Тема 3. Військові засоби зарядки акумуляторних батарей. Заняття 2. Генератори постійного струму. Групове заняття з навчальної дисципліни: “ТЕХНІЧНА ПІДГОТОВКА” КАФЕДРА ВІЙСЬКОВОЇ ПІДГОТОВКИ КАМ’ЯНЕЦЬ-ПОДІЛЬСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ ІМЕНІ ІВАНА ОГІЄНКА
Навчальна та виховна мета: знати: конструктивні особливості, процес збудження, роботу під навантаженням генераторів серії ГАБ, системи стабілізації та регулювання напруги генератора ГАБ-4-П\115. бути ознайомленим: виховувати у курсантів: усвідомлення необхідності підвищення своїх розумових та творчих здібностей, бажання підвищувати рівень технічних знань. з технічними характеристиками генераторів ПС серії ГАБ.
Навчальні питання: 1 Будова та характеристики генераторів серії ГАБ. 2 Збудження генераторів серії ГАБ. 3 Система стабілізації та регулювання напруги генератора ГАБ-4П\115.
Навчальна література: 1 Электротехнические средства инженерного вооружения. стр. 11 – 22; 187 – 195..
Особливості конструкцій генераторів пов’язані з різнотипністю двигунів, що застосовуються. 1. БУДОВА ТА ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕНЕРАТОРІВ СЕРІЇ ГАБ. Для електроагрегатів з карбюраторними двигунами застосовують генератори серії ГАБ (генератор агрегату бензинового). Для агрегатів з дизельними двигунами застосовують синхронні генератори з машинним збуджувачем серії ДГС, маховичні синхронні генератори з самозбудженням серії Г05 Генератори серії ГАБ виконанні на частоту обертання 3000 хв -1. Генератори серії ГАБ поділяються на: генератори постійного струму. генератори перемінного струму.
Генератори постійного струму поділяються на дві групи: номінальної напруги 115 В; низької напруги 30 В. номінальної напруги призначенні в основному для заряду кислотних і лужних акумуляторів. Низької напруги для заряду кислотних і живлення інших споживачів постійного струму (засобів зв’язку, геологорозвідувальної апаратури, апаратури в літаках). Генератори ГАБ постійного струму самозбуджуючі. Для зміни напруги в межах 24…30 і 90…130 В передбаченні шунтові обмотки ( ШО ), а для забезпечення стабільності напруги при змінні навантаження – невеликі серієсні обмотки ( СО ).
Основні характеристики ГАБ-4-П/115 ГАБ-4-П/30 Номінальна потужність при номінальних напругах, кВт 4,6 4,2 Номінальна напруга, В 115 30 Межі регулювання напруги, В 90-130 24-36 Струм якоря, А 40 133 Коефіцієнт корисної дії при номінальній напрузі 0,79 0,72 Швидкість обертання, об/хв 3000 Кількість полюсів 4 4 Маса, кг 63 96 Спосіб збудження шунтова компаудна ОСНОВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕНЕРАТОРІВ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ
При аналізі роботи генератора на холостому ходу і під навантаженням користуються принципом накладення, для чого розглядають три випадки при якорі, що обертається: генератор збуджений і працює на холостому ходу, струм в обмотці якоря відсутній (рис. 1.а); генератор не збуджений, але по обмотці якоря протікає струм від стороннього джерела (рис. 1.б); генератор збуджений і навантажений, по обмотці якоря протікає струм І а (рис. 1. в).
Рис. 1. Розподіл магнітних потоків при реакції якоря генератора постійного струму : а — магнітний потік збудження; б — магнітний потік якоря, в — результуючий магнітний потік
Люба електрична машина складається з двох основних частин: статора (нерухомої частини) і ротора (рухливої частини). Ці дві частини називають індуктором і якорем. Індуктор створює магнітний потік збудження Ф", а в обмотці якоря, з’єднаної з зовнішнім електричним ланцюгом, індукується ЕРС. У загальному випадку статор може виконувати роль індуктора, а ротор – роль якоря і навпаки. Рис.2. Машина постійного струму: 1- сталева труба, 2 і 11 - головні полюсы, 3 -обмотка збудження, 4 - вал; 5-ротор (якір), 6 - додатковий полюс; 7 - обмотка додаткового полюса, 8 - обмотка якоря, 9 - колектор, 10- щітка, 12 – лапа збирається на валу 4.
Рис. 3. Найпростіший генератор постійного струму: 1 - полюс, 2 - якір, 3 - колекторні пластини, 4 – щітки
Найпростіший генератор ( рис. 3 ) складається з нерухомого індуктора у виді двох головних полюсів - N і S і обертового якоря 2 з одним витком, що приєднаний до двох колекторних пластин 3. Принцип дії генератора постійного струму заснований на законах Ампера й електромагнітної індукції. При обертанні витка в магнітному полі полюсів у ньому буде наведена ЕРС, напрямок якої визначається за правилом правої руки. Через півоберта провідники витка поміняються місцями і напрямку ЕРС у них зміняться на протилежні. Однак верхня щітка завжди буде мати негативний потенціал, а нижня – позитивний. При приєднанні до щіток навантаження з опором R Н потече струм якоря І а. Напрямок струму – від плюса генератора через навантаження до мінуса. Відповідно до закону Ампера при взаємодії провідників обмотки якоря, у яких протікає струм І а, з магнітним полем полюсів виникнуть електромагнітні сили F е. Напрямку сил визначаються за правилом лівої руки. Пари електромагнітних сил створить електромагнітний момент М. У режимі генератора електромагнітний момент спрямований на зустріч зовнішньому моменту, тому він буде гальмовим. Чим менше R н, тим більше струм І а, тим більше F е і М. Щоб зберегти обертання, необхідно збільшити зовнішній обертаючий момент.
2. ЗБУДЖЕННЯ ГЕНЕРАТОРІВ СЕРІЇ ГАБ При обертанні ротора генератора в обмотці ротора під впливом залишкового магнітного потоку збудження Ф ост наводиться ЕРС R осв При паралельному збудженні ця ЕРС буде прикладеною до обмотки збудження по якій потече струм збудження I в. При погодженій дії потоків Ф ост і Ф в струм I в1 підсилить потік збудження до величини Ф в1 і ЕРС стане рівної е 01. Так буде продовжуватися доти, поки ЕРС не досягне значення Е 0, що відповідає точці перетинання характеристик. Зміною опору реостата збудження регулюється величина R 0. З викладеного випливає, що для успішного початкового самозбудження повинні бути виконані дві умови: наявність потоку залишкового магнетизму і погоджена його дія з потоком збудження.
3. СИСТЕМА СТАБІЛІЗАЦІЇ ТА РЕГУЛЮВАННЯ НАПРУГИ ГЕНЕРАТОРА ГАБ-4П/115 Рис. 5. Принципова електрична схема електроагрегатів постійного струму потужністю 2 і 4 кВт
Електричні схеми ЕА потужністю 2 і 4 кВт (рис. 4) аналогічні складаються з наступних ланцюгів: силовий, збудження, освітлення й електровимірювальних приладів. У силовий ланцюг входять: якір генератора постійного струму G з обмотками додаткових полюсів GL3-1, GL3-2 і послідовною обмоткою GL2 ; прохідні конденсатори С1...С4, які служать для зменшення радіоперешкод, створюваних генератором (щітковим апаратом) у момент комутації; запобіжники FU1 і FU2, які служать для захисту від струмів короткого замикання і перевантажень; шунт амперметра RS і вимикач навантаження Q. Ланцюг збудження генератора складається з двох обмоток збудження: рівнобіжної GL 1, включеної паралельно з обмоткою якоря G, і послідовної GL2, включеної послідовно з обмоткою якоря генератора й обмотками додаткових полюсів. Для дистанційного регулювання напруги ланцюг регулювального реостата R р розривається за допомогою вимикача SА2 (встановлюється в положення ЗОВНІШНЄ ) і до штепсельної розетки Х S 2 підключається реостат дистанційного керування R д. При відсутності необхідності дистанційного керування перемикач S А2 встановлюється в положення ВНУТРІШНЄ. Тим самим реостат R д дистанційного керування шунтується, а регулювання напруги здійснюється за допомогою реостата R р.
Ланцюг освітлення включає лампу освітлення приладової панелі Е L, штепсельну розетку Х S 1 для підключення переносної лампи напругою 12 В, перемикач S А1 і резистор, що гасить, R г, з частини якого напруга 12 В через перемикач S А1 чи подається на лампу освітлення, чи на штепсельну розетку. Ланцюг електровимірювальних приладів містить у собі вольтметр Р V й амперметр РА для контролю електричних параметрів електроагрегата.
