1.2 Устройство и работа генератора переменного тока

Для питания электрическим током всех потребителей при работе двигателя и подзарядки аккумуляторной батареи, компенсируя ее расход энергии при пуске двигателя, служит генератор. На современных автомобилях устанавливаются генераторы, представляющие собой синхронные электрические машины переменного тока с электромагнитным возбуждением, с встроенным выпрямителем на кремниевых диодах и электронным регулятором напряжения. Ротор генератора приводится во вращение от шкива коленчатого вала двигателя ремнем.

Генератор переменного тока состоит из статора, ротора и выпрямительного устройства.

Генератор преобразует механическую энергию в электрическую. В отличие от ранее использовавшихся генераторов постоянного тока в настоящее время применяют, в основном, генераторы переменного тока как более надежные и меньшие по размерам и массе.

Поскольку частота вращения генератора зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя, которая меняется в широких пределах, то для поддержания заданного напряжения генератора в нагрузке применяют регулятор напряжения. Название «генератор переменного тока» условно, поскольку в нем устанавливают блок полупроводниковых выпрямителей, благодаря которому потребителям поступает постоянный ток.

Основными элементами генератора Г-222 (рис.3) являются статор и ротор. Статор, к составным частям которого относятся сердечник (19) и неподвижная обмотка (20), установлен в корпусе (17) и зафиксирован крышкой (1) с помощью стяжного болта (21). Ротор состоит из клювообразных полюсных наконечников (15), размещенных на валу (6), опирающемся на подшипники (5) и (16). Вал приводится во вращение посредством шкива (14) с помощью клиновидного ремня от коленчатого вала двигателя.

При работе генератора по обмотке (18) возбуждения ротора проходит ток, подводимый от аккумуляторной батареи через регулятор напряжения и щетки (12), размещенные в щеткодержателе (11) и опирающиеся на контактные кольца (4). Этот ток создает магнитное поле возбуждения, которое распределяется между клювообразными полюсами и при вращении ротора индуцирует в обмотке статора переменный ток. Переменный ток поступает в блок (2) полупроводниковых выпрямителей, а подключение к потребителям осуществляется посредством вывода (8).

Рис.3.

Генератор Г-222:

а — общий вид; б — полюсные наконечники ротора; в — статор с обмоткой;

1 — крышка; 2 — блок выпрямителей; 3 — винт; 4 — контактные кольца; 5 и 16 — подшипники; 6— нал; 7— чехол вывода; 8 — вывод выходного напряжения; 9 — вывод обмотки возбуждения; 10— крышка; 11 — щеткодержатель; 12— щетки; 13 — болт; 14 — шкив; 15 — полюсные наконечники; 17 — корпус; 18 — обмотка ротора; 19 — сердечник статора; 20 — обмотка статора; 21 — стяжной болт; 22 — стальная втулка; 23 — резиновая втулка; 24 — шайба.

В генераторе (см. схему на рис.4) используется двухполупериодный трехфазный выпрямитель (2) на полупроводниковых диодах. Фазовые обмотки (1) статора соединены в звезду и подключены к средним точкам трех пар последовательно соединенных диодов. Положительные и отрицательные выводы каждых трех диодов объединены.

Обмотка (7) возбуждения посредством контактных колец и щеток (6) через регулятор (5) напряжения, ключ (4) зажигания подключена к положительному выводу аккумуляторной батареи, соединенной с выводом аналогичной полярности выпрямителя генератора.

Рис.4.

Электрическая схема генератора

1 — статорная обмотка генератора; 2 — блок выпрямительных диодов; 3 — аккумуляторная батарея; 4 — ключ зажигания; 5 — регулятор напряжения; 6 — щеточный узел генератора; 7 — обмотка возбуждения.