Генератор переменного тока

 

Использование: изобретение относится к машиностроению. Сущность изобретения: генератор переменного тока содержит корпус с обмоткой статора, установленный на валу в подшипниковых узлах якорь, щеточные узлы и элемент привода. Щеточные узлы расположены соосно валу якоря таким образом, что пятно контакта размещено перпендикулярно и соосно валу якоря, при этом подвижная щетка является подвижной вдоль оси и подпружинена упругим элементом к неподвижной щетке. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системе электроснабжения транспортного средства.

Известен генератор Г222 (Акимов С.В. и др. Электрическое и электронное оборудование автомобилей. М. Машиностроение, 1988, с. 15), содержащий, в частности, корпус с обмоткой статора, ротор с обмоткой, подшипниковые узлы, щеточные узлы, шкив привода, крыльчатку охлаждения. Ротор с обмоткой приводится во вращение с помощью шкива ременной передачи, при этом на обмотку ротора подается ток возбуждения от аккумуляторной батареи. В обмотке статора индуцируется электрический ток, который подается в систему электроснабжения автомобиля.

Недостатком является то, что радиально расположенные щетки не обеспечивают достаточную долговечность работы генератора, особенно на больших оборотах, так как вследствие большой линейной скорости на поверхности контактных колец температура щеток резко увеличивается, что приводит к повышенному износу последних. Кроме того, из-за радиального биения вала якоря на больших оборотах происходит отрыв щеток от поверхности контактных колец, что ухудшает коммутацию щеточного узла.

За прототип выбран генератор типа 37.3701 (Вершигора В.А. и др. Автомобиль ВАЗ-2108. М. ДОСААФ, 1986, с. 195), содержащий, в частности, статор с обмоткой, якорь, включающий ротор и обмотку возбуждения, шкив, щеточные узлы, подшипниковые узлы. Электрический ток от аккумуляторной батареи, протекающий по обмотке возбуждения, создает вокруг полюсов якоря магнитный поток. При вращении ротора его полюса меняют по величине и направлению рабочий магнитный поток, проходящий через статор. Этот переменный магнитный поток создает в обмотке статора электродвижущую силу.

Недостатком является то, что генератор с радиально расположенными щетками не обладает достаточной долговечностью, затруднено применение такого генератора при больших оборотах.

Цель изобретения повышение надежности и работоспособности генератора переменного тока.

Для достижения цели в известном генераторе переменного тока, содержащем статор с обмоткой, якорь, шкив привода, подшипниковые узлы, щеточные узлы, последние расположены соосно валу таким образом, что пятно контакта размещено перпендикулярно и соосно валу якоря, при этом одна из щеток, образующих пятно контакта, установлена подвижно с возможностью осевого перемещения.

При таком расположении щеточных узлов повышается работоспособность и надежность генератора, так как в этом случае площадь контакта уменьшается до минимально возможной величины, которая определяется только параметрами передаваемого электрического сигнала. В сравнении с прототипом, у которого площадь кольцевого элемента контактирующей пары составляет 345 мм², в предлагаемом изобретении площадь контакта равняется 40 мм² при сохранении всех прочих равных условий. Отсюда следует снижение износа щеток, улучшаются условия эксплуатации, так как колебания в осевом направлении, как правило, ниже, чем колебания в радиальном направлении.

На фиг. 1 показан предлагаемый генератор переменного тока; на фиг. 2 щеточный узел; на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 2.

Генератор переменного тока (фиг. 1) содержит корпус с обмоткой статора 1, якорь, включающий вал 2 якоря и обмотку 3 возбуждения, подшипниковые узлы 4, крыльчатку 5 охлаждения, шкив 6 привода, щеточные узлы 7.

Щеточный узел (фиг. 2) содержит неподвижную щетку 8, прикрепленную посредством кронштейна 9 к корпусу генератора, и подвижную в осевом направлении щетку 10, установленную соосно с валом 2 якоря с помощью изолятора 11, поджимаемую к неподвижной щетке 8 упругим элементом 12 и ограниченную во вращении относительно изолятора 11 при помощи штифта 13.

Работает генератор переменного тока (фиг. 1) следующим образом. Напряжение от аккумуляторной батареи подается посредством щеточных узлов 7 на обмотку 3 возбуждения ротора, при этом ротор приводится во вращение через шкив 6 привода. Ток возбуждения создает вокруг полюсов якоря магнитный поток. При вращении якоря его полюса меняют по величине и направлению рабочий магнитный поток, проходящий через статор. Этот переменный магнитный поток создает в обмотке статора электродвижущую силу. Электрический ток снимается с обмотки статора и подается в систему электроснабжения автомобиля.

Щеточный узел работает следующим образом.

Ток возбуждения подается на неподвижную щетку 8 и поступает на подвижную щетку 10, поджимаемую упругим элементом 12 к неподвижной щетке 3 и вращающуюся вместе с изолятором 11, плотно посаженным на валу 2 якоря. Подвижная щетка 10 зафиксирована от проворачивания относительно изолятора 11 посредством штифта 13. Ток возбуждения от подвижной щетки 10 поступает на обмотку возбуждения якоря.

Формула изобретения

ГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий корпус с обмоткой статора, установленный на валу в подшипниковых узлах якорь, щеточные узлы, пятна контакта которых расположены перпендикулярно валу якоря, и элементы привода, отличающийся тем, что щеточные узлы расположены оппозитно друг другу и соосно с валом якоря так, что пятна контакта размещены соосно с валом якоря, при этом по крайней мере один из элементов щеточного узла, образующих пятно контакта, установлен упруго с возможностью осевого перемещения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3