Gerador automotivo.
O gerador automotivo é a principal fonte de alimentação do automóvel, sua função é fornecer energia a todos os equipamentos elétricos (exceto o motor de partida) quando o motor estiver funcionando normalmente, e ao mesmo tempo carregar a bateria.
Com base no enrolamento do estator trifásico do alternador comum, aumente o número de voltas do enrolamento e retire o terminal, adicione um conjunto de retificador de ponte trifásico. Em baixa velocidade, o enrolamento primário e o enrolamento de extensão são emitidos em série e, em alta velocidade, apenas o enrolamento primário trifásico é emitido.
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 pólo da garra é magnetizado no pólo N e no pólo 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 principal (ou seja, o motor) arrasta o rotor do gerador síncrono excitado por CC para girar na 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 será convertida em corrente contínua do terminal de saída através da ponte retificadora dentro do gerador.
O alternador é dividido em duas partes: enrolamento do estator e enrolamento do rotor, o enrolamento trifásico do estator é distribuído na carcaça de acordo com o ângulo elétrico de 120 graus de diferença entre si, o enrolamento do rotor é composto por duas garras polares. Quando o enrolamento do rotor é conectado à corrente contínua, ele é excitado e as duas garras polares formam o pólo N e o pólo S. A linha do campo magnético começa no pólo N, entra no núcleo do estator através do entreferro e retorna ao pólo S adjacente. Uma vez girado o rotor, 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, ou seja, corrente alternada trifásica, e então através do elemento retificador composto de diodos em saída de corrente contínua.
Quando a chave é fechada, a bateria primeiro fornece corrente. O circuito é:
Positivo da bateria → luz de carga → contato do regulador → enrolamento de excitação → ferro de polimento → negativo da bateria. Neste momento, a luz indicadora de carga acenderá devido à passagem da corrente.
Entretanto, após a partida do motor, à medida que a velocidade do gerador aumenta, a tensão nos terminais do gerador também aumenta. Quando a tensão de saída do gerador é igual à tensão da bateria, o potencial da extremidade "B" e da extremidade "D" do gerador é igual, neste momento, a luz indicadora de carga se apaga porque a diferença de potencial entre os dois termina é zero. Indica que o gerador está funcionando normalmente e a corrente de excitação é fornecida pelo próprio gerador. A força eletromotriz CA trifásica gerada pelo enrolamento trifásico no gerador é retificada pelo diodo e emite 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 consiste em um pólo de garra, uma culatra, um enrolamento de campo magnético, um anel coletor e um eixo do rotor.
Dois pólos de garra são pressionados no eixo do rotor, e cada um dos dois pólos de garra tem seis pólos magnéticos em formato de bico de pássaro. Um enrolamento de campo magnético (bobina do rotor) e uma bobina magnética estão dispostos na cavidade do pólo da garra.
O anel coletor consiste em dois anéis de cobre isolados um do outro. O anel coletor é pressionado no eixo do rotor e isolado com o eixo. Os dois anéis coletores estão 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 pólo da garra é magnetizado para o pólo N e o outro é magnetizado ao pólo S, formando assim seis pares de pólos magnéticos entrelaçados. À medida que o rotor gira, um campo magnético rotativo é criado [1].
O circuito magnético do alternador é: forquilha → pólo N → entreferro entre o rotor e o estator → estator → entreferro entre o estator e o rotor → pólo S → forquilha.
(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 por 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), que pode gerar corrente alternada trifásica.
O enrolamento trifásico deve ser enrolado de acordo com certos requisitos para obter a mesma frequência, amplitude igual, 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 pólo 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 pólos 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 pólos magnéticos é um ângulo elétrico de 360o).
No alternador doméstico da série JF13, um par de pólos magnéticos é responsável pela posição espacial de 6 slots (ângulo elétrico de 60o por slot), um pólo magnético é responsável pela posição espacial de 3 slots, de modo que o intervalo de posição dos dois lados efetivos de cada bobina tem 3 slots, a distância entre a borda inicial de cada enrolamento de fase adjacente à bobina 6 slots, a borda inicial do enrolamento trifásico pode ser separada por 2 slots, 8 slots, 3 slots. 14 vagas, etc.
(3) Retificador
A função do retificador do alternador é transformar a corrente alternada trifásica do enrolamento do estator em corrente contínua. O retificador do alternador de 6 tubos é um circuito retificador de ponte trifásico de onda completa composto por 6 diodos retificadores de silício, e os 6 tubos retificadores são respectivamente pressionados (ou soldados) em duas placas.
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 270V, tensão de pico reversa sem repetição 300V;
(3) Existe apenas uma pista. E alguns terminais de diodo são positivos, alguns terminais de diodo são negativos, o tubo com uma linha de condutor positiva é chamado de tubo positivo, e o tubo com uma linha de condutor negativa é chamado de tubo negativo, então o diodo retificador tem um diodo positivo e um diodo negativo.
(4) Tampa final
A tampa final é geralmente dividida em duas partes (tampa frontal e tampa traseira), que desempenham a função de fixar o conjunto do rotor, estator, retificador e escova. A tampa final é geralmente fundida com liga de alumínio, o que pode prevenir efetivamente vazamentos magnéticos e ter bom desempenho de dissipação de calor.
A tampa traseira é fornecida com um conjunto de escova composto por uma escova, um porta-escova e uma mola da escova. A função da escova é introduzir a fonte de alimentação 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 tipo interno e externo
1. Gerador interno de ferro sobreposto: Um gerador com escova negativa de enrolamento de campo magnético diretamente sobre ferro (conectado diretamente à caixa).
2. Gerador com revestimento externo: 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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