УДК 629.113.066

ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ, ПРИМЕНЯЕМОСТЬ И УСТРОЙСТВО ГЕНЕРАТОРА Г 288Е

Гумелёв Василий Юрьевич1, Пархоменко Александр Викторович2, Рогачёв В.Д.3
1Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище (военный институт) имени генерала армии В.Ф. Маргелова, канд. техн. наук
2Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище (военный институт) имени генерала армии В.Ф. Маргелова, доцент
3Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище (военный институт) имени генерала армии В.Ф. Маргелова, доцент, канд. техн. наук

Аннотация
Рассмотрены взаимозаменяемость автомобильных генераторов переменного тока Г 288Е, устанавливаемых на автомобиле Урал-4320-31, их применяемость и устройство.

Ключевые слова: автомобильные генераторы постоянного тока, выпрямительный блок, обмотка возбуждения, обмотка статора, ротор, статор, щетки


INTERCHANGEABILITY, AND THE APPLICABILITY OF THE DEVICE GENERATOR G 288E

Gumelev Vasiliy Yurevich1, Parhomenko Aleksandr Viktorovich2, Rogachev V.D.3
1Ryazan high airborne command school (the military institute) name of the General of the army V. Margelov, Candidate of technical Sciences
2Ryazan high airborne command school (the military institute) name of the General of the army V. Margelov, Associate Professor
3Ryazan high airborne command school (the military institute) name of the General of the army V. Margelov, Associate Professor, Candidate of technical Sciences

Abstract
Considered interchangeable automotive alternators G 288E, installed on the car Ural-4320-31, their applicability and the device.

Библиографическая ссылка на статью:
Гумелёв В.Ю., Пархоменко А.В., Рогачёв В.Д. Взаимозаменяемость, применяемость и устройство генератора Г 288Е // Современная техника и технологии. 2013. № 2 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2013/02/1663 (дата обращения: 26.05.2017).

На автомобиле Урал-4320-31 устанавливаются генератор Г 288Е или 1702.3771. Кроме этих генераторов могут быть установлены их аналоги согласно таблице 1. Внешний вид и устройство автомобильного генератора переменного тока Г 288Е представлено в соответствии с рисунком 2.

 

Т а б л и ц а 1 – Основные технические характеристики генераторов,
взаимозаменяемых с генераторами 1702.3771 и Г 288Е

Модель

Номинальное

напряжение,

В

Номинальный

ток, А

Модель

Номинальное

напряжение,

В

Номинальный

ток, А

3232.3771

28

60

Г 273В1

28

45

1312.3771

28

50

1322.3771

28

50

Г 1000Б.21

28

36

959.3701

28

50


1 – шкив; 2 – крыльчатка вентилятора; 3 – передняя крышка; 4 – статор;

5 – задняя крышка; 6 – вывод Л1 (переменное фазовое напряжение); 7 – щеткодержатель со щетками; 8 – вывод «+» генератора

Рисунок 1 – Генератор Г 288Е

Согласно таблице 2 представлены его основные характеристики.

 

Т а б л и ц а 2 Основные характеристики генератора Г 288Е

Номинальное напряжение В 28
Ток нагрузки номинальный А 47
Номинальная мощность Вт 1000
Частота вращения ротора при напряжении 28 В:

- без нагрузки;

- при токе нагрузки не более 30 Амин -1

 

 

1180

1900

Максимальная частота вращения мин -18000Ток возбужденияАот 1,5 до 1,7Масса генератора без шкивакг10Длинамм230Диаметрмм174Применяемость автомобили с двигателями ЯМЗ-236, ЯМЗ-238; автомобили КамАЗ-4310 с двигателем 740.10 .

 

 

Генератор Г 288Е трехфазный, синхронный генератор переменного тока со встроенным выпрямительным блоком, водостойкого исполнения предназначен для работы в качестве источника электрической энергии параллельно с аккумуляторными батареями в системе электрооборудования автомобиля. Устройство генератора 1702.3771 и других генераторов, устанавливаемых на двигателе ЯМЗ-238М2, во многом аналогично устройству Г 288Е.

Генератор Г 288Е представляет собой 12-полюсную синхронную электрическую машину со встроенным выпрямительным блоком, с приточной вентиляцией. Водостойкое исполнение генератора обеспечивается применением соответствующих покрытий поверхности его деталей и пропиткой обмоток водостойкими лаками. Поэтому автомобиль может преодолевать брод без повреждений генератора и сохранением его работоспособности после преодоления брода.

Общее устройство генератора представлено согласно рисунку 2.

Генератор состоит из следующих основных частей: ротора 4; статора 11; выпрямительного блока 9; передней 12 и задней крышки 10; щеткодержателя 6 со щетками 5; шкива привода 2 с вентилятором 1.


1 – вентилятор; 2 – шкив; 3, 7 – шарикоподшипники; 4 – ротор; 5 – щетки;

6 – щеткодержатель; 8 – кольца контактные; 9 – блок выпрямительный;
10 – крышка со стороны контактных колец; 11 – статор; 12 – крышка со стороны привода

 

Рисунок 2 – Общее устройство генератора Г 288Е

На вале ротора расположены индуктор (электромагнит с постоянным магнитным полем), контактные кольца 8 для подачи тока на обмотку возбуждения электромагнита, вентилятор 1 и шкив 2 привода для вращения от коленчатого вала двигателя автомобиля. На статоре 11 расположены якорь (обмотки и магнитопровод), передняя 12 и задняя 10 крышки с установленными в них подшипниками ротора. Выводные электрические клеммы «+», «Л1», щеткодержатель 6 с графитовыми щетками 5, полупроводниковый выпрямитель переменного тока 9 установлены в задней крышке [1].

Согласно рисунку 3 обмотка возбуждения генератора 5 намотана непосредственно на стальную втулку вала ротора, изолирована с торцов картонными шайбами 2.


1 – контактные кольца; 2 – изолирующая шайба; 3 – отверстия для балансировки; 4, 7 – клювообразный полюсный наконечник; 5 – обмотка; 6 – втулка; 8 – вал

Рисунок 3 – Ротор генератора Г 288Е

Концы обмотки возбуждения припаяны к контактным кольцам 1. Магнитные N и S полюсы индуктора (на роторе) 4 и 7 имеют цилиндрическую форму с пилообразными торцами, расположенными зубьями против впадин. При этом на боковой цилиндрической поверхности ротора образуется пилообразный зазор, в котором концентрируется магнитное поле индуктора. Участки зазора наклонены относительно образующей цилиндра.

Контактные кольца 6 с щеткодержателем со щетками 5, предназначены для подачи постоянного тока на обмотку возбуждения (рисунок 4).


а б

а – щеткодержатель со щетками; б – устройство щеткодержателя

1 – щеткодержатель; 2 выводы «Ш» щеткодержателя (подсоединение к бортовой сети штекерным разъемом); 3- крышка щеткодержателя; 4 – пружины; 5 – щетки: 6 – контактные кольца

Рисунок 4 – Контактные кольца ротора и щеткодержатель со щетками

 

Согласно рисунку 5 магнитные полюсы якоря на статоре расположены по образующим цилиндрической поверхности 1. Поэтому при вращении ротора магнитное поле его зазора в области полюса (зубца) статора 3 сначала постепенно нарастает, затем уменьшается до нуля, изменяет направление доходит до максимума, уменьшается и т.д. Такая плавность обеспечивает синусоидальное изменение ЭДС, а главное позволяет избежать резкие удары магнитного поля индуктора по магнитному полю якоря, которые могут привести к механическим повреждениям и выходу генератора из строя. В генераторе Г 288Е на роторе имеется шесть пар зазоров (-N-S-N-), которые позволяют получить за один оборот ротора шесть периодов изменения ЭДС на каждой фазе. С целью уменьшения тепловых потерь в обмотках якоря сердечник 1 статора набирают из листов электротехнической стали толщиной (0,5–1) мм. Обмотка 2 статора у генератора Г 288Е – трехфазная, соединенная треугольником. Общий провод соединяется с корпусом. Каждая фаза состоит из шести последовательно соединенных катушек, расположенных на отдельных полюсах (всего 18 полюсов). Выходные зажимы фаз соединены с выпрямительным блоком, отрицательная шина которого соединена с корпусом.


1 – сердечник (магнитопровод); 2 – обмотка; 3 – полюса (зубцы); 4 – пазовый клин; 5 – выводы обмоток

 

Рисунок 5 – Статор генератора Г 288Е

Крышки генератора отлиты из алюминиевого сплава, который является плохим магнитопроводящим материалом, что способствует тому, что генератор выдает большую удельную мощность. Посадочные места под подшипники и под отверстия в лапах армируют чугунными или стальными втулками. Подшипники закрытого типа со смазкой одноразового наполнения. При эксплуатации в них не требуется добавлять смазку. В задней крышке (со стороны контактных колец) наружное кольцо имеет скользящую посадку, что разгружает подшипник от осевых усилий. Шарикоподшипник, размещённый на валу со стороны привода, фиксирован от осевого перемещения. Передняя крышка имеет вентиляционные отверстия и две лапы, одна из которых служит для крепления к натяжной планке, а другая – для крепления генератора к кронштейну на двигателе. Задняя крышка имеет вентиляционные отверстия, одну лапу для крепления генератора к кронштейну на двигателе. В задней крышке устанавливается выпрямительный блок.

Генератор имеет на задней крышке: изолированный от корпуса вывод «+» для подключения генератора к выводу «+» аккумуляторных батарей и бортовой цепи; изолированные от корпуса выводы «Ш», выполненные в виде двухконтактной штекерной колодки и расположенные на щеткодержателе, для соединения с регулятором напряжения (один вывод – для соединения с выводом «Ш», другой – с «+» регулятора напряжения); неизолированный винт М («масса»), служащей для соединения корпуса генератора с «массой» (корпусом) автомобиля; изолированный от корпуса вывод Л1 (переменное фазовое напряжение) – для подключения к нему тахометра и реле блокировки стартера.

Выпрямительное устройство (блок) служит для двухполупериодного выпрямления трёхфазного тока. На выпрямительном блоке трехфазный синусоидальный переменный ток преобразуется в постоянный ток. Выпрямительное устройство имеет шесть вентилей. Вентиль электрический – электрический прибор с односторонней проводимостью: высокой – для токов одного (прямого) направления и низкой – для токов противоположного (обратного) направления. Примеры вентилей: диоды, ртутные вентили, тиристоры. Электрические вентили используют для выпрямления переменного тока, коммутации электрических цепей, преобразования сигналов и других целей [2].

В качестве выпрямителей на автомобильных генераторах применяются кремниевые диоды, которые размещаются в выпрямительном блоке, установленном в задней крышке генератора со стороны контактных колец. В выпрямительных блоках типа БПВ использованы силовые диоды типа Д104-20
и Д104-20Х способные работать при большом диапазоне температур и в условиях сильных электромагнитных излучений. Диоды этого типа в полной мере отвечают требованиям к военной автомобильной технике, которая должна сохранять свою работоспособность в различных климатических зонах и выдерживать воздействия поражающих факторов ядерного оружия.

Устройство выпрямительного блока представлено согласно рисунку 6.


1 – фазные выводы; 2,3 – положительная и отрицательная шины; 4 – диод

Рисунок 6 – Выпрямительный блок типа БПВ

Электрическая схема генератора Г 288Е представлена в соответствии с рисунком 7.


Рисунок 7– Электрическая схема генератора Г 288Е

Фазы обмотки статора (якоря) генератора Г 288Е соединены в «треугольник». Устройство генератора Г 288Е представлено согласно рисунку 8 [3].


1 – крышка со стороны контактных колец; 2 – прокладка; 3 – щеткодержатель в сборе; 4 – щеткодержатель; 5, 6 – щетка; 7 – крышка щеткодержателя; 8, 9, 12, 13, 23, 25, 30, 39 – шайба; 10 – болт; 11, 29– гайка; 14, 35 – втулка; 15 – болт контактный; 16 – кольцо контактное; 17 – чашка ротора; 18 – блок выпрямительный; 19 – статор; 20 – кольцо разрезное; 21 – ротор; 22, 38,40, 41 – винт; 24 – шпонка; 26 – втулка распорная; 27, 28 – фаза статора; 31 – шкив генератора Г-288Е; 32 – вентилятор; 33 – крышка; 34 – шкив генератора Г-287Е; 36, 37 – шарикоподшипник; 42 – скоба; 43 – крышка заднего подшипника

 

Рисунок 8 – Устройство генератора Г 288Е

 

У генераторов переменного тока фазы могут соединяться в «звезду» или «треугольник». Каждое из этих соединений имеет свои достоинства и недостатки. У трехфазной обмотки различают фазные и линейные напряжения и токи. Фазные напряжения действуют между выводами обмоток фаз, а токи протекают в этих обмотках. Линейные напряжения действуют между проводами, соединяющими обмотку статора с выпрямителем, и в них протекают линейные токи. Выпрямитель выпрямляет подводимые к нему линейные величины.

При соединении в «треугольник» фазные токи в раза меньше линейных, а у «звезды» линейные и фазные токи равны. Это значит, что при том же отдаваемом генераторе токе, ток в обмотках фаз при соединении в «треугольник» значительно меньше, чем у «звезды». Поэтому в генераторах большой мощности часто применяют соединение типа «треугольник», так как при меньших токах обмотки можно наматывать более тонким проводом, что технологичнее. Однако линейное напряжение у «звезды» в раз больше фазного, в то время как у «треугольника» они равны. Значит для получения такого же выходного напряжения при тех же частотах вращения ротора «треугольник» требует увеличенного числа витков его фаз по сравнению со «звездой». Это значит, что генератор с соединением фазных обмоток якоря (статора) «звезда» отдает в бортовую сеть номинальное напряжение при меньшей частоте вращения его ротора и аккумуляторные батареи начинают раньше заряжаться.

Более тонкий провод можно применять и при соединении типа «звезда». В этом случае обмотку статора выполняют из двух параллельно соединенных обмоток, каждая из которых соединена в «звезду», то есть соединением «двойная звезда» [1, 4].


Библиографический список
  1. Данов, Б. А. Электрооборудование автомобилей КамАЗ [Текст] / Б. А. Данов, В. Д. Рогачев – М. : Транспорт, 2000. – 126 с.
  2. Большая Советская Энциклопедия [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://bse.sci-lib.com, свободный. – Загл. с экрана
  3. Руководство по эксплуатации 238ДЕ-3902150 РЭ. Двигатели ЯМЗ-238БЕ, ЯМЗ-238БЕ2, ЯМЗ-238ДЕ, ЯМЗ-238ДЕ2 [Текст] : – Ярославль . ОАО «Автодизель». 2007. – 332 с.
  4. Акимов, С. В. Электрооборудование автомобилей [Текст] / С. В. Акимов, Ю. П. Чижков – М. : ЗАО «КЖИ» «За рулем», 2004. – 384 с.


Все статьи автора «Гумелёв Василий Юрьевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: