Fiecare vehicul modern este echipat cu un generator electric care generează curent pentru funcționarea sistemului electric de bord și a tuturor dispozitivelor acestuia.Una dintre părțile principale ale generatorului este statorul fix.Citiți despre ce este un stator de generator, cum funcționează și funcționează în acest articol.
Scopul statorului generatorului
În automobilele moderne și alte vehicule se folosesc alternatoare trifazate sincrone cu autoexcitare.Un generator tipic constă dintr-un stator fix fixat într-o carcasă, un rotor cu o înfășurare de excitație, un ansamblu de perii (furnizează curent înfășurării de câmp) și o unitate redresor.Toate piesele sunt asamblate într-un design relativ compact, care este montat pe motor și are o curea de transmisie de la arborele cotit.
Statorul este o parte fixă a unui alternator de automobile care poartă o înfășurare de lucru.În timpul funcționării generatorului, în înfășurările statorului ia naștere un curent electric, care este convertit (rectificat) și alimentat în rețeaua de bord.
Statorul generatorului are mai multe funcții:
• Poartă o înfășurare de lucru în care se generează un curent electric;
• Îndeplinește funcția unei părți a corpului pentru a găzdui înfășurarea de lucru;
• Joacă rolul unui circuit magnetic pentru a crește inductanța înfășurării de lucru și distribuția corectă a liniilor de câmp magnetic;
• Acționează ca un radiator - elimină căldura excesivă din înfășurările de încălzire.
Toate statoarele au în esență același design și nu diferă într-o varietate de tipuri.
Proiectarea statorului generatorului
Din punct de vedere structural, statorul este format din trei părți principale:
• Miez inel;
• Înfăşurare de lucru (înfăşurări);
• Izolarea înfăşurărilor.
Miezul este asamblat din plăci inelare de fier cu caneluri în interior.Din plăci se formează un pachet, rigiditatea și soliditatea structurii este dată prin sudare sau nituire.În miez, sunt făcute caneluri pentru așezarea înfășurărilor, iar fiecare proeminență este un jug (miez) pentru spirele înfășurării.Miezul este asamblat din plăci cu grosimea de 0,8-1 mm, realizate din calități speciale de fier sau feroaliaje cu o anumită permeabilitate magnetică.Pot exista aripioare în exteriorul statorului pentru a îmbunătăți disiparea căldurii, precum și diverse caneluri sau adâncituri pentru a andoca cu carcasa generatorului.
Generatoarele trifazate folosesc trei înfășurări, una pe fază.Fiecare înfășurare este realizată dintr-un fir izolat de cupru de secțiune transversală mare (cu un diametru de 0,9 până la 2 mm sau mai mult), care este plasat într-o anumită ordine în canelurile miezului.Înfășurările au borne din care se scoate curentul alternativ, de obicei numărul de pini este de trei sau patru, dar există statoare cu șase borne (fiecare dintre cele trei înfășurări are propriile borne pentru realizarea conexiunilor de un tip sau altul).
În canelurile miezului există un material izolator care protejează izolația firului de deteriorare.De asemenea, în unele tipuri de statoare, în caneluri pot fi introduse pene izolatoare, care acționează suplimentar ca fixator pentru spirele înfășurării.Ansamblul statorului poate fi impregnat suplimentar cu rășini epoxidice sau lacuri, ceea ce asigură integritatea structurii (previne deplasarea spirelor) și îi îmbunătățește proprietățile de izolare electrică.
Statorul este montat rigid în carcasa generatorului, iar astăzi cel mai des folosit design este în care miezul statorului acționează ca o parte a corpului.Acest lucru este implementat simplu: statorul este prins între două capace ale carcasei generatorului, care sunt strânse cu știfturi - un astfel de „sandwich” vă permite să creați modele compacte cu răcire eficientă și ușurință de întreținere.Designul este, de asemenea, popular, în care statorul este combinat cu capacul frontal al generatorului, iar capacul din spate este detașabil și oferă acces la rotor, stator și alte părți.
Tipuri și caracteristici ale statoarelor
Statoarele generatoarelor diferă prin numărul și forma canelurilor, schema de așezare a înfășurărilor în caneluri, schema de conexiuni a înfășurărilor și caracteristicile electrice.
În funcție de numărul de caneluri pentru spirele înfășurărilor, statoarele sunt de două tipuri:
• Cu 18 sloturi;
• Cu 36 de sloturi.
Astăzi, designul cu 36 de sloturi este cel mai des folosit, deoarece oferă performanțe electrice mai bune.Generatoarele cu statoare cu 18 caneluri pot fi găsite astăzi pe unele mașini autohtone de ediții timpurii.
În funcție de forma canelurilor, statoarele sunt de trei tipuri:
• Cu caneluri deschise - caneluri cu secțiune transversală dreptunghiulară, necesită fixare suplimentară a spirelor de înfășurare;
• Cu caneluri semiînchise (în formă de pană) - canelurile sunt conice în sus, astfel încât bobinele de înfăşurare se fixează prin introducerea de pene sau cambrici izolatoare (tuburi PVC);
• Cu caneluri semi-închise pentru înfășurări cu bobine cu o singură tură - canelurile au o secțiune transversală complexă pentru așezarea uneia sau două spire de sârmă de diametru mare sau sârmă sub formă de bandă largă.
Conform schemei de așezare a înfășurării, statoarele sunt de trei tipuri:
• Cu un circuit buclă (buclă distribuită) - firul fiecărei înfășurări este plasat în canelurile miezului cu bucle (de obicei o tură este așezată în trepte de două caneluri, spirele celei de-a doua și a treia înfășurări sunt plasate în aceste caneluri - astfel înfășurările capătă deplasarea necesară pentru a genera un curent alternativ trifazat);
• Cu un circuit concentrat de undă - firul fiecărei înfășurări este plasat în caneluri în valuri, ocolindu-le dintr-o parte în cealaltă, iar în fiecare șanț există două spire ale unei înfășurări îndreptate într-o direcție;
• Cu un circuit distribuit cu valuri - firul este, de asemenea, așezat în valuri, dar spirele unei înfășurări în caneluri sunt direcționate în direcții diferite.
Pentru orice tip de stivuire, fiecare înfășurare are șase spire distribuite pe miez.
Indiferent de metoda de așezare a firului, există două scheme de conectare a înfășurărilor:
• „Star” - în acest caz, înfășurările sunt conectate în paralel (capetele tuturor celor trei înfășurări sunt conectate într-un punct (zero), iar bornele lor inițiale sunt libere);
• „Triunghi” - în acest caz, înfășurările sunt conectate în serie (începutul unei înfășurări cu sfârșitul celeilalte).
La conectarea înfășurărilor cu o „stea”, se observă un curent mai mare, acest circuit este utilizat pe generatoare cu o putere de cel mult 1000 de wați, care funcționează eficient la viteze mici.La conectarea înfășurărilor cu un „triunghi”, curentul este redus (de 1,7 ori față de „stea”), cu toate acestea, generatoarele cu o astfel de schemă de conectare funcționează mai bine la puteri mari și un conductor cu o secțiune transversală mai mică poate fi folosite pentru înfăşurările lor.
Adesea, în loc de „triunghi”, se folosește un circuit „stea dublă”, caz în care statorul ar trebui să aibă nu trei, ci șase înfășurări - trei înfășurări sunt conectate printr-o „stea” și două „stele” sunt conectate la sarcina in paralel.
În ceea ce privește performanța, pentru statori, cel mai important lucru este tensiunea nominală, puterea și curentul nominal din înfășurări.În funcție de tensiunea nominală, statoarele (și generatoarele) sunt împărțite în două grupuri:
• Cu o tensiune de înfășurare de 14 V - pentru vehicule cu o tensiune de rețea la bord de 12 V;
• Cu o tensiune în înfășurări de 28 V - pentru echipamente cu o tensiune de rețea de bord de 24 V.
Generatorul produce o tensiune mai mare, deoarece în redresor și stabilizator are loc inevitabil o cădere de tensiune, iar la intrarea în rețeaua electrică de bord se observă deja o tensiune normală de 12 sau 24 V.
Majoritatea generatoarelor pentru mașini, tractoare, autobuze și alte echipamente au un curent nominal de 20 până la 60 A, 30-35 A este suficient pentru mașini, 50-60 A pentru camioane, sunt produse generatoare cu un curent de până la 150 sau mai mult. pentru utilaje grele.
Principiul de funcționare al statorului generatorului
Funcționarea statorului și a întregului generator se bazează pe fenomenul de inducție electromagnetică - apariția curentului într-un conductor care se mișcă într-un câmp magnetic sau se odihnește într-un câmp magnetic alternativ.În generatoarele de automobile, se utilizează al doilea principiu - conductorul în care apare curentul este în repaus, iar câmpul magnetic este în continuă schimbare (în rotație).
Când motorul pornește, rotorul generatorului începe să se rotească, în același timp, tensiunea de la baterie este furnizată înfășurării sale excitante.Rotorul are un miez de oțel multipolar, care, atunci când curentul este aplicat înfășurării, devine un electromagnet, respectiv, rotorul rotativ creează un câmp magnetic alternativ.Liniile de câmp ale acestui câmp intersectează statorul situat în jurul rotorului.Miezul statorului distribuie câmpul magnetic într-un anumit mod, liniile sale de forță traversează spirele înfășurărilor de lucru - datorită inducției electromagnetice, se generează un curent în ele, care este îndepărtat de la bornele înfășurării, intră în redresor, stabilizator și rețeaua de bord.
Odată cu creșterea turației motorului, o parte din curentul din înfășurarea de lucru a statorului este alimentată în înfășurarea câmpului rotorului - astfel încât generatorul intră în modul de autoexcitare și nu mai are nevoie de o sursă de curent terță parte.
În timpul funcționării, statorul generatorului suferă încălzire și sarcini electrice și este, de asemenea, expus la influențe negative ale mediului.În timp, acest lucru poate duce la deteriorarea izolației dintre înfășurări și la defecțiunea electrică.În acest caz, statorul trebuie reparat sau înlocuit complet.Cu întreținerea regulată și înlocuirea în timp util a statorului, generatorul va funcționa în mod fiabil, furnizând în mod stabil mașina cu energie electrică.
Ora postării: 24-aug-2023