Kiekvienoje šiuolaikinėje transporto priemonėje yra sumontuotas elektros generatorius, kuris generuoja srovę borto elektros sistemos ir visų jos įrenginių veikimui.Viena iš pagrindinių generatoriaus dalių yra stacionarus statorius.Šiame straipsnyje skaitykite apie tai, kas yra generatoriaus statorius, kaip jis veikia ir veikia.
Generatoriaus statoriaus paskirtis
Šiuolaikiniuose automobiliuose ir kitose transporto priemonėse naudojami sinchroniniai trifaziai generatoriai su savaiminiu sužadinimu.Įprastą generatorių sudaro korpuse pritvirtintas stacionarus statorius, rotorius su sužadinimo apvija, šepečio mazgas (tiekiantis srovę į lauko apviją) ir lygintuvo blokas.Visos dalys yra surinktos į gana kompaktišką konstrukciją, kuri yra sumontuota ant variklio ir turi diržinę pavarą nuo alkūninio veleno.
Statorius yra fiksuota automobilio kintamosios srovės generatoriaus dalis, turinti veikiančią apviją.Generatoriaus veikimo metu būtent statoriaus apvijose atsiranda elektros srovė, kuri paverčiama (ištaisoma) ir tiekiama į borto tinklą.
Generatoriaus statorius turi keletą funkcijų:
• Neša darbinę apviją, kurioje generuojama elektros srovė;
• Atlieka kūno dalies funkciją, kad tilptų darbinė apvija;
• Atlieka magnetinės grandinės vaidmenį, siekiant padidinti darbinės apvijos induktyvumą ir teisingą magnetinio lauko linijų pasiskirstymą;
• Veikia kaip aušintuvas – pašalina per didelę šilumą nuo šildymo apvijų.
Visi statoriai yra iš esmės vienodos konstrukcijos ir nesiskiria įvairiais tipais.
Generatoriaus statoriaus konstrukcija
Struktūriškai statorius susideda iš trijų pagrindinių dalių:
• Žiedo šerdis;
• Darbinė apvija (apvijos);
• Apvijų izoliacija.
Šerdis surenkama iš geležinių žiedinių plokščių su grioveliais viduje.Iš plokščių formuojamas paketas, konstrukcijos standumas ir tvirtumas suteikiamas suvirinant arba kniedijant.Šerdyje yra padaryti grioveliai apvijų klojimui, o kiekviena iškyša yra jungas (šerdis) apvijų posūkiams.Šerdis surenkama iš 0,8–1 mm storio plokščių, pagamintų iš specialių rūšių geležies arba ferolydinių, turinčių tam tikrą magnetinį laidumą.Statoriaus išorėje gali būti briaunų, gerinančių šilumos išsklaijimą, taip pat įvairių griovelių ar įdubų, skirtų prijungti prie generatoriaus korpuso.
Trifaziai generatoriai naudoja tris apvijas, po vieną kiekvienai fazei.Kiekviena apvija pagaminta iš didelio skerspjūvio (nuo 0,9 iki 2 mm ar didesnio skersmens) varinės izoliacijos vielos, kuri tam tikra tvarka dedama į šerdies griovelius.Apvijos turi gnybtus, iš kurių pašalinama kintamoji srovė, dažniausiai kaiščių skaičius yra trys ar keturi, tačiau yra statorių su šešiais gnybtais (kiekviena iš trijų apvijų turi savo gnybtus vienokio ar kitokio tipo jungtims atlikti).
Šerdies grioveliuose yra izoliacinė medžiaga, kuri apsaugo laido izoliaciją nuo pažeidimų.Taip pat kai kurių tipų statoriuose į griovelius galima įkišti izoliacinius pleištus, kurie papildomai veikia kaip apvijų posūkių fiksatorius.Statoriaus mazgas papildomai gali būti impregnuotas epoksidinėmis dervomis arba lakais, kas užtikrina konstrukcijos vientisumą (neleidžia pasislinkti posūkiams) ir pagerina jo elektros izoliacines savybes.
Statorius yra standžiai sumontuotas generatoriaus korpuse, o šiandien dažniausiai naudojamas dizainas, kai statoriaus šerdis veikia kaip kūno dalis.Tai įgyvendinama paprastai: statorius užspaudžiamas tarp dviejų generatoriaus korpuso dangtelių, kurie suveržiami smeigėmis – toks „sumuštinis“ leidžia sukurti kompaktiškus dizainus su efektyviu aušinimu ir lengva priežiūra.Taip pat populiarus dizainas, kuriame statorius derinamas su priekiniu generatoriaus dangteliu, o galinis dangtelis yra nuimamas ir suteikia prieigą prie rotoriaus, statoriaus ir kitų dalių.
Statorių tipai ir charakteristikos
Generatorių statoriai skiriasi griovelių skaičiumi ir forma, apvijų klojimo grioveliuose schema, apvijų sujungimo schema ir elektrinėmis charakteristikomis.
Pagal apvijų posūkių griovelių skaičių statoriai yra dviejų tipų:
• Su 18 lizdų;
• Su 36 lizdais.
Šiandien dažniausiai naudojama 36 lizdų konstrukcija, nes ji užtikrina geresnes elektrines charakteristikas.Generatorius su statoriais su 18 griovelių šiandien galima rasti kai kuriuose ankstyvo išleidimo vietiniuose automobiliuose.
Pagal griovelių formą statoriai yra trijų tipų:
• Su atvirais grioveliais - stačiakampio skerspjūvio grioveliais, jiems reikalingas papildomas apvijų vijų fiksavimas;
• Su pusiau uždarais (pleišto formos) grioveliais - grioveliai smailėjantys į viršų, todėl apvijų ritės tvirtinamos įdedant izoliacinius pleištus arba kambrikus (PVC vamzdžius);
• Su pusiau uždarais grioveliais apvijų su vieno apsisukimo ritėmis - grioveliai turi sudėtingą skerspjūvį, skirtą vieno ar dviejų didelio skersmens vielos arba vielos apvijų klojimui plačios juostos pavidalu.
Pagal apvijų klojimo schemą statoriai yra trijų tipų:
• Su kilpine (kilpa paskirstyta) grandine - kiekvienos apvijos laidas dedamas į šerdies griovelius su kilpomis (dažniausiai vienas posūkis klojamas dviejų griovelių žingsneliais, antros ir trečios apvijos posūkiai dedami į šiuos griovelius - taip apvijos įgyja poslinkį, reikalingą trifazei kintamajai srovei generuoti);
• Su bangine koncentruota grandine - kiekvienos apvijos laidas dedamas į griovelius bangomis, aplenkiant juos iš vienos pusės į kitą, o kiekviename griovelyje yra po du vienos apvijos apsisukimus, nukreiptus viena kryptimi;
• Su bangine paskirstyta grandine - laidas taip pat klojamas bangomis, bet vienos apvijos posūkiai grioveliuose nukreipiami skirtingomis kryptimis.
Bet kokio tipo krovimui kiekviena apvija turi šešis apsisukimus, paskirstytus per šerdį.
Nepriklausomai nuo laido klojimo būdo, yra dvi apvijų prijungimo schemos:
• „Žvaigždė“ – šiuo atveju apvijos jungiamos lygiagrečiai (visų trijų apvijų galai sujungti viename (nuliniame) taške, o jų pradiniai gnybtai yra laisvi);
• „Trikampis“ – šiuo atveju apvijos jungiamos nuosekliai (vienos apvijos pradžia su kitos pabaiga).
Sujungiant apvijas su „žvaigžde“, pastebima didesnė srovė, ši grandinė naudojama ne didesnės kaip 1000 vatų galios generatoriuose, kurie efektyviai veikia esant mažam greičiui.Sujungiant apvijas su „trikampiu“, srovė sumažinama (1,7 karto, palyginti su „žvaigžde“), tačiau generatoriai su tokia prijungimo schema geriau veikia esant didelėms galioms, o mažesnio skerspjūvio laidininkas gali būti naudojami jų apvijoms.
Dažnai vietoj „trikampio“ naudojama „dvigubos žvaigždės“ grandinė, tokiu atveju statorius turi turėti ne tris, o šešias apvijas – tris apvijas jungia „žvaigždė“, o dvi „žvaigždės“ – apkrova lygiagrečiai.
Kalbant apie našumą, statoriams svarbiausia yra vardinė įtampa, galia ir vardinė srovė apvijose.Pagal nominalią įtampą statoriai (ir generatoriai) skirstomi į dvi grupes:
• Su 14 V apvijos įtampa - transporto priemonėms, kurių tinklo įtampa yra 12 V;
• Su 28 V įtampa apvijose - įrangai, kurios borto tinklo įtampa yra 24 V.
Generatorius sukuria didesnę įtampą, nes lygintuve ir stabilizatoriuje neišvengiamai nukrenta įtampa, o prie įėjimo į borto elektros tinklą jau stebima normali 12 arba 24 V įtampa.
Daugumos lengvųjų automobilių, traktorių, autobusų ir kitos technikos generatorių vardinė srovė yra nuo 20 iki 60 A, lengviesiems automobiliams užtenka 30-35 A, sunkvežimiams 50-60 A, gaminami generatoriai, kurių srovė siekia iki 150 A ir daugiau. sunkiajai įrangai.
Generatoriaus statoriaus veikimo principas
Statoriaus ir viso generatoriaus veikimas pagrįstas elektromagnetinės indukcijos reiškiniu – srovės atsiradimu laidininke, kuris juda magnetiniame lauke arba stovi kintamajame magnetiniame lauke.Automobilių generatoriuose naudojamas antrasis principas - laidininkas, kuriame kyla srovė, yra ramybės būsenoje, o magnetinis laukas nuolat keičiasi (suka).
Užvedus variklį, generatoriaus rotorius pradeda suktis, tuo pačiu metu įtampa iš akumuliatoriaus tiekiama į jo jaudinančią apviją.Rotorius turi kelių polių plieninę šerdį, kuri, paduodama srovę į apviją, tampa atitinkamai elektromagnetu, besisukantis rotorius sukuria kintamąjį magnetinį lauką.Šio lauko lauko linijos kerta aplink rotorių esantį statorių.Statoriaus šerdis tam tikru būdu paskirsto magnetinį lauką, jos jėgų linijos kerta darbinių apvijų posūkius - dėl elektromagnetinės indukcijos juose susidaro srovė, kuri pašalinama iš apvijos gnybtų, patenka į lygintuvą, stabilizatorius ir borto tinklas.
Padidėjus variklio sūkiams, dalis srovės iš statoriaus darbinės apvijos tiekiama į rotoriaus lauko apviją - taigi generatorius pereina į savaiminio sužadinimo režimą ir nebereikia trečiosios šalies srovės šaltinio.
Darbo metu generatoriaus statorius patiria šildymo ir elektros apkrovas, taip pat yra veikiamas neigiamo aplinkos poveikio.Laikui bėgant tai gali pablogėti izoliacija tarp apvijų ir sukelti elektros gedimą.Tokiu atveju statorius turi būti suremontuotas arba visiškai pakeistas.Reguliariai prižiūrint ir laiku keičiant statorių, generatorius tarnaus patikimai, stabiliai aprūpindamas automobilį elektros energija.
Paskelbimo laikas: 2023-08-24