Автомобильная генераторная установка

ОПИ(;,АИИГ ИЗОБРЕТЕИИЯ Сов Советских Социапнстическнк Республик(51) М. Кл.з Н 02 Р 9/00 Н 02 У 7/14 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(72) Автор изобретения,10. А. Купеев 171) Заявитель Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприборов(54) АВТОИОБИЛЬНАЯ ГЕНЕРАТОРНАЯ УСТАНОВКА Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано длягенераторов, работающих с широким диа-.пазоном изменения частоты вращения инагрузки, преимущественно для автомобильных генераторов.Известны автомобильные генераторы,якорная обмотка которых через выпрямитель подключена к системе электроснабжения. Регулирование выходногонапряжения производится отдельным регулятором 11.Недостатком таких генераторов является высокая частота вращения ротора, при которой генератор 1 начинает 15отдавать мошность,Известны другие генераторы, содержащие на статоре две независимых обмотки с разньй числом витков и выполненные проводом разного диаметра. 20Каждая из обмоток подключается к своему выпрямителю, которые соединеныпараллельно по цепи постоянного тока 2.Недостатком таких электрических 25машин является технологическая сложность намотки двух обмоток проводомразного диаметра и необходимость двухкомплексов выпрямителей, что увеличивает стоимость, 30 2Другие из известных генераторов содержат якорную обмотку, подключенную к переключателю, обеспечивающему в зависимости от тока нагрузки переключение обмоток со звездына треугольник 31.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 41Недостатком этого устройства является недостаточная мощность, отдавае" мая генератором на низких оборотах. Это объясняется тем, что при соеди-;. нении сбмоток генератора по схемезигзаггенератор имеет больаоеиндуктивное сопротивление, ограничивающее выходной ток, Это приводитк низксму испсльэованию активныхматериалов, увеличению массо-габаритных показателей и ухудшеник КПД 5Целью изоберетения является уменьшение массо-габаритных псказателейи увеличение КПТПоставленная цель достигается тем,что в генераторную установку введендсполнительно конденсатор, включен"ный между размыкающим контактом переключателя, соединенного с началомпервой фазы, и замыкающим контактомпереключателя, подключенного к концупервой фазы,15На фиг.1 приведена принципиальнаяэлектрическая схема .ссединений ,обмоток установки; на фиг,2 - токоскоростные характеристики при работе с конденсатором и без него, 20Генераторная установка состоитиз генератора с якорными обмотками1,2 и 3, обмотки возбуждения 4, выпрямительного моста 5, соединенногос якорными обмотками, переключающего устройства б, в состав котороговходят две пары переключающих контактов 7 и 8, конденсатор 7 а и 8 а переключателя, Диоды" 10-13 входят в состав выпрямительного моста 5.Токоскоростнье характеристики,приведенные на фиг.2, показываютвид характеристик при работе генератора с соединением обмсток в"зигзаг" без конденсатора,"треугольник" и "зигзаг" с конденсатором. Нафиг.2 И 1 -соответствует начальнойчастоте вращения ротора генератора привключении статорных обмоток по схемезигзаг; 6 соответствует начальной частоте вращения ротора генератора при включении статорных обмоток по схеме треугольник; йсоответствует оптимальной частотевращения ротора генератора, при которой происходит переключениестаторных обмоток,со схемы зигзаг натреугольник,На характеристиках стрелками показаны схемы включения статорных обмоток генератора,Работа по предложенной схеме осуществляется следующим образом,При запуске двигателя на малойчастоте вращения ротора генератораконтакты 7 и 8 переключающего устройства б включают статорные обмоткипо схеме 1 зигзаг, как показанона фиг .1 (клеммы 86 и 7 б разомкнуты) .Во время положительной полуволнытока в фазе 1 ток протекает от фазы1 через положительный диод 12 выпря- бОмительного моста 5 на нагрузку идалее цепь замыкается через отрицательный диод 13 выпрямительного моста5, через фазу 3, через разомкнутыйконтакт 8 а, через кснденсатор 9, за ряжая его, через фазу 2 и снова фаза 1.Во время обратной полуволны токав фазе 1 ток протекает от фазы 1 че-(емкость разряжается согласнс ЭДС),далее через фазу 3, на выпрямительный мост 5 через положительный диод10 на нагрузку и цепь замыкается через отрицательный диод 11, В периодкогда токи, фаз 1 и 2 не равны, разностный ток добавляется к току нагрузки и улучшает токоскоростную характеристику.Как видно иэ сказанного выше,конденсатор 9, включенный в переключающее устройство б, во время обратной полуволны оказывается включеннымсогласно с ЗДС, наводимой в статорныхобмотках, что обеспечивает увеличениевыпрямленного тока.Процесс заряд-разряд емкости происходит непрерывно с чередованием,при этом индуктивное сопротивлениеобмоток 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, предложеннаясхема включения позволяет значительно повысить отдаваемую мощность генератора (заштрихованная площадь) начастотах, незначительно превышающихчастоту начала отдачи и(, т.е, приэтих оборотах практически отдаетсяполная мощность генератора, что яв -ляется очень важным фактором.При дальнейшем увеличении частотывращения ротора генератора (до лп )контакты 8 б и 7 б переключающего устройства б включаются, схема включениястаторных обмоток переключается натреугольник и работа генераторапроисходит обычным образом.Технико-экономический эффект пред- .ложенной схемы определяется улучшением токоскоростной характеристикиповышением отдаваемой мощности приравной отдаче генератора и повышениемкоэффициента использования активныхматериалов, т.е. практически при прежних габаритах и весе генераторнойустановки увеличивается отдаваемаямощность,Лабораторные испытания макетныхобразцов, проведенные в НИИавтоприборов, показали эффективность предложенной схемы, в результате чегократность отдаваемой мощности серийных генераторов на малых частотахвращения ротора генератора повысиласьв 3 раза,Формула изобретенияАвтомобильная генераторная установка, содержащая генератор с трехфазной792524 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, подсоединен5 конец фазы, сдвинутой по отношению к первой на 120 эл. град. начало этой фазы соединено с концом следу 1 ощей фазы, начало которой подключено к замыкающему контакту переключателя, соеО диненному с концом первой Фазы, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения КПД и снижения масса-габаритных показателей, введен конденсатор, включенный между размыкающим контактом переключателя, соединенногос началом первой Фазы,и замыкающимконтактом переключателя, подключенно"го к концу первой Фазы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 . 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, 21 с 32, 1973.4, Патент ФРГ 9 2108178,кл, Н 02 У 7/14, 1977.792524 е.8 Составитель А.Лебедеведактор З.Ходакова Техред Е,Гаврилешко Корректор Л.И ПодписноСР к лиал ППП Патент 1, г.ужгород, ул.Пр ая 9597/Б 2 Тираж ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, У, Р