Генератор Г-221 - устройство и особенности конструкции
Генератор Г-221 - устройство и особенности конструкции
Генератор Г-221 - трехфазная синхронная электрическая машина переменного тока с электромагнитным возбуждением и встроенным выпрямителем на шести кремниевых диодах. На автомобиле, генератор установлен на двигателе с правой стороны и прикреплен гайкой, навинчен на шпильку 16 к натяжной планке, а нижними лапами крышек - к кронштейну на блоке цилиндров.
Технические характеристики генератора Г-221
Тип генератора - Г-221
Номинальное напряжение - 12 В
Направление вращения - правое (со стороны привода)
Максимальная сила тока отдачи при 14 В и частоте вращения ротора 5000 мин - 42 А
Максимальная частота вращения ротора - 13 000 мин
Передаточное отношение двигатель-генератор - 1:2,04
Ротор генератора приводится во вращение клиновым ремнем от шкива, установленного на коленчатом валу двигателя.
Основные части генератора: ротор 30, статор 27 и крышки 1 и 23.
Между клювообразными наконечниками полюсов ротора зажата обмотка возбуждения 25, концы которой припаяны к двум контактным кольцам 4 и 5. Подшипники 6 и 22 ротора - закрытого типа и заполнены смазкой, достаточной на весь срок службы генератора.
Наружная обойма подшипника 22 запрессована в крышку генератора и закреплена между двумя стальными шайбами, стянутыми винтами, концы которых раскернены.
У подшипника 6 внутренняя обойма напрессована на вал ротора, а наружная - поджата в гнезде крышки 1 резиновым кольцом.
Сердечник статора 27 набран из пластин электротехнической стали. В пазах сердечника находится трехфазная обмотка, соединенная по схеме «звезда» с выводом нулевой точки. Этот вывод не имеет маркировки и служит для подключения реле контрольной лампы заряда аккумуляторной батареи. Основные три вывода обмотки статора подключены к выпрямительному блоку, состоящему из шести кремниевых диодов.
С 1982 г. устанавливают выпрямительный блок, состоящий из двух пластин с запрессованными в них диодами. В случае выхода из строя диодов выпрямительный блок заменяют новым.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
«Минус» аккумуляторной батареи всегда должен соединяться с «массой», а «плюс» - подключаться к выводу «30» генератора. Ошибочное обратное включение аккумулятора немедленно вызовет повышенный ток через диоды генератора, и они выдут из строя.
Не допускается работа генератора с отсоединенной аккумуляторной батареей. Это вызовет возникновение кратковременных перенапряжений на выводе «30» генератора, которые могут повредить регулятор напряжения генератора и электронные устройства в бортовой сети автомобиля.
Запрещается проверка работоспособности генератора «на искру» даже кратковременным соединением вывода «30» генератора с «массой». При этом через диоды протекает значительный ток и они повреждаются. Проверять генератор можно только с помощью амперметра и вольтметра. Диоды выпрямительного блока генератора не допускается проверять напряжением более 12 В или мегомметром, так как он имеет слишком высокое для диодов напряжение - при проверке они будут пробиты (произойдет короткое замыкание).
Запрещается проверка электропроводки автомобиля ваз 2106 мегомметром или лампой, питаемой напряжением более 12 В. Если такая проверка необходима, то предварительно следует отсоединить провода от генератора. Проверять сопротивление изоляции обмотки статора повышенным напряжением следует только на стенде и обязательно с отсоединенными от диодов выводами фазных обмоток.
ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ
Если в пути порвался ремень генератора, а запасной вы забыли дома, временно заменить его может кольцо шириной 20 мм, вырезанное из старой автомобильной камеры. Чтобы снизить потребление тока при движении автомобиля с неисправным генератором по возможности отключите радиоприемник, лишние приборы освещения, вентилятор отопителя, обогрев стекла и т.п.
1 - крышка генератора со стороны контактных колец;
2 - выпрямительный блок;
3 - болт крепления выпрямительного блока и фазных выводов обмотки статора;
4, 5 - контактные кольца;
6 - шариковый подшипник вала ротора со стороны контактных колец;
7 - вал ротора;
8 - изолирующая втулка;
9 - винт крепления щеткодержателя;
10 - «плюсовый» клеммовый болт (вывод «30»);
11 - изолирующая втулка контактного болта;
12 - штекер центрального вывода обмотки статора;
13 - щеткодержатель;
14 - отрицательная щетка;
15 - положительная щетка;
16 - шпилька для крепления генератора к натяжной планке;
17 - крыльчатка шкива;
18 - клювообразный полюсный наконечник ротора со стороны привода;
19 - шкив привода генератора;
20 - гайка крепления шкива;
21 - дистанционное кольцо подшипника;
22 - шариковый подшипник вала ротора со стороны привода;
23 - крышка генератора со стороны привода;
24 - каркас обмотки ротора;
25 - обмотка ротора;
26 - изоляция паза статора;
27 - статор;
28 - клин обмотки статора;
29 - обмотка статора;
30 - ротор;
31 - стяжной болт;
32 - буферная втулка;
33 - втулка;
34 - отрицательный диод;
35 - изолирующая пластина;
36 - провод фазного вывода обмотки статора;
37 - положительный диод;
38 - держатель положительных диодов;
39 - изолирующая втулка;
40 - держатель отрицательных диодов.
Схема системы генератора Г-221 (показан регулятор напряжения РР-380 электромагнитного типа):
1 - обмотка ротора генератора;
2 - генератор;
3 - обмотка статора генератора;
4 - выпрямитель генератора;
5 - аккумуляторная батарея;
6 - выключатель зажигания;
7 - контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи;
8 - реле контрольной лампы заряда аккумуляторной батареи;
9 - блок предохранителей;
10 - дроссель;
11 - термокомпенсирующий резистор;
12 - дополнительные резисторы;
13 - регулятор напряжения.
Регулятор 13 поддерживает напряжение генератора на уровне 13,2–14,5. Исправность генератора проверяется с помощью контрольной лампы 7 в комбинации приборов и реле 8.
При включении зажигания, когда двигатель (и следовательно генератор) еще не работает, через контакты реле протекает ток от аккумуляторной батареи, и лампа горит. После пуска двигателя и при движении автомобиля лампа должна гаснуть, так как под
действием выпрямленного фазного напряжения генератора якорь реле должен притягиваться к сердечнику и размыкать контакты реле.
Используется реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ 2101 для поддержания уровня напряжения в транспортном средстве в рамках технически допустимого значения. С поставленной задачей справляется 2-ступенчатое устройство вибрационного типа РВ-380. Монтируется оно в районе верхней части брызговика над левым колесом. Интенсивность работы регулятора напрямую зависит от частоты вращения ротора генератора.
Чем быстрее он крутится, тем больше напряжения вырабатывается. Технический исправный регулятор оперативно гасит возникающие скачки уровня напряжения. Об этом информирует водителя стабильность показаний датчика на приборной панели ВАЗ 2101. Если показания становятся нестабильными, это говорит о необходимости проведения технического осмотра.
Физические характеристики параметров работы
Оригинальный генератор ВАЗ 2101 поддерживает указанный параметр на отметке от 13 до 14 В. Это устройство используется только при широком диапазоне частот вращения ротора автомобиля. В качестве дополнительной линии обороны потребителей электричества 2106 или 01 применяется регулятор уровня напряжения бесконтактного типа — 121.3702. При необходимости он заменит РВ-380, и схема зарядки ВАЗ при этом не пострадает.
Дополнительный предохранитель удерживает напряжение на уровне от 13,5 до 14,6 В при широком диапазоне вращении ротора. Остальные технические характеристики выглядят следующим образом:
- диапазон рабочих температур: от -40 до +80°С;
- сопротивление дополнительного резистора: 5,5 Ом (25 Вт);
- резистор с функцией термической компенсации: 19 Ом (6 Вт);
- регулирование напряжения на I ступени: 0,7 В;
- регулирование напряжения на II ступени: от 14,2 до 14,5 В.
По структуре регулировка напряжения ВАЗ 2101 осуществляется при помощи изменяемого магнитного поля. В случае возникновения технической неисправности необходимо провести диагностику и замену, если таковая потребуется. Водители со стажем не рекомендуют эксплуатировать автомобиль, если генератор ВАЗ 2106 не балансирует скачки напряжения.
Правильный ремонт и замена устройства
Техническое обслуживание проводится в гараже, даже если у водителя нет большого опыта в автослесарном деле. Для начала потребуется заглушить двигатель и снять клеммы с аккумулятора. Дальнейший ремонт связан с аккуратным снятием при помощи гаечного ключа на «8» двух гаек самого регулятора. Как только прибор вышел из пазов, надлежит плавно отсоединить 2 провода.
Рекомендуется осмотреть шкив генератора и его корпус на предмет следов механических повреждений или короткого замыкания. Если таковые имеются, то ремонтировать его нет смысла. Во-первых, это отнимет много времени, а во-вторых, процесс зарядки аккумулятора не будет полноценным. Целесообразнее в этом случае приобрести новый регулятор.
Крепится он к брызговику с фиксацией при помощи 2 болтов. Правильно подключить генератор на ВАЗ поможет следующая рекомендация: оранжевый провод подключается к выходу №15, а серый — к 67 выходу. Не запутаться здесь поможет схема подключения генератора ВАЗ 2106, которая должна быть под рукой. Нужно использовать вариант, поставляемый с паспортом. Он расскажет в деталях, как подключить генератор.
В обязательном порядке перед тем, как повернуть ключ в замке зажигания, необходимо убедиться в надежности контакта между «массой» и корпусом 2101. Если этого не сделать, то срок службы регулятора напряжения 2101 будет недолгим. Избыточный заряд в буквальном смысле сожжет устройство.
Аналоги или оригинальные запчасти? Среди водителей нет единого мнения о том, какие именно детали лучше использовать. Стоимость нового устройства напряжения составляет порядка 100 рублей, а само подключение генератора не требует профессиональных навыков. Несмотря на это, лучше не рисковать, ведь нескомпенсированные скачки напряжения навредят всей электронике в машине.
Оптимизация работы устройства
Среди водителей бытует мнение, что тюнинг регулятора напряжения улучшает ходовые показатели автомобиля. В первую очередь речь идет о больших скоростных диапазонах без ущерба для оборудования машины. Доля правды в подобном утверждении есть, ведь реле зарядки действительно отвечает за корректировку всех скачков напряжения при изменяющихся скоростях. Но значительно увеличить показатель не получится.
Помимо замены генератора понадобится обновить проводку, сделав ее устойчивой к большим нагрузкам.
Вслед за ней обновления потребует ротор для зарядки ВАЗ 2106. Именно поэтому рекомендуется оценить финансовые возможности и целесообразность подобных обновлений.
Регулировка перепадов напряжения в сети автомобиля выполняется специальным реле. Малейшие отклонения в его работе негативным образом отражаются на ходовых параметрах машины в целом. В связи с этим водителям рекомендуется регулярно проводить профилактический осмотр.
Генератор в автомобилях предназначен для выработки электроэнергии и заряда аккумулятора. При нарушении нормальной работы автомобильного электрогенератора, аккумулятор начинает разряжаться и вскоре авто перестанет заводиться совсем — не хватит заряда АКБ. Это устройство состоит из трехфазного диодного моста, который, в свою очередь, имеет кремниевых 6 диодов. Электрическое напряжение создается возбуждением выпрямителя тока в тот момент, когда полюса ротора меняются под обмотками статора. Когда ротор вращается внутри машинного статора, полюса ротора меняются. Чтобы увеличить значение магнитных потоков, статор содержит в себе электромагнитную возбуждающую обмотку в районе магнитопроводов. Маркировка и обозначение проводов:
- Р - розовый.
- Ф - фиолетовый.
- О - оранжевый.
- ЧБ - черно-белый.
- КБ - коричнево-белый.
- ЧГ - черно-голубой.
- К - коричневый.
- Ч - черный.
- Б - белый.
Схема подключения генератора ВАЗ-2101
Конструктивно генератор 2101 состоит из следующих основных элементов:
- Ротор – подвижная часть, вращается от коленчатого вала двигателя. Имеет обмотку возбуждения.
- Статор – неподвижная часть генератора, также имеет обмотку.
- Передняя и задняя крышки , внутри которых установлены подшипники. На них находятся проушины для крепления к ДВС. В задней крышке расположен конденсатор, необходимый для отсечения переменной составляющей тока.
- Полупроводниковый мост – называют «подковой» за сходство. Три пары полупроводниковых силовых диодов смонтированы на подковообразной основе.
- Шкив , на который надевается ремень генератора ВАЗ-2101. Ремень клиновидный (на современных авто применяется многоручейковый).
- Регулятор напряжения установлен в подкапотном пространстве, вдали от генератора. Но все же его нужно считать частью конструкции.
- Щетки смонтированы внутри генератора и передают напряжение питания к обмотке возбуждения (на роторе).
Схема подключения генератора ВАЗ-2106
Схема подключения генератора ВАЗ-2107
1 - аккумуляторная батарея; 2 - отрицательный диод; 3 - дополнительный диод; 4 - генератор; 5 - положительный диод; 6 - обмотка статора; 7 - регулятор напряжения; 8 - обмотка ротора; 9 - конденсатор для подавления радиопомех; 10 - монтажный блок; 11 - контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи в комбинации приборов; 12 - вольтметр; 13 - реле зажигания; 14 - выключатель зажигания.
Схема подключения генератора ВАЗ-2108
Генератор ВАЗ-2108 имеет довольно массивную статорную обмотку, так как в ней используется провод большого сечения. Именно с его помощью происходит вырабатывание электроэнергии. Провод наматывается равномерно по всей внутренней поверхности статора в специально предусмотренные для этой цели выемки в магнитопроводе. Отдельно стоит поговорить о последнем. Средняя часть, статор генератора, состоит из набора тонких металлических пластин, крепко прижатых друг к другу. Зачастую снаружи они провариваются, чтобы не произошло расслоение.
Схема подключения генератора ВАЗ-2109
- Генератор переменного тока. Может быть установлен серии 37.3701 или 94.3701.
- Отрицательный диод.
- Дополнительный диод.
- Положительный диод.
- Контрольная лампа генератора, она же лампа разряда аккумуляторной батареи.
- Комбинация приборов.
- Вольтметр.
- Блок реле и предохранителей, расположенный в подкапотном пространстве в отсеке между двигателем и салоном автомобиля.
- Дополнительные резисторы, встроенные в монтажный блок предохранителей.
- Реле зажигания.
- Замок зажигания.
- Аккумуляторная батарея.
- Конденсатор.
- Обмотка ротора.
- Реле напряжения, расположено в подкапотном пространстве.
Схема подключения генератора ВАЗ-2110
На автомобилях ВАЗ-2110, 2111 и 2112 устанавливался генератор 94.3701 с максимальным отдаваемым током 80 Ампер и напряжением = 13,2–14,7 Вольт.
Приводим расшифровку схемы подключения генератора на десятке :
- Аккумулятор 12В;
- генератор 94.3701;
- монтажный блок;
- замок зажигания;
- контрольная лампа заряда АКБ в комбинации приборов
Как проверить генератор своими руками
Как проверить генератор ваз на примере модели 2109. Генератор типа 94.3701 переменного тока, трехфазный, со встроенным выпрямительным блоком и электронным регулятором напряжения, правого вращения.
Схема соединений генератора . Напряжение для возбуждения генератора при включении зажигания подводится к выводу «D+» регулятора (вывод «D» генератора) через контрольную лампу 4, расположенную в комбинации приборов. После пуска двигателя обмотка возбуждения питается от трех дополнительных диодов, установленных на выпрямительном блоке генератора. Работа генератора контролируется контрольной лампой в комбинации приборов. При включении зажигания лампа должна гореть, а после пуска двигателя - гаснуть, если генератор исправен. Яркое горение лампы или свечение ее в пол накала говорит о неисправностях.
«Минус» аккумуляторной батареи всегда должен соединяться с массой, а «плюс» – подключаться к зажиму «B+» генератора. Ошибочное обратное включение батареи немедленно вызовет повышенный ток через вентили генератора, и они повредятся.
Не допускается работа генератора с отсоединенной аккумуляторной батареей. Это вызовет возникновение кратковременных перенапряжений на зажиме «В+» генератора, которые могут повредить регулятор напряжения генератора и электронные устройства в бортовой сети автомобиля.
Запрещается проверка работоспособности генератора «на искру» даже кратковременным соединением зажима «В+» генератора с массой. При этом через вентили протекает значительный ток, и они повреждаются.
Замена и снятие электрогенератора
Генератор на автомобиле ваз снимают либо для полной замены в случае выхода из строя или для выполнения ремонтных работ по замене неисправных частей. Для выполнения демонтажа подготовьте стандартный набор инструментов, автомобиль желательно загнать на смотровую яму.
- Отсоединить аккумуляторную батарею.
- Снять защитный резиновый колпачок с вывода «30» и отвернув гайку, снять со шпильки провода.
- Отсоединяем колодку с проводами с разъема генератора.
- Ослабляем затяжку крепления генератора к регулировочной планке, после чего
подымаем его до упора вверх к блоку цилиндров и снимаем со шкивов ремень. - Полностью отвернуть болт крепления регулировочной планки к блоку цилиндров, после чего снизу авто отворачиваем 2 болта крепления нижнего кронштейна к блоку и снимаем генератор, вытащив его из подкапотного пространства.
Рис. Генератор.
1.
Крышка генератора со стороны контактных колец; 2
. Выпрямительный блок; 3.
Болт крепления выпрямительного блока и фазных выводов обмотки статора; 4, 5.
Контактные кольца; 6.
Шарикоподшипник вала ротора со стороны контактных колец; 7.
Вал ротора; 8.
Изолирующая втулка; 9.
Винт крепления щеткодержателя; 10.
Плюсовой клеммовый болт (вывод "30"); 11.
Изолирующая втулка контактного болта; 12.
Штекер центрального вывода обмотки статора; 13.
Щеткодержатель; 14.
Отрицательная щетка; 15.
Положительная щетка; 16.
Шпилька для крепления генератора к натяжной планке; 17.
Крыльчатка шкива; 18.
Клювообразный полюсный наконечник ротора со стороны привода; 19.
Шкив привода генератора; 20.
Гайка крепления шкива; 21.
Дистанционное кольцо подшипника; 22.
Шарикоподшипник вала ротора со стороны привода; 23.
Крышка генератора со стороны привода; 24.
Каркас обмотки ротора; 25
. Обмотка ротора; 26
. Изоляция паза статора;27
. Статор; 28
. Клин обмотки статора; 29
. Обмотка статора; 30
. Клювообразный полюсный наконечник ротора со стороны контактных колец; 31
. Стяжной болт; 32
. Буферная втулка; 33
. Втулка; 34
. Отрицательный диод; 35
. Изолирующая пластина; 36
. Провод фазного вывода обмотки статора; 37
. Положительный диод; 38
. Держатель положительных диодов; 39
. Изолирующая втулка; 40
. Держатель отрицательных диодов.
Генератор
Техническая характеристика
Номинальное напряжение, В - 12
Максимальная сила тока отдачи при 14 В и частоте вращения ротора 5000 мин", А - 42
Передаточное отношение двигатель-генератор - 1:2,04
Направление вращения - Правое
Масса генератора, кг - 4,28
Генератор Г-221 переменного тока служит для питания потребителей электрической энергии и для зарядки аккумуляторной батареи. Он представляет собой трехфазную синхронную электрическую машину с электромагнитным возбуждением. Для преобразования переменного тока в постоянный в генератор встроен выпрямитель на шести кремниевых диодах.
Выбор генератора переменного тока объясняетсятем, что он имеет ряд серьезных преимуществ перед генераторами постоянного тока. В первую очередь это то, что он развивает напряжение, достаточное для заряда аккумуляторной батареи при значительно меньших оборотах, чем генератор постоянного тока. Это облегчает режим работы аккумуляторной батареи при езде в городских условиях, когда автомобиль часто останавливается и движется с малой скоростью. Далее, генератор переменного тока имеет меньший вес и габариты, чем равный по мощности генератор постоянного тока. У генератора постоянного тока с коллекторных пластин через щетки снимается весь ток нагрузки, в то время, как у генератора переменного тока коллектор отсутствует и в обмотку ротора через контактные кольца и щетки подводится лишь небольшой по величине ток возбуждения генератора. Поэтому износ щеток и контактных колец невелик и срок службы генератора переменного тока значительно дольше. Генератор установлен на двигателе с правой стороны и приводится во вращение клиновым ремнем от шкива коленчатого вала. Через отверстия в ушках крышек 1 и 23 генератор крепится болтом к кронштейну двигателя и шпилькой к натяжной планке. Чтобы при затяжке болта не обломились ушки крышек, в отверстии крышки 1 имеется резиновая буферная втулка 32.
Под действием усилия затяжки поджимная стальная втулка (на рисунке она расположена слева от буферной) смещается, выбирая зазор между ушком и кронштейном крепления генератора, буферная втулка 32 сжимается между стальными втулками и осевое усилие затяжки не передается на ушко. Основные части генератора - это ротор, статор 27 и крышки 1 и 23, отлитые из алюминиевого сплава.
Ротор состоит из вала 7, на рифленую поверхность которого напрессована стальная втулка и стальные клювообразные полюсы 18 и 30 и образующие вместе с валом и втулкой сердечник электромагнита. На втулке между клювообоазными полюсами в пластмассовом каркасе помещена обмотка 25 ротора, называемая обмоткой возбуждения. Концы обмотки выведены через отверстия в полюсе 30 и припаяны к медным контактным кольцам "4" и "5", установленным на пластмассовой втулке.
Ротор вращается в двух шарикоподшипниках 6 и 22 закрытого типа. Смазка закладывается в подшипники при их изготовлении и пополнения при эксплуатации не требует. Внутренняя обойма переднего подшипника 25 свободно посажена на вал ротора и вместе с дистанционным кольцом 21 зажата гайкой крепления шкиве между ступицей шкива и буртиком вала. Наружная обойма этого подшипника запрессована в крышку и закреплена между двумя стальными шайбами, стянутыми четырьмя винтами. После за тяжки гаек концы винтов раскернивают, чтобы исключить самоотаинчивание гаек. Внутренняя обойма заднего подшипника 6 напрессована на вал ротора, а наружная входит а гнездо крышки 1 и поджимается резиновым кольцом. На валу ротора с помощью сегментной шпонки и гайки закреплен шкив 19 с крыльчаткой 17 вентилятора, служащего для охлаждения выпрямителя и внутренних частей генератора. Воздух засасывается в окна крышки 1 проходит между статором и ротором и через окна крышки 23 крыльчаткой вентилятора выбрасывается наружу. Между ступицей шкива и гайкой установлена пружинная коническая шайба, обращенная выпуклой стороной к гайке. Шкив и вентилятор изготовлены из тонколистовой стали и соединены электросваркой.
Сердечник статора 27 набран из пластин электротехнической стали толщиной 1 мм. В четырех местах по наружной поверхности пластины соединены сваркой. На внутренней поверхности статора имеется 36 пазов полузакрытой формы, изолированные картоном. В пазах уложена трехфазная обмотка статора, закрепленная от выпадания клиньями 28, а качестве которых используются пластмассовые трубки. Каждая фазная обмотка со стоит из шести последовательно соединенных катушек. Фазные обмотки соединены в звезду с выводом нулевой точки на штекер 12 (без маркировки). Этот вывод используется для подключения реле контрольной лампы заряда аккумуляторной батареи. Для повышения электрической прочности и теплопроводности обмотки статор пропитан лаком.
На крышке 1 генератора винтом закреплен щеткодержатель 13 со щетками 14 и 15. Через щетки, изготовленные из медно-графитовой смеси, и прижатые пружинами к контактным кольцам ротора, подводится ток к обмотке возбуждения. Щетка 14 через пластину соединена с "массой" генератора, а щетка 15 со штекером "67". Детали выпрямителя также прикреплены к крышке 1 генератора. Выпрямитель преобразовывает переменный ток, вырабатываемый генератором, в постоянный, которым питаются потребители электрической энергии автомобиля.
Выпрямитель собран по трехфазной мостовой схеме из шести кремниевых диодов типа ВА-20 - полупроводниковых приборов, пропускающих ток только в одном направлении. Диоды находятся в специальном выпрямительном блоке, состоящем из двух алюминиевых держателей 38 и 40 с диодами. С целью упрощения конструкции выпрямителя три диода имеют на корпусе плюс выпрямленного тока ("положительные" диоды). Они запрессова ны в держатель 38, соединенный с выводом "30" генератора. Другие три диода создают на корпусе "минус" выпрямленного тока ("отрицательные" диоды). Они запрессованы в соединенный с "массой" держатель 40 выпрямительного блока.
Диоды запрессованы в алюминиевые держатели для того, чтобы обеспечить эффективный отвод тепла от их корпуса к держателям, которые для охлаждения продуваются воздухом. В случае выхода диодов из строя их нельзя заменять по отдельности надо заменять целиком выпрямительный блок.
На генераторах выпуска до 1977 г. отрицательные диоды были запрессованы в крышку 1, а положительные - в алюминиевый держатель, соединенный с выводом "30" и прикрепленный вместо
выпрямительного блока к крышке 1. У этих генераторов можно было заменять отдельные поврежденные отрицатепьные диоды, аккуратно впрессовываяая и запрессовывая их на прессе. Если выходил из строя положительный диод, то необходимо быпо заменять целиком держатель с положительными диодами.
Работает генератор следующим образом. Когда ключ выключателя зажигания находится в положении 1 (зажигание).Через обмотку возбуждения генератора проходит электрический ток, создающий вокруг полюсов ротора магнитный поток. При вращении ротора под каждым зубцом статора проходит то южный, то северный клювообразный полюс ротора и магнитный поток, проходящий через обмотку статора, меняется по величине и направлению. Этот переменный магнитный поток создает в обмотке статора электродвижущую силу. Клювообразная форма полюсов ротора подобрана таким образом, чтобы получить форму кривой электродвижущей силы, близкую к синусоидальной.
Работа систем генератора.
В работе системы генератора можно выделить три режима: работа при малой, средней И высокой частоте вращения ротора генератора.
I- режим.
Это режим пуска двигателя, когда он еще не работает или прокручивается стартером с малой частотой вращения коленчатого вала. В этом случае генератор или еще не развивает напряжение или оно меньше напряжения аккумуляторной батареи, и все потребители питаются от аккумуляторной батареи.
На этом режиме после включения зажигания вцепи обмотки возбуждения генератора протекает ток, замыкающийся по пути плюс аккумуляторной батареи - зажим "30" генератора - контакты "30/1" и "15" выключателя зажигания 17 - предохранитель "10" - штекер 15, сердечник дросселя 3, замкнутые верхние контакты, якорь, ярмо, штекер "67" регулятора - штекер "67" генератора - обмотка возбуждения генератора - "масса" - "минус" аккумуляторной батареи. Протекающий по обмотке возбуждения ток создает магнитный поток, который при вращении ротора генератора пересекает витки обмотки статора генератора и создает в них электродвижущую силу. Одновременно через обмотку 6 регулятора напряжения протекает ток, замыкающийся по пути от "плюса" аккумуляторной батареи до штекера "15" регуляторы напряжения, как описано выше, а затем термокомпенсирующии резистор 1 - обмотка регулятора - "масса" - "минус" аккумуляторной батареи. Этот ток создает магнитное притяжение якоря регулятора к сердечнику, но еще не настолько сильное, чтобы притянуть якорь к сердечнику и разомкнуть верхнюю пару контактов регулятора напряжения. После включении зажигания загорается контрольная лампа 19 заряда аккумуляторной батареи. Ток, питающий ее, замыкается по пути: "плюс" аккумуляторной батареи - контакты 30/1" и 15 выключателя зажигания - предохранитель "9" - штекер "87", нормально замкнутые контакты, ярмо, штекер "30/51" реле 20 - контрольная лампа; 19 - "масса" "минус" аккумуляторной батареи. Лампа 19 горит, сигнализируя о том что все потребители питаются от аккумуляторной батареи.
II- режим.
После пуска двигателя выпрямленное напряжение генератора превышает напряжение аккумуляторной батареи. Обмотка возбуждения генератора и обмотка регулятора напряжения питаются от генератора. При этом ток идет не от клеммы "плюс" аккумуляторной батареи, а от зажима "30" генератора и замыкается через "массу" на выпрямитель генератора. Аккумуляторная батарея заряжается. Под действием выпрямленного фазного напряжения через обмотку реле 20 протекает ток замыкающийся по пути: зажим "30" генератора - контакты "30/1" и "15 выключателя зажигания - предохранитель "9" - штекер "86", обмотка, штекер "65" реле-штекер вывода нулевой точки обмотки статора генератора (штекер без маркировки) выпрямитель генератора.
Когда выпрямленное фазное напряжение достигает 5,3 - 5,7 В, якорь реле притягивается к сердечнику, контакты реле размыкаются и лампа гаснет, сигнализируя о том. что еыпрямпенное напряжение генератора стало больше напряжения аккумуляторной батареи и что генератор начал заряжать батарею и питать потребителей. При возрастании частоты вращения ротора генератора напряжение увеличивается и, когда оно достигнет 13,2-14.3 В, вступает в действие первая ступень регулирования на первой паре контактов регулятора напряжения. Сила тока через обмотку регулятора возрастает настолько, что магнитное усилие преодолевает натяжение пружины и якорь 7 притягивается к сердечнику. При этом верхняя пара контактов размыкается, в цепь обмотки возбуждения включаются дополнительные резисторы 2, и ток через обмотку возбуждения замы- кается по пути: зажим "0" генератора - контакты "30/1" и "15" выключателя зажигания - предохранитель "10" - штекер "15" регулятора, дроссель 3, дополнительные резисторы 2 штекер "67" регулятора -обмотка возбуждения генератора.
Включение дополнительных резисторов в цепь обмотки возбуждения уменьшает силу тока в ней, а это приводит к снижению электродвижущей сипы в обмотке статора генератора и напряжение генератора падает. Соответственно уменьшается сипа тока через обмотку регулятора и магнитное притяжение якоря к сердечнику. Пружина оттягивает якорь в исходное положение, верхние контакты регулятора замыкаются, напряжение генератора повышается, и описанный цикл повторяется.
В момент размыкания верхней пары контактов а связи с уменьшением силы тока через обмотку возбуждения в ней индуктируется ЭДС самоиндукции, которая стремится поддержать уменьшающийся ток и вызывает искрение между размыкающимися контактами Но при размыкании контактов в цепь обмотки возбуждения включается дроссель 3. Нарастающий ток в обмотке дросселя создает вокруг сердечника нарастающий магнитный поток. Он пересекает витки дросселя и индуктирует в них ЭДС самоиндукции направленную навстречу ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения. Число витков дросселя подобрано так, что обе ЭДС примерно равны, взаимно компенсируют друг друга, и поэтому искрообразование между контактами значительно уменьшается. Замыкание и размыкание верхней пары контактов происходит с частотой 25-250 раз в секунду, и напряжение генератора на выходе выпрямителя с такой же частотой то повышается, то понижается.
Благодаря высокой частоте размыкания и замыкания контактов, колебания напряжения незаметно, и можно считать его практически постоянным, поддерживаемым на уровне 13-14 в. С дальнейшим увеличением частоты вращения ротора генератора время разомкнутого состояния контактов увеличивается, а время замкнутого состояния уменьшается. Благодаря этому среднее напряжение на выходе выпрямителя генератора повышается незначительно.
III- режим.
При высокой частоте вращения ротора генератора первая ступень регулирования (на верхней паре контактов) уже не обеспечивает поддержания напряжения на уровне 14 В, так как дополнительные резисторы имеют сравнительно малую величину сопротивления (5,5 Ом). Напряжение генератора повышается до 13,9- 14,5 В,и якорь притягивается к сердечнику до замыкания нижней пары контактов. При этом оба конца обмотки возбуждения оказываются замкнутыми на "массу" следующим образом; "масса", обмотка возбуждения штекер "67" генератора - штекер "67", ярмо, якорь, замкнутая нижняя пара контактов," масса" регулятора. Ток в обмотке возбуждения резко падает до нуля, и напряжение генератора также резко уменьшается. Это приводит к уменьшению силы тока в обмотке регулятора и снижению магнитного притяжения якоря к сердечнику. Пружина оттягивает якорь от сердечника, нижние контакты размыкаются, и описанный процесс повторяется снова с частотой 80-100 раз в секунду.
Температурная компенсация.
При работе двигателя температура регулятора повышается как от нагрева его обмотки и резисторов, так и от увеличения температуры в моторном отсеке Следовательно, возрастает сопротивление медного провода обмотки регулятора, уменьшается протекающий по ней ток и требуется большее напряжение, чтобы разомкнуть верхние контакты и замкнуть нижние. Чтобы регулируемое напряжение не изменялось при колебаниях температуры окружающей среды и регулятора, в нем предусмотрено два вида температурной компенсации.
Первый - это включение последовательно с обмоткой 6 термокомпенсационного резистора 1, выполненного из нихрома с малым температурным коэффициентом сопротивления. Таким образом, сопротивление в цепи обмотки регулятора складывается из сопротивления обмотки (8,7 Ом) и термокомпенсирующего резистора (19 Ом) и составлявт в сумме 27,7 Ом. При нагревании регулятора от 20 до 80°С сопротивление обмотки возрастает с 8,7 до 10,8 Ом, т.е. на 26%. а резистора 1 увеличивается с 19 до 19,3 Ом, т.е. на 1,8%. Суммарное же сопротивление в цепи обмотки увеличивается с 27,7 до 30,1 Ом, те только на 8.7%. В таком же процентном отношении будет возросттать регулируемое напряжение. Следовательно, включение термокомпенсирующего резистора позволяет уменьшить изменение сопротивления в цепи обмотки регулятора с 26% (без резистора 1) до В,7% (с резистором 1), но полностью не устраняет повышения напряжении.
Поэтому в регупяторе предусмотрен еще и второй вид температурной компенсации - якорь прикреплен к ярму с помощью биметаллическои ппастинки, состоящей из двух сваренных между собои ппастин из разных сплавов. Один сплав обладает низким температурным коэффициентом линейного расширения и образует пассивную сторону биметаллической ппастинки. Активную часть пластинки образует сплав с большим коэффициентом линейного расширения. Пассивной стороной биметаллическая пластинка обращена вниз, к сердечнику регулятора. При нагревании пластинка стремится изогнуться в сторону сердечника и создает силу, противодействующую пружине, оттягивающей якорь от сердечника. Чем больше температура, тем больше противодеиствие пружине, тем при меньшей силе точа в обмотке регулятора якорь может притянуться к сердечнику. Этим устраняется повышение напряжения из-за увеличения сопротивления обмотки, и величина регулируемого напряжения сохраняется постоянной независимо от температуры регулятора.
Работа регулятора напряжения 121 3702
состоит в отключении обмотки возбуждения, если напряжение становится выше 13,4-14,6 в, и включении ее, если напряжение падает ниже этого предела Это обеспечивается за счет запирания и отпирания мощного транзистора в схеме регулятора. Отключение и включение обмогки происходит с высокой частотой, и поэтому колебаний напряжения генератора практически незаметно.