9. Устройство и принцип действия генераторов переменного тока

Генератор переменного тока – машина, преобразующая механическую энергию вращения в электрическую энергию переменного тока. Различают синхронные и асинхронные. Генераторы представляют собой трехфазную электрическую машину, которая состоит из статора, ротора, передней и задней крышек, вентилятора и приводного шкива. Крышки и статор стянуты в единое целое стяжным болтом. Статор представляет собой электромагнит. Он собран из стальных пластин, изолированных друг от друга лаком для уменьшения вихревых токов. На внутренней поверхности статора кренится трехфазная обмотка, которая укладывается в пазы. Их всего 18, и они расположены равномерно по окружности. В каждой фазе имеется 6 катушек, соединенных последовательно. Фазовые обмотки статора соединены звездой: начала обмоток соединены вместе, а их концы присоединены к трем зажимам выпрямительного блока. Ротор состоит из двух клювообразных стальных наконечников катушки возбуждения, помещенной на стальной втулке, которые жестко закреплены на валу. Концы обмотки возбуждения припаяны к контактным кольцам . Эти кольца изолированы от вала ротора изоляционной втулкой, на которую они напрессованы. Вал ротора вращается в шариковых подшипниках, которые крепятся в передней и задней крышках.

На задней крышке закрепляются полупроводниковый выпрямительный блок и щеткодержатель со щетками и пружинами. Ротор вращается от коленчатого вала. Для этого служит приводной шкив. Шкив и вентилятор закрепляются на переднем конце роторного вала. В крышках имеются вентиляционные окна, через которые проходит охлаждающий воздух. Напряжение воздуха - от крыши со стороны контактных колец к вентилятору.

Рис. 2. Генератор: 1 - корпус генератора; 2 - обмотка статора; 3 - ротор; 4 - шкив привода генератора; 5 - ремень; 6 - кронштейн крепления; 7 - контактные кольца; 8 - щетки; 9 - регулятор напряжения; 10 - вывод "30" для подключения потребителей; 11 - вывод "61" для питания цепи амперметра и контрольных ламп на щитке приборов; 12 – выпрямитель.

После включения зажигания ток из аккумулятора через щетки и кольца поступают в обмотку возбуждения ротора и создает магнитное поле. После пуска двигателя начинает вращаться ротор. Магнитное поле полюсов ротора пересекает витки катушек обмотки статора, индуктируя в каждой фазе статора переменную по величине и направлению э. д. с. Переменный ток, полученный в генераторе, подводится к выпрямителю, при помощи которого он преобразуется в постоянный, затем он направляется к потребителям и на подзарядку аккумулятора Вал генератора (ротора) приводится во вращение от шкива, установленного на коленчатом валу двигателя, клиновидным ремнем. Электродвижущая сила в фазных обмотках генератора возникает при пересечении проводников обмотки статора магнитным потоком, созданным обмоткой возбуждения. При замыкании выключателя зажигания ток от аккумуляторной батареи поступает в обмотку возбуждения генератора. Вокруг обмотки возбуждения возникает магнитный поток, рабочая часть которого проходит через втулку и вал, распределяется по клювообразным полюсам одной полярности N, выходит из полюсов этой полярности, пересекает воздушный зазор между ротором и статором, проходит по зубцам и спинке статора, еще раз пересекает воздушный зазор, входит в клювообразные полюса другой полярности S и замыкается через эти полюса опять на втулку и вал.

Часть магнитного потока, созданного обмоткой возбуждения, замыкается по воздуху мимо статора, не охватывая провода его обмотки. Эта часть магнитного потока называется магнитным потоком рассеяния и в наведении электродвижущей силы в обмотке статора не участвует.

При вращении ротора под каждым зубцом статора проходят попеременно то северный, то южный полюс ротора.

Величина магнитного потока, проходящего через зубцы статора при этом изменяется по величине и направлению, пересекая проводники трехфазной обмотки статора, заложенной в пазы между зубцами.