Генератори змінного і постійного електричного струму

žВ даний час на вітчизняних автомобілях встановлюють генератори змінного струму. Це пояснюється їх більшою надійністю, меншою масою і здатністю забезпечувати отримання номінальної напруги та потужності при меншій частоті обертання колінчастого вала двигуна. Однак велика кількість автомобілів, що працюють в автогосподарствах, мають генератори постійного струму, а ряд зарубіжних фірм продовжує випускати автомобілі з такими генераторами.

žГенератор постійного струму складається з двох основних частин: нерухомого корпусу (статора), в якому створюється магнітне поле, і обертового в корпусі якоря 1 з обмотками, в яких індукується ЕРС. У кожній секції обмотки якоря ЕРС змінюється за величиною і напрямку в залежності від положення секції в магнітному полі.
žКінці секції підключені до двох ізольованим діаметрально розташованим на колекторі 2 пластин (ламелів). При певному положенні секції ламелі підходять до двох нерухомим мідно-графітових щіток, що знімає напругу з даної секції. Таким чином, до щіток завжди проводиться напруга, постійне за величиною і напрямку. Магнітне поле створюється •електромагнітами. Обмотки електромагнітів, які називаються обмотками збудження 3, живляться струмом, що виробляється генератором. Кінці обмотки збудження підключені до щіток генератора 4 і 5, тобто паралельно обмоткам якоря. Такі генератори називаються генераторами з паралельним самозбудженням (шунтовими). На початку роботи генератора, поки струм в обмотках збудження відсутня, магнітне поле, в якому обертається якір, що створюється за рахунок залишкового магнетизму в осердях електромагнітів.

žГенератор змінного струму складається також з двох основних частин: статора з нерухомою обмоткою, в якій індукується змінний струм. і ротора, що створює рухливе магнітне поле. Полюси ротора 10 по черзі проходять повз нерухомих котушок, розміщених в пазах з внутрішньої сторони корпусу генератора. При цьому в осердях котушок, розташованих з внутрішньої сторони корпусу генератора, змінюється напрям магнітного потоку, а отже, і напрямок індукованої в котушці ЕРС. Зазвичай число полюсів магніту на роторі і число котушок в корпусі таке, яке необхідне для отримання трифазного струму. У трифазних генераторів обмотки часто мають одну загальну точку-в ній з'єднуються їх кінці. Така схема з'єднання називається «зірка», а загальна точка обмоток — «нульовий». Другі кінці 1-3 обмоток приєднують до двухполуперіодному випрямляча. Магнітне поле ротора може створюватися постійним магнітом або електромагнітом. В останньому випадку до обмотці збудження електромагніту необхідно підводити постійну напругу. Застосування в роторі електромагнітів ускладнює конструкцію генератора, так як потрібно підводити напругу до обертової деталі, проте в цьому випадку можливе регулювання напруги при зміні частоти обертання ротора.

žПри використанні генераторів постійного струму необхідно також обмежувати максимальну силу струму, щоб захистити генератор від перевантажень і відключати батарею від генератора, якщо напруга на його клемах нижче, ніж на клемах акумуляторної батареї, щоб батарея не розряджалася через обмотки генератора. Ці функції виконують відповідно обмежувач струму і реле зворотного струму.

Для регулювання напруги генераторів використовують вібраційні реле, контактно-транзисторні і транзисторні регулятори. Регулювання напруги генераторів постійного струму здійснюється за допомогою електромагнітних вібраційних реле. Зазвичай три електромагнітних реле, які відповідно здійснюють регулювання напруги, обмеження максимальної сили струму і відключення батареї від генератора при непрацюючому генераторі, об'єднують в один блок, званий реле-регулятором

žЩітки обмотки збудження генератора змінного струму ковзають по суцільному кільці, тому можлива робота з більшою частотою обертання, а обмотка збудження надійно закріплена під зірочками. Це дозволяє збільшити передаточне число а приводі від колінчастого валу двигуна до генератора, а отже, напруга на клемах генератора змінного струму досягає номінальної величини при меншій частоті обертання колінчастого валу, ніж у генераторах постійного струму. При цьому зменшується тривалість живлення споживачів струмом від акумуляторної батареї, поліпшуються умови її роботи, а термін служби збільшується.

Щітковий вузол генератора змінного струму більш довговічний, так як щітки ковзають по суцільному кільцю і через них проходить лише струм збудження. У генератора постійного струму щітки стикаються з колектором, що складається з окремих ламелів, і через щітки проходить струм навантаження. Таким чином, генератори змінного струму більш надійні, а обсяг їх технічного обслуговування менше, ніж у генераторів постійного струму. Крім того, генератори змінного струму при тій же потужності, мають менші габаритні розміри і масу в порівнянні з генераторами постійного струму