- •Лабораторна робта№2
- •Автомобілів” Дослідження автомобільних генераторів
- •1. Мета роботи
- •2. Теоретичні відомості
- •2.1. Призначення автомобільного генераторів та принцип їхньої дії
- •2.2 Трифазний випрямляч генератора
- •2.3 Генератори з додатковими випрямлячами для обмотки збудження
- •2.4 Принцип дії безконтактних індукторних генераторів змінного струму
- •2.5 Конструктивне виконання генераторів змінного струму
- •2.6 Технічні та електричні характеристики генераторів
- •3. Опис лабораторної установки
- •3.1. Програма роботи
- •5. Обсяг та зміст звіту до лабораторної роботи
- •6.Контрольні запитання
2.6 Технічні та електричні характеристики генераторів
Основними технічними характеристиками генераторів є напруга, частота обертання ротора та потужність або сила струму при заданій напрузі.
Як правило, автомобіля з бензиновим двигунами мають генератори з номінальною напругою 14 В, а автомобілі з дизельними двигунами – генератори з напругою 28 В. Основні технічні характеристики генераторів змінного струму зведено в (табл. 1.1). Електричні характеристики генераторів змінного струму характеризують їхні якості і являють собою залежність будь-якого параметру від іншого, якщо решта незмінні.
Характеристика холостого ходу (рис. 1.9) – це залежність Е.Р.С. генератора від струму збудження при ; . За цією характеристикою визначається початкова частота обертання ротора генератора, при якій напруга генератора досягає розрахункового значення.
Швидкісна характеристика – це залежність Е.Р.С. генератора від частоти обертання його ротора (рис. 1.10). Е.Р.С. генератора змінюється пропорційно частоті обертання ротора:
де - конструктивна стала величина;
- частота обертання ротора.
Напруга генератора:
де - струм генератора;
- повних опір генератора.
Швидкісна регулювальна характеристика – це залежність струму збудження , від частоти обертання ротора при і (рис. 1.11). Оскільки автомобільним генератором надається рух двигунами внутрішнього згоряння, то
частота обертання їхніх колінчастих валів змінюється в широкому діапазоні. Швидкісна регулювальна характеристика показує яким чином потрібно міняти струм збудження генератора, щоб напруга генератора залишалась незмінною при зміні частоти обертання ротора генератора.
Зовнішня характеристика (рис. 1.12) – це залежність напруги генератора від струму навантаження при постійній частоті обертання і визначеному значенні струму збудження . Зниження напруги при збільшенні навантаження на генератор відбувається через спад напруги в активному та індуктивному опорі обмоток статора, розмагнічувальної дії реакції якоря, а також внаслідок спаду напруги в випрямному колі:
де - Е.Р.С. генератора;
- струм генератора;
- повний опір якоря;
- спад напруги на випрямлячу.
Струмошвидкісна характеристика (рис. 1.13) – це залежність струму навантаження генератора від частоти обертання його якоря при .
Генератором змінного струму властиві якості самообмеження максимальної сили струму навантаження, що запобігає нагріванню обмотки статора та діодів, а тому виключає потребу встановлення обмежувача струму.
Рис. 1.9. Характеристика холостого Рис. 1.10. Характеристи-
ходу ка залежності ЕРС гене-
ратора змінного струму
від числа обертів
Рис. 1.11. Швидкісна регулю- Рис. 1.12. Зовнішня ха-
вальна характеристика рактеристика генератора
Зі збільшенням сили струму навантаження збільшуватиметься магнітний потік статора, а внаслідок протидії магнітному потоку ротора (збудження), результуючи магнітний потік зменшуватиметься, що призводитиме до зниження Е.Р.С., що індукується. Крім того, збільшення частоти обертання ротора супроводжується підвищенням частоти струму в котушках обмотки статора, що сприяє збільшенню індуктивного опору обмотки .
Рис. 1.13. Струмошвидкісна характеристика генераторів
1 – змінного струму; 2 – постійного струму
Струм генератора змінного струму:
,
де - повний опір
- активний опір генератора;
- опір навантаження;
- індуктивний опір.
- частота струму;
- кількість пар полюсів;
- індуктивність;
- частота обертання ротора.
Тоді:
За малої частоти обертання індуктивна складова опору мала порівняно з активною складовою і нею можна знехтувати.
При цьому струм зростає пропорційно частоті обертання:
Зі збільшенням частоти обертання індуктивна складова зростає і стає значно більша, ніж активна складова, якого можна знехтувати.
При цьому струм генератора не залежить від частоти обертання:
.
при
Отже, зі збільшенням частоти обертання ротора обмежується максимальна сила струму генератора.