4.1.1 Устройство и принцип действия генератора

В щеточном вентильном ге­нераторе магнитный поток создается обмоткой возбуждения 4 при протекании по ней электрического тока и системой полюсов 3 (рис. 4.1). В автомобильных генераторах их, как правило, двена­дцать. Полюса с обмоткой возбуждения, кольца, через которые ток подводится к обмотке возбуждения, вал и некоторые другие конст­руктивные элементы образуют вращающийся ротор.

Обмотка 2, в которой вырабатывается электрический ток, уло­жена в пазы неподвижного магнитопровода 1. Вместе с магнитопроводом она представляет собой статор (якорь). Обмотка 2 ста­тора состоит из трех независимых обмоток фаз. Наиболее распро­страненные автомобильные генераторы имеют 36 пазов. В каждой обмотке фаз имеется по шесть катушек, включенных последова­тельно. Если обмотка фазы образована из двух параллельных ветвей, то в каждой ветви расположено по шесть катушек. Обмотки могут быть соединены между собой в звезду или треугольник.

Полюса ротора и магнитопровод статора изготовлены из стали, которая не оказывает существенного сопротивления прохождению основного магнитного потока. При вращении ротора у катушек об­моток фаз статора последовательно находятся то северный N, то южный S полюса ротора, а магнитный поток изменяется по вели­чине, что по закону Фарадея достаточно для появления на выводах обмоток фаз переменного электрического напряжения. Частота f напряжения связана с частотой n_р вращения ротора и числом р пар полюсов ротора простым соотношением: f = рn_р/60. В отечествен­ных автомобильных вентильных генераторах число пар полюсов р = 6, поэтому частота их переменного тока в 10 раз меньше часто­ты вращения ротора.

Схема вентильного генератора: 1 - магнитопровод статора; 2 - обмотка статора; 3- полюсы ротора; 4 - обмотка возбуждения; 5- кольца и щетки; 6- выпрямитель; 7- направле­ние магнитного потока

Рис. 4.1.

Существенный недостаток генераторов, выполненных по схеме, показанной на рис. 4.1, является наличие контактного узла, со­стоящего из электрощеток и колец, через который к вращающейся обмотке возбуждения подводится ток. Узел этот подвержен изна­шиванию. Пыль, грязь, топливо и масло, попадая на контактный узел, быстро выводят его из строя. У генераторов "компактной" конструкции, каким является выбранный генератор, охлаждающий воздух забирается со стороны как задней, так и передней крышек (рис.4.2).

Система охлаждения генераторов компактной конструкции (стрелками показано направление воздушных потоков).

Рис.4.2.

В бесщеточном вентильном генераторе с неподвижной обмот­кой возбуждения (индукторный генератор) ротор представляет со­бой многолучевую стальную звездочку, насаженную на вал. Обмот­ка возбуждения соосна с ротором и закреплена в стальной крышке. Магнитный поток, проходящий из ротора в статор через зубцы звездочки ротора, велик, а в промежутках между зубцами (по воз­духу) мал. При вращении ротора напротив катушек обмоток фаз статора последовательно оказываются то зубцы, то впадины рото­ра. Пронизывающий их магнитный поток изменяется по величине, и в катушках появляется переменное напряжение. Для увеличения степени изменения магнитного потока и, следовательно, повыше­ния мощности генератора во впадинах звездочки ротора закрепле­ны постоянные магниты.