УДК 623.09

БЕСКОНТАКТНЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР ГП-10А

Кудрявцев Анатолий Михайлович1, Гумелёв Василий Юрьевич2, Чимэдсурэн Сэр-од3
1Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище (военный институт) имени генерала армии В.Ф. Маргелова, старший преподаватель
2Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище (военный институт) имени генерала армии В.Ф. Маргелова, кандидат технических наук
3Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище (военный институт) имени генерала армии В.Ф. Маргелова, курсант

Аннотация
В статье рассмотрены особенности устройства и работы двухкаскадного генератора переменного тока, установленного на двигателях многоцелевых машин.

Ключевые слова: вентиль, генератор, каскад, обмотка возбуждения, ротор, статор


CONTACTLESS ELECTRIC GENERATOR GP-10A

Kudryavtsev Anatoly Mikhailovich1, Gumelev Vasiliy Yuryevich2, Chimedsuren Ser-od3
1Ryazan high airborne command school (the military institute) name of the General of the army V. Margelov, senior teacher
2Ryazan high airborne command school (the military institute) name of the General of the army V. Margelov, candidate of technical Sciences
3Ryazan high airborne command school (the military institute) name of the General of the army V. Margelov, cadet

Abstract
The article describes the features and operation the two-stage alternating current generator installed on engines multipurpose vehicles.

Keywords: cascade, excitation winding, valve


Библиографическая ссылка на статью:
Кудрявцев А.М., Гумелёв В.Ю., Чимэдсурэн С. Бесконтактный вентильный генератор ГП-10А // Современная техника и технологии. 2013. № 11 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2013/11/2532 (дата обращения: 02.10.2017).

В настоящее время генераторы переменного тока уверенно вытесняют генераторы постоянного тока в системах электроснабжения многоцелевых гусеничных и колесных машин благодаря значительным преимуществам, таким, как:

- более высокая удельная мощность;

- упрощенная конструкция генератора из-за отсутствия трущихся частей, а при наличии в генераторе переменного тока контактных колец, нагрузка как механическая, так и электрическая в контактной паре щетки-кольца, значительно ниже, чем в контактных парах щеточно-коллекторного узла генератора постоянного тока;

- возможность увеличить частоту вращения ротора, поскольку размещение обмотки возбуждения на роторе позволяет снизить его массу и устранить нагруженный – механически и электрически – щеточно-коллекторный узел.

- возможность увеличения частоты вращения позволяет производить отдачу тока в бортовую сеть уже и на холостых оборотах двигателя;

- значительное снижение массы меди вследствие увеличения угловой скорости движения проводников ротора;

- улучшение условий для охлаждения, поскольку основная, наиболее нагруженная, обмотка, в которой возникает электрическая энергия, размещается на статоре генератора;

- возможность жидкостного охлаждения в конструкциях генераторов без контактных колец;

- упрощение конструкции системы электрического снабжения машины, поскольку исключается необходимость автомата обратного тока и ограничителя тока;

- снижение эксплуатационных затрат, увеличение надежности генератора и срока службы из-за отсутствия щеточно-коллекторного узла.

Под вентильным генератором принято понимать синхронный генератор переменного тока с полупроводниковыми выпрямителями (вентилями), выполняющими функции щеточно-коллекторного узла генератора постоянного тока.

В настоящее время в конструкции систем электроснабжения многоцелевых гусеничных и колесных машин используются два типа вентильных генераторов:

- однокаскадные, с контактными кольцами, например, генераторы Г-290;

- двухкаскадные, бесконтактные, например, генераторы ГП-10А.

Генератор ГП-10А (рисунок 1) предназначен для питания электроэнергией потребителей машины и для подзарядки аккумуляторных батарей.

Мощность генератора составляет 11 кВт, номинальный электрический ток нагрузки 400 А, номинальное напряжение, поддерживаемое регулятором напряжения 28,5 В. Масса сухого генератора 27,5 кг. Привод на ротор генератора от двигателя машины осуществляется через гидромуфту двигателя. Рабочий диапазон часто вращения ротора 3400 – 9000 мин -1.

Генератор представляет собой  двухкаскадную трехфазную шестиполюсную синхронную электрическую машину переменного тока бесконтактного исполнения, со встроенным возбудителем переменного тока, со встроенным выпрямителем и жидкостным (масляным) охлаждением.

Каждый каскад представляет собой отдельный вентильный генератор, первый каскад А служит возбудителем для второго каскада Б – основного генератора.

А – возбудитель (1-й каскад); Б – основной генератор (2-й каскад); В – силовой выпрямительный блок;

1 – обмотка возбуждения возбудителя; 2 – основная обмотка возбудителя;
3 – выпрямительный блок возбудителя; 4  – обмотка возбуждения генератора;
5 – основная обмотка генератора; 6 – силовой выпрямительный блок; 7 – вал ротора; 8 – канал подвода охлаждающей жидкости; 9 – окно для выводного провода «+»; 10 – штепсельный разъем; 11 – жиклеры; 12 – отверстия для слива охлаждающей жидкости

– обозначение пути движения постоянного тока;

– обозначение пути движения переменного тока

Рисунок 1– Генератор ГП-10А и его принципиальное устройство

Возбудитель (рисунок 2) представляет собой маломощную трехфазную синхронную машину индукторного типа со встроенной в ротор системой выпрямления, которая обеспечивает напряжением обмотку возбуждения (индуктор) основного генератора. Исполнение возбудителя прямое: обмотка возбуждения 3 размещается на статоре генератора, а основная обмотка 4 с вентильным выпрямителем 5 – на роторе.

Обмотка возбуждения возбудителя состоит из 10 полюсов, в магнитопроводах которых, для создания начального магнитного потока при работе генератора в режиме самовозбуждения, имеются пластины из магнитного сплава – викалоя.

1 – корпус генератора; 2 – вал ротора; 3 – обмотка возбуждения возбудителя (светлая полоса в сердечниках полюсов – постоянный магнит); 4 – основная обмотка возбудителя; 5 – выпрямитель возбудителя; 6 – обмотка возбуждения генератора; 7– основная обмотка генератора; 8 – вентили выпрямителей и радиаторы охлаждения; 9 – вспомогательный штепсельный разъем;10 – выводной болт «+» генератора; 11 – окно для выводного провода; 12 ­– штуцер подвода масла от главной масляной магистрали двигателя машины; 13 – отверстие подачи масла в полый вал ротора; 14 – жиклеры в отверстиях вала ротора; 15 – сливные отверстия в корпусе генератора

Рисунок 2 – Устройство генератора ГП-10А

Катушки обмотки соединяются последовательно: вывод «минус» подключен к одноименному выходу выпрямителя основного генератора (рисунок 3) 1, вывол «плюс» выводится к вспомогательному разъему 4 генератора, для подключения к регулятору напряжения.

Основная обмотка возбудителя, уложена в пазах железа ротора, выполнена трехфазной, по схеме звезды с изолированной нулевой точкой. Концы этой обмотки подсоединены к двухполупериодному выпрямителю 1 (шесть диодов Д204-20), который размещается на роторе совместно с основной обмоткой возбудителя.

Основной генератор (рисунок 2) представляет собой конструкцию обратного исполнения: основная обмотка генератора 7 размещается на статоре, а обмотка возбуждения 6 – на роторе.

Обмотка возбуждения генератора состоит из восьми полюсов, катушки которых соединены последовательно и подключены к выходу выпрямителя возбудителя.

Основная обмотка генератора (рисунок 3) состоит из двух параллельных обмоток 1ООГ и 2ООГ, соединенных звездой (двойная звезда), смещенных по пазам статора одна относительно другой на 30 электрических градусов для уменьшения пульсации выходного напряжения генератора.

1 – возбудитель; 2 – основной генератор; 3 – полюсной вывод «+»;  4 – вспомогательный штепсельный разъем; ОВВ – обмотка возбуждения возбудителя; ООВ – основная обмотка возбудителя; VD19 – VD24  вентили выпрямителя возбудителя; ОВГ – обмотка возбуждения основного генератора; 1ООГ, 2ООГ – основные обмотки генератора; VD1 – VD6, VD7 – VD12 вентили силового выпрямительного блока; VD13 – VD15, VD16 – VD17 вентили вспомогательных выпрямителей

Рисунок 3 – Электрическая схема генератора

Каждая обмотка статора подключена в силовом выпрямительном блоке VD1 – VD6, VD7 – VD12 к своему выпрямителю, выполненному по схеме Ларионова (по 6 диодов типа В7-200). Плюсовые зажимы силовых выпрямителей объединены и выведены к изолированному зажиму «+Я» на корпусе генератора (поз. 10 рисунка 2), минусовые зажимы этих выпрямителей соединены с корпусом внутри генератора поскольку генератор выполнен по однопроводной схеме.

Кроме того, от каждой обмотки статора через однополупериодные выпрямители (по три диода типа Д204-20) сделан вывод к вспомогательному разъему генератора 9 (поз. 4 на рисунке 3), который используется для подключения регулятора напряжения, счетчика моточасов и т.п.

Поскольку внутри генератора нет вращающихся электрических контактных пар, то его охлаждение производится путем прокачки охлаждающей жидкости через внутренние полости, например масла от системы смазки базового двигателя.

Для подвода масла в крышке корпуса силового выпрямительного блока имеется специальный штуцер 8 согласно рисунку 1 (поз. 12 согласно рисунку 2), через который масло поступает в полость силового выпрямительного блока 8, заполняя свободное пространство, проходит через радиаторы силовых вентилей, охлаждая их и поступает в центральное отверстие трубчатого вала 13 ротора. Под действием центробежной силы, поток масла проходит через калиброванные отверстия (жиклеры) 14 (рисунок 2) и, превращаясь в масляный туман, отводит тепло от нагретых частей обмоток  статора. Далее масло самотеком через сливные отверстия 12 согласно рисунку 1 (поз. 15 рисунка 2) в нижней части генератора снова поступает в систему смазки двигателя. Подобная система охлаждения, с использованием масла из системы смазки двигателя, позволяет снизить температуру генератора на 15 – 20°С.

Применение в конструкции привода генератора гидравлической муфты, значительно снижает его вибрации, что позволяет осуществить крепление генератора непосредственно к корпусу двигателя.



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: