Avtomobil generatorlari

AVTOMOBIL GENERATORLARI

Avtomobil generatorining tuzilishi sodda, ishlatilish jarayonidagi chidamli- lik va ishonchlilik darajasi yuqori, gabarit o'lchamlari, massasi, tannarxi mumkin qadar kichik va dvigatel aylanishlar chastotasi past bo'lgan hollarda ham akkumu- latorlar batareyasini zaryadlash kabi xususiyatlarga ega bo'lishi kerak.

Uzoq vaqt davomida avtomobillarda elektr energiyaning asosiy manbayi sifatida o'zgarmas tok generatorlari ishlatildi. Avtomobillardagi elektr toki iste'- molchilarining tobora ko'payishi, katta shahar ko'chalaridagi transport harakati qatnovining nihoyatda tigʻizlashganligi natijasida avtomobil dvigatellarining salt ishlash vaqtining ortishi, generatorlarning quvvatini va maksimal aylanishlar chas- totasini oshirish ehtiyojini tug'dirdi. O'zgarmas tok generatorining jiddiy kamchi- liklari va tuzilishining o'ziga xos tomonlari bu masalani hal qilish imkonini ber- maydi. Xususan:

• 
  o'zgarmas tok generatorida bir fazali o'zgaruvchan tok yakor chulg'amlarida,ya'ni generatorning aylanuvchi qismida induksiyalanadi, uni iste'molchilarga uzatish katta qiyinchiliklar tug'diradi;
  
• 
  o'zgarmas tok generatorlarida mexanik to'g'rilagich vazifasini bajaruvchi kollektor generatorning aylanishlar chastotasini va quvvatini oshirish imkoniyatini bermaydi, chunki yakorning aylanishlar chastotasi va undagi tok qiymati oshgan- da, cho'tka bilan kollektor orasida me'yoridan ortiq uchqun hosil bo'ladi va ular tez yeyilib ishdan chiqadi;
  
• 
  o'zgarmas tok generatorining yuklama toki belgilangan maksimal qiymatidan oshib ketishi tufayli hamda akkumulatorlar batareyasini (generator ishlamay turgan holda) generator chulg'amlari orqali zaryadsizlanish havfidan saqlash maqsadida kuchlanish rostlagichiga qo'shimcha ravishda tok cheklagich va teskari tok relelari o'matiladi. Bu rele-rostlagichlarning konstruksiyasini murakkablashtiradi va ularn- ing ishonchliligini pasaytiradi.
  

Elektron sanoatning rivojlanishi natijasida tannarxi arzon, o'lchamlari kichik, yuqori haroratlarga chidamli va ishonchliligi baland bo'lgan kremniy yarim- oʻtkazgichlar asosida yasalgan to'g'rilagichlarning paydo bo'lishi avtomobil- larda, o'zgarmas tok generatorlariga xos bo'lgan kamchiliklardan holi bo'lgan o'zgaruvchan tok generatorlarini keng ko'lamda ishlatish imkonini berdi. O'zgaruvchan tok generatorlarining tuzilishi o'zgarmas tok generatorlariga

nisbatan sodda. quvvati bir xil bo'lgan holda, gabarit o'lchamlari va massasi 2-3 marta kichik, chidamlilik va ishonchlilik darajasi ancha yuqori. Ularda qimmat- baho rangli metall bo'lgan mis o'zgarmas tok generatoriga nisbatan 3 baravar kam ishlatiladi. O'zgaruvchan tok generatorlarida kollektor yo'q, murakkab yakor chulg'ami o'miga o'ralishi oson bo'lgan stator chulg'amlari ishlatiladi. Uyg'otish chulg'ami ham yaxlit bitta g'altakdan iborat. O'zgarmas tok generatorlarining sol- ishtirma quvvati (ya'ni I kg massasiga to'g'ri keladigan quvvat) 45 W/kg dan oshmagan holda, oʻzgaruvchan tok generatorlaridagi bu ko'rsatkich 150 W/kg dan ortib ketdi.

O'zgaruvchan tok generatorlarida kollektoring yo'qligi hisobiga uning maksi- mal aylanishlar chastotasini 12000-15000 min ga yetkazish, dvigatel bilan gener- ator orasidagi qiyiq tasmali uzatmaning uzatish sonini 2,0-2,5 martagacha oshirish mumkin. Bu dvigatel salt ishlagan holda ham generatorning 50...60% quvvatini iste'molchilarga berish va akkumulatorni zaryadlash imkonini beradi.

O'zgaruvchan tok generatorlari yuklama tok qiymatini cheklash xususiyatiga ega bo'lganligi va ularda to'g'rilagich sifatida yarimo'tkazgichli diodlar ishlatil- ganligi sababli tok cheklagich va teskari tok relelariga zarurat yo'qoladi. Bu gene- ratorning kuchlanishini rostlash tizimini ancha soddalashishga va uning ishonchli- lik darajasini orttirishga olib keldi.

1.1.1. Oʻzgaruvchan tok generatorlarining ishlash prinsipi

Oʻzgaruvchan tok generatori (1.2-rasm) asosan quyidagi qismlardan tashkil topgan: qo'zg'almas stator /, aylanuvchi rotor 9, kontakt halqalari 13, cho'tkalar 12, cho'tkatutqich 14, to'g'rilagich bloki 7, parrakli shkiv 4 va qopqoqlar 3, 10. Stator elektrotexnik po'lat plastinalardan yig'ilgan bo'lib, uning ichki yuzasida sta- tor g'altaklari o'rnatish uchun mo'ljallangan va oralig'i bir hil bo'lgan tishchalari mavjud. Tishchalaming soni 18, 36 yoki 72 bo'lishi mumkin. Hozirgi zamon gen- eratorlarida ko'proq 36 tishchali statorlar ishlatilmoqda. Bu tishchalarga 18 (yoki 36, 72) stator g'altaklari joylashtirilib, ular uch fazaga bo'linadi. Har bir fazaga oltita ketma-ket ulangan g'altak kiradi. Fazalar o'zaro «yulduz» yoki «uchburchak>> sxemasi bo'yicha ulanishi mumkin. Stator chulg'amlari «uchburchak>> sxemasi bo'yicha ulanganda undagi faza tokining qiymati chiziqli tokka nisbatan √3 marta kam bo'ladi. «> sxemasi bo'yicha o'rash tob- ora keng qo'llanilmoqda.

Rotor qarama-qarshi qutbli, olti uchli tumshuqsimon po'lat o'zak 9 va ular orasidaga po'lat vtulka 15 ga o'ralgan uyg'otish chulg'ami 8 dan iborat. Uyg'otish chulg'amining uchlari valdan va bir-biridan izolyatsiya qilingan mis halqalar 13 ga ulangan. Rotor vali aluminiy qotishmalaridan tayyorlangan qopqoqlarga o'rnatilgan zoldirli podshipniklarda aylanadi.

Kontakt halqalar tomonidagi qopqoq 10 ga plastmassadan tayyorlangan, ikkita mis-grafit cho'tkalar 12 joylashtirilgan, cho'tkatutqich 14 va to'g'rilagich bloki 7 o'rnatilgan. Valga shponka yordamida parrakli shkiv 4 mahkamlangan. Generator rotori harakatni shkiv va tasmali uzatma orqali dvigatelning tirsakli validan oladi.

Generator quyidagicha ishlaydi. Elektromagnit uyg'otish prinsipiga asos- langan oʻzgaruvchan tok generatorlari o'z-o'zini uyg'otish xususiyatiga ega emas. Bunday generatorlarni ishga tushirish uchun dastlabki daqiqalarda uning uyg'otish chulg'amiga akkumulatordan cho'tka va mis halqalar orqali tok beriladi. Uyg'otish chulg'amidan o'tayotgan tok ta'sirida uning atrofida magnit oqimi hosil bo'ladi (1.3-rasm). Magnit oqimi 7 ning asosiy qismi rotorning tumshuqsimon o'zagining birinchi bo'lagi 3 orqali havoli tirqishni kesib stator 5 tishchalari va o'zagiga o'tadi, so'ngra havoli tirqishni yana bir bor kesib, rotorning tumshuqsimon o'zagining qara- ma-qarshi qutblangan ikkinchi bo'lagi + ga o'tib, uyg'otish chulg'ami vtulkasi / orqali tutashadi. Magnit oqimining qolgan qismi 8 o'zakdan tashqariga taralib ketadi. Rotor aylanganda statorning har bir tishchasi ostidan rotorning dam musbat, dam manfiy qutblangan tumshuqsimon uchliklari o'tadi, ya'ni stator chulg'amlarini kesib o'tayotgan magnit oqimi yo'nalishi. bo'yicha ham, qiymati bo'yicha ham o'zgarib turadi. Natijada, statorning faza chulg'amlarida oʻzgaruvchan elektr yurituvchi kuch induksiyalanadi va uning qiy- mati quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:

E =

(1.1)

Bu yerda keh-chulg'am koeffitsiyenti, f- induksiyalangan EYUK chastotasi, W-statorning bitta faza chulg'amlaridagi o'ramlar soni, F-magnit oqimi. O'z navbatida:

Bunda: p-juft qutblar soni, n - aylanishlar chastotasi. Chulg'am koeffitsiyenti k ch ning qiymati rotor qutblariga va fazaga to'g'ri kela-

digan stator tishchalari soni = 1/2 pm ga bog'liq (z - tishchalarning umumiy soni, m-fazalar soni). Hozirgi kunda avtomobillarda o'rnatilgan uch fazali (m = 3) , olti juftli qutbga (r = 6) ega bo'lgan rotorli o'zgaruvchan tok generatorlari uchun k ch quyidagi qiymatlarga ega:

Generatorning stator chulg'amlarida induksiyalangan EYuKning o'zgarish qonuniyatini ifodalovchi (1.1) formuladagi aylanishlar chastotasin bilan magnit oqimi F dan boshqalari o'zgarmas kattaliklar bo'lgani uchun quyidagi belgilashni kiritishimiz mumkin:

Stator chulg'amlarida induksiyalangan EYuKning vaqt bo'yicha o'zgarish xarakteri magnit oqimining stator doirasidagi havo tirqishlarida taqsimlanishi- ga bogʻliq, u esa o'z navbatida rotor o'zagi uchliklarining shakliga bog'liq. O'zgaruvchan tok generatorlarda asosan shakli trapetsiyasimon bo'lgan tum- shuqsimon uchlik rotor o'zaklari qo'llaniladi. Rotor o'zagining bunday tuzi- lishi induksiyalangan EYuKning sinusoidaga yaqin ko'rinishda o'zgarishini ta'minlaydi.