Задание

1. Ознакомиться с испытательной установкой.

2. Ознакомиться с объектом испытания.

3. Снять и построить на одном рисунке для генеpaтора постоянного тока следующие характеристики:

при J = 0 (внешняя нагрузка на генератор отсутствует)

U_r=f(n); J_в=f(n) n = 0…3000 мин^-1

При J = 10А (средняя нагрузка на генератор)

U_r=f(n); J_в=f(n) n = 0…3000 мин^-1

4. Построить на другом рисунке такие же характеристики для генераторов переменного тока.

5. Для построения характеристик снимать не менее 8 точек.

6. Построить на третьем рисунке характеристика для гене­раторов постоянного и переменного тока при J = 10А. Построить здесь же линию U_r = 14 В, обозначить частоту вращения якоря, при которой напряжение генератора начинает превышать напряжение аккумулятора.

7. Сформулировать выводы по работе, которые должны содер­жать следующие вопросы:

Оценка состояния и работоспособность генераторов.

Подтверждение /или опровержение/ теоретических предположений.

Сравнительный анализ работы генераторов переданного и постоянного тока по их характеристикам.

Порядок выполнения работы

Перед началом работы необходимо ознакомиться с испытатель­ным стендом Э-211. Он предназначен для использования в авто­транспортных предприятиях и СТО автомобилей и позволяет про­верять генераторы постоянного и переменного тока, реле-регу­ляторы, стартеры и другое оборудование.

Органы контроля и управления стендом, необходимые для данной работы, показаны на рисунке.

1 - электрический тахометр /верхняя шкала/, 2 - вольтметр генератора /нижняя шкала/, 3 - переключатель рода работ, 4 - входная клеммная панель для проверки регуляторов нап­ряжения, 5 - переключатель тахометра, 6 - амперметр тока нагрузки /верхняя шкала/, 7 - амперметр тока возбуждения, 8 - переключатель амперметра тока возбуждения, 9 - вход­ная клеммная панель для проверки генераторов, 10 - вклю­чатель двигателя привода стенда, 11 - испытуемый генера­тор, 12 - рукоятка для изменения частоты вращения якоря генератора, 13 - включатель стенда, 14 - рукоятка реоста­та нагрузки генератора.

После ознакомления со стендом необходимо взять у преподавателя или лаборанта два генератора - переменного и постоян­ного тока, соединительные провода и получить разрушение на его включение.

Порядок работа со стендом следующий:

1. Установить генератор.

2. Соединить клеммы генератора с панелью 9.

3. На панели 4 соединить клеммы "Б" и "Я".

4. Переключатель 5 поставить в положение "об/мин х 1000".

5. Переключатель 3 поставить, в положение «ГЕН» влево.

6. Сдвоенный переключатель 8 поставить в положение "Ток возбуждения".

7. Рукоятку 12 поставить в среднее положение.

8. Рукоятку 14 установить в крайнее левое положение.

9. Включить в сеть шкур питания стенда.

10. Выключатель 13 поставить в положение "ВКЛ", при этом должна загорелся контрольная лампа.

11. Включатель двигателя 10 поставить в положение "ВКЛ", при этом станет слышен шум работающего двигателя, но тахометр 1 не должен показывать обороты.

12. Поворачивая рукоятку 12 влево от среднего положения, установить по тахометру такую частоту вращения якоря генера­тора, при которой его напряжение составляет 5 В.

13. Увеличить частоту вращения якоря генератора так, чтобы напряжение было 10 В. Шаг изменения параметров выбирать с та­ким расчетом, чтобы диапазон перекрывался равномернодо 40 вольт.

14. После прохождения всего диапазона на холостом ходу /без нагрузки/ уменьшить частоту вращения до 2000 мин^-1 и ввести в действие реостат нагрузки, поворачивая рукоятку 14 вправо. По амперметру 6- установить требуемое значение тока нагрузки. Частота вращения якоря генератора при этом измениться. Необхо­димо добиться наименьшего значения частота вращения якоря при которой генератор отдает ток нагрузки 10 А. Напряжение гене­ратора при этом может лежать в пределах 6...8 В.

15. Увеличить частоту вращения якоря так, чтобы напряжение было 10,15,20,25,30,35,40 В и записать показания всех прибо­ров. Необходимо следить, чтобы ток нагрузки оставался постоян­ным.

16. После прохождения всего скоростного диапазона сменить генератор и повторить все действия по пп. 12,13,14,15,

17. По результатам измерений составить таблицу и начертить графики в соответствии с заданием.

18. Подготовить и сформулировать выводы по результатам измерений.

19. Дать ответы на контрольные вопросы /письменно, кратко/.

Контрольные вопросы

1. Каковы конструктивные отличия генераторов постоянного и переменного тока?

2. Перечислите основные преимущества генераторов перемен­ного тока.

3. Что называется скоростной характеристикой генератора?

4. Как влияет нагрузка на напряжение, развиваемое генера­тором?

5. Назовите марку генератора, применяемого на автомобилях ЗИЛ-130,

6. Каким прибором и как проверить исправность диодов?

Работа 4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК РЕГУЛИРУЕМОГО ГЕНЕРАТОРА

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Цель работы: изучить способы регулирования нап­ряжения генераторов переменного тока, применяемых на автомо­билях. Изучить устройство и работу бесконтактного электрон­ного регулятора напряжения.

Основные понятия

Напряжение на зажимах генератора переменного тока в общем виде определяется по формуле

где K_в - коэффициент выпрямления. Он зависит от количества фаз и способа соединения обмоток;

Е - фазная ЭДС генератора;

R_экв - эквивалентное сопротивление, учитывающее падение напряжения в обмотках генератора и падение напря­жения в выпрямителе;

J - ток нагрузки генератора.

Фазная ЭДС генератора переменного тока определяется по формуле

где W - количество витков в фазе;

К₀ - обмоточный коэффициент;

Ф - магнитный поток возбуждения;

f - частота переменного тока.

Известно, что

где Р - число пар полюсов генератора;

n - частота вращения якоря, мин^-1.

Ток нагрузки генератора выбираем таким образом, чтобы маг­нитный поток возбуждения не достигал насыщения. Поэтому с не­которым приближением можно считать, что величина магнитного потока возбуждения пропорциональна току в обмотках возбуждения, те есть

где К_ф - коэффициент пропорциональности.

Тогда, подставляя в исходное уравнение, получаем окончательно

Как следует из полученного выражения, напряжение генерато­ра переменного тока возрастает с увеличением частоты вращения якоря и падает с ростом нагрузки. Для поддержания напряжения генератора на постоянном уровне (U_r = 14 В), что необходимо для работы всех бортовых элементов системы электрооборудования автомобиля, нужно воздействовать на ток возбуждения генерато­ра. Это достигается включением в цепь обмотки возбуждения до­полнительного регулируемого сопротивления - R_g.

В настоящее время с генераторами переменного тока широко применяют бесконтактные электронные регуляторы напряжения. Функционально они состоят из устройства, измеряющего напряжение генератора, которое выполнено на стабилитроне с транзис­торным усилителем, и регулирующего устройства, выполненного на силовом транзисторе. Силовой транзистор работает как реле, включающее или выключающее дополнительное сопротивление - R_g. При этом ток возбуждения генератора снижается или возрастает.

В настоящей работе необходимо сначала усвоить принцип регулирования напряжения генератора c помощью реостата вруч­ную, а затем - автоматического регулирования электронным ре­гулятором напряжения.