Генераторные установки переменного тока (стр. 5 из 5)
т.е. ток будет равен какой-то постоянной величине, не зависящей от частоты вращения, а определяемой параметрами обмоток генератора и величиной магнитного потока холостого хода.
Рис. 17. Токоскоростные характеристики автомобильного генератора:а—с ограничителем тока в схеме регулирования; б—с самоограничением максимального тока
В зависимости от способа ограничения максимального тока генератора различают два вида токоскоростных характеристик, а именно: с ограничителем тока в схеме регулирования напряжения генератора или с самоограничением максимального тока генератора. В первом случае, когда предельное значение тока генератора при большой частоте вращения больше, чем допустимо по нагреву, выпрямленный ток ограничивается автоматически посредством отдельного элемента — ограничителя тока, входящего в регулирующее устройство (рис. 17, а). Однако это ведет к усложнению конструкции регулирующего устройства, что нежелательно по технико-экономическим и эксплуатационным соображениям.
Для исключения из конструкции регулирующего устройства дополнительного элемента — ограничителя тока, число витков обмотки статора увеличивают и подбирают таким образом, чтобы при увеличении частоты вращения ротора предельное значение тока не превышало допустимой по нагреву величины (рис. 17, б). Тогда ограничитель тока становится излишним, так как генератор приобретает свойство самоограничения отдаваемого им тока. Все современные автомобильные генераторы выполняются с самоограничением отдаваемого ими тока и имеют характеристику, соответствующую рис. 17, б.
Кроме того, различают токоскоростные характеристики в так называемом «холодном» и «горячем» состоянии генератора, которые экспериментально определяют следующим образом. Генератор устанавливают на стенде, имеющем электрический двигатель для привода во вращение ротора генератора, и приборы, соединенные по схеме, приведенной на рис. 15, а или 15, б. В случае снятия характеристики по схеме рис. 15, б (независимого возбуждения) сначала включают выключатель В1 и реостатом устанавливают напряжение возбуждения, равное номинальной величине (т. е. 14 или 28 В), После этого плавно приводят во вращение ротор генератора и тахометром определяют начальную частоту вращения в режиме холостого хода, при которой выпрямленное напряжение достигает величины 14 или 28 В. Затем включают рубильник В2 и снимают характеристику, увеличивая частоту вращения и подбирая на каждой частоте вращения такое положение реостата нагрузки Rn, чтобы выпрямленное напряжение было равно номинальному напряжению 14 или 28 В. Характеристика, снятая таким образом, соответствует «холодному» состоянию.
Для определения токоскоростной характеристики в «горячем» состоянии генератор в комплекте с регулирующим устройством должен предварительно проработать на стенде в режиме нагрузки расчетным током при частоте вращения 3000—3500 об/мин в течение 1, 5—2 ч, после чего снятие характеристик производится так же, как описано выше.
Под расчетным током /р, величина которого определяет размеры и массу генератора, подразумевают: в случае применения в схеме регулирования ограничителя тока (рис. 17, а) — максимальный ток генератора, ограничиваемый ограничителем тока; в генераторе с самоограничением—величину тока нагрузки /р, равную 70—75% от максимальной величины тока самоограничения генератора (рис. 17, б). Частоту вращения ротора генератора, соответствующую расчетному току нагрузки, называют расчетной частотой вращения nр, а режим работы генератора при расчетном токе /р и расчетной частоте вращения Мр — расчетным режимом.
Параметры Iр и np, характеризующие расчетный режим генератора с самоограничением тока, можно определить, проведя из начала координат касательную к токоскоростной характеристике (см. рис. 17, б). Тогда точка касания определяет расчетные величины /р и nр.
Автомобильные генераторы рассчитаны таким образом, что узлы и детали генератора выдерживают тепловую нагрузку, соответствующую любому режиму его работы. Поэтому на табличке генератора обозначают наряду с номинальной величиной напряжения (14 или 28 В) величину максимального тока нагрузки генератора.
В случае применения ограничителя тока эта величина равна току, на который установлен ограничитель, а в случае генератора с самоограничением отдаваемого тока — максимальному току самоограничения.
Максимальная мощность генератора переменного тока определяется по соотношению
, где Udn — номинальное выпрямленное напряжение, равное по ГОСТ 3940—71, соответственно 14 или 28 В; IГmax — максимальный ток нагрузки генератора.Генераторы с номинальным напряжением 14 и 28 В предназначены для работы соответственно в 12-вольтной и 24-вольтной системе электрооборудования автомобиля.
Для оценки использования материалов генератора применяется «коэффициент использования» (максимальный)
, где Gr - масса генератора, кг (без шкива).Однако так как масса электрических машин зависит не от их мощности, а от момента (т. е. мощности, деленной на частоту вращения), то пользоваться этим коэффициентом можно только для сравнения технического уровня генераторов с одинаковой или близкой частотой вращения.
Поэтому для более объективной оценки технического уровня и совершенства расчета в смысле использования материалов генератора применяется удельный коэффициент использования, учитывающий различную частоту вращения
Удельный коэффициент использования также при одинаковом использовании материалов генератора несколько увеличивается с увеличением их мощности, однако это увеличение в пределах колебания мощностей автомобильных генераторов сравнительно невелико.
На практике в случаях, когда токоскоростная характеристика неизвестна и, следовательно, определить величину /р и «р нельзя, пользуются удельным коэффициентом использования по холостому ходу
где nx — начальная частота вращения при холостом ходе, которая обычно указывается в каталогах.
Этот коэффициент приблизительно пропорционален предыдущему, наиболее правильному оценочному параметру и составляет
В технических условиях на генераторы, как правило, указывают следующие параметры токоскоростной характеристики генераторов в «холодном» и «горячем» состояниях: начальную частоту вращения в режиме холостого хода nx; расчетную частоту вращения ротора генератора np; максимальную частоту вращения ротора генератора nmах; максимальный ток нагрузки генератора IГмах.
Список использованной литературы
1. Василевский В.И., Купеев Ю.А. Автомобильные генераторы.
М., «Транспорт», 1978
2. Данов Б.А., Рогачев В.Д. Электронные приборы автомобилей.
М., «Транспорт», 1996
Оглавление
Введение…………………………………………………………………………………………………. 1
Устройство генераторной установки……………………………………………………………………2
Принцип работы генератора……………………………………………………………………………..5
Характеристики генератора…………………………………………………………………………….. 7