Ни для кого не станет удивительным тот факт, что в наши дни популярность, востребованность и спрос таких устройств, как электростанции и генераторы переменного тока, достаточно высоки. Это объясняется, прежде всего, тем, что современное генераторное оборудование имеет для нашего населения огромное значение. Помимо этого необходимо добавить и то, что генераторы переменного тока нашли свое широкое применение в самых различных сферах и областях. Промышленные генераторы могут быть установлены в таких местах, как поликлиники и детские сады, больницы и заведения общественного питания, морозильные склады и многие другие места, требующие непрерывной подачи электрического тока. Обратите свое внимание на то, что отсутствие электричества в больнице может привести непосредственно к гибели человека. Именно поэтому в подобных местах генераторы должны быть установлены обязательно. Также довольно распространенным является явление использования генераторов переменного тока и электростанций в местах проведения строительных работ. Это позволяет строителям использовать необходимое им оборудование даже на тех участках, где полностью отсутствует электрификация. Однако и этим дело не ограничилось. Электростанции и генераторные установки были усовершенствованы и дальше. В результате этого нам были предложены бытовые генераторы переменного тока, которые вполне удачно можно было устанавливать для электрификации коттеджей и загородных домов. Таким образом, мы можем сделать вывод о том, что современные генераторы переменного тока имеют довольно широкую область применения. Кроме того они способны решить большое количество важных проблем, связанных с некорректной работой электрической сети, либо ее отсутствием.

«Электрические цепи переменного тока» - Применение электрического резонанса. Векторная диаграмма напряжений в сети переменного тока. Закон Ома. Колебания силы тока. Электрические цепи переменного тока. Электрический резонанс. Диаграмма. Три вида сопротивлений. Векторная диаграмма. Диаграмма при наличии в цепи переменного тока только индуктивного сопротивления.

«Переменный ток» - Переменный ток. Генератор переменного тока. Переменным током называется электрический ток, изменяющийся во времени по модулю и направлению. Определение. ЭЗ 25.1 Получение переменного тока при вращении катушки в магнитном поле.

««Переменный ток» физика» - Сопротивление конденсатора. Конденсатор в цепи переменного тока. Колебания тока на конденсаторе. R,C,L в цепи переменного тока. Как ведет себя конденсатор в цепи переменного тока. Как ведет себя индуктивность. Проанализируем формулу индуктивного сопротивления. Использование частотных свойств конденсатора и катушки индуктивности.

«Сопротивление в цепи переменного тока» - Индуктивное сопротивление- величина, характеризующее сопротивление, оказываемое переменному току индуктивностью цепи. Емкостное сопротивление - величина, характеризующая сопротивление, оказываемое переменному току электрической емкостью. Одинаков ли цвет фигур? Активное сопротивление в цепи переменного тока.

«Переменный электрический ток» - Рассмотрим процессы, происходящие в проводнике, включенном в цепь переменного тока. Активное сопротивление. Im= Um / R. i=Im cos ?t. Свободные электромагнитные колебания в контуре быстро затухают и поэтому практически не используются. И наоборот, незатухающие вынужденные колебания имеют большое практическое значение.

«Трансформатор» - Если ответ «да», то к источнику какого тока нужно подключить катушку и почему? Написать конспект к параграфу 35 Физические процессы в трансформаторе. Задача2. Источник переменного тока. ЭДС индукции. K – коэффициент трансформации. Напишите формулу. Можно ли повышающий трансформатор сделать понижающим?

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

2 слайд

Описание слайда:

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ГЕНЕРАТОРА Корпус (5) и передняя крышка генератора (2) служат опорами для подшипников (9 и 10), в которых вращается якорь (4). На обмотку возбуждения якоря напряжение от аккумулятора подается через щетки (7) и контактные кольца (11). Якорь приводится в движение посредством клинового ремня через шкив (1). При запуске двигателя, как только якорь начинает вращаться, создаваемое им электромагнитное поле индуцирует переменный электрический ток в обмотке статора (3). В выпрямительном блоке (6) этот ток становится постоянным. Далее ток через совмещенный с выпрямительным блоком регулятор напряжения поступает в электросеть автомобиля для питания системы зажигания, освещения и сигнализации, контрольно-измерительных приборов и др.

3 слайд

Описание слайда:

Общий вид автомобильного генератора переменного тока 1 и 19 – алюминиевые крышки; 2 – блок диодов выпрямителя; 3 –вентиль выпрямительного блока; 4 – винт крепления выпрямительного блока; 5 – контактные кольца; 6 и 18 – задний и передний шарикоподшипники; 7 – конденсатор; 8 – вал ротора; 9 и 10 – выводы; 11– вывод регулятора напряжения; 12 – регулятор напряжения; 13 – щетка; 14 – шпилька; 15 – шкив с вентилятором; 16 – полюсный наконечник ротора; 17 – дистанционная втулка; 20 – обмотка ротора; 21- статор; 22 – обмотка статора; 23 – полюсный наконечник ротора; 24 – буферная втулка; 25 – втулка; 26 – поджимная втулка

4 слайд

Описание слайда:

В основе работы генератора лежит эффект электромагнитной индукции. Современные автомобили используют трехфазные генераторы переменного тока. Генератор - самый активно нагруженный компонент электрики. Во время движения автомобиля частота оборотов вала генератора достигает 10-14 тысяч оборотов в минуту. Это самая большая скорость вращения среди всех узлов автомобиля, в 2-3 раза превышающая частоту оборотов двигателя. Срок службы у генератора примерно в два раза меньше, чем у двигателя: примерно 160 тыс.километров пробега. По своему конструктивному исполнению генераторные установки делят на - генераторы традиционной конструкции с вентилятором у приводного шкива и генераторы компактной конструкции с двумя вентиляторами во внутренней полости генератора. Генераторы бывают двух видов: генератор переменного тока (используется на большинстве легковых автомобилей) генератор постоянного тока (используется на большинстве автомобилей, работающих в автохозяйствах) Генератор переменного тока состоит из двух основных частей: статора с неподвижной обмоткой, в которой индуцируется переменный ток, и ротора, создающего подвижное магнитное поле, а также крышек, приводного шкива с вентилятором и встроенного выпрямительного блока.

5 слайд

Описание слайда:

Статор генератора 1 - сердечник, 2 - обмотка, 3 - пазовый клин, 4 - паз, 5 - вывод для соединения с выпрямителем

6 слайд

Описание слайда:

Схема обмотки статора генератора. А - петлевая распределенная отличается тем, что ее секции (или полусекции) выполнены в виде катушек с лобовыми соединениями по обоим сторонам пакета статора напротив друг друга; Б - волновая сосредоточенна, напоминает волну, т. к. ее лобовые соединения между сторонами секции расположены поочередно то с одной, то с другой стороны пакета статора; В - волновая распределенная. секция разбивается на две полусекции, исходящие из одного паза, причем одна полусекция исходит влево, другая направо. 1 фаза, 2 фаза, 3 фаза

7 слайд

Описание слайда:

Ротор автомобильного генератора. Особенностью автомобильных генераторов является вид полюсной системы ротора (рис.5). Она содержит две полюсные половины с выступами - полюсами клювообразной формы по шесть на каждой половине. Полюсные половины выполняются штамповкой и могут иметь выступы - полувтулки. В случае отсутствия выступов при напрессовке на вал между полюсными половинами устанавливается втулка с обмоткой возбуждения, намотанной на каркас, при этом намотка осуществляется после установки втулки внутрь каркаса. а - в сборе; б - полюсная система в разобранном виде; 1,3- полюсные половины; 2 - обмотка возбуждения; 4 - контактные кольца; 5 - вал

8 слайд

Описание слайда:

Щеточный узел - это пластмассовая конструкция, в которой размещаются щетки т.е. скользящие контакты. В автомобильных генераторах применяются щетки двух типов - меднографитные и электрографитные. Последние имеют повышенное падение напряжения в контакте с кольцом по сравнению с меднографитными, что неблагоприятно сказывается на выходных характеристиках генератора, однако они обеспечивают значительно меньший износ контактных колец. Щетки прижимаются к кольцам усилием пружин. Обычно щетки устанавливаются по радиусу контактных колец, но встречаются и так называемые реактивные щеткодержатели, где ось щеток образует угол с радиусом кольца в месте контакта щетки. Это уменьшает трение щетки в направляющих щеткодержателя и тем обеспечивается более надежный контакт щетки с кольцом. Часто щеткодержатель и регулятор напряжения образуют неразборный единый узел.

9 слайд

Описание слайда:

Система охлаждения генераторов Охлаждение генератора осуществляется одним или двумя вентиляторами, закрепленными на его валу. При этом у традиционной конструкции генераторов (рис. а) воздух засасывается центробежным вентилятором в крышку со стороны контактных колец. У генераторов, имеющих щеточный узел, регулятор напряжения и выпрямитель вне внутренней полости и защищенных кожухом, воздух засасывается через прорези этого кожуха, направляющие воздух в наиболее нагретые места - к выпрямителю и регулятору напряжения. На автомобилях с плотной компоновкой подкапотного пространства, в котором температура воздуха слишком велика, применяют генераторы со специальным кожухом (рис. б), закрепленным на задней крышке и снабженным патрубком со шлангом, через который в генератор поступает холодный и чистый забортный воздух. а - генераторы обычной конструкции; б - генераторы для повышенной температуры в подкапотном пространстве; в - генераторы компактной конструкции.

10 слайд

Описание слайда:

Привод генераторов Привод генераторов осуществляется от шкива коленчатого вала ременной передачей. Чем больше диаметр шкива на коленчатом валу и меньше диаметр шкива генератора (отношение диаметров называют передаточным отношением), тем выше обороты генератора, соответственно, он способен отдать потребителям больший ток. Привод клиновым ремнем не применяется для передаточных отношений больше 1,7-3. Прежде всего это связано с тем, что при малых диаметpax шкивов клиновой ремень усиленно изнашивается. На современных моделях, как правило, привод осуществляется поликлиновым ремнем. Благодаря большей гибкости он позволяет устанавливать на генераторе шкив малого диаметра и, следовательно, получать более высокие передаточные отношения, то есть использовать высокооборотные генераторы. Натяжение поликлинового ремня осуществляется, как правило, натяжными роликами при неподвижном генераторе.

11 слайд

Описание слайда:

Крепление генератора Генераторы крепятся в передней части двигателя болтами на специальных кронштейнах. Крепежные лапы и натяжная пружина генератора находятся на крышках. Если крепление осуществляется двумя лапами, то они расположены на обеих крышках, если лапа одна - она находится на передней крышке. В отверстии задней лапы (если крепежные лапы - две) обычно имеется дистанционная втулка, устраняющая зазор между кронштейном двигателя и посадочным местом лапы.

12 слайд

Описание слайда:

Регуляторы напряжения Регуляторы поддерживают напряжение генератора в определенных пределах для оптимальной работы электроприборов, включенных в бортовую сеть автомобиля. Все регуляторы напряжения имеют измерительные элементы, являющиеся датчиками напряжения, и исполнительные элементы, осуществляющие его регулирование. В вибрационных регуляторах измерительным и исполнительным элементом является электромагнитное реле. У контактно-транзисторных регуляторов электромагнитное реле находится в измерительной части, а электронные элементы - в исполнительной части. Эти два типа регуляторов в настоящее время полностью вытеснены электронными.

13 слайд

Описание слайда:

Основные неисправности генератора и способы их устранения Генератор не дает зарядного тока (амперметр показывает разрядный ток при номинальной частоте вращения коленчатого вала двигателя) Пробуксовка приводного ремня Натянуть ремень, убедившись в исправности подшипников Зависание щеток Очистить щеткодержатель, щетки от грязи, проверить усилие щеточных пружин Подгорание контактных колец Зачистить и при необходимости проточить контактные кольца Обрыв цепи возбуждения Устранить обрыв цепи Задевание ротора за полюса статора Проверить подшипники, места посадки. Поврежденные детали заменить Неисправность регулятора напряжения Заменить регулятор напряжения Обрыв в цепи "генератор-аккумулятор" Устранить обрыв Генератор дает зарядный ток, но не обеспечивает хорошего заряда аккумуляторной батареи Плохой контакт "массы" генератора с "массой" регулятора напряжения Проверить целостность провода, идущего на "массу", и надежность контакта Срабатывание реле защиты регулятора напряжения из-за замыкания в цепи возбуждения генератора на "массу" Найти место замыкания и устранить неисправность Износ щеток Заменить щетки новыми Зависание щеток Очистить щеткодержатель, щетки от грязи Загрязнение и замасливание контактных колец Протереть кольца тканью, смоченной бензином Неисправность регулятора напряжения Проверить и при необходимости заменить регулятор напряжения Витковое замыкание или обрыв цепи одной из фаз статорной обмотки Неисправность (пробой) диодов выпрямительного блока Разобрать генератор, проверить состояние статорной обмотки (отсутствие обрыва и замыкания). Статор с неисправной обмоткой заменить Слабое натяжение ремня Отрегулировать натяжение ремня Повышенная шумность генератора Износ или разрушение подшипников Заменить подшипники Ослабление гайки шкива генератора Подтянуть гайку Износ посадочного места подшипника Заменить крышку генератора Межвитковое замыкание обмотки статора ("вой" генератора) Заменить статор

Количественный рост использования энергии привел к качественному скачку ее роли в нашей стране: создалась крупная отрасль народного хозяйства - энергетика. В народном хозяйстве нашей страны важное место занимает – электроэнергетика. Атомная электростанция во Франции Каскад гидроэлектростанции

Если k > 1, то трансформатор повышающий. Если k 1, то трансформатор повышающий. Если k 1, то трансформатор повышающий. Если k 1, то трансформатор повышающий. Если k 1, то трансформатор повышающий. Если k title="Если k > 1, то трансформатор повышающий. Если k

Задача: Коэффициент трансформации трансформатора равен 5. Число витков в первичной катушке равно 1000, а напряжение во вторичной катушке - 20 В. Определите число витков во вторичной катушке и напряжение в первичной катушке. Определите вид трансформатора?

Дано: Анализ: Решение: k = 5 n2 = 1000: 5 = 200 n1 = 1000 U1 = 20 B * 5 = U2 = 20 B n2 = n1: k = 100 B U1 = U2 * k n2 - ? U1 - ? Ответ: n2 = 200; U1 = 100 В; трансформатор повышающий, так как k > 1. 1."> 1."> 1." title="Дано: Анализ: Решение: k = 5 n2 = 1000: 5 = 200 n1 = 1000 U1 = 20 B * 5 = U2 = 20 B n2 = n1: k = 100 B U1 = U2 * k n2 - ? U1 - ? Ответ: n2 = 200; U1 = 100 В; трансформатор повышающий, так как k > 1."> title="Дано: Анализ: Решение: k = 5 n2 = 1000: 5 = 200 n1 = 1000 U1 = 20 B * 5 = U2 = 20 B n2 = n1: k = 100 B U1 = U2 * k n2 - ? U1 - ? Ответ: n2 = 200; U1 = 100 В; трансформатор повышающий, так как k > 1.">

13

Областное государственное автономное профессиональное образовательное учреждение «Борисовский агромеханический техникум»

• Презентация к уроку по теме; Устройство и принцип работы автомобильного генератора.

• по МДК 01 02 «Устройство, техническое обслуживание
• и ремонт автомобилей»

• Здоровцов Александр Николаевич

Устройство и принцип работы автомобильного генератора Генератор

• - устройство, преобразующее механическую энергию, получаемую от двигателя, в электрическую. Вместе с регулятором напряжения он называется генераторной установкой. На современные автомобили устанавливаются генераторы переменного тока.

Требования, предъявляемые к генератору:

• выходные параметры генератора должны быть таковы, чтобы в любых режимах движения автомобиля не происходил прогрессивный разряд аккумуляторной батареи;
• напряжение в бортовой сети автомобиля, питаемой генератором, должно быть стабильно в широком диапазоне изменения частоты вращения и нагрузок.

Шкив

• – служит для передачи механической энергии от двигателя к валу генератора посредством ремня

Корпус генератора

• состоит из двух крышек: передняя (со стороны шкива) и задняя (со стороны контактных колец), предназначены для крепления статора, установки генератора на двигателе и размещения подшипников (опор) ротора. На задней крышке размещаются выпрямитель, щеточный узел, регулятор напряжения (если он встроенный) и внешние выводы для подключения к системе электрооборудования;

Ротор -

• Ротор состоит

• стальной вал с расположенными на нем двумя стальными втулками клювообразной формы. Между ними находится обмотка возбуждения, выводы которой соединены с контактными кольцами. Генераторы оборудованы преимущественно цилиндрическими медными контактными кольцами;

• 1. вал ротора; 2. полюса ротора; 3. обмотка возбуждения; 4. контактные кольца.

Статор

• Статор генератора

• - пакет, набранный из стальных листов, имеющий форму трубы. В его пазах расположена трехфазная обмотка, в которой вырабатывается мощность генератора;

• 1. обмотка статора; 2. выводы обмоток; 3. магнитопровод

Сборка с выпрямительными диодами

• Сборка с выпрямительными диодами

• - объединяет шесть мощных диодов, запрессованных по три в положительный и отрицательный теплоотводы;

• 1. силовые диоды; 2. дополнительные диоды; 3. теплоотвод.

Регулятор напряжения

• - устройство, поддерживающее напряжение бортовой сети автомобиля в заданных пределах при изменении электрической нагрузки, частоты вращения ротора генератора и температуры окружающей среды;

Щеточный узел

• – съемная пластмассовая конструкция. В ней установлены подпружиненные щетки, контактирующие с кольцами ротора;

Устройство генератора Виды генераторов установленных на автомобилях

• Бесконтактный генератор с возбуждением от постоянных магнитов.
• Генератор переменного тока с клювообразным ротором и с контактными кольцами
• Индукторный генератор переменного тока.

• · а - модель генератора;
• · б- ротор с постоянным магнитом NS и с шестью когтеобразными полюсами;
• · в - шестиполюсный статор с тремя фазными обмотками, соединенными "звездой";
• · NS- цилиндрический постоянный магнит с полюсами N и S;
• · М - магнитопровод статора;
• · R- магнитопровод ротора в виде когтеобразных наконечников из твердой стали;
• · Ф- магнитный поток ротора;
• · 8- воздушным зазор;
• · Ф.- фазная обмотка статора;
• · EФ- ЭДС, наведенная в фазной обмотке;
• · w- круговая частота вращения ротора;
• · 1. 2, 3, общ. - выводы фазных обмоток, соединенных "звездой".

Бесконтактный генератор с возбуждением от постоянных магнитов

• вращающийся ротор - это постоянный магнит, а фазные обмотки - это катушки на неподвижном статоре. Такой генератор называется бесконтактным генератором переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов. Он может быть однофазным или многомерным. Генератор прост по конструкции, надежен, не боится грязи, не требует электрического возбуждения, не имеет трущихся электроконтактов, срок службы определяется высыханием изоляции фазных обмоток. Но на современных легковых автомобилях генератор с возбуждением от постоянных магнитов не применяется из-за невозможности строго поддерживать в нем постоянное рабочее напряжение при изменении оборотов двигателя внутреннего сгорания

Генератор переменного тока с клювообразным ротором и с контактными кольцами

• а - модель генератора; б - расчлененный ротор с катушкой возбуждения W„ и с шестью северными N и шестью южными S клювообразными полюсами постоянного электромагнита; в - упрощенная конструкция генератора;
• 1 - магнитопровод М статора с фазными обмотками Wф
• 2 - клювообразные полюсные наконечники ротора;
• 3 - обмотка возбуждения Wв;
• 4 - крыльчатка вентилятора;
• 5 - приводной шкив;
• 6 - магнитопровод R ротора;
• 7 - корпусные крышки;
• 8 - встроенный выпрямитель;
• 9 - контактные кольца К;
• 10 - щеткодержатель КЩМ со щетками.

Генератор переменного тока с клювообразным ротором и с контактными кольцам

• Обмотка Wв своими выводами подключена к контактным кольцам К, которые в свою очередь через щетки КЩМ соединяются с внешней электрической цепью возбуждения. Таким способом к клювообразный ротор становится многополюсным постоянным электромагнитом, магнитодвижущая сила которого может легко регулироваться путем изменения тока возбуждения, что очень важно для автомобильных электрогенераторов.
• Генератор с клювообразным ротором и с контактными кольцами имеет самое широкое применение на современных легковых автомобилях.

• а - модель генератора;
• б - схема соединения обмоток на однофазном статоре;
• в - упрощенная конструкция генератора;
• 1 - - паз ротора
• ;2 - подшипник;
• 3 - вал ротора;
• 4 - полюс ротора
• ;5 - корпус генератора; Wв, Wф - обмотки возбуждения и фазные.

Индукторный генератор переменного тока

• Основным отличием этого генератора является то, что его вращающийся ротор - это пассивная магнитомягкая ферромасса, а обмотка возбуждения установлена на неподвижном статоре вместе с фазными обмотками. Для уменьшения магнитных потерь ферромасса ротора, как и статора, выполнена набором тонких пластин из электротехнической стали. Генератор является бесконтактным. Работа такого генератора основана на периодическом прерывании постоянного магнитного потока, статора, что при вращении ротора достигается периодическим изменением величины воздушного зазора между статором и ротором. Таким образом, индукторный генератор является синхронным и управляется по напряжению с помощью изменения тока возбуждения в статорной обмотке. В индукторном генераторе реализуется принцип получения ЭДС путем изменения магнитной проводимости в воздушном зазоре: при управлении величиной индукции магнитного поля статора. Соответствующим подбором конфигурации поверхности пассивного ротора и полюсных наконечников статора можно приблизить периодичность изменения магнитного потока к синусоидальному закону, что обеспечивает синусоидальную форму рабочему напряжению генератора.

Использованные материалы и Интернет-ресурсы

• http://respektt.ru/foto/generator_ustroistvo.jpg
• http://www.mlab.org.ua/articles/electric/59-electric-generator.html
• http://www.domashniehitrosti.ru/generator4.html
• Родичев В. А.: Грузовые автомобили. М.: Издательский центр «Академия», 2010-239с.