🗊Презентация Электрооборудование автомобилей. Генераторные установки. (Урок 3)

Электрооборудование автомобилей Урок № 3 Тема: Генераторные установки

Электрооборудование автомобилей Генераторные установки План 1. Классификация генераторов, основные требования к ним и сравнительные характеристики. 2. Устройство и принцип действия генератора переменного тока. 3. Выпрямительные блоки. 4. Регуляторы напряжения. 5. Эксплуатация, диагностика и техническое обслуживание генераторных установок.

Электрооборудование автомобилей 1.Классификация генераторов, основные требования к ним и сравнительные характеристики Основными источниками электрической энергии на автомобилях являются генераторы. Они предназначены для питания всех потребителей электрической энергией и заряда аккумуляторной батареи при работе двигателя на средних и больших частотах вращения коленчатого вала. Все генераторы, применяемые на автомобилях, классифицируют на две группы  генераторы постоянного тока,  генераторы переменного тока. Генераторы постоянного тока применялись в основном до 60–х годов прошлого века.

Электрооборудование автомобилей 1.Классификация генераторов, основные требования к ним и сравнительные характеристики В настоящее время на автомобилях применяются трехфазные синхронные генераторы переменного тока с электромагнитным возбуждением. К генераторам предъявляют следующие требования:  они должны иметь простую конструкцию при большой долговечности и надежности в эксплуатации,  генераторы должны иметь малые габариты, массу, низкую стоимость, большую удельную мощность.  также генераторы должны обеспечивать заряд аккумуляторной батареи при работе двигателя на малых частотах вращения холостого хода. Указанным требованиям наиболее соответствуют генераторы переменного тока. По сравнению с генера- раторами постоянного тока генераторы переменного тока проще по конструкции, имеют меньшие габариты и массу при той же мощности, более надежны в экспл.

Электрооборудование автомобилей 1.Классификация генераторов, основные требования к ним и сравнительные характеристики Расход меди на обмотку генератора переменного тока в 2,5 раза меньше чем в генераторах постоянного тока. В генераторах переменного тока нет коллектора, вместо сложной обмотки якоря применяется технологически простая обмотка статора, обмотка возбуждения состоит из одной катушки. Удельная мощность генератора постоянного тока не превышает 45 Вт, в то время, как в генераторах переменного тока эта мощность достигает 160 Вт на 1 кг массы. С увеличением частота вращения якоря из-за наличия коллектора увеличивается искрение под щетками, что снижает надежность работы генератора. Отсутствие коллектора в генераторе переменного тока позволяет повысить максимальную частоту вращения ротора до 12000 об/мин. Это позволяет повысить частоту вращения генератора на малых частотах вращения холостого хода двигателя. И генератор в этом режиме развивает достаточную мощность.

Электрооборудование автомобилей 1.Классификация генераторов, основные требования к ним и сравнительные характеристики В мировой практике генераторные установки на холостом ходу двигателя развивают 40 – 50% мощности от номинальной. Применение генераторов переменного тока с кремниевыми выпрямителями исключает установку реле обратного тока и ограничителя величины тока, что в значительной степени упрощает конструкцию реле-регулятора и обеспечивает повышение надежности работы генераторной установки.

Электрооборудование автомобилей 2. Устройство и принцип действия генератора переменного тока Генератор переменного тока состоит из двух главных частей: неподвижной – это статор, вращающейся – это ротор. Статор представляет собой магнито- провод с уложенной в нем трехфазной обмоткой. Ротор состоит из полюсной системы, в которой расположена обмотка возбужде- ния, а также вала и контактных колец. Обмотка статора как отечественных, так и зарубежных генераторов – всегда трехфазная, т.е. состоит из трех обмоток, называемых фазами, сдвинутых в прост- ранстве на углы 120°.

Электрооборудование автомобилей 2. Устройство и принцип действия генератора переменного тока Фазы (обмотки) могут соединяться в «звезду» или «треугольник». Тогда различают фазные и линейные токи и напряжения. При соединении звездой действуют фазные и линейные напряжения и находятся они в соотношении Uл = 1,73Uф. В этом случае фазные и линейные токи одинаковы. При соединении треугольником фазные токи в 1,73 раза меньше линейных, а фазные и линейные напряжения одинаковы. В генераторах большей мощности часто применяют соединения обмоток треугольником, т.к. при меньших токах обмотки укладывают более тонким проводом, что технологичнее. Для получения на выходе генератора постоянного напряжения в генератор встраивают выпрямитель.

Электрооборудование автомобилей 2. Устройство и принцип действия генератора переменного тока Наиболее часто применяемые схемы включения обмоток статора приведены на настоящем слайде.

Электрооборудование автомобилей 2. Устройство и принцип действия генератора переменного тока

Электрооборудование автомобилей 3. Выпрямительные блоки Типичным отечественным выпрямительным блоком генератора 37.3701 является блок БПВ11-60, в котором установлено 6 диодов. Марки используемых диодов Д104-20, Д104-25 и Д104-35 соответственно на максимальные допустимые токи 20, 25 и 35 А. На выпрямительный блок поступает переменное напряжение, частота которого зависит от частоты вращения ротора и числа пар полюсов в генераторе f = p • n / 60. У всех автомобильных генераторов отечественного производства и зарубежных фирм предусмотрено в конструкции 6 пар полюсов. Таким образом, частота переменного тока в герцах меньше частоты вращения ротора генератора в об/мин в 10 раз.

Электрооборудование автомобилей 3. Выпрямительные блоки С учетом передаточного числа ременной передачи i от двигателя к генератору частота переменного тока f = 0,1nдв • i. По частоте переменного тока генератора измеряют частоту вращения коленчатого вала двигателя. На выходе выпрямителя получаем пульсирующее напряжение Ud. Однако, наличие аккумуляторной батареи, которая является своеобразным фильтром, сглаживает напряжение в бортовой сети автомобиля. При этом ток в самой батарее пульсирует.

Электрооборудование автомобилей 4. Регуляторы напряжения Конструкция, технология и схемное исполнение регуляторов напряжения тесно связаны друг с другом. Тенденция развития конструкций и схем регуляторов напряжения обусловливается стремлением:  миниатюризировать регулятор, чтобы при встраивании в генератор он занимал меньше места,  увеличить число выполняемых им функций (например, наряду со стабилизацией напряжения сообщать о работоспособности генераторной установки, предотвращать разряд аккумуляторной батареи при неработающем двигателе,  повышать качество выходного напряжения. Вибрационные реле-регуляторы и контактно-транзисторные регуляторы в настоящее время полностью заменены электронными транзисторными регуляторами напряжения.

Электрооборудование автомобилей 4. Регуляторы напряжения Электронные регуляторы напряжения разделяют на две группы:  регуляторы традиционного схемного исполнения с частотой переключения, меняющейся с изменением режима работы генератора,  регуляторы со стабилизированной частотой переключения, работающие по принципу широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Число транзисторов в традиционных схемах невелико – меньше десятка, в регуляторах с ШИМ это число составляет несколько десятков. Это стало возможным с развитием электроники, т.к. в микросхемах, выполненных на монокристалле кремния, стоимость схемы мало зависит от числа транзисторов в ней. Применение ШИМ позволяет повысить качество стабилизации напряжения и предотвратить влияние на регулятор внешних воздействий.

Электрооборудование автомобилей 5. Эксплуатация, диагностика и техническое обслуживание генераторных установок Обслуживание современных генераторных установок сведено к минимуму. Однако их эксплуатация требует соблюдения некоторых правил, связанных с наличием у них полупроводниковых элементов. 1. Не допускается работа генераторной установки с отключенной аккумуляторной батареей. Даже кратковременное отключение аккумуляторной батареи при работающем двигателе автомобиля может привести к выходу регулятора напряжения из строя. 2. Не допускается подсоединение к бортовой сети автомобиля источников электроэнергии обратной полярности («плюс» на «массе»), что может произойти при попытке запуска двигателя от посторонней аккумуляторной батареи. 3. Не допускаются любые проверки в схеме генераторной установки с подключением источника повышенного напряжения. 4. При проведении на автомобиле сварочных работ клемма «масса» сварочного аппарата должна быть соединена со свариваемой деталью. Провода, идущие к генератору и регулятору напряжения, - отключить.