Главная Электрооборудование Генератор, выпрямитель и реле-регулятор

Генератор, выпрямитель и реле-регулятор

 

На автобусах ЛиАЗ-677, ЛАЗ-695М устанавливают генератор переменного тока типа Г2-В, который представляет собой трехфазную синхронную машину с электромагнитным возбуждением, на автобусе ПАЗ-672 генератор Г260, на автобусе Икарус - Г-751-70А/24В.

Основным преимуществом генератора переменного тока является то, что он отдает ток уже при холостом ходе двигателя, который у городских автобусов составляет 60 - 70% всего времени эксплуатации. Кроме того, генераторы переменного тока отличаются большой надежностью щеточного узла, так как щетки в генераторе переменного тока работают не по коллектору, а по гладкому кольцу. Переменный ток преобразуется в постоянный выпрямителями.

Выпрямители представляют собой полупроводниковые приборы, пропускающие ток в одном направлении и задерживающие его в противоположные. На автобусах широкое применение получили полупроводниковые приборы: диоды, транзисторы, термисторы и др.

Диод представляет собой пластинку кремния или германия, в которую вплавлена капля алюминия или индия.

Опытным путем установлено, что в месте спайки полупроводника с металлом создается так называемый переходный слой, пропускающий ток в одном направлении и задерживающий в противоположном.

Это свойство диода и используется для изготовления полупроводниковых выпрямителей. Так, на автобусах ЛАЗ и ЛиАЗ установлены селеновые выпрямители, а на автобусах ПАЗ-672 и Икарус-260 - кремниевые.

Полупроводниковые триоды (транзисторы) представляют собой пластинку кремния или германия и двух наплавленных капель, образующих два перехода.

Каждая из трех областей триода имеет свое название: нижняя область, испускающая электроны - носители зарядов, называется эмиттером; верхняя область, собирающая носители зарядов, - коллектором, а средняя область - основанием, или базой.

К этим трем областям триода делают самостоятельные выводы, которые располагают в линию. Средний вывод соединяют с базой, ближайшей к среднему, - с эмиттером, а другой - с коллектором.

В круге жирной линией обозначена база, тонкая линия со стрелкой обозначает эмиттер, а другая линия, без стрелки, - коллектор.

Если транзистор включить в цепь какого-либо источника, соединив вывод эмиттера с плюсовым зажимом, а вывод коллектора с минусовым, то тока в цепи не будет, так как один из переходов будет закрыт.

Но если транзистор включить в цепь так, чтобы одна из областей была общей, а между другими создать разность потенциалов, то потенциальный барьер открывается, сопротивление транзистора падает до нуля и на выходном зажиме коллектора получается увеличение силы тока.

Транзисторы получают широкое применение в электрооборудовании автомобилей, в частности в контактной и бесконтактной транзисторной системе зажигания, в реле-регуляторах генераторов. В контактной транзисторной системе зажигания триод включен в цепь с общей базой.

В цепь эмиттер – база - источник тока включены контакты прерывателя. При замкнутых контактах прерывателя в этой цепи проходит слабый ток около 0,3 А.

Параллельно контактам прерывателя в цепь эмиттер – коллектор - источник тока - включена первичная обмотка катушки зажигания.

При таком включении первичной обмотки катушки через нее пойдет ток большой силы, равный около 9 А, минуя контакты прерывателя. Если разомкнуть контакты прерывателя, то цепь эмиттер - база размыкается и транзистор запирается, прекращается поступление тока в первичную обмотку катушки зажигания.

Транзистор запирается также при изменении направления тока, подводимого к базе. Это свойство транзистора используется в бесконтактных транзисторных реле-регулятор ах генераторов и других приборах.

 

Генератор переменного тока состоит из следующих основных частей: статора, ротора, крышек, вентилятора и шкива.

Статор генератора собран из отдельных пластин листовой электротехнической стали толщиной 0,5 мм, изолированных одна от другой лаковым покрытием для уменьшения потерь.

Статор имеет 18 равномерно расположенных по окружности пазов, в которые уложена трехфазная катушечная обмотка переменного тока. Катушки соединены в три группы, каждая группа образует фазу. Фазы соединены в звезду, т. е. начала катушек соединены вместе, а концы присоединены к трем зажимам I, II и III колодки статора.

Ротор состоит из двух стальных шестиполосных клювообразных сердечников и двух катушек возбуждения, соединенных параллельно. Концы катушек возбуждения выведены на три контактных кольца вала. Вал ротора вращается в шариковых подшипниках. Крышка со стороны контактных колец имеет отверстия, в которых установлены три щеткодержателя со щетками и пружинами. Щетки прижимаются к контактным кольцам пружинами с усилием 350—500 гс. Средняя щетка соединена с массой, а две крайние с зажимами Ш1 и Ш2 реле-регулятора. От попадания пыли и влаги щетки закрыты крышкой. Крышка со стороны привода имеет вентиляционные отверстия, через которые нагнетается охлаждающий воздух вентилятором. Привод генератора осуществляется через шкив ременной передачей.

С момента включения зажигания через щетки подводится ток в обмотки возбуждения из аккумуляторных батарей и создается магнитное поле ротора. При вращении ротора силовые линии магнитного поля ротора пересекают витки катушек статора и в них индуктируется переменный ток, который снимается через три зажима I, II и III статора и поступает к трем зажимам селенового выпрямителя.

В генераторах постоянного тока преобразование переменного тока в постоянный осуществляется коллектором, а в генераторах переменного тока для этой цели применяют выпрямителя, принцип работы которых был описан выше.

Селеновый выпрямитель РС300-А устанавливают на автобусах ЛАЗ-695Н. Он состоит из 18 квадратных пластин размером 100X100 мм, укрепленных на стальном стержне при помощи гайки. Пластины изолированы от стержня бумажной трубки и текстолитовыми шайбами.

Столб шайб и пластин закрыт панелями из тонколистовой стали, которые образуют кожух направляющий поток воздуха для охлаждения пластин. К зажимам подводится переменный ток от генератора. От этих зажим ток подводится от каждой фазы статора генератора к шести пластинам выпрямителя.

На пластину с одной стороны нанесен слой полупроводника селена, а на этот слои нанесен слой, состоящий из сплава олова с кадмием и добавкой висмута. Слой, образовавшийся между слоем селена и слоем сплава, выполняет роль «выпрямителя», пропуская ток только в направлении от слоя селена к слою сплава.

Ток с верхнего слоя снимается лепестковой латунной шайбой, а со слоя алюминиевой пластины - обычной шайбой.

Одна пластина пропускает через себя переменный ток лишь в течение одного полупериода. Для более рационального использования мощности генератора выпрямителя выполнены по двухполупериодной схеме, т. е. в течение другого полупериода ток проходит через вторую пластину, развернутую в противоположную сторону к первой. Постоянный ток поступает на латунные шинки и по сборным проводам на зажимы «плюс» и «минус» выпрямителя.

Предельная сила тока нагрузки зависит от конструкции и интенсивности охлаждения выпрямителя, от количества параллельно включенных пластин и их площади.

Так, выпрямитель РС300-А рассчитан на выпрямление тока напряжением 14 - 17 В и силой тока 60А.

Выпрямитель В150, установленный на автобусе ЛиАЗ-677, имеет размер алюминиевых пластин 100x200 мм и рассчитан на выпрямление тока силой 80А и напряжением 14,5 В.

Допустимая температура нагрева селенового выпрямителя 75° С. При увеличении температуры происходит пробой запирающего слоя. Поэтому для лучшего охлаждения выпрямитель устанавливают перед радиатором на автобусе ЛиАЗ-677 или в заборнике воздуха на автобусе ЛАЗ-695Е.

Реле-регулятор генератора Г2-В состоит из четырех приборов, смонтированных на общей панели: реле включения РВ, ограничителя тока ОТ, двух регуляторов напряжения РН1 и РН2.

Реле включения замыкает и размыкает цепь между батареей и выпрямителем, действуя от выключателя зажигания.

Ограничитель тока предохраняет катушки статора от перегорания, а пластины выпрямителя от пробоя при коротком замыкании в цепи.

Регуляторы напряжения, предотвращают повышение напряжения более 14 - 15 В при большой частоте вращения коленчатого вала двигателя и заряженной батарее. Это предохраняет от перегорания потребители и обмотки ротора генератора.

Каждый из перечисленных приборов имеет ярмо с сердечником и обмоткой (одной или двумя), якорек с подвижным контактом и пружиной (у реле включения три контакта, покрытые серебром) и изолированную стойку с неподвижным контактом.

Параллельно контактам ограничителя тока и регуляторов напряжения установлены дополнительные резисторы. Пружина реле включения удерживает контакты в разомкнутом состоянии, а пружины ограничителя тока и регуляторов напряжения – в замкнутом состоянии.

Генератор Г260 автобуса ПАЗ-672. Принципиальное устройство генератора Г260 аналогично генератору Г2-Б. Отличие состоит в том, что в этом генераторе установлена одна обмотка возбуждения, выпрямитель не селеновый, а кремниевый, реле-регулятор состоит из двух приборов: реле включения и регулятора напряжения. Ограничитель тока отсутствует, так как ограничение силы тока происходит автоматически, вследствие увеличения индуктивного сопротивления обмоток фаз.

Мощность тока, вырабатываемая генератором, 500 Вт.

Выпрямительный блок ВБ1-1 состоит из трех моноблоков, соединенных в схему двухпериодного трехфазного выпрямителя. В каждой фазе включены два диода, развернутые своими переходами от токопроводящего зажима в разные стороны, один диод гибким выводом соединен с отрицательной пластиной, а второй - с положительной.

Если на зажим пластины пары диодов поступает ток с положительным зарядом, то он будет сниматься через диод, соединенный с этой пластиной, при этом переход второго диода закрыт. Во время второго полупериода ток меняет свое направление, т.е  на зажим пластин он поступит с отрицательным зарядом. Тогда закроет диод, соединенный с положительной пластиной, и ток с отрицательным зарядом пойдет на пластину через вторые диоды.

Генератор Г751 А/24В автобуса Икарус-260. Генератор Г751 по своему устройству аналогичен генератору Г260. Отличие состоит в том, что он имеет две обмотки возбуждения и большую мощность (около 1500 Вт). Напряжение 24—28 В. Сила тока регулируется самим генератором, а напряжение - транзисторным регулятором.