Генераторы

Электрооборудование является неотъемлемой частью современных транспортных средств. На различных мотоциклах, мопедах, мотороллерах, снегоходах схемы электрооборудования выполнены по-разному, но их объединяет одно: наличие источников электроэнергии. В качестве таковых используют аккумуляторные батареи и генераторы. Однако если для работы двигателя и успешной эксплуатации мотоцикла аккумулятор нужен не всегда (как известно, на легких мотоциклах он отсутствует), то без генератора, как говорится, «ехать некуда». Поэтому в настоящей статье автор ставит перед собой задачу рассказать о мотоциклетных генераторах разных типов, проследить тенденции их развития. Ясно, что чем мотоцикл «больше», тем больше суммарная мощность потребителей электрической энергии, установленных на нем. Значит, и генератор должен быть мощнее. Например, минские мотоциклы оснащают генераторами мощностью 60 Вт, a на тяжелых «уралах» используют уже 150-ваттные. Если суммарная мощность потребителей невелика, то применяются генераторы c возбуждением от постоянных магнитов. Ротор таких генераторов насажен на цапфу коленчатого вала. Вращаясь, постоянные магниты создают переменное магнитное поле, которое, пересекая витки обмотки статора, наводит в ней электрический ток. Понятно, что он тоже будет переменным, а частота его зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Выходное напряжение таких генераторов тем больше, чем больше обороты двигателя, и не поддается регулировке. Это главный недостаток генераторов с возбуждением от постоянных магнитов. Но нет худа без добра. Генераторы такие просты в изготовлении и практически не требуют ухода в процессе эксплуатации. Параметры же их подбираются таким образом, что при максимально возможной частоте вращения ротора напряжение повышается не настолько, чтобы вызвать перегорание ламп. По конструктивному исполнению генераторы с возбуждением от постоянных магнитов можно разделить на две группы: с внутривращающимся ротором и маховичные. У генераторов первого типа статор расположен снаружи ротора. Их применяют на мопедах и легких мотоциклах. В маховичных генераторах ротор выполнен в виде маховика, в котором размещены магниты; маховик как бы охватывает статор. Генераторы такого типа устанавливались на мотороллерах «Вятка», сейчас применяются на снегоходах «Буран». За рубежом маховичные генераторы получают в последнее время все большее распространение. Очевидно, что в маховике большого диаметра можно разместить магниты большего размера (или увеличить их количество), чем в роторе, который вращается внутри статора. Таким образом удается сразу «убить двух зайцев». Во-первых, магнит большего размера создает более мощный магнитный поток. Значит, при прочих равных условиях маховичный генератор мощнее, чем генератор с внутривращающимся ротором. Во-вторых, установка массивного маховика на коленчатом валу двигателя позволяет улучшить равномерность работы последнего, что особенно важно при малой частоте вращения. В нашей стране также разработаны и подготовлены к производству маховичные генераторы для мопедов и мокиков. К генераторам с возбуждением от постоянных магнитов следует отнести и магнето. Магнето — это генератор переменного тока со встроенным высоковольтным трансформатором. При помощи высоковольтного провода магнето соединяется со свечой зажигания и не имеет низковольтного вывода. Поэтому на мотоциклах, оснащенных магнето, отсутствуют какие-либо потребители электроэнергии, кроме системы зажигания. В настоящее время такому условию отвечают лишь специальные спортивные мотоциклы. На заре своего существования мотоциклы также оснащались магнето. С появлением первых немногочисленных осветительных приборов в магнето помимо высоковольтной обмотки стали устанавливать и низковольтную. Такие источники электроэнергии называются магдино. Как правило, мощность генераторов с возбуждением от постоянных магнитов ограничена. И если суммарная мощность потребителей электрической энергии составляет значительную величину, нужны более мощные генераторы. На мотоциклах прежних выпусков с развитой сетью потребителей электроэнергии широкое распространение получили генераторы постоянного тока. В них магнитное поле создается при помощи специальной обмотки, называемой обмоткой возбуждения. Она размещена в статоре генератора. Ротор состоит из сердечника, набранного из тонких пластин электротехнической стали, обмотки и коллектора. Во время работы генератора по поверхности коллектора скользят графитовые щетки, прижатые к нему пружинами. Со щеток снимают постоянное напряжение, пригодное для питания потребителей и, что главное, для зарядки аккумуляторной батареи. Напряжение также зависит от оборотов ротора, но поддается регулировке за счет изменения тока в обмотке возбуждения. Большой недостаток генераторов постоянного тока - наличие коллектора и щеток. Последние изнашиваются, требуют периодического контроля. Коллектор же подгорает из-за постоянного искрения между ним и щетками, забивается графитовой пылью. Все это вместе взятое приводит к тому, что нормальная работа генератора нарушается, сокращается срок службы. Оснащение мотоциклов более мощными осветительными приборами, увеличение их количества потребовали дальнейшего повышения мощности генераторов. Вместе с ростом мощности, естественно, возрастал и ток. Условия работы щеток становились все более тяжелыми, а долговечность их резко падала. Поэтому возникла необходимость каким-то образом снизить ток, не проиграв при этом в мощности. Выход был только один — увеличить напряжение. Это и было сделано: 6-вольтовое электрооборудование заменили на 12-вольтовое, перейдя к автомобильному стандарту. При одинаковой мощности потребителей в 12-вольтовой системе ток в два раза меньше, чем в 6-вольтовой, поэтому нагрузка на щеточный узел меньше. Чем мощнее становились генераторы, тем большими были их габаритные размеры и масса, так как приходилось использовать в обмотках более толстый провод. Их стало все труднее размещать под крышкой картера двигателя. Кроме того, консольная установка массивного ротора на цапфе коленчатого вала отрицательно сказывалась на долговечности подшипников последнего. Исходя из этих соображений, на некоторых мотоциклах стали устанавливать автономные генераторы. Если у консольных генераторов ротор «сидит» непосредственно на коленчатом валу, а статор крепится к картеру, то у генераторов второго типа имеется свой корпус, крышки с подшипниками, в которых вращается вал ротора. Эти генераторы аналогичны автомобильным и отличаются от последних, пожалуй, лишь тем, что они невентилируемы и приводятся не ремнем. Дальнейшее повышение мощности генераторов постоянного тока вновь привело к возрастанию тока, а значит, и к снижению надёжности работы щеточного узла. Поэтому на смену им пришли альтернаторы — трехфазные генераторы переменного тока с электромагнитным возбуждением и полным выпрямлением вырабатываемого тока. Они применяются в настоящее время на средних и тяжелых мотоциклах. У альтернаторов обмотка возбуждения размещена на роторе, и для питания ее также используются графитовые щетки. Но максимальный ток возбуждения здесь составляет только около 10 процентов от того, который генератор может отдавать потребителям. Кроме того, щетки скользят по гладким контактным кольцам, а не по коллектору. Очевидно, что в этом случае условия работы щеток гораздо менее напряженные, чем у генераторов постоянного тока. Если к этому добавить, что при одинаковых размерах трехфазный генератор переменного тока почти в 1,5 раза мощнее генератора постоянного тока, то станет понятным, почему последние в наше время стали достоянием истории. Необходимость выпрямления переменного тока для зарядки аккумуляторной батареи при современном уровне развития полупроводниковой техники вряд ли можно назвать недостатком таких генераторов. Выпрямительные блоки делают как выносными, то есть собранными в отдельном корпусе, так и встроенными непосредственно в генератор. Итак, мы рассмотрели различные типы мотоциклетных генераторов. Не сетуйте на краткость описания — это всего лишь обзор. Теперь, по-видимому, надо поговорить подробнее об устройстве и работе систем энергоснабжения мотоциклов разных классов. Но это — в следующих материалах. Сейчас же обратите внимание на таблицу. Она, на мой взгляд, наглядно представляет все то, о чем шла речь в статье; из нее хорошо видно, как совершенствовались генераторы по мере возрастания требований к электрическому оснащению мотоциклов.
Категория: Прочие статьи \| Добавил: (10.12.2011)
Просмотров: 1267 \| Теги: Генераторы