Работа генераторов переменного тока
Зависимость напряжения генератора переменного тока от частоты вращения ротора
Упрощенная схема автомобильного генератора переменного тока с клювообразным ротором представлена на рис. 3.7.
Рис. 3.7. Упрошенная схема работы генератора переменного тока с клювообразным ротором (а) и изменение магнитного потока в нем (б): 1 — магнитные потоки; 2 — звездочка ротора с клювообразным полюсом; 3 — зубец статора; 4 — обмотка статора; 5 — воздушный зазор; 6 — обмотка возбуждения; 7 — стальная втулка; 8 — вал.
При включении замка зажигания на обмотку возбуждения 6 подается напряжение аккумуляторной батареи, которое вызывает ток возбуждения. Ток возбуждения, проходя по обмотке возбуждения, создает магнитный поток, рабочая часть которого распределяется по клювообразным полюсам одной полярности. Магнитный поток, распространяясь от полюсов, пересекает воздушный зазор, проходит по зубцам 3 и спинке статора, еще раз пересекает воздушный зазор, входит в клювообразные полюса другой полярности и замыкается через втулку 7 и вал 8.
При вращении вала ротора под каждым зубцом статора проходит попеременно то положительный, то отрицательный полюс, т. с. магнитный поток, пересекающий обмотку статора, изменяется по величине и направлению (рис. 3.7, б).
При этом в обмотках фазы будет индуцироваться переменная по величине и направлению ЭДС, рассчитываемая по формуле:
где: f — частота тока, f= рn/60 (р — число пар полюсов; n; — частота вращения ротора); w — число витков обмотки одной фазы; K:об — обмоточный коэффициент; Ф — магнитный поток.
Значение обмоточного коэффициента зависит от числа пазов статора, приходящихся на полюс и фазу:
где z — число пазов; m — число фаз.
Конструкция генератора 37.3701 переменного тока представлена на рис. 3.8.
Подвижное магнитное поле создается вращающимся двенадцатиполюсным электромагнитом — ротором (рис. 3.9), который представляет собой стержень, на который надеты две звездочки 2, имеющие каждая по шесть клювообразных полюсов. В полости между звездочками ротора на стальном кольце 4 размещена обмотка возбуждения J, напряжение к которой подводится через медно-графитовые щетки и два изолированных контактных кольца напрессованных на вал ротора. Концы 1 обмотки возбуждения выведены через отверстия и подсоединены к контактным кольцам. На контактные кольца опираются медно-графитовые щетки, размещенные в щеткодержателях, расположенных в задней крышке генератора со стороны, противоположной приводу. Одна из щеток подключена к корпусу генератора, а вторая — к изолированной клемме, к которой через регулятор напряжения подводится ток возбуждения от аккумуляторной батареи. Регулятор напряжения встроен в щеткодержатель, которые создают единый съемный блок.
Магнитное поле намагничивает клювообразные полюсы ротора, которые имеют разную полярность.
Рис. 3.8. Генератор 37.3701 переменного тока: 1 — крышка со стороны контактных колец: 2 — выпрямительный блок: 3 — вентиль (диод) выпрямительного блока; 4 — винт крепления выпрямительного блока; 5 — контактное кольцо; 6 — задний шарикоподшипник; 7— конденсатор; 8 — вал ротора; 9— вывод «30»; 10 — вывод «61»: 11 — вывод регулятора напряжения; 12 — регулятор напряжения; 13 — щетка; 14 — шпилька крепления генератора к натяжной планке; 15 — шкив с вентилятором; 16 — полюсной наконечник ротора; 17 — дистанционная втулка: 18 — передний шарикоподшипник; 19— крышка со стороны привода; 20 — обмотка ротора; 21 — статор; 22 — обмотка статора; 23 — полюсный наконечник ротора; 24 — буферная втулка: 25— втулка; 26— подвижная втулка
Рис. 3.9. Ротор: 1— концы обмотки возбуждения; 2 — звездочка; 3 — обмотка возбуждения; 4 — кольцо.
Рис. 3.10. Статор генератора переменного тока: 1 — сердечник; 2— выводы; 3 — зубец статора; 4 — обмотка
.
Ротор, вращаясь внутри цилиндрического статора, индуцирует ЭДС в фазных обмотках, навитых на набранном сердечнике статора.
Статор генератора (рис. 3.10) состоит из сердечника 1, представляющего собой изолирующие листы магнитомягкой электротехнической стали, и обмотки 4. Внутренняя поверхность сердечника статора имеет равномерно расположенные по окружности зубцы 3. Число пазов кратно трем. В пазах между зубцами укладываются витки катушек обмотки 4 статора. Для изоляции катушек от сердечника используется электротехнический картон. Статор в сборе пропитывается изоляционным лаком. Каждая из трех фаз обмотки статора содержит одинаковое число последовательно соединенных катушек. Этим объясняется кратность (три) числа пазов и катушек.
Обмотка возбуждения генератора получает питание или от генератора или аккумуляторной батареи. Небольшой силы постоянный ток, поступающий в обмотку возбуждения через щетки и контактные кольца, вызывает магнитный поток, который в осевом направлении проходит через втулку (см. рис. 3.7), затем в радиальном направлении по левой половине сердечника ротора и его полюсному наконечнику (клюву) и через воздушный зазор в сердечник статора. Далее через воздушный зазор и полюсный наконечник правой половины сердечника ротора магнитный поток замыкается через втулку. Так как полюсные наконечники левой и правой половин сердечника ротора смещены, происходит и смещение магнитного потока. Поэтому, входя в один зубец статора, магнитный поток выходит через другой зубец, пересекая катушки статора. При вращении ротора происходит постоянное чередование северного и южного полюсов ротора, что приводит к изменению пересекающего катушки статора магнитного потока по величине и направлению. В результате в фазных обмотках наводится переменная ЭДС. Каждая фаза трехфазной обмотки статора состоит из шести последовательно соединенных катушек. Фазные обмотки соединены между собой по схеме «звезда» или «двойная звезда».
Свободные концы каждой из трех фаз подключены к встроенному в корпус генератора выпрямителю, который состоит из трёх моноблоков (рис. 3.11), соединенных в схему двухполупериодного трехфазного выпрямителя.
Моноблок состоит из оребренного корпуса 1, контактной шайбы 2, полупроводниковой кремниевой шайбы 3, герметизирующей заливки 6 и выводов 4 и 5. В каждом моноблоке, являющемся одновременно радиатором и токопроводящим зажимом средней точки, установлено по две полупроводниковые кремниевые шайбы.
Три моноблока выпрямителя размещены в задней крышке генератора, со стороны, противоположной приводу, и соединены между собой параллельно. Обмотка каждого из фаз генератора соединена с соответствующим моноблоком выпрямителя так, чтобы переменный ток подводился между двумя полупроводниковыми шайбами.
Рис. 3.11. Моноблок выпрямителя: 1-корпус; 2-контактная шайба; 3-полупроводниковая шайба; 4,5-выводы; 6-заливка ;
Выводы всех моноблоков с одной стороны соединены с корпусом генератора (масса), а с другой – с изолированной положительно клеммой генератора.
Схема подключения фазовых обмоток генератора к двухполупериодному выпрямителю показана на рис. 3.12.
Рис. 3.12. Схема подключения фазовых обмоток генератора: 1 – обмотка статора; 2 - диод; 3 – аккумуляторная батарея; 4 - выключатель; 5 – регулятор напряжения ; 6 - щетки; 7 – обмотка возбуждения;
Вал ротора вращается на шариковых подшипниках, размещенных в двух алюминиевых крышках генератора, между которыми зажимается статор. Отверстия в крышках под подшипники вала ротора и под болты шарнирного крепления генератора на двигатель армированы стальными втулками. На переднем конце вала ротора на шпонке установлен приводной шкив, закрепленный гайкой. Между передней крышкой генератора и приводным шкивом на валу ротора размещается охлаждающий вентилятор. В торцовых крышках генератора выполнены окна для прохода воздуха, который в первую очередь проходит через моноблоки выпрямителя.
решетчатый настил
купить шлагбаум автоматический CAME
строительство коттеджей
Магазин будильников антистресс с доставкой по москве Разделы | 
