Современные автомобильные генераторы фирмы BOSCH
Фирма BOSCH выпускает автомобильные генераторы с 1913 года. Ею освоены все стадии совершенствования этого изделия, и в настоящее время она является передовой фирмой на мировом рынке автомобильных генераторов.
Генераторы фирмы BOSCH обладают исключительно высокой надежностью и техническим совершенством. При правильной технической эксплуатации они работают не менее 300 тыс. км пробега. По лицензиям и образцам этой фирмы изготавливается подавляющее большинство автомобильных электрогенераторов нового поколения во всех европейских странах.
Генератор KC14V45/80A фирмы BOSCH, показанный на рис. 6.1, является новой разработкой фирмы и относится к компактным автомобильным генераторам (Compact Generator). Основные его отличия от традиционного генератора следующие:
а — на валу ротора генератора установлены две крыльчатки вентилятора, которые теперь расположены внутри корпуса генератора с обеих сторон от ротора. Это значительно увеличило воздушный поток охлаждения, и при сохранении габаритов генератора его мощность увеличилась на 10,..12%;
б — контактные кольца ротора и щеткодержатель вместе с выпрямительным блоком вынесены за периферию тыльной крышки генератора, что позволило уменьшить габариты корпуса генератора, контактные кольца уменьшить в диаметре, а подшипник — перенести в воздушный поток охлаждения. Это обеспечило уменьшение износа контактных колец и щеток КЩМ и увеличило срок безотказной работы подшипников;
в — привод компактного генератора осуществляется посредством эластичного клинового (или поликлинового) ремня через проточенный приводной шкив уменьшенного диаметра. Передаточное отношение привода увеличено до 3,5. Это позволяет получать ток заряда аккумуляторной батареи уже при холостых оборотах двигателя внутреннего сгорания.
Генератор K114V23/55A фирмы BOSCH показан на рис. 6.2. Он относится к генераторам традиционной конструкции, которая включает в себя трехфазный статор, включенный "треугольником", клювообразный ротор с контактными кольцами и с обмоткой возбуждения в виде монолитной катушки, шестидиодный силовой вентильный выпрямитель и дополнительные диоды. На валу ротора со стороны привода установлена крыльчатка вентилятора с приводным шкивом под зубчатоклиновый ремень.
Такая конструкция вентильного генератора переменного тока уже давно стала классической, и подавляющее большинство современных легковых автомобилей, как зарубежных, так и отечественных, оборудованы такими генератороми.
Комплектующие детали генератора и их взаимное расположение в генераторе показаны на конструктивном чертеже (рис. 6.3). Здесь же приведена электрическая схема генератора.
Автомобильный генератор 955.3701 (АЗТЭ)
Общая характеристика. Отечественный генератор 955.3701 (рис. 6.4) Алтайского завода тракторного оборудования выпускается как альтернативная запасная часть к легковым автомобилям ВАЗ.
Этот генератор является бесщеточным (бесконтактным) индукторным генератором переменного тока с неподвижной аксиально-продольной катушкой 11 возбуждения в передней корпусной крышке генератора. Ранее такие генераторы на легковых автомобилях не применялись.
Генератор оборудован пятифазной обмоткой 5 на статоре 6, шестилучевым ротором 8 и пятифазным выпрямителем 4, собранным по схеме Ларионова (применен выпрямительный блок БПВ62-100). Имеется также дополнительная диодная сборка. Силовые диоды рассчитаны на ток 20 А, а дополнительные — на 2 А.
На задней корпусной крышке 19 генератора (снаружи) расположен интегральный регулятор 21 напряжения Я112Б с подстроечным резистором
24, включение которого обеспечивается специальным переключателем посезонной регулировки. Здесь же расположен помехоподавляющий конденсатор 25 емкостью 2,2 мкФ, который на современных генераторах переменного тока является обязательной деталью.
Ротор 8 генератора выполнен в виде шестилучевой звезды, набранной из тонких листов электротехнической стали (из магнитомягкого материала). Во впадинах звезды расположены постоянные магниты 7, которые способствуют началу самовозбуждения генератора и несколько повышают его мощность.
На передней крышке 18 (изнутри) располагается индуктор с магнитопроводом 10 и с втулкой 12, на которую намотана обмотка возбуждения 11. Назначение индуктора — создавать на статоре главное магнитное поле генератора. Поскольку рассматриваемый генератор имеет смешанное возбуждение (от постоянных магнитов и от индукторной обмотки возбуждения), то для расширения рабочего диапазона регулирования тока возбуждения на индукторную втулку 12, кроме основной обмотки возбуждения 11, намотана встречно ей включенная размагничивающая обмотка Wp, нейтрализующая действие постоянных магнитов на высоких оборотах ротора генератора.
Магнитные цепи и ЭДС генератора. Магнитные цепи индукторного генератора 955.3701 показаны на рис. 6.4, б.
Обмотка статора расположена на десяти зубцах статарного магнитопровода (зубцовый шаг 36°) и разбита на пять фазных секций по две зубцовых катушки в каждой секции. Зубцовые катушки одной и той же фазной секции разнесены друг от друга по периметру внутренней окружности статора на 180 угловых градусов. Таким образом, 10-ти катушечная статарная обмотка является пятифазной. Фазные секции соединены между собой в пятиугольник.
Возможны и другие варианты исполнения статора.
Ротор генератора представляет собой шестилучеую звезду Z из магнитомягкого материала.
Таким образом, в магнитные цепи генератора входят: 10-ти зубцовый магнитопровод статора 6, магнитопроводная шестилучевая звезда ротора 8 и индукторная втулка 12.
При вращении звезды Z под каждым зубцом статора перемещается то зубец, то впадина звезды Z, и процесс повторяется через 60° поворота ротора. При этом меняется воздушный зазор между статором и ротором, а, следовательно, и магнитное сопротивление Rd зазора (см. рис. 5.3 в главе 5). В результате магнитный поток в воздушном зазоре индукторного генератора изменяется от максимальной величины Фтах до минимальной Фт|п без изменения направления (рис. 6.5). Пульсирующий магнитный поток имеет постоянную Ф0 и переменную Ф~, составляющие Ф = Ф0 + Ф_ = Ф0 + Фт cos cot.
Постоянная составляющая магнитного потока Фо = (Фтах + Фтт)/2 в наведении ЭДС в статарной обмотке не участвует и бесполезно намагничивает магнитопровод статора генератора. Как следствие, магнитопровод статора в индукторном генераторе более массивный, чем в синхронных генераторах с контактными кольцами. Этим объясняется более широкое применение индукторных генераторов на грузовых автомобилях.
Переменная составляющая Ф_ магнитного потока с амплитудой Фт = (Фтах - Фтт)/2 наводит ЭДС в катушках статарной обмотки:
ек = -W aWdt = -W с1Фт cos cot/dt = Ет sin 2jrft,
где W — число витков в катушке;
Ет — амплитудное значение ЭДС ек.
Как видно из рис. 6.4, б, в индукторном генераторе зубец и впадина ротора образуют пару полюсов, поэтому число пар полюсов ротора равно числу зубцов ротора р = Z. Тогда частота переменного тока в статорной обмотке, выраженная в Гц, равна f = Z х п/60 (п — число оборотов ротора в об/мин).
Таким образом, при вращении ротора индукторного генератора в витках катушек обмотки статора индуцируется переменная (пульсирующая) ЭДС, по форме близкая к синусоиде, с частотой, синхронной (пропорциональной) частоте вращения ротора.
