов полюсных половин не меняет |
|
|
3,8 – подшипники; 4 – обмотка возбуждения; |
||
своего направления, что характерно для |
5 – статор; 6 – полюсные выводы; |
|
индукторных генераторов. |
|
9 – шкив; 10 - вентилятор |
7
Генератор компактной конструкции:
Все большее применение находит |
|
|
|
генератор компактной конструкции |
|
|
|
(рис. 16). В отличие от других |
|
|
|
генераторов он имеет два вентилятора |
|
||
5, расположенных на роторе во |
|
|
|
внутренней полости генератора. Малые |
|
||
наружные диаметры вентиляторов |
|
|
|
позволяют повысить частоту вращения |
|
||
ротора за счет увеличения |
|
|
|
передаточного числа привода с |
|
|
|
поликлиновидным ремнем. |
|
|
|
Вентиляторы закреплены на лобовых |
|
||
частях ротора 6. Воздух для |
|
|
|
охлаждения просачивается через |
|
|
|
отверстия крышек 4 и 8. Контактные |
|
|
|
кольца, щеткодержатель и |
|
|
|
интегральный регулятор напряжения |
Рисунок 16 – Генератор компактной |
||
закрыты пластмассовой крышкой 3, |
|
||
защищающей их от грязи, пыли и влаги. |
конструкции: |
||
Наружные обоймы подшипников со |
1 - щеткодержатель: 2 - интегральный регулятор |
||
стороны контактных колец и шкива 9 |
|
|
|
|
напряжения Я212: 3 - пластмассовая крышка; |
||
прижаты пластмассовым 11 и стальным |
|
||
10 тормозными кольцами, которые |
4 - крышка генератора со стороны контактных коле |
||
повышают ресурс подшипников. |
5 - вентиляторы; 6 - ротор; 7 - статор в сборе; |
||
Генератор имеет три дополнительных8 - передняя крышка генератора; 9 - шкив; |
|||
диода и выпрямитель на силовых |
10 - стальное тормозное кольцо; 11– пластмассовое |
||
диодах с эффектом стабилитрона, что |
|
||
улучшает качество электроэнергии |
тормозное кольцо |
||
бортовой сети и обеспечивает защиту |
|
|
|
электронных элементов регулятора |
|
|
8 |
напряжения от перенапряжений. |
|
|
|
Выпрямительные блоки типа БВП
Всовременных генераторах устанавливают выпрямители
ввиде блоков, соединенных с обмоткой статора генератора. Общим для всех выпрямительных блоков является то, что они собраны по мостовой схеме. На отечественных генераторах применяют выпрямительные блоки двух типов
– БПВ и ВБГ. Выпрямительные блоки ВБГ можно встретить 
только на генераторах устаревших конструкций.
Рисунок 17 – Выпрямительный блок БВП:
1 - силовой выпрямитель;
2 - дополнительный выпрямитель обмотки возбуждения; 3 -крышка генератора; 4 - диод обратной полярности Д104-20Х;
5 - теплоотвод, не изолированный от массы; 6 - вывод обмотки статор генератора; 7 - болт крепления блок 8 - монтажная шина; 9 - диод прямо полярности Д104-20; 10 - теплоотвод изолированный от массы
9
10