30

Міністерство освіти та науки України

Національний університет водного господарства

та природокористування

Кафедра електротехніки і автоматики

Лабораторна робта№2

з курсу „Електричне та електронне обладнання

Автомобілів” Дослідження автомобільних генераторів

Рівне – 2005

Методичні вказівки: до виконання лабораторної роботи „Електричне та електронне обладнання автомобілів” Дослідження автомобільних генераторів / В.М.Арсенюк, Рівне: НУВГП, 2005

Упорядник В.М.Арсенюк ст., викладач

Відповідальний за випуск Б.О.Баховець, професор, завідувач кафедри електротехніки і автоматики, академік УЕАН / В.М.Арсенюк, Рівне: НУВГП, 2005, -33-c.

©Арсенюк В.М., 2005

©НУВГП, 2005

Лабораторна робота №2 Дослідження автомобільного генератора з клювоподібним ротором

1. Мета роботи

Вивчити будову, принцип дії та дослідити електричні характеристики вентильного автомобільного генератора з клювоподібним ротором.

2. Теоретичні відомості

2.1. Призначення автомобільного генераторів та принцип їхньої дії

Генератор – основне джерело електроенергії на автомобілі, що забезпечує живлення споживачів та зарядження акумуляторної батареї під час роботи двигуна.

До генераторів ставляться такі вимоги: довговічність та надійність в експлуатації; малі габаритні розміри, маса та вартість; велика питома потужність, можливість забезпечення зарядження акумуляторних батарей за малої частоти обертання колінчастого вала двигуна в режимі холостого ходу.

Так як електрична мережа автомобіля є мережою постійного струму, що обумовлюється використанням в мережі акумуляторної батареї, то і автомобільний генератор повинен бути джерелом постійного струму. Тому тривалий час в автомобілі використовувався генератор постійного струму. Цьому генераторові властиві всі недоліки колекторних електричних машин постійного струму: велика маса і габарити, мала надійність низький коефіцієнт корисної дії.

Розвиток напівпровідникової техніки дозволив в 70 роки минулого століття замінити в автомобілях генератор постійного струму синхронним генератором змінного струму з вмонтованим в нього напівпровідниковим випрямлячем.

Синхронний генератор з вмонтованим в нього випрямлячем і є основним джерелом електричної енергії в сучасних автомобілях. Ресурс роботи генераторів змінного струму в рази більше від генераторів постійного струму і досягає тис. км. пробігу автомобіля. Крім того, ці генератори мають меншу виту, вищий К.К.Д і допускають роботу при вищих обертах, які можуть досягати .

На сьогодні випускають два типи генераторів змінного струму: з контактними кільцями й щітками і безконтактні індукторні.

Принцип дії генератора змінного струму грунтується на явищах електромагнітної індукції, відкритих М. Фарадеєм. Магнітний потік у генераторі (рис. 1.1) створюється обмоткою збудження під час протікання в ній постійного електричного струму. Магнітний потік із полюса , перетинаючи повітряний зазор, пронизує зубець і ярмо статора і вдруге перетинаючи повітряний зазор, досягає полюса . Цей шлях на (рис. 1.1) позначено штриховою лінією.

Рис. 1.1 Схема автомобільного генератора змінного струму

1 – статор, 2 – обмотка статора; 3 – полюс ротора; 4 – обмотка збудження; 5 - щітка

Під час обертання ротора під кожним зубцем статора проходить навперемінно то північний то південний полюс ротора.

При цьому магнітний потік , замикаючись через зубці і ярмо статора (1) (а значить і через обмотку статора), змінюється в часі як по величині так і по напрямку. Відповідно до закону електромагнітної індукції зміна магнітного потоку, щепленого з обмоткою (котушкою), наводить (збуджує) в обмотці електрорушійної сили (Е.Р.С.) рівної:

Тому в кожній обмотці статора фази генератора при обертанні його ротора наводиться фазна Е.Р.С.:

де - кількість витків в обмотці однієї фази генератора;

- магнітний потік одного полюса.

При зміні потоку по закону:

де - амплітудне значення магнітного потоку;

- кутова швидкість

Гц – лінійна частота

р – число пар полюсів генератора

n – частота обертання ротора,

Наведене миттєве значення Е.Р.С. дорівнює:

або її діюче значення:

де - обмотковий коефіцієнт обмотки статора

Вираз для фазної Е.Р.С. можна записати в спрощеному вигляді:

де для даного (конкретного) генератора:

- сталий коефіцієнт