Alternatoare
Dezvoltarea industriei de automobile a fost însoțită de creșterea cererii de fiabilitate și durabilitate a vehiculelor, confortul de funcționare a acestora, costurile de exploatare mai mici pentru întreținere și reparații, precum și conformitatea cu cerințele tot mai mare de siguranță.
Satisfacerea acestor cerințe prin îmbunătățirea proiectarea și tehnologia de generatoare de curent continuu, având în vedere fiabilitatea scăzută și durata de viață scăzută a unității perie-colector, precum și dimensiunile și greutatea generatoarele de curent continuu, a devenit impracticabil. Prin urmare, o nouă direcție în dezvoltarea generatoarelor de automobile a fost ales - crearea de alternatoare.
Numele „Alternatorul“ este oarecum arbitrară, și se referă în principal, caracteristicile de proiectare ale generatorului, deoarece acestea sunt echipate cu redresoare semiconductoare integrate și hrăni consumatorii de curent constant (rectificat).
În astfel de generatoare de curent continuu redresor este un ansamblu de perie-colector, efectuarea AC rectificare obținute în înfășurările pentru armături.
Dezvoltarea tehnologiei semiconductoare a permis să se aplice în alternatorul mai multe diode redresoare semiconductoare perfecte și fiabile, în care fără piese mecanice și componente supuse uzurii și eșecuri.
Avantajele și dezavantajele Generatoare de curent alternativ
Principalele avantaje ale alternatoare comparativ cu generatoarele de curent continuu includ următoarele proprietăți:
- la aceeași putere a masei de 1,8 ... 2,5 ori mai puțin și aproximativ de trei ori mai mici consumate metale neferoase valoroase - cupru;
- în același spațiu alternatoarelor da mai multă putere;
- curent începe să fie produs la o viteză a rotorului inferior;
- circuit design mai simplu și un dispozitiv de control, din cauza absenței elementului de limitare a curentului și un releu de curent invers;
- proiectare mai ușoară și mai sigură a dispozitivului de colector, în special în alternatoare fără contact;
- costuri mai mici de exploatare datorită fiabilitate ridicată și viață lungă.
Din punct de vedere practic avantaje alternatorului sunt că curentul produs de acestea este scos din înfășurările fixe montate pe stator-carcasă. Bobinajul excitație realizată pe un rotor rotativ, considerabil mai ușoară înfășurări statorice fixe, astfel încât rotorul poate fi rotit cu o viteză mai mare, fără teama de rotație efecte masa de dezechilibru. Iar curentul de excitație, în acest caz, suma este mai simplă, deoarece este mic. Ca rezultat, periile și inelele de alunecare servesc mai mult timp.
In plus, constanta generatorului de curent, spre deosebire de alternator începe să genereze un curent la o frecvență relativ mare de rotație a armăturii. Din acest motiv, pentru funcționarea sa normală, de exemplu, la turația de mers în gol, nevoie considerabilă de acționare raport de transmisie care, ulterior, (la frecvența de funcționare a arborelui cotit) poate duce la dezechilibre (datorită masei mari a armăturii), uzura conduce lagărele generatorului și elementele .
alternatoare avantaj Desemnate arătat, de asemenea, că, dacă este necesar, de înaltă tensiune (de exemplu, pentru utilizatorii de mare putere) utilizează un transformator suficient de mică. Ea nu reușește acest mod de a crește tensiunea de curent continuu. În ciuda faptului că rețelele în vehicul, nevoia de înaltă tensiune apare rar, o astfel de posibilitate nu pot fi reduse.
Principalele dezavantaje alternator - nevoia de rectificare curent generate de acestea, precum și unele puterea disipată în stator din jurul rotorului și metal părți, din cauza apariției vortex și curenților de reactivi într-un câmp electromagnetic alternativ. Cu toate acestea, avantajele generatorului de curent alternativ este mai mult decât compensat lipsurile constatate.
Primele alternatoare auto au fost proiectate pentru a lucra cu redresoare de seleniu individuale și vibrații regulatoare de tensiune. Redresoare de seleniu au o dimensiune considerabilă, și a trebuit să fie plasate separat de generatorul într-o zonă cu răcire bună. cabluri suplimentare necesare pentru conectarea un astfel de redresor la generator.
In plus, redresoarele seleniu au o rezistență termică insuficientă și o temperatură maximă de funcționare nu mai mare de 80 ° C.
Din aceste motive, viitorul redresoare de seleniu a refuzat, și a început să folosească diode de siliciu, care au fost mai puțin de ansamblu, a avut o bună rezistență la căldură, care vă permite să le plasați direct în generatorul.
În locul vibrare regulatoarele de tensiune vin, tranzistor primul contact, și apoi componentele discrete non-contact și controale integrate fără contact.
Dimensiuni controlere integrale le permit încorporați în generatorul, care, împreună cu regulator integrat și unitatea redresor se numește un grup electrogen.
Unitatea fundamentală a alternatorului
Fig. 1 este o diagramă simplificată a generatorului de curent alternativ, care este alcătuit din două părți principale: un stator fix de înfășurare în care este indus un curent alternativ, și un rotor care generează un câmp magnetic.
polii rotorice trec alternativ prin bobinele statorului staționare dispuse în șanțurile de pe partea interioară a carcasei generatorului. Aceasta schimbă direcția fluxului magnetic și deci direcția EMF induse în bobina.
De obicei, numărul de poli magnetici pe rotor și numărul de bobine din carcasă asigură un curent trifazat. În trei faze înfășurări generatorului au un punct comun, care sunt conectate la capetele lor, astfel încât această schemă de conexiuni se numește o „stea“, iar punctul de lichidare totală - punct zero.
A doua capete ale înfășurărilor conectate la un redresor bialternanță. Câmpul magnetic al rotorului poate fi generat de un magnet permanent sau un electromagnet. În acest ultim caz, înfășurarea electromagnetului excitație este alimentat o tensiune constantă.
Aplicarea electromagneților rotor complică proiectarea generatorului, astfel cum este necesar pentru a furniza tensiune la partea rotativă - rotor, dar în acest caz, posibila reglementare a schimbării de tensiune a vitezei rotorului. Mai mult, proprietățile magnetice ale magneților permanenți, depind de temperatura lor.
structură mai detaliată și funcționarea alternatorului auto indicat pe pagina următoare.
generatoare de contac cu excitație electromagnetică
Pentru alternatoare auto fiabilitatea și durata de viață sunt determinate de trei factori:
- izolații electrice;
- Calitatea care poartă ansambluri;
- fiabilitatea dispozitivelor colector de curent (perie-contact).
Primii doi factori depinde de dezvoltarea industriilor conexe. Un al treilea factor poate fi eliminată prin utilizarea generatoarelor fără contact cu o fiabilitate și durata de viață mai mare, decât generatoarele de contact folosind pensula contact dispozitiv de curent de colector. Acest lucru a stimulat crearea de generatoare de curent alternativ fără contact auto cu excitație electromagnetică - generatoare de inductor și generatoare cu poli scurtate.
Pentru producătorii de energie electrică, fără contact cu excitație electromagnetică includ alternatoare si generatoare cu ciocuri scurtate. Generatorul funcționează după cum urmează. Înfășurarea de excitație, prin care curge un curent continuu, generează un sistem de flux magnetic, care variază atunci când rotorul se rotește în mărime, fără a schimba semn. Aceasta se închide fluxul care trece prin distanțele dintre arborele și elementele de rotor, dinții care sunt formate ca pinioanelor, întrefierul dintre rotor și stator, jugul statorului și capacul generatorului.
Schimbarea în flux magnetic în armătura în timpul rotației rotorului se produce datorită modificărilor în rezistența magnetică a întrefierului dintre dinții statorului și rotorului.
Magnetic flux F la inductor pulsează generatoare. Fluxul magnetic în fanta de aer variază în mod periodic de la Fmah. când axa dinților rotorului și statorului coincid, la Fmin. când axa dinților rotor și stator sunt compensate printr-un unghi de 180 de grade electrice. Astfel, fluxul magnetic are o constantă medie și o componentă variabilă cu amplitudine
3ubets și cavitatea rotorului (inductor) formează o pereche de poli ai generatorului, astfel încât frecvența curentului armătură în inductor al generatorului poate fi definită prin formula:
unde z - numărul de dinți ale rotorului.
La generatoarele cu poli mai scurte fără contact realizat prin fixarea fixă a înfășurărilor de excitație, prin intermediul unui suport de nemagnetic. Polii cioc formă având o lungime mai mică decât jumătate din lungimea părții active a rotorului. În timpul rotației excitație rotor flux magnetic se intersectează spirele înfășurării inductoare EMF în ele stator.
Generatoare cu poli mai scurte sunt simple în design, tehnologie. Rotoarele astfel de generatoare au o mică dispersie.
Dezavantajul este puțin mai mare decât generatoarele de contact, masa la aceeași putere. De asemenea, rețineți dificultatea de excitație înfășurare și rigiditate și rezistență mecanică de fixare de montare.
Utilizarea structurilor existente pentru vehiculele generatoare inductoare lung a fost constrânsă de următoarele provocări:
- indicatori specifici scăzut;
- niveluri ridicate de pulsație a tensiunii redresate;
- a crescut nivelul de zgomot.
îmbunătățirea în continuare a proiectării și eliminarea deficiențelor de mai sus a permis utilizarea alternatoare inductor în mașini.
Primele generatoare fără perii cu poli scurtate 45.3701 și 49.3701 au fost utilizate pe mașini „UAZ“.