Лабораторная работа Источники электрической энергии

Лабораторно-практическое занятие 13

Тема: «Источники электрической энергии»

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

      Изучение принципа действия источников электрической энергии и её потребителей на примере устройства сборочных единиц электрооборудования автомобилей, уяснить правила эксплуатации, освоить приемы разборки и сборки АКБ, генератора для отечественных автомобилей (ЗИЛ-130, ГАЗ-3102, КамАЗ-5320, ВАЗ-2108)

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2.1. Изучить устройство и принцип работы источников электрического тока.

2.2. Разобрать генератор Г250-Г1.

2.3. Собрать генератор Г250-Г1, выполняя операции в последовательности, обратной разборке.

2.4. Изучить устройство генераторной установки Г237-В

2.5. Разобрать генераторную установку Г237-В

2.6. Собрать генераторную установку Г237-В выполняя операции в последовательности, обратной разборке.

2.7. Изучить устройство и принцип работы АКБ

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Наиболее важным звеном в электрической системе любого автомобиля является генератор. Данный агрегат предназначен для выработки электричества, без которого невозможна работа двигателя и всего оборудования. К слову сказать, без генератора мотор работать сможет, но не долго – до разрядки аккумуляторной батареи. Независимо от марки и модели автомобиля

устройство генератора практически одно и то же.

На современные автомобили производители устанавливают трехфазные генераторы переменного тока. Основными частями данного агрегата являются:

1.      корпус, изготовленный из легкосплавного материала;

2.      статор – неподвижная внешняя обмотка, закрепленная внутри корпуса;

3.      ротор – подвижная обмотка, вращающаяся внутри статора;

4.      реле-регулятор напряжения;

5.      выпрямитель напряжения.

 Корпус автомобильного генератора изготавливается из сплавов легких металлов (как правило, применяется дюралюминий) для уменьшения веса устройства. Для обеспечения эффективного теплоотвода в корпусе имеется большое количество вентиляционных отверстий. Устройство системы охлаждения  у разных моделей генераторов различно и зависит от величины рабочих оборотов генератора и от того, насколько тяжелы температурные условия в подкапотном пространстве автомобиля. В передней и задней стенках размещены подшипники, на которых вращается ротор.

Обмотка статора выполняется из медного провода, уложенного в пазы сердечника. Сам сердечник изготавливается из трансформаторного железа, обладающего улучшенными магнитными свойствами. Поскольку генератор трехфазный, у статора имеются три обмотки, соединенные друг с другом треугольником. Из-за того, что устройство во время работы подвержено сильному нагреву, провод обмоток покрыт двумя слоями теплоизоляционного материала. Обычно для этого используется специальный лак.

Ротор – это электромагнит с одной обмоткой, расположенной на валу. Поверх обмотки закреплен ферро-магнитный сердечник диаметром немного меньше внутреннего диаметра статора (на 1,5 – 2 мм). На валу ротора также размещаются медные кольца, соединяющиеся с его обмоткой посредством графитовых щеток. Кольца предназначены для подачи управляющего напряжения с реле-регулятора на обмотку ротора.

Реле-регулятор – это электронная схема, которая контролирует и регулирует напряжение на выходе генератора. Данное реле служит для защиты агрегата от перегрузок и поддерживает напряжение в бортовой сети автомобиля порядка 13,5 В. Более совершенные реле-регуляторы имеют датчик температуры для того, чтобы в зимнее время устройство выдавало более высокое напряжение (до 14,7 В). Устанавливается либо внутри генератора в одном корпусе с графитовыми щетками, либо (чаще всего) вне корпуса, в этом случае щетки крепятся на специальном щеткодержателе.

Выпрямитель, или диодный мост, состоит из шести диодов, расположенных на печатной плате и соединенных между собой попарно по схеме Ларионова. Задача выпрямителя – преобразование трехфазного переменного тока в постоянный. Автомастера нередко называют его «подковой» за внешний вид.

Основополагающий принцип работы автомобильного генератора – возникновение переменного электрического тока в обмотках статора под действием постоянного магнитного поля, образующегося вокруг сердечника ротора. После запуска двигателя ротор приводится в действие приводным ремнем

На обмотку ротора подается напряжение, и возникает магнитный поток. Во время вращения ротора в обмотках статора возникает ЭДС. Реле-регулятор изменяет силу тока в зависимости от нагрузки, снимаемой с положительной клеммы генератора таким образом, чтобы обеспечить зарядку аккумулятора или поддержание уровня его заряда, а также обеспечить электричеством каждое устройство, подключенное к бортовой сети автомобиля.

         На легковых автомобилях в качестве стартерных применяются свинцово-кислотные аккумуляторные батареи. Конструкция аккумуляторных батарей постоянно совершенствуется.

Каждая батарея состоит из шести последовательно соединенных аккумуляторов, объединенных в одном корпусе. Корпус изготавливается из пропилена, стойкого к кислоте и не проводящего ток. Отдельный аккумулятор объединяет чередующиеся положительные и отрицательные электроды, покрытые слоем активной массы. Изоляцию пластин противоположной полярности обеспечивает пластмассовый сепаратор.

Электроды изготавливаются из свинцового сплава. В современных аккумуляторах положительные и отрицательные электроды изготавливаются из свинцово-кальциевого сплава. Такие батареи имеют низкий уровень саморазряда (потеря 50% емкости за 18 месяцев) и минимальный расход воды (1 г/Ач). Это дает возможность полностью исключить добавление воды за период эксплуатации – необслуживаемая аккумуляторная батарея.

4. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

4.1. Опишите конструкцию ротора генератора Г250-Г1

4.2. Опишите принцип работы генератора Г250-Г1

4.3. Привести схему (упрощенную) устройства АКБ

4.4. Дать определение необслуживаемой АКБ

5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какая деталь генератора преобразует трехфазный переменный ток в постоянный?

2. Как извлекаются щетки из щеткодержателя генератора?

3. Сколько опор имеет вал якоря генератора?

4. Сколько батарей содержит 12В АКБ?

5. Из какого металла изготавливают электроды АКБ?