Магнитоэлектрический бесконтактный генератор с импульсным регулятором напряжения (стр. 3 из 15)
В автотракторной промышленности наибольшее распространение получили индукторные генераторы с односторонним и двусторонним возбуждением. Рассмотрим некоторые из них.
- Бесконтактный автомобильный генератор мощностью 1.5 кВт./8/.
Генератор предназначен для установки на двигатели ЯМЗ-740 и Камаз-4310.Генератор работает в схеме электрооборудования параллельно с АБ в комплекте с регулятором напряжения РР133 (Рис.8). Генератор представляет собой одноименно- полюсную семифазную индукторную машину с односторонним электромагнитным возбуждением и встроенным кремниевым выпрямителем (рис. 9) и состоит из трех основных узлов: статора, ротора и системы возбуждения с задней крышкой и катушкой возбуждения на каркасе. В узел ротора входит ротор, три подшипника и ось.
Пакет статора шихтован из листовой стали, имеет 14 зубцов, на которых закреплены катушки семифазной обмотки, выполненные проводом ПЭВ-2 диаметром 1,25 мм с числом витков 44 каждая. Соединение катушек в фазе последовательное. Фазы соединены в семиугольник.
Конструкция генератора позволяет снизить до минимума массу вращающихся частей, что в свою очередь положительно сказалось на величине момента инерции, которое имеет большое значение с точки зрения воздействия на элементы ременного привода.Отсутствие скользящих контактов, монолитный ротор, отсутствие перекосов в подшипниках, простота конструкции и технологии изготовления являются предпосылкой высокой надежности генератора и стабильности в процессе производства. Технология сборки и разборки генератора очень проста. Благодаря консольному креплению узел ротора можно легко снимать н устанавливать, не нарушая при этом посадок подшипников. Для этого достаточно отвернуть болт на торце задней крышки и вынуть хвостовик оси из отверстия.Момент инерции генератора 1.5 кВт равен 8 10 Н м, что примерно в два раза меньше, чем генератора с клювообразной магнитной системой близкой мощности. КПД генератора высок и составляет в среднем 70%. Техническое обслуживание генератора заключается только в периодической проверке состояния н надежности крепления проводов, крепления генератора на двигателе и проверке натяжения приводного ремня.
Рис.9.Генератор мощностью 1.5 кВт.
1- корпус выпрямительного блока; 2- теплоотвод; 3- крышка задняя; 4- катушка возбуждения; 5- статор; 6- ротор; 7- крышка передняя; 8- вентилятор; 9- шкив; 10- шарикоподшипник задний; 11- ступица ротора; 12- шарикоподшипники передние; 13- ось
Для оценки уровня качества генератора в Таблице № 3 приведены его основные технические характеристики в сравнении с характеристиками ближайшего зарубежного аналога - бесконтактного генератора Е80 фирмы Maremont (США).
Таблица № 3
| Страна, фирма, модель | ||
| Параметры | АЗТЭ 21.3701 | Mareton E80(США) |
| Напряжение номинальное, В | 28 | 14 |
| Ток максимальный, А | 54 | 93 |
| Начальная частота вращения при холостом ходе, мин | 950 | 1020 |
| Расчетный ток нагрузки, А | 37 | 60 |
| Масса генератора, кг | 15 | 18.3 |
| Удельный коэффициент использования | 38.4 | 24.8 |
| Ресурс 90%-ный до первого кап.ремонта, тыс.км | 400 | 400 |
- Тракторная генераторная установка мощностью 2 кВт /9/.
Генератор 11.3701 напряжением 28 В предназначен для тракторов Т-330 и Т-550 Чебоксарского завода тракторов. Мощность обусловлена применением мощных потребителей (осветительного оборудование, электромагнитный привод управления различными механизмами и агрегатами, фреоновый кондиционер).
Рис. I0. Общий вид (а) и токоскоростная характеристика (б) генератора 11.3701
Рис.11. Электрическая схема генераторной установки.
Конструктивно генератор 11.3701 аналогичен генератору Г-3О3 и представляет собой индукторную одноименнополюсную электромашину с односторонним электромагнитным возбуждением и встроенным кремниевым выпрямителем.
На рис.10. представлены общий вид и токоскоростная характеристика генератора, на рис.11 - электрическая схема установки. Привод генератора при помощи гидромуфты, благодаря чему устраняется нагрузка от радиальных усилий /9/.
В Таблице № 4 приведены основные технические данные разработанного генератора сравнительно с генераторами зарубежных фирм.
Таблица № 4
| Генераторы | |||
| Параметры | 11.3701 | Т4 бесщеточный (Bosch,ФРГ) | АС203 (Lucas,Англия) |
| Напряжение номинальное, В | 28 | 28 | 28 |
| Ток максимальный, А | 95 | 60 | 60 |
| Частота вращения при расчетном токе, мин | 2500 | 2500 | 1280 |
| Расчетный ток нагрузки, А | 72 | 40 | 60 |
| Масса генератора, кг | 24 | 21 | 24 |
| Удельный коэффициент использования | 33.6 | 21.3 | 55 |
Тракторный генератор мощностью 1 кВт /10/.Алтайским заводом тракторного электрооборудования совместно с НИИ автоприборов разработан тракторный генератор переменного тока 15.3701 мощностью 1 кВт напряжением 14 В со встроенным кремниевым выпрямителем и регулятором напряжения Я112Б.Интегральный регулятор напряжения Я112Б обеспечивает высокую точность регулирования в рабочем диапазоне тока нагрузки, частоты вращения генератора температуры окружающего воздуха. Недавно внедрен в производство генератор 2102.3707 индукторного типа, предназначенный для установки на автомобилях КамАЗ и "Урал"/6/.
Рис. I2. Принципиальная электрическая схема генераторной установки.
Генератор 15.3701 (рис.13) выполнен на базе и взамен выпускаемого в на заводе АЗТЭ генератора Г309.
1.3 Современные тенденции развития бесконтактных генераторных установок и регулирование напряжения в них
Анализ показывает, что требуемая мощность потребителей в автотранспортных средствах каждые 10 лет возрастает на 10-15 % /11/.
Определилось несколько основных направлений совершенствования. Это увеличение частот вращения роторов генератора и стартера; повышение напряжения бортовой сети; замена стартера и генератора одной электрической машиной (стартер- генератором).
На самых современных зарубежных легковых автомобилях по-прежнему устанавливаются генераторы с контактными кольцами. Рассмотрим некоторые технические характеристики этих электромашин:
Генератор КCI4 (фирма "Бош"): рабочий диапазон частот вращения вала - 1080-6000 мин'; расчетная мощность - 750 Вт при частоте вращения 2000 мин-'; максимальная мощность - 1127 Вт при 6000 мин'; расчетный ток - 51 А.
Генератор 100211-2550 (фирма "Дэнсо"): диапазон рабочих частот вращения вала - 1025-6000 мин'; расчетная мощность - 560 Вт при 2000 мин''; максимальная мощность - 1000 Вт. Генератор имеет дополнительное плечо выпрямителя, подключенное к нулевой точке обмотки статора, благодаря чему ток отдачи при 6000 мин' возрос, по сравнению с обычным исполнением почти на 8 А.
На зарубежных легковых автомобилях в последнее время стали применять и чехословацкие генераторы на 14 В, 55 А. Расчетная их мощность-505 Вт при 2000 мин', максимальная - 800 Вт.
Диапазон частот вращения вала - 1000-6000 мин'.Максимальный ток - 57 А. Коэффициент использования генератора при расчетном токе нагрузки -57 мВт/(кг/мин'), т.е. он занимает середину диапазона коэффициентов генераторов западно-европейских и японских фирм (52-60 мВт/(кгмин').
Как видно, зарубежные фирмы серийно выпускают генераторы для легковых автомобилей, имеющие примерно одинаковые характеристики: рабочий диапазон частот вращения вала - 1100-6000 мин'; номинальная частота его вращения - 2000 мин'; расчетный ток- 50-60 А.
Таким образом, генераторы, выпускаемые зарубежными фирмами, особым разнообразием характеристик не отличаются. Хотя применение постоянных магнитов может снизить массогабаритные показатели на 30-40%. Постоянные магниты повышают удельную мощность генераторов до 0,5 кВт/кг.
В нашем отечественном автомобилестроении основной генератор для легковых автомобилей - это генератор 37.3701 с контактными кольцами. Его напряжение - 14 В, расчетная мощность - 750 Вт, расчетный ток - 55 А, масса - 4,4 кг; удельный коэффициент использования - 58 мВт/(кгмин'), что соответствует уровню западных образцов /11/.