Katrs modernais transportlīdzeklis ir aprīkots ar elektrisko ģeneratoru, kas ģenerē strāvu borta elektrosistēmas un visu tās ierīču darbībai.Viena no galvenajām ģeneratora daļām ir fiksēts stators.Par to, kas ir ģeneratora stators, kā tas darbojas un darbojas, lasiet šajā rakstā.
Ģeneratora statora mērķis
Mūsdienu automašīnās un citos transportlīdzekļos tiek izmantoti sinhronie trīsfāzu ģeneratori ar pašiedvesmu.Tipisks ģenerators sastāv no fiksēta statora, kas fiksēts korpusā, rotora ar ierosmes tinumu, birstes bloka (kas piegādā strāvu lauka tinumam) un taisngrieža bloka.Visas detaļas ir saliktas salīdzinoši kompaktā konstrukcijā, kas ir uzmontēta uz dzinēja un kurai ir siksnas piedziņa no kloķvārpstas.
Stators ir fiksēta automašīnas ģeneratora daļa, kurai ir darba tinums.Ģeneratora darbības laikā statora tinumos rodas elektriskā strāva, kas tiek pārveidota (rektificēta) un ievadīta borta tīklā.
Ģeneratora statoram ir vairākas funkcijas:
• Nes darba tinumu, kurā tiek ģenerēta elektriskā strāva;
• Veic ķermeņa daļas funkciju, lai pielāgotos darba tinumam;
• Spēlē magnētiskās ķēdes lomu, lai palielinātu darba tinuma induktivitāti un pareizu magnētiskā lauka līniju sadalījumu;
• Darbojas kā siltuma izlietne – noņem lieko siltumu no apkures tinumiem.
Visiem statoriem būtībā ir vienāds dizains un tie neatšķiras dažādos veidos.
Ģeneratora statora dizains
Strukturāli stators sastāv no trim galvenajām daļām:
• Gredzena kodols;
• Darba tinums (tinumi);
• Tinumu izolācija.
Kodols ir samontēts no dzelzs gredzenu plāksnēm ar rievām iekšpusē.No plāksnēm tiek veidots iepakojums, konstrukcijas stingrību un stingrību piešķir metināšana vai kniedēšana.Serdenē ir izveidotas rievas tinumu ieklāšanai, un katrs izvirzījums ir jūgs (kodols) tinumu pagriezieniem.Kodols ir samontēts no plāksnēm ar biezumu 0,8-1 mm, kas izgatavotas no īpašas kvalitātes dzelzs vai dzelzs sakausējumiem ar noteiktu magnētisko caurlaidību.Statora ārpusē var būt spuras, lai uzlabotu siltuma izkliedi, kā arī dažādas rievas vai padziļinājumi, lai savienotos ar ģeneratora korpusu.
Trīsfāzu ģeneratori izmanto trīs tinumus, vienu katrā fāzē.Katrs tinums ir izgatavots no vara izolētas stieples ar lielu šķērsgriezumu (ar diametru no 0,9 līdz 2 mm vai vairāk), kas ir novietota noteiktā secībā serdes rievās.Tinumiem ir spailes, no kurām tiek noņemta maiņstrāva, parasti tapu skaits ir trīs vai četras, bet ir statori ar sešiem spailēm (katram no trim tinumiem ir savi spailes viena vai otra veida savienojumu veidošanai).
Serdes rievās ir izolācijas materiāls, kas aizsargā stieples izolāciju no bojājumiem.Tāpat dažu veidu statoros rievās var ievietot izolācijas ķīļus, kas papildus darbojas kā fiksators tinumu pagriezieniem.Statora bloku papildus var piesūcināt ar epoksīdsveķiem vai lakām, kas nodrošina konstrukcijas integritāti (novērš pagriezienu nobīdi) un uzlabo tā elektroizolācijas īpašības.
Stators ir stingri uzstādīts ģeneratora korpusā, un mūsdienās visbiežāk tiek izmantots dizains, kurā statora serde darbojas kā ķermeņa daļa.Tas tiek īstenots vienkārši: stators ir nostiprināts starp diviem ģeneratora korpusa vākiem, kas ir pievilkti ar tapām - šāds "sviestmaize" ļauj izveidot kompaktas konstrukcijas ar efektīvu dzesēšanu un ērtu apkopi.Populārs ir arī dizains, kurā stators ir apvienots ar ģeneratora priekšējo vāku, un aizmugurējais vāks ir noņemams un nodrošina piekļuvi rotoram, statoram un citām detaļām.
Statoru veidi un īpašības
Ģeneratoru statori atšķiras pēc rievu skaita un formas, tinumu ieklāšanas shēmas rievās, tinumu elektroinstalācijas shēmas un elektriskajiem parametriem.
Atbilstoši tinumu pagriezienu rievu skaitam statori ir divu veidu:
• Ar 18 slotiem;
• Ar 36 slotiem.
Mūsdienās visbiežāk tiek izmantots 36 slotu dizains, jo tas nodrošina labāku elektrisko veiktspēju.Ģeneratorus ar statoriem ar 18 rievām šodien var atrast dažās vietējās agrīnās izlaiduma automašīnās.
Saskaņā ar rievu formu statori ir trīs veidu:
• Ar atvērtām rievām - taisnstūra šķērsgriezuma rievām, tām nepieciešama papildu tinumu pagriezienu fiksācija;
• Ar daļēji slēgtām (ķīļveida) rievām - rievas ir konusveida uz augšu, tāpēc tinumu spoles tiek fiksētas, ievietojot izolējošus ķīļus vai kembrikus (PVC caurules);
• Ar daļēji slēgtām rievām tinumiem ar viena pagrieziena spolēm - rievām ir sarežģīts šķērsgriezums viena vai divu liela diametra stieples vai stieples apgriešanai platas lentes veidā.
Saskaņā ar tinumu ieklāšanas shēmu statori ir trīs veidu:
• Ar cilpu (cilpu sadalītu) ķēdi - katra tinuma vads tiek ievietots serdes rievās ar cilpām (parasti tiek ielikts viens apgrieziens ar divu rievu soli, otrā un trešā tinuma pagriezieni tiek ievietoti šajās rievās - tādējādi tinumi iegūst nobīdi, kas nepieciešama trīsfāzu maiņstrāvas ģenerēšanai);
• Ar viļņu koncentrētu ķēdi - katra tinuma vads tiek ievietots rievās viļņveidīgi, apejot tās no vienas puses uz otru, un katrā rievā ir divi viena tinuma vijumi, kas vērsti vienā virzienā;
• Ar viļņu sadalīto ķēdi - vads arī tiek likts viļņos, bet viena tinuma pagriezieni rievās ir vērsti dažādos virzienos.
Jebkuram kraušanas veidam katram tinumam ir seši apgriezieni, kas sadalīti pa serdi.
Neatkarīgi no stieples ieklāšanas metodes tinumu pievienošanai ir divas shēmas:
• "Zvaigzne" - šajā gadījumā tinumi ir savienoti paralēli (visu trīs tinumu gali ir savienoti vienā (nulles) punktā, un to sākotnējie spailes ir brīvas);
• "Trīsstūris" - šajā gadījumā tinumi ir savienoti virknē (viena tinuma sākums ar otra galu).
Savienojot tinumus ar "zvaigzni", tiek novērota lielāka strāva, šī ķēde tiek izmantota ģeneratoriem ar jaudu ne vairāk kā 1000 vati, kas darbojas efektīvi zemā ātrumā.Savienojot tinumus ar "trijstūri", strāva tiek samazināta (1,7 reizes attiecībā pret "zvaigzni"), tomēr ģeneratori ar šādu pieslēguma shēmu darbojas labāk pie lielām jaudām, un var būt mazāka šķērsgriezuma vadītājs. izmanto to tinumiem.
Bieži vien "trijstūra" vietā tiek izmantota "dubultzvaigžņu" ķēde, tādā gadījumā statoram jābūt nevis trim, bet sešiem tinumiem - trīs tinumus savieno "zvaigzne", bet divas "zvaigznes" slodze paralēli.
Runājot par veiktspēju, statoriem vissvarīgākais ir nominālais spriegums, jauda un nominālā strāva tinumos.Saskaņā ar nominālo spriegumu statori (un ģeneratori) ir sadalīti divās grupās:
• Ar tinuma spriegumu 14 V - transportlīdzekļiem ar borta tīkla spriegumu 12 V;
• Ar spriegumu tinumos 28 V - iekārtām ar borta tīkla spriegumu 24 V.
Ģenerators rada lielāku spriegumu, jo taisngriežā un stabilizatorā neizbēgami notiek sprieguma kritums, un pie ieejas borta elektrotīklā jau tiek novērots normāls spriegums 12 vai 24 V.
Lielākajai daļai automašīnu, traktoru, autobusu un citas tehnikas ģeneratoru nominālā strāva ir no 20 līdz 60 A, vieglajām automašīnām pietiek ar 30-35 A, kravas automašīnām ar 50-60 A, tiek ražoti ģeneratori ar strāvu līdz 150 A un vairāk. smagajai tehnikai.
Ģeneratora statora darbības princips
Statora un visa ģeneratora darbības pamatā ir elektromagnētiskās indukcijas parādība - strāvas rašanās vadītājā, kas pārvietojas magnētiskajā laukā vai atrodas mainīgā magnētiskajā laukā.Automobiļu ģeneratoros tiek izmantots otrais princips - vadītājs, kurā rodas strāva, atrodas miera stāvoklī, un magnētiskais lauks nepārtraukti mainās (griežas).
Kad dzinējs iedarbojas, ģeneratora rotors sāk griezties, tajā pašā laikā spriegums no akumulatora tiek piegādāts tā aizraujošajam tinumam.Rotoram ir daudzpolu tērauda serde, kas, pievadot tinumam strāvu, kļūst par elektromagnētu, attiecīgi rotējošais rotors rada mainīgu magnētisko lauku.Šī lauka lauka līnijas šķērso statoru, kas atrodas ap rotoru.Statora kodols noteiktā veidā sadala magnētisko lauku, tā spēka līnijas šķērso darba tinumu pagriezienus - elektromagnētiskās indukcijas dēļ tajos rodas strāva, kas tiek noņemta no tinuma spailēm, nonāk taisngriežā, stabilizators un borta tīkls.
Palielinoties dzinēja apgriezienu skaitam, daļa strāvas no statora darba tinuma tiek padots uz rotora lauka tinumu - tāpēc ģenerators pāriet pašizdegšanās režīmā un vairs nav nepieciešams trešās puses strāvas avots.
Darbības laikā ģeneratora stators piedzīvo apkures un elektriskās slodzes, kā arī ir pakļauts negatīvai vides ietekmei.Laika gaitā tas var izraisīt izolācijas pasliktināšanos starp tinumiem un elektrisko bojājumu.Šajā gadījumā stators ir jāremontē vai pilnībā jānomaina.Regulāri veicot apkopi un savlaicīgu statora nomaiņu, ģenerators kalpos uzticami, stabili apgādājot automašīnu ar elektroenerģiju.
Publicēšanas laiks: 24. augusts 2023