Генератор автомобильный Г-309 и Г-309К

Генератор

Основным производителем энергии, идущей на питание всех потребителей электрической энергии и на зарядку аккумуляторной батареи при работе двигателя на средней и большой частоте вращения коленчатого вала, является генератор. По принципу действия и строению генераторы бывают постоянного и переменного тока. На современных тракторах, используемых в сельском хозяйстве, устанавливают генераторы переменного тока напряжением 12В и мощностью до 1500 Вт.

 

Генераторы постоянного тока долгое время являлись одним из основных источников электрической энергии на тракторах. Но с увеличением мощности потребителей электроэнергии размеры и масса генераторов постоянного тока выросли настолько, что размещать их на двигателях стало невозможным, а увеличение частоты вращения коленчатого вала двигателя повысило износ коллектора и щеток. Поэтому вместо генераторов постоянного тока на тракторы устанавливают генераторы переменного тока. Среди них бывают генераторы переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов и электромагнитным возбуждением. Генераторы с возбуждением от постоянных магнитов маломощны и ограниченно применяются на тракторах, где потребителем электроэнергии есть только осветительные приборы.

 

Большинство генераторов, используемых сегодня на тракторах, имеют электромагнитное возбуждение.

 

Генераторы приводятся в действие от коленчатого вала дизеля и превращают механическую энергию в электрическую. На тракторных и комбайновых дизелях типа СМД-60 устанавливают генераторы переменного тока 15.3701 (Г-309).

 

На двигателях СМД-60 и СМД-62 установлен генератор Г-309 мощностью 1000 Вт, а на двигателе СМД-64 – генератор Г-309К мощностью 400 Вт. Генератор 15.3701 производит электрический ток напряжением 14 В и представляет собой пятифазную бесконтактную одноименно-полюсную электрическую машину с односторонним электромагнитным возбуждением и встроенным выпрямительным блоком БПВ-12-100.

Генератор состоит из статора 12, ротора 26, катушки возбуждения, передней 13 и задней крышек 11, выпрямителя, приводного шкива 21 и крыльчаток 22 и 10.

 

Статор 12 выполнен из пакета стальных пластин. На внутренней поверхности статора размещено десять зубцов, на каждом установлена катушка статора обмотки. В фазу соединены последовательно две катушки. Концы фаз выведены гибкими проводами с наконечниками.

 

Ротор 26 изготовлен в виде шестиугольной звезды из стальных пластин и напрессован на вал 19.

 

Вал 19 ротора расположен в шариковых подшипниках 18 и 29 закрытой конструкции одноразовой смазки. На переднем конце вала установлен приводной пиков 21, к которому прикреплена крыльчатка 22 для охлаждения генератора, а на заднем конце — крыльчатка 10, охлаждающая выпрямительный блок. Для этого на корпусе 31 и крышке 11 размещены ребра. Обмотка возбуждения 25 прикреплена к передней крышке 13. Один конец присоединен к дополнительному выводу генератора и выводу Д регулятора напряжения, а другой к клемме III регулятора напряжения 4.

 

Выпрямительный блок, установленный на задней крышке 11, состоит из силового и дополнительного выпрямителей, блока регулятора напряжения и переключателя посезонной регулировки напряжения 32 «Зима-Лето». Конструктивно силовой и дополнительный выпрямитель смонтирован в одном корпусе. Блок регулятора напряжения и переключатель 32 размещен на крышке 5.

 

В корпусе 9 выпрямителя закреплено пять диодов обратной полярности, а в пластине 8 – пять диодов прямой полярности. Вводы диодов соединены шинами с выводами фазных обмоток статора 27. Выводы диодов обратной полярности соединены с массой, а диодов прямой полярности — с выводной клеммой 1 генератора. Дополнительный выпрямитель состоит из трех диодов прямой полярности, запрессованных в шины, которые попарно соединяют диоды прямой и обратной полярности силового выпрямителя. Дополнительный выпрямитель обеспечивает автоматическую защиту аккумулятора от разрядки на обмотку возбуждения генератора на неработающем дизеле. При работе дизеля через дополнительный выпрямитель ток поступает к обмотке возбуждения 25 и реле блокировки стартера.

 

Интегральный регулятор напряжения типа Я112Б представляет собой неразборную микросхему. Для правильного монтажа ее на интегральном устройстве есть выступ. Охлаждается интегральное устройство через радиатор, изготовленный из ленточного алюминия. На интегральном устройстве есть четыре вывода С, Б, Ш и Д посредством контактных площадок. Эти выводы изолированы от интегрального устройства. Маркировка выводов нанесена на его пластмассовую крышку. Корпус интегрального устройства является пятым выводом – «массой». Для подвода тока к генератору при возбуждении от аккумуляторной батареи между выводами В и Д подключен резистор. Для повышения качества регулировки интегрального устройства (при отсутствии аккумуляторной батареи) установлен конденсатор К50-ЗА (УФ) фильтра. Самовозбуждение генератора без аккумуляторной батареи происходит за счет остаточной индукции системы возбуждения.

 

При включении переключателя 32 в положение Зима резистор К.2 одним выводом подключается к выводу С интегрального устройства, а другим — к корпусу генератора («массы»). При включении переключателя 32 в положение "Лето" резистор R 2 отключается от схемы генератора.

 

Генератор работает следующим образом. Постоянный ток от положительной клеммы аккумуляторной батареи через клемму Б, резистор R 1 и клемму Д интегрального блока поступает к обмотке возбуждения 25 генератора, затем к клемме Ш, транзисторам и «массе» интегрального блока, а оттуда — к минусовой клемме аккумуляторной батареи. При прохождении электрического тока через обмотку возбуждения 25 вокруг нее создается магнитное поле. Магнитный поток пересекает втулку 15 с фланцем 14, ротор 26 и статор 12 с обмотками катушки 27 статора.

 

При вращении вала 19 зубцы и впадины ротора 26 попеременно размещаются против каждой обмотки 27 статора. При этом величина магнитного потока, созданного катушкой возбуждения, меняется от максимального до минимального значения. Под действием изменений величины магнитного потока в статорной обмотке возникает переменная электродвижущая сила, которая образует электрический ток переменного направления. Переменный ток от обмоток статора поступает в выпрямитель. Силовым выпрямителем переменный ток преобразуется в постоянный и идет на зарядку аккумуляторной батареи и других потребителей. Постоянный ток от дополнительного выпрямителя поступает к клемме генератора 2 и к обмотке 25 катушки возбуждения.

 

 

 

Регулярные напряжения

Частота вращения коленчатого вала двигателя, а потому и ротора генератора изменяется в широких пределах. Поскольку при этом пропорционально изменяется и скорость пересечения обмоток статора магнитными силовыми линиями, то по закону электромагнитной индукции соответственно изменяется и приводимая в обмотках ЭДС, а значит, и напряжение генератора. Из этого же закона следует, что сохранить постоянное напряжение (а это необходимо для нормальной работы потребителей) можно, изменяя магнитную индукцию обратно пропорционально частоте вращения. Достигается это автоматическим изменением силы тока в обмотке возбуждения с помощью регулятора напряжения . Например, если частота вращения увеличится, регулятор напряжения соответственно снизит силу тока в обмотке возбуждения, и поэтому напряжение генератора не возрастает.

 

Регуляторы напряжения (реле-регуляторы) делятся на несколько типов:

• вибрационные
• контактно-транзисторные
• транзисторные (бесконтактные)
• интегральные (транзисторные, выполненные по интегральной технологии)

 

В настоящее время в генераторных устройствах используют преимущественно транзисторные и интегральные регуляторы напряжения.

В транзисторном регуляторе напряжения силой тока в обмотке возбуждения генератора управляют с помощью стабилитрона 5. Когда напряжение генератора превысит регулируемое, происходит электрическая пробивка стабилитрона. База транзистора оказывается соединена с выводом «+» источника, транзистор закрывается, и ток проходит только через резистор Р д . Напряжение генератора снижается, стабилитрон закрывается, транзистор переходит в состояние «Открыто» и через него проходит увеличенный ток возбуждения. В результате напряжение снова возрастает до пробивания стабилитрона, процесс снова повторяется.

 

Изображенная схема транзисторного регулятора напряжения упрощена. На практике в него входят два или три транзистора, большое количество резисторов, диодов и некоторые другие составляющие.

 

Не смотря на это, габариты транзисторного регулятора напряжения в несколько раз меньше, чем контактно-транзисторного реле-регулятора, и в эксплуатации не требуется регулировка.

 

Габаритные размеры регулятора напряжения Я112Б, выполненного в виде интегральной микросхемы, позволяют монтировать его на крышке генератора.

 

 

 

Подлинник.