GENERÁTOR Összeállította: Szalai Zoltán 2008
GÉPJÁRMŰ GENERÁTOROK CSOPORTOSÍTÁSA Működés elve szerint: - mozgási indukció: - mágnes áll, tekercs forog (dinamó) - tekercs áll, mágnes forog (generátor) Pólus kialakítás szerint: - körmös pólusú generátor - kiálló pólusú generátor - vezetőelemes-forgórészű generátor A fázistekercsek kapcsolása szerint: - csillag kapcsolás (60A-ig) - delta kapcsolás (60A-felett) Gerjesztési mód szerint: - pozitívgerjesztésű, külső szabályzású - negatívgerjesztésű, külső szabályzású - öngerjesztésű negatívszabályzású beépített szabályzóval - öngerjesztésű pozitívszabályzású külső szabályzóval - öngerjesztésű negatívszabályzású külső szabályzóval - öngerjesztésű pozitív-negatív szabályzású anódházas gerjesztődiódákkal, külső szabályzóval Feszültség egyenirányítása szerint: - mechanikus egyenirányítású / kommutátoros/-- dinamó - félvezetővel (diódával) egyenirányított -- generátor A töltésellenőrző áramkör kialakítása szerint: - relével működtetett - feszültségkülönbséggel Hűtés módja szerint: - levegőhűtésű (ventilátor lapáttal ellátott) - vízhűtésű - olajhűtésű DINAMÓ Feladata: - fogyasztók árammal való ellátása - akkumulátor töltése Működési elv: mágneses (mozgási) indukció elv alapján, ahol a mágnes áll tekercs forog. Ha a tekercs mágneses mezőn halad keresztül (erővonalai metszik a vezetőkeretet) benne feszültség indukálódik. A keletkezett feszültséget a szénkeféken (pozitív, negatív) keresztül tudjuk a fogyasztókhoz vezetni egyenirányítva.
Ahhoz, hogy a dinamó megfelelő teljesítményt adjon le szabályozni kell az indukált feszültség értékét. Amelyet úgy lehet megtenni, hogy az állórészben nem állandó mágnest, hanem elektromágnest alkalmazunk amelynél változtatható a mágneses tér erőssége és így az indukált feszültség értéke is. Ekkor az indukált feszültség egy részét szabályzott körülmények között szénkefékről visszavezetjük a gerjesztő tekercsre ezt hívjuk öngerjesztésnek. Felépítése, részei: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. ház forgórész vasmag kivezetés (csatlakozás) kommutátor szénkefés pajzs meghajtó oldali pajzs pólusvas gerjesztő tekercs szénkefetartó Indukált feszültség értéke: Ui = B* l * v Ui indukált feszültség értéke B mágneses indukció l vezető hossza v elfordulás sebessége Indukált feszültség egyenirányítása: - kommutátorral történik
Szinuszos feszültség egyenirányítása: /váltakozó feszültség/ (pozitív félhullámok) /lüktető egyenfeszültség/ Dinamó rajzjelölése: Dinamó betűjelölése: D+ - dinamó pozitív kivezetés (pozitív pólus) D- - dinamó negatív kivezetés (negatív pólus) DF - gerjesztőtekercs Az állórész kapcsolásának lehetőségei a dinamónál: a, pozitív szabályzású generátor b, negatív szabályzású generátor Hátránya: - robosztus kialakítás, nagy súly - viszonylag alacsony teljesítmény - alacsony fordulatszámon nem tölt rendesen - viszáramkapcsolót igényel Előnye: - egyszerűbb felépítés Hibái, javítása: - ékszíjtárcsa kopás / tárcsa csere / - szénkefe kopás / szénkefe csere / - kommutátor kopás / felszabályzás-lapka sorjátlanítás / - tekercszárlat, szakadás / újratekercselés vagy csere / - csapágy kopás, berágódás /csapágy csere/ - kontaktus hiba / csatlakozó oxidmentesítés vagy csere /
GENERÁTOR Feladata: - fogyasztók árammal való ellátása - akkumulátor töltése Működése: A mozgási indukció elvén alapszik, tekercs áll (állórész), mágnes forog (elektromágnes). Ha a tekercsre mágneses mező hat (erővonalai metszik a vezetőt) benne feszültség indukálódik, váltakozó áram keletkezik. Az állórészben a három tekercsrendszer térbeli elrendezése következtében, három, egymáshoz képest 1200 kal eltolt fázisú váltakozó feszültség és áram keletkezik a két pólusú (északi és déli) mágneses tér forgásakor. Több pólus alkalmazásával javul a generátor kihasználása, simább lesz az egyenfeszültség. - háromfázisú váltakozó feszültség: - több pólus alkalmazásával javul a kapott egyenfeszültség hullámossága:
Indukált feszültség egyenirányítása: - a háromfázisú áramot, hat háromfázisú hídba kapcsolt teljesítménydióda egyenirányítja. Az U, V, W tekercságakban keletkező pozitív félhullámot pozitív dióda, negatív félhullámot negatív dióda. (diódák alkalmazásakor gondoskodni kell a jó hőelvezetésről--hűtőborda) Felépítése, részei:
forgórész: - általában 6-12 pólusú forgórész terjedt el, a körmös-pólus feleket a gerjesztőtekercsre tolják rá. Az egymásba nyúló pólusok (körmök) segítik a homogén mágneses mező kialakulását. A pólusok polarizálódnak / 6 déli, 6 északi pólus keletkezik/ működéskor. Ezáltal simább lesz a keletkező egyenáram. A gerjesztőtekercs áramellátása csúszógyűrűkön át történik, szénkeféken keresztül. Generátor jelölése: Pl.: N 1 ( ) 12V 55A 25 N állórész külső átmérője: G: 100-109 mm K: 120-129 mm N: 130-139 mm T: 170-199 mm U: 200 mm-feletti 1 generátor kialakítása: 1 - körmöspólusú generátor 2 - kiállópólusú generátor 3 vezetőelemes forgórészű gen. ( ) forgásirány (hajtásoldal felől nézve) ( ) vagy R akkor jobbra forgás ( ) vagy L akkor balra forgás ( -- ) akkor R,L jobbra és balra is foroghat 12V a generátor névleges feszültsége (V) 55A a generátor névleges árama (A) 25 fordulatszám ( 2/3 névleges áramnál) / 1/perc százban / Körmöspólusú generátor működése kapcsolási rajz alapján:
Az áram útja: Elő gerjesztő kör:- motor nem jár akku+30 GYK JL FSZ Gt akku-31 test. Töltőkör: motor jár CSP U D 1 D+ B akku+30 akku-31 D- D5 W CSP. Így az akkumulátor töltődik Gerjesztőkör: motor jár CSP U D7 FSZ Gt D- D5 W CSP Ha a generátor deltakapcsolású fázistekercsekkel rendelkezik az áram út megegyezik a csillagkapcsolású körmöspólusú generátoréval. Generátor előnyei: - egyszerűbb felépítés - már alacsony fordulatszámon tölti az akkumulátort - kis súly - kis karbantartási igény, megbízható - viszáramkapcsolót nem igényel (diódák miatt) - nagyobb hatásfokú működés mint a dinamónál Hibái javítása: - ékszíjtárcsa kopás / tárcsa csere / - szénkefe kopás / szénkefe csere / - csúszógyűrű kopás / csúszógyűrű felszabályzás / - tekercszárlat, szakadás / újratekercselés vagy csere / - csapágy kopás, berágódás /csapágy csere/ - kontaktus hiba / csatlakozó oxidmentesítés vagy csere / - dióda (egyenirányító hiba) / dióda cseréje hidastul / Állandómágnesű generátor
Részei: - állandómágnest tartalmazó póluskerék - vasmagos feszültségtekercs (lemezelt vasmag) Működése: - a forgó póluskerék váltakozva elhelyezett északi és déli púlusaival váltakozó feszültséget indukál a tekercsben. Egyenirányítása diódákkal történik. Feszültségszabályzó nem szükséges, önszabályzók, a póluskerék fordulatszámának növelésével nő a tekercsben keletkező feszültség, azonban a váltakozó feszültség frekvenciája is nő. Növekvő frekvencián az önindukciós feszültség is nő, amely az indukált feszültség ellen hat. Így a kapocsfeszültség megközelítőleg állandó marad. Indukciós vonalvezetős generátor Felépítése, részei: Működése: A hengeres állórész belső oldalába helyezték el az áramfejlesztő háromfázisú tekercsét. A gép közepét vasmag foglalja el, amelyet csavarok rögzítenek a ház függőleges falához. Ezt a vasmagot veszi körül a gerjesztőtekercs. Az állórész és a vasmag között forog a körmös indukcióvonal-vezető, amely jól mágnesezhető anyagból készült két egymásba nyúló körmös rész. Ezeket belülről nem mágnesezhető acélgyűrű fogja össze. Az indukcióvonalvezetőt egyikoldalon lemez zárja. Ennek közepéhez csatlakozik a hajtótengely vége. Az indukcióvonal-vezető és a rögzített vasmag között egészen kicsi a légrés így a körmös részek a vasmag gerjesztésének megfelelően átmágneseződnek, így ugyan olyan hatást fejtenek ki mint az egyszerű körmös generátor. Jellemzői: - I = 300 600 A - kis karbantartást igényel
Gerjesztőgéppel egybeépített generátor Felépítése: Működése: A gép két részegységből áll, az egyik az áramfejlesztő körmös generátor, a másik a csúszógyűrűk helyett beépített gerjesztő gép, melyek egy tengelyre vannak erősítve. A gerjesztő gép olyan háromfázisú váltakozó áramú generátor, melynek tekercselése különleges. Egyenirányítása hat diódával történik. Az áramközvetítés kefékkel. A feszültségszabályzó a gerjesztő gép álló pólusait vezérli.