Рис. 9. Схема соединений генераторной установки с двумя автономными об­мотками фаз статора (а) и характеристики генератора (б):

1 — обмотка возбуждения генератора; 2 — первая трехфазная обмотка статора; 3 — вто­рая трехфазная обмотка статора; 4 — выпрямительное устройсгво; 5 — аккумуляторная батарея; 6 — токоскоростная характеристика обмотки 2: 7 — токоскоростная характеристи­ка обмотки 3; 8 — токоскоростная характеристика обеих обмоток генератора; 9 — выключатель зажигания; 10 — выключатель

Крышки 7 и 10 генератора (см. рис. 3) отливают из алюми­ниевого сплава методом литья в кокиль или под давлением. По­садочные места под шариковые подшипники и отверстия в крон­штейнах крышек, как правило, армируют чугунными или сталь­ными втулками. Некоторые типы генераторов этой армировки не имеют.

Пластмассовый щеткодержатель 4 (рис. 3) с щетками распо­ложен на крышке со стороны контактных колец. В случае приме­нения интегрального регулятора напряжения, встроенного в ге­нератор, его располагают на щеткодержателе. Крышки имеют от­верстия (не показанные на рис. 3) для проточной вентиляции в осевом направлении. Вентилятор 9 имеет два конструктивных исполнения. У некоторых типов генераторов вентилятор состоит из крыльчатки и поддона, соединенных между собой точечной сваркой, у некоторых из одной крыльчатки. Шкив 8 чугунный литой или стальной штампованный. Вентилятор и шкив соеди­няются с валом при помощи шпонки.

В большинстве типов автомобильных генераторов переменного тока, в том числе во всех отечественных конструкциях, выпрями­тельное устройство рассчитано на двухполупериодное выпрямле­ние трехфазного тока, и имеет, следовательно, шесть вентилей.

Выпрямительные устройства имеют два исполнения: в виде единого конструктивного узла с вентилями, размещенными не­посредственно в теплоотводящих элементах пластмассового осно­вания, или в виде отдельных вентилей, запрессованных в теплоотводящие пластины. Для обеспечения интенсивного охлаждения выпрямительные устройства монтируют в крышке со стороны контактных колец.

Генератор с встроенным кремниевым выпрямителем имеет два изолированных от корпуса выводных зажима: зажим <+ > для подключения генератора к аккумуляторной батарее и на­грузке и зажим Ш для соединения обмотки возбуждения генера­тора с регулирующим устройством. Третьим (минусовым) зажи­мом является винт М (масса), служащий для соединения корпу­са генератора с шасси (массой) автомобиля.

2. Принцип работы генератора

Автомобильные генераторы переменного тока относятся к синхронным электрическим машинам, потому что частота вра­щения ротора и частота наводимой в обмотках статора э.д.с. же­стко связаны между собой отношением:

, где f - частота переменного тока, Гц; р — число пар полюсов генератора; п — частота вращения ротора, об/мин.

Важной характеристикой об­мотки статора является число пазов на полюс и фазу, равное , где Z — общее число пазов на статоре; 2р — число полюсов генератора; т — число фаз ге­нератора.

В отечественных автомобиль­ных генераторах применяются трехфазные обмотки с числом пазов на полюс и фазу q, рав­ным 0, 5; 1 и 2.

Катушки обмотки статора в большинстве случаев имеют по нескольку витков, но на схемах обмотки (см. рис. 5, 6, 7, 8) они, как правило, условно изо­бражаются одновитковыми, так как схема соединения кату­шек друг с другом не зависит от числа витков в катушке.

Электродвижущая сила в фазных обмотках генератора возни­кает при пересечении проводников обмотки статора магнитным потоком, созданным обмоткой возбуждения. При замыкании вы­ключателя зажигания ток от аккумуляторной батареи поступает в обмотку возбуждения генератора. Вокруг обмотки возбужде­ния 2 возникает магнитный поток (рис. 10), рабочая часть 7 ко­торого проходит через втулку 1 и вал, распределяется по клювообразным полюсам 3 одной полярности N, выходит из полюсов этой полярности, пересекает воздушный зазор между ротором и статором, проходит по зубцам и спинке статора 5, еще раз пере­секает воздушный зазор, входит в клювообразные полюса 4 дру­гой полярности S и замыкается через эти полюса опять на втулку 1 и вал. Часть магнитного потока, созданного обмоткой возбуж­дения, замыкается по воздуху мимо статора, не охватывая про­вода его обмотки. Эта часть магнитного потока 8 называется магнитным потоком рассеяния и в наведении электродвижущей силы в обмотке статора 6 не участвует.

При вращении ротора под каждым зубцом статора проходят попеременно то северный, то южный полюс ротора. Величина магнитного потока, проходящего через зубцы статора при этом из­меняется по величине и направлению, пересекая проводники трех­фазной обмотки статора, заложенной в пазы между зубцами.

Действующее (эффективное) значение электродвижущей си­лы, наводимой в обмотке одной фазы генератора при данной ве­личине рабочего магнитного потока Фя .определяется по формуле , где f — частота индуктирован­ной э. д. с.;

w — число последовательно соединенных витков в обмотке одной фазы статора;

Фd — значение рабочего маг­нитного потока в воз­душном зазоре генера­тора, Вб; Kоб — коэффициент.

Так как стороны одного витка катушки не всегда расположе­ны точно на расстоянии полюсного деления (т. е. расстояния между осями смежных полюсов), то э.д.с., индуктированные в двух сторонах одного и того же витка, могут не совпадать по фазе и суммирование этих э.д.с, необходимо выполнять не ариф­метически, а геометрически. Это обстоятельство учитывается об­моточным коэффициентом Коб который является отношением гео­метрической суммы э. д.с., индуктированных в отдельных прово­дах обмотки, к их арифметической сумме.

Значение обмоточного коэффициента Коб зависит от числа q пазов статора генератора на полюс и фазу и равно: 0, 866 — для трехфазных генераторов при q=0, 5 (18 пазов на статоре, 12 по­люсов ротора); 1, 0 — для трехфазных генераторов при q=1 (36 пазов на статоре, 12 полюсов ротора); 0, 966 — для трехфазных генераторов при q =2, 0 (72 паза на статоре, 12 полюсов ротора).