Как работает генератор на тракторе. Тракторный генератор с самовозбуждением. Самовозбуждение автомобильного генератора

Обозначают двумя или тремя числами, например 462.3701.11. Первое число 462 означает модель (46) и модификацию (2) этой модели, второе - группу электрооборудования (37) и подгруппу генераторов (01), а третье- индекс конструктивных изменений по сравнению с первоначально установленным генератором. Индексы 10, 11, 12 и т. д. означают, что данный генератор невзаимозаменяем с первоначально установленным.

Конструкцию генераторов постоянно совершенствуют прежде всего с.целью повышения удельной мощности и надежности, уменьшения расхода дефицитных материалов, трудоемкости изготовления и технического обслуживания. Примером такого совершенствования служат индукторные генераторы Г304, Г306, 13.3701 и 46.3701.

Генератор Г304 имеет две параллельные катушки возбуждения, неподвижно закрепленные в стальных крышках - магнитопроводах с двух сторон статора. Трехфазный двухполупериодный выпрямитель расположен на передней крышке рядом с крыльчаткой, а выводы фаз, обмотки возбуждения и выпрямленного тока - на задней крышке. Двустороннее возбуждение не давало значительного увеличения мощности при большом расходе меди и стали, а принятая компоновка выпрямителя и выводов требовала укладки проводов внутри статора (генератора Г304 и Г306) или снаружи его (генератор 13.3701).

В результате отказа от двустороннего возбуждения (генератор Г306) сокращен расход меди и стали, а при размещении трехфазного одно- и двухполупериодного выпрямителей в задней крышке из алюминиевого сплава и при внутренней вентиляции (генератор 46.3701) улучшены условия работы диодов, упрощена укладка проводов, уменьшена вероятность коротких замыканий и увеличена мощность на 75 %.

Изменяют и схему включения обмотки возбуждения в цепь выпрямителя и аккумуляторной батареи. В генераторах Г304, Г306 с реле-регуляторами РР362-Б (подобными РР385-Б) и Г250 с регуляторами напряжения РР350 включение «массы» или зажигания при неработающем двигателе вызывает разрядку аккумуляторной батареи током силой до 3 А через обмотку возбуждения. Если водитель не выключает «массу» или зажигание на длительный период, батарея разряжается через обмотку возбуждения, а неработающий генератор перегревается и выходит из строя.

Устанавливая предохранитель, частично обеспечивают защиту цепи возбуждения.

В генераторах 13.3701, 15.3701, 46.3701 и Г273А питание обмотки возбуждения от аккумуляторной батареи при неработающем дизеле осуществляется через резистор подпитки R4, который уменьшает силу тока примерно до 0,1 А. Однако при такой схеме включения увеличение частоты вращения во время пуска дизеля вызывает скачкообразное увеличение напряжения, а переход на минимальные частоты вращения - скачкообразное уменьшение напряжения и силы тока в цепях потребителей. В результате установки шести постоянных магнитов в ротор генератора 46.3701 частично устранен и этот недостаток.

Схему включения генераторов в электрическую сеть машин тоже изменяют. Реле-регуляторы РР362-А(Б), РР385-Б и РР350 с германиевыми транзисторами типа р-n-р работоспособны при температуре не выше 65 °С. Поэтому их устанавливают перед радиатором (трактор МТЗ-80) или в другом хорошо охлаждаемом месте. Это требует применения длинного жгута проводов для соединения одноименных (однополюсных) клемм генератора и реле-регулятора.

Для исключения ошибок при монтаже наконечники «плюсового» провода имеют больший диаметр отверстий по сравнению с наконечниками других проводов или их объединяют в штепсельный разъем.

В схемах с автоматической блокировкой стартера (МТЗ-80) генераторы имеют две клеммы переменного тока для подключения реле блокировки РБ-1. При отсутствии реле блокировки эти клеммы свободны.

Создание интегрального регулятора напряжения, работоспособного при температуре до 115°С, позволило встроить его в заднюю крышку генератора и исключить жгут разнополюсных проводов, а применение однополупериодного выпрямителя UZ1 с «плюсовой» клеммой - исключить выпрямитель из реле блокировки.

При отсутствии реле блокировки клемма свободна и генераторы 13.3701, 15.3701 и 46.3701 включают в сеть одним проводом, соединенным с клеммой.

В отличие от применявшихся ранее генераторов постоянного тока с вибрационными реле-регуляторами современные генераторные установки с многочисленными полупроводниковыми приборами требуют строгого соблюдения правил эксплуатации, повышенной внимательности и безошибочности действий при техническом обслуживании.

В качестве генератора для этого ветряка был использован

Технические характеристики этого генератора.

Напряжение номинальное, 14 В

Номинальный ток 50А

Масса генератора без шкива 5,4 кг

Частота вращения номинальная 5000об/м

Частота вращения максимальная 6000об/м

Направление вращения со стороны привода правое

Ресурс генератора, 10 000 мото/часов

Но в таком виде генератор не совсем подходил в качестве генератора для ветряка, так-как рассчитан на большие обороты, и он был модернизирован. Статор генератора был перемотан проводом 0,8 мм по 80 витков с целью поднятия напряжения на тех-же оборотах. Катушка возбуждения электромагнитов была домотана тем-же проводом, домотано 250 витков. В общем провода понадобилось порядка 200 метров с учетом полной перемотки статора и домотки катушки.

>

Крепление генератора и основа сварена из профильной трубы. Конструкция сделана так, чтобы привод проходил внутри трубы и свисал вертикально в нее. Сама конструкция предполагает защиту ветроголовки от сильного ветра складыванием хвоста, для которого приварен шкворень. На этот шкворень потом оденется хвост ветрогенератора.

>

Так выглядит уже готовый ветрогенератор. Винт ветряка двухлопастной, это обусловлено потребностью в больших оборотах для генератора. Диаметр винта 1,36м, сделан из дюралюминиевой трубы диаметром 110 мм. Из нее были вырезаны две лопасти длинной 63 см, потом раскатаны чтобы уменьшить крутку и сделать их более плоскими, крутка получилась как будто их вырезали из 400 -й трубы.

>

Так-как у генератора нет залипаний, то винт стартует от любого ветерка, и развивает большие обороты. На фото ветрогенератор поднят на мачту высотой 5 метров, плюс труба самого ветрогенератора. К мачте ветрогенератор прикручивается через эту трубу в трех местах на болты М10. Так-же чтобы мачта как-то держалась, она была закреплена на растяжки. Провод от ветрогенератора проходит в трубе, токосьемные кольца не использовались.

>

>

>

>

>

Зарядка начинается при 3,5 м/с, при скорости ветра 4 м/с винт ветрогенератора развивает 300 об/м. При 700 об/м обороты достигают 800-900об/м, а при ветре 15 м/с винт разгоняется до 1500 об/м. Максимальная мощность, которая была зафиксирована 250 ватт, при ветре 6 м/с ветрогенератор выдает порядка 150 ватт.Вот так просто и легко делаются простые ветрогенераторы из доступных запчастей и материалов. Мощность конечно в этом варианте не велика, но для зарядки автомобильного аккумулятора или нескольких в самый раз.

На этом эксперименты и улучшения конструкции ветрогенератора не закончились. Для него был изготовлен новый однолопастной винт, продолжение ниже по ссылке на новую статью..,

§ 36. Генератор

Генератор служит для питания током электроприборов при работе двигателя при средней и большой частоте вращения, а также для подзарядки аккумуляторной батареи. Он превращает механическую энергию в электрическую на основе принципа электромагнитной индукции, т. е. возбуждении электрического тока в проводнике при пересечении его магнитными силовыми линиями.

На тракторах ЮМЗ-6Л/М и МТЗ-50 новых выпусков устанавливают генератор переменного тока Г-306А (62). Он представляет собой закрытую бесконтактную трехфазную динамомашину с встроенным выпрямителем. Характерная особенность этого генератора - отсутствие щеточных контактов и вращающихся обмоток. Мощность генератора 400 Вт, номинальный выпрямленный ток 32 А.

Генератор состоит из статора 3, ротора 4 и выпрямителя 5. Статор собран из электротехнической стали. Он имеет 9 зубцов, на которые надеты катушки обмотки 2. Каждая фаза обмотки состоит из трех катушек. В каждой из трех фаз катушки соединены последовательно, а фазы соединены в треугольник.

С обеих сторон к статору закреплены крышки. На изоляционной колодке задней крышки 11 помещены зажимы 1 переменного тока, к которым выведены концы фаз обмотки статора. К этим же болтам присоединены выводы выпрямителя ВЛ. На задней крышке расположены также выводные зажимы М, В.

62. Генератор:

1-зажимы переменного тока, 2 - обмотка возбуждения, 3 - статор, 4 - ротор, 5 - выпрямитель, 6 - шкив привода генератора с крыльчаткой вентилятора, 7 - диод, 8 - передняя крышка, 9 - катушка обмотки возбуждения, 10- выводной зажим постоянного тока, 11 -задняя крышка

Ш постоянного тока. С внутренней стороны передней крышки.V прикреплена катушка 9 обмотки возбуждения, начало обмотки соединено с массой генератора, а конец подведен к зажиму Ш.

Ротор 4 генератора в поперечнике имеет вид шестилучевой звезды, которая изготовлена из листов электротехнической стали и жестко посажена на вал. Последний вращается на двух шарикоподшипниках, не требующих замены смазки, закрытой конструкции, установленных в крышках.

Задняя крышка и прикрепленная к ней лапа отлиты из алюминиевого сплава. К передней стальной крышке приварены две лапы для крепления генератора и регулировки натяжения приводного ремня.

Выпрямитель 5 закреплен на передней крышке. Он состоит из оребренного алюминиевого корпуса, теплопровода и шести полупроводниковых диодов «прямой» и «обратной» полярности. Теплопровод изолирован от корпуса тонкой изоляционной прокладкой. В корпус вмонтированы три диода «обратной» полярности, а в теплопровод - диоды «прямой» полярности. Выводы диодов соединены попарно с фазами генератора. Между корпусом выпрямителя и крышкой генератора установлено резиновое уплотнительное кольцо, которое предотвращает попадание пыли и грязи в выпрямитель.

Для лучшего охлаждения корпус выпрямителя оребрен. Выпрямитель собран по трех-

фазной мостовой схеме. Положительный полюс выпрямителя присоединен к зажиму В на колодке задней крышки генератора гибким проводом.

Привод генератора осуществляется ремнем через шкив б, закрепленный на валу шпонкой и гайкой. К шкиву со стороны генератора прикреплен вентилятор, который служит для охлаждения генератора и выпрямителя.

Принцип действия генератора известен из физики. При вращении ротора магнитное поле системы возбуждения пересекает трехфазную обмотку статора и индуктирует в ней переменную по величине и направлению электродвижущую силу (э. д. с). Под действием э. д. с. в цепи появляется переменный ток, который преобразуется выпрямителем в постоянный и подается к потребителям.

Нормальная работа генератора возможна при условии соблюдения правил эксплуатации.

Генератор нельзя мыть топливом и струей воды под давлением. Для возбуждения генератора необходимо включить включатель «массы», иначе он не будет вырабатывать электроэнергию. Если после пуска двигателя выключить «массу», то при исправном генераторе контрольная лампа «Включения массы» продолжает гореть. При остановке двигателя «массу» выключают во избежание разряда аккумуляторной батареи через обмотку возбуждения генератора.

63. Реле-регулятор:

а - устройство, б - включение в цепь; / - регулятор напряжения, 2 - реле защиты, 3 - крышка, 4 - транзистор, 5 - корпус, 6 - винт сезонной регулировки напряжения, 7 - включатель массы; Г - генератор, Р - реле-регул я тор, 6 - аккумуляторная батарея, М - масса, Ш - зажим, соединяющийся с обмоткой возбуждения регулятора (шунтом), 6 - зажим, соединяющийся с зажимом выпрямителя

Генератор описанного типа работает в комплекте с контактно-транзисторным реле-регулятором РР-362Б (63). Реле-регулятор установлен под щитком приборов и включает в себя два элемента: регулятор напряжения / и реле 2 защиты.

Регулятор напряжения поддерживает напряжение генератора в пределах 13,0-14,2 В. Он состоит из транзистора 4 и вибрационного реле, которое управляет транзистором, включенным в цепь обмотки возбуждения генератора.

Реле 2 защиты служит для защиты транзистора от токов коротких замыканий цепи обмотки возбуждения на «массу».

На панели реле-регулятора имеются три зажима: М - для присоединения «массы» генератора, Ш - для присоединения обмотки возбуждения генератора, В-для присоединения выпрямителя, нагрузки и аккумуляторной батареи. С внешней стороны реле-регулятора находится устройство ППР (переключатель посезонной регулировки напряжения), позволяющее посезонно регулировать разницу напряжения в пределах 0,8-1,0 В. Вскрывать и регулировать реле-регулятора может только мастер-наладчик в мастерской, располагающей необходимыми измерительными приборами. Запрещается даже кратковременное соединение (проверка «на искру») зажимов Ш и В генератора и реле-регулятора с «массой».

Генератор Г-304А, устанавливаемый ранее на изучаемые тракторы, по принципу работы не отличается от генератора Г-306А,

однако их схемы, конструкция и материалы не одинаковы. Генератор Г-306А более мощный, чем генератор Г-304А, имеет меньшую массу и габаритные размеры. Он одностороннего возбуждения, а Г-304А - двустороннего так как имеет две катушки обмотки возбуждения, помещенные каждая в одну из крышек и соединенные между собой параллельно. Оба генератора работают в паре с реле-регулятором РР-362Б.

Генератор - электрическая машина, преобразующая механическую энергию первичного двигателя в электрическую энергию. Генератор служит для питания потребителей электрической энергией и зарядки аккумуляторной батареи при определенной частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Привод генератора осуществляется от коленчатого вала клиноременной передачей, имеющей постоянное передаточное число, поэтому частота вращения генератора находится в прямой зависимости от скоростного режима двигателя. А так как частота вращения коленчатого вала у тракторных двигателей может изменяться от минимальной до максимальной в отношении 1:3,5, а у автомобильных еще больше (без регуляторов до 1:8), то для поддержания на клеммах генератора напряжения в заданных пределах устанавливают регуляторы напряжения.

Поскольку тракторные генераторы работают в более тяжелых условиях, чем автомобильные (значительная запыленность окружающей среды, сильные вибрации и т.п.), их делают закрытыми: внутренняя их полость защищена глухими крышками; тепло отводится в основном через поверхности корпуса и крышек. Для лучшего охлаждения применяют вентиляторы внешнего обдува.

Автомобильные генераторы изготовляют в защищенном исполнении - поток воздуха, создаваемый вентилятором, проходит через внутреннее пространство корпуса и специальные окна в крышках, интенсивно охлаждая нагревающиеся части.

Генераторы характеризуются родом тока, напряжением, мощностью, начальной (без нагрузки), при которой достигается номинальное напряжение, и максимальной (под нагрузкой) частотами вращения.

На тракторах и автомобилях устанавливаются трехфазные синхронные генераторы переменного тока с электромагнитным возбуждением. Их магнитное поле и ротор вращаются с одной и той же частотой - синхронно. Основной магнитный поток создается обмоткой возбуждения, соединенной с аккумуляторной батареей, или обмотками статора (питаемой через выпрямитель). Возможен также режим работы генератора с предварительно намагниченной магнитной системой. Катушки статора образуют трехфазную обмотку, соединенную в звезду, реже в треугольник.

Различают генераторы контактного и бесконтактного типов.

В контактном генераторе ток возбуждения подводится к обмотке ротора через контактные кольца и щетки. В отличие от генераторов постоянного тока здесь не происходит искрения, так как кольца и щетки не выполняют функций коммутации тока. В бесконтактных генераторах нет контактных колец, щеток и вращающихся обмоток; они отличаются высокой надежностью и выдерживают тяжелые условия эксплуатации, но по габаритам и массе несколько больше генераторов контактного типа.

Для зарядки аккумуляторной батареи и питания некоторых потребителей необходим постоянный ток; часть же потребителей может работать как на постоянном, так и на переменном токе. В автотракторном электрооборудовании принято выпрямление генераторного тока, для чего предусмотрены выпрямители, обычно встроенные в генератор.

Генераторы переменного тока отличаются способностью заряжать аккумуляторную батарею на малой частоте вращения холостого хода двигателя. Относительно высокая частота вращения генератора в этом режиме позволяет ему развивать достаточную мощность, тем самым освобождая от работы аккумуляторную батарею. У генераторов же постоянного тока номинальная частота вращения якоря ограничена искрением под щетками; когда же двигатель работает на малой частоте вращения, напряжение генератора меньше напряжения аккумуляторной батареи, и вырабатываемый им ток поступает только в цепь возбуждения и обмотки реле-регулятора.

Установочная мощность генератора определяется в зависимости от тягового класса трактора или грузоподъемности автомобиля и составляет 200-1000 Вт.

Генераторы переменного тока с электромагнитным возбуждением и контактным устройством. На автомобилях (ГАЗ-53А, ЗИЛ-130, КамАЗ, МАЗ, КрАЗ и т. д.) и некоторых тракторах (например, К-701) применяют трехфазные синхронные генераторы переменного тока (Г250, Г271, Г272 и др.) с электромагнитным возбуждением и контактным устройством. Генераторы выполнены по единой схеме и отличаются в основном конструктивными особенностями и электрическими характеристиками.

Рис. 1. Генератор Г272: 1, 12 - крышки; 2 - контактные кольца; 3 - щеткодержатель; 4 - пружина; 5 - щетки; 6 - полюсные наконечники; 7 - крыльчатка; 8 - шкив; 9 - вал; 10, 19 - шариковые подшипники; 11 - втулка; 13 - статор; 14 - обмотка возбуждения; 15 - катушка статора; 16 - зажим; 17 - концы обмотки возбуждения; 18 - выпрямительный блок.

Генератор Г272 автомобилей КамАЗ состоит из статора 13 (рис. 1), ротора, крышек 1 и 12, контактного устройства, выпрямительного блока 18, приводного шкива 8 и других элементов.

Сердечник статора собран из листов электротехнической стали в пакет с равномерно распределенными по окружности 18 зубцами и закреплен винтами между крышками 1 и 12 из алюминиевого сплава. На зубцах размещены восемнадцать обмоточных катушек 15, закрепленных в пазах статора текстолитовыми клиньями. Катушки намотаны проводом диаметром 1,16 мм (восемнадцать витков) и образуют три фазы, включенные звездой. В каждую фазу входят шесть последовательно соединенных катушек, концы которых присоединены к трем зажимам 16 выпрямительного блока 18.

Ротор состоит из вала 9, контактных колец 2, двух полюсных наконечников 6 втулки 11 и обмотки возбуждения 14. Полюсные наконечники стальные, шестиполюсные, северной (N ) и южной (S ) полярности. Расположение таково, что наконечники одной полярности перемещаются между наконечниками противоположной полярности. Между полюсными наконечниками находится втулка 11 обмотки возбуждения 14, содержащей 1490 витков провода диаметром 0,51 мм. Ротор вращается в шариковых подшипниках 19 и 10 (закрытого типа, не требующие смазки), установленных внешними обоймами в крышках генератора. Благодаря крыльчатке 7 на шкиве 8 и прорезям в крышках для охлаждения генератора создается проточная вентиляция.

Контактное устройство образовано двумя медными контактными кольцами 2, щеткодержателем 3, двумя графитовыми щетками 5. прижимаемыми пружинами 4 к контактным кольцам. К изолированным от вала кольцам припаяны концы 17 обмотки возбуждения 14. Одна (изолированная от массы) щетка соединена с зажимом Ш генератора, а вторая через корпус генератора - с массой.

В крышку 1 встроен полупроводниковый выпрямительный блок 18 из шести кремниевых диодов, соединенных в мостовую схему. На крышку со стороны выпрямителя выведены отрицательный и изолированный от массы положительный зажимы. К положительному зажиму присоединены контактной пластиной размещенные на изолированной от массы панели положительные зажимы диодов прямой полярности; отрицательный зажим замыкает на массу контактную пластину диодов обратной полярности.

Техническое обслуживание генератора Г272 (на примере автомобилей КамАЗ) заключается прежде всего в очистке его генератора от грязи, проверке натяжения приводного ремня, затяжке болтов крепления генератора и гайки крепления шкива (ТО-1). Во время ТО-2 проверяют затяжку стяжных болтов генератора и состояние контактных соединений проводов. Через 50 тыс. км пробега (25 тыс. км для нового автомобиля) снимают щеткодержатель 3, проверяют свободное перемещение щеток в направляющих отверстиях, осматривают и при необходимости зачищают контактные кольца 2, испытывают упругость пружин 4. Щетки заменяют, если их высота от опорной плоскости пружины меньше 8 мм.

Бесконтактные индукторные генераторы переменного тока с электромагнитным возбуждением.
На ряде тракторов установлены закрытые бесконтактные трехфазные индукторные генераторы переменного тока типов Г304, Г305, Г306 со встроенными выпрямителями. Генераторы Г304 и Г305 унифицированы по основным деталям и отличаются в основном обмоточными данными. Характерная особенность этих генераторов - отсутствие щеточных контактов и вращающихся обмоток.

Генератор Г306, который относится к усовершенствованным бесконтактным генераторам переменного тока с электромагнитным возбуждением, состоит из статора 5 (рис. 2, а ) с обмоткой 7, ротора 6, задней 3 и передней 9 крышек, обмотки возбуждения 8, выпрямительного блока 10 шкива 11 с крыльчаткой и лап крепления.

Рис. 2. Генератор Г306: а - устройство: 1 - болт выводной клеммы; 2 - изоляционная колодка; 3 - задняя крышка; 4 - стяжной болт; 5 - статор; 6 - ротор; 7 - обмотка статора; 8 - обмотка возбуждения; 9 - передняя крышка; 10 - выпрямительный блок БПВ-30; 11 - шкив с крыльчаткой; 12, 15 - шариковые подшипники; 13 - втулка ротора; 14 - планка; 16 - задняя лапа; б - электрическая схема: ОВ - обмотка возбуждения генератора; ОС - обмотка статора генератора; ВП - выпрямитель: 1 - диоды прямой полярности; 2 - диоды обратной полярности; А - амперметр; ВМ - выключатель массы; В, Ш, М - выводные клеммы; Т - транзистор; Э - эмиттер; К - коллектор; Б - база; Д1 - запирающий диод; Дг - диод гасящего контура; Др - разделительный диод; РЗ - реле защиты; FЗy - удерживающая обмотка реле защиты; P3о - последовательная обмотка реле защиты; РЗв - встречная обмотка реле защиты; РН - регулятор напряжения; ППР - переключатель (винт) сезонной регулировки напряжения; PHО - обмотка регулятора напряжения; Rб - резистор базы транзистора; Rт - резистор температурной компенсации; Rу - ускоряющий резистор; Rд - добавочные резисторы.

Статор 5 набран из листов электротехнической стали, собранных в пакет. На девяти зубцах статора, равномерно распределенных по внутренней окружности, надеты девять катушек трехфазной обмотки. Катушки, выполненные из провода ПЭВ-2 диаметром 1,35 мм с эмалевой изоляцией и двойным покрытием имеют по двадцать восемь витков и закреплены на зубьях клиньями из стеклотекстолита. Каждая фаза обмотки состоит из трех последовательно включенных катушек. Фазы соединены в треугольник (рис. 2, б ). Концы фаз обмотки статора ОС выведены к болтам 1 (рис.2, б ) клемм переменного тока, помещенным на изоляционной колодке 2 задней крышки 3 и обозначенных знаком «~». К этим же клеммам присоединены выводы выпрямителя ВП .

На вал ротора насажена шестиконечная звездочка, набранная из листов электротехнической стали, которые соединены заклепками. Опорами ротора служат шариковые подшипники 12 и 15 закрытого типа. Передняя крышка 9 стальная, к ее торцу с внутренней стороны прикреплена болтами катушка обмотки возбуждения 8, навитая на стальной каркас. Обмотка выполнена из 500 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,74 мм. Начало обмотки соединено с массой генератора, а конец подведен к клемме Ш . помещенной на колодке 2 задней крышки 3. Крышка 3 в прикрепленная к ней лапа отлиты из алюминиевого сплава. На торцовой пасти крышки размешены клеммы с их обозначениями. К передней крышке приварены две лапы для крепления генератора и регулировки натяжения приводного ремня.