Генератор
Генератор служит для питания током всех потребите
лей электрооборудования и для заряда аккумуляторной ба-
тареи при средней и большой частоте вращения коленчатого
вала двигателя.
На изучаемых автомобилях устанавливаются трехфазные
генераторы переменного тока с выпрямителями на кремние-
вых диодах.
Принципиальная схема работы трехфазного генератора
переменного тока .
На стальном статоре с внутренней стороны под
углом 120° расположены три катушки к1, К2 и КЗ с обмот-
ками, которые между собой соединяются звездой, т.е. одни
концы обмоток катушек соединяются в одну точку, а другие
выводятся в общую цепь потребителей. Катушка с включен-
ным в нее потребителем образует фазу. Внутри статора вра-
щается магнитный ротор. При вращении ротора к катушкам
за каждые 120° попеременно подходят северный и южный
полюсы. При этом обмотки катушек статора пересекаются
магнитными линиями, в которых индуктируется перемен-
ная по направлению ЭДС, создающая переменный ток в цепи
каждой фазы. Магнитный поток (показан на рисунке преры-
вистыми стрелками) замыкается через корпус статора. При
этом ток, созданный в одной любой фазе, обязательно про-
ходит в цепи двух других фаз. За один оборот ротора через
равные промежутки времени в каждой цепи фазы меняется
направление тока в зависимости от количества пар полюсов
и частоты вращения ротора.
Однако переменный ток не может быть использован для
заряда аккумуляторной батареи, поэтому в генераторе уста-
новлен блок выпрямителей, состоящий из шести кремние-
вых диодов, преобразующих переменный ток в постоянный.
Кремниевые диоды имеют большой срок службы, пропус-
кают весьма малый обратный ток, надежно работают в ши-
роком диапазоне температур (от –60 до +125°), а также
обладают малыми габаритами и массой, что позволяет уста-
навливать их в крышке генератора автомобиля.
Схемы работы выпрямителя на шести диодах показаны
на рис. 117, в, г, где стрелочками показан путь тока. Из схем
видно, что при прохождении тока через катушки (фазы) к1,
К2 и КЗ в любом направлении тока, подаваемого к потреби-
телям, Л остается постоянным.
Все генераторы, устанавливаемые на изучаемых автомо-
билях, имеют одинаковое устройство и принцип действия.
Поэтому рассмотрим устройство и работу генератора на при-
мере генератора 37.3701, устанавливаемого на автомобиль
ВАЗ-2109.
Устройство генератора. Генератор состоит из
статора, ротора, щеток, выпрямительного блока, электрон-
ного регулятора напряжения двух крышек, которые стягива-
ются при помощи стяжных болтов, а также приводного шкива
с вентилятором и конденсатора.
Статор состоит из сердечника и катушек обмотки. Сер-
дечник статора изготовляют в виде кольца из от-
дельных стальных пластин, изолированных друг от друга
лаком. На его внутренней поверхности имеются зубцы, на
которых надеты катушки. Катушки образуют обмотку ста-
тора, разделенную на три фазы, расположенные по углом
120° по отношению друг к другу. Одни концы каждой фазы
соединены между собой в одну точку, называемую нулевой,
а другие выводятся в цепь.
Ротор состоит из вала, на котором напрессо-
вана втулка с обмоткой возбуждения, и шести пар электро-
магнитных полюсных наконечников, создающих под дей-
ствием обмотки возбуждения магнитное поле. На валу рото-
ра установлены два контактных кольца, через которые в об-
мотку возбуждения подается электрический ток. По контак-
тным кольцам скользят графитовые щетки, соединенные с
выводами В и Ш (п. 10; 12) регулятора напряжения. Ротор
вращается в шариковых подшипниках, установленных в пе-
редней и задней крышках. Они заполнены специальной смаз-
кой, рассчитанной на весь срок службы генератора. В связи
с тем, что для заряда аккумуляторной батареи необходим
постоянный ток, внутри задней крышки генератора поме-
щен выпрямительный блок, преобразующий переменный ток
в постоянный.
Выпрямительный блок представляет собой две алюми-
ниевые пластинки с запрессованными в них шестью диода-
ми, пропускающими электрический ток только в одном на-
правлении, т.е. создающими в цепи постоянный электри-
ческий ток (одного направления). На пластине выпрямитель-
ного блока установлены еще три дополнительных диода.
Напряжение, снимаемое с этих дополнительных диодов, идет
для питания постоянным током обмотки ротора и цепи кон-
троля исправности генератора с помощью контрольной лам-
пы разряда аккумуляторной батареи, помещенной на щитке
приборов.
Электронный регулятор напряжения представляет собой
неразборный и нерегулируемый узел, в котором нет обыч-
ных электромагнитных реле с контактами. В паз регулятора
напряжения вставляется щеточный узел — пластмассовый
щеткодержатель с двумя щетками.
Приводной шкив с вентилятором установлен на переднем
конце вала ротора.
Вентилятор служит для охлаждения статора, ротора и
выпрямителя. Охлаждающий воздух засасывается через окна
в задней крышке, проходит внутри генератора и выходит
через окна передней крышки наружу.
Для подавления радиопомех и защиты электронного обо-
рудования от импульсов напряжения в системе зажигания
на генераторе устанавливается конденсатор.
Работа генератора осуществляется следующим образом.
При включении зажигания загорается контрольная лампа на
щитке приборов, сигнализирующая о том, что в обмотку
возбуждения ротора поступает ток от аккумуляторной бата-
реи. Протекающий по обмотке возбуждения ток создает вок-
руг полюсов ротора магнитный поток. После пуска двигате-
ля, когда ротор генератора стал вращаться, под каждым зуб-
цом статора проходит то южный, то северный полюс рото-
ра. Поэтому магнитный поток, проходящий через зубцы ста-
тора, меняется по силе и направлению. Переменный маг-
нитный поток пересекает витки обмотки статора, индуцируя
в нем ЭДС.
Переменное напряжение и ток, индуцированные в обмот-
ке статора, выпрямляются выпрямительным блоком, и для
питания потребителей идет уже постоянный ток, снимаемый
с клеммы генератора. Одновременно с общего вывода до-
полнительных диодов подается выпрямленное напряжение
для питания обмотки возбуждения ротора.
У работающего исправного генератора напряжение на
клемме и на общем выводе дополнительных диодов равны.
Поэтому в контрольную лампу щитка ток не поступает и она
не горит. В этом случае обмотка возбуждения генератора
питается от выпрямителя на трех дополнительных диодах, а
аккумуляторная батарея заряжается от генератора. Если кон-
трольная лампа будет гореть, то это указывает на неисправ-
ность генератора, когда он вообще не дает напряжения или
оно ниже напряжения аккумуляторной батареи.
При увеличении частоты вращения ротора, когда напря-
жение генератора превысит 13,7...14,5 В, при помощи регу-
лятора напряжения прекращается поступление тока в обмот-
ку возбуждения ротора. В результате этого напряжение ге-
нератора падает, регулятор снова пропускает ток в обмотку
возбуждения и процесс повторяется. Благодаря большой ча-
стоте протекания этого процесса напряжение этого генерато-
ра остается практически постоянным в пределах 13,7...14,5 В.
Замыкание и размыкание цепи питания обмотки возбужде-
ния генератора происходит за счет открытия и закрытия вы-
ходного транзистора в регуляторе в зависимости от уп-
равляющего напряжения на выводе регулятора напряжения.
Более точный контроль напряжения в цепи электрообо-
рудования осуществляется вольтметром, расположенным на
щитке приборов. Если при работе двигателя стрелка нахо-
дится в начале шкалы красной зоны, напряжение тока, отда-
ваемого генератором, ниже нормы, а если в конце шкалы —
выше нормы. При нормальном напряжении стрелка должна
находиться в зеленой зоне шкалы в пределах 13,7...14,5 В.
Крепление генератора к двигателю на всех рассматри-
ваемых автомобилях осуществляется подвижно на болтах,
вставляемых в отверстие приливов крышек со втулками. С
верхней стороны генератор крепится к двигателю через на-
тяжную планку с прорезью, обеспечивающей перемещение
генератора при регулировке натяжения или замене привод-
ного ремня (ремня вентилятора).