Принципиальными недостатками генераторов постоянного тока является
наличие вращающейся якорной обмотки и коллектора. В генераторе
переменного тока отсутствует коллектор, а якорные обмотки неподвижны.
Это исключает значительную часть дефектов, снижает объем технического
обслуживания, дает возможность увеличить частоту вращения генератора, а
следовательно, улучшить баланс электроэнергии.
Был разработан генератор с отдельно расположенным селеновым
выпрямителем, выбор которого был в то время оправдан тем, что кремниевых
диодов для автомобильных генераторов еще не было, а селеновые
выпрямители выпускались отечественной промышленностью для автобусных
генераторов переменного тока. Комплект генераторной установки
переменного тока состоял из генератора Г-259 (12 В, 28А), селенового
герметичного выпрямителя 100Л26-У и реле-регулятора РР-41А. Испытаний
эта генераторная установка не выдержала. Основные недостатки —
затрудненный монтаж и чрезмерный нагрев селенового выпрямителя.
Затем был разработан генератор переменного тока мощностью 350 Вт с
встроенными кремниевыми диодами. Опытные образцы таких генераторов типа
Г-138 завода АТЭ и Г-260М завода КАТЭК, работавшие совместно с
двухэлементными реле-регуляторами РР-125 завода АТЭ-1, выдержали
стендовые испытания в течение 3800 ч и эксплуатационные при пробегах до
50 тыс. км. При испытании было обнаружено перемещение витков статорной
обмотки и межвитковые замыкания, так как обмотки не имели пропитки.
Одновременно было принято решение о разработке единого генератора
переменного тока для всех автомобильных заводов. Генератор Г-250
мощностью 500 Вт был разработан заводом КАТЭК и НИИавтоприборов.
Испытания этого генератора, который имел, в частности, отдельные диоды,
выявили следующие дефекты: разрушение изоляции статорной обмотки из-за
перегрева; разрушение подшипников; зависание щеток; износ контактных
колец; выход из строя диодов. Завод АТЭ-1 внес в генератор ряд
изменений, чтобы устранить эти дефекты (увеличены размеры вентиляционных
окон в крышках, ввел усиленную про-питку обмотки статоров для устранения
межвитковых замыканий, а в подшипниках — смазку ЛД-31 вместо
применявшейся ранее ОКБ-122-7 и т. п.). Одним из значительных
конструктивных изменений явилось введение блока диодов вместо
применявшихся ранее отдельных диодов. Однако при испытаниях была
обнаружена недостаточная вибропрочность блоков и низкое качество сборки
полупроводникового элемента с алюминиевым радиатором. С помощью
конструктивных и технологических мероприятий эти недостатки были
устранены.
Длительные стендовые испытания генераторов и реле-регуляторов
проводятся, как правило, на многопозиционных стендах, имеющих раму для
крепления генераторов и реле-регуляторов и один или несколько
электродвигателей переменного тока. Для изменения частоты вращения
генераторов служат сменные шкивы.
Стенды для лабораторной проверки генераторов и реле-регу-ляторов имеют
переменную частоту вращения. Генератор крепится на стенде и приводится
во вращение клиновидным ремнем, как, например, на стенде ГАРО, или через
соединительную муфту, как, например, в динамометрической машине фирмы
УЕМ (ГДР). Частота вращения на стенде изменяется или при помощи
вариатора (стенд ГАРО) или путем изменения частоты вращения приводного
двигателя, включенного по схеме Г — Д (стенд УЕМ).
Генератор переменного тока, который изображен на рис. 108, представляет
собой трехфазную 12-полюсную электрическую машину с встроенным
выпрямительным блоком и проточной вентиляцией. Генератор,
предназначенный для работы в однопроводной схеме электрооборудования
автомобиля с присоединением отрицательного вывода на корпус (массу),
имеет следующие выводы: « + » — для соединения с аккумуляторной батареей
и с потребителями, Ш — для соединения с выводом Ш регулятора напряжения
и «—» для соединения с корпусом регулятора напряжения и массой.
Принципиальная схема соединения генератора и регулятора напряжения на
автомобиле показана на рис. 109.
Генератор состоит из следующих основных частей: статора 12 (рис. 108),
ротора 11, крышки 1 со стороны контактных колец, крышки 10 со стороны
привода, шкива 8 и вентилятора 5. Статор представляет собой пакет,
набранный из пластин электротехнической стали, в восемнадцати пазах
которого заложена трехфазная катушечная обмотка, соединенная в звезду.
Ротор имеет обмотку возбуждения, клювообразные магнитопроводы.
образующие полюса, и контактные кольца 2.
Крышка со стороны колец имеет вентиляционные окна и лапу для крепления
генератора. На крышке крепится пластмассовый щеткодержатель 3 с двумя
щетками 4, одна из которых соединена с корпусом (массой), а другая с
выводом Ш и блоком 13
выпрямительных диодов. Крышка со стороны привода
тоже имеет вентиляционные окна, а также лапы для крепления и натяжной
планки. Вал 7 генератора вращается в двух шарикоподшипниках 9 и 14
закрытого типа со встроенными резиновыми уплотнителями.
Рис. 108. Генератор переменного тока
Рис. 109. Электрическая схема генератора и
регулятора напряжения: I — генератор; II — регулятор напряжения
На передний конец вала надет на шпонке 6 шкив 8 с
вентилятором 5. При вращении якоря вентилятор просасывает воздух через
генератор, вследствие чего он охлаждается.
Постоянный ток от аккумуляторной батареи через регулятор напряжения,
щетки генератора н контактные кольца течет по обмотке возбуждения,
создавая постоянный магнитный поток. Этот магнитный поток замыкается
через клювообразные магни-тоириводы, воздушный зазор и пакет железа
статора. При вращении ротора в катушках обмотки статора наводится
переменная э. д. с., которая выпрямляется блоком диодов, соединенным в
схему Ларионова (трехфазного моста с двухполупериодным выпрямителем).
Ниже приведена техническая характеристика генератора Г-250П1:
Номинальное напряжение в В..........12
Начальная частота вращения возбуждения генератора в холодном состоянии,
при которой достигается напряжение 12,5 В, в об/мин при токе нагрузки:
0 . . ............................................900, не более
28 А.......................2100, не более
Начальная частота вращения возбуждения генератора в горячем состоянии в
об/мин при токе нагрузки:
0 ..................................................950, не более
28 А............................................2200, не более
Максимальная сила тока в А ..... - 40 ± 5
Масса в кг..............................................5,4