Лабораторная работа № 3. Испытание генератора переменного тока
Испытание генератора переменного тока
Цель работы: С помощью контрольно испытательного стенда провести испытание генератора переменного тока на максимальный ток отдачи.
Техническое состояние генераторов переменного тока характеризуется следующими параметрами:
— минимальная частота вращения, при которой генератор развивает номинальное напряжение (номинальная частота вращения без нагрузки);
— частота вращения, при которой генератор отдает номинальный ток нагрузки (начальная частота вращения под нагрузкой).
Испытательный стенд не позволяет плавно менять частоту вращения генератора, поэтому будем определять максимальный ток отдачи генератора на двух частотах вращения.
Основные типы электрических схем генераторов переменного тока отечественных автомобилей:
Порядок выполнения работы:
Описанные ниже работы производить при обесточенном стенде.
Установить генератор в зажим на стенде. Подобрать приводной ремень и соединить им шкивы генератора и шкив малого диаметра приводной стенда. Перемещая зажим с генератором по направляющим добиться соосности шкивов. Окончательно закрепить генератор в зажиме и зафиксировать положение зажима на направляющих, не прилагая при этом чрезмерных усилий, так как корпуса генераторов изготовлены из силумина, который является хрупким материалом.
Отрегулируйте натяжение ремня генератора и произведите пробное вращение генератора, для чего включите питание стенда выключателем Q и запустите электродвигатель. Чтобы питание стенда подавалось на электродвигатель нужно переключатель режимов работы стенда S7 поставить в положение I (электродвигатель). Для запуска электродвигателя нужно нажать кнопки «Пуск» SB1. Убедившись в правильности установки генератора и натяжении ремня выключить электродвигатель нажатием кнопки «Стоп» SB2.
Соединить генератор проводами со стендом в соответствии со схемой подключения для данного генератора:
Клемму «30» генератора силовым проводом соединить с клеммой 2 стенда, при этом перемычку между клеммами 1 и 2 следует разомкнуть.
Переключатель вольтметра S4, коммутирующий подключение вольтметра к розеткам, поставить на измерение напряжения на розетке источника питания Up XS16.
Переключатель пределов измерения вольтметра S5 поставить в положение 12 — 16 В.
Подать питание на стенд и с помощью потенциометра R12 установить на розетке источника питания Up напряжение в пределах 12,6 -13 В. Выключить стенд.
Соединить контакт 61 генератора с плюсом источника питания стенда Up.
Соединить минус источника питания с массой генератора.
Переключатель вольтметра S4, поставить на измерение напряжения на Кл 2-4.
Переключатель пределов измерения амперметра S6 поставить в положение 150 А.
Переключатель S3 установить в крайнее левое положение. Реостат нагрузки R6 повернуть в крайнее левое положение.
Включить стенд и кнопкой «Пуск» SB1 привести электродвигатель во вращение.
По показаниям вольтметра убедиться, что генератор вырабатывает напряжение.
С помощью реостата нагрузки R6 установить нагрузку на генератор 5 А.
Отсоединить провод от клеммы 61 генератора и от + источника питания. Генератор должен продолжать работать.
Записать показания вольтметра. Увеличивая нагрузку генератора записывать напряжение до тех пор, пока оно не станет меньше 12,6 В.
Остановить электродвигатель. Питание стенда выключить.
Аналогично провести испытания для шкива большего диаметра.
Перечень инструмента: Ключи на 10, 14, 17.
Отчет о выполнении работы должен содержать:
Номер и название лабораторной работы.
Схему подключения генератора к стенду с указанием положения переключателей стенда задействованных в проведении испытаний.
Таблицу и график изменения напряжения при увеличении тока отдачи.
Вопросы для защиты лабораторной работы:
1. Дайте определения токоскоростной характеристики генератора
2. Расскажите о конструктивных особенностях автомобильных генераторов.
3. Особенности конструкции щеточных и бесщеточных генераторов.
4. Виды статорных обмоток автомобильных генераторов.
5. Объясните принцип действия вентильного генератора.
6. Конструкция и виды выпрямительных блоков генераторов.
7. Изобразите принципиальную электрическую схему генераторной установки. Объясните принцип действия электрической схемы генераторной установки.
8. Изобразите принципиальную электрическую схему электронного регулятора. Объясните принцип действия этой схемы.
9. Основные неисправности генераторных установок, способы их обнаружения и устранения.
1. Акимов С.П., Чижков Ю.П. Электрооборудование автомобилей: учебник для ВУЗов. – М. : ЗАО КЖИ «За рулем», 2001. – 384 с., ил.
2. Теория, конструкция и расчет автотракторного электрооборудования: учебник / Л.В. Копылова, В.И. Коротков, В.Е. Красильников; под ред. М.Н. Фесенко [и др.]. – Машиностроение, 1979. – 344 с., ил.
Источник
Лабораторная работа №14. Генератор переменного тока.
1. Краткая теория
Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, при изменении магнитного потока Ф, пронизывающего проводящий контур (катушку), в нем возникает ЭДС индукции, зависящая от скорости изменения потока
.
Магнитным потоком через плоский контур площади S называют величину
где B — модуль вектора магнитной индукции, — угол между вектором 
и нормалью к плоскости контура.
Если плоская прямоугольная рамка площади S равномерно вращается с частотой f оборотов в секунду в однородном магнитном поле с индукцией 
, магнитный поток, пронизывающий рамку будет периодически изменяться во времени:
Следовательно, на концах рамки появится переменное напряжение, равное
Амплитуда этого напряжение пропорциональна скорости вращения рамки. Такая рамка, вращающаяся в магнитном поле, является моделью генератора переменного тока. Если выводы рамки подсоединить к специальному коммутирующему устройству (коллектору), то можно получить генератор постоянного тока.
2. Исследование генератора переменного тока
Компьютерная модель позволяет исследовать некоторые характеристики генератора переменного тока. Для установки значений индукции B и частоты f, как обычно, используются линейки выбора. Для установки прямоугольной рамки площади S необходимо сначала подвести курсор к вершине угла рамки так, чтобы курсор принял вид кисти руки. Затем следует нажать левую кнопку мыши (при этом на курсоре пальцы руки сожмутся), при нажатой кнопке мыши переместить вершину угла в нужное место, контролируя в окошке заданные значения S, и кнопку отпустить.
Контрольное задание 1
Теперь вы должны выполнить указанный преподавателем вариант контрольного задания 1. Значения магнитного потока следует записывать с учетом его направления относительно нормали к плоскости рамки. При положительных значениях он пронизывает рамку в направлении нормали к плоскости рамки, при отрицательных — в обратном направлении. Полученные результаты необходимо занести в лабораторную тетрадь.
Плоский квадратный контур, площадь которого S = 118 см 2 , вращается с частотой f = 2 об/сек в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,2 Тл. Определить магнитный поток , пронизывающий контур, если нормаль к его плоскости составляет угол = 30 о с линиями поля.
Определить, во сколько раз будут отличаться магнитные потоки, пронизывающие вращающуюся с частотой f = 2 об/сек прямоугольную рамку при двух ее положениях относительно направления индукции магнитного поля B, соответствующих углам 1 = 0 о и 2 = 30 о между нормалью к плоскости рамки и вектором B.
В однородном магнитном поле, индукция которого равна B = 0,2 Тл, вращается с частотой f = 2 об/сек квадратная рамка, площадью S = 100 см 2 . Определить магнитный поток , пронизывающий рамку, когда нормаль к ее плоскости составляет с направлением магнитного поля угол = 45 о .
Прямоугольная рамка, площадь которой равна S = 50 см 2 , вращается в однородном магнитном поле, делая 20 об/сек. Ось вращения находится в плоскости рамки посередине двух противоположных узких сторон рамки и перпендикулярна силовым линиям магнитного поля. Индукция магнитного поля равна B = 0,1 Тл.
1) значения магнитного потока , пронизывающего рамку, для моментов времени t = 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 сек;
2) наибольшее значение магнитного потока .
Плоский прямоугольный контур, площадь которого S = 118 см 2 , вращается с частотой f = 2 об/сек в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,1 Тл. Определить магнитный поток , пронизывающий контур, если нормаль к его плоскости составляет угол = 30 о с линиями поля.
Определить, во сколько раз будут отличаться магнитные потоки, пронизывающие вращающуюся с частотой f = 2 об/сек прямоугольную рамку при двух ее положениях относительно направления индукции магнитного поля B, соответствующих углам 1 = 0 о и 2 = 45 о между нормалью к плоскости рамки и вектором B.
В однородном магнитном поле, индукция которого равна B = 0,1 Тл, вращается с частотой f = 2 об/сек прямоугольная рамка, площадью S = 94 см 2 . Определить магнитный поток , пронизывающий рамку, когда нормаль к ее плоскости составляет с направлением магнитного поля угол = 45 о .
Прямоугольная рамка, площадь которой равна S = 100 см 2 , вращается в однородном магнитном поле, делая 20 об/сек. Ось вращения находится в плоскости рамки посередине двух противоположных узких сторон рамки и перпендикулярна силовым линиям магнитного поля. Индукция магнитного поля равна B = 0,1 Тл.
1) значения магнитного потока , пронизывающего рамку, для моментов времени t = 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 сек;
2) наибольшее значение магнитного потока .
Плоский прямоугольный контур, площадь которого S = 79 см 2 , вращается с частотой f = 2 об/сек в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,15 Тл. Определить магнитный поток , пронизывающий контур, если нормаль к его плоскости составляет угол = 30 о с линиями поля.
Определить, во сколько раз будут отличаться магнитные потоки, пронизывающие вращающуюся с частотой f = 2 об/сек прямоугольную рамку при двух ее положениях относительно направления индукции магнитного поля B, соответствующих углам 1 = 10 о и 2 = 30 о между нормалью к плоскости рамки и вектором B.
Прямоугольная рамка, площадь которой равна S = 100 см 2 , вращается в однородном магнитном поле, делая 10 об/сек. Ось вращения находится в плоскости рамки посередине двух противоположных широких сторон рамки и перпендикулярна силовым линиям магнитного поля. Индукция магнитного поля равна B = 0,2 Тл.
1) значения магнитного потока , пронизывающего рамку, для моментов времени t = 0,05; 0,1; 0,15; 0,2 сек;
2) наибольшее значение магнитного потока .
Прямоугольная рамка, площадь которой равна S = 100 см 2 , равномерно вращается в однородном магнитном поле, делая 10 об/сек. Ось вращения находится в плоскости рамки посередине двух противоположных широких сторон рамки и перпендикулярна силовым линиям магнитного поля, индукция которого равна B = 0,15 Тл. В момент времени t = 0 плоскость рамки перпендикулярна вектору индукции.
1) значения магнитного потока , пронизывающего рамку, для моментов времени t = 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 сек;
2) наибольшее значение магнитного потока .
Источник
Лабораторная работа №2 Тема: Автомобильные генераторные установки
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
Тема: Автомобильные генераторные установки.
Цель: Изучение автомобильных систем электроснабжения; определение технического состояния и испытание автомобильного трехфазного генератора переменного тока с полупроводниковым выпрямителем и регулятором напряжения.
2.1. Основные сведения.
Определение и назначение автомобильной генераторной установки.
Современная генераторная установка (ГУ) – система, состоящая из генератора переменного тока с мощным полупроводниковым выпрямителем и регулятором напряжения. ГУ предназначена для обеспечения электрической энергией всех электроприемников бортовой сети автомобиля при работающем двигателе, а также для своевременной подзарядки стартерной аккумуляторной батареи.
Генератор переменного тока (обычно трехфазный) предназначен для преобразования механической энергии автомобильного двигателя (являющегося приводом генератора) в электрическую энергию переменного тока. Для получения постоянного тока, необходимого для питания бортового электрооборудования, устанавливают на генератор мощный выпрямитель, собранный из полупроводниковых диодов.
Для поддержания неизменным выходного напряжения (зависящего от частоты вращения двигателя) генератор снабжен регулятором напряжения.
Генератор. Устройство. Принцип работы.
Генератор – электрическая машина, преобразующая механическую энергию первичного двигателя в электрическую. На автомобили устанавливают генераторы постоянного и переменного тока.
Последние из-за ряда существенных преимуществ (способности самоограничения силы тока, наличие кремниевых полупроводниковых выпрямителей, препятствующих протеканию тока от АБ по обмоткам статора) нашли более широкое применение.
Основными частями генератора являются: неподвижная часть – статор, и подвижная часть – ротор (рис. 2.1).
Статор генератора состоит из сердечника 10, набранного из изолированных листов электротехнической стали, и обмотки 8, в которой индуцируется переменная Э. Д.С.. Сердечник статора закреплен между двумя алюминиевыми крышками 1 и 13, стянутыми винтами. Внутренняя поверхность сердечника статора имеет зубцы, равномерно расположенные по окружности, на которые надеты катушки обмотки статора. Каждая из трех фаз обмотки статора (соединенных между собой по схемам «звезда» или «треугольник») объединяет одинаковое количество последовательно соединенных катушек.
Свободные концы фаз обмотки статора присоединены к трем клеммам 2 встроенного выпрямительного блока 3. Шесть кремниевых диодов выпрямительного блока соединены по трехфазной двухполупериодной схеме.
Выпрямительный блок крепится к крышке болтами, соединенными с контактными пластинами выпрямительного блока и выполняющими функцию токопроводов. Три болта замыкают на корпус контактную пластину диодов обратной проводимости. Один болт, образует на крышке 1 изолированный от корпуса вывод «+» генератора, а винт, ввернутый в крышку 1, служит отрицательным выводом.
Обмотка возбуждения 11 выполнена в виде одной круглой катушки, закрепленной на стальной втулке 12. С боков обмотка закреплена двумя клювообразными половинами 9 сердечника ротора. Сердечник ротора напрессован на вал, опорами которому служат два шариковых подшипника закрытого типа, установленных в крышках генератора. Концы обмотки возбуждения припаяны к двум медным контактным кольцам 4, закрепленных на валу при помощи изоляционных втулок.
На крышке 1 крепится щеткодержатель 6, в котором установлены две графитовые щетки 5. Пружины 7 прижимают щетки к контактным кольцам. Одна из щеток соединена с корпусом генератора, другая – изолирована от корпуса и соединена с наружным зажимом.
Генераторы оснащены крыльчаткой 14, предназначенной для воздушного охл
аждения через окна в крышках.
В трехфазном синхронном генераторе (рис.2.2) магнитный поток создается током, текущим по обмотке возбуждения 11 расположенной на полюсах (обычно их двенадцать) ротора 9.
При вращении ротора напротив выступов статора 10 с расположенными на них обмотками фаз 8 оказывается то северный (N), то южный (S) полюсы ротора. Магнитный поток Ф, пронизывающий обмотки статора, изменяется по величине и направлению, благодаря чему в них индуцируется переменная ЭДС индукции, а на их зажимах появляется переменное напряжение, преобразуемое полупроводниковым выпрямителем в постоянное напряжение бортовой сети.
Генераторы переменного тока с электромагнитным возбуждением не обладают свойством самовозбуждения, поэтому в начале его работы обмотка возбуждения питается от АБ. Ток к вращающейся обмотке возбуждения подводится через щетки и контактные кольца. Наличие у данного типа генератора такого контактного узла является существенным недостатком. Даже специальная защита кардинально не решает проблему его загрязнения и выхода из строя. Более надежными и долговечными в этом плане являются бесщеточные индукторные генераторы, хотя и уступающие по некоторым параметрам (КПД, масса, габариты) генераторам с контактными кольцами.
Выпрямители автомобильных генераторов.
Синусоидальное напряжение, вырабатываемое автомобильным генератором переменного тока преобразуется при помощи мощного полупроводникового устройства в постоянное напряжение необходимое для питания электрооборудования бортовой системы автомобиля. Такие выпрямительные устройства состоят, как правило, из кремниевых диодов, соединенных по определенной схеме. Наиболее распространенной в автомобильных генераторах переменного тока получила, так называемая схема Ларионова (рис 2.3.), имеющая три пары диодов VD1-VD6. Одно плечо выпрямителя образуют диоды VD1-VD3 прямой проводимости, которые катодами соединены с положительным выводом генератора. Во втором плече установлены диоды VD4-VD6 обратной полярности, аноды которых соединены с массой.
В проводящем направлении работает один из диодов VD1, VD2 или VD3, у которого анод имеет набольший потенциал, в группе VD4-VD6 – диод с самым низким потенциалом. В момент времени, когда в фазе А генератора напряжение положительно и максимально, а в фазах В и С напряжения отрицательны и равны, ток в нагрузку R поступает через открытый диод VD1 и два диода VD5 и VD6. В момент времени, когда напряжение фазы А равно нулю, в фазе В – положительно, а в фазе С – отрицательно, ток проводят диоды VD2 и VD4. Остальные диоды тока не пропускают.
У многих типов генераторов обмотка возбуждения питается от собственного выпрямителя, собранного по схеме «звезда» на дополнительных трех диодах, анодами подключенными к фазовым выводам генератора. Это препятствует протеканию через обмотку возбуждения при неработающем двигателе тока разряда АБ.
Регуляторы напряжения автомобильных генераторов.
Напряжение генераторов зависит от многих факторов (частоты вращения ротора, значения отдаваемого тока, магнитного потока возбуждения и т. д.). Причем в грубом приближении выходное напряжение генератора прямо пропорционально величине магнитного потока и частоте вращения ротора.
Таким образом, для обеспечения необходимого постоянства напряжения генератора при изменении частоты вращения ротора нужно обратно пропорционально ей изменять магнитный поток. Поскольку магнитный поток определяется силой тока возбуждения, регулирование напряжения осуществляется периодическим включением в цепь возбуждения генератора добавочного резистора с постоянным сопротивлением. Током возбуждения можно управлять и без добавочного резистора (электронные и интегральные регуляторы напряжения), закорачивая обмотку возбуждения или разрывая токовую цепь возбуждения.
Классическая генераторная установка (рис 2.4) состоит из генератора переменного тока со встроенным полупроводниковым выпрямителем, регулятора напряжения и бортовой аккумуляторной батареи.
В состав генератора входят: фазные обмотки Wф на статоре СТ, вращающийся ротор R, силовой выпрямитель ВП на полупроводниковых диодах VD, обмотка возбуждения Wв (с активным сопротивлением Rв). Механическую энергию Ам=f(n) ротор получает от ДВС.
Регулятор напряжения состоит из коммутирующего элемента КЭ и измерительного элемента ИЭ.
Коммутирующий элемент КЭ – это вибрационный электрический контакт К, замыкающий или размыкающий добавочное сопротивление Rд, которое последовательно включено с обмоткой возбуждения Wв.
Измерительный элемент ИЭ – часть электромагнитного реле, которая реализует следующие функции:
-функцию сравнения СУ механической упругой силы Fп c магнитодвижущей силой FS ;
-функцию чувствительного элемента ЧЭ в цепи обратной связи ЦОС регулятора напряжения;
-функцию задающего устройства ЗУ.
Примером вибрационного регулятора напряжения может служить регулятор типа РР380. Ненадежность вибрационных регуляторов напряжения из-за чувствительности к механическим воздействиям и подверженности к разрегулировке привела к их усовершенствованию а замене на контактно-транзисторные регуляторы.
В полупроводниковых регуляторах сила тока возбуждения генератора регулируется при помощи транзисторов, эмиттерно — коллекторная цепь которых включена последовательно с обмоткой возбуждения.
Транзистор в схемах этих регуляторов работает аналогично контактам вибрационного регулятора. При повышении напряжения генератора выше заданного уровня транзистор переключается в закрытое состояние, в котором его сопротивление составляет доли ома. При понижении напряжения транзистор переключается в открытое состояние, в котором значение его сопротивления стремится к бесконечности. Полупроводниковые регуляторы напряжения могут выполняться контактно-транзисторными (рис. 2.5) и бесконтактными (рис. 2.6).
Рис. 2.5. Схема контактно-транзисторного регулятора напряжения.
В контактно-транзисторном регуляторе основной ток возбуждения проходит через мощный транзистор, а функция контактов реле сводится к коммутации тока управления транзистором, работающим в режиме ключа. То есть контакты, включенные в цепь базы транзистора, выполняют функции органа управления. Чувствительным элементом в этом регуляторе является обмотка электромагнита, находящаяся под напряжением генератора.
При напряжении генератора, меньшем регулируемого, контакты разомкнуты, а благодаря наличию тока базы транзистор открыт. Сопротивление цепи возбуждения определяет только сопротивление самой обмотки возбуждения. С увеличением частоты вращения ротора напряжение генератора возрастает. При напряжении генератора больше регулируемого электромагнит преодолевает сопротивление пружины, и контакты замыкаются, шунтируя переход эмиттер-база. Транзистор запирается, а сопротивление цепи возбуждения увеличивается, т. к. ток возбуждения должен проходить через добавочный резистор. Уменьшение тока возбуждения вызывает уменьшение магнитного потока, ЭДС и напряжения генератора. Это, в свою очередь, приводит к ослаблению усилия электромагнита, и в какой-то момент контакты размыкаются. Этот процесс повторяется периодически, и напряжение генератора колеблется около заданного регулируемого напряжения.
Рис. 2.6. Схема бесконтактного
регулятора напряжения.
Основу бесконтактных транзисторных регуляторов напряжения составляют транзисторная схема с эмиттерной или коллекторной обратной связью.
При напряжении генератора меньше регулируемого значения напряжение на резисторе R1, включенном параллельно стабилитрону Д1, меньше значения, соответствующего пробою стабилитрона. Стабилитрон при этом не проводит ток, следовательно, ток базы транзистора Т1 равен нулю. Транзистор Т1 закрыт, что соответствует разомкнутому состоянию контактов, при этом транзистор Т2 открыт.
При достижении генератором уровня напряжения, соответствующего регулируемому значению, напряжение на резисторе R1 повышается до значения, при котором стабилитрон пробивается. Т. е. его сопротивление в обратном направлении резко уменьшается. В результате возникает ток базы транзистора Т1, протекающий по цепи: «+» генератора, переход эмиттер – база транзистора Т1, стабилитрон Д1, резистор R2, «-» генератора. Транзистор Т1 при этом открывается, что соответствует замкнутому состоянию контактов, транзистор Т2 запирается, а ток возбуждения и напряжение генератора уменьшаются. Вследствие этого напряжение на стабилитроне снижается ниже напряжения стабилизации, и он запирается, прерывая ток базы транзистора Т1. Транзистор Т1 запирается, а транзистор Т2 переключается в открытое состояние и т. д. Соотношение сопротивлений резисторов R1 и R2 определяет уровень регулируемого напряжения.
С освоением микроэлектронной технологии регуляторы напряжения сначала выпускались в гибридном исполнении, при котором бескорпусные полупроводниковые приборы и навесные миниатюрные радиоэлементы включались в электронную схему регулятора вместе с толстопленочными микроэлектронными резистивными элементами. Это позволило значительно уменьшить массу и габариты регулятора напряжения.
Описание лабораторной установки.
Лабораторная установка состоит из автомобильного генератора типа Г250 с электрическим управляемым приводом (имитирующим ДВС), вибрационного регулятора напряжения типа РР380, реле контроля заряда АБ типа РС702, стартерной АБ. Рассмотрим работу установки, схема, которой представлена ниже (рис. 2.7).
При неработающем двигателе и включенном выключателе зажигания Вз контрольная лампа КЛ светится. Она питается от АБ через замкнутые контакты РС702.
При работающем генераторе по обмотке реле идет ток, контакты его размыкаются, разрывая цепь питания контрольной лампы. Если лампа продолжает гореть при работе генератора, это свидетельствует о неисправности генератора или реле РС702.
Регулятор РР380 двухступенчатый вибрационный. Он имеет две пары контактов К1 (включенные между выводами «+» и Ш) и К2 (включенные между выводом Ш и корпусом). Основная обмотка ОО регулятора включена между корпусом и через резистор Rт с выводом «+». Добавочное сопротивление Rд состоит из двух параллельно соединенных резисторов. Последовательно сопротивлению Rд включен дроссель Др, предназначенный для уменьшения скорости нарастания силы тока, проходящего через контакты К1.
При неработающем генераторе обмотка возбуждения через контакты выключателя зажигания питается от АБ. Путь тока возбуждения: положительный вывод АБ – вывод «+»(15) регулятора напряжения – стойка неподвижного контакта первой ступени – контакты К1 и корпус реле – вывод Ш(67) регулятора – вывод Ш(67) генератора – обмотка возбуждения – корпус автомобиля – отрицательный вывод АБ. Путь тока возбуждения остается таким же пока напряжение генератора меньше регулируемого.
С увеличением частоты вращения ротора напряжение генератора растет и достигает регулируемой величины при которой сила притяжения якорька к сердечнику становится достаточной для размыкания контактов К1. При этом ток возбуждения от вывода «+» к выводу Ш регулятора проходит через дроссель Др и сопротивление Rд. В результате ток возбуждения и, следовательно, напряжение генератора снижаются, и контакты К1 вновь замыкаются (иначе говоря происходит вибрация контактов).
Если при этом частота вращения ротора продолжает расти (растет соответственно и напряжение генератора), то увеличивается и ток обмотки ОО регулятора (соответственно растет сила притяжения якорька к сердечнику), что приводит к замыканию контактов К2. В результате вывод Ш регулятора окажется замкнутым на корпус, ток возбуждения снизится до нуля и резко уменьшится напряжение генератора. При уменьшении напряжения уменьшится сила тока в обмотке ОО регулятора и под действием пружины контакты К2 разомкнутся. Процесс периодически повторяется и графически может быть проиллюстрирован скоростными характеристиками генераторной установки (рис. 2.8).
Рис. 2. 8. Скоростные характеристики генераторной
установки.
Кроме исследования работы и снятия скоростных характеристик, на лабораторном стенде можно имитировать некоторые неисправности генераторной установки, с целью изучения методов их обнаружения.
Генераторная установка может иметь как механические (перетирание шкивом генератора приводного ремня, разрушение подшипников ротора, износ деталей крепления и т. д.), так и электрические повреждения, связанные с нарушением целостности электрических цепей или с их коротким замыканием.
Информацию об электрических неисправностях можно получить как без снятия генератора с автомобиля (по осциллограммам выпрямленного напряжения (рис. 2.9), используя при этом мотор-тестер с осциллоскопом, специальный сканер или обычный осциллограф), так и на контрольно — диагностическом стенде предварительно сняв с автомобиля генератор.
Рис.2.9. Осциллограммы выпрямленных напряжений генератора (UB – напряжение на выходе силового выпрямителя; UD – напряжение на выходе дополнительного выпрямителя):
б) обрыв основных диодов прямой полярности;
в) обрыв основных диодов обратной полярности;
г) обрыв дополнительных диодов прямой полярности;
д) короткое замыкание основных диодов прямой полярности;
е) короткое замыкание основных диодов обратной полярности или дополнительных диодов;
ж) обрыв или короткое замыкание фазы.
2.2. Последовательность выполнения работы.
2.2.1. Изучить общую схему электрооборудования автомобиля (схема выдается преподавателем) и составить согласно ней принципиальную электрическую схему системы электроснабжения данного автомобиля.
2.2.2. После изучения, включить экспериментальную установку при ненагруженном генераторе (ручка реостата Rн в крайнем положении против часовой стрелки) и постепенно увеличивая обороты двигателя (посредством изменения частоты питающего тока при помощи преобразователя частоты МФЦ-311) снять скоростную характеристику генератора Uгф=f(n). Фазное напряжение генератора Uгф измеряется вольтметром подключенным к зажимам Х8 и Х9 генератора. Обороты ротора n генератора рассчитываются по формуле: n=53,4*f
где f – частота в герцах (отражаемая на дисплее МФЦ-311) переменного тока питающего электропривод генератора. Экспериментальные и расчетные данные свести в таблицу.
2.2.4. Подключить к выходу генератора осциллограф (предварительно настроив его, если это необходимо) и снять осциллограммы выходного напряжения при различных неисправностях (искусственно имитируемых по указанию преподавателя) генераторной установки.
2.2.5. Зарисовать осциллограммы, полученные в п. 2.2.4.
2.3. Форма и содержание отчета.
2.3.1. Отчет по лабораторной работе оформляется каждым студентом на листах формата А4 в соответствии со стандартом университета.
2.3.2. В отчете должны быть указаны тема и цель лабораторной работы.
2.3.3. Объем теоретического материала, изложенный в отчете, определяется студеном самостоятельно.
2.3.4. Отчет должен содержать принципиальную электрическую схему системы электроснабжения (п. 1.2.1.) составленную согласно общей схеме электрооборудования автомобиля, выданной преподавателем.
2.3.5. В отчете следует привести технические (паспортные) данные всех устройств лабораторной установки, а также ее принципиальную электрическую схему.
2.3.6. По результатам выполнения п. 2.2.2. построить скоростную характеристику генераторной установки.
2.3.6. В отчете необходимо представить вид осциллограмм (п. 2.2.5) и выводы о техническом состоянии генераторной установки.
Примечание: Принципиальные электрические схемы, приведенные в отчете, должны быть выполнены чертежным инструментом в соответствии с ГОСТ (основные условные графические обозначения в приведены в конце методических указаний п.2.5.).
2.4. Контрольные вопросы.
2.4.1. Каково назначение генераторной установки?
2.4.2. Перечислить основные элементы генераторной установки и объяснить их назначение.
2.4.3. Классифицировать автомобильные генераторы.
2.4.4. Объяснить принцип действия генератора.
2.4.5. Объяснить устройство генератора переменного тока.
2.4.6. В чем заключается принцип регулирования выходного напряжения генератора?
2.4.7. Объяснить по схеме работу генераторной установки.
2.4.8. Перечислить основные электрические неисправности генераторов и способы их обнаружения.
2.4.9. В чем заключается техническое обслуживание генераторных установок?
2.5. Условные графические изображения электротехнических элементов и устройств согласно ГОСТа ЕСКД.
2.6. Информационно-методическое обеспечение.
2.6.1. и др. Электрическое и электронное оборудование автомобилей //, , . М.: Машиностроение, 1988.
2.6.2. , Электрооборудование автомобилей. Учебник для вузов. М.: «За рулем», 2001.
4.3. , , Стартерные аккумуляторные батареи. М.: Фонд ЭГ, 1997.
2.6.4. и др. Пусковые качества и системы пуска автотракторных двигателей // , , . М.: Машиностроение, 1990.
2.6.7. Автотроника. Электрооборудование и системы бортовой автоматики современных легковых автомобилей: Учебное пособие. М.; СОЛОН-Р, 2001.
2.6.8. Справочник по электрооборудованию автомобилей./ , , А.,М. Корец и др. М.: Машиностроение,1994.
2.6.9. Стартерные аккумуляторные батареи: Устройство, эксплуатация, ремонт / , , и др. Под общ. ред. . 2-е перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1994.
2.6.10. , Электрооборудование автомобилей: устранение и предупреждение неисправностей. М.: Транспорт, 1987.
2.6.11. Электрооборудование автомобилей: Справочник / , и др.; Под ред. . М.: Транспорт,1993.
2.6.12. Возможные неисправности электрооборудования легкового автомобиля. М.: Патриот,1996.
2.6.13. Электрооборудование автомобилей: Учеб. Для студентов вузов. 3-е изд., перераб. И доп. М.: Транспорт, 2000.кин Д. Э. и др. Электрические машины. Ч.2.:-М.:Высшая школа,1979.
Источник