Gerador de automóveis.
O gerador automotivo é a principal fonte de energia do automóvel, sua função é fornecer energia para todos os equipamentos elétricos (exceto o motor de partida) quando o motor está funcionando normalmente e carregar a bateria ao mesmo tempo.
Com base no enrolamento do estator trifásico do alternador comum, aumente o número de voltas do enrolamento e retire o terminal, adicionando um conjunto de retificadores de ponte trifásicos. Em baixa velocidade, o enrolamento primário e o enrolamento de extensão são enviados em série, e em alta velocidade, apenas o enrolamento primário trifásico é enviado.
Princípio de funcionamento
O princípio de funcionamento de todo o alternador
Quando o circuito externo energiza o enrolamento de campo através da escova, um campo magnético é gerado, de modo que o polo da garra é magnetizado no polo N e no polo S. Quando o rotor gira, o fluxo magnético muda alternadamente no enrolamento do estator. De acordo com o princípio da indução eletromagnética, o enrolamento trifásico do estator produzirá força eletromotriz induzida alternada. É assim que um alternador gera eletricidade.
O motor primário (ou seja, o motor) arrasta o rotor do gerador síncrono excitado por CC para girar à velocidade n(rpm), e o potencial CA de indução do enrolamento do estator trifásico. Se o enrolamento do estator estiver conectado à carga elétrica, o motor terá saída de energia CA, e a energia CA é convertida em corrente contínua a partir do terminal de saída através da ponte retificadora dentro do gerador.
Alternador é dividido em duas partes de enrolamento do estator e enrolamento do rotor, enrolamento do estator trifásico é distribuído na casca de acordo com o ângulo elétrico de 120 graus de diferença entre si, enrolamento do rotor é composto de duas garras de polo. Quando o enrolamento do rotor é conectado à corrente contínua, ele é excitado, e as duas garras de polo formam o polo N e o polo S. A linha de campo magnético começa no polo N, entra no núcleo do estator através do entreferro e retorna ao polo S adjacente. Uma vez que o rotor é girado, o enrolamento do rotor cortará a linha de força magnética, e gerará força eletromotriz senoidal com uma diferença de 120 graus de ângulo elétrico no enrolamento do estator, isto é, corrente alternada trifásica, e então através do elemento retificador composto de diodos em saída de corrente contínua.
Quando a chave é fechada, a bateria fornece corrente inicialmente. O circuito é:
Positivo da bateria → luz de carga → contato do regulador → enrolamento de excitação → ferro de solda → negativo da bateria. Neste momento, a luz indicadora de carga acenderá devido à corrente que passa.
No entanto, após a partida do motor, à medida que a velocidade do gerador aumenta, a tensão do terminal do gerador também aumenta. Quando a tensão de saída do gerador se iguala à tensão da bateria, o potencial das extremidades "B" e "D" do gerador se iguala. Nesse momento, a luz indicadora de carga se apaga, pois a diferença de potencial entre as duas extremidades é zero. Isso indica que o gerador está funcionando normalmente e que a corrente de excitação é fornecida pelo próprio gerador. A força eletromotriz CA trifásica gerada pelo enrolamento trifásico do gerador é retificada pelo diodo e gera corrente contínua para fornecer energia à carga e carregar a bateria.
O alternador é geralmente composto de quatro partes: rotor, estator, retificador e tampa.
(1) Rotor
A função do rotor é gerar um campo magnético rotativo.
O rotor é composto por um polo de garra, um jugo, um enrolamento de campo magnético, um anel coletor e um eixo do rotor.
Duas garras são pressionadas no eixo do rotor, e cada uma delas possui seis polos magnéticos em formato de bico de pássaro. Um enrolamento de campo magnético (bobina do rotor) e um jugo magnético são dispostos na cavidade da garra.
O anel coletor consiste em dois anéis de cobre isolados um do outro. O anel coletor é pressionado contra o eixo do rotor e isolado com o eixo. Os dois anéis coletores são conectados a ambas as extremidades do enrolamento do campo magnético.
Quando os dois anéis coletores são passados para a corrente contínua (através da escova), há corrente através do enrolamento do campo magnético, e o fluxo magnético axial é gerado, de modo que um polo da garra é magnetizado para o polo N e o outro para o polo S, formando assim seis pares de polos magnéticos intercalados. À medida que o rotor gira, um campo magnético rotativo é criado [1].
O circuito magnético do alternador é: jugo → pólo N → entreferro entre rotor e estator → estator → entreferro entre estator e rotor → pólo S → jugo.
(2) O estator
A função do estator é gerar corrente alternada.
O estator consiste em um núcleo de estator e uma bobina de estator.
O núcleo do estator é composto de chapas de aço silício com ranhuras no anel interno, e o condutor do enrolamento do estator é embutido na ranhura do núcleo.
O enrolamento do estator tem três fases, e o enrolamento trifásico adota conexão estrela ou triângulo (alta potência), o que pode gerar corrente alternada trifásica.
O enrolamento trifásico deve ser enrolado de acordo com certos requisitos para obter a mesma frequência, amplitude igual e diferença de fase de 120° de força eletromotriz trifásica.
1. A distância entre os dois lados efetivos de cada bobina deve ser igual ao espaço ocupado por um polo magnético.
2. A distância entre as bordas iniciais das bobinas adjacentes de cada enrolamento de fase deve ser igual ou múltiplo da distância ocupada por um par de polos magnéticos.
3. A borda inicial do enrolamento trifásico deve ser separada por um ângulo elétrico de 2π+120o (o espaço ocupado por um par de polos magnéticos é um ângulo elétrico de 360o).
No alternador doméstico da série JF13, um par de polos magnéticos é responsável pela posição espacial de 6 slots (ângulo elétrico de 60o por slot), um polo magnético é responsável pela posição espacial de 3 slots, então o intervalo de posição dos dois lados efetivos de cada bobina é de 3 slots, a distância entre a borda inicial de cada enrolamento de fase adjacente aos 6 slots da bobina, a borda inicial do enrolamento trifásico pode ser separada por 2 slots, 8 slots, 3 slots, 14 slots, etc.
(3) Retificador
A função do retificador do alternador é converter a corrente alternada trifásica do enrolamento do estator em corrente contínua. O retificador do alternador de 6 tubos é um circuito retificador de ponte de onda completa trifásico composto por 6 diodos retificadores de silício, cujos 6 tubos retificadores são pressionados (ou soldados) em duas placas, respectivamente.
1. Características dos diodos retificadores de silício automotivos
(1) Grande corrente de trabalho, corrente média direta 50A, corrente de surto 600A;
(2) Alta tensão reversa, tensão de pico de repetição reversa 270 V, tensão de pico não repetida reversa 300 V;
(3) Há apenas um fio. E alguns fios do diodo são positivos, alguns fios do diodo são negativos. O tubo com uma linha de fio positiva é chamado de tubo positivo, e o tubo com uma linha de fio negativa é chamado de tubo negativo, então o diodo retificador tem um diodo positivo e um diodo negativo.
(4) Tampa final
A tampa da extremidade é geralmente dividida em duas partes (tampa da extremidade frontal e tampa da extremidade traseira), que desempenham a função de fixar o rotor, o estator, o retificador e o conjunto de escovas. A tampa da extremidade é geralmente fundida em liga de alumínio, o que pode prevenir eficazmente o vazamento magnético e tem bom desempenho de dissipação de calor.
A tampa traseira é equipada com um conjunto de escovas composto por uma escova, um suporte de escova e uma mola de escova. A função da escova é introduzir a energia elétrica através do anel coletor no enrolamento de campo.
A conexão entre o enrolamento do campo magnético (duas escovas) e o gerador é diferente, de modo que o gerador é dividido em tipos interno e externo
1. Gerador de ferro de sobreposição interno: Um gerador com enrolamento de campo magnético com escova negativa sobrepõe diretamente o ferro (conectado diretamente ao alojamento).
2. Gerador com revestimento externo: Um gerador no qual ambas as escovas do enrolamento de campo são isoladas do invólucro.
O eletrodo negativo (escova negativa) do enrolamento do campo magnético do gerador externo do tipo ferro é conectado ao regulador e, em seguida, o ferro é conectado após a passagem.
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