Бесщеточные генераторы для камаза

Генераторы с компаундным возбуждением и компенсирующей ёмкостью

Наиболее простым по технической реализации является бесщёточный генератор с компаундным возбуждением и компенсирующей ёмкостью, подключенной к дополнительной обмотке. Такой генератор представляет собой явнополюсную синхронную машину с обмоткой возбуждения в роторе.

Обмотка возбуждения разбита на две секции, концы каждой из которых замкнуты через диод. Таким образом, индуцированный ток в обмотке возбуждения может протекать только в одном направлении, создавая постоянное магнитное поле.

Статор имеет две обмотки: основную и дополнительную. К основной обмотке подключается нагрузка. К дополнительной обмотке подключается компенсирующий конденсатор. Основная обмотка занимает 2/3 пазов статора, а дополнительная 1/3 пазов.

Работает генератор следующим образом. При начале вращения ротора тока в обмотках нет. Однако магнитопроводы статора и ротора имеют остаточную намагниченность. За счёт последней в обмотках начинает индуцироваться ток. Так как за счёт диодов ток в обмотке ротора может протекать только в одном направлении, магнитопровод ротора начинает намагничиваться. При этом вращающееся магнитное поле, создаваемое ротором, индуцирует в обмотках статора электродвижущую силу. Поскольку дополнительная обмотка статора нагружена на конденсатор, через неё начинает протекать переменный ток. Этот переменный ток создаёт переменное, но не вращающееся магнитное поле статора, которое индуцирует электродвижущую силу в обмотке ротора. Под действием этой электродвижущей силы в обмотке ротора возникает ток, который выпрямляется диодами и ещё сильнее намагничивает ротор. Это в свою очередь вызывает увеличение электродвижущей силы и тока в обмотках статора, что в свою очередь ещё сильнее намагничивает ротор. Процесс возбуждения развивается лавинообразно до входа магнитопроводов статора и ротора в режим насыщения. В основной обмотке статора возникает электродвижущая сила номинальной величины. Генератор готов к подключению нагрузки.

При подключении нагрузки к основной обмотке в ней появляется ток, который создает своё магнитное поле. Если бы возбуждение генератора осталось на прежнем уровне, то напряжение на его выходных зажимах снизилось бы по двум причинам: падение напряжения на внутреннем сопротивлении и смещение магнитного поля относительно оси обмотки статора. Однако обмотки статора расположены таким образом, что их магнитные оси повернуты на 90 градусов. За счёт этого происходит поворот магнитного поля ротора в направлении основной обмотки, что увеличивает ЭДС индукции в ней. Чем больше ток основной обмотки — тем больше поворот магнитного поля ротора. Таким образом происходит стабилизация выходного напряжения генератора. Такой способ регулирования называется компаундным.

Генератор с компаундным возбуждением прост по конструкции, обладает малым весом и стоимостью, что обусловило его широкое применение в переносных бензиноэлектрических агрегатах («бензиновые электростанции»). В то же время этому типу генераторов присущ ряд недостатков, а именно:

  • генератор может быть только однофазным;
  • в случае подключения к генератору нагрузки с нелинейным характером сопротивления (например, нагреватель, включенный через диод) процесс компаундирования нарушается — напряжение на выходе генератора может оказаться сильно завышенным.
  • коэффициент полезного действия генератора относительно невысок, так как существенная часть энергии переменного магнитного поля теряется на перемагничивание магнитопроводов, работающих в режиме близком к насыщению.

Устройство

Самыми распространенными, за счет простоты конструкции и практической надежности, являются бесщеточные синхронные генераторы с компаундной системой возбуждения.

Как любая другая электрическая машина, данный генератор состоит из двух ключевых узлов:

  • вращающийся ротор, с расположенными на нем обмотками возбуждения с выпрямительными диодами;
  • неподвижный статор, с основной обмотки которого снимается напряжение для питания потребительской нагрузки, а дополнительная обмотка с компенсирующим конденсатором предназначена для усиления магнитного потока. Обмотки статора питаются напрямую от ступенчатого стабилизатора напряжения и, как правило, соединены по схеме «звезда».

Читайте также: Цепь возбуждения генератора лада калина

При пуске генератора, ток в обмотках ротора индуцируется остаточной намагниченностью железа генератора. За счет кремниевых выпрямительных диодов, ток индуцирует постоянное магнитное поле, которое при вращении приводит к возбуждению ЭДС в статорных обмотках. Замкнутая через компенсирующий конденсатор дополнительная обмотка, усиливает начальную намагниченность и запускает процесс лавинообразного возбуждения генератора, продолжающийся до момента насыщения магнитного потока. После этого, к генератору можно подключать потребительские устройства и агрегаты.

Чтобы подключение нагрузки не приводило к понижению выдаваемого напряжения, применяется компаундное регулирование. Оно осуществляется за счет того, что обмотки статора располагаются таким образом, чтобы оси их магнитных полей были смещены на 90 градусов. При этом, увеличение тока в цепи нагрузки приводит к повороту магнитного поля ротора в сторону основной обмотки и, следовательно, увеличению индуцируемой в ней ЭДС. Выходное напряжение стабилизируется.

Преимущества и недостатки

По сравнению с обычными генераторами бесщёточный имеет ряд преимуществ:

  1. Нет угольной пыли, являющейся причиной электрических пробоев.
  2. Нет необходимости в замене изношенных щеток и проточке коллектора якоря.
  3. Меньшее количество механических конструкций даёт более высокую надежность при минимальных трудозатратах на обслуживание.
  4. На работу бесщёточного синхронного генератора не влияют окружающие климатические условия, его применение экономически целесообразно.
  5. Бесщёточные генераторы просты по конструкции и недороги.

К недостаткам можно отнести то, что данные генераторы могут быть только однофазными и имеют невысокий КПД, что, впрочем, устранимо путем применения системы независимого возбуждения с электронными регуляторами.

Бесщёточный синхронный генератор в настоящее время активно используется в бензиновых электростанциях, в речных и морских судах — везде, где их применение оправдано требованиями повышенной надёжности и долгого срока эксплуатации.

Генератор к которому подходит три провода заменить на генератор к которому подходит четыре провода и наоборот.

На старых КАМАЗАх, которых еще достаточно много, ставился генератор Г273, позже ставился генератор Г273 В1 более мощный, но схема осталась та же и на старую машину можно смело ставить Г273В1.

Такие же генераторы ставились и на МАЗ

На следующем поколении машин ставился уже более продвинутый генератор 1312.3771 и его аналоги. Если его поставить на место генератора Г273В1, то он тоже будет работать.

Генератор Г273В1 28В, 45А. Унаследовал схему и конструкцию генератора Г273. Аккумулятор и генератор связаны через несколько точек, что снижает надежность соединения, но придется с этим мириться. На всех генераторах этого поколения ставится регулятор напряжения Я120 и его модификации.

Регулятор напряжения Я120М1, выполнен по схеме с двумя входами. Один вход для тока возбуждения, второй для включения регулятора. Смысл разделенных входов в том, чтобы ток возбуждения пропускать прямо изнутри генератора, и не проводить его по длинному пути через Вп и СТ – (выключатель приборов и стартера — тоже, что и замок зажигания).

Производители при разработке генератора, разумно решили использовать для этого генератора, давно стоящий на конвейере, ротор от генераторов 14 Вольтовых (сопротивление ротора 4,5 Ома). Чтобы такой ротор мог работать в 28 вольтовом генераторе, на обмотку возбуждения подается пониженное напряжение, для этого обмотка возбуждения питается не от линейного напряжения, а от фазного, которое, как известно, в 1,73 раза меньше линейного. Фазное напряжение снимается со средней точки обмотки генератора. Таким образом, ток возбуждения замыкается от средней точки звезды, через обмотку возбуждения и через выпрямитель (диодный мост)

Читайте также: Обмотка возбуждения генератора это статор или ротор

Для чего стоит мощный резистор на регуляторе напряжения генератора Г273?

Первоначальное возбуждение, как для всех автомобильных генераторов, происходит от аккумулятора. При включении выключателя приборов и стартера (ВП и СТ), плюс 24В, приходит на точку В регулятора напряжения, регулятор открывается, и ток идет от плюса аккумулятора, на плюс генератора. Если на обмотку возбуждения 14 вольтового ротора попадет 24 Вольта, то обмотка почти сразу сгорит, поэтому далее, ток возбуждения идет через мощный резистор 75 Ом. Когда генератор заработал, ток возбуждения идет уже не от выхода генератора, где, действует 28 Вольт, а от средней точки обмотки, где как уже было сказано, напряжение пониженное (этот ток замыкается через диодный мост, поэтому выпрямляется).

То есть, резистор 75 Ом при первоначальном возбуждении ограничивает ток в обмотке ротора, рассчитанной на 12 В. Этот резистор, также, защищает обмотку возбуждения и регулятор напряжения от перегрева при включенном зажигании и неработающем двигателе.

Положительный опыт использования схемы генераторов с дополнительными диодами, определил выпуск следующего поколения генераторов для КАМАЗа. Регулятор напряжения Я120М1, позволяет разделить ток возбуждения и ток управления регулятором. В схеме с дополнительными диодами генератор возбуждается через лампочку маленьким начальным током, а потом, когда генератор заработал, ток возбуждения идет от обмотки генератора и выпрямляется дополнительными диодами. Так возникает короткий путь тока возбуждения. Схема не боится разрядки аккумулятора через обмотку возбуждения, когда включен ВП и СТ, а двигатель не работает.

Применение таких генераторов требует, применение лампочки для ограничения тока первоначального возбуждения. Лампочка стоит в панели приборов и позволяет контролировать работу генератора. В этой схеме появляется дополнительный провод от панели приборов к генератору.

Полезно знать, что в таких генераторах применяется уже свой ротор, рассчитанный на 28 Вольт, его сопротивление около 8-и Ом.

Регуляторы напряжения КАМАЗовских генераторов

Я120 М1, аналоги 77.3702 , 443.3702 412.3702

Я120М12 , аналог 77.3702-01

регулятор генератора Г273 с гасящим резистором 75Ом Внутри установлен регулятор Я120М1

Регулятор генератора с доп диодами 1312.3771. Внутри установлен регулятор Я120М1 или Я120 М12

Регулятор напряжения рекомендуется Я120М12, хотя работает и Я120М1

По вопросу замены регуляторов напряжения на КАМАЗ

Нужно ставить на генератор только тот регулятор напряжения, который стоял, другой не подойдет. То есть, на Г273В1 не подойдет регулятор от генераторов 1312 (без резистора). На генераторы 1312.3771 и его его односхемные модели, нельзя ставить генератор с резистором, или надо его переделывать, проще купить такой какой нужно.

3112.3771 аналог 6582.3701 Генераторы большого размера , но выполнены по такой же схеме с доп. диодами, и их, в крайнем случае, тоже можно заменить на Г 273В1

Есть еще «Ураловский» генератор 1702.3771

Теперь основной вопрос темы.

Можно подключить генератор Г 273 вместо генератора с доп. диодами, к которому подходит 4 провода (Г273В1 нужно только 3) ?

Можно. Провод лампочки остается лишним. Лампочка престает работать, но контролировать зарядку можно по амперметру.


источники:

https://dmsht.ru/besschetochnye-generatory-dlya-kamaza