Кожны сучасны транспартны сродак абсталяваны электрагенератарам, які выпрацоўвае ток для працы бартавой электрасістэмы і ўсіх яе прылад.Адной з асноўных частак генератара з'яўляецца нерухомы статар.Пра тое, што такое статар генератара, як ён працуе і працуе, чытайце ў гэтым артыкуле.
Прызначэнне статара генератара
У сучасных аўтамабілях і іншых транспартных сродках выкарыстоўваюцца сінхронныя трохфазныя генератары з самаўзбуджэнне.Тыповы генератар складаецца з нерухомага статара, замацаванага ў корпусе, ротара з абмоткай узбуджэння, шчотачнага вузла (якая падае ток у абмотку ўзбуджэння) і выпрамніка.Усе дэталі сабраны ў адносна кампактную канструкцыю, якая мацуецца на рухавіку і мае раменную перадачу ад каленчатага вала.
Статар - гэта нерухомая частка аўтамабільнага генератара, якая нясе працоўную абмотку.Падчас працы генератара менавіта ў абмотках статара ўзнікае электрычны ток, які пераўтворыцца (выпрамляецца) і падаецца ў бартавую сетку.
Статар генератара выконвае некалькі функцый:
• Нясе рабочую абмотку, у якой утвараецца электрычны ток;
• Выконвае функцыю корпуснай часткі для размяшчэння рабочай абмоткі;
• Гуляе ролю магнітаправода для павелічэння індуктыўнасці рабочай абмоткі і правільнага размеркавання сілавых ліній магнітнага поля;
• Дзейнічае як радыятар - адводзіць лішняе цяпло ад абмотак нагрэву.
Усе статары маюць практычна аднолькавую канструкцыю і не адрозніваюцца разнастайнасцю тыпаў.
Канструкцыя статара генератара
Канструктыўна статар складаецца з трох асноўных частак:
• Кольцавы стрыжань;
• Працоўная абмотка (абмоткі);
• Ізаляцыя абмотак.
Стрыжань сабраны з жалезных кольцавых пласцін з пазамі на ўнутраным боку.З пліт фармуюць пакет, калянасць і трываласць канструкцыі надаюць зваркай або клёпкамі.У стрыжні зроблены пазы для кладкі абмотак, а кожны выступ з'яўляецца ярмом (стрыжнем) для віткоў абмоткі.Асяродак сабраны з пласцін таўшчынёй 0,8-1 мм, вырабленых са спецыяльных гатункаў жалеза або ферасплаваў з пэўнай магнітнай пранікальнасцю.На вонкавым боку статара могуць быць рэбры для паляпшэння адводу цяпла, а таксама розныя пазы або паглыбленні для стыкоўкі з корпусам генератара.
Трохфазныя генератары выкарыстоўваюць тры абмоткі, па адной на фазу.Кожная абмотка выканана з меднага ізаляванага дроту вялікага перасеку (дыяметрам ад 0,9 да 2 мм і больш), які ў пэўным парадку змяшчаецца ў пазы стрыжня.Абмоткі маюць клемы, з якіх адводзіцца пераменны ток, звычайна колькасць кантактаў складае тры-чатыры, але сустракаюцца статары з шасцю клемамі (кожная з трох абмотак мае свае клемы для выканання злучэнняў таго ці іншага тыпу).
У пазах жылы знаходзіцца ізаляцыйны матэрыял, які абараняе ізаляцыю провада ад пашкоджанняў.Таксама ў некаторых відах статараў ў пазы могуць ўстаўляцца ізалявальныя кліны, якія дадаткова выконваюць ролю фіксатара віткоў абмоткі.Статарны вузел можа быць дадаткова прасякнуты эпаксіднымі смоламі або лакамі, што забяспечвае цэласнасць канструкцыі (прадухіляе зрушэнне віткоў) і паляпшае яе электраізаляцыйныя ўласцівасці.
Статар жорстка замацаваны ў корпусе генератара, і сёння найбольш часта выкарыстоўваецца такая канструкцыя, у якой стрыжань статара выконвае ролю корпуснай часткі.Рэалізуецца гэта проста: статар заціскаецца паміж двума вечкамі корпуса генератара, якія сцягваюцца шпількамі - такі «сэндвіч» дазваляе ствараць кампактныя канструкцыі з эфектыўным астуджэннем і прастатой абслугоўвання.Таксама папулярная канструкцыя, у якой статар сумешчаны з пярэдняй вечкам генератара, а задняя вечка здымная і забяспечвае доступ да ротара, статара і іншым дэталяў.
Віды і характарыстыкі статараў
Статары генератараў адрозніваюцца колькасцю і формай паз, схемай кладкі абмотак у пазах, схемай злучэння абмотак і электрычнымі характарыстыкамі.
Па колькасці паз для віткоў абмотак статары бываюць двух тыпаў:
• З 18 слотамі;
• З 36 слотамі.
Сёння канструкцыя з 36 слотамі з'яўляецца найбольш часта выкарыстоўванай, паколькі яна забяспечвае лепшыя электрычныя характарыстыкі.Генератары са статарамі з 18 канаўкамі сёння можна сустрэць на некаторых айчынных аўтамабілях ранніх выпускаў.
Па форме канавак статары бываюць трох тыпаў:
• З адкрытымі канаўкамі - канаўкі прастакутнага перасеку, яны патрабуюць дадатковай фіксацыі віткоў абмоткі;
• З паўзачыненымі (клінаватымі) канаўкамі - канаўкі звужаюцца дагары, таму шпулькі абмоткі фіксуюцца ўстаўкай ізаляцыйных клінаў або кембриков (трубы ПВХ);
• З напаўзачыненымі канаўкамі для абмотак з одновитковыми шпулькамі - канаўкі маюць складанае перасек для кладкі аднаго або двух віткоў провада вялікага дыяметра або дроту ў выглядзе шырокай стужкі.
Па схеме кладкі абмотак статары бываюць трох тыпаў:
• Пры петлёвай (петлевай размеркаванай) схеме - провад кожнай абмоткі змяшчаецца ў пазы стрыжня з завесамі (звычайна адзін віток пракладваецца з крокам у два пазы, у гэтыя пазы змяшчаюцца віткі другой і трэцяй абмотак). - так абмоткі набываюць зрух, неабходны для стварэння трохфазнага пераменнага току);
• Пры хвалевай канцэнтраванай схеме - провад кожнай абмоткі ўкладваецца ў пазы хвалямі, абыходзячы іх з аднаго боку ў іншую, прычым у кожнай пазе маецца па два вітка адной абмоткі, накіраваных у адзін бок;
• Пры хвалевай размеркаванай схеме - провад таксама ўкладваецца хвалямі, але віткі адной абмоткі ў пазах накіраваны ў розныя бакі.
Для любога тыпу кладкі кожная абмотка мае шэсць віткоў, размеркаваных па стрыжні.
Па-за залежнасці ад спосабу кладкі провада існуе дзве схемы злучэння абмотак:
• «Зорка» - у гэтым выпадку абмоткі злучаныя паралельна (канцы ўсіх трох абмотак злучаныя ў адной (нулявой) кропцы, а іх пачатковыя клемы свабодныя);
• «Трохкутнік» - у гэтым выпадку абмоткі злучаюцца паслядоўна (пачатак адной абмоткі з канцом другой).
Пры злучэнні абмотак «зоркай» назіраецца большы ток, такая схема выкарыстоўваецца на генератары магутнасцю не больш за 1000 Вт, якія эфектыўна працуюць на малых абарачэннях.Пры злучэнні абмотак «трохкутнікам» ток памяншаецца (у 1,7 разы адносна «зоркі»), аднак генератары з такой схемай злучэння лепш працуюць на вялікіх магутнасцях, і правадыр меншага перасеку можна выкарыстоўваць выкарыстоўваюцца для іх абмотак.
Часта замест «трохкутніка» выкарыстоўваюць схему «двайная зорка», у гэтым выпадку статар павінен мець не тры, а шэсць абмотак - тры абмоткі злучаюцца «зоркай», а дзве «зоркі» злучаюцца з нагрузка паралельна.
З пункту гледжання прадукцыйнасці, для статараў найбольш важнымі з'яўляюцца намінальнае напружанне, магутнасць і намінальны ток у абмотках.Па намінальным напрузе статары (і генератары) дзеляцца на дзве групы:
• З напругай абмоткі 14 В - для аўтамабіляў з напругай бартавой сеткі 12 В;
• З напругай у абмотках 28 У - для абсталявання з напругай бартавой сеткі 24 В.
Генератар выдае больш высокае напружанне, так як у выпрамніка і стабілізатары непазбежна адбываецца падзенне напругі, а на ўваходзе ў бартавую электрасетку ўжо назіраецца нармальнае напружанне ў 12 або 24 У.
Большасць генератараў для аўтамабіляў, трактароў, аўтобусаў і іншай тэхнікі маюць намінальны ток ад 20 да 60 А, для легкавых аўтамабіляў дастаткова 30-35 А, для грузавых - 50-60 А, выпускаюцца генератары з токам да 150 і больш А для цяжкай тэхнікі.
Прынцып працы статара генератара
Праца статара і ўсяго генератара заснавана на з'яве электрамагнітнай індукцыі - узнікненні току ў правадніку, які рухаецца ў магнітным полі або знаходзіцца ў пераменным магнітным полі.У аўтамабільных генератараў выкарыстоўваецца другі прынцып - правадыр, у якім узнікае ток, знаходзіцца ў стане спакою, а магнітнае поле пастаянна змяняецца (круціцца).
Пры запуску рухавіка пачынае круціцца ротар генератара, пры гэтым на яго ўзбуджальную абмотку падаецца напруга ад батарэі.Ротар мае шматполюсны сталёвы стрыжань, які пры падачы току на абмотку становіцца электрамагнітам, адпаведна верціцца ротар стварае пераменнае магнітнае поле.Лініі поля гэтага поля перасякаюць статар, размешчаны вакол ротара.Стрыжань статара пэўным чынам размяркоўвае магнітнае поле, яго сілавыя лініі перасякаюць віткі працоўных абмотак - за кошт электрамагнітнай індукцыі ў іх утвараецца ток, які здымаецца з клемм абмоткі, паступае ў выпрамнік, стабілізатар і бартавая сетка.
З павелічэннем абаротаў рухавіка частка току ад працоўнай абмоткі статара паступае ў абмотку ўзбуджэння ротара - так генератар пераходзіць у рэжым самаўзбуджэння і больш не мае патрэбы ў староннім крыніцы току.
У працэсе працы статар генератара адчувае нагрэў і электрычныя нагрузкі, а таксама падвяргаецца негатыўным уздзеянням навакольнага асяроддзя.З часам гэта можа прывесці да пагаршэння ізаляцыі паміж абмоткамі і электрычнага прабоя.У гэтым выпадку статар патрабуе рамонту або поўнай замены.Пры рэгулярным абслугоўванні і своечасовай замене статара генератар будзе служыць надзейна, стабільна забяспечваючы аўтамабіль электраэнергіяй.
Час публікацыі: 24 жніўня 2023 г