МДК.01.05.
презентация к уроку
Устройство и принцип действия генераторов.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 Устройство и принцип действия генераторов | 2.54 МБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
2 СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ Автомобильные и тракторные системы электроснабжения — это совокупность оборудования, обеспечивающего производство электрической энергии необходимого качества, распределение и передачу ее потребителям.
На автомобилях и тракторах применяют системы электроснабжения постоянного тока. В систему электроснабжения входят: - источники электрической энергии (генератор, аккумуляторная батарея); - регулирующие устройства; - элементы контроля и защиты от возможных аварийных режимов (реле и контрольная лампа или одна контрольная лампа). СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 3
Основным источником электрической энергии в системе электроснабжения является генератор переменного тока с выпрямителем, который приводится во вращение от двигателя внутреннего сгорания посредством ременной передачи. Специальный узел генераторa — выпрямитель обеспечивает преобразование переменного тока в постоянный. СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 4
Генератор с регулятором напряжения образует генераторную установку СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 5 Генераторная установка — достаточно надежное устройство, способное выдерживать повышенную вибрационную нагрузку, высокую температуру под капотом автомобиля, воздействие влажной среды, грязи и других факторов
Основное требование к системе электроснабжения — надежное обеспечение потребителей электричеcкoй энергией в различных условиях эксплуатации автомобиля и трактора. Кроме электроснабжения потребителей, входящих в систему электрооборудования автомобиля и трактора, генератор должен обеспечивать заряд аккумуляторной батареи при работающем двигателе. Напряжение в бортовой сети элeктроoборудовaния должно быть стабильным в широких диапазонах изменений частоты вращения ротора генератора и нагрузки. Требования к системе электроснабжения 6
Параметрами, характеризующими генераторную установку , являются также номинальное напряжение генератора, уровень и диапазон изменения регулируемого напряжения, качество электрической энергии, диапазон частот вращения и передаточное число привода генератора. Генераторные установки автомобилей имеют номинальное напряжение 14 и 28 В. Напряжение 28 В характерно для автомобилей с дизелями. У грузовых автомобилей с дизелями система электроснабжения может обеспечивать два уровня напряжения: 14 В — непосредственно на генераторе для электроснабжения основных потребителей; 28 В — на выходе трансформаторно-выпрямительного блока для подзаряда аккумуляторной батареи, используемой при пуске двигателя. Требования к системе электроснабжения 7
Преобразование в генераторе механической энергии в электрическую происходит в соответствии с явлением электромагнитной индукции . Если с определенной скоростью изменять магнитный отток, пронизывающий контур из токопроводящего материала, то на выводах контура появляется ЭДС . Когда изменяющийся магнитный поток пронизывает катушку с изолированными друг от друга витками токопроводящего провода, то на выводах катушки возникает ЭДС, пропорциональная произведению числа витков и скорости изменения магнитного потока . Принцип работы генераторов 8
Основными узлами генератора , в которых происходит преобразование механической энергии в электрическую, являются магнитная система с обмоткой возбуждения 4 и стальными участками магнитопровода 1, по которым протекает магнитный поток Ф, и обмотка 2 статора, в которой индуктируется ЭДС при изменении магнитного потока. Принцип работы генераторов 9 Вентильный синхронный генератор: 1 — магнитопровод ; 2 — обмотка статора; 3 — полюс ротора; 4 — обмотка возбуждения; 5 — щетки; 6 — выпрямитель
Магнитный поток создается обмоткой возбуждения при протекании по ней электpичecкoгo тока и системой полюсов. Полюса с обмоткой возбуждения, кольца, через которые ток от щеток подводится к обмотке возбуждения, вал и некоторые другие конструктивные элементы вращающийся ротор . Обмотка, в которой вырабатывается электрический ток, размещена на неподвижном магнитопроводе и вместе с ним представляет собой статор . Принцип работы генераторов 10
При вращении ротора напротив полюсов статора с расположенными на них обмотками фаз оказываются то северный N, то южный S полюсы ротора. Магнитный поток Ф, пронизывающий обмотки статора , изменяется по величине и направлению, это и приводит к появлению в обмотках переменной ЭДС. Принцип работы генераторов 11
Вентильные генераторы с клювообразным ротором представляют собой синхронную электрическую машину со встроенным полупроводниковым выпрямителем. Конструктивные схемы автомобильных генераторов 12 Вентильный генератор с клювообразным ротором: 1 — втулка; 2 — обмотка возбуждения; 3 — клювообразные полюса; 4 — статор; 5 — обмотка статора; 6 — щетка; 7 — контактные кольца
Пакет статора набран из пластин электротехнической стали. В пазах статора размещены катушки трехфазной (или с большим числом фаз) обмотки. Конструктивные схемы автомобильных генераторов 13 Статор вентильного генератора: 1 — магнитопровод ; 2 — обмотка; 3 — зубцы; 4 — пазовый клин
Клювообразный ротор автомобильного вентильного генератора состоит из двух полюсных половин, клювы которых образуют у одной половины северную, а у другой южную систему полюсов. Конструктивные схемы автомобильных генераторов 14 Клювообразный ротор автомобильного вентильного генератора: а — в сборе; б — в разобранном виде; в — форма клювообразного полюса: 1 и 3 — полюсные половины; 2 — катушка обмотки возбуждения; 4 — контактные кольца; 5 – вал. Клювообразное исполнение ротора позволяет с помощью одной катушки получить многополюсную систему.
Основной (рабочий) магнитный поток и магнитный поток рассеяния. Конструктивные схемы автомобильных генераторов 15 Магнитная система генератора с клювообразным ротором: 1 — втулка; 2 — обмотка возбуждения; 3, 4 — клювообразные полюса; 5 — статор; 6 — обмотка статора; ------ магнитные силовые линии; -.-.-.-часть магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения
Генератор с укороченными полюсами , который можно получить конструктивно, если раздвинуть клювообразные половины полюса так, чтобы они не перекрывали друг друга, и в образовавшуюся щель пропустить крепежный элемент 1 (немагнитная обойма) и электрические провода для подвода тока к обмотке 2 возбуждения. Обмотка находится в подвешенном состоянии над стальной втулкой между двумя полюсными половинами. Конструктивная схема бесщеточного генератора 16 Конструктивная схема бесщеточного вентильного генератора с укороченными полюсами: 1 — крепежный элемент обмотки возбуждения; 2 — обмотка возбуждения; 3 — втулка; 4 — полюсные половины с укороченными клювами; 5 — обмотка статора; 6 — статор
В индукторном генераторе обмотки и статора, и ротора (индуктора) неподвижны, а изменение магнитного потока, пронизывающего катушки обмоток фаз статора, вызывается перемещением ферромагнитной массы ротора. Конструктивная схема индукторного генератора 17 Генератор индукторного типа: 1 — обмотка возбуждения; 2 — втулка с фланцем (магнитная система индуктора); 3 — вал; 4 — ротор; 5 — магнитопровод статора; 6 — крышки; 7 — обмотка статора; 8 — подшипник; A, B, C и a , b , c — соответственно начальные и конечные точки фаз
Перспективно применение на автомобилях интегрированных генераторов , т.е. генераторов, объединенных с двигателем внутреннего сгорания. Встроенные интегральные конструкции позволяют повысить их технические, эксплуатационные и экономические показатели за счет повышения КПД и меньшего числа конструктивных элементов. Эффективность такой конструкции значительно возрастает, если встроенная в первичную силовую установку электрическая машина используется в качестве как генератора, так и электростартера для осуществления пуска двигателя. Генераторы интегрального исполнения 18
Переменный ток вентильных генераторов выпрямляется кремниевыми полупроводниковыми диодами . Диоды имеют два вывода, пропускают ток только от анодного вывода к катодному, к аноду подведен положительный потенциал. В противоположном направлении диоды тока не пропускают, если обратное напряжение не превышает допустимого значения. В выпрямителях генераторов устанавливают диоды прямой и обратной полярностей . У диода прямой полярности с корпусом соединен катод, а у диода обратной полярности — анод. ВЫПРЯМЛЕНИЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 19
Генератор 37.3701 (семейство ВАЗ) с электромагнитным возбуждением, полным выпрямлением мощности, дополнительным выпрямителем для электроснабжения обмотки возбуждения и встроенным интегральным регулятором 12 напряжения. КОНСТРУКЦИЯ ВЕНТИЛЬНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ 20
Генератор Г288Е (КамАЗ, МАЗ) КОНСТРУКЦИЯ ВЕНТИЛЬНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ 21
Генератор 63.3701 для автомобилей ( БелАЗ ) большой грузоподъемности повышенной выходной мощности крепится на подушке двигателя хомутом. Повышенная выходная мощность потребовала применения двух выпрямителей блоков 6 БПВ-100, включенных параллельно. КОНСТРУКЦИЯ ВЕНТИЛЬНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ 22
Бесконтактный генератор с укороченными полюсами имеет магнитную систему с укороченными клювами полюсных половин 4. Обмотка возбуждения 3, расположенная между двумя полюсными половинами индуктора, помещена в алюминиевый каркас 2, закрепленный на статоре. КОНСТРУКЦИЯ ВЕНТИЛЬНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ 23 Бесконтактный генератор с укороченными полюсами: 1 — втулка индуктора; 2 — алюминиевый каркас; 3 — обмотка возбуждения; 4 — клювообразные полюсные половины; 5 — обмотка статора; 6 — выпрямитель
Генератор 94.3701 компактной конструкции (компакт-генератор) — вентильный, трехфазный, со встроенным выпрямительным блоком 1 и электронным регулятором 7 напряжения КОНСТРУКЦИЯ ВЕНТИЛЬНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ 24 Генератор 94.3701 компактной конструкции ВАЗ-2110, 2111, 2112: 1 — выпрямительный блок; 2 — втулка подшипника; 3, 13 — задний и передний подшипники вала ротора; 4 — контактные кольца; 5 — вывод "В+" генератора; 6 — кожух; 7 — регулятор напряжения со щеткодержателем; 8 — стяжной винт; 9, 11 — задняя и передняя крышки; 10 — статор; 12 — дистанционное кольцо; 14 — шкив; 15 — шайба; 16 — ротор
Ротор бесконтактного автомобильного индукторного генератора 955.3701 (ВАЗ) выполнен в виде шестилучевой стальной звездочки 8. В межлучевых промежутках звездочки ротора закреплены постоянные магниты, объединенные в единый узел 7 заливкой в алюминиевый каркас . Генератор, кроме основной обмотки возбуждения, имеет встречно включенную размагничивающую обмотку, расширяющую скоростной диапазон работы генератора. КОНСТРУКЦИЯ ВЕНТИЛЬНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ 25
В основном все генераторы приводятся во вращение клиновидными зубчатыми или поликлиновидными ремнями. Роторы генераторов Г263А и 63.3701 автомобилей БелАЗ приводятся во вращение через резиновые демпфирующие муфты. ПРИВОД ГЕНЕРАТОРА 26
Для электроснабжения потребителей передаточное число должно быть как можно большим. Однако с ростом передаточного числа снижается срок службы ремней, поэтому реальные передаточные числа являются результатом компромисса между этими двумя требованиями, т.е. 1,35—2,41. В соответствии с их размерами генераторы разделены на пять групп. Генераторы первой — четвертой групп крепятся к двигателю на лапах. Генераторы пятой группы крепятся на подушке хомутом. ПРИВОД ГЕНЕРАТОРА 27
В современных генераторах устанавливают выпрямители в виде блоков, соединенных с обмоткой статора генератора. Общим для всех выпрямительных блоков является то, что они собраны по мостовой схеме. На отечественных генераторах применяют блоки двух типов — БПВ и ВБГ. Блоки ВБГ можно встретить только на генераторах устаревших конструкций. Блоки БПВ представляют собой две алюминиевые пластины — теплоотводы , соединенные между собой в монолитную конструкцию через изоляционные втулки заклепками. Один теплоотвод соединен с массой генератора, другой изолирован от нее и соединен с выводом генератора. ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ БЛОКИ 28
В выпрямительном блоке БПВ 11-60 силовыми выпрямительными элементами являются диоды прямой и обратной полярностей, корпусы которых выполнены под запрессовку в теплоотводы . ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ БЛОКИ 29 Выпрямительный блок БПВ 11-60: а — внешний вид; б — устройство; 1 — силовой выпрямитель; 2 — дополнительный выпрямитель цепи обмотки возбуждения; 3 — крышка генератора; 4 — диоды обратной полярности Д104-20Х; 5, 10 — теплоотводы , не изолированный и изолированный от массы, соответственно; 6 — вывод обмотки статора; 7 — болт крепления выпрямительного блока; 8 — монтажная шина; 9 — диод прямой полярности Д104-20