Iga kaasaegne sõiduk on varustatud elektrigeneraatoriga, mis genereerib voolu parda elektrisüsteemi ja kõigi selle seadmete tööks.Generaatori üks peamisi osi on fikseeritud staator.Sellest artiklist lugege, mis on generaatori staator, kuidas see töötab ja töötab.
Generaatori staatori otstarve
Kaasaegsetes autodes ja muudes sõidukites kasutatakse sünkroonseid kolmefaasilisi iseergastusega generaatoreid.Tüüpiline generaator koosneb korpusesse kinnitatud fikseeritud staatorist, ergutusmähisega rootorist, harjasõlmest (varustab voolu väljamähisele) ja alaldiplokist.Kõik osad on kokku pandud suhteliselt kompaktsesse konstruktsiooni, mis on paigaldatud mootorile ja millel on väntvõllilt rihmülekanne.
Staator on auto generaatori fikseeritud osa, millel on töötav mähis.Generaatori töötamise ajal tekib staatori mähistes elektrivool, mis muundatakse (alaldatakse) ja juhitakse rongisisesesse võrku.
Generaatori staatoril on mitu funktsiooni:
• Kannab töötavat mähist, milles tekib elektrivool;
• Täidab kehaosa funktsiooni töömähise mahutamiseks;
• Mängib magnetahela rolli töömähise induktiivsuse suurendamiseks ja magnetvälja joonte õigeks jaotamiseks;
• Toimib jahutusradiaatorina – eemaldab küttemähistelt liigse kuumuse.
Kõik staatorid on sisuliselt ühesuguse konstruktsiooniga ja ei erine erinevat tüüpi.
Generaatori staatori disain
Struktuuriliselt koosneb staator kolmest põhiosast:
• Rõngasüdamik;
• Töömähis (mähised);
• Mähiste isolatsioon.
Südamik on kokku pandud raudrõngasplaatidest, mille sees on sooned.Plaatidest moodustatakse pakend, konstruktsiooni jäikus ja tugevus antakse keevitamise või neetimise teel.Südamikus tehakse mähiste paigaldamiseks sooned ja iga eend on mähise keerdude jaoks ike (südamik).Südamik on kokku pandud 0,8–1 mm paksustest plaatidest, mis on valmistatud kindla magnetilise läbilaskvusega spetsiaalsetest rauast või ferrosulamitest.Staatori välisküljel võivad olla ribid soojuse hajumise parandamiseks, samuti erinevad sooned või süvendid generaatori korpusega dokkimiseks.
Kolmefaasilised generaatorid kasutavad kolme mähist, ühte faasi kohta.Iga mähis on valmistatud suure ristlõikega (läbimõõduga 0,9–2 mm või rohkem) vase isolatsiooniga traadist, mis asetatakse kindlas järjekorras südamiku soontesse.Mähistel on klemmid, millelt vahelduvvool eemaldatakse, tavaliselt on tihvtide arv kolm-neli, kuid on ka kuue klemmiga staatoreid (kolme mähise puhul on igaühel oma klemmid üht või teist tüüpi ühenduste tegemiseks).
Südamiku soontes on isoleermaterjal, mis kaitseb traadi isolatsiooni kahjustuste eest.Samuti saab teatud tüüpi staatorites soontesse sisestada isoleerivad kiilud, mis lisaks toimivad mähise keerdude fikseerijana.Staatorisõlme saab lisaks immutada epoksüvaikude või lakkidega, mis tagab konstruktsiooni terviklikkuse (väldib pöörete nihkumist) ja parandab selle elektriisolatsiooniomadusi.
Staator on jäigalt kinnitatud generaatori korpusesse ja tänapäeval on kõige sagedamini kasutatav konstruktsioon, mille puhul staatori südamik toimib kereosana.Seda rakendatakse lihtsalt: staator kinnitatakse generaatori korpuse kahe kaane vahele, mis on pingutatud naastudega - selline "võileib" võimaldab teil luua kompaktseid konstruktsioone, millel on tõhus jahutus ja lihtne hooldus.Populaarne on ka disain, kus staator on kombineeritud generaatori esikaanega ning tagakaas on eemaldatav ning võimaldab juurdepääsu rootorile, staatorile ja muudele osadele.
Staatorite tüübid ja omadused
Generaatorite staatorid erinevad soonte arvu ja kuju, mähiste soontesse paigaldamise skeemi, mähiste ühendusskeemi ja elektriliste omaduste poolest.
Vastavalt mähiste keerdude soonte arvule on staatorid kahte tüüpi:
• 18 pesaga;
• 36 pesaga.
Tänapäeval on kõige sagedamini kasutatav 36-piluline disain, kuna see tagab parema elektrilise jõudluse.Tänapäeval võib 18 soonega staatoritega generaatoreid leida mõnel kodumaisel varajase väljalaskega autol.
Soonte kuju järgi on staatorid kolme tüüpi:
• Avatud soontega - ristkülikukujulise ristlõikega sooned, mis nõuavad mähise keerdude täiendavat fikseerimist;
• Poolsuletud (kiilukujuliste) soontega - sooned on ülespoole kitsenevad, mistõttu mähispoolid fikseeritakse isoleerivate kiilude või kambrikute (PVC torud) sisestamisega;
• Poolsuletud soontega ühe pöördega mähistega mähiste jaoks - sooned on keerulise ristlõikega ühe või kahe pöörde suure läbimõõduga traadi või traadi paigaldamiseks laia lindi kujul.
Vastavalt mähiste paigaldamise skeemile on staatorid kolme tüüpi:
• Silmus (silmusjaotatud) ahelaga - iga mähise traat asetatakse aasadega südamiku soontesse (tavaliselt asetatakse üks pööre kahe soone kaupa, teise ja kolmanda mähise pöörded asetatakse nendesse soontesse - nii omandavad mähised nihke, mis on vajalik kolmefaasilise vahelduvvoolu tekitamiseks);
• Laine kontsentreeritud vooluringiga - iga mähise juhe asetatakse soontesse lainetena, jättes need ühelt küljelt teisele mööda ja igas soones on ühe mähise kaks pööret, mis on suunatud ühes suunas;
• Lainejaotusahelaga - juhe on samuti lainetena, kuid ühe mähise pöörded soontes on suunatud eri suundades.
Igat tüüpi virnastamise korral on igal mähisel kuus pööret, mis on jaotatud üle südamiku.
Sõltumata traadi paigaldamise meetodist on mähiste ühendamiseks kaks skeemi:
• "Star" - sel juhul on mähised ühendatud paralleelselt (kõigi kolme mähise otsad on ühendatud ühes (null)punktis ja nende esialgsed klemmid on vabad);
• "Kolmnurk" - sel juhul on mähised ühendatud järjestikku (ühe mähise algus teise otsaga).
Mähiste ühendamisel "tähega" täheldatakse suuremat voolu, seda vooluahelat kasutatakse generaatoritel, mille võimsus ei ületa 1000 vatti ja mis töötavad tõhusalt madalatel kiirustel.Mähiste ühendamisel "kolmnurgaga" väheneb vool (1,7 korda "tähe" suhtes), kuid sellise ühendusskeemiga generaatorid töötavad paremini suure võimsusega ja väiksema ristlõikega juhi kasutatakse nende mähiste jaoks.
Sageli kasutatakse "kolmnurga" asemel "topelttähe" ahelat, mille puhul staatoril peaks olema mitte kolm, vaid kuus mähist - kolm mähist on ühendatud "tähega" ja kaks "tähte" on ühendatud koormus paralleelselt.
Jõudluse osas on staatorite puhul kõige olulisem nimipinge, võimsus ja nimivool mähistes.Nimipinge järgi jagunevad staatorid (ja generaatorid) kahte rühma:
• Mähise pingega 14 V - sõidukitele, mille pardavõrgu pinge on 12 V;
• Pingega mähistes 28 V - seadmetele, mille pardavõrgu pinge on 24 V.
Generaator toodab kõrgemat pinget, kuna alaldis ja stabilisaatoris tekib paratamatult pingelangus ning parda elektrivõrgu sissepääsu juures on juba normaalne pinge 12 või 24 V.
Enamik autode, traktorite, busside ja muude seadmete generaatoreid on nimivooluga 20 kuni 60 A, sõiduautodele piisab 30-35 A, veoautodele 50-60 A, generaatoreid voolutugevusega kuni 150 A ja rohkem toodetakse. rasketehnika jaoks.
Generaatori staatori tööpõhimõte
Staatori ja kogu generaatori töö põhineb elektromagnetilise induktsiooni nähtusel - voolu tekkimisel juhis, mis liigub magnetväljas või jääb vahelduvasse magnetvälja.Autogeneraatorites kasutatakse teist põhimõtet - juht, milles vool tekib, on puhkeolekus ja magnetväli muutub pidevalt (pöörleb).
Kui mootor käivitub, hakkab generaatori rootor pöörlema, samal ajal antakse akust pinge selle põnevale mähisele.Rootoril on mitmepooluseline terassüdamik, mis mähisele voolu andmisel muutub vastavalt elektromagnetiks, pöörlev rootor tekitab vahelduva magnetvälja.Selle välja väljajooned lõikuvad rootori ümber paikneva staatoriga.Staatori südamik jaotab magnetvälja teatud viisil, selle jõujooned ületavad töömähiste pöördeid - elektromagnetilise induktsiooni tõttu tekib neis vool, mis eemaldatakse mähise klemmidest, siseneb alaldi, stabilisaator ja pardavõrk.
Mootori pöörlemiskiiruse suurenemisega juhitakse osa staatori töömähisest pärit voolust rootori väljamähisesse - nii lülitub generaator iseergutusrežiimi ega vaja enam kolmanda osapoole vooluallikat.
Töötamise ajal kogeb generaatori staator soojenemist ja elektrilist koormust ning see on avatud ka negatiivsetele keskkonnamõjudele.Aja jooksul võib see põhjustada mähiste vahelise isolatsiooni halvenemist ja elektrikatkestusi.Sellisel juhul tuleb staator parandada või täielikult välja vahetada.Regulaarse hoolduse ja staatori õigeaegse väljavahetamise korral töötab generaator usaldusväärselt, varustades autot stabiilselt elektrienergiaga.
Postitusaeg: 24. august 2023