Источники электрической энергии

§ 1. Общие сведения

Источником электрической энергии трактора (автомобиля, являет-
ся энергетическая установка, состоящая из генератора с его вспомога-
тельными устройствами и аккумуляторной батареи.

Генератор — электрическая машина, преобразующая механичес-
кую энергию первичного двигателя в электрическую энергию. Генератор
служит для питания потребителей электрической энергией и зарядки
аккумуляторной батареи при определенной частоте вращения коленча-
того вала двигателя.

Привод генератора осуществляется от коленчатого вала клиноре-
.менной передачей, имеющей постоянное передаточное число, поэтому
частота вращения генератора находится в прямой зависимости от ско-
ростного режима двигателя. А так как частота вращения коленчатого
вала у тракторных двигателей может изменяться от минимальной до
максимальной в отношении 1:3,5, а у автомобильных еще больше (без
регуляторов до 1:8), то для поддержания на клеммах генератора на-
пряжения в заданных пределах устанавливают регуляторы напря-
жения.

Поскольку тракторные генераторы работают в более тяжелых ус-
ловиях, чем автомобильные (значительная запыленность окружающей
среды, сильные вибрации и т.п.), их делают закрытыми: внутренняя их
полость защищена глухими крышками; тепло отводится в основном че-
рез поверхности корпуса и крышек. Для лучшего охлаждения применя-
ют вентиляторы внешнего обдува.

Автомобильные генераторы изготовляют в защищенном исполне-
нии — поток воздуха, создаваемый вентилятором, проходит через
внутреннее пространство корпуса и специальные окна в крышках, ин-
тенсивно охлаждая нагревающиеся части.

Генераторы характеризуются родом тока, напряжением, мощностью,
начальной (без нагрузки), при которой достигается номинальное напря-
жение, и максимальной (под нагрузкой) частотами вращения.

На тракторах и автомобилях устанавливаются трехфазные син-
хронные генераторы переменного тока с электромагнитным возбужде-
нием. Их магнитное поле и ротор вращаются с одной и той же часто-
той — синхронно. Основной магнитный поток создается обмоткой воз-
буждения, соединенной с аккумуляторной батареей, или обмотками
статора (питаемой через выпрямитель). Возможен также режим ра-
боты генератора с предварительно намагниченной магнитной системой.
Катушки статора образуют трехфазную обмотку, соединенную в звезду,
реже в треугольник.

Различают генераторы контактного и бесконтактного типов. В к о н-
тактном генераторе ток возбуждения подводится к обмотке ро-
тора через контактные кольца и щетки. В отличие от генераторов по-
стоянного тока здесь не происходит искрения, так как кольца и щетки
не выполняют функций коммутации тока. В бесконтактных ге-
нераторах нет контактных колец, щеток и вращающихся обмоток;
они отличаются высокой надежностью и выдерживают тяжелые усло-
вия эксплуатации, но по габаритам и массе несколько больше генера-
торов контактного типа.

Для зарядки аккумуляторной батареи и питания некоторых потре-
бителей необходим постоянный ток; часть же потребителей может ра-
ботать как на постоянном, так и на переменном токе. В автотракторном
электрооборудовании принято выпрямление генераторного тока, для че-
го предусмотрены выпрямители, обычно встроенные в генератор.

Генераторы переменного тока отличаются способностью заряжать
аккумуляторную батарею на малой частоте вращения холостого хода
двигателя. Относительно высокая частота вращения генератора в этом
режиме позволяет ему развивать достаточную мощность, тем самым
освобождая от работы аккумуляторную батарею. У генераторов же по-
стоянного тока номинальная частота вращения якоря ограничена
искрением под щетками; когда же двигатель работает на малой часто-
те вращения, напряжение генератора меньше напряжения аккумуля-
торной батареи, и вырабатываемый им ток поступает только в цепь
возбуждения и обмотки реле-регулятора.

Установочная мощность генератора определяется в зависимости
от тягового класса трактора или грузоподъемности автомобиля и со-
ставляет 200—1000 Вт.

Регуляторы напряжения генераторов переменного тока делятся
на контактно-транзисторные и бесконтактно-транзисторные. Генераторы
переменного тока обладают свойством саморегулирования тока нагруз-
ки, поэтому большинство полупроводниковых регуляторов напряжения
не требует ограничителей тока в цепи генератор — аккумуляторная ба-
тарея.

У контактно-транзисторных регуляторов напряжения воз-
можное нарушение упругости пружин контактного устройства может
вызвать разрегулировку. Полупроводниковые бесконтакт-
ные регуляторы напряжения более совершенны. Они не имеют
подверженных механическому износу подвижных деталей, виброустой-
чивы, не требуют периодических регулировок, быстро действуют и обес-
печивают высокую точность регулирования.

Аккумуляторная батарея предназначена для снабжения электро-
энергией как электрического стартера при запуске двигателя, так и
всех потребителей, когда двигатель остановлен или работает на малой
частоте вращения. Если нагрузка во внешней цени превышает мощ-
ность генератора, аккумуляторная батарея действует совместно с ге-
нератором.

На тракторах и автомобилях преимущественное распространение
получили кислотные (свинцовые) аккумуляторные батареи, у которых
электролитом служит водный раствор серной кислоты. Э. д. с. аккуму-
ляторной батареи равна сумме э. д. с. входящих в нее аккумуляторов.
Промышленность выпускает батареи с номинальным напряжением 6
и 12 В.

Из всех потребителей, которые питает аккумуляторная батарея,
наибольшую, хотя и кратковременную, мощность требует стартер. Но-
минальное напряжение источников тока принято 12 и 24 В. Для улуч-
шения технических показателей в отдельных конструкциях (К-701 и
др.) для стартера используется напряжение 24 В, а для всех остальных
потребителей 12 В. С этой целью применяют две батареи напряжением
по 12 В, которые прн пуске двигателя автоматически соединяются по-
следовательно (24 В) специальным электромагнитным прибором —
пусковым переключателем, а после отключения стартера возвращаются
к параллельному соединению (12 В).

Сейчас наблюдается тенденция перевода всей системы электрообо-
рудования на напряжение 24 В. Повышение номинального напряжения
источников тока с 12 до 24 В позволяет получать одну и ту же мощ-
ность при меньшем в два раза токе. Значит, снижается нагрузка на
аккумуляторную батарею, уменьшаются сечение проводов, размеры
сердечников и магнитопроводов, отпадает необходимость в пусковом
переключателе. Однако в этом случае требуется установка двух после-
довательно соединенных батарей напряжением 12 В каждая.

Дата добавления: 2014-10-31