O'zgaruvchan tok generatorlarining tuzilishi va ishlash prinsipi tayanh iboralar

Generator quyidagicha ishlaydi. Elektromagnit uyg'otish prinsipiga asoslangan o'zgaruchan tok generatorlari o'z-o'zini uyg'otish xususiyatiga ega emas. Bunday generatorlari ishga tushirish uchun dastlabki daqiqalarda uning uyg'otish chulg'amiga akkumulatordan cho'tka va mis halqalar orqali tok beriladi. Uyg'otish chulg'amidan o'tayotgan tok ta'sirida uning atrofida magnit oqimi hosil bo'ladi (1.19 - rasm). Magnit oqimi 7ning asosiy qismi rotoning tumshuqsimon o'zagining birinchi bo'lagi 3 orqali havoli tirqishni kesib, stator 5 tishchalari va o'zagiga o'tadi, so'ngra havoli tirqishni yana bir bor kesib, rotoning tumshuqsimon o'zagining qarama-qarshi qutblangan ikkinchi bo'lagi 4 ga o'tib, uyg'otish chulg'ami vtulkasi 7 orqali tutashadi. Magnit oqimining qolgan qismi 8 o'zakdan tashqariga taralib ketadi.
Rotor aylanganda statoning harbirtishchasi ostidan rotorning dam musbat, dam manfiy qutblangan tumshuqsimon uchliklari o'tadi, ya'ni stator chulg'amlarini kesib o'tayotgan magnit oqimi yo'nalishi bo'yicha ham, qiymati bo'yicha ham o'zgarib turadi. Natijada, statoning faza chulg'amlarida o'zgaruvchan elektr yurituvchi kuch induksiyalanadi va uning qiymati quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:

Bu yerda: k,-chulg'am koeffitsienti, f- induksiyalangan EYUK chastotasi, W- statoning bitta faza chulg'amlaridagi o'ramlar sbni, F -

magnit oqimi.
Bunda p — juft qutblar soni, n –aylanishlar chastotasi.
Chulg'am koeffitsienti k ning qiymati rotor qutblariga va fazaga to'g'ri keladigan stator tishchalari soni q= 21 lpm ga bog'liq (Z - tishchalar soni, m - fazalar soni) Hozirgi kunda avtomobillarda o’rnatilgan uch fazali (m=3), olti juftli qutbga (p=6) egabo'lgan rotorli o'zgaruvchan tok generatorlari uchun kch quyidagi qiymatlarga ega.
Generatoning stator chulg'amlarida induksiyalangan EYUK ning o'zgarish qonuniyatini ifodalovchi (I.I) formuladagi aylanishlarchastotasi bilan magnit oqimi F dan boshqalario'zgarmas kattaliklar bo'lgani uchun quyidagi belgilashni kiritishimiz mumkin:


U holda (I.I) ifoda quyidagi sodda ko 'rinishga ega bo'ladi:

Stator chulg'amlarida induksiyalangan EYUK ning vaqt bo'yicha o'zgarish xarakteri magnit oqimining stator doirasidagi have) tirqishlarida taqsimlanishiga bog'liq, u esa, o'z navbatida rotor o'zagi uchlikianing shakliga bog'liq. O'zgaruvchan tok generatorlarda asosan, shakli trapetsiyasimon bo'lgan tumshuqsimon uchlik rotor o'zaklari qo'llaniladi. Rotor o'zagining bunday tuzilishi induksiyalangan EYUK ning sinusoidaga yaqin ko'rinishda o'zgarishini ta'minlaydi.

Generatorning stator chulg'amlarida hosil bo'lgan o'zgaruvchan tokni o'zgarmas tokka aylantirish uchun uch fazali, ikki yarimdavrli, ko'priklito'g'rilash sxemasi ishlatiladi.Bu sxema yordamida to'g'rilangan kuchlanishning pulsatsiyasi nisbatan katta bo'lmaydi va hozirgi vaqtda avtomobillarda juda keng ko'lamda qo'llanilayotgan elektronjihozlari me'yorida ishlashinita'minlaydi.

Generator chulg'amlari "yulduz" sxemasi (1.20-rasm) bo'yicha ulanganda, to'g'rilagich quyidagicha ishlaydi. To'g'rilagichdagi diodlar ikki guruhga bo'linib, birinchi guruhdagi diodlaning (VDl, VD2, VD3) anodlari generatoning musbat qutbiga, ikkinchi guruhdagi diodlaning (VD4, VD5, VD6) katodlari manfiy qutbga, ya'ni "massa''ga ulanadi.Har qaysi berilgan daqiqada to 'g 'rilagichda bir vaqtda ikkita diod ishlaydi (ya'ni ochiq bo'ladi) – birinchi guruhdan anodining musbat potensialistator chulg'amlari ulangan tugun 0 nuqtaga nisbatan eng katta bo'lgan diod va ikkinchi guruhdan katodining manfiy potensiali shu 0 nuqtaga nisbatan eng katta bo'lgan diod.

Masalan,.Tokning 0 tugun tomon harakatini musbat, teskari tomonga harakatini manfiy yo'nalish, deb qabul qilingan. Generator ishining dastlabki daqiqalarida statorning L3 chulg'amidagi kuchlanish musbat, L2 chulg'amidagi manfiy qiymatga ega bo'ladi. LI chulg'amda tok yo'q. Bu holda chulg'amlardagi tok rasmdagi ko'rsatkichlar yo'nalishi bo'yicha "+" dan "-" ga harakat qiladi: 0 tugun - L2 chulg'am - VD3 diod - yukiama qarshiligi R - "massa" - D4 diod - L3 chulg'am - 0 tugun. Ya'ni bu daqiqada, to'g'rilagichning VD3 va D4 diodlari ochiq bo'ladi. Boshqa, masalan t daqiqada, LI chulg'amdagikuchlanish musbat, L3 chulg'amdagi – manfiy qiymatga ega bo'ladi. L2 chulg'amda esa tok yo'q. Bu holda tok, iste'molchilarga, ochiq bo'lgan VDJ, VD5 diodlari orqali to'g'rilanib boradi. Harjuft diodlar kuchlanishdagi tebranish davrining taxminan 1/3 qismiga teng vaqt davomida ishlaydi. To'g'rilangan kuchlanishning pulsatsiyalanish chastotasi generator fazalar sonining ikkilangamga teng bo’lib, bir davr davomida olti pulsatsiyadan iborat (1.20-& rasm).
O'zgaruvchan tok generatorlarining afzallik tomonlaridan bin, to'g'rilagich diodlari akkumulatorlar batareyasini stator chulg'amlari orqali razryad bo’lishiga yo'l qo'ymaydi. Bu generator bilan teskari tok relesini ishlatish zarurati yo'qoladi va rostlagich tuzilishi ancha soddalashadi.
O'zgaruvchan tok generatorlari uyg'otilish usiubiga qarab tashqaridan uyg'otiladigan va o'z-o'zini uyg'otuvchi turlargabo'linadi. Avtomobillarda aksariyat holda tashqaridan uyg'otiladigan generatorlar ishlatiladi. Bu usulda (1.21-rasm) tok uyg'otish chulg'ami UCh ga o't oldirish kaliti 0' OK va kuchlanish rostlagichi KR orqali, generator va akkumulatorlar batareyasi AB ning umumiy musbat qutbidan keladi. Natijada dvigatel ishga tushishi bilanoq uyg'otish chulg'amidagi tok o'zining maksimal qiymatiga ega bo'ladi va generatoning kuchlanishi tezlik bilan unumli qiymatiga erishadi. Bu sxemada akkumulatorning zaryadlanishi va yukiama tokining qiymati ampermetr A yordamida nazorat qilinadi.
Generatorlari tashqaridan uyg'otish usuli o'zining soddaligi va yuqori ishonchliligi bilan diqqatga sazovordir. Lekin, generatomi ishga tushirish uchun albatta tashqi tok manba'ning zarurligi va avtomobil nisbatan o'zoq turib qolganda akkumulatorni uyg'otish chulg'ami orqali zaryadszizianish xavfi - bu usulning kamchiliklari hisoblanadi.
Shuning uchun oxirgi vaqtda ba'zi avtomobillarda (masalan, BA3-2110) o'z-o'zini uyg'otish prinsipiga asoslangan o'zgaruvchan tok generatorlari o’rnatilmoqda. Bu turdagi generatorlarda ( 1.22-rasm) uyg'otish chulg 'amiga tok akkumulatordan kelmasdan, baiki quvvati uncha katta bo'lmagan, uch dioddan tuzilganva stator chulg'amlari bilan to'g'rilagich diodlari tutash gan nuqtalarga ulangan qo'shimcha uyg'otish zanjiridan keladi. O'z-o'zini uyg'otuvchi generator me'yorda ishlashining asosiy sharti rotor 0'zaklarining qoldiq magnetizm xususiyatgaega bo’lishi va uyg'otish zanjiri qarshiligining mumkin qadar kichik bo’lishidir. O'z-o'zini uyg'otuvchi generatorlaring stator chulg'amlarida dastlabki kuchlanish rotor o'zaklaridagi qoldiq magnetizm hisobigahosil bo'lgan magnit oqimi ta'sirida vujudga keladi. Qiymati katta bo'lmagan bu EYUK uyg'otish chulg'ami orqali o'tadi va uning atrofida magnit maydonini hosil qiladi. Bu magnit maydoni rotor o'zaklarining magnitlanganlik darajasini oshiradi, natijada rotor 0'zaklari atrofidagi magnit oqim kuchayadi, bu esa, o'z navbatida, generatorning stator chulg'amlarida induksiyalanayotgan EYUK qiymati o 'sishiga olib keladi. Bujarayon uzluksiz davom etadi, natijada generator uyg'onib, ishga tushib ketadi.
O'z-o'zini uyg'otuvchi generatorlaring asosiy kamchiligi shundan iboratki, rotor
o'zaklaridagi qoldiq magnetizm ta'sirida hosil bo'ladigan magnit oqimining ancha sustligi, generator to la ishga tushishi uchun zarur bo Igan uyg'otish tokiga erishish uchun rotorning aylanishlar chastotasi nisbatan yuqori bo’lishi kerak. Bundan tashqari, uyg'otish zanjiri qarshiligining ozgina ortishi ham generator uyg'onishining ishonchlilik darajasini kamaytiradi. Shuning uchun uyg'otishning bu usuli qo'llangan ba'zi generatorlarda qo'shimcha, tashqaridan uyg'otish tadbiri ham ko'riladi.
Zamonaviy generatorlaring ba'zi turlarida, ulari quvvatini oshirish maqsadida, to'g'rilagich blokiga ikki dioddan tashkil topgan qo'shimcha yelka o’rnatilmoqda, (1.22-rasmda punktir chiziq bilan ko'rsatilgan). To'g'rilagichning bunday sxemasini stator chulg'amlaning faqat "yulduz" usuli bilan ulangan holda ishlatish mumkin,
chunki qo'shimcha yelka generatorning umumiy zanjirga "yulduz" sxemasining nol nuqtasidan ulanadi.
To'g'rilagichning VD7, VD8 diodlardan tashkil topgan qo'shimcha yelkasi generatoning faza kuchlanishining o'zgarish shakli sinusoidadan farqli bo'lgan hollarda ishga tushadi. Bu hol, yuqorida ko'rsatilgandek, generatoning yukiamasi ortishi bilan kuchliroq namoyon bo'ladi. Kuchlanishning o'zgarish shakli qanday bo'lishidan qat'iy nazar uni ma'lum sinusoidalar yig'indisi ko'rinishiga keltirish mumkin. Bu sinusoidalar uchinchi garmonikalar deb yuritiladi. Birinchi garmonikaning chastotasi faza kuchlanishining chastotasiga mos keladi, uchinchi garmonikaning chastotasi esa birinchisinikiga nisbatan uch marta yuqori bo'ladi (1.23-rasm). VD7, VD8 diodlar aynan uchinchi garmonika kuchlanishini to'g'rilaydi va generatoningm nominal quvvatini taxminan 12...15 % ga oshirish imkonini beradi.