Автомобильная генераторная установка

 

О П И (.. А И И Е

ИЗОБРЕТЕЙИЯ

Сою» Советских

Социалнстическ ни

Республик (it) 792524

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ1ЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 271078 (21) 2677584/24-07 с присоединением заявки И9— (23) ПриоритетОпубликовано 301280 Бюллетень Ч9 48

Дата опубликования описания 301280 (З1) М. К.

Н 02 Р 9/00

Н 02 У 7/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 629 113,064:621.313 .12..025(088.8) (72) Автор изобретения, !

0 А.Купеев (71) Заявитель

Научно-исследовательский и. экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприборов (54 > АБТОИОБИЛЬНАЯ ГЕНЕРАТОРНАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для генераторов, работающих с широким диа-пазоном изменения частоты вращения и нагрузки, преимущественно для автомобильных генераторов.

Известны автомобильные генераторы, якорная обмотка которых через выпрямитель подключена к системе электроснабжения. Регулирование выходного напряжения производится отдельным регулятором (1).

Недостатком таких генераторов является высокая частота вращения ротора, при которой генератор 1 начинает 15 отдавать мошность.

Известны другие генераторы, содержащие на статоре две независимых обмотки с разньпм числом витков и выполненные проводом разного диаметра. 20

Каждая из обмоток подключается к своему выпрямителю, которые соединены параллельно по цепи постоянного тока (2).

Недостатком таких электрических машин является технологическая сложность намотки двух обмоток проводом разного диаметра и необходимость двух комплексов выпрямителей, что увеличивает стоимость. 30

Другие из известных генераторов содержат якорную обмотку, подключенную к переключателю, обеспечивающему в зависимости от тока нагрузки переключение обмоток со звезды на треугольник (3).

Наличие трехфазного переключения усложняет конструкцию Генератора и снижает надежность.

Наиболее близким техническим ре ением к изобретению является гене- ратор, содержащий трехфазную якорную обмотку и переключатель с двумя парами переключающих контактов, причсм к переключающим контактам подключены соответственно начало и конец одной из фаз, а к замыкающему контакту переключателя, соединенному с началом указанной фазы, подсоединен конец фазы, сдвинутой по отношению к первой на 120 эл.град., начало этой фазы соединено с концом следующей фазы начало которой подключено к замыкающему контакту переключателя, соединенному с концом первой фазы )„4)., Недостатком этого устройства является недостаточная мощность, отдавае" мая генератором на низких оборотах.

Это объясняется тем, что при соеди-;. нении сбмоток генератора по схеме

792524 зигзаг генератор имеет больвое индуктив ное сопротивление, ограничивающее выходной ток. Это приводит к низксму испсльэованию активных материалов, увеличению массо-габаритных показателей и ухудшу.еник КПД 5

11елью изоберетения является уменьшение массо-габаритньх псказателей и увеличение КП)., Поставленная цель достигается тем, что в генераторную установку введен дсполнительно конденсатор, включенный между размыкающим контактом переключателя, соединенного с началом первой фазы, и замыкающим контактом переключателя, подключенного к концу первой фазы.

На фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема -ссединений,обмоток установки; на фиг,2 — токоскоростные характеристики при работе с конденсатором и без него. 2Q

Генераторная установка состоит из генератора с якорными обмотками

1,2 и 3, обмотки возбуждения 4, выпрямительного моста 5, соединенного с якорными обмотками, переключающего устройства б, в состав которого входят две пары переключающих контактов 7 и 8, конденсатор 7а и 8а переключателя. Диоды" 10-13 входят в состав выпрямительного моста 5.

Токоскоростнье характеристики, приведенные на фиг.2, показывают вид характеристик при работе генератора с соединением обмсток в

"зигзаг" без конденсатора,"треугольник" и "зигзаг" с конденсатором. Нафиг.2 Иq -соответствует начальной частоте вращения ротора генератора при включении статорных обмоток по схеме зигзаг ; и соответствует начальной частоте вращения ротора re- 0 нератора при включении статорных обмоток по схеме треугольник ; пй соответствует оптимальной, частоте вращения ротора генератора, при которой происходит переключение статорных обмоток,со схемь зигзаг на треугольник .

На характеристиках стрелками показаны схемы включения статорных обмоток генератора.

Работа по предложенной схеме осуществляется следующим образом.

При запуске двигателя на малой частоте вращения ротора генератора контакты 7 и 8 переключающего устройства б включают статорные обмотки по схеме зигзаг, как показано на фиг .1 (клеммы 86 и 7б разомкнуты) .

Во время положительной полуволны тока в фазе 1 ток протекает от фазы

1 через положительный диод 12 выпря- бО мительного моста.5 на нагрузку и далее цепь замыкается через отриЯтельный диод 13 выпрямительного моста

5, через фазу 3, через разомкнутый контакт 8а, через кснденсатор 9, за- Я5 ряжая его, через фазу 2 и снова фаза 1.

Во время обратной полуволны тока в фазе 1 ток протекает от фазы 1 через фазу 2, через конденсатор 9 (емкость разряжается согласнс ЭДС), далее через фазу 3, на выпрямительный мост 5 через положительный диод

10 на нагрузку и цепь замыкается через отрицательный диод 11. В период когда токи, фаз 1 и 2 не равны, разностный ток добавляется к току наг рузки и улучшает токоскоростную характеристику.

Как видно иэ сказанного выше, конденсатор 9, включенный в переключающее устройство б, во время обратной полуволны оказывается включенным согласно с ЗДС, наводимой в статорных обмотках, что обеспечивает увеличение выпрямленного тока.

Процесс заряд-разряд емкости происходит непрерывно с чередованием, при этом индуктивное сопротивление обмоток статора компенсируется емкостным сопротивлением конденсатора. Поэтому полное внутреннее сопротивление генератора уменьшается, и, следовательно, ток нагрузки генера— тора возрастает, что позволяет обеспечить наибольшее использование активных материалов.

Как видно на фиг.2, предложенная схема включения позволяет значительно повысить отдаваемую мощность генератора (заштрихованная площадь) на частотах, незначительно превышающих частоту начала отдачи и.(, т.е. при этих оборотах практически отдается полная мощность генератора, что яв— ляется очень важным фактором.

При дальнейшем увеличении частоты вращения ротора генератора (до пп ) контакты 8б и 7б переключающего устройства б включаются, схема включения статорных обмоток переключается на треугольник и работа генератора происходит обычным образом.

Технико-экономический эффект пред- . ложенной схемы определяется улучшением токоскоростной характеристики повышением отдаваемой мощности при равной отдаче генератора и повышением коэффициента использования активных материалов, т.е. практически при прежних габаритах и весе генераторной установки увеличивается отдаваемая мощность, Лабораторные испытания макетных образцов, проведенные в НИИавтоприборов, показали эффективность предложенной схемы, в результате чего кратность отдаваемой мощности серийных генераторов на малых частотах вращения ротора генератора повысилась в 3 раза.

Формула изобретения

Автомобильная генераторная установка, содержащая генератор с трехфазной

792524

° якорной обмоткой и переключатель с двумя парами переключающих кснтактов, причем к переключающим контактам подключены соответственно начало и конец одной из фаз, а к замыкающему контах. ту переключателя, соединенному с началом указанной фазы, подсоединен

5 конец фазы, сдвинутой по отношению к первой на 120 эл. град. начало этой фазы соединено с концом следуощей фазы, начало которой подключено к замыкающему контакту переключателя, сое- о диненному с концом первой фазы, о тлича ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения КПД и снижения масса-габаритных показателей, введен конденсатор, включенный между размыкающим контактом переключателя, соединенного с началом первой фазы,и замыкающим контактом переключателя, подключенного к концу первой фазы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . Василевский В.И. и др. Автомобильные генераторы. М., Транспорт, 1978, с.51.

2. Патент Франции 9 2297513, кл. Н 02 К 19/16, 1976.

3. Патент ФРГ 9 1538351, кл. 21с 32, 1973.

4. Патент ФРГ 9 2108178, кл. Н 02 3 7/14, 1977.

792524

nl и>

Составитель A.Ëåáåäåâ

Техред Е,Гаврилешко Корректор Л.Иван

Редактор З.Ходакова

ФИлиал ППП Патент, r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4

Заказ 9597/62 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, F-35, Раушская наб., д.4/5