Техническое обслуживание и ремонт генератора переменного тока

Ведение

Электрический ток вырабатывается в генераторах - устройствах, преобразующих энергию того или иного вида в электрическую энергию. К генераторам относятся гальванические элементы, электростатические машины, термобатареи, солнечные батареи и т.п. Область применения каждого из перечисленных видов генераторов электроэнергии определяется их характеристиками. Так, электростатические машины создают высокую разность потенциалов, но неспособны создать в цепи сколько-нибудь значительную силу тока. Гальванические элементы могут дать большой ток, но продолжительность их действия невелика. Преобладающую роль в наше время играют электромеханические индукционные генераторы переменного тока. В этих генераторах механическая энергия превращается в электрическую. Их действие основано на явлении электромагнитной индукции. Такие генераторы имеют сравнительно простое устройство и позволяют получать большие токи при достаточно высоком напряжении. 
 
В настоящее время имеется много типов индукционных генераторов. Но все они состоят из одних и тех же основных частей. Это, во-первых, электромагнит или постоянный магнит, создающий магнитное поле, и, во-вторых, обмотка, в которой индуцируется переменная ЭДС (в рассмотренной модели это вращающаяся рамка). Так как ЭДС, наводимые в последовательно соединенных витках, складываются, то амплитуда ЭДС индукции в рамке пропорциональна числу витков в ней. Она пропорциональна также амплитуде переменного магнитного потока Ф=BS через каждый виток. Для получения большого магнитного потока в генераторах применяют специальную магнитную систему, состоящую из двух сердечников, сделанных из электротехнической стали. Обмотки, создающие магнитное поле, размещены в пазах одного из сердечников, а обмотки, в которых индуцируется ЭДС, - в пазах другого. Один из сердечников (обычно внутренний) вместе со своей обмоткой вращается вокруг горизонтальной или вертикальной оси. Поэтому он называется ротором. Неподвижный сердечник с его обмоткой называют статором. Зазор между сердечниками статора и ротора делают как можно меньшим. Этим обеспечивается наибольшее значение потока магнитной индукции. В больших промышленных генераторах вращается электромагнит, который является ротором, в то время как обмотки, в которых наводится ЭДС, уложены в пазах статора и остаются неподвижными. Дело в том, что подводить ток к ротору или отводить его из обмотки ротора во внешнюю цепь приходиться при помощи скользящих контактов. Для этого ротор снабжается контактными кольцами, присоединенными к концам его обмотки. Неподвижные пластины - щетки - прижаты к кольцам и осуществляют связь обмотки

ротора с внешней цепью. Сила тока в обмотках электромагнита, создающего магнитное поле, значительно меньше силы тока, отдаваемого генератором во внешнюю цепь. Поэтому генерируемый ток удобнее снимать с неподвижных обмоток, а через скользящие контакты подводить сравнительно слабый ток к вращающемуся электромагниту. Этот ток вырабатывается отдельным генератором постоянного тока (возбудителем), расположенным на том же валу. В маломощных генераторах магнитное поле создается вращающимся постоянным магнитом. В таком случае кольца и щетки вообще не нужны. Появление ЭДС в неподвижных обмотках статора объясняется возникновением в них вихревого электрического поля, порожденного изменением магнитного потока при вращении ротора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Краткая характеристика объекта

 

Несмотря на то, что многие автолюбители, когда речь заходит об источниках электрической энергии, в первую очередь вспоминают об аккумуляторной батарее, главной “электростанцией” автомобиля является все-таки генератор. В современных автомобилях применяются вентильные генераторы. Это синхронные трехфазные электрические машины переменного тока, которые — как отечественные, так и зарубежные — имеют очень похожие конструкции и отличаются, если оставить в стороне качество изготовления, только габаритами, расположением присоединительных мест и отдельных узлов. Генераторная установка предназначена для обеспечения питанием электропотребителей,  входящисистему электрооборудования, и зарядки аккумуляторной батареи при работающем двигателе автомобиля. Выходные параметры генератора должны быть таковы, чтобы в любых режимах движения автомобиля не происходил прогрессивный разряд аккумуляторной батареи. Кроме того, напряжение в бортовой сети автомобиля, питаемой генераторной установкой, должно быть стабильно в широком диапазоне изменения частоты вращения и нагрузок.

Последнее требование вызвано тем, что аккумуляторная батарея весьма чувствительна к степени стабильности напряжения. Слишком низкое напряжение вызывает недозаряд батареи и, как следствие, затруднения с пуском двигателя, слишком высокое напряжение приводит к перезаряду батареи и, ускоренному выходу ее из строя. Не менее чувствительны к величине напряжения лампы освещения и сигнализации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2. Техническое обслуживание и ремонт генератора переменного тока

2.1 Основные характеристики и устройство генератора типа 37.3701

 

Максимальная сила тока отдачи при 14 В и частоте вращения ротора 5000

мин1, А........ 55 (45*)

Пределы регулируемого напряжения, В........ 14,1±0,5

Максимальная частота вращения ротора, мин-1........ 13000

Передаточное отношение двигатель-генератор........ 1 : 2,04

 

С 1988 г. на автомобилях ВАЗ-2107 применяется трехфазный генератор переменного тока типа 37.3701 со встроенным выпрямительным блоком и микроэлектронным регулятором напряжения. На небольших партиях автомобилей ВАЗ-2107 могут быть установлены генераторы производства Болгарии, Словении или Германии. Эти генераторы взаимозаменяемы с генератором 37.3701 по характеристикам и установочным размерам, но несколько отличаются по конструкции.

 

 

 

 

 

 

 

 

Генератор 37.3701

а — регулятор напряжения и щеточный узел у генераторов выпуска с 1996 г.; 1 — крышка генератора со стороны контактных колец; 2 — болт крепления выпрямительного блока; 3 — контактные кольца; 4 – шариковый подшипник вала ротора со стороны контактных колец; 5 — конденсатор 2,2 мкФ ±20% для подавления радиопомех; 6 — вал ротора; 7 — провод общего вывода дополнительных диодов; 8 — зажим "30" генератора для подключения потребителей; 9 — штекер "61" генератора (общий вывод дополнительных диодов); 10 — провод вывода "Б" регулятора напряжения; 11 — щетка, соединенная с выводом "В" регулятора напряжения; 12 — регулятор напряжения; 13 — щетка, соединенная с выводом "Ш" регулятора напряжения; 14 — шпилька для крепления генератора к натяжному устройству; 15 — крышка генератора со стороны контактных колец; 16 — крыльчатка вентилятора со шкивом привода генератора; 17 — полюсный наконечник ротора; 18 — шайбы крепления подшипника; 19 — дистанционное кольцо; 20 — шариковый подшипник вала ротора со стороны привода; 21 — стальная втулка; 22 — обмотка ротора (обмотка возбуждения); 23 — сердечник статора; 24 — обмотка статора; 25 — выпрямительный блок; 26 — стяжной болт генератора; 27 — буферная втулка; 28 — втулка; 29 — поджимная втулка; 30 — вывод "В" регулятора напряжения; 31 — щеткодержатель

 

 

Рис. Схема соединений системы генератора 37.3701

1 — аккумуляторная  батарея; 2 — отрицательный диод; 3 — дополнительный диод; 4 — генератор; 5 — положительный диод; 6 — обмотка статора; 7 — регулятор напряжения; 8 — обмотка ротора; 9 — конденсатор для подавления радиопомех; 10 — монтажный блок; 11 — контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи в комбинации приборов; 12 — вольтметр; 13 — реле зажигания; 14 — выключатель зажигания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1 Организация  рабочего места слесаря 

техническое обслуживание ремонт генератор

Рабочее место – это часть производственной площади, закреплённой за данным рабочим (бригадой). Со всем необходимым оборудованием, инструментом, материалами и принадлежностями, которые рабочие применяют для выполнения производственных задач. При организации рабочих мест учитываются следующие требования:

1. На посты рабочих  мест должны поступать тщательно  вымытые детали;

2. Рабочее место должно  предусматривать максимальную экономию  движений рабочего;

3. Рабочее место должно  быть оснащено механизацией и  хорошим освещением, необходимой  документацией и спец. тарой;

4. На рабочем месте  должно находится то, что требуется для выполнения задания;

5. Принадлежности и инструменты  должны находится на расстоянии вытянутой руки, причём располагаться они должны так, чтоб брать их в строгой последовательности;

6. Всё берётся левой  рукой с левой стороны;

7. Режущий инструмент  должен находится на деревянной подставке, чтоб уберечь их от затупления;

8. Чертежи должны находиться  на видном месте;

9. Рабочий, в течение рабочего  времени, не должен отвлекаться  и отлучаться;

10. Рабочий должен пользоваться  только тем инструментом, который  требуется по принадлежности, предохранять  инструмент от повреждений и  грязи;

           11. По окончании рабочего времени, рабочий обязан привести в порядок рабочее место.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Неисправности генератора автомобиля ВАЗ-2107 и способы их устранения.

 

Плохой контакт между щетками и контактными кольцами ротора

Возникает при загрязнении и замасливания контактных колец, большом износе щеток контактных колец, уменьшении давления пружин на щетки и зависании щеток в щеткодержателях . При таких неисправностях повышается сопротивление в цепи возбуждения, и следовательно, уменьшается мощность генератора. Напряжение генератора до заданной величены достигает только при повышенной частоте вращения ротора.

Для устранения неисправности снимают щеткодержатель и проверяют состояние щеток и контактных колец ротора. При необходимости протирают их тряпкой, смоченной бензином. Окисленную поверхность колец зачищают стеклянной шкуркой зернистостью 100-140;изношенные кольца протачивают. Щетки должны свободно перемещать в щеткодержателе. Щетки, изношенные до высоты менее 7 мм ,заменяют.

Давление пружины на щетку должно быть в пределах 180-260 гс .Для определения давления пружины каждой щетки надо удалить из щеткодержателя одну щетку, а другой щеткой, оставшейся в щеткодержателе, нажать на чашку стрелочных весов Щетка будет входить в щеткодержатель и когда она будет выступать из щеткодержателя на 2 мм, дозамеряют показания стрелки весов. Эта величина и будет тем давлением, с которым пружина прижимает щетку к контактному кольцу ротора .Также проверяют давление пружины другой щетки.

ОБРЫВ ОБМОТКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ чаще всего возникает в местах пайки концов обмотки к контактным кольцам. Обрыв в обмотке возбуждения определяется омметром или контрольной лампой.

Эта неисправность устраняется безкислотной пайкой мягкими припоями. Когда обрыв произошел внутри катушки , производят замену или перемотку катушки.

При обрыве обмотки возбуждения в обмотке статора будет индуктироваться э. д.с. не более 5 В ,обусловленная остаточным магнетизмом стали ротора.

ЗАМЫКАНИЕ ОБМОТКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ НА КОРПУС РОТОРА происходит при разрушении изоляции обмотки. Замкнутая на корпус заворачивается и по ней не будет проходить ток В результате генератор работать не будет.

Замыкание обмотки на корпус определяют контрольной лампой при напряжении 220-500 В. Один проводник соединяют с любым контактным кольцом, а другой –с сердечником или валом ротора. Лампа будет гореть, когда обмотка замкнута на корпус. Если невозможно изолировать обмотку от корпуса, ее заменяют.

МЕЖВИТКОВОЕ ЗАМЫКАНИЕ В КАТУШКЕ ОБМОТКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ возникает вследствие разрушения изоляции провода обмотки при перегреве или механическом повреждении. В результате уменьшается сопротивление цепи обмотки возбуждения . Следовательно, повысится температура обмотки, что будет причиной еще большего разрушения изоляции провода и замыкания между собой большего количества витков катушки.

При работе генератора с регуляторами РР127 и РР380 ток возбуждения генератора замыкается через контакты регулятора. Следовательно, при снижении сопротивления обмотки возбуждения через контакты регулятора