Пристрій генератора автомобіля
Основними вузлами генератора є ротор, статор, випрямляючий пристрій та щітковий вузол.
Ротор генератора містить обмотку збудження. Вона виконана у вигляді круглої котушки, намотаної на сталеву втулку. Котушка встановлена на валу ротора і затиснута між двома дзьобоподібними половинами сердечника ротора. Половини напресовані на вал ротора. Такий сердечник називають сердечником із явно вираженими полюсами. Дзюби однієї половини утворюють північний полюс магніту, а дзьоби іншої половини - південний. Кінці обмотки збудження виведені на контактні кільця, якими при обертанні ротора ковзають щітки щіткотримача. Зазвичай одна із щіток з'єднується з висновком, через який подається живлення обмотки збудження, а інша щітка з'єднана з корпусом генератора. Є генератори, у яких обидві щітки з'єднані із ізольованими висновками.
Мал. 1. Основні вузли генератора
Статор генератора складається з сердечника, що набирається із ізольованих листів магнітом'якої електротехнічної сталі, та обмотки. Внутрішня поверхня осердя статора має рівномірно розташовані по колу зубці. Кількість пазів кратна трьома. У пазах між зубцями укладаються витки котушок статора обмотки. Ізоляція котушок від сердечника здійснюється електротехнічним картоном та просоченням статора у зборі ізоляційним лаком. Кожна з трьох фаз статора обмотки містить однакове число послідовно з'єднаних котушок. Цим пояснюється кратність числа пазів і котушок трьох. Три виводу статора обмотки приєднуються до випрямного пристрою.
Магнітний ланцюг генератора утворюється сталевою втулкою, на якій розташована обмотка збудження, двома половинами сердечника ротора, дзьоби яких утворюють полюсні наконечники і зубцями сердечника статора.
Обмотка збудження генератора отримує живлення від генератора чи акумуляторної батареї. Невеликий постійний струм, що надходить в обмотку збудження через щітки та кільця контактні, викликає появу магнітного потоку (лінії 18). Магнітний потік в осьовому напрямку проходить через втулку, потім у радіальному напрямку по лівій половині сердечника ротора та його полюсному наконечнику (дзьобу) та через повітряний зазор у сердечник статора. Вийшовши з осердя статора, магнітний потік через повітряний зазор і полюсний наконечник правої половини осердя ротора замикається через втулку. Так як полюсні наконечники лівої та правої половин сердечника ротора зміщені у просторі, відбувається відповідне зміщення магнітного потоку. Тому, входячи в статор через один зубець, зі статора магнітний потік виходить через інший зубець. При цьому він перетинає котушки статора. При обертанні ротора під кожним зубцем відбувається постійне чергування північного і південного полюсів ротора, що призводить до зміни котушки, що перетинає статора магнітного потоку за величиною і напрямом. В результаті фазних обмотках наводиться змінна е. д. е., що має форму синусоїди, яка випрямляючим пристроєм перетворюється на постійну е. д. с.
Випрямлювальний пристрій сучасних генераторів типу ВПВ складається з шини, яку запресовані діоди зворотної провідності, і шини, в яку запресовані діоди прямої провідності. У діодів прямої провідності негативний висновок, а діодів зворотної провідності позитивний висновок припаиваются безпосередньо до корпусу діода. Тому шина служить позитивним, а шина - негативним виведенням випрямного пристрою і, отже, генератора. Позитивний висновок кожного негативного діода з'єднується з негативним висновком одного з позитивних діодів та виведенням однієї фази статора.
Мал. 2. Генератор 32.3701
Конструктивні особливості автомобільних генераторів розглянемо з прикладу деяких типових конструкцій.
Генератор 32.3701 має найбільш широко застосовуване конструктивне виконання. Він являє собою модифікацію генераторів типу Г250, що часто зустрічаються в експлуатації, аналогічно з якими влаштовані також генератори Г266 і Г271.
Генератор 32.3701 є синхронною електричною машиною із вбудованим випрямляючим блоком. На генераторі є такі висновки: «+» (поз. 22) -для з'єднання з акумуляторною батареєю та споживачами, 111 -для з'єднання з регулятором напруги, «-» (поз. 20) - для з'єднання з корпусом регулятора напруги.
Ротор генератора складається з котушки збудження, намотаної на картонний каркас, одягнений на сталеву втулку. З торців котушка затиснута двома клювоподібними полюсними наконечниками, які утворюють 12-полюсну магнітну систему. Кінці котушки збудження припаяні до двох ізольованих від валу контактних кільців. Втулка, полюсні наконечники та контактні кільця напресовані на вал. Вал обертається у двох кулькових підшипниках закритого типу, встановлених у кришці з боку контактних кілець та кришці з боку приводу. Підшипник має великі розміри в порівнянні з підшипником, так як він сприймає великі радіальні навантаження від шківа, на який тисне ремінь передачі. При складанні підшипників їх заповнюють мастилом, і в процесі експлуатації вони мастила не потребують.
Кришки відливаються із алюмінієвого сплаву. Вони мають вентиляційні вікна. Кришка з боку контактних кілець має лапу для кріплення генератора на двигуні. У ній встановлені пластмасовий щіткотримач 8 та випрямляючий блок (БПВ 4-60-02). Для запобігання від провертання зовнішньої обойми шарикопідшипника у виточці кришки встановлено гумове кільце ущільнювача.
Щіткотримач кріпиться до кришки двома болтами. Дві графітові щітки, встановлені в напрямних отворах щіткотримача, пружинами притискаються контактних кільцях. Одна щітка з'єднана із ізольованим штекерним висновком Ш, інша - з корпусом генератора.
Кришка має дві лапи. Одна нижня, як і лапа кришки, призначена для кріплення генератора на двигуні. Інша, верхня, має різьбовий отвір і призначена для кріплення натяжної планки.
Статор генератора складається з осердя, набраного з окремих ізольованих один від одного пластин електричної сталі та з'єднаних у пакет зварюванням. Сердечник статора встановлений між кришками та стягнутий разом із ними чотирма гвинтами. На внутрішній поверхні сердечника є 36 зубців, в пазах між якими укладена трифазна обмотка статора, з'єднана за схемою подвійна зірка. Кожна фаза є двома паралельно включеними ланцюгами з трьома послідовно з'єднаними котушками. Вільні кінці фаз статора обмотки з'єднані з трьома висновками випрямного блоку. Шина діодів прямої провідності з'єднана з виведенням «+» (поз. 22) генератора, а шина діодів зворотної провідності - з корпусом генератора.
Шків та вентилятор встановлені на валу генератора на шпонці та закріплені гайкою із пружинною шайбою.
Генератор Г286А (Г286В) являє собою трифазну синхронну машину з вбудованими випрямляючим блоком та інтегральним регулятором напруги (ІРН) Я112А. По суті це генераторна установка.
Серце статора, закріплений між кришками трьома болтами, має рівномірно розташованих пазів. Обмотка статора з'єднана за схемою подвійна зірка. Обмотка збудження розташована всередині двох дзьобоподібних половин сердечника ротора. Висновки фазних обмоток з'єднані з випрямляючим блоком (БПВ 8-100-02). Випрямний блок має таку саму конструкцію, як і у генератора 32.3701.
Мал. 3. Генератор Г286А
Відмінною особливістю генератора Г286 є також взаємне розташування контактних кілець і підшипника в кришці.
Так як регулятор напруги вмикається в ланцюг обмотки збудження, його вбудовують у щіткотримач. Разом вони утворюють єдиний знімний блок 6. Кріпиться блок гвинтами до основи щіткотримача, який встановлений на кришці. Болт служить виведенням обмотки збудження та регулятора напруги.
Блок щіткотримача та регулятора напруги складається із щіткотримача, інтегрального регулятора та металевого тепловідведення - кришки.
Регулятор складається з мідної основи, де розміщені елементи схеми, пластмасової кришки для захисту елементів схеми від механічних пошкоджень і жорстких шинних висновків. Мідна основа є негативним виведенням регулятора. Обидва виведення регулятора з'єднані коротко всередині. Один із них є основним, інший – дублюючим. При встановленні на щіткотримач висновки регулятора напруги лягають на шини. До шин приварені струмопровідні канатики, що з'єднують їх із щітками. Зверху на регулятор напруги встановлюється кришка і весь блок скріплюється гвинтами. Таким чином, електричне з'єднання шин регулятора та щіткотримача здійснюється притискним контактом.
Генератор 37.3701 (рис. 4) - генераторна установка, є синхронною машиною змінного струму з вбудованим випрямляючим блоком БПВ 11-60-02 і регулятором напруги 17.3702.
Статор генератора має 36 рівномірно розташованих пазів, в яких розміщена трифазна обмотка, з'єднана за схемою подвійна зірка. Кожна фаза складається з двох паралельно з'єднаних гілок, у кожній з яких шість безперервно намотаних котушок.
Ротор не має особливих конструктивних відмінних рис.
Випрямний блок, вмонтований у кришку, відрізняється від традиційних тим, що в нього вмонтовано три додаткові діоди прямої провідності, через які здійснюється живлення обмотки збудження від генератора. Випрямлена напруга з додаткових діодів подається на штекерний висновок, що позначається на схемах виведення «61», і провідником на штекерний вивід регулятора напруги, який має маркування В. Висновок регулятора через контакт пов'язаний також з однією з щіток. Не показаний малюнку висновок Ш регулятора контактує з іншою щіткою. Регулятор напруги має висновок Б, який провідником з'єднаний з позитивним висновком генератора, що позначається на схемах «30».
Мал. 4. Генератор 37.3701: 1 – кришка з боку контактних кілець; 2 - випрямляючий блок; 3- вентиль випрямного блоку; 4 - гвинт кріплення випрямного блоку; 5 - контактне кільце; 6 - задній шарикопідшипник; 7 – конденсатор; 8 – вал ротора; 9 - висновок "30" генератора; 10 - висновок "61" генератора; 11 - висновок "В" регулятора напруги; 12 – регулятор напруги; 13 – щітка; 14 - шпилька кріплення генератора до натяжної планки; 15 – шків з вентилятором; 16 та 23 - полюсні наконечники ротора; 17 – дистанційна втулка; 18 - передній шарикопідшипник; 19 – кришка з боку приводу; 20 - обмотка ротора; 21 - статор; 22 - обмотка статора; 24 - буферна втулка; 25 - втулка; 26 - підтискна втулка
На генераторі встановлено конденсатор місткістю 2,2 мкФ. Він підключений між корпусом та позитивним висновком генератора. Конденсатор служить для захисту електронного обладнання автомобіля від імпульсів напруги в системі запалення та зниження рівня перешкод радіоприймання.
Характеристики генераторів На автомобілях генератори працюють в умовах постійної частоти обертання і струму навантаження. При цьому має забезпечуватись у певних межах сталість напруги генератора.
Генератори характеризуються насамперед номінальними даними: напругою, струмом, потужністю.
Номінальна напруга генераторів, що працюють у схемах електрообладнання з номінальною напругою 12В, прийнято 14В, а для 24-вольтових схем – 28В. Номінальний струм генератора - це максимальний струм навантаження, який може віддати генератор при частоті обертання ротора 5000 об/хв та номінальній напрузі. Значення номінальної напруги та струму наносяться на кришці генератора. Номінальна потужність визначається як добуток номінальної напруги на номінальний струм.
Енергетичні можливості генераторів характеризуються струмошвидкісною характеристикою. Це залежність струму, який віддається генератором, від частоти обертання ротора (рис. 5). Характеристика знімається при номінальній напрузі генератора і постійному, зазвичай номінальному напрузі на обмотці збудження.
Ця характеристика надзвичайно важлива, тому що вона показує можливості генератора за різної частоти обертання ротора.
З рис. 5 видно, що без навантаження напруга генератора досягає номінальної величини при частоті обертання, яка у різних генераторів коливається від 900 до 1200 об/хв.
Мал. 5. Струмошвидкісна характеристика генераторів
Якорем у синхронній машині є статор. При протіканні по обмотці статора струму виникає магнітне поле статора, спрямоване проти основного магнітного поля ротора і розмагнічує його. При збільшенні струму навантаження зростає струм обмотки статора, посилюється магнітне поле, що призводить до збільшення розмагнічування магнітного поля ротора. В результаті в котушках статора наводиться менша за величиною. д. с. та обмежується максимальна сила струму, що віддається генератором.
Повний опір Z обмотки статора, через яку протікає змінний струм, складається з активного R і індуктивного опорів:
Активний опір статора обмотки залежить тільки від її температури. Зі збільшенням температури воно підвищується. Тому зі збільшенням температури струм віддачі генератора дещо знижується.
Початкова частота обертання нормується технічними умовами конкретні типи генераторів. Задається вона для двох станів генератора: холодного та гарячого. Температура генератора в холодному стані має бути в межах 15-35 °С. Гарячий стан відповідає температурі генератора, що працює в режимі номінальної потужності.
Зазначені характеристики можуть задаватися для двох варіантів живлення обмотки збудження: при живленні обмотки збудження власне від генератора (самовзбудження) і при живленні від стороннього джерела живлення (незалежне збудження). Струм, що віддається генератором при самозбудженні, буде менше струму, що віддається генератором при незалежному збудженні, так як у першому випадку частина йде на живлення обмотки збудження.
Доатегорія: - Електроустаткування автомобілівГенератор - один із головних елементів електроустаткування автомобіля, що забезпечує одночасне живлення споживачів та підзаряд акумуляторної батареї.
Принцип дії пристрою побудований на перетворенні механічної енергії, яка надходить від двигуна, на напругу.
У комплексі з регулятором напруги вузол називається генераторною установкою.
У сучасних автомобілях передбачений агрегат змінного струму, який повністю задовольняє всі заявлені вимоги.
Елементи джерела змінного струму заховані в одному корпусі, який також є основою статорної обмотки.
У процесі виготовлення кожуха застосовуються легкі сплави (найчастіше алюмінію та дюралі), а для охолодження передбачені отвори, що забезпечують своєчасне відведення тепла від обмотки.
У передній та задній частині кожуха передбачені підшипники, до яких і кріпиться ротор – головний елемент джерела живлення.
У кожусі містяться майже всі елементи пристрою. При цьому сам корпус складається з двох кришок, розташованих з лівого та з правого боку - біля приводного валу та контрольних кілець відповідно.
Дві кришки поєднуються між собою за допомогою спеціальних болтів, виготовлених з алюмінієвого сплаву. Цей метал відрізняється незначною масою та здатністю розсіювати тепло.
Не менш важливу роль відіграє щітковий вузол, що передає напругу на контактні кільця та забезпечує роботу вузла.
Виріб складається з пари графітних щіток, двох пружин та щіткотримача.
Також приділимо увагу елементам, розташованим усередині кожуха:
До генераторної установки автомобіля висувається низка вимог:
При цьому кожен автовласник має особливу увагу приділяти рівню та стабільності напруги на виході. Ця вимога викликана тим, що акумулятор чутливий до таких змін.
Наприклад, у разі зниження напруги нижче за норму АКБ не заряджається до необхідного рівня. У результаті можливі проблеми в процесі запуску двигуна.
У зворотній ситуації, коли установка видає підвищену напругу, акумулятор перезаряджається і ламається швидше.
Згаданий вище ланцюжок передбачає проходження струму від АКБ через лампочку контролю.
Головний параметр тут - сила струму, яка перебуває в межах норми. Якщо струм буде завищеним, акумулятор швидко розрядиться, а якщо заниженим – зросте ризик збудження генератора на ХХ моторі (холостих обертах).
З урахуванням цих параметрів підбирається і потужність лампочки, що має становити 2-3 Вт.
Як тільки напруга досягає необхідного параметра, лампочка гасне, а обмотки збудження живляться від автомобільного генератора. При цьому джерело живлення переходить у режим самозбудження.
Зняття напруги проводиться зі обмотки статорної, яка виконана в трифазному виконанні.
Вузол складається з 3-х індивідуальних (фазних) обмоток, намотаних за певним принципом на магнітопроводі.
Струми та напруги в обмотках зміщені між собою на 120 градусів. При цьому самі обмотки можуть збиратися у двох варіантах – «зіркою» або «трикутником».
Якщо вибрано схему «трикутник», фазні струми в 3-х відмотках будуть у 1,73 рази меншими, ніж загальний струм, що віддається генераторною установкою.
Ось чому в автомобільних генераторах великої потужності найчастіше застосовується схема "трикутника".
Це пояснюється меншими струмами, завдяки яким вдається намотати обмотку проводом меншого перерізу.
Такий самий провід можна використовувати і в з'єднаннях типу «зірка».
Щоб створений магнітний потік йшов за призначенням, і прямував до обмотки статора, котушки знаходяться в спеціальних пазах магнітопроводу.
Через появу магнітного поля в обмотках і статорному магнітопроводі, з'являються вихрові струми.
Дія останніх призводить до нагрівання статора та зниження потужності генератора. Для зменшення цього ефекту під час виготовлення магнитопровода застосовуються сталеві пластини.
Вироблена напруга надходить у бортову мережу через групу діодів (випрямний міст), про яку згадувалося вище.
Після відкриття діоди не створюють опору і дають струму безперешкодно проходити в бортову мережу.
Але за зворотному напрузі I не пропускається. Фактично, залишається лише позитивна напівхвиля.
Деякі виробники автомобілів для захисту електроніки змінюють діоди на стабілітрони.
Головною особливістю деталей є здатність не пропускати струм до певного параметра напруги (25-30 Вольт).
Після проходження цієї межі стабілітрон «пробивається» і пропускає зворотний струм. При цьому напруга на «плюсовому» дроті генератора залишається незмінною, що не несе ризику для пристрою.
До речі, здатність стабілітрона підтримувати на висновках постійне U навіть після «пробою» застосовується в регуляторах.
В результаті після проходження діодного моста (стабілітронів) напруга випрямляється, стає постійною.
У багатьох типів генераторних установок обмотка збудження має свій випрямляч, зібраний із трьох діодів.
Завдяки такому підключенню протікання струму розряду від АКБ виключено.
Діоди, які стосуються обмотки збудження, працюють за аналогічним принципом і живлять обмотку постійною напругою.
Тут випрямний пристрій складається з шести діодів, три з яких є негативними.
У процесі роботи генератора струм збудження нижче за параметр, який віддає автомобільний генератор.
Отже, для випрямлення струму на обмотці збудження достатньо діодів із номінальним струмом до двох Ампер.
Для порівняння силові випрямлячі мають номінальний струм до 20-25 ампер. Якщо необхідно збільшити потужність генератора, ставиться ще одне плече з діодами.
Щоб розібратися в особливостях функціонування автомобільного генератора, важливо зрозуміти особливості кожного режиму:
Ключовим елементом генераторної установки є регулятор напруги – пристрій, який підтримує безпечний рівень U на виході статора.
Такі вироби бувають двох типів:
Не менш важливий елемент - контрольна лампа, змонтована на панелі приладів, по якій можна робити висновок про наявність проблем з регулятором.
Запалювання лампочки в момент запуску двигуна має бути короткочасним. Якщо ж вона горить постійно (коли генераторна установка у роботі), це свідчить про поломку регулятора або самого вузла, а також про необхідність ремонту.
Фіксація генераторної установки проводиться за допомогою спеціального кронштейна та болтового з'єднання.
Сам вузол кріпиться в передній частині двигуна завдяки спеціальним лапам і вушам.
Якщо на автомобільному генераторі передбачені спеціальні лапи, останні знаходяться на кришках двигуна.
У разі застосування тільки однієї фіксуючої лапи остання ставиться тільки на передній кришці.
У лапі, встановленій у задній частині, як правило, передбачено отвір із встановленою в ньому дистанційною втулкою.
Завдання останньої полягає в усуненні зазору, створеного між упором та кріпленням.
Кріплення генератора Audi A8.
А так агрегат кріпиться на ВАЗ 21124.
Електроустаткування автомобіля має властивість ламатися. При цьому найбільші проблеми виникають із АКБ та генератором.
У разі виходу з ладу будь-якого з цих елементів експлуатація ТЗ в нормальному режимі роботи стає неможливою або авто виявляється зовсім знерухомленим.
Усі поломки генератора умовно поділяються на дві категорії:
Тепер розглянемо список несправностей та симптоми докладніше.
1. На виході недостатній рівень зарядного струму:
2. Друга ситуація.
Коли автомобільний генератор видає необхідний рівень струму, але АКБ не заряджається.
Причини можуть бути різними:
3. Генератор працює, але видає підвищений шум.
Ймовірні несправності:
Ремонт генератора автомобіля завжди повинен починатися з точної діагностики проблеми, після чого причина усувається шляхом профілактичних заходів або заміни вузла, що вийшов з ладу.
Практика експлуатації показує, що поміняти автомобільний генератор нескладно, але для вирішення завдання потрібно дотримуватися ряду правил:
Врахуйте, що пристрої, змонтовані на автомобілях зарубіжного виробництва, фіксуються не так, як вітчизняного, наприклад, як на генератор TOYOTA COROLLA
На завершення розповіді про автомобільні генератори варто виділити низку порад, що необхідно, а чого не можна робити автовласникам у процесі експлуатації.
Головний момент – установка, у процесі якої важливо з граничною увагою підійти до підключення полярності.
Якщо помилитися в цьому питанні, випрямний пристрій зламається і зростає ризик займання.
Аналогічну небезпеку несе пуск двигуна при некоректно підключених проводах.
Щоб уникнути проблем у процесі експлуатації, варто дотримуватись ряду правил:
Окрему увагу варто приділити реле-регулятору, а також перевірці напруги на виході джерела живлення. У режимі заряду цей параметр має бути на рівні 13,9-14,5 Вольт.
Крім того, іноді перевіряйте знос і достатність зусилля щіток генератора, стан підшипників та контактних кілець.
Також автовласник має запам'ятати і низку заборон, а саме:
Знаючи особливості роботи генератора, нюанси його конструкції, основні несправності та тонкощі ремонту, можна уникнути багатьох проблем із проводкою та АКБ.
Пам'ятайте, що генератор – складний вузол, що потребує особливого підходу до експлуатації.
Важливо постійно стежити за ним, своєчасно проводити профілактичні заходи та заміну деталей (за наявності такої потреби).
За такого підходу джерело живлення і сам автомобіль прослужать дуже довго.
Відповідальність за подачу електроенергії до джерел споживання у транспортному засобі з двигуном внутрішнього згоряння лежить на генераторі. Без нього практично неможливо уявити сучасний мотоцикл чи автомобіль. У статті ми розкриємо принцип роботи генератора, основні його вузли та елементи.
Коли водій провертає ключ запалювання, електрична енергія подається на стартер. Цей пристрій у перші секунди роботи автомобіля є єдиним, хто живиться від акумулятора (АКБ) і допомагає обертати коленвал. Після запуску силової установки обертання двигуна через ремінну передачу передається на генератор.
Практично відразу ж акумулятор із джерела перетворюється на споживача енергії і починає повертати собі заряд. Тепер генератор при працюючому двигуні стає джерелом електрики.
Принцип роботи автомобільного генератора полягає в тому, що він отримує механічну енергію обертання від двигуна та перетворює на електричну енергію.
За відсутності цього приладу в автомобілях не вистачало б на тривалу роботу. Але з генератором виходить не лише відсутність розрядки, а й процес підзарядки.Потужності його вистачає на роботу всіх встановлених електроприладів, що впливають на працездатність машини, а також підвищують комфорт водія та пасажирів.
Коли в автомобілі одночасно запускається кілька енергоємних споживачів, потужності генератора може не вистачати, в такому випадку на допомогу йому приходить акумулятор. Завдяки такій пов'язаній системі споживач не помічає незручностей, а обидва прилади створюють оптимальний варіант роботи електровузлів у машині.
Пристрій і принцип роботи генератора накладають певні зобов'язання щодо виконання своїх функцій. Основні вимоги складаються з таких пунктів:
Привід у всіх автомобілях має стандартний вигляд: шків, встановлений на колінчастому валу, через передачу з'єднаний з шківом на валу ротора пристрою. Розміри шківів передачі встановлюються з необхідності отримання заданого числа оборотів на генераторі.
Кріплення на блоці
У сучасних автомобілях використовую поліклінові ремені. З їхньою допомогою можна передавати більшу кількість оборотів на ротор генератора.
Апарат кріпиться до корпусу блоку у підкапотному просторі.Там же встановлюється натягувач для ременя. Він необхідний для встановлення якісної передачі обертання, щоб унеможливлювати прослизання ременя по шківу. В іншому випадку електрика переключиться на використання АКБ, що призведе до його повної та непомітної розрядки.
Прийнято виділяти дві групи генераторів, що конструктивно відрізняються:
Основними частинами будь-якого генератора є нерухомий блок - статор і елемент конструкції, що обертається - ротор. У статорі знаходиться обмотка з мідних дротів. Він із двох сторін зафіксований кришками, як правило, з легких алюмінієвих сплавів.З боку кріплення шківа – передня кришка, а з боку щіток – задня.
Із задньої частини до щіткового механізму встановлюється регулятор напруги. Там розташований випрямний блок. Кришки фіксують статор і кріпляться між собою за допомогою кількох гвинтів. Лапи, за допомогою яких закріплений генератор на корпусі автомобіля, відливаються разом з кришками. Так само виходить натяжне вухо.
В отворі однієї з лап може бути встановлена втулка, яка допомагає відрегулювати установку генератора на кронштейн, вибираючи зазор. Також вухо натяжного механізму забезпечується кількома отворами для встановлення апарату на автомобілі різних марок.
Те, як працює генератор, залежить від якісного виконання своїх функцій кожного блоку. Основа статора набирається з однакових сталевих листових елементів товщиною до 1 мм. Якщо основа статора (пакет із пластин) зроблена за допомогою навивки, то ярмо блоку містить виступи, що розташовуються під пазами. За такі опуклості проводиться фіксація шарів обмотки. Також виступи допомагають кращому охолодженню всієї конструкції.
Статор генератора
Майже у всіх генераторах число пазів однакове. Їх, як правило, у серійних авто 36. Ізоляція проводиться між ними за допомогою епоксидного ізолятора.
Для автомобільних генераторів основною відмінністю є полюсний пристрій роторів. Обмотка цього вузла закрита двома штампованими металевими чашоподібними половинами, з клювоподібними пелюстками, що виступають. Вони фіксуються на валу, ніби охоплюючи обмотку цими пелюстками.
На валу встановлюються підшипники, один із кінців валу має різьблення зі шпоночним пазом і посадкову поверхню під шків.
Ротор генератора
У цьому блоці встановлені ковзні контакти. В автогенераторах прийняти використовувати два види щіток:
У першому випадку спостерігається періодичне зниження напруги при контактах із кільцем.Це призводить до неякісної роботи генератора, що подає в такій ситуації нестабільну напругу. Проте, вони мають і позитивний ефект, адже відбувається менший знос, на відміну мідних.
Є два основні типи випрямляючих вузлів:
Замикання таких пластин є дуже небезпечним для всього автомобіля. Виною такій події – забруднення, що потрапило між платівками. Воно може виявитися струмопровідним та замкнути позитивну сторону електропроводки з негативною.
Замикання між пластинами може спричинити пожежу в автомобілі.
Щоб уникнути розвитку подій, на виробництві проводиться індивідуальне покриття кожної пластини ізоляційним шаром.
У конструкції використовуються кулькові підшипники. При виробництві генераторів вони одержують мастильний матеріал на весь експлуатаційний термін. Американськими автовиробниками інколи використовуються роликові підшипники. Посадка з боку контактної групи зазвичай "з натягом", а з боку шківа застосовується ковзна посадка. Зворотна логіка використовується при встановленні в посадкові місця кришки.
Демонтаж підшипників генератора
Проворот з боку контактної групи зовнішньої обойми підшипника призводить до виходу з ладу цієї пари, що сполучається (підшипник/кришка).
Так, ротор може зачіпати статор. Щоб уникнути цього, часто ставлять додаткові ущільнення кришку: пластикова втулка, гумове кільце.
Зниження робочої температури здійснюється за допомогою встановлених на валу ротора вентиляторів. Традиційна конструкція передбачає подачу повітря на кришку пристрою контактної групи. При зовнішньому розташуванні щіткового вузла подача охолодження проводиться через захисний кожух, що закриває контакти зі щітками.
Автомобілі з компактним розташуванням вузлів під капотом часто оснащуються генератором зі спеціальним додатковим кожухом. Надходження холодного забірного повітря забезпечується через його прорізи. У генераторах з компактною конструкцією охолодження проводиться з обох боків кришок за рахунок двох вентиляторів.
Також у всіх сучасних генераторах встановлені напівпровідникові електронні регулятори напруги. Регулятор забезпечує теплокомпенсацію. Напруга, що підводиться до АКБ, залежить від підкапотної температури. Чим повітря холодніше, тим більша напруга подається на акумулятор.
Основним вузлом електричної мережі автомобіля по праву вважається генератор. Завдяки роботі цього пристрою забезпечується живлення струмом всіх споживачів енергії авто, починаючи від оптики та магнітоли та закінчуючи допоміжними девайсами, такими як навігатор та реєстратор. Одним із основних елементів даного механізму є статор генератора. Докладніше про його пристрій, діагностику та перемотування обмоток ви можете дізнатися в цій статті.
[ Приховати ]
Статорний елемент складається з таких деталей:
Конструктивно статорний пристрій складається з трьох обмоток, в яких формується три різні значення змінного струму, така схема являє собою трифазний висновок. До корпусу генераторного вузла підключається по одному кінці кожної обмотки, а другий кінець з'єднується з пристроєм, що випрямляє. Щоб посилити та сконцентрувати магнітне поле в обмотувальних елементах, проводок від кожної обмотки прокладається навколо сердечника, який, у свою чергу, має бути виконаний у вигляді металевих пластиків.
Обмотка статорного пристрою знаходиться в спеціальних пазах, кількість яких у більшості агрегатів становить 36. У пазу обмотка зафіксована за допомогою пазового клина, який також виконаний з ізоляційного матеріалу.
У роботі статорного механізму може статися два типи поломок - це обрив в обмотках або їхнє замикання на масу. Внаслідок тривалого впливу вологості та температурних перепадів на торцевій поверхні сердечника можуть розшаруватись та розтріскатися ізоляція. Це, у свою чергу, може стати причиною замикання та прискореного виходу з ладу агрегату в цілому. Незалежно від причини, ознака несправності одна - генераторний вузол перестає нормально функціонувати, у його роботі з'являються неполадки, також агрегат не може генерувати струм.
Як перевірити механізм щодо поломок? Залежно від несправності, статорний механізм то, можливо перевірений щодо обриву чи замикання.
Щоб зробити діагностику обриву, вам знадобиться мультиметр або контрольна лампочка:
Що стосується діагностики щодо короткого замикання, то вона також може бути проведена за допомогою тестера або лампи:
Ремонт статора полягає у перемотуванні обмоток.
Як виконати цю процедуру своїми руками:
Перемотування генератора, на перший погляд, може здатися дуже складним процесом, за який не завжди беруться навіть професіонали. Але це не так і складно. Якщо ви маєте певний досвід і хоч трохи знаєтеся на автомобілях, то зробити це цілком реально і самому в домашніх умовах. Кілька годин – і роботу буде зроблено. Обмотка може вийти з ладу через міжвиткове замикання або замикання на корпусі агрегату. Це може статися через перевантаження під час роботи генератора, розшаровування пластин, зсуву обмотки на корпус, або якщо на обмотку потрапила стороння рідина, яка використовується в автомобілі. Обмотка укладена в пазухах металевого корпусу у вигляді кола з високими магнітними характеристиками і виконана з мідного дроту.
Щоб зробити перемотування генератора, потрібно не так вже й багато інструментів. Вам знадобиться намотувальний верстат, щоб намотувати котушки, на якому також може бути лічильник кількості витків, мідний провід необхідного діаметру, трамбування, щоб укладати котушки в пазухи.Не зайвим буде свердлильний верстат, сушильна та випалювальна печі, щоб сушити статор вже після покриття його лаком.
Також необхідна ємність, де ви просочуватимете статор лаком. Потрібний ще буде молоток, ножиці, олівець, щоб записувати потрібну інформацію, лінійка для вимірів довжини та ширини статора, та набір викруток та ключів. Це є основні інструменти. Далі буде видно щодо ситуації.
Перед початком перемотування генератора необхідно перевірити обмотку. Для цього потрібно зняти та розібрати електродвигун. Зніміть кришку вентилятора, вентилятор і ротор. Потім перевіряється обмотка ротора. Щоб це зробити, вам знадобиться омметр або мультиметр. За допомогою омметра потрібно виміряти опір обмотки, торкнувшись приладом до кільця ротора.
Якщо опір буде в межах 1,8-5 Ом – ротор робітник, якщо він нижче вказаних меж – є короткозамкнуті витки, а якщо опір буде дуже великим, це означатиме, що ланцюг обмотки розірваний. Таке може статися у місцях паяння висновків обмотки до кільця. Якщо ви бачите потемніння та обсипання обмотки, то це говорить про її згоряння. Також після того, як генератор вже розібраний, потрібно перевірити статор. Він перевіряється окремо.
Підключіть омметр до виводів статора обмотки. Якщо обмотка статора ціла і не обірвана, прилад показуватиме малий опір. На око можна визначити, чи є підгоряння ізоляції обмотки або її розтріскування. Статор, де пошкоджена обмотка, необхідно замінити.
В однофазному генераторі обмотки з'єднуються між собою за лінійним принципом. Наприклад: початок першої обмотки - початок другої, кінець другої обмотки - кінець третьої, початок третьої обмотки - початок четвертої і так далі. У трифазному генераторі з'єднання відбувається наступним чином: початок першої обмотки - кінець другий, початок другий - кінець третьої, і так далі, і дві інші фази аналогічно з'єднуються. Також у трифазному генераторі можуть бути з'єднання «зірка» та «трикутник». У поєднанні «зірка» напруга збільшується в 1,72 рази по відношенню до фазного, а в поєднанні «трикутник» воно дорівнює фазному.
Початковим етапом роботи буде розбирання електродвигуна. Потім знімаємо, у разі потреби, намотувальні дані двигуна. Після того, як видалили обмотку, треба очистити пази, де була стара ізоляція, і продути статор.Потім зрубати лобову частину обмотки та видалити котушки. Після чого слід повністю очистити статор та покласти в пази пазову ізоляцію. При цьому виміряти довжину статора і додати до неї ще 1 см для так званої краватки. Потрібно ще визначити ширину пазової ізоляції. Для цього робиться паза гільза, щоб ізоляція максимально щільно лежала в пазі і не виступала за його межі, і потім робимо всі заготовки гільз для пазової ізоляції.
Накресліть їх за шаблоном і наріжте, потім зробіть гільзування пазової ізоляції. Потім знімаємо шаблон для котушок. Щоб намотувати котушки, знадобиться провід необхідного діаметра. Після того, як котушки намотані, можна пробувати їх укладати в пази статора. Між фазними котушками потрібно вкласти ізоляцію. Зробити її можна з плівкоелектрокартону, який є електроізоляційним матеріалом, його нарізаємо та вкладаємо між котушками, тим самим відокремлюючи котушки різних фаз одна від одної.
Далі обв'язуємо лобову частину капронової, кордової або лляної ниткою. Перед тим як просочувати перемотаний статор, треба зібрати двигун, щоб перевірити мегомметр опір між корпусом і обмоткою, і також зробити виміри струму двигуна; а потім знову розбирається двигун, і робиться просочення лаком. Після цього статор підвішуємо, щоб стекли надлишки лаку. Потім робиться сушіння вже готового статора в печі з природною вентиляцією за температури не нижче 120оС. Робити сушіння необхідно не менше двох годин. І тільки потім збирається електродвигун і ще раз перевіряється обмотка статора мегомметром.
