Характеристики генераторных установок

Способность генераторной установки обеспечивать электропитанием

потребителей электроэнергии на автомобиле во всех режимах его работы

характеризует токоскоростная характеристика (ТСХ), т.е. зависимость силы

тока, отдаваемого генератором в нагрузку, от частоты вращения его ротора

при постоянной величине напряжения на силовых выводах генератора. Вид

токоскоростной характеристики генераторных установок легковых

автомобилей, построенной В относительных единицах по отношению к

номинальной величине силы отдаваемого тока, представлен на рис.3.7.

Характеристика демонстрирует существенное достоинство вентильных

генераторов - их самозащиту и самоограничение отдаваемого ими тока.

Достигнув определенной величины, ток практически не увеличивается с

ростом частоты вращения ротора.

Методика определения ТСХ имеет

международный стандарт. Характеристика

эта определяется при работе генераторной

установки в комплекте, с полностью

заряженной аккумуляторной батареей с

номинальной емкостью, выраженной в Ач,

составляющей не менее 50% номинальной

силы тока генератора. Характеристика может определяться в холодном и

нагретом состоянии генератора. При этом под холодным состоянием

понимается такое, при котором температура всех частей и узлов генератора

равна температуре окружающей среды, величина которой должна быть

 
 

 


(23±5)°С. Температура воздуха определяется в точке на расстоянии 5 см от

воздухозаборника генератора. Токоскоростные характеристики могут

определяться при номинальном напряжении, т.е. 14 (28) В. Однако снять

такие характеристики возможно только с регулятором, специально

перестроенным на высокий уровень, поддержания напряжения. Чтобы

предотвратить работу регулятора напряжения при снятии токоскоростной

характеристики, ее определяют при напряжениях Ud=13,5± 0,1 (27± 0,2)В.

Допускается ускоренный метод определения токоскоростной

характеристики, требующий специального автоматизированного стенда, при

котором генератор прогревается в течение 30 мин при частоте вращения

ротора 3000 мин-1, соответствующей этой частоте силе тока и указанном

выше напряжении. Время снятия характеристики не должно превышать 30 с

при постоянно меняющейся частоте вращения.

Токоскоростная характеристика имеет характерные точки, к которым

относятся:

n0 - начальная частота вращения ротора без нагрузки. Поскольку обычно

снятие характеристики начинают с тока нагрузки, около 2 А, то эта точка

получается экстраполяцией снятой характеристики до пересечения с осью

абсцисс.

nrg - минимальная рабочая частота вращения ротора, т.е. частота вращения,

примерно соответствующая оборотам холостого хода двигателя. Условно

принимается nrg=1500 мин-1 (для высокоскоростных, генераторов - 1800 мин-

1). Сила тока Idg при этой частоте обычно составляет 40-50% номинального

тока и во всяком случае должна быть достаточна для обеспечения питанием

 
 

 

 


тех потребителей энергии на автомобиле, от которых зависит безопасность.

nн --номинальная частота вращения poтopa, при которой вырабатывается

номинальный ток Idн, т.е. ток, сила которого не должна быть меньше

номинальной величины.

nmax - максимальная частота вращения ротора. При этой частоте генератор

вырабатывает максимальный ток IMAX, сила которого мало отличается от

силы номинального тока. Отечественные изготовители ранее обычно

указывали номинальный ток генератора при частоте вращения ротора 5000

мин-1, а также указывали частоту вращения ротора генератора расчетном

режиме nр, соответствующему расчетному току генератора Idp, обычно

составляющему две трети номинального тока. В расчетном режиме нагрев

узлов генератора наибольший. Характеристики определялись .при

напряжении 13 или 14 В. В табл. 3.1 приведены характерные точки

токоскоростной характеристики некоторых отечественных генераторных

установок, в табл.3.2 – некоторых генераторных установок

легковых автомобилей основных европейских фирм. Там же указана масса

генераторов.

Таблица 3.1. Основные данные генераторов некоторых отечественных

производителей

 
 

 

 


Генератор Автомобили Рном, Вт Uном, В Idном, А n0, мин-1, не более npm, мин-1, не более UdP, В Idp, A Масса, кг
Г222     63.3701 37.3701   1702.3771 ВАЗ 2101 -03 -06 Белаз ВАЗ 2108, АЗЛК МАЗ, КамАЗ 5332                                                                         4,2 22,0   4,4     5,2

Генераторная установка должна самовозбуждаться при частоте вращения

ротора ниже числа оборотов холостого хода коленчатого вала двигателя.

Конечно, проверка на самовозбуждение должна производится при работе

генераторной установки в комплекте с аккумуляторной батареей при

включении контрольной лампы в схемах рис. 3.6, д, ж.

 
 

 


Таблица 3.2. Основные данные генераторов зарубежного производства

Фирма Тип Ток отдачи, А, при частоте Наружный диаметр статора, мм Масса без шкифа, кг
1500 мин-1 6000мин-1
Bosch Valeo Magneti Marelli Lucas 30/85А 80A     AA125R-45 A127-72             125…128 5,1 4,1     4…4,3 4,3

Энергетическую способность генератора характеризует его коэффициент

полезного действия КПД. Чем выше КПД, тем меньшую мощность отнимает

генератор у двигателя при той же полезной отдаче.

Величина КПД зависит от конструкции генератора - толщины пластины

пакета статора и способа изоляции их друг от друга, величины

сопротивления обмоток, диаметра контактных колец, марки щеток и

подшипников и т.п., но главным образом, от мощности генератора: чем

генератор мощнее, тем КПД выше. Значения КПД по точкам токоскоростной

характеристики представлены на рис. 3.7 для ориентировки. Обычно

максимальное значение КПД вентильных автомобильных генераторов не

превышает 50 - 60%.

 
 

 

Регуляторную часть генераторной установки характеризует диапазон

изменения выходного напряжения при изменении частоты вращения ротора,

нагрузки и температуры. Диапазоны изменения напряжения некоторых

отечественных генераторных установок представлены в Табл. 3.3. Дробью

указан диапазон регуляторов, имеющих переключение настройки. Там же

указана величина падения напряжения в выходной цепи регулятора, которая

влияет на токоскоростную характеристику.

Таблица 3.3. Диапозоны изменеия напряжения генераторов отечественного

производства

Регулятор напряжения Генератор Uном, В Диапазон стабилизации, В Падение напряжения при Iн=3 А, В Схема по рис.3.6
Я112В1 17.3702 21.3702 2712.3702 Г222 37.3701 63.3701 1702.3771 13,9-14,3 13,5-14,6 26-28,5 27,2-27,9 1,5 1,3 1,8 1,4 в д е б
             

Зарубежные фирмы обычно указывают напряжение настройки регулятора

напряжения при холодном состоянии генераторной установки, при частоте

вращения ротора 6000 мин-1, нагрузке силой тока в 5 А и работе в комплекте

с аккумуляторной батареей, а также коэффициент термокомпенсации, т.е.

величину изменения напряжения при изменении температуры окружающей

среды на 1°С. С ростом температуры напряжение уменьшается. Для легковых

автомобилей, в основном,. предлагаются напряжения настройки регулятора

термокомпенсации (10±20) мВ/°С.