Generator samochodowy: jak działa i jakie funkcje spełnia? Proste sposoby i schematy podłączenia generatora samochodowego Urządzenie do generatorów samochodowych.

Zasada działania generatora.

Działanie generatora opiera się na efekcie indukcji elektromagnetycznej. Jeśli cewka, na przykład wykonana z drutu miedzianego, zostanie przebita przez strumień magnetyczny, to przy jego zmianie na zaciskach cewki pojawi się zmienne napięcie elektryczne. I odwrotnie, do wytworzenia strumienia magnetycznego wystarczy przepuścić prąd elektryczny przez cewkę. Tak więc, aby uzyskać zmienny prąd elektryczny, wymagana jest cewka, przez którą przepływa stały prąd elektryczny, tworzący strumień magnetyczny, zwany uzwojeniem wzbudzenia, oraz układ słupów stalowych, którego celem jest doprowadzenie strumienia magnetycznego do cewek , zwane uzwojeniem stojana, w którym indukowane jest napięcie przemienne. Cewki te są umieszczone w rowkach konstrukcji stalowej, obwodu magnetycznego (żelaznej obudowy) stojana. Uzwojenie stojana wraz z obwodem magnetycznym tworzy sam stojan generatora, jego najważniejszą część stałą, w której wytwarzany jest prąd elektryczny, a uzwojenie wzbudzenia wraz z układem biegunów i innymi częściami (wał, pierścienie ślizgowe) tworzy wirnik, jego najbardziej ważna część obrotowa. Uzwojenie wzbudzenia może być zasilane z samego generatora. W tym przypadku generator działa na zasadzie samowzbudzenia. Jednocześnie szczątkowy strumień magnetyczny w generatorze, tj. strumień, który tworzy stalowe części obwodu magnetycznego przy braku prądu w uzwojeniu wzbudzenia, jest mały i zapewnia samowzbudzenie generatora tylko przy zbyt duże prędkości. Dlatego w obwodzie zespołu prądotwórczego, w którym uzwojenia wzbudzenia nie są podłączone do akumulatora, wprowadza się takie zewnętrzne połączenie, zwykle poprzez lampkę stanu zespołu prądotwórczego. Prąd płynący przez tę lampę do uzwojenia wzbudzenia po włączeniu stacyjki i zapewnia wstępne wzbudzenie generatora. Natężenie tego prądu nie powinno być zbyt duże, aby nie rozładować akumulatora, ale też nie za małe, ponieważ w tym przypadku generator wzbudza się przy zbyt dużych prędkościach, dlatego producenci określają wymaganą moc próbnika - zwykle 2 . .3 W.

Gdy wirnik obraca się naprzeciw cewek uzwojenia stojana, bieguny „północny” i „południowy” wirnika pojawiają się naprzemiennie, tzn. zmienia się kierunek strumienia magnetycznego przenikającego przez cewkę, co powoduje pojawienie się w niej napięcia przemiennego. Częstotliwość tego napięcia f zależy od częstotliwości obrotów wirnika generatora N i liczby jego par biegunów p:

f=p*N/60

Z rzadkimi wyjątkami generatory firm zagranicznych, a także krajowych, mają sześć biegunów „południowych” i sześć „północnych” w układzie magnetycznym wirnika. W tym przypadku częstotliwość f jest 10 razy mniejsza niż częstotliwość obrotów i wirnika generatora. Ponieważ wirnik generatora otrzymuje swój obrót z wału korbowego silnika, częstotliwość obrotów wału korbowego silnika można zmierzyć na podstawie częstotliwości napięcia przemiennego generatora. Aby to zrobić, generator wytwarza wyjście uzwojenia stojana, do którego podłączony jest obrotomierz. W tym przypadku napięcie na wejściu obrotomierza ma charakter pulsujący, ponieważ okazuje się, że jest podłączone równolegle do diody prostownika mocy generatora. Biorąc pod uwagę przełożenie i napędu pasowego z silnika do generatora, częstotliwość sygnału na wejściu obrotomierza f t jest powiązana z prędkością wału korbowego silnika N silnik przez przełożenie:

f=p*N dv (i)/60

Oczywiście, jeśli pasek napędowy się ślizga, to przełożenie jest nieco zaburzone i dlatego należy dbać o to, aby pasek był zawsze odpowiednio napięty. Gdy p=6, (w większości przypadków) powyższy stosunek jest uproszczony f t = N dv (i)/10. Sieć pokładowa wymaga stałego zasilania napięciem. Dlatego uzwojenie stojana zasila sieć pokładową pojazdu przez prostownik wbudowany w generator.

Uzwojenie stojana generatorów firm zagranicznych, a także krajowych, jest trójfazowe. Składa się z trzech części, zwanych uzwojeniami fazowymi lub po prostu fazami, w których napięcie i prądy są przesunięte względem siebie o jedną trzecią okresu, czyli o 120 stopni elektrycznych, jak pokazano na ryc. I. Fazy można łączyć w „gwiazdę” lub „trójkąt”. W tym przypadku rozróżnia się napięcia i prądy fazowe i liniowe. Napięcia fazowe U f działają między końcami uzwojeń fazowych. W uzwojeniach tych płyną prądy I f, natomiast między przewodami łączącymi uzwojenie stojana z prostownikiem działają napięcia liniowe U l. W przewodach tych płyną prądy liniowe J l. Oczywiście prostownik koryguje te wielkości, które są do niego dostarczane, tj. liniowy.

Ryc.1. Schemat ideowy agregatu prądotwórczego.

U f1 - U f3 - napięcie w uzwojeniach fazowych: U d - napięcie wyprostowane; 1, 2, 3 - uzwojenia trzech faz stojana: 4 - diody prostownika mocy; 5 - bateria; 6 - obciążenie; 7 - diody prostownika uzwojenia wzbudzenia; 8 - uzwojenie wzbudzenia; 9 - regulator napięcia

Po podłączeniu w „trójkąt” prądy fazowe są 3 razy mniejsze niż liniowe, podczas gdy „gwiazda” ma takie same prądy liniowe i fazowe. Oznacza to, że przy takim samym prądzie wydzielanym przez generator, prąd w uzwojeniach fazowych podłączonych do „trójkąta” jest znacznie mniejszy niż w przypadku „gwiazdy”. Dlatego w generatorach dużej mocy często stosuje się połączenie w trójkąt, ponieważ przy niższych prądach uzwojenia można nawijać cieńszym drutem, który jest bardziej zaawansowany technologicznie. Jednak napięcia liniowe od „gwiazdy” do pierwiastka z 3 są większe niż napięcie fazowe, podczas gdy przy „trójkącie” są równe i aby uzyskać to samo napięcie wyjściowe, przy tych samych prędkościach, „trójkąt” wymaga odpowiedni wzrost liczby zwojów jego faz w porównaniu z „gwiazdą”.

W przypadku połączenia w gwiazdę można również użyć cieńszego drutu. W tym przypadku uzwojenie składa się z dwóch równoległych uzwojeń, z których każde jest połączone w „gwiazdę”, tj. Uzyskuje się „podwójną gwiazdę”.

Prostownik do układu trójfazowego zawiera sześć półprzewodnikowych diod mocy, z których trzy: VD1, VD3 i VD5 są podłączone do zacisku „+” generatora, a pozostałe trzy: VD2, VD4 i VD6 są podłączone do „ -" ("grunt"). W przypadku konieczności zwiększenia mocy generatora stosuje się dodatkowe ramię prostownika oparte na diodach VD7, VD8, co pokazano na rys. 1 linią przerywaną. Taki obwód prostownika może mieć miejsce tylko wtedy, gdy uzwojenia stojana są połączone w „gwiazdę”, ponieważ dodatkowe ramię jest zasilane z „zerowego” punktu „gwiazdy”.

W przypadku znacznej liczby typów generatorów firm zagranicznych uzwojenie pola jest podłączone do własnego prostownika, zmontowanego na diodach VD9-VD 11. Takie połączenie uzwojenia pola zapobiega przepływowi przez niego prądu rozładowania akumulatora, gdy silnik samochodu nie pracuje. Diody półprzewodnikowe są w stanie otwartym i nie zapewniają znacznego oporu przepływu prądu, gdy przyłożone jest do nich napięcie w kierunku do przodu i praktycznie nie przepuszczają prądu, gdy przyłożone jest napięcie wsteczne. Zgodnie z wykresem napięcia fazowego (patrz ryc. 1) można określić, które diody są w tej chwili otwarte, a które zamknięte. Napięcia fazowe U f1 działają w uzwojeniu pierwszej fazy, U f2 - drugiej, U f3 - trzeciej. Napięcia te zmieniają się wzdłuż krzywych zbliżonych do sinusoidy iw pewnych momentach są dodatnie, w innych ujemne. Jeżeli dodatni kierunek napięcia w fazie zostanie przyjęty wzdłuż strzałki skierowanej do punktu zerowego uzwojenia stojana i ujemny od niego, to na przykład przez czas t 1, gdy napięcie drugiej fazy jest nieobecne , pierwsza faza jest dodatnia, a trzecia ujemna. Kierunek napięć fazowych odpowiada strzałkom pokazanym na ryc. 1. Prąd płynący przez uzwojenia, diody i obciążenie będzie płynął w kierunku wskazanym przez te strzałki. W tym samym czasie diody VD1 i VD4 są otwarte. Rozważając dowolne inne momenty czasowe łatwo sprawdzić, że w trójfazowym układzie napięciowym występującym w uzwojeniach fazowych generatora diody prostownika mocy przechodzą od stanu otwartego do zamkniętego i odwrotnie w taki sposób, że prąd w obciążenie ma tylko jeden kierunek - od zacisku „+” agregatu prądotwórczego do jego wyjścia „-” („masa”), czyli w obciążeniu płynie prąd stały (wyprostowany). Diody prostownicze uzwojenia wzbudzenia działają w podobny sposób, zasilając to uzwojenie prądem wyprostowanym. Ponadto prostownik uzwojenia wzbudzenia zawiera również 6 diod, ale trzy z nich VD2, VD4, VD6 są wspólne z prostownikiem mocy. Tak więc w czasie t 1 diody VD4 i VD9 są otwarte, przez które wyprostowany prąd wpływa do uzwojenia wzbudzenia. Prąd ten jest znacznie mniejszy niż prąd dostarczany przez generator do obciążenia. Dlatego małe diody niskoprądowe o prądzie nie większym niż 2 A są stosowane jako diody VD9-VD11 (dla porównania diody prostownika mocy umożliwiają przepływ prądów do 25 ... 35 A).

Pozostaje rozważyć zasadę działania ramienia prostownika zawierającego diody VD7 i VD8. Gdyby napięcia fazowe były czysto sinusoidalne, diody te w ogóle nie brałyby udziału w procesie konwersji prądu przemiennego na stały. Jednak w rzeczywistych generatorach kształt napięć fazowych różni się od sinusoidy. Jest to suma sinusoid, które nazywane są składowymi harmonicznymi lub harmonicznymi – pierwszej, której częstotliwość pokrywa się z częstotliwością napięcia fazowego, oraz wyższych, głównie trzeciej, której częstotliwość jest trzykrotnie wyższa od pierwszej. Reprezentację rzeczywistej postaci napięcia fazowego jako sumy dwóch harmonicznych (pierwszej i trzeciej) przedstawiono na rys.2. Z elektrotechniki wiadomo, że w napięciu liniowym, czyli w napięciu, które jest doprowadzane do prostownika i prostowane, nie ma trzeciej harmonicznej. Wynika to z faktu, że trzecia harmoniczna wszystkich faz

Ryc.2. Reprezentacja napięcia fazowego Uf jako sumy sinusoid pierwszej harmonicznej U 1 i trzeciej U 3

Napięcie wyprostowane, jak pokazano na rys. 1, jest pulsujące. Tętnienia te można wykorzystać do zdiagnozowania prostownika. Jeśli tętnienia są identyczne, prostownik działa normalnie, ale jeśli obraz na ekranie oscyloskopu ma naruszenie symetrii, dioda może ulec uszkodzeniu. Kontrolę należy przeprowadzić przy odłączonym akumulatorze. Należy zwrócić uwagę na to, że pod pojęciem „dioda prostownicza” nie zawsze kryje się zwykła konstrukcja, która ma obudowę, wyprowadzenia itp. czasem jest to po prostu półprzewodnikowe złącze krzemowe zapieczętowane na radiatorze.

Zastosowanie w regulatorze napięcia elektroniki, a zwłaszcza mikroelektroniki, tj. zastosowanie tranzystorów polowych czy wykonanie całego układu regulatora napięcia na krzemowym monokrysztale, wymagało wprowadzenia elementów chroniących go przed wysokimi przepięciami w generatorze zestaw, które występują np. przy nagłym odłączeniu akumulatora, zrzucie obciążenia. Taką ochronę zapewnia fakt, że diody mostka mocy zostały zastąpione diodami Zenera. Różnica między diodą Zenera a diodą prostowniczą polega na tym, że po przyłożeniu do niej napięcia w przeciwnym kierunku nie przepuszcza ona prądu tylko do pewnej wartości tego napięcia, zwanej napięciem stabilizującym. Zwykle w diodach Zenera mocy napięcie stabilizujące wynosi 25 ... 30 V. Po osiągnięciu tego napięcia diody Zenera „przebijają się”, to znaczy zaczynają przepuszczać prąd w przeciwnym kierunku iw pewnych granicach zmiana siły tego prądu, napięcie na diodzie Zenera, a zatem i na wyjściu „+” generatora pozostaje niezmienione, nie osiągając wartości niebezpiecznych dla elementów elektronicznych. Właściwość diody Zenera do utrzymywania stałego napięcia na jej zaciskach po „awarii” jest również wykorzystywana w regulatorach napięcia.

Urządzenie generatora

Ze względu na konstrukcję agregaty prądotwórcze można podzielić na dwie grupy - prądnice o konstrukcji tradycyjnej z wentylatorem na kole napędowym oraz prądnice o tzw. konstrukcji zwartej z dwoma wentylatorami w komorze wewnętrznej prądnicy. Zwykle generatory „kompaktowe” wyposażone są w napęd o zwiększonym przełożeniu poprzez pasek klinowy i dlatego zgodnie z terminologią przyjętą przez niektóre firmy nazywane są generatorami szybkoobrotowymi. Jednocześnie w ramach tych grup można wyróżnić generatory, w których zespół szczotkowy znajduje się w wewnętrznej wnęce generatora pomiędzy układem biegunów wirnika a pokrywą tylną oraz generatory, w których umieszczone są pierścienie ślizgowe i szczotki poza jamą wewnętrzną. W tym przypadku generator ma obudowę, pod którą znajduje się zespół szczotki, prostownik i z reguły regulator napięcia.

Każdy generator zawiera stojan z uzwojeniem umieszczonym pomiędzy dwiema osłonami - przednią od strony napędu i tylną od strony pierścieni ślizgowych. Odlane ze stopów aluminium pokrywy posiadają okienka wentylacyjne, przez które powietrze jest wdmuchiwane przez wentylator przez generator.

Generatory o konstrukcji tradycyjnej wyposażone są w okienka wentylacyjne tylko w końcowej części, generatory o konstrukcji „kompaktowej” znajdują się również w części cylindrycznej nad przednimi bokami uzwojenia stojana. „Zwarta” konstrukcja wyróżnia się również mocno rozwiniętym przetłoczeniem, szczególnie w cylindrycznej części osłon. Zespół szczotek, często łączony z regulatorem napięcia, oraz zespół prostownika są mocowane do pokrywy od strony pierścieni ślizgowych. Pokrywy są zwykle skręcane ze sobą trzema lub czterema śrubami, a stojan jest zwykle umieszczony pomiędzy pokrywami, których powierzchnie uszczelniające zakrywają stojan wzdłuż zewnętrznej powierzchni. Czasami stojan jest całkowicie zagłębiony w przedniej pokrywie i nie opiera się o tylną pokrywę, zdarzają się konstrukcje, w których środkowe arkusze pakietu stojana wystają ponad resztę i stanowią gniazdo dla pokryw. Nogi montażowe i ucho napinające generatora odlane są razem z osłonami, ponadto jeżeli mocowanie jest dwuramienne to nóżki posiadają obie osłony, jeżeli jednocięgnowe tylko przednią. Istnieją jednak konstrukcje, w których zapięcie jednoramienne realizowane jest poprzez łączenie rąbków okładki tylnej i przedniej, a także zapięcie dwuramienne, w których jedna z nóżek, wykonana ze stali tłoczonej, przykręcana jest do tylną okładkę, jak na przykład w niektórych generatorach Paris-Rhone z poprzednich numerów. W przypadku mocowania dwuramiennego, tuleja dystansowa jest zwykle umieszczona w otworze tylnej nogi, co pozwala wybrać szczelinę między wspornikiem silnika a siedziskiem nogi podczas instalacji generatora. Otwór w uchu napinającym może być z gwintem lub bez, ale jest też kilka otworów, co umożliwia zainstalowanie tego generatora w silnikach różnych marek. W tym samym celu na jednym generatorze zastosowano dwa ucha napinające.

Ryc.3

1 - rdzeń, 2 - uzwojenie, 3 - klin rowkowany, 4 - rowek, 5 - wyjście do podłączenia prostownika

Stojan generatora (ryc. 3) wykonany jest z blach stalowych o grubości 0,8 ... 1 mm, ale częściej jest nawijany „na krawędź”. Taka konstrukcja zapewnia mniej odpadów podczas przetwarzania i wysoką produktywność. Gdy pakiet stojana jest wykonany przez uzwojenie, jarzmo stojana ma zwykle występy nad rowkami, wzdłuż których ustala się położenie warstw względem siebie podczas nawijania. Te wypukłości poprawiają chłodzenie stojana dzięki bardziej rozwiniętej powierzchni zewnętrznej. Potrzeba oszczędzania metalu doprowadziła również do stworzenia konstrukcji obudowy stojana, złożonej z oddzielnych segmentów w kształcie podkowy. Mocowanie pomiędzy poszczególnymi arkuszami pakietu stojana w monolityczną konstrukcję odbywa się za pomocą spawania lub nitów. Prawie wszystkie produkowane seryjnie generatory samochodowe mają 36 gniazd, w których znajduje się uzwojenie stojana. Rowki są izolowane izolacją z folii lub natryskiwane masą epoksydową.

Ryc.4

A - rozłożona pętla, B - skoncentrowana fala, C - rozłożona fala
------- 1 faza, - - - - - - 2 fazy, -..-..-..- 3 fazy

W rowkach znajduje się uzwojenie stojana, wykonane zgodnie ze schematami (ryc. 4) w postaci rozproszonej pętli (ryc. 4, A) lub skoncentrowanej fali (ryc. 4, B), rozproszonej fali (ryc. 4 , C) uzwojenia. Uzwojenie pętlowe charakteryzuje się tym, że jego odcinki (lub półprzekroje) wykonane są w postaci cewek z połączeniami czołowymi po obu stronach pakietu stojana naprzeciw siebie. Uzwojenie falowe naprawdę przypomina falę, ponieważ jego czołowe połączenia między bokami sekcji (lub półsekcji) znajdują się naprzemiennie po jednej lub drugiej stronie pakietu stojana. W przypadku uzwojenia rozproszonego przekrój jest podzielony na dwie połówki wychodzące z jednego rowka, przy czym jedna połówka biegnie w lewo, a druga w prawo. Odległość między bokami przekroju (lub półprzekroju) każdego uzwojenia fazowego wynosi 3 podziały rowków, tj. jeżeli jedna strona przekroju leży w rowku konwencjonalnie przyjmowanym jako pierwszy, to drugi bok pasuje do czwartego rowka. Uzwojenie mocowane jest w rowku za pomocą klina rowkowego wykonanego z materiału izolacyjnego. Po ułożeniu uzwojenia obowiązkowe jest zaimpregnowanie stojana lakierem.

Cechą generatorów samochodowych jest rodzaj układu biegunów wirnika (ryc. 5). Zawiera dwie połówki tyczki z występami - tyczki w kształcie dzioba, po sześć na każdej połówce. Połówki słupów są wykonane metodą tłoczenia i mogą posiadać występy - półtuleje. W przypadku braku występów, podczas dociskania do wału, między połówkami biegunów instaluje się tuleję z uzwojeniem wzbudzenia nawiniętą na ramie, natomiast uzwojenie przeprowadza się po zainstalowaniu tulei wewnątrz ramy.

Ryc.5. Wirnik generatora samochodowego: a - zmontowany; b - zdemontowany system słupów; 1,3-biegunowe połówki; 2 - uzwojenie wzbudzenia; 4 - pierścienie kontaktowe; 5 - wał

Jeśli połówki biegunów mają półtuleje, to uzwojenie wzbudzenia jest wstępnie nawijane na ramę i instalowane podczas dociskania połówek biegunów, tak aby półtuleje weszły w ramę. Końcowe policzki ramy posiadają występy zatrzaskowe, które wchodzą w szczeliny międzybiegunowe na końcach połówek tyczki i zapobiegają obracaniu się ramy na tulei. Dociskaniu połówek biegunów do wału towarzyszy ich doszczelnianie, co zmniejsza szczeliny powietrzne pomiędzy tuleją a połówkami biegunów lub półtulejami i korzystnie wpływa na charakterystykę wyjściową generatora. Podczas uszczelniania metal wpływa do rowków wału, co utrudnia przewinięcie uzwojenia wzbudzenia, gdy się przepali lub pęknie, ponieważ demontaż układu biegunów wirnika staje się trudny. Uzwojenie wzbudzenia zmontowane z wirnikiem jest impregnowane lakierem. Dzioby biegunów są zwykle ścięte na krawędziach po jednej lub obu stronach, aby zmniejszyć szum magnetyczny generatorów. W niektórych konstrukcjach, w tym samym celu, pod ostrymi stożkami dziobów, umieszczonymi nad uzwojeniem wzbudzenia, umieszcza się przeciwszumowy niemagnetyczny pierścień. Ten pierścień zapobiega oscylowaniu dziobów, gdy zmienia się strumień magnetyczny, a tym samym emitowaniu szumu magnetycznego.

Po zmontowaniu następuje dynamiczne wyważenie wirnika, które odbywa się poprzez wywiercenie nadmiaru materiału w połówkach biegunów. Na wale wirnika znajdują się również pierścienie stykowe, najczęściej wykonane z miedzi, z plastikowym zaprasowaniem. Przewody uzwojenia wzbudzenia są przylutowane lub przyspawane do pierścieni. Czasami pierścienie są wykonane z mosiądzu lub stali nierdzewnej, co zmniejsza zużycie i utlenianie, zwłaszcza podczas pracy w wilgotnym środowisku. Średnica pierścieni, gdy zespół szczotkowo-stykowy znajduje się poza wewnętrzną komorą generatora, nie może przekraczać wewnętrznej średnicy łożyska zamontowanego w pokrywie od strony pierścieni ślizgowych, ponieważ podczas montażu łożysko przechodzi nad pierścieniami. Mała średnica pierścieni pomaga również zmniejszyć zużycie szczotek. Właśnie ze względu na warunki instalacji niektóre firmy stosują łożyska wałeczkowe jako tylne podparcie wirnika, ponieważ. łożyska kulkowe o tej samej średnicy mają krótszy zasób.

Wały wirników wykonane są z reguły ze stali automatowej miękkiej, jednak w przypadku zastosowania łożyska wałeczkowego, którego rolki pracują bezpośrednio na końcu wału od strony pierścieni ślizgowych, wał wykonany jest z stali stopowej, a sworzeń wału jest cementowany i utwardzany. Na gwintowanym końcu wału wycięty jest rowek na klucz do mocowania koła pasowego. Jednak w wielu nowoczesnych projektach brakuje tego klucza. W tym przypadku końcowa część wału ma wgłębienie lub występ pod klucz w kształcie sześciokąta. Pomaga to zapobiec obracaniu się wału podczas dokręcania nakrętki koła pasowego lub podczas demontażu, gdy konieczne jest zdjęcie koła pasowego i wentylatora.

Zespół szczotki to plastikowa konstrukcja, w której znajdują się szczotki, tj. styki ślizgowe. W alternatorach samochodowych stosuje się dwa rodzaje szczotek – miedziano-grafitowe i elektrografitowe. Te ostatnie mają zwiększony spadek napięcia na styku z pierścieniem w porównaniu z miedziano-grafitowymi, co niekorzystnie wpływa na charakterystykę wyjściową generatora, ale zapewniają znacznie mniejsze zużycie pierścieni ślizgowych. Szczotki są dociskane do pierścieni siłą sprężyn. Zazwyczaj szczotki montowane są wzdłuż promienia pierścieni ślizgowych, ale zdarzają się również tzw. reaktywne uchwyty szczotek, w których oś szczotki tworzy kąt z promieniem pierścienia w punkcie styku szczotki. Zmniejsza to tarcie szczotki w prowadnicach uchwytu szczotki, a tym samym zapewnia pewniejszy kontakt szczotki z pierścieniem. Często uchwyt szczotki i regulator napięcia tworzą nierozłączną pojedynczą całość.

Zespoły prostownikowe stosowane są dwojakiego rodzaju - albo są to płytki radiatora, w które wciskane są (lub lutowane) diody prostownicze mocy lub na które lutowane i uszczelniane są krzemowe złącza tych diod, albo są to konstrukcje o mocno rozwiniętym żebrowaniu, w których diody , zwykle typu tablet, są przylutowane do radiatorów. Diody dodatkowego prostownika zwykle mają plastikową obudowę o kształcie cylindrycznym lub w kształcie grochu lub są wykonane w postaci oddzielnej uszczelnionej jednostki, której włączenie do obwodu odbywa się za pomocą szyn zbiorczych. Włączenie jednostek prostownika do obwodu generatora odbywa się poprzez lutowanie lub spawanie przewodów fazowych na specjalnych podkładkach montażowych prostownika lub śrubami. Najbardziej niebezpieczne dla generatora, a zwłaszcza dla okablowania samochodowej sieci pokładowej, jest mostkowanie płyt radiatora podłączonych do „masy” i zacisku „+” generatora metalowymi przedmiotami, które przypadkowo wpadną między je lub przewodzące mosty utworzone przez zanieczyszczenia, tk. powoduje to zwarcie w obwodzie akumulatora i możliwy jest pożar. Aby tego uniknąć, płyty i inne części generatorów prostownikowych niektórych firm są częściowo lub całkowicie pokryte warstwą izolującą. W monolitycznej konstrukcji prostownika radiatory łączone są głównie z płytami montażowymi wykonanymi z materiału izolacyjnego, wzmocnionymi prętami łączącymi.

Zespoły łożyskowe generatorów to zazwyczaj łożyska kulkowe zwykłe z jednorazowym smarowaniem na cały okres eksploatacji i jednostronnymi lub dwustronnymi uszczelnieniami wbudowanymi w łożysko. Łożyska wałeczkowe stosowane są tylko od strony pierścieni ślizgowych i to dość rzadko, głównie przez firmy amerykańskie. Pasowanie łożysk kulkowych na wale od strony pierścieni ślizgowych jest zwykle ciasne, od strony napędu - ślizgowe, w gnieździe pokrywy, przeciwnie - od strony pierścieni ślizgowych - ślizgowe, od strony napędu strona - ciasno. Ponieważ bieżnia zewnętrzna łożyska po stronie pierścieni ślizgowych ma możliwość obracania się w gnieździe pokrywy, łożysko i pokrywa mogą wkrótce ulec uszkodzeniu, wirnik będzie dotykał stojana. Aby zapobiec obracaniu się łożyska, w gnieździe pokrywy umieszcza się różne urządzenia - gumowe pierścienie, plastikowe miseczki, sprężyny ze stali falistej itp.

Ryc.6. Regulatory napięcia Bosch o różnych konstrukcjach.
a - na elementach dyskretnych; b - instalacja hybrydowa; c - schemat na pojedynczym krysztale krzemu.
1 - stopień wyjściowy mocy, 2 - obwód sterujący

Konstrukcja regulatorów napięcia w dużej mierze zależy od technologii ich produkcji. Podczas wykonywania obwodu na elementach dyskretnych regulator zwykle ma płytkę drukowaną, na której znajdują się te elementy. Jednocześnie niektóre elementy, na przykład rezystory strojenia, można wykonać w technologii grubowarstwowej. Technologia hybrydowa zakłada, że ​​rezystory są wykonane na płytce ceramicznej i połączone z elementami półprzewodnikowymi - diodami, diodami Zenera, tranzystorami, które są lutowane na metalowym podłożu w wersji bezramkowej lub opakowanej. W regulatorze wykonanym na krzemowym monokrysztale cały obwód regulatora znajduje się w tym krysztale. Rysunek 6 pokazuje rozwój regulatorów napięcia Bosch, które obejmują wszystkie powyższe projekty. Hybrydowe regulatory napięcia i monokrystaliczne regulatory napięcia nie podlegają demontażowi ani naprawie.

Generator jest chłodzony przez jeden lub dwa wentylatory zamontowane na jego wale. W tym przypadku w tradycyjnej konstrukcji generatorów (ryc. 7, a) powietrze jest zasysane przez wentylator odśrodkowy do pokrywy od strony pierścieni ślizgowych. W przypadku generatorów z zespołem szczotkowym, regulatorem napięcia i prostownikiem znajdującym się poza komorą wewnętrzną i chronionym obudową, powietrze zasysane jest przez szczeliny w tej obudowie, kierując je w miejsca najbardziej nagrzane - do prostownika i regulatora napięcia. W samochodach o gęstym układzie komory silnika, w których temperatura powietrza jest zbyt wysoka, stosuje się generatory ze specjalną obudową (ryc. 7, b), zamocowane na tylnej pokrywie i wyposażone w rurę z wężem, przez który zimne i czyste powietrze zewnętrzne dostaje się do generatora. Takie konstrukcje są stosowane na przykład w samochodach BMW. W przypadku „kompaktowych” generatorów powietrze chłodzące jest pobierane zarówno z tylnej, jak i przedniej pokrywy.

Ryc.7. Układ chłodzenia generatora.
a - generatory o konwencjonalnej konstrukcji; b - generatory do podwyższonych temperatur w komorze silnika; c - generatory o zwartej konstrukcji.
Strzałki pokazują kierunek przepływu powietrza

Duże agregaty prądotwórcze instalowane w pojazdach specjalnych, ciężarówkach i autobusach mają pewne różnice. W szczególności mają dwa układy biegunowe wirnika osadzonego na jednym wale, a co za tym idzie dwa uzwojenia wzbudzenia, 72 żłobki na stojanie itp. Nie ma jednak zasadniczych różnic w konstrukcji tych generatorów od rozważanych konstrukcji.

Charakterystyka zespołów prądotwórczych

Zdolność zespołu prądotwórczego do dostarczania odbiorcom energii elektrycznej w różnych trybach pracy silnika określa jego charakterystyka prądowo-prędkościowa (TLC) - zależność maksymalnego prądu wyjściowego generatora od prędkości obrotowej wirnika przy stałym napięciu na wyjściach mocy . na ryc. 1 przedstawia charakterystykę prądowo-prędkościową generatora.

Ryż. 1. Charakterystyka prądowo-prędkościowa zespołów prądotwórczych.
Wykres zawiera następujące charakterystyczne punkty:
n 0 - początkowa prędkość wirnika bez obciążenia, przy której generator zaczyna dawać prąd;
I xd - prąd odrzutu generatora przy prędkości odpowiadającej minimalnej stabilnej prędkości biegu jałowego silnika. W nowoczesnych generatorach prąd podawany w tym trybie wynosi 40-50% wartości nominalnej;
I dm to maksymalny (znamionowy) prąd wyjściowy przy prędkości wirnika 5000 min „” (6000 min „” dla nowoczesnych generatorów).

Określa się TLC:

z samowzbudzeniem (obwód uzwojenia wzbudzenia jest zasilany przez własny generator);

z niezależnym wzbudzeniem (obwód uzwojenia wzbudzenia jest zasilany z zewnętrznego źródła);

dla agregatu prądotwórczego (regulator napięcia jest zawarty w obwodzie);

dla generatora (regulator napięcia jest wyłączony);

w stanie zimnym (przez zimno rozumie się stan, w którym temperatura węzłów generatora jest praktycznie równa temperaturze powietrza otoczenia (25 ± 10) ° C, ponieważ generator nagrzewa się podczas eksperymentalnego wyznaczania TLC, czas eksperymentu powinien być minimalny, tj. nie dłuższy niż 1 min, a doświadczenie należy powtórzyć po ponownym zrównaniu się temperatury węzłów z temperaturą powietrza otoczenia);

w stanie nagrzanym.

W dokumentacji technicznej generatorów często nie wszystkie TLC są wskazane,
ale tylko jego poszczególne punkty charakterystyczne (patrz ryc. 1).

Punkty te obejmują:

prędkość początkowa na biegu jałowym n 0 . Odpowiada ustawionemu napięciu generatora bez obciążenia;

największy prąd podawany przez generator I dm. (Generatory zaworów samochodowych są samoograniczające się, tj. po osiągnięciu siły I dm, której wartość jest zbliżona do wartości prądu zwarciowego, generator, przy dalszym wzroście prędkości obrotowej, nie może dać konsumentom większy prąd Prąd I dm pomnożony przez napięcie znamionowe określa moc znamionową generatory samochodowe);

prędkość obrotowa n pn i natężenie prądu I dn w trybie projektowania. (Punkt trybu obliczeniowego jest określany w punkcie, w którym TLC dotyka stycznej poprowadzonej z początku układu współrzędnych. W przybliżeniu obliczoną wartość natężenia prądu można określić jako 0,67 I dm wzrost częstotliwości wirowania zwiększa prąd generatora i w konsekwencji nagrzewa się jego węzłów, ale jednocześnie wzrasta intensywność chłodzenia generatora przez wentylator umieszczony na jego wale.

prędkość obrotowa n xd i natężenie prądu I xd w trybie odpowiadającym biegu jałowemu silnika spalinowego (ICE). W tym trybie generator musi zapewnić prąd o natężeniu niezbędnym do zasilania wielu ważnych odbiorników, przede wszystkim zapłonu w gaźnikowych silnikach spalinowych.

Jak zdefiniować parametry swojego generatora:

W przypadku generatorów domowych: W przypadku nowych modeli silników domowych (VAZ-2111, 2112, ZMZ-406 itp.): Zainstalowano generatory o zwartej konstrukcji (94.3701 itp.). Generatory bezszczotkowe (indukcyjne) (955.3701 dla VAZ, G700A dla UAZ) różnią się od tradycyjnej konstrukcji tym, że mają magnesy trwałe na wirniku i uzwojenia wzbudzenia na stojanie (wzbudzenie mieszane). Umożliwiło to obejście się bez zespołu szczotek (wrażliwej części generatora) i pierścieni ślizgowych. Generatory te mają jednak nieco większą masę i wyższy poziom hałasu.

Na tarczy generatora zwykle wskazane są jego główne parametry:

Główną cechą zespołu prądotwórczego jest jego charakterystyka prądowo-prędkościowa (TLC), czyli zależność prądu dostarczanego przez generator do sieci od prędkości obrotowej jego wirnika przy stałym napięciu na wyjściach mocy generatora.

Charakterystykę tę określa się podczas pracy zespołu prądotwórczego wraz z w pełni naładowanym akumulatorem o nominalnej pojemności wyrażonej w A/h, która stanowi co najmniej 50% prądu znamionowego prądnicy. Charakterystykę można wyznaczyć w zimnym i rozgrzanym stanie generatora. Przez stan zimny rozumie się w tym przypadku stan, w którym temperatura wszystkich części i zespołów generatora jest równa temperaturze otoczenia, której wartość powinna wynosić 23±5°C. Temperaturę powietrza określa się w punkcie oddalonym o 5 cm od wlotu powietrza do generatora. Ponieważ generator nagrzewa się podczas charakteryzacji z powodu uwalnianych w nim strat mocy, metodycznie trudno jest zarejestrować TLC w stanie zimnym i większość firm podaje charakterystyki prądowo-prędkościowe generatorów w stanie nagrzanym, tj. w stanie, w którym podzespoły i części generatora nagrzewają się w każdym wyznaczonym punkcie do ustalonej wartości z powodu strat mocy generowanych w generatorze przy powyższej temperaturze powietrza chłodzącego.

Zakres zmiany prędkości obrotowej podczas usuwania charakterystyki mieści się pomiędzy minimalną częstotliwością, przy której zespół prądotwórczy wytwarza prąd o natężeniu 2A (około 1000 min-1) a maksymalną. Charakterystykę przeprowadza się w przedziale od 500 do 4000 min -1 i 1000 min -1 przy wyższych częstotliwościach. Niektóre firmy podają charakterystyki prądowo-prędkościowe wyznaczane przy napięciu znamionowym, czyli przy 14 V, typowym dla samochodów. Jednak usunięcie takich cech jest możliwe tylko za pomocą regulatora specjalnie przebudowanego na wysoki poziom utrzymania napięcia. Aby zapobiec działaniu regulatora napięcia podczas usuwania charakterystyki prądowo-prędkościowej, określa się go przy napięciach U t \u003d 13,5 ± 0,1 V dla 12-woltowego układu pokładowego. Dozwolona jest również przyspieszona metoda wyznaczania charakterystyki prądowo-prędkościowej, wymagająca specjalnego zautomatyzowanego stanowiska, w którym generator nagrzewa się przez 30 minut z prędkością 3000 min -1 odpowiadającą tej częstotliwości, natężeniu prądu i wskazanemu powyżej napięciu. Czas charakteryzacji nie powinien przekraczać 30 s przy stale zmieniającej się prędkości.

Charakterystyka prądowo-prędkościowa ma charakterystyczne punkty, do których należą:

n 0 - prędkość początkowa bez obciążenia. Ponieważ charakterystyka zwykle zaczyna się od prądu obciążenia (około 2 A), punkt ten uzyskuje się przez ekstrapolację charakterystyki do punktu przecięcia z osią x.

n L to minimalna prędkość robocza, tj. prędkość odpowiadająca w przybliżeniu prędkości biegu jałowego silnika. Przyjęto warunkowo, n L = 1500 min -1 . Ta częstotliwość odpowiada prądowi I L . Firma Bosch za „kompaktowe” generatory przyjęła n L = 1800 min -1 . Zwykle I L wynosi 40...50% prądu znamionowego.

n R - prędkość znamionowa, przy której generowany jest prąd znamionowy I R. Przyjmuje się, że prędkość ta wynosi n R = 6000 min -1 . I R - najmniejszy prąd, jaki musi wytwarzać agregat prądotwórczy przy prędkości obrotowej n R .

N MAX - maksymalna prędkość. Przy tej prędkości generator wytwarza maksymalny prąd I max. Zwykle maksymalny prąd niewiele różni się od nominalnego I R (nie więcej niż 10%).

Producenci podają w swoich materiałach informacyjnych głównie tylko punkty charakterystyczne charakterystyki prądowo-prędkościowej. Jednak dla zespołów prądotwórczych samochodów osobowych, z wystarczającą dokładnością, możliwe jest wyznaczenie charakterystyki prądowo-prędkościowej na podstawie znanej wartości nominalnej prądu I R oraz charakterystyki zgodnie z ryc. 8, gdzie wartości prąd generatora podano w odniesieniu do jego wartości nominalnej.

Oprócz charakterystyki prądowo-prędkościowej agregat prądotwórczy charakteryzuje się również częstotliwością samowzbudzenia. Kiedy generator pracuje w samochodzie wyposażonym w akumulator, agregat prądotwórczy musi być samowzbudny przy prędkości obrotowej silnika mniejszej niż jego prędkość obrotowa na biegu jałowym. W takim przypadku oczywiście obwód musi zawierać lampę do monitorowania stanu roboczego agregatu prądotwórczego o mocy określonej dla niego przez producenta generatora oraz rezystory równoległe do niego, jeśli są one dostarczane przez obwód.

Kolejną cechą, dzięki której można przedstawić możliwości energetyczne generatora, czyli określić ilość mocy pobieranej przez generator z silnika, jest wartość jego współczynnika wydajności (COP), wyznaczana w trybach odpowiadających punktów charakterystyki prądowo-prędkościowej (rys. 8), dla orientacji podawana jest wartość sprawności według rys. 8, ponieważ zależy to od konstrukcji generatora - grubości blach, z których montowany jest stojan, średnicy pierścieni ślizgowych, łożysk, rezystancji uzwojeń itp., ale głównie od mocy generatora. Im mocniejszy generator, tym wyższa jego wydajność.

Ryc.8
Charakterystyka wyjściowa generatorów samochodowych:
1 - charakterystyka prądowo-prędkościowa, 2 - sprawność według punktów charakterystyki prądowo-prędkościowej

Wreszcie, agregat prądotwórczy charakteryzuje się zakresem napięcia wyjściowego, gdy prędkość, prąd obciążenia i temperatura zmieniają się w określonych granicach. Zwykle w broszurach firmowych podawane jest napięcie między mocą wyjściową „+” a „masą” zespołu prądotwórczego w punkcie kontrolnym lub napięcie nastawcze regulatora, gdy agregat prądotwórczy jest zimny przy prędkości 6000 min -1, przy obciążeniu prądowym 5 A i pracy w komplecie z akumulatorem oraz kompensacją termiczną - zmiana regulowanego napięcia w zależności od temperatury otoczenia. Kompensacja termiczna jest wskazywana jako współczynnik charakteryzujący zmianę napięcia przy zmianie temperatury otoczenia o ~1°C. Jak pokazano powyżej, wraz ze wzrostem temperatury spada napięcie agregatu prądotwórczego. Do samochodów osobowych niektóre firmy oferują agregaty prądotwórcze z następującymi ustawieniami regulatora i kompensacji termicznej:

Nastawa napięcia, V .............................. 14,1±0,1 14,5+0, 1
Kompensacja termiczna, mV/°С................................. -7+1,5 -10±2

Opcje generatora.

W tabeli zastosowano następujące oznaczenia: P max - maksymalna moc wyjściowa, U nom - napięcie znamionowe, I max - maksymalny prąd wyjściowy przy maksymalnej prędkości obrotowej wirnika (dla większości generatorów za prędkość maksymalną przyjmuje się 6000 obr/min), N o - początkowa generator częstotliwości wzbudzenia (I \u003d 0), N r - prędkość generatora w trybie projektowania, I r - siła prądu w trybie projektowania.
Zatem znając początkową częstotliwość wzbudzenia i prąd przy tej częstotliwości, końcową częstotliwość i maksymalny prąd, a także jedną wartość pośrednią, możliwe jest zbudowanie w miarę dokładnej trzypunktowej TLC generatora.

Generatory produkcji krajowej.

Generatory produkcji zagranicznych firm

Cechowanie	Aplikacja	Pmax, W. (U nom, V)	Nie, min-1	I pH, A	N pH, min-1	ja max, A	Pobudzenie
G502A	ZAZ-968M ŁuAZ-969M	420 (14)	1500	20	3200	30	samowzbudzenie
G250 i modyfikacje	M412 M427 UAZ ZIŁ-131 ZIŁ-157 ZIŁ-130	500 (12)	950	28	2100	40	niezależny
G221A i modyfikacje	VAZ-2101 VAZ-21011 VAZ-2103 VAZ-2106 VAZ-2121	600 (14)	1150	30	2500	42	samego siebie
G222	VAZ-2104 VAZ-2105 VAZ-2107 VAZ-1111 ZAZ-1102 M2141	700 (14)	1250	35	2400	50	samego siebie
16.3701 i modyfikacje	GAZ-2410 RAF-2203-01 GAZ-31029 GAZ-3102	900 (14)	1100	45	2500	65	samego siebie
16.3771	UAZ	800 (14)	1000	40	2050	57	samego siebie
17.3701	ZIŁ-425850 ZIŁ-157	500 (14)	1000	24	2000	40	niezależny
19.3701		1260 (14)	1050	60	2150	90	samego siebie
19.3771	GAZ-3102 GAZ-31029 GAZ-3110	940 (14)	800	45	2200	67
25.3771	GAZ-3110	1120 (14)	1100	53	2200	80	samego siebie
26.3771	VAZ-2104 VAZ-2105 VAZ-2108 VAZ-2109	940 (14)	800	45	2200	67
29.3701	M2140 M412 IZH-2125 IZH-2715	700 (14)	1250	32	2250	50	samego siebie
32.3701	ZIŁ-130 ZIŁ-157	840 (14)	1050	40	2200	60	samego siebie
37.3701	VAZ-2108 VAZ-2109 VAZ-21213 M2141	770 (14)	1100	35	2000	55	samego siebie
38.3701 i modyfikacje	ZIŁ-4331 ZIL-133GYA	1330 (14)	900	60	1800	95	niezależny
45.3701		630 (14)	1100	28	2000	45	samego siebie
58.3701	M2140 M2141 M412 IZH-2125 IZH-2715	730 (14)	1400	32	2400	52	samego siebie
63.3701	BelAZ	4200 (28)	1500	150	2500	150	samego siebie
65.3701	LAZ-42021 LiAZ-5256	2500 (28)	1250	60	2400	90
66.3701	PAZ-672M PAZ-3201	840 (14)	1150	40	2600	60
94.3701	GAZ-3302 VAZ-2110	1000 (14)	900	40	1800	70	samego siebie
851.3701	ZIŁ-53012	1150 (14)	1200	55	3000	82
9002.3701	ZIŁ-4334	2240 (28)	1350	53	2600	80
G254		560 (14)	1100	28	2350	40	niezależny
G266 i modyfikacje		840 (14)	1250	40	2750	60	samego siebie
G286		1200 (14)	900	63	1700	85	niezależny
G273 i modyfikacje	KAMAZ-5320 MAZ-5335	780 (28)	1100	20	2200	28	niezależny
G289 i modyfikacje		2200 (28)	1250	60	2400	80	samego siebie
G263A,B		4200 (28)	1500	80	2500	150	samego siebie
955.3701 bezszczotkowy	VAZ-2108 VAZ-2109	900 (14)	1050	50	2800	65	samego siebie
583.3701	ZAZ-1102 VAZ-2108 VAZ-2109	740 (14)	1400	40	2500	53	samego siebie

Schematy elektryczne zespołów prądotwórczych

Możliwość podłączenia uzwojenia wzbudzenia do sieci pokładowej pojazdu oraz odchylenie poziomu napięcia podczas pracy zależą od obwodu elektrycznego zespołu prądotwórczego. Połączenie generatora z regulatorem napięcia oraz elementami monitorowania pracy generatora odbywa się głównie według schematów przedstawionych na rys. 2. Oznaczenia zacisków na schematach 1 i 2 odpowiadają tym przyjętym przez BOSCH, a 3 - NIPPON DENSO. Jednak inne firmy mogą używać innych oznaczeń.

Schemat 1 jest najczęściej stosowany, zwłaszcza w samochodach produkcji europejskiej Volvo, Audi, Mercedes, Opel, BMW itp. W zależności od typu generatora, jego mocy, producenta, a zwłaszcza czasu jego wypuszczenia, prostownik może nie zawierają dodatkowego ramienia prostownika, podłączonego do punktu zerowego uzwojenia stojana, tj. mają nie 8, ale 6 diod, należy je zamontować na diodach Zenera mocy, jak pokazano na schemacie 3.

Napęd generatora

Montaż generatorów

W regulatorach drgań elementem pomiarowym i wykonawczym jest przekaźnik elektromagnetyczny. W przypadku sterowników stykowo-tranzystorowych przekaźnik elektromagnetyczny znajduje się w części pomiarowej, a elementy elektroniczne w części wykonawczej. Te dwa rodzaje regulatorów są obecnie całkowicie wypierane przez elektroniczne.

Półprzewodnikowe bezdotykowe regulatory elektroniczne są zwykle wbudowane w generator i połączone z zespołem szczotkowym. Zmieniają prąd wzbudzenia zmieniając czas załączenia uzwojenia wirnika do sieci zasilającej. Regulatory te nie podlegają rozosiowaniu i nie wymagają żadnej obsługi poza sprawdzeniem niezawodności styków.

Regulatory napięcia mają właściwość kompensacji termicznej - zmiany napięcia dostarczanego do akumulatora w zależności od temperatury powietrza w komorze silnika w celu optymalnego ładowania akumulatora. Im niższa temperatura powietrza, tym większe napięcie musi być dostarczone do akumulatora i odwrotnie. Wartość kompensacji termicznej dochodzi do 0,01 V na 1°C. Niektóre modele zdalnych regulatorów (2702.3702, РР-132А, 1902.3702 i 131.3702) posiadają stopniowe ręczne przełączniki poziomu napięcia (zima/lato).

Zasada działania regulatora napięcia.

Obecnie wszystkie agregaty prądotwórcze są wyposażone w półprzewodnikowe elektroniczne regulatory napięcia, zwykle wbudowane w generator. Schematy ich wykonania i konstrukcji mogą być różne, ale zasada działania dla wszystkich regulatorów jest taka sama. Napięcie generatora bez regulatora zależy od prędkości jego wirnika, strumienia magnetycznego wytwarzanego przez uzwojenie wzbudzenia, a co za tym idzie, od natężenia prądu w tym uzwojeniu i ilości prądu podawanego przez generator odbiorcom. Im wyższa prędkość obrotowa i prąd wzbudzenia, tym większe napięcie generatora, im większy prąd obciążenia, tym niższe to napięcie.

Funkcją regulatora napięcia jest stabilizacja napięcia, gdy prędkość i obciążenie zmieniają się w wyniku wpływu na prąd wzbudzenia. Oczywiście można zmienić prąd w obwodzie wzbudzenia wprowadzając do tego obwodu dodatkowy rezystor, tak jak robiono to we wcześniejszych wibracyjnych regulatorach napięcia, ale ta metoda wiąże się ze stratami mocy w tym rezystorze i nie jest stosowana w regulatorach elektronicznych. Elektroniczne regulatory zmieniają prąd wzbudzenia, włączając i wyłączając uzwojenie wzbudzenia z sieci, zmieniając jednocześnie względny czas trwania czasu włączenia uzwojenia wzbudzenia. Jeśli konieczne jest zmniejszenie prądu wzbudzenia w celu ustabilizowania napięcia, czas włączenia uzwojenia wzbudzenia maleje, jeśli konieczne jest jego zwiększenie, zwiększa się.

Wygodnie jest zademonstrować zasadę działania regulatora elektronicznego za pomocą dość prostego schematu regulatora typu EE 14V3 firmy Bosch, pokazanego na ryc. 9:

Ryc.9
Obwód regulatora napięcia BOSCH EE14V3:
1 - generator, 2 - regulator napięcia, SA - stacyjka, HL - lampka kontrolna na tablicy rozdzielczej.

Aby zrozumieć działanie obwodu, należy pamiętać, że jak pokazano powyżej, dioda Zenera nie przepuszcza przez siebie prądu przy napięciach poniżej napięcia stabilizującego. Kiedy napięcie osiągnie tę wartość, dioda Zenera „przebija się” i zaczyna przez nią płynąć prąd. Zatem dioda Zenera w regulatorze jest wzorcem napięcia, z którym porównywane jest napięcie generatora. Ponadto wiadomo, że tranzystory przepuszczają prąd między kolektorem a emiterem, tj. są otwarte, jeśli w obwodzie „baza-emiter” płynie prąd i nie przepuszczają tego prądu, tj. zamknięty, jeśli prąd bazowy zostanie przerwany. Napięcie na diodzie Zenera VD2 jest dostarczane z wyjścia generatora „D +” przez dzielnik napięcia na rezystorach R1 (R3 i dioda VD1, która wykonuje kompensację temperatury. Podczas gdy napięcie generatora jest niskie, a napięcie na Zenera dioda jest niższa niż jej napięcie stabilizujące, dioda Zenera jest przez nią zamknięta, a zatem i żaden prąd nie płynie w obwodzie bazowym tranzystora VT1, tranzystor VT1 jest również zamknięty. W tym przypadku prąd płynący przez rezystor R6 z wyjścia „D +” wchodzi do obwodu podstawy tranzystora VT2, który otwiera się, przez jego złącze emiter-kolektor prąd zaczyna płynąć w podstawie tranzystora VT3 , który również się otwiera. W tym przypadku uzwojenie wzbudzenia generator jest podłączony do obwodu mocy przez złącze emiter-kolektor VT3.

Połączenie tranzystorów VT2 i VT3, w których ich zaciski kolektora są połączone, a obwód bazowy jednego tranzystora jest zasilany z emitera drugiego, nazywa się obwodem Darlingtona. Przy takim połączeniu oba tranzystory można traktować jako jeden tranzystor złożony o dużym wzmocnieniu. Zazwyczaj taki tranzystor jest wykonany na pojedynczym krysztale krzemu. Jeśli napięcie generatora wzrosło, na przykład z powodu wzrostu prędkości jego wirnika, wówczas wzrasta również napięcie na diodzie Zenera VD2, gdy napięcie to osiągnie wartość napięcia stabilizacji, dioda Zenera VD2 „przebija się”, prąd przez niego zaczyna płynąć do obwodu bazowego tranzystora VT1, który otwiera złącze emiter-kolektor i zwiera wyjście podstawy tranzystora kompozytowego VT2, VT3 do masy. Tranzystor kompozytowy zamyka się, przerywając obwód zasilania uzwojenia wzbudzenia. Prąd wzbudzenia spada, napięcie generatora maleje, dioda Zenera VT2, tranzystor VT1 zamykają się, tranzystor kompozytowy VT2, VT3 otwiera się, uzwojenie wzbudzenia jest ponownie podłączane do obwodu mocy, napięcie generatora wzrasta i proces się powtarza. Zatem regulacja napięcia generatora przez regulator odbywa się dyskretnie poprzez zmianę względnego czasu załączenia uzwojenia wzbudzenia w obwodzie mocy. W tym przypadku prąd w uzwojeniu wzbudzenia zmienia się, jak pokazano na ryc. 10. Jeśli prędkość generatora wzrosła lub zmniejszyło się jego obciążenie, czas załączenia uzwojenia ulega skróceniu, jeśli prędkość spadła lub wzrosło obciążenie, czas ten wzrasta. W obwodzie regulatora (patrz ryc. 9) znajdują się elementy charakterystyczne dla obwodów wszystkich regulatorów napięcia stosowanych w samochodach. Dioda VD3, zamykając tranzystor kompozytowy VT2, VT3, zapobiega niebezpiecznym skokom napięcia, które występują z powodu otwartego obwodu uzwojenia wzbudzenia o znacznej indukcyjności. W takim przypadku prąd uzwojenia pola można zamknąć przez tę diodę i nie występują niebezpieczne skoki napięcia. Dlatego dioda VD3 nazywana jest gaszeniem. Rezystancja R7 jest twardą rezystancją sprzężenia zwrotnego.

Ryc.10. Zmiana natężenia prądu w uzwojeniu wzbudzenia J B w czasie t podczas działania regulatora napięcia: t włączony, t wyłączony - odpowiednio czas włączania i wyłączania uzwojenia wzbudzenia regulatora napięcia; n 1 n 2 - prędkość wirnika generatora, a n 2 jest większe niż n 1 ; J B1 i J B2 - średni prąd w uzwojeniu polowym

Kiedy tranzystor kompozytowy VT2, VT3 jest otwarty, okazuje się, że jest połączony równolegle z rezystancją R3 dzielnika napięcia, podczas gdy napięcie na diodzie Zenera VT2 gwałtownie spada, co przyspiesza przełączanie obwodu regulatora i zwiększa częstotliwości tego przełączania, co ma korzystny wpływ na jakość napięcia agregatu prądotwórczego. Kondensator C1 jest rodzajem filtra, który chroni regulator przed wpływem impulsów napięcia na jego wejście. Ogólnie rzecz biorąc, kondensatory w obwodzie regulatora albo zapobiegają przejściu tego obwodu w tryb oscylacyjny i możliwości wpływu zewnętrznych zakłóceń o wysokiej częstotliwości na działanie regulatora, albo przyspieszają przełączanie tranzystorów. W tym ostatnim przypadku kondensator, ładując się w jednym momencie, w innym momencie rozładowuje się do obwodu bazy tranzystora, przyspieszając przełączanie tranzystora skokiem prądu rozładowania, a w konsekwencji zmniejszając jego nagrzewanie i energię w nim strata.

Rysunek 9 wyraźnie pokazuje rolę lampki HL do monitorowania stanu pracy agregatu prądotwórczego (lampka kontrolna ładowania na desce rozdzielczej samochodu). Przy wyłączonym silniku pojazdu zamknięcie styków wyłącznika zapłonu SA umożliwia przepływ prądu z akumulatora GA przez tę lampę do uzwojenia wzbudzenia generatora. Zapewnia to wstępne wzbudzenie generatora. Jednocześnie zapala się lampka sygnalizując brak przerwy w obwodzie uzwojenia wzbudzenia. Po uruchomieniu silnika na zaciskach generatora „D+” i „B+” pojawia się prawie takie samo napięcie i lampka gaśnie. Jeśli generator nie wytwarza napięcia podczas pracy silnika samochodu, to lampka HL nadal pali się w tym trybie, co jest sygnałem awarii generatora lub zerwania paska napędowego. Wprowadzenie rezystora R do zespołu prądotwórczego pomaga rozszerzyć możliwości diagnostyczne lampy HL. W obecności tego rezystora, w przypadku przerwy w obwodzie uzwojenia wzbudzenia podczas pracy silnika samochodu, zapala się lampka HL. Obecnie coraz więcej firm przechodzi na produkcję agregatów prądotwórczych bez dodatkowego prostownika uzwojenia wzbudzenia. W tym przypadku wyjście fazy generatora jest podłączone do regulatora. Gdy silnik samochodu nie pracuje, na wyjściu fazy generatora nie ma napięcia, a regulator napięcia w tym przypadku przełącza się w tryb, który zapobiega rozładowaniu akumulatora do uzwojenia wzbudzenia. Na przykład po włączeniu stacyjki obwód regulatora przełącza swój tranzystor wyjściowy w tryb oscylacyjny, w którym prąd w uzwojeniu wzbudzenia jest niewielki i wynosi ułamki ampera. Po uruchomieniu silnika sygnał z wyjścia fazowego generatora wprowadza obwód regulatora do normalnej pracy. W tym przypadku obwód regulatora steruje również lampą do monitorowania stanu roboczego agregatu prądotwórczego.

Ryc.11. Zależność temperaturowa napięcia utrzymywanego przez regulator Bosch EE14V3 przy prędkości 6000 min -1 i prądzie obciążenia 5A.

Akumulator do niezawodnej pracy wymaga, aby wraz ze spadkiem temperatury elektrolitu napięcie dostarczane do akumulatora z zespołu prądotwórczego nieznacznie wzrastało, a wraz ze wzrostem temperatury malało. Do automatyzacji procesu zmiany poziomu utrzymywanego napięcia służy czujnik umieszczony w elektrolicie akumulatora i włączony w obwód regulatora napięcia. Ale dotyczy to tylko zaawansowanych samochodów. W najprostszym przypadku kompensację temperatury w regulatorze dobiera się tak, aby w zależności od temperatury powietrza chłodzącego wpływającego do generatora napięcie agregatu zmieniało się w określonych granicach. Na rysunku 11 przedstawiono zależność temperaturową napięcia utrzymywanego przez regulator Bosch EE14V3 w jednym z trybów pracy. Wykres pokazuje również pole tolerancji dla wartości tego napięcia. Spadający charakter zależności zapewnia dobre ładowanie akumulatora przy ujemnej temperaturze i zapobieganie wzmożonemu wrzeniu jego elektrolitu w wysokiej temperaturze. Z tego samego powodu w samochodach zaprojektowanych specjalnie do pracy w tropikach regulatory napięcia są instalowane z celowo niższym napięciem strojenia niż w klimacie umiarkowanym i zimnym.

Praca agregatu prądotwórczego w różnych trybach

Gdy włączone są potężne odbiorniki energii elektrycznej (na przykład odmrażacz tylnej szyby, reflektory, wentylator nagrzewnicy itp.) i niska prędkość wirnika (niska prędkość obrotowa silnika), całkowity pobór prądu może być większy niż generator jest w stanie dostarczanie. W takim przypadku obciążenie spadnie na akumulator i zacznie się rozładowywać, co można kontrolować za pomocą odczytów dodatkowego wskaźnika napięcia lub woltomierza.

generatory mają taką samą charakterystykę prądowo-prędkościową lub pod względem wskaźników energii charakterystyki generatora zastępczego nie są gorsze niż generator wymieniany;

przełożenie z silnika do generatora jest takie samo;

wymiary gabarytowe i przyłączeniowe generatora zastępczego umożliwiają jego montaż na silniku. Należy pamiętać, że większość generatorów zagranicznych samochodów osobowych ma mocowanie jednonożne, podczas gdy generatory krajowe są montowane na silniku za pomocą dwóch nóg, więc wymiana generatora zagranicznego na krajowy najprawdopodobniej będzie wymagać wymiany wspornika montażowego generatora na silniku;

schematy zastępczych i zastępczych agregatów prądotwórczych są identyczne.

monitorować stan instalacji elektrycznej, a zwłaszcza czystość i niezawodność połączenia styków przewodów odpowiednich dla generatora, regulatora napięcia. Przy słabych stykach napięcie pokładowe może przekroczyć dopuszczalne granice;

odłącz wszystkie przewody od generatora i akumulatora podczas spawania elektrycznego części karoserii;

sprawdzić prawidłowe napięcie paska alternatora. Luźno napięty pasek nie zapewnia sprawnej pracy generatora, zbyt mocno napięty prowadzi do zniszczenia jego łożysk;

natychmiast znaleźć przyczynę zapłonu lampki kontrolnej generatora.

zostaw samochód z podłączonym akumulatorem, jeśli podejrzewasz awarię prostownika generatora. Może to doprowadzić do całkowitego rozładowania akumulatora, a nawet do pożaru instalacji elektrycznej;

sprawdzić działanie generatora, zwierając jego wyjścia do masy i między sobą;

sprawdzić sprawność generatora poprzez odłączenie akumulatora podczas pracy silnika ze względu na możliwość awarii regulatora napięcia, elementów elektronicznych układów wtryskowych, zapłonu, komputera pokładowego itp.;

pozwolić, aby elektrolit, „Tosol” itp. dostał się do generatora.

Jeśli porównamy samochód z żywym organizmem, to jego silnik działa jak serce, a generator działa jak układ nerwowy. Czy samochód będzie mógł się poruszać bez tego urządzenia? Tak, może, ale nie na długo, jeszcze nie. To alternator samochodowy ładuje akumulator, utrzymując ogólne napięcie działającej sieci. Opowiemy o zasadzie działania generatora i jego głównych elementach.

Jak urządzona jest jednostka

Wirnik

Ta część jest w rzeczywistości elektromagnesem z jednym uzwojeniem. Znajduje się na wale. Nad uzwojeniem jest przymocowany specjalny rdzeń, którego średnica jest o półtora do dwóch milimetrów mniejsza niż średnica rozrusznika. Zasilanie prądem zapewniają miedziane pierścienie. Znajdują się one również na wale i są połączone z uzwojeniem za pomocą specjalnych szczotek.

Meandrowy

Uzwojenie rozrusznika wykonane jest z drutu miedzianego. Jest przymocowany do rowków rdzenia. Ten ostatni ma kształt koła i jest wykonany z metalu o ulepszonych właściwościach magnetycznych. Ten materiał nazywa się żelazem transformatorowym. Ponieważ generator jest trójfazowy, rozrusznik jest wyposażony w trzy uzwojenia. Są ze sobą połączone i razem przypominają trójkąt.

Mostek prostowniczy jest podłączony w miejscu ich połączenia. Drut, z którego wykonane jest uzwojenie, posiada podwójną izolację żaroodporną. W większości przypadków stosuje się do tego specjalny lakier.

Regulator przekaźnika

Kolejnym ważnym elementem jest przekaźnik-regulator. Jest to układ elektroniczny i posiada wyjście na szczotki grafitowe. Przekaźnik-regulator można zainstalować w obudowie generatora lub oddzielnie od niego. W pierwszym przypadku znajduje się on obok szczotek grafitowych, w drugim szczotki są do niego przymocowane.

Mostek prostowniczy

Część składa się z sześciu diod. Te ostatnie znajdują się na przewodzącej podstawie w parach i są ze sobą łączone. Na wyjściu napięcie AC jest przetwarzane na DC. Most jest również nazywany „podkową”, ponieważ na zewnątrz przypomina ten produkt.

Na wideo - urządzenie generatora:

Zasada działania generatora

Działanie generatora samochodowego opiera się na zasadzie edukacji. Dzieje się tak w uzwojeniach stojana. Napięcie elektryczne jest generowane w wyniku działania stałego pola magnetycznego utworzonego wokół rdzenia. Silnik napędza wirnik generatora za pomocą napędu pasowego. Do uzwojenia przykładane jest stałe napięcie, które jest wystarczające do wytworzenia strumienia magnetycznego.

Kiedy rdzeń obraca się wzdłuż uzwojeń, powstaje w nich siła elektromotoryczna. Przekaźnik-regulator dostosowuje siłę strumienia magnetycznego zgodnie z obciążeniem usuwanym z zacisku generatora. Na wyjściu powstaje napięcie w zakresie 13,6–14,2 (zależy to od pory roku). To wystarczy, aby naładować i utrzymywać go stale naładowanym. Sieć pokładowa jest również zasilana z bieguna dodatniego i jest połączona równolegle z akumulatorem. Niezależnie od tego, który generator kupiłeś, urządzenie i zasada działania będą takie same dla wszystkich próbek. Wszystkie takie jednostki działają w ten sam sposób.

Na wideo - zasada działania generatora:

Ani jeden generator samochodowy nie może działać bez. Element ten zapewnia utrzymywanie stałego napięcia, które jednostka generuje na skutek zmiany natężenia prądu zachodzącego w uzwojeniach. Jeśli wirnik obraca się z dużą częstotliwością bez regulatora, napięcie może osiągnąć kilkadziesiąt woltów. Doprowadzi to do przepalenia lamp i uszkodzenia uzwojeń, diod i innych urządzeń.

Rodzaje regulatorów

Zgodnie z ich konstrukcją regulatory napięcia dzielą się na dwie główne kategorie:

• hybrydowy;
• całka.

Pierwsza grupa obejmuje regulatory, w których obwodzie elektronicznym stosowane są jednocześnie elementy radiowe i. W nowoczesnych modelach samochodów najczęściej stosuje się regulatory integralne. Wszystkie komponenty takich urządzeń (z wyjątkiem stopnia wyjściowego) wykonane są w oparciu o cienkowarstwową technologię mikroelektroniczną.

Lampka pilocka

Aby uniknąć problemów z regulatorem, należy obserwować lampkę kontrolną. Znajduje się na desce rozdzielczej samochodu. Jeśli lampka świeci się, gdy generator pracuje, oznacza to awarię regulatora napięcia lub samego urządzenia.

Mocowanie alternatora samochodowego

Generator samochodowy jest zwykle mocowany z przodu silnika za pomocą śrub i specjalnych wsporników. Na osłonach znajdują się łapki montażowe oraz ucho urządzenia. Jeśli generator jest zamocowany za pomocą dwóch nóg, są one umieszczone na dwóch pokrywach silnika. W przypadku zastosowania tylko jednej stopki montażowej umieszcza się ją tylko na jednej osłonie (frontowej). Tylna noga ma zwykle otwór, w który montowana jest przekładka. Eliminuje szczelinę powstałą między wspornikiem silnika a podstawą stopy.

Różne tryby pracy agregatu prądotwórczego

Aby zrozumieć generator samochodowy, musisz zrozumieć tryby jego działania. Pierwszym trybem, który rozważymy, jest działanie generatora samochodowego podczas uruchamiania silnika. Podczas uruchamiania silnika rozrusznik zużywa głównie energię elektryczną. W tym trybie natężenie prądu jest bardzo duże, a to powoduje znaczny spadek napięcia na zacisku akumulatora. Tym samym odbiorcy energii elektrycznej zasilani są wyłącznie z akumulatora, który jest intensywnie rozładowywany.

Bezpośrednio po uruchomieniu silnika generator staje się głównym źródłem zasilania. Urządzenie zapewnia prąd potrzebny do ładowania baterii i obsługi różnych urządzeń elektrycznych. Po , poziom prądu ładowania spada. Generator pozostaje źródłem energii elektrycznej.

Po włączeniu potężnych odbiorników energii elektrycznej, takich jak grzejniki reflektorów lub wentylatory pieców, wirnik zaczyna się powoli obracać. Wtedy generator nie może dać tyle prądu, ile potrzeba. W tym trybie obciążenie jest przenoszone na akumulator, który szybko się rozładowuje.

Możesz wymienić generator w samochodzie, ale w tym celu musisz przestrzegać kilku zasad:

• nowa jednostka musi mieć taką samą charakterystykę prądowo-prędkościową jak standardowa;
• parametry energetyczne generatorów muszą być takie same;
• wymiary nowego generatora muszą być odpowiednie, aby można go było łatwo zainstalować na silniku;
• jednostki muszą mieć takie same przełożenia;
• obwody obu generatorów muszą być całkowicie identyczne.

Należy pamiętać, że generalnie jednostki montowane w samochodach zagranicznych są mocowane tylko jedną łapą. W tym samym czasie urządzenia domowe wykorzystujące dwie łapy. Dlatego przy zmianie obcej jednostki na naszą będziesz musiał wymienić wspornik montażowy na silniku.

Instalując akumulator w samochodzie, należy zwrócić uwagę na prawidłowe podłączenie biegunów. W przypadku błędu prostownik alternatora ulegnie awarii, co może doprowadzić do pożaru. To samo niebezpieczeństwo wiąże się z uruchomieniem silnika z nieprawidłowym określeniem biegunowości.

Podczas eksploatacji maszyny należy przestrzegać następujących zasad:

• kontrolować, monitorować czystość styków i niezawodność ich połączenia (jeśli styki przewodów są złe, napięcie na pokładzie jest poza zakresem);
• odłącz przewody od generatora samochodowego i akumulatora podczas spawania elektrycznego elementów konstrukcyjnych;
• upewnij się, że pasek alternatora jest prawidłowo napięty (jeśli jest luźno napięty, generator nie będzie mógł wydajnie pracować, jeśli jest zbyt napięty, jego łożyska szybko się zużyją);
• w przypadku sygnalizacji lampką kontrolną - natychmiast ustalić przyczynę.

Na wideo - naprawa generatora:

W żadnym wypadku nie należy wykonywać następujących czynności:

• zostaw samochód z podłączonym akumulatorem, jeśli podejrzewasz, że prostownik jest uszkodzony (doprowadzi to do rozładowania akumulatora i pożaru okablowania);
• sprawdzić, czy generator działa, zwierając ze sobą jego wyjścia lub odłączając akumulator podczas pracy silnika (dzięki temu regulator napięcia, komputer pokładowy, elementy elektroniczne układu zapłonowego mogą się zepsuć);
• aby umożliwić wnikanie pozostałości środka przeciw zamarzaniu lub innej cieczy do generatora;
• pozostawić generator włączony, jeśli zaciski akumulatora są zdjęte (prowadzi to do uszkodzenia wyposażenia elektrycznego maszyny i regulatora napięcia).

Powiedzieliśmy ci o głównych cechach generatora. Ta wiedza przyda się każdemu kierowcy, który chce zrozumieć samochody. Pamiętaj, że generator jest bardzo złożonym urządzeniem, dlatego ważne jest, aby o niego dbać. Stale monitoruj stan wszystkich jego części, a także stopień napięcia paska napędowego. Wtedy generator samochodowy będzie mógł Ci służyć tak długo, jak to możliwe.

Zostaw komentarz na temat tego, co przeczytałeś! Jesteśmy zainteresowani Twoją opinią.

Wyposażenie elektryczne każdego samochodu obejmuje generator - główne źródło energii elektrycznej. Wraz z regulatorem napięcia nazywa się to agregatem prądotwórczym. Alternatory są instalowane w nowoczesnych samochodach. Najlepiej spełniają wymagania.

Podstawowe wymagania dla generatorów samochodowych

1. Generator musi zapewniać nieprzerwane zasilanie prądem i mieć moc wystarczającą do:

- jednocześnie dostarczać energię elektryczną pracującym odbiorcom i ładować akumulator;

- gdy wszyscy zwykli odbiorcy energii elektrycznej byli włączani przy niskich prędkościach obrotowych silnika, nie było silnego rozładowania akumulatora;

- napięcie w sieci pokładowej mieściło się w określonych granicach w całym zakresie obciążeń elektrycznych i prędkości wirnika.

2. Generator musi charakteryzować się wystarczającą wytrzymałością, długą żywotnością, niewielką wagą i wymiarami, niskim poziomem hałasu i zakłóceń radiowych.

Podstawowe koncepcje

Krajowi programiści i producenci sprzętu elektrycznego stosują następujące koncepcje.

Instalacja elektryczna pojazdu - przeznaczony do nieprzerwanego zasilania urządzeń elektrycznych wchodzących w skład sieci pokładowej pojazdu. Składa się z zespołu prądotwórczego, akumulatora i urządzeń zapewniających monitorowanie stanu i ochronę przed przeciążeniem systemu.

Generator- urządzenie przetwarzające energię mechaniczną otrzymaną z silnika na energię elektryczną.

Regulator napięcia – urządzenie, które utrzymuje napięcie sieci pokładowej pojazdu w określonych granicach, gdy zmienia się obciążenie elektryczne, prędkość wirnika generatora i temperatura otoczenia.

Akumulator rozruchowy (akumulator) – gromadzi i magazynuje energię elektryczną potrzebną do rozruchu silnika i zasilania urządzeń elektrycznych przez krótki czas (przy wyłączonym silniku lub niewystarczającej mocy wytwarzanej przez generator).

Zasada generatora

U źródła działanie generatora leży efekt indukcji elektromagnetycznej. Jeśli cewka, na przykład wykonana z drutu miedzianego, zostanie przebita przez strumień magnetyczny, to przy jego zmianie na zaciskach cewki pojawi się zmienne napięcie elektryczne. I odwrotnie, do wytworzenia strumienia magnetycznego wystarczy przepuścić prąd elektryczny przez cewkę. Tak więc, aby uzyskać zmienny prąd elektryczny, wymagana jest cewka, przez którą przepływa stały prąd elektryczny, tworzący strumień magnetyczny, zwany uzwojeniem wzbudzenia, oraz układ słupów stalowych, którego celem jest doprowadzenie strumienia magnetycznego do cewek , zwane uzwojeniem stojana, w którym indukowane jest napięcie przemienne.

Cewki te są umieszczone w rowkach konstrukcji stalowej, obwodu magnetycznego (żelaznej obudowy) stojana. Uzwojenie stojana wraz z obwodem magnetycznym tworzy sam stojan generatora, jego najważniejszą część stałą, w której wytwarzany jest prąd elektryczny, a uzwojenie wzbudzenia wraz z układem biegunów i innymi częściami (wał, pierścienie ślizgowe) tworzy wirnik, jego najbardziej ważna część obrotowa. Uzwojenie wzbudzenia może być zasilane z samego generatora. W tym przypadku generator działa na zasadzie samowzbudzenia.

W tym przypadku szczątkowy strumień magnetyczny w generatorze, tj. strumień, który tworzą stalowe części obwodu magnetycznego przy braku prądu w uzwojeniu wzbudzenia, jest mały i zapewnia samowzbudzenie generatora tylko przy zbyt dużych prędkościach. Dlatego w obwodzie zespołu prądotwórczego, w którym uzwojenia wzbudzenia nie są podłączone do akumulatora, wprowadza się takie zewnętrzne połączenie, zwykle poprzez lampkę stanu zespołu prądotwórczego. Prąd płynący przez tę lampę do uzwojenia wzbudzenia po włączeniu stacyjki i zapewnia wstępne wzbudzenie generatora. Natężenie tego prądu nie powinno być zbyt duże, aby nie rozładować akumulatora, ale też nie za małe, ponieważ w tym przypadku generator wzbudza się przy zbyt dużych prędkościach, dlatego producenci określają wymaganą moc próbnika - zwykle 2 . .. 3 wt

Gdy wirnik się obraca naprzeciw cewek uzwojenia stojana występują naprzemiennie bieguny „północny” i „południowy” wirnika, tj. zmienia się kierunek strumienia magnetycznego przenikającego przez cewkę, co powoduje pojawienie się w niej napięcia przemiennego. Częstotliwość tego napięcia f zależy od częstotliwości obrotów wirnika generatora N i liczby jego par biegunów p:

f=p*N/60

Z rzadkimi wyjątkami generatory firm zagranicznych, a także krajowych, mają sześć biegunów „południowych” i sześć „północnych” w układzie magnetycznym wirnika. W tym przypadku częstotliwość f jest 10 razy mniejsza niż częstotliwość obrotów i wirnika generatora. Ponieważ wirnik generatora otrzymuje swój obrót z wału korbowego silnika, częstotliwość obrotów wału korbowego silnika można zmierzyć na podstawie częstotliwości napięcia przemiennego generatora. Aby to zrobić, generator wytwarza wyjście uzwojenia stojana, do którego podłączony jest obrotomierz. W tym przypadku napięcie na wejściu obrotomierza ma charakter pulsujący, ponieważ okazuje się, że jest połączone równolegle z diodą prostownika mocy generatora. Biorąc pod uwagę przełożenie i napędu pasowego z silnika na prądnicę, częstotliwość sygnału na wejściu obrotomierza ft jest powiązana z prędkością wału korbowego silnika Ndv stosunkiem:

f=p*Ndv(i)/60

Oczywiście, jeśli pasek napędowy się ślizga, to przełożenie jest nieco zaburzone i dlatego należy dbać o to, aby pasek był zawsze odpowiednio napięty. Gdy p=6, (w większości przypadków) powyższy stosunek jest uproszczony fŢ = Ndv (i)/10. Sieć pokładowa wymaga stałego zasilania napięciem. Dlatego uzwojenie stojana zasila sieć pokładową pojazdu przez prostownik wbudowany w generator.

Uzwojenie stojana generatora firmy zagraniczne, a także krajowe - trójfazowe. Składa się z trzech części, zwanych uzwojeniami fazowymi lub po prostu fazami, w których napięcie i prądy są przesunięte względem siebie o jedną trzecią okresu, czyli o 120 stopni elektrycznych, jak pokazano na ryc. I. Fazy można łączyć w „gwiazdę” lub „trójkąt”. W tym przypadku rozróżnia się napięcia i prądy fazowe i liniowe. Napięcia fazowe Uph działają między końcami uzwojeń fazowych. W tych uzwojeniach płyną prądy I, natomiast między przewodami łączącymi uzwojenie stojana z prostownikiem działają napięcia liniowe Ul. W przewodach tych płyną prądy liniowe Jl. Oczywiście prostownik koryguje te wielkości, które są do niego dostarczane, tj. liniowy.

Ryc.1. Schemat ideowy agregatu prądotwórczego.

Uf1 - Uf3 - napięcie w uzwojeniach fazowych: Ud - napięcie wyprostowane; 1, 2, 3 - uzwojenia trzech faz stojana: 4 - diody prostownika mocy; 5 - akumulator; 6 - obciążenie; 7 - diody prostownika uzwojenia wzbudzenia; 8 - uzwojenie wzbudzenia; 9 - regulator napięcia

Po podłączeniu do „trójkąta” prądy fazowe są u podstawy 3 razy mniejsze niż liniowe, podczas gdy „gwiazda” ma równe prądy liniowe i fazowe. Oznacza to, że przy takim samym prądzie wydzielanym przez generator prąd w uzwojeniach fazowych połączonych w „trójkąt” jest znacznie mniejszy niż w przypadku „gwiazdy”. Dlatego w generatorach dużej mocy często stosuje się połączenie „trójkątne”, ponieważ przy niższych prądach uzwojenia można nawijać grubszym drutem, który jest bardziej zaawansowany technologicznie. Jednak napięcia liniowe od „gwiazdy” do pierwiastka z 3 są większe niż napięcie fazowe, natomiast przy „trójkącie” są równe i aby uzyskać to samo napięcie wyjściowe, przy tych samych prędkościach obrotowych, „ trójkąt” wymaga odpowiedniego zwiększenia liczby zwojów jego faz w stosunku do „gwiazdy”.

cieńszy drut może być również używany z połączeniem w gwiazdę. W tym przypadku uzwojenie składa się z dwóch równoległych uzwojeń, z których każde jest połączone w „gwiazdę”, tj. Uzyskuje się „podwójną gwiazdę”.

Prostownik do układu trójfazowego zawiera sześć półprzewodnikowych diod mocy, z których trzy: VD1, VD3 i VD5 są podłączone do zacisku „+” generatora, a pozostałe trzy: VD2, VD4 i VD6 są podłączone do „ -” („uziemienie”) zacisku. W przypadku konieczności zwiększenia mocy generatora stosuje się dodatkowe ramię prostownika oparte na diodach VD7, VD8, co pokazano na rys. 1 linią przerywaną. Taki obwód prostownika może mieć miejsce tylko wtedy, gdy uzwojenia stojana są połączone w „gwiazdę”, ponieważ dodatkowe ramię jest zasilane z punktu „zero” „gwiazdy”.

W znaczącej liczbie typy generatorów firm zagranicznych, uzwojenie wzbudzenia jest podłączone do własnego prostownika, zmontowanego na diodach VD9-VD 11. Takie połączenie uzwojenia wzbudzenia zapobiega przepływowi przez niego prądu rozładowania akumulatora, gdy silnik samochodu nie pracuje . Diody półprzewodnikowe są w stanie otwartym i nie zapewniają znacznego oporu przepływu prądu, gdy przyłożone jest do nich napięcie w kierunku do przodu i praktycznie nie przepuszczają prądu, gdy przyłożone jest napięcie wsteczne.

Zgodnie z wykresem napięcia fazowego (patrz ryc. 1) można określić, które diody są w tej chwili otwarte, a które zamknięte. Napięcia fazowe Uf1 działają w uzwojeniu pierwszej fazy, Uf2 - w drugiej, Uf3 - w trzeciej. Napięcia te zmieniają się wzdłuż krzywych zbliżonych do sinusoidy iw pewnych momentach są dodatnie, w innych ujemne. Jeżeli dodatni kierunek napięcia w fazie jest mierzony wzdłuż strzałki skierowanej do punktu zerowego uzwojenia stojana i ujemny od niego, to na przykład przez czas t1, gdy napięcie drugiej fazy jest nieobecne, pierwsza faza jest dodatnia, a trzecia ujemna. Kierunek napięć fazowych odpowiada strzałkom pokazanym na ryc. 1. Prąd płynący przez uzwojenia, diody i obciążenie będzie płynął w kierunku wskazanym przez te strzałki.

W tym samym czasie diody są otwarte VD1 i VD4. Rozważając dowolne inne momenty czasowe, łatwo sprawdzić, że w trójfazowym układzie napięć powstających w uzwojeniach faz generatora, diody prostownika mocy przechodzą od stanu otwartego do zamkniętego i z powrotem w taki sposób, że prąd w obciążeniu ma tylko jeden kierunek - od zacisku „+” agregatu prądotwórczego do jego wyjścia „-” („uziemienie”), tj. w obciążeniu płynie stały (wyprostowany) prąd. Diody prostownicze uzwojenia wzbudzenia działają w podobny sposób, zasilając to uzwojenie prądem wyprostowanym. Ponadto prostownik uzwojenia wzbudzenia zawiera również 6 diod, ale trzy z nich VD2, VD4, VD6 są wspólne z prostownikiem mocy. Tak więc w czasie t1 diody VD4 i VD9 są otwarte, przez które wyprostowany prąd wpływa do uzwojenia wzbudzenia. Prąd ten jest znacznie mniejszy niż prąd dostarczany przez generator do obciążenia. Dlatego małe diody niskoprądowe o prądzie nie większym niż 2 A są stosowane jako diody VD9-VD11 (dla porównania diody prostownika mocy umożliwiają przepływ prądów do 25 ... 35 A).

Pozostaje rozważyć zasadę działanie ramienia prostownika zawierającego diody VD7 i VD8. Gdyby napięcia fazowe były czysto sinusoidalne, diody te w ogóle nie brałyby udziału w procesie konwersji prądu przemiennego na stały. Jednak w rzeczywistych generatorach kształt napięć fazowych różni się od sinusoidy. Jest to suma sinusoid, które nazywane są składowymi harmonicznymi lub harmonicznymi – pierwszej, której częstotliwość pokrywa się z częstotliwością napięcia fazowego, oraz wyższych, głównie trzeciej, której częstotliwość jest trzykrotnie wyższa od pierwszej. Reprezentację rzeczywistej postaci napięcia fazowego jako sumy dwóch harmonicznych (pierwszej i trzeciej) przedstawiono na rys.2.

Stojan generatora (ryc. 3) jest montowany z blach stalowych o grubości 0,8 ... 1 mm, ale częściej jest nawijany „na krawędzi”. Taka konstrukcja zapewnia mniej odpadów podczas przetwarzania i wysoką produktywność. Gdy pakiet stojana jest wykonany przez uzwojenie, jarzmo stojana ma zwykle występy nad rowkami, wzdłuż których ustala się położenie warstw względem siebie podczas nawijania. Te wypukłości poprawiają chłodzenie stojana dzięki bardziej rozwiniętej powierzchni zewnętrznej.

Potrzeba oszczędności metal doprowadził do powstania projektu pakietu stojana, rekrutowanego z oddzielnych segmentów w kształcie podkowy. Mocowanie pomiędzy poszczególnymi arkuszami pakietu stojana w monolityczną konstrukcję odbywa się za pomocą spawania lub nitów. Prawie wszystkie produkowane seryjnie generatory samochodowe mają 36 gniazd, w których znajduje się uzwojenie stojana. Rowki są izolowane izolacją z folii lub natryskiwane masą epoksydową.

Ryc. 4 Schemat uzwojenia stojana generatora:

A - rozłożona pętla, B - skoncentrowana fala, C - rozłożona fala

——- 1 faza, – – – – – – 2 fazy, -..-..-..- 3 fazy

W rowkach znajduje się uzwojenie stojana, wykonane zgodnie ze schematami (ryc. 4) w postaci rozproszonej pętli (ryc. 4, A) lub skoncentrowanej fali (ryc. 4, B), rozproszonej fali (ryc. 4 , C) uzwojenia. Uzwojenie pętlowe charakteryzuje się tym, że jego odcinki (lub półprzekroje) wykonane są w postaci cewek z połączeniami czołowymi po obu stronach pakietu stojana naprzeciw siebie. Uzwojenie falowe naprawdę przypomina falę, ponieważ jego czołowe połączenia między bokami sekcji (lub półsekcji) znajdują się naprzemiennie po jednej lub drugiej stronie pakietu stojana. W przypadku uzwojenia rozproszonego przekrój jest podzielony na dwie połówki wychodzące z jednego rowka, przy czym jedna połówka biegnie w lewo, a druga w prawo. Odległość między bokami przekroju (lub półprzekroju) każdego uzwojenia fazowego wynosi 3 podziały rowków, tj. jeżeli jedna strona przekroju leży w rowku konwencjonalnie przyjmowanym jako pierwszy, to drugi bok pasuje do czwartego rowka. Uzwojenie mocowane jest w rowku za pomocą klina rowkowego wykonanego z materiału izolacyjnego. Po ułożeniu uzwojenia obowiązkowe jest zaimpregnowanie stojana lakierem.

Funkcja motoryzacyjna generatorów jest widokiem układu biegunowego wirnika (rys.5). Zawiera dwie połówki tyczki z występami - tyczki w kształcie dzioba, po sześć na każdej połówce. Połówki słupów są wykonane metodą tłoczenia i mogą posiadać występy - półtuleje. W przypadku braku występów, podczas dociskania do wału, między połówkami biegunów instaluje się tuleję z uzwojeniem wzbudzenia nawiniętą na ramie, natomiast uzwojenie przeprowadza się po zainstalowaniu tulei wewnątrz ramy.

Ryc.5. Wirnik generatora samochodowego: a - zmontowany; b – zdemontowany układ słupów; 1,3-biegunowe połówki; 2 - uzwojenie wzbudzenia; 4 - pierścienie kontaktowe; 5 - wał

Jeśli połówki biegunów mają półtuleje, to uzwojenie wzbudzenia jest wstępnie nawijane na ramę i instalowane podczas dociskania połówek biegunów, tak aby półtuleje weszły w ramę. Końcowe policzki ramy posiadają występy zatrzaskowe, które wchodzą w szczeliny międzybiegunowe na końcach połówek tyczki i zapobiegają obracaniu się ramy na tulei. Dociskaniu połówek biegunów do wału towarzyszy ich doszczelnianie, co zmniejsza szczeliny powietrzne pomiędzy tuleją a połówkami biegunów lub półtulejami i korzystnie wpływa na charakterystykę wyjściową generatora.

Podczas pościgu metal płynie w rowki wału, co utrudnia przewinięcie uzwojenia wzbudzenia w przypadku przepalenia lub pęknięcia, ponieważ układ biegunów wirnika staje się trudny do demontażu. Uzwojenie wzbudzenia zmontowane z wirnikiem jest impregnowane lakierem. Dzioby biegunów są zwykle ścięte na krawędziach po jednej lub obu stronach, aby zmniejszyć szum magnetyczny generatorów. W niektórych konstrukcjach, w tym samym celu, pod ostrymi stożkami dziobów, umieszczonymi nad uzwojeniem wzbudzenia, umieszcza się przeciwszumowy niemagnetyczny pierścień. Ten pierścień zapobiega oscylowaniu dziobów, gdy zmienia się strumień magnetyczny, a tym samym emitowaniu szumu magnetycznego.

Po złożeniu dynamika wyważanie wirnika, które odbywa się poprzez wiercenie nadmiaru materiału na połówkach biegunów. Na wale wirnika znajdują się również pierścienie stykowe, najczęściej wykonane z miedzi, z plastikowym zaprasowaniem. Przewody uzwojenia wzbudzenia są przylutowane lub przyspawane do pierścieni. Czasami pierścienie są wykonane z mosiądzu lub stali nierdzewnej, co zmniejsza zużycie i utlenianie, zwłaszcza podczas pracy w wilgotnym środowisku. Średnica pierścieni, gdy zespół szczotkowo-stykowy znajduje się poza wnęką wewnętrzną generatora, nie może przekraczać wewnętrznej średnicy łożyska zamontowanego w pokrywie od strony pierścieni ślizgowych, ponieważ podczas montażu łożysko przechodzi nad pierścieniami. Mała średnica pierścieni pomaga również zmniejszyć zużycie szczotek. Właśnie ze względu na warunki instalacji niektóre firmy stosują łożyska wałeczkowe jako tylne podparcie wirnika, ponieważ. łożyska kulkowe o tej samej średnicy mają krótszy zasób.

Wały wirnika są wykonane z reguły z miękkiej stali automatowej, jednak przy zastosowaniu łożyska wałeczkowego, którego rolki pracują bezpośrednio na końcu wałka od strony pierścieni ślizgowych, wał wykonany jest ze stali stopowej, a czop wału jest utwardzony dyfuzyjnie i hartowany. Na gwintowanym końcu wału wycięty jest rowek na klucz do mocowania koła pasowego. Jednak w wielu nowoczesnych projektach brakuje tego klucza. W tym przypadku końcowa część wału ma wgłębienie lub występ pod klucz w kształcie sześciokąta. Pomaga to zapobiec obracaniu się wału podczas dokręcania nakrętki koła pasowego lub podczas demontażu, gdy konieczne jest zdjęcie koła pasowego i wentylatora.

węzeł szczotki - jest to plastikowa konstrukcja, w której umieszczone są szczotki tj. styki ślizgowe. W alternatorach samochodowych stosuje się dwa rodzaje szczotek – miedziano-grafitowe i elektrografitowe. Te ostatnie mają zwiększony spadek napięcia na styku z pierścieniem w porównaniu z miedziano-grafitowymi, co niekorzystnie wpływa na charakterystykę wyjściową generatora, ale zapewniają znacznie mniejsze zużycie pierścieni ślizgowych. Szczotki są dociskane do pierścieni siłą sprężyn. Zazwyczaj szczotki montowane są wzdłuż promienia pierścieni ślizgowych, ale zdarzają się również tzw. reaktywne uchwyty szczotek, w których oś szczotki tworzy kąt z promieniem pierścienia w punkcie styku szczotki. Zmniejsza to tarcie szczotki w prowadnicach uchwytu szczotki, a tym samym zapewnia pewniejszy kontakt szczotki z pierścieniem. Często uchwyt szczotki i regulator napięcia tworzą nierozłączną pojedynczą całość.

Węzły prostownika stosowane są dwa rodzaje - albo są to płytki radiatora, w które wciskane są (lub lutowane) diody prostownicze mocy lub na które wlutowuje się i uszczelnia krzemowe złącza tych diod, albo są to konstrukcje z mocno rozwiniętym żebrowaniem, w których diody, zwykle tabletkowe typu, są przylutowane do radiatorów. Diody dodatkowego prostownika zwykle mają plastikową obudowę o kształcie cylindrycznym lub w kształcie grochu lub są wykonane w postaci oddzielnej uszczelnionej jednostki, której włączenie do obwodu odbywa się za pomocą szyn zbiorczych. Włączenie jednostek prostownika do obwodu generatora odbywa się poprzez lutowanie lub spawanie przewodów fazowych na specjalnych podkładkach montażowych prostownika lub śrubami.

Najbardziej niebezpieczne dla generatora, a zwłaszcza dla okablowania samochodowej sieci pokładowej, jest mostkowanie płyt radiatora podłączonych do „masy” i zacisku „+” generatora z metalowymi przedmiotami przypadkowo uwięzionymi między nimi lub mostki przewodzące utworzone przez zanieczyszczenia, tk. powoduje to zwarcie w obwodzie akumulatora i możliwy jest pożar. Aby tego uniknąć, płyty i inne części generatorów prostownikowych niektórych firm są częściowo lub całkowicie pokryte warstwą izolującą. W monolitycznej konstrukcji prostownika radiatory łączone są głównie z płytami montażowymi wykonanymi z materiału izolacyjnego, wzmocnionymi prętami łączącymi.

Jednostki łożyskowe Generatory są zazwyczaj łożyskami kulkowymi zwykłymi z jednorazowym smarowaniem na cały okres eksploatacji i jedno- lub dwustronnymi uszczelnieniami wbudowanymi w łożysko. Łożyska wałeczkowe stosowane są tylko od strony pierścieni ślizgowych i to dość rzadko, głównie przez firmy amerykańskie. Pasowanie łożysk kulkowych na wale po stronie pierścieni ślizgowych jest zwykle ciasne, po stronie napędu ślizga się, w gnieździe pokrywy przeciwnie, po stronie pierścieni ślizgowych ślizga się, na po stronie napędu jest ciasno. Ponieważ bieżnia zewnętrzna łożyska po stronie pierścieni ślizgowych ma możliwość obracania się w gnieździe pokrywy, łożysko i pokrywa mogą wkrótce ulec uszkodzeniu, wirnik będzie dotykał stojana. Aby zapobiec obracaniu się łożyska, w gnieździe pokrywy umieszcza się różne urządzenia - gumowe pierścienie, plastikowe miseczki, sprężyny ze stali falistej itp.

Projekt regulatora napięcie zależy w dużej mierze od technologii ich wytwarzania. Podczas wykonywania obwodu na elementach dyskretnych regulator zwykle ma płytkę drukowaną, na której znajdują się te elementy. Jednocześnie niektóre elementy, na przykład rezystory strojenia, można wykonać w technologii grubowarstwowej. Technologia hybrydowa zakłada, że ​​rezystory są wykonane na płytce ceramicznej i połączone z elementami półprzewodnikowymi - diodami, diodami Zenera, tranzystorami, które są rozpakowywane lub pakowane na metalowym podłożu. W regulatorze wykonanym na krzemowym monokrysztale cały obwód regulatora znajduje się w tym krysztale. Hybrydowe regulatory napięcia i monokrystaliczne regulatory napięcia nie podlegają demontażowi ani naprawie.

Chłodzenie generatora realizowane przez jeden lub dwa wentylatory zamontowane na jego wale. W tym przypadku w tradycyjnej konstrukcji generatorów (ryc. 7, a) powietrze jest zasysane przez wentylator odśrodkowy do pokrywy od strony pierścieni ślizgowych. W przypadku generatorów z zespołem szczotkowym, regulatorem napięcia i prostownikiem znajdującym się poza komorą wewnętrzną i chronionym obudową, powietrze zasysane jest przez szczeliny w tej obudowie, kierując je w miejsca najbardziej nagrzane - do prostownika i regulatora napięcia. W samochodach o gęstym układzie komory silnika, w których temperatura powietrza jest zbyt wysoka, stosuje się generatory ze specjalną obudową (ryc. 7, b), zamocowane na tylnej pokrywie i wyposażone w rurę z wężem, przez który zimne i czyste powietrze zewnętrzne dostaje się do generatora. Takie konstrukcje są stosowane na przykład w samochodach BMW. W przypadku generatorów o „kompaktowej” konstrukcji powietrze chłodzące jest pobierane zarówno z tylnej, jak i przedniej pokrywy.

Ryc.7. Układ chłodzenia generatora.

a - generatory o konwencjonalnej konstrukcji; b - generatory do podwyższonych temperatur w komorze silnika; c – generatory o zwartej konstrukcji.

Strzałki pokazują kierunek przepływu powietrza

Duże agregaty prądotwórcze instalowane w pojazdach specjalnych, ciężarówkach i autobusach mają pewne różnice. W szczególności mają dwa układy biegunowe wirnika osadzonego na jednym wale, a co za tym idzie dwa uzwojenia wzbudzenia, 72 żłobki na stojanie itp. Nie ma jednak zasadniczych różnic w konstrukcji tych generatorów od rozważanych konstrukcji.

Charakterystyka generatorów samochodowych

Zdolność zespołu prądotwórczego do dostarczania odbiorcom energii elektrycznej w różnych trybach pracy silnika określa jego charakterystyka prądowo-prędkościowa (TLC) - zależność maksymalnego prądu wyjściowego generatora od prędkości obrotowej wirnika przy stałym napięciu na wyjściach mocy . na ryc. 1 przedstawia charakterystykę prądowo-prędkościową generatora.

Ryż. 1. Charakterystyka prądowo-prędkościowa zespołów prądotwórczych.

Wykres zawiera następujące charakterystyczne punkty:

n0 to początkowa prędkość wirnika bez obciążenia, przy której generator zaczyna dawać prąd;

Ihd - prąd wyjściowy generatora przy prędkości odpowiadającej minimalnej stabilnej prędkości biegu jałowego silnika.

W nowoczesnych generatorach prąd podawany w tym trybie wynosi 40-50% wartości nominalnej;

Idm to maksymalny (znamionowy) prąd wyjściowy przy prędkości obrotowej wirnika 5000 min” (6000 min” dla nowoczesnych generatorów).

Określa się TLC:

- z samowzbudzeniem (obwód uzwojenia wzbudzenia jest zasilany przez własny generator);

- z niezależnym wzbudzeniem (obwód uzwojenia wzbudzenia zasilany jest z zewnętrznego źródła);

- dla agregatu prądotwórczego (regulator napięcia zawarty w obwodzie);

- dla generatora (regulator napięcia jest wyłączony);

– w stanie zimnym (przez zimno rozumie się taki stan, w którym temperatura węzłów generatora jest praktycznie równa temperaturze powietrza otoczenia (25 ± 10) °С, ponieważ generator nagrzewa się podczas eksperymentalnego wyznaczania TLC, czas eksperymentu powinien być minimalny, tj. nie dłuższy niż 1 min, a drugi eksperyment powinien być przeprowadzony po ponownym zrównaniu się temperatury węzłów z temperaturą otaczającego powietrza);

- w stanie nagrzanym.

Dokumentacja techniczna generatorów często wskazuje nie całą TLC, a jedynie jej poszczególne punkty charakterystyczne (patrz rys. 1).

Punkty te obejmują:

- prędkość początkowa na biegu jałowym n0. Odpowiada ustawionemu napięciu generatora bez obciążenia;

- najwyższy prąd podawany przez generator Idm. (Generatory zaworów samochodowych są samoograniczające się, tj. po osiągnięciu siły Idm, której wartość jest zbliżona do wartości prądu zwarciowego, generator przy dalszym wzroście prędkości obrotowej nie może podać prądu konsumenci o większej wartości Prąd Idm pomnożony przez napięcie znamionowe określa moc znamionową generatorów samochodowych );

- prędkość obrotowa npn i natężenie prądu Idn w trybie projektowania. (Punkt trybu projektowego wyznacza się w punkcie, w którym TLC dotyka stycznej poprowadzonej z początku układu współrzędnych. W przybliżeniu obliczoną wartość natężenia prądu można określić jako częstotliwość wirowania 0,67 Idm, prąd generatora wzrasta, a w konsekwencji nagrzewanie się jego węzłów, ale jednocześnie zwiększa się intensywność chłodzenia generatora przez wentylator umieszczony na jego wale. Przy dużych prędkościach wzrost intensywności nagrzewania przeważa nad wzrostem intensywności chłodzenia i nagrzewania węzłów generatora maleje.);

- prędkość obrotowa nxd i natężenie prądu Ixd w trybie odpowiadającym biegu jałowemu silnika spalinowego (ICE). W tym trybie generator musi zapewnić prąd o natężeniu niezbędnym do zasilania wielu ważnych odbiorników, przede wszystkim zapłonu w gaźnikowych silnikach spalinowych.

Jak zdefiniować parametry swojego generatora:

W przypadku generatorów domowych: W przypadku nowych modeli silników domowych (VAZ-2111, 2112, ZMZ-406 itp.): Zainstalowano generatory o zwartej konstrukcji (94.3701 itp.). Generatory bezszczotkowe (indukcyjne) (955.3701 dla VAZ, G700A dla UAZ) różnią się od tradycyjnej konstrukcji tym, że mają magnesy trwałe na wirniku i uzwojenia wzbudzenia na stojanie (wzbudzenie mieszane). Umożliwiło to obejście się bez zespołu szczotek (wrażliwej części generatora) i pierścieni ślizgowych. Generatory te mają jednak nieco większą masę i wyższy poziom hałasu.

Na tarczy generatora zwykle wskazane są jego główne parametry:

– napięcie znamionowe 14 lub 28 V (w zależności od napięcia znamionowego instalacji elektrycznej);

- prąd znamionowy, który przyjmuje się jako maksymalny prąd wyjściowy generatora.

– Typ, marka generatora

Główną cechą zespołu prądotwórczego jest jego charakterystyka prądowo-prędkościowa (TLC), czyli zależność prądu dostarczanego przez generator do sieci od prędkości obrotowej jego wirnika przy stałym napięciu na wyjściach mocy generatora.

Ta cecha jest zdefiniowana gdy agregat prądotwórczy pracuje z całkowicie naładowanym akumulatorem o nominalnej pojemności wyrażonej w A/h, która wynosi co najmniej 50% prądu znamionowego generatora. Charakterystykę można wyznaczyć w zimnym i rozgrzanym stanie generatora. Przez stan zimny rozumie się w tym przypadku stan, w którym temperatura wszystkich części i zespołów generatora jest równa temperaturze otoczenia, której wartość powinna wynosić 23±5°C. Temperaturę powietrza określa się w punkcie oddalonym o 5 cm od wlotu powietrza do generatora. Ponieważ generator nagrzewa się podczas charakteryzacji z powodu uwalnianych w nim strat mocy, metodycznie trudno jest zarejestrować TLC w stanie zimnym i większość firm podaje charakterystyki prądowo-prędkościowe generatorów w stanie nagrzanym, tj. w stanie, w którym podzespoły i części generatora nagrzewają się w każdym wyznaczonym punkcie do ustalonej wartości z powodu strat mocy generowanych w generatorze przy powyższej temperaturze powietrza chłodzącego.

Zakres częstotliwości rotacji podczas charakteryzacji mieści się między minimalną częstotliwością, przy której zespół prądotwórczy wytwarza prąd o natężeniu 2A (około 1000 min-1) a maksymalną. Charakterystykę przeprowadza się w przedziale od 500 do 4000 min-1 i 1000 min-1 przy wyższych częstotliwościach. Niektóre firmy podają charakterystyki prądowo-prędkościowe wyznaczane przy napięciu znamionowym, czyli przy 14 V, typowym dla samochodów. Jednak usunięcie takich cech jest możliwe tylko za pomocą regulatora specjalnie przebudowanego na wysoki poziom utrzymania napięcia. Aby zapobiec działaniu regulatora napięcia podczas przyjmowania charakterystyki prądowo-prędkościowej, określa się go przy napięciach Ut = 13,5 ± 0,1 V dla 12-woltowego układu pokładowego. Dopuszczalna jest również metoda przyspieszona wyznaczania charakterystyki prądowo-prędkościowej, wymagająca specjalnego zautomatyzowanego stanowiska, w którym generator nagrzewa się przez 30 minut z prędkością 3000 min-1 odpowiadającą tej częstotliwości, natężeniu prądu i wskazanemu powyżej napięciu. Czas charakteryzacji nie powinien przekraczać 30 s przy stale zmieniającej się prędkości.

Charakterystyka prądowo-prędkościowa ma charakterystyczne punkty, do których należą:

n0 - prędkość początkowa bez obciążenia. Ponieważ charakterystyka zwykle zaczyna się od prądu obciążenia (około 2 A), punkt ten uzyskuje się przez ekstrapolację charakterystyki do punktu przecięcia z osią x.

nL to minimalna robocza prędkość obrotowa, tj. prędkość odpowiadająca w przybliżeniu prędkości obrotowej silnika na biegu jałowym. Warunkowo przyjęty, nL = 1500 min-1. Ta częstotliwość odpowiada aktualnemu IL. Firma Bosch przyjęła nL=1800 min-1 dla „kompaktowych” generatorów. Zazwyczaj IL wynosi 40…50% prądu znamionowego.

nR to znamionowa prędkość obrotowa, przy której generowany jest prąd znamionowy IR. Przyjmuje się, że prędkość ta wynosi nR = 6000 min-1. IR to najmniejszy prąd, jaki musi generować agregat prądotwórczy przy prędkości nR.

NMAX - maksymalna prędkość. Przy tej prędkości generator generuje maksymalny prąd Imax. Zazwyczaj prąd maksymalny niewiele różni się od nominalnego IR (nie więcej niż 10%).

Producenci podają w swoich materiałach informacyjnych głównie tylko punkty charakterystyczne charakterystyki prądowo-prędkościowej. Natomiast dla zespołów prądotwórczych samochodów osobowych, z dostateczną dokładnością, możliwe jest wyznaczenie charakterystyki prądowo-prędkościowej ze znanej wartości nominalnej prądu IR oraz charakterystyki wg rys. 8, gdzie wartości prąd generatora podaje się w odniesieniu do jego wartości nominalnej.

Oprócz charakterystyki prądowo-prędkościowej agregat prądotwórczy charakteryzuje się również częstotliwością samowzbudzenia. Kiedy generator pracuje w samochodzie wyposażonym w akumulator, agregat prądotwórczy musi być samowzbudny przy prędkości obrotowej silnika mniejszej niż jego prędkość obrotowa na biegu jałowym. W takim przypadku oczywiście obwód musi zawierać lampę do monitorowania stanu roboczego agregatu prądotwórczego o mocy określonej dla niego przez producenta generatora oraz rezystory równoległe do niego, jeśli są one dostarczane przez obwód.

Kolejną cechą, dzięki której można przedstawić możliwości energetyczne generatora, czyli określić ilość mocy pobieranej przez generator z silnika, jest wartość jego współczynnika wydajności (COP), wyznaczana w trybach odpowiadających punktów charakterystyki prądowo-prędkościowej (rys. 8), dla orientacji podawana jest wartość sprawności według rys. 8, ponieważ zależy to od konstrukcji generatora - grubości blach, z których montowany jest stojan, średnicy pierścieni ślizgowych, łożysk, rezystancji uzwojeń itp., ale głównie od mocy generatora. Im mocniejszy generator, tym wyższa jego wydajność.

Ryc. 8 Charakterystyka wyjściowa generatorów samochodowych:

1 - charakterystyka prądowo-prędkościowa, 2 - sprawność według punktów charakterystyki prądowo-prędkościowej

Wreszcie, agregat prądotwórczy charakteryzuje się zakresem napięcia wyjściowego, gdy prędkość, prąd obciążenia i temperatura zmieniają się w określonych granicach. Zwykle w broszurach firmowych podaje się napięcie pomiędzy wyjściem mocy „+” a „masą” agregatu prądotwórczego w punkcie kontrolnym lub napięcie nastawcze regulatora, gdy agregat prądotwórczy jest zimny przy prędkości 6000 min-1, przy prądzie obciążenie 5 A i pracę w komplecie z akumulatorem, a także kompensację termiczną - zmianę regulowanego napięcia w zależności od temperatury otoczenia. Kompensacja termiczna jest wskazywana jako współczynnik charakteryzujący zmianę napięcia przy zmianie temperatury otoczenia o ~1°C. Jak pokazano powyżej, wraz ze wzrostem temperatury spada napięcie agregatu prądotwórczego. Do samochodów osobowych niektóre firmy oferują agregaty prądotwórcze z następującymi ustawieniami regulatora i kompensacji termicznej:

Napięcie nastawy, V …………………………… 14,1±0,1 14,5+0,1

Kompensacja temperatury, mV/°C …………………………. -7+1,5 -10±2

Napęd generatora

Napęd generatorów realizowany jest z koła pasowego wału korbowego za pomocą napędu pasowego. Im większa średnica koła pasowego na wale korbowym i mniejsza średnica koła pasowego generatora (stosunek średnicy nazywany jest przełożeniem), tym wyższa jest odpowiednio prędkość generatora, który jest w stanie przekazać konsumentom więcej prądu.

Napęd z paskiem klinowym nie ma zastosowania do przełożeń większych niż 1,7-3. Przede wszystkim wynika to z faktu, że przy kołach pasowych o małej średnicy pasek klinowy intensywnie się zużywa.

W nowoczesnych modelach z reguły napęd odbywa się za pomocą paska klinowego. Ze względu na swoją większą elastyczność pozwala na zamontowanie na generatorze koła pasowego o małej średnicy, a co za tym idzie uzyskanie wyższych przełożeń, czyli zastosowanie wysokoobrotowych generatorów. Napinanie paska wielorowkowego odbywa się z reguły za pomocą rolek napinających ze stacjonarnym generatorem.

Mocowanie generatora

Generatory są przykręcone do przedniej części silnika na specjalnych wspornikach. Nóżki mocujące i ucho napinające generatora znajdują się na osłonach. Jeśli mocowanie odbywa się za pomocą dwóch łap, to znajdują się one na obu okładkach, jeśli jest tylko jedna łapa, znajduje się ona na przedniej okładce. W otworze tylnej nogi (jeśli są dwie nogi montażowe) zwykle znajduje się tuleja dystansowa, która eliminuje szczelinę między wspornikiem silnika a gniazdem nogi.

Regulatory napięcia

Regulatory utrzymują napięcie generatora w określonych granicach dla optymalnej pracy urządzeń elektrycznych wchodzących w skład sieci pokładowej pojazdu. Wszystkie regulatory napięcia posiadają elementy pomiarowe, które są czujnikami napięcia oraz elementy wykonawcze, które je regulują.

W regulatorach drgań elementem pomiarowym i wykonawczym jest przekaźnik elektromagnetyczny. W przypadku sterowników stykowo-tranzystorowych przekaźnik elektromagnetyczny znajduje się w części pomiarowej, a elementy elektroniczne w części wykonawczej. Te dwa rodzaje regulatorów są obecnie całkowicie wypierane przez elektroniczne.

Półprzewodnikowe bezdotykowe regulatory elektroniczne są zwykle wbudowane w generator i połączone z zespołem szczotkowym. Zmieniają prąd wzbudzenia zmieniając czas załączenia uzwojenia wirnika do sieci zasilającej. Regulatory te nie podlegają rozosiowaniu i nie wymagają żadnej obsługi poza sprawdzeniem niezawodności styków.

Regulatory napięcia posiadają właściwość kompensacji termicznej - zmiany napięcia dostarczanego do akumulatora w zależności od temperatury powietrza w komorze silnika dla optymalnego ładowania akumulatora. Im niższa temperatura powietrza, tym większe napięcie musi być dostarczone do akumulatora i odwrotnie. Wartość kompensacji termicznej dochodzi do 0,01 V na 1°C. Niektóre modele zdalnych regulatorów (2702.3702, РР-132А, 1902.3702 i 131.3702) posiadają stopniowe ręczne przełączniki poziomu napięcia (zima/lato).

Zasada działania regulatora napięcia

Obecnie wszystkie agregaty prądotwórcze są wyposażone w półprzewodnikowe elektroniczne regulatory napięcia, zwykle wbudowane w generator. Schematy ich wykonania i konstrukcji mogą być różne, ale zasada działania dla wszystkich regulatorów jest taka sama. Napięcie generatora bez regulatora zależy od prędkości jego wirnika, strumienia magnetycznego wytwarzanego przez uzwojenie wzbudzenia, a co za tym idzie, od natężenia prądu w tym uzwojeniu i ilości prądu podawanego przez generator odbiorcom. Im większa prędkość obrotowa i prąd wzbudzenia, tym większe napięcie generatora, im większy prąd obciążenia, tym niższe to napięcie.

Funkcją regulatora napięcia jest stabilizacja napięcia, gdy prędkość i obciążenie zmieniają się w wyniku wpływu na prąd wzbudzenia. Oczywiście można zmienić prąd w obwodzie wzbudzenia wprowadzając do tego obwodu dodatkowy rezystor, tak jak robiono to we wcześniejszych wibracyjnych regulatorach napięcia, ale ta metoda wiąże się ze stratami mocy w tym rezystorze i nie jest stosowana w regulatorach elektronicznych. Elektroniczne regulatory zmieniają prąd wzbudzenia, włączając i wyłączając uzwojenie wzbudzenia z sieci, zmieniając jednocześnie względny czas trwania czasu włączenia uzwojenia wzbudzenia. Jeśli konieczne jest zmniejszenie prądu wzbudzenia w celu ustabilizowania napięcia, czas włączenia uzwojenia wzbudzenia maleje, jeśli konieczne jest jego zwiększenie, zwiększa się.

Zasada działania regulatora elektronicznego wygodnie jest zademonstrować na dość prostym schemacie regulatora typu EE 14V3 firmy Bosch, pokazanego na ryc. 9:

Ryc. 9 Obwód regulatora napięcia BOSCH EE14V3:

1 - generator, 2 - regulator napięcia, SA - stacyjka, HL - lampka kontrolna na tablicy rozdzielczej.

Aby zrozumieć działanie obwodu, należy pamiętać, że jak pokazano powyżej, dioda Zenera nie przepuszcza przez siebie prądu przy napięciach poniżej napięcia stabilizującego. Kiedy napięcie osiągnie tę wartość, dioda Zenera „przebija się” i zaczyna przez nią płynąć prąd. Zatem dioda Zenera w regulatorze jest wzorcem napięcia, z którym porównywane jest napięcie generatora. Ponadto wiadomo, że tranzystory przepuszczają prąd między kolektorem a emiterem, tj. są rozwarte, jeśli w obwodzie „baza-emiter” płynie prąd i nie przepuszczają tego prądu, tj. zamknięty, jeśli prąd bazowy zostanie przerwany. Napięcie do diody Zenera VD2 jest dostarczane z wyjścia generatora „D +” przez dzielnik napięcia na rezystorach R1 (R3 i dioda VD1, która wykonuje kompensację temperatury. Podczas gdy napięcie generatora jest niskie, a napięcie na diodzie Zenera jest poniżej napięcia stabilizującego, dioda Zenera jest przez nią zamknięta, a zatem i żaden prąd nie płynie w obwodzie bazowym tranzystora VT1, tranzystor VT1 jest również zamknięty. W tym przypadku prąd płynący przez rezystor R6 z Wyjście „D +” wchodzi do obwodu podstawowego tranzystora VT2, który otwiera się, przez złącze emiter-kolektor prąd zaczyna płynąć w podstawie tranzystora VT3 , który również się otwiera. W tym przypadku uzwojenie wzbudzenia generatora jest podłączony do obwodu mocy przez złącze emiter-kolektor VT3.

Podłączenie tranzystorów VT2 i VT3, w którym ich zaciski kolektora są połączone, a obwód bazowy jednego tranzystora jest zasilany przez emiter drugiego, nazywa się obwodem Darlingtona. Przy takim połączeniu oba tranzystory można traktować jako jeden tranzystor złożony o dużym wzmocnieniu. Zazwyczaj taki tranzystor jest wykonany na pojedynczym krysztale krzemu. Jeśli napięcie generatora wzrosło, na przykład z powodu wzrostu prędkości obrotowej jego wirnika, wówczas wzrasta również napięcie na diodzie Zenera VD2, gdy napięcie to osiągnie wartość napięcia stabilizacji, dioda Zenera VD2 „przebija się” , prąd przez niego zaczyna płynąć do obwodu bazowego tranzystora VT1, który złącze emiter-kolektor również otwiera się i zwiera wyjście podstawy tranzystora kompozytowego VT2, VT3 do masy.

Tranzystor kompozytowy zamyka się, przerywając obwód zasilania uzwojenia wzbudzenia. Prąd wzbudzenia spada, napięcie generatora maleje, dioda Zenera VT2, tranzystor VT1 zamykają się, tranzystor kompozytowy VT2, VT3 otwiera się, uzwojenie wzbudzenia jest ponownie podłączane do obwodu mocy, napięcie generatora wzrasta i proces się powtarza. Zatem regulacja napięcia generatora przez regulator odbywa się dyskretnie poprzez zmianę względnego czasu załączenia uzwojenia wzbudzenia w obwodzie mocy. W tym przypadku prąd w uzwojeniu wzbudzenia zmienia się, jak pokazano na ryc. 10. Jeśli prędkość generatora wzrosła lub zmniejszyło się jego obciążenie, czas załączenia uzwojenia ulega skróceniu, jeśli prędkość spadła lub wzrosło obciążenie, czas ten wzrasta. W obwodzie regulatora (patrz ryc. 9) znajdują się elementy charakterystyczne dla obwodów wszystkich regulatorów napięcia stosowanych w samochodach.

Dioda VD3 podczas zamykania tranzystor kompozytowy VT2, VT3 zapobiega niebezpiecznym przepięciom, które występują z powodu otwartego obwodu uzwojenia wzbudzenia o znacznej indukcyjności. W takim przypadku prąd uzwojenia pola można zamknąć przez tę diodę i nie występują niebezpieczne skoki napięcia. Dlatego dioda VD3 nazywana jest gaszeniem. Rezystancja R7 jest twardą rezystancją sprzężenia zwrotnego.

Ryc.10. Zmiana natężenia prądu w uzwojeniu wzbudzenia JB w czasie t podczas działania regulatora napięcia: ton, toff - odpowiednio czas włączania i wyłączania uzwojenia wzbudzenia regulatora napięcia; n1 n2 – częstotliwość wirowania wirnika generatora, przy czym n2 jest większe od n1; JB1 i JB2 - wartości średnie prądu w uzwojeniu polowym

Kiedy tranzystor kompozytowy VT2, VT3 jest otwarty, okazuje się, że jest połączony równolegle z rezystancją R3 dzielnika napięcia, podczas gdy napięcie na diodzie Zenera VT2 gwałtownie spada, co przyspiesza przełączanie obwodu regulatora i zwiększa częstotliwości tego przełączania, co ma korzystny wpływ na jakość napięcia agregatu prądotwórczego. Kondensator C1 jest rodzajem filtra, który chroni regulator przed wpływem impulsów napięcia na jego wejście. Ogólnie rzecz biorąc, kondensatory w obwodzie regulatora albo zapobiegają przejściu tego obwodu w tryb oscylacyjny i możliwości wpływu zewnętrznych zakłóceń o wysokiej częstotliwości na działanie regulatora, albo przyspieszają przełączanie tranzystorów. W tym ostatnim przypadku kondensator, ładując się w jednym momencie, w innym momencie rozładowuje się do obwodu bazy tranzystora, przyspieszając przełączanie tranzystora skokiem prądu rozładowania, a w konsekwencji zmniejszając jego nagrzewanie i energię w nim strata.

Z ryc. 9 jest to wyraźnie widoczne rola lampki HL do monitorowania stanu pracy agregatu prądotwórczego (lampka kontrolna ładowania na desce rozdzielczej samochodu). Przy wyłączonym silniku pojazdu zamknięcie styków wyłącznika zapłonu SA umożliwia przepływ prądu z akumulatora GA przez tę lampę do uzwojenia wzbudzenia generatora. Zapewnia to wstępne wzbudzenie generatora. Jednocześnie zapala się lampka sygnalizując brak przerwy w obwodzie uzwojenia wzbudzenia. Po uruchomieniu silnika na zaciskach generatora „D +” i „B +” pojawia się prawie takie samo napięcie i lampka gaśnie.

Jeśli generator jest Podczas pracy silnika samochodu nie rozwija się napięcie, lampka HL nadal pali się w tym trybie, co jest sygnałem awarii generatora lub zerwania paska napędowego. Wprowadzenie rezystora R do zespołu prądotwórczego pomaga rozszerzyć możliwości diagnostyczne lampy HL. W obecności tego rezystora, w przypadku przerwy w obwodzie uzwojenia wzbudzenia podczas pracy silnika samochodu, zapala się lampka HL. Obecnie coraz więcej firm przechodzi na produkcję agregatów prądotwórczych bez dodatkowego prostownika uzwojenia wzbudzenia.

W tym przypadku regulator rozpoczyna się faza wyjściowa generatora. Gdy silnik samochodu nie pracuje, na wyjściu fazy generatora nie ma napięcia, a regulator napięcia w tym przypadku przełącza się w tryb, który zapobiega rozładowaniu akumulatora do uzwojenia wzbudzenia. Na przykład po włączeniu stacyjki obwód regulatora przełącza swój tranzystor wyjściowy w tryb oscylacyjny, w którym prąd w uzwojeniu wzbudzenia jest niewielki i wynosi ułamki ampera. Po uruchomieniu silnika sygnał z wyjścia fazowego generatora wprowadza obwód regulatora do normalnej pracy. W tym przypadku obwód regulatora steruje również lampą do monitorowania stanu roboczego agregatu prądotwórczego.

Ryc.11. Zależność temperaturowa napięcia utrzymywanego przez regulator Bosch EE14V3 przy prędkości 6000 min-1 i prądzie obciążenia 5A.

Akumulator do niezawodnego działania wymaga, aby wraz ze spadkiem temperatury elektrolitu napięcie dostarczane do akumulatora z agregatu prądotwórczego nieznacznie wzrastało, a wraz ze wzrostem temperatury spadało. Do automatyzacji procesu zmiany poziomu utrzymywanego napięcia służy czujnik umieszczony w elektrolicie akumulatora i włączony w obwód regulatora napięcia. Ale dotyczy to tylko zaawansowanych samochodów. W najprostszym przypadku kompensację temperatury w regulatorze dobiera się tak, aby w zależności od temperatury powietrza chłodzącego wpływającego do generatora napięcie agregatu zmieniało się w określonych granicach.

Rysunek 11 przedstawia temperaturę zależność napięcia utrzymywana przez regulator Bosch EE14V3 w jednym z trybów pracy. Wykres pokazuje również pole tolerancji dla wartości tego napięcia. Spadający charakter zależności zapewnia dobre ładowanie akumulatora przy ujemnej temperaturze i zapobieganie wzmożonemu wrzeniu jego elektrolitu w wysokiej temperaturze. Z tego samego powodu w samochodach zaprojektowanych specjalnie do pracy w tropikach regulatory napięcia są instalowane z celowo niższym napięciem strojenia niż w klimacie umiarkowanym i zimnym.

Praca agregatu prądotwórczego w różnych trybach

Podczas uruchamiania silnika głównym odbiorcą energii elektrycznej jest rozrusznik, prąd osiąga setki amperów, co powoduje znaczny spadek napięcia na zaciskach akumulatora. W tym trybie odbiorniki energii elektrycznej zasilane są wyłącznie z akumulatora, który jest intensywnie rozładowywany. Bezpośrednio po uruchomieniu silnika generator staje się głównym źródłem energii elektrycznej. Zapewnia prąd wymagany do ładowania akumulatora i obsługi urządzeń elektrycznych. Po naładowaniu akumulatora różnica między jego napięciem a generatorem staje się niewielka, co prowadzi do spadku prądu ładowania. Generator jest nadal źródłem zasilania, a akumulator wygładza tętnienia napięcia generatora.

Gdy włączone są potężne odbiorniki energii elektrycznej (na przykład odmrażacz tylnej szyby, reflektory, wentylator nagrzewnicy itp.) i niska prędkość wirnika (niska prędkość obrotowa silnika), całkowity pobór prądu może być większy niż generator jest w stanie dostarczanie. W takim przypadku obciążenie spadnie na akumulator i zacznie się rozładowywać, co można kontrolować za pomocą odczytów dodatkowego wskaźnika napięcia lub woltomierza.

Wymiana jednego typu alternatora w pojeździe na inny jest zawsze możliwa, jeśli spełnione są cztery warunki:

- generatory mają taką samą charakterystykę prądowo-prędkościową lub pod względem wskaźników energetycznych charakterystyki generatora zastępczego nie są gorsze niż generator wymieniany;

- przełożenie z silnika na generator jest takie samo;

– wymiary gabarytowe i przyłączeniowe generatora zastępczego pozwalają na jego montaż na silniku. Należy pamiętać, że większość generatorów zagranicznych samochodów osobowych ma mocowanie jednonożne, podczas gdy generatory krajowe są montowane na silniku za pomocą dwóch nóg, więc wymiana generatora zagranicznego na krajowy najprawdopodobniej będzie wymagać wymiany wspornika montażowego generatora na silniku;

– schematy zespołu prądotwórczego wymienianego i zamiennego są identyczne.

Podczas instalowania akumulatora w pojeździe należy zwrócić uwagę na prawidłową polaryzację. Błąd doprowadzi do natychmiastowej awarii prostownika generatora, może dojść do pożaru. Takie same konsekwencje są możliwe przy uruchamianiu silnika z zewnętrznego źródła prądu (zapalanie się) przy niewłaściwej polaryzacji podłączenia.

Podczas prowadzenia samochodu należy:

- nadzorować stan instalacji elektrycznej, aw szczególności czystość i niezawodność połączenia styków przewodów odpowiednich dla generatora, regulatora napięcia. Przy słabych stykach napięcie pokładowe może przekroczyć dopuszczalne granice;

- odłączyć wszystkie przewody od generatora i od akumulatora podczas spawania elektrycznego części karoserii;

– Sprawdzić prawidłowe napięcie paska alternatora. Luźno napięty pasek nie zapewnia sprawnej pracy generatora, zbyt mocno napięty prowadzi do zniszczenia jego łożysk;

– Natychmiast znaleźć przyczynę zapłonu lampki kontrolnej generatora.

Niedozwolone jest wykonywanie następujących czynności:

– zostaw samochód z podłączonym akumulatorem, jeśli podejrzewasz awarię prostownika generatora. Może to doprowadzić do całkowitego rozładowania akumulatora, a nawet do pożaru instalacji elektrycznej;

- sprawdzić działanie generatora poprzez zwarcie jego wyjść do masy i między sobą;

- sprawdzić sprawność generatora poprzez odłączenie akumulatora podczas pracy silnika ze względu na możliwość awarii regulatora napięcia, elementów elektronicznych układów wtryskowych, zapłonu, komputera pokładowego itp.;

- pozwolić, aby elektrolit, „Tosol” itp. dostał się do generatora.

Każdy samochód ma własną sieć elektryczną, która spełnia kilka funkcji: uruchomienie silnika za pomocą rozrusznika, zapewnienie stabilnego powstania wyładowania iskrowego w celu zapalenia mieszanki benzyny, alarmy dźwiękowe i świetlne, a także oświetlenie i stworzenie komfortowych warunków w kabinie.

Aby zapewnić energię elektryczną odbiorcom samochodowej sieci elektrycznej, zapewniono dwa źródła zasilania: generator i który dostarcza energię do sieci pokładowej do momentu uruchomienia silnika. Jego cechą jest niezdolność do generowania prądu elektrycznego, ale tylko do przechowywania go w sobie i zwracania go konsumentom w razie potrzeby. Dlatego akumulator nie będzie mógł długo dostarczać prądu do sieci samochodowej, ponieważ szybko się rozładuje, oddając całą energię. Im częściej silnik jest uruchamiany i używane są potężne odbiorniki prądu, tym szybciej nastąpi jego rozładowanie.

Aby przywrócić ładowanie akumulatora i zapewnić energię elektryczną innym odbiorcom samochodu, używany jest generator samochodowy, który stale wytwarza energię elektryczną podczas pracy silnika.

Rodzaje oscylatorów

W samochodach stosowane są dwa rodzaje generatorów:

1. Generator prądu stałego nie jest używany w nowoczesnych samochodach. Nie wymaga sprostowania do swojego działania. Wcześniej używany w Pobeda, GAZ-51 i niektórych innych markach wyprodukowanych przed 1960 rokiem.
2. Alternator jest obecnie szeroko stosowany w samochodach. Pierwsze takie generatory zostały opracowane w Ameryce w 1946 roku. Jest to bardziej niezawodny i nowoczesny projekt. Na wyjściu generatora jest zbudowany.

Urządzenie i praca

Oba typy generatorów służą do generowania prądu elektrycznego potrzebnego do działania pojazdu. Ich urządzenie i zasada działania mają charakterystyczne cechy, ponieważ wytwarzają różne rodzaje prądu. Rozważ cechy konstrukcyjne i zasadę działania każdego typu generatora samochodowego.

Samochodowy generator prądu stałego

Taki generator samochodowy ma wiele wad:

• Niska wydajność pracy.
• Niewystarczająca moc.
• Niedoskonały schemat połączeń.
• Wymagany jest stały monitoring.
• Częsta konserwacja.
• Krótki okres użytkowania.

Podobne konstrukcje, w tym kolektor, mogą jednocześnie działać w trybie generatora lub silnika. Są szeroko stosowane w pojazdach hybrydowych.

Różnią się od autogeneratorów prądu przemiennego tym, że wytwarzające je elektromagnesy są całkowicie nieruchome. Siła elektromotoryczna występuje w obracających się uzwojeniach wirnika. Prąd elektryczny jest usuwany z półpierścieni, odizolowanych od siebie. Każda szczotka ma napięcie o jednej polaryzacji.

Alternator samochodowy

Jest to popularny model nowoczesnych oscylatorów. Każda konstrukcja oscylatora zawiera uzwojenie umieszczone w stałym stojanie, który jest zamocowany między dwiema osłonami: tylną i przednią. Z boku tylnej pokrywy znajdują się pierścienie stykowe wirnika. Z boku przedniej pokrywy znajduje się napęd z kołem pasowym. Generator samochodowy znajduje się przed silnikiem i jest przykręcony do specjalnych wsporników. Ucho napinające i nóżki montażowe znajdują się na osłonach generatora.

Osłony generatora wykonane z odlewanych stopów aluminium. Posiadają okna do wentylacji obudowy generatora. W różnych wykonaniach takie okna mogą być wykonane zarówno w końcowej części generatora, jak i na części cylindrycznej nad uzwojeniami stojana.

Zespół szczotki połączony z regulatorem napięcia, a także zespół prostownika, jest zamocowany na tylnej pokrywie. Pokrywy generatora są ściągane razem długimi śrubami, mocując razem obudowę stojana z uzwojeniami.

stojan oscylatora składa się z:

Stojan wykonany jest z blachy stalowej o grubości 1 mm. Aby zaoszczędzić metal, projektanci stworzyli stojan składający się z oddzielnych segmentów w kształcie podkowy. Blachy stojana są łączone ze sobą w jedną konstrukcję za pomocą nitów lub spawania. Wszystkie główne typy konstrukcji stojanów zawierają 36 żłobków, w których znajduje się uzwojenie. Żłobki stojana są izolowane masą epoksydową lub specjalną folią.

wirnik generatora składa się z:

Alternator samochodowy ma specjalny rodzaj systemu bieguny wirnika , składający się z dwóch połówek z wypustkami w kształcie dzioba. Każda połowa ma sześć biegunów, które są wykonane przez tłoczenie. Połówki bieguna są dociskane do wału. Pomiędzy nimi zainstalowana jest tuleja, na której znajduje się uzwojenie wzbudzenia. Wał wirnika zwykle wykonane ze stali automatowej o małej twardości. Natomiast w przypadku zastosowania łożyska wałeczkowego, które biegnie na końcu wałka od strony tylnej pokrywy, wał jest wykonany z twardej stali stopowej, natomiast czop wału jest hartowany. Na końcu wału znajduje się gwint, rowek do mocowania koła pasowego.

W nowoczesnych generatorach klucz nie jest używany. Koło pasowe jest mocowane na wale przez dokręcenie nakrętki. Dla ułatwienia demontażu wałek posiada sześciokątny występ na klucz lub wgłębienie.

Szczotki generatora znajdują się w zespole szczotki i są dociskane do pierścieni za pomocą sprężyn.

Generator samochodowy może być wyposażony w dwa rodzaje szczotek:

1. Miedziano-grafitowy.
2. elektrografit.

Drugi typ ma znaczną utratę napięcia w kontakcie z pierścieniem. Wpływa to negatywnie na parametry wyjściowe generatora. Pozytywnym punktem jest długa żywotność pierścieni i szczotek.

Węzeł rektyfikacji stosowane są dwa rodzaje:

1. Płytki odprowadzające ciepło, w które wciskane są diody mocy prostownika.
2. Konstrukcja z dużymi żebrami chłodzącymi, na których przylutowane są diody tabletu.

Prostownik pomocniczy zawiera diody w plastikowej obudowie w kształcie ziarnka grochu lub walca i może być również wykonany w oddzielnej szczelnej jednostce połączonej z obwodem specjalnymi szynami.

Duże zagrożenie dla oscylatora może spowodować zwarcie płytek radiatora bieguna dodatniego i ujemnego. Może to być spowodowane przypadkowym kontaktem z metalowym przedmiotem lub przewodzącym brudem. Powoduje to zwarcie w obwodzie akumulatora, co może doprowadzić do pożaru. Aby temu zapobiec, wiele elementów przewodzących prostownika pokrytych jest warstwą izolacji.

W generatorze zastosowano łożyska kulkowe zwykłe z jednorazowym smarowaniem i uszczelnieniem. Łożyska wałeczkowe są czasami stosowane w importowanych generatorach.

Oscylator jest chłodzony przez łopatki wentylatora zamocowane na wale. Powietrze jest zasysane przez otwory w tylnej pokrywie. Są inne sposoby na ochłodzenie.

W samochodach, których komora silnika jest zbyt gęsta i ma wysoką temperaturę, stosuje się generatory ze specjalną obudową, przez które oddzielnie dostarczane jest chłodne powietrze do chłodzenia.

Regulator napięcia

Służy do utrzymania napięcia autogeneratora w zakresie wymaganym do normalnej pracy wyposażenia elektrycznego pojazdu.

Takie regulatory działają w oparciu o elementy półprzewodnikowe. Ich konstrukcja może być inna, ale zasada ich działania jest taka sama.

Regulatory napięcia mają właściwość kompensacji termicznej. Jest to możliwość zmiany wielkości napięcia w zależności od temperatury miejsca pracy w celu jak najlepszego naładowania akumulatora. Im chłodniejsze powietrze, tym wyższe musi być napięcie akumulatora.

Działanie generatora

Podczas uruchamiania silnika samochodu głównym odbiorcą energii elektrycznej jest rozrusznik. W takim przypadku siła prądu może osiągnąć kilkaset amperów. W tym trybie sprzęt elektryczny działa tylko z akumulatora, który podlega silnemu rozładowaniu. Po uruchomieniu silnika głównym źródłem zasilania jest generator samochodowy.

Gdy silnik pracuje, akumulator jest stale doładowywany i zapewnione jest działanie odbiorników elektrycznych podłączonych do sieci pokładowej pojazdu. Jeśli alternator ulegnie awarii, akumulator szybko się rozładuje. Po naładowaniu napięcie akumulatora i alternatora nieznacznie się różni, więc prąd ładowania maleje.

Gdy pracują potężne urządzenia elektryczne samochodu, a prędkość obrotowa silnika jest niska, całkowity pobór prądu staje się większy niż wydajność generatora, więc przekaźnik napięcia przełącza zasilanie na akumulator.

Zamontuj i jedź

Generator jest napędzany przez koło pasowe silnika poprzez napęd pasowy. Prędkość obrotowa generatora zależy od średnicy koła pasowego generatora i koła pasowego wału korbowego silnika.

Nowoczesne pojazdy są wyposażone w pasek wielorowkowy, ponieważ jest on bardziej elastyczny i może napędzać koła pasowe o małej średnicy. Pozwala to na uzyskanie szybkiego generatora. Pasek można napinać na różne sposoby, w zależności od marki samochodu i konstrukcji napinacza. Najczęściej jako napinacz stosuje się specjalne rolki.

Usterki

Autogeneratory są niezawodnym urządzeniem, ale mają również pewne awarie, które dzielą się na dwa typy:

1. Awarie mechaniczne najczęściej powstają na skutek zużycia części: koła pasowego, paska napędowego, łożysk tocznych, szczotek miedziano-grafitowych. Takie awarie można łatwo wykryć, ponieważ występują obce dźwięki, uderzenia z generatora. Te awarie są eliminowane poprzez wymianę zużytych części, ponieważ nie można ich przywrócić.
2. Usterki elektryczne są znacznie częstsze. Można je wyrazić w zwarciu uzwojeń stojana lub wirnika, uszkodzeniu regulatora napięcia, uszkodzeniu prostownika itp. Dopóki usterki nie zostaną zidentyfikowane, takie awarie mogą niekorzystnie wpłynąć na akumulator. Na przykład zepsuty regulator napięcia będzie stale ładował akumulator. W tym przypadku nie ma specjalnych znaków zewnętrznych. Jest to wykrywane tylko poprzez pomiar napięcia wyjściowego generatora.

Usterki elektryczne są również eliminowane poprzez wymianę uszkodzonych części na nowe. Zwarcie w uzwojeniach wymaga ich przewinięcia, co znacznie zwiększa koszty naprawy. W sieci dystrybucji można znaleźć części zamienne do generatorów, w tym obudowę stojana wraz z uzwojeniami.

Aby zapewnić normalne działanie samochodu, potrzebny jest autogenerator. To urządzenie pozwala na zamianę energii ruchu na prąd elektryczny.

Jak wygląda alternator samochodowy?

Generator prądu jest niezbędny do zasilania produktów oświetleniowych, ładowania akumulatora (akumulatora), przyrządów pomiarowych, podłączenia komputera pokładowego itp.

Generator prądu stałego

Generatory prądu stałego jako pierwsze zastosowano w samochodach, które miały wiele wad. Wprowadzenie nowych prostowników nowego typu (krzemowych i selenowych) umożliwiło wykorzystanie do transportu generatorów prądu przemiennego, co pozwoliło zwiększyć wydajność instalacji i zapewnić większą moc przy tym samym prądzie wejściowym.

Jak wygląda nowoczesny generator?

W pojazdach produkowanych do połowy lat 60. XX wieku używane generatory prądu stałego.

Główną wadą urządzeń była szybka awaryjność sprzętu, niedoskonały schemat połączeń, mała moc instalacji, konieczność stałego monitorowania i konserwacji sprzętu, mimo że moc wyjściowa była znikoma.

Obwód elektryczny samochodu zawiera przekaźnik regulatora napięcia. W stojanie znajduje się uzwojenie wzbudzenia, które jest połączone równolegle z uzwojeniem zasilającym (przy tworniku generatora) za pomocą szczotek sprężystych.

Widok ogólny regulatora napięcia

Urządzenie i zasada działania generatora

• Trójzwojowy stojan (gwiazda).
• Wirnik z uzwojeniem wzbudzenia. Prąd jest do niego dostarczany przez połączenie pierścieni ślizgowych i szczotek.
• Płytka prostownika składa się z 6 diod półprzewodnikowych. Przetwarza prąd na prąd stały i przesyła go do sieci elektrycznej pojazdu. Pełni również funkcję przekaźnika prądu wstecznego.
• Regulator napięcia. Pozwala kontrolować wartość obciążeń prądowych na uzwojeniach wzbudzenia, czyli stabilizuje poziom napięcia w urządzeniu. Zwykle wykonane w jednym przypadku. Schemat jest realizowany w trzech wersjach: bezdotykowej (przekaźnik elektromagnetyczny jest wykluczony; prąd przemienny jest kontrolowany za pomocą klucza elektronicznego); tranzystor kontaktowy (sterowanie odbywa się za pomocą tranzystorów); wibracje (sterowanie odbywa się za pomocą przekaźnika elektromagnetycznego).
• Przekaźnik włączenia wskazania pracy generatora prądu przemiennego. Działa od 2 faz źródła lub od zera prostownika.

Rodzaj pędzla sprężynowego

Ograniczniki prądu nie są dostarczane, ponieważ obwód zawiera elementy samoograniczające.

Zalety:

• downsizing generatorów samochodowych;
• wysoka niezawodność i bezawaryjna praca.
• uzyskanie generatorów o większej mocy w porównaniu z modelami prądu stałego.

Przekaźnik regulatora

Urządzenie składa się z trzech głównych elementów:

1. OT (ogranicznik prądu) - integralna część przekaźnika sterującego prądem. Jeśli prąd DC przekroczy ustawioną wartość, urządzenie wyłączy się. Włącza się go w obwód szeregowo między generatorem a napięciem wyjściowym Zasada działania: przekaźnik zostaje załączony, gdy prąd stały osiągnie zadaną wartość. Następnie do obwodu elektrycznego podłącza się dodatkową rezystancję, aby zmniejszyć obciążenie prądowe.

Gdy obciążenie jest wyłączone, OT utrzymuje parametry baterii na tym samym poziomie. Prądowi przekraczającemu górną wartość graniczną towarzyszy rozładowanie akumulatora.

1. SN (stabilizator napięcia). Kontroluje moc strumienia magnetycznego na uzwojeniu pola stojana. Po osiągnięciu maksymalnej wartości napięcia następuje aktywacja zabezpieczenia i włączenie dodatkowej rezystancji do obwodu elektrycznego, dzięki czemu potencjał maleje.

Stabilizator napięcia potrzebny do kontrolowania mocy strumienia magnetycznego

Kiedy napięcie spada poniżej przekaźnika roboczego, jeden lub więcej rezystancji zostaje usuniętych (za pomocą boczników) i prąd zaczyna rosnąć.

1. ROT (przekaźnik prądu wstecznego). Urządzenie jest niezbędne do automatycznego włączania i wyłączania generatora z obciążenia zewnętrznego w przypadku spadku (przekroczenia) napięcia zewnętrznego obwodu akumulatora. Brak ROT pociąga za sobą przegrzanie uzwojeń i niekontrolowane rozładowanie akumulatorów.

Aby w pełni kontrolować pracę generatora, obwód elektryczny jest uzupełniony o lampkę na przekaźniku, która sygnalizuje niskie napięcie na uzwojeniach i niską pojemność baterii.

OT i regulator napięcia nie mogą pracować jednocześnie. Po osiągnięciu wartości krytycznej zaczyna działać ogranicznik AC.

Generator prądu przemiennego

Praca opiera się na działaniu indukcji elektromagnetycznej - rotacji magnesu trwałego w polu prostokątnym.

Typy według cech konstrukcyjnych:

• Z obracającymi się biegunami magnetycznymi ze nieruchomym stojanem. Znalazły szerokie zastosowanie ze względu na brak konieczności kompensacji dużych prądów na wirniku.
• Modele ze stałym polem magnetycznym i ruchomym twornikiem. Rzadziej ze względu na niską wydajność.

Rodzaj pobudzenia:

• Wzbudzenie z magnesów trwałych.
• Wzbudzenie odbywa się za pomocą prądu wyprostowanego. W projekcie nie ma pędzli.
• Wzbudzenie odbywa się z pierwotnego generatora małej mocy zainstalowanego na tym samym wale co główny.
• Zasilanie uzwojenia wzbudzenia z autonomicznego źródła prądu elektrycznego, akumulatorów itp.

Według liczby faz: jedno-, dwu- i trójfazowych.

Każde urządzenie zawiera wirnik odlany w jednym kawałku z metalu. Końcówki rotora wykonane są z blachy stalowej. Aby zapewnić normalne działanie procesu indukcji magnetycznej, konieczne jest zachowanie szczeliny.

Cewki wzbudzenia są zamontowane na rdzeniach, które działają na prąd stały. Prąd przemienny jest dostarczany do alternatorów za pomocą szczotek lub pierścieni ślizgowych.

Nowoczesne modele wykorzystują generatory prądu przemiennego. Prostownik wykonany jest w postaci wbudowanego półprzewodnika.

Urządzenie i zasada działania generatora samochodowego

Główną jednostką napędzającą mechanizm samochodu jest autogenerator. Urządzenie pozwala na uzyskanie energii elektrycznej poprzez konwersję energii mechanicznej. Obowiązkowym elementem instalacji elektrycznej pojazdu jest przekaźnik regulatora napięcia, który steruje parametrami układu.

Zadania regulatora napięcia:

• Ustabilizuj potencjał w sieci z rozpiętością prędkości.
• Unikaj niekontrolowanego rozładowania akumulatora. Niska wartość potencjału powoduje niedoładowanie, zwiększona wartość powoduje szybką awarię akumulatora.

Generator prądu stałego:

• Rama. Otwiera się z dwóch stron: od strony pierścieni ślizgowych - z tyłu (osadzone są w nim łożyska i zamocowany stojan, są szczotki i inne węzły odpowiedzialne za wytwarzanie i kontrolę energii elektrycznej), z przodu - od strony koła pasowego (przymocowanego do części mechanicznej samochodu).
• Stojan. Cylindryczna osłona wykonana z blachy stalowej, w której umieszczone jest uzwojenie trójfazowe. Węzeł ten wytwarza energię elektryczną.
• Wirnik w kształcie dzioba z dwoma tulejami w środku. W przestrzeni pomiędzy nimi znajduje się uzwojenie wzbudzenia połączone bezpośrednio z miedzianymi pierścieniami ślizgowymi (cylindryczne).
• Przekaźnik regulatora napięcia, niezbędny do regulacji obciążenia prądowego oscylatora.
• Koło pasowe to urządzenie służące do przekazywania energii mechanicznej do generatora napędu pasowego.
• Prostowniki są sześciodiodowe, które są rozmieszczone w dwóch grupach, połączonych trzema w dodatnie i ujemne radiatory.
• Szczotki sprężynowe.
• Pokrywa ochronna.

Jak wygląda koło pasowe samochodu?

Alternator różni się rozmiarem, miejscem montażu głównych elementów i jakością. Schemat i zasada działania generatora i komponentów dla wszystkich modeli są identyczne.

Autogenerator w technologii wiejskiej:

• Ciągniki nie przewidują instalacji akumulatorów, dlatego instalowane są na nich generatory prądu przemiennego ze wzbudzeniem magnesem trwałym. W pierwszych modelach zastosowano autogeneratory prądu stałego, które uruchamiano ręcznie. We wszystkich modelach zainstalowano przekaźnik regulatora napięcia.

Przy podłużnym układzie silnika autogenerator znajduje się na zewnątrz skrzyni korbowej, przy poprzecznym wirnik jest zamocowany z przodu wału korbowego, a generator znajduje się w zamkniętej komorze między skrzynią biegów a skrzynią korbową silnika.

• W przypadku motocykli obecny obwód producenta jest identyczny z samochodami z akumulatorami. Dla innych modeli podano projekty na magnesach neodymowych.

Oświetlenie należy przeprowadzić zgodnie z zasadami bezpieczeństwa, ponieważ prąd rozruchowy samochodu dawcy znacznie przekracza dopuszczalne obciążenia prądowe podłączonego generatora. Najczęstszą awarią tej sytuacji jest awaria regulatora napięcia.

Aby uniknąć awarii sprzętu, należy wyłączyć silnik spalinowy i zwolnić zacisk „-” na akumulatorze.

Do normalnego ruchu wirnika bez obciążenia konieczne jest zastosowanie 5% mocy znamionowej urządzenia.

Wał generatora zaczyna stawiać opór tylko wtedy, gdy pojawia się pole magnetyczne stojana, ponieważ obciążenia (włączanie lamp, urządzeń muzycznych itp.)

Wymagana ilość mocy, która zapewni zasilanie uzwojenia wzbudzenia generatora, wynosi 5% całkowitego obciążenia wyjściowego.