SU792524A1

SU792524A1 - Motor vehicle generator apparatus

Info

Publication number: SU792524A1
Application number: SU782677584A
Authority: SU
Inventors: Юрий Александрович Купеев
Original assignee: Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприборов
Priority date: 1978-10-27
Filing date: 1978-10-27
Publication date: 1980-12-30

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для генераторов, работающих с широким диа-г пазоном изменения частоты вращения и нагрузки, преимущественно для авто- -* мобильных генераторов.The invention relates to electrical engineering and can be used for generators working with a wide range of speed and load changes, mainly for auto - * mobile generators.

Известны автомобильные генераторы, якорная обмотка которых через выпрямитель подключена к системе электроснабжения. Регулирование выходного '^υнапряжения производится отдельным регулятором [ 1 ] .Automobile generators are known whose anchor winding is connected to a power supply system through a rectifier. Regulation of the output ^'υ separate voltage regulator is made [1].

Недостатком таких генераторов является высокая частота вращения ротора, при которой генератор 1 начинает 15 отдавать мощность.The disadvantage of such generators is the high rotational speed of the rotor, at which the generator 1 starts 15 to give power.

Известны другие генераторы, содержащие на статоре две независимых обмотки с разным числом витков и выполненные проводом разного диаметра. 20 Каждая из обмоток подключается к своему выпрямителю, которые соединены параллельно по цепи постоянного тока [2 ] .Other generators are known that contain on the stator two independent windings with a different number of turns and are made of wire of different diameters. 20 Each of the windings is connected to its rectifier, which are connected in parallel via a DC circuit [2].

Недостатком таких электрических 25 машин является технологическая сложность намотки двух обмоток проводом разного диаметра и необходимость двух комплексов выпрямителей, что увеличивает стоимость. 30 . ; ' 7The disadvantage of such electric 25 machines is the technological complexity of winding two windings with wires of different diameters and the need for two complexes of rectifiers, which increases the cost. thirty . ; '7

Другие из известных генераторов· содержат якорную обмотку, подключенную к переключателю, обеспечивающему в зависимости от тока нагрузки переключение обмоток со ''звезды’' на ¹'треугольник'' [3].Other known generators include an anchor winding connected to a switch, which, depending on the load current, provides switching of the windings from a star to a ¹ triangle [3].

Наличие трехфазного переключения усложняет конструкцию генератора и снижает надежность.The presence of three-phase switching complicates the design of the generator and reduces reliability.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является гене-’ ратор, содержащий трехфазную якорную обмотку и переключатель с двумя парами переключающих контактов, причем к переключающим контактам подключены соответственно начало и конец одной из фаз, а к замыкающему контакту переключателя, соединенному с началом указанной фазы, подсоединен конец фазы, сдвинутой по отношению к первой на 120 эл.град., начало этой фазы соединено с концом следующей Фазы начало которой подключено к замыкающему контакту переключателя, соединенному с концом первой фазы [4].,The closest technical solution to the invention is a generator containing a three-phase armature winding and a switch with two pairs of switching contacts, the beginning and end of one of the phases being connected respectively to the switching contacts, and connected to the switching contact of the switch connected to the beginning of the specified phase the end of the phase shifted relative to the first by 120 degrees, the beginning of this phase is connected to the end of the next phase, the beginning of which is connected to the make contact of the switch connected to Tzom first stage [4].,

Недостатком этого устройства является недостаточная мощность, отдаваемая генератором на низких оборотах. Это объясняется тем, что при соединении ебмоток генератора по схеме ''зигзаг¹’ генератор имеет больное индуктивное сопротивление, ограничивающее- выходной ток. Это приводит к низкому использованию активных материалов, увеличению массо-габаритных показателей и ухудшению КПД.The disadvantage of this device is the insufficient power given by the generator at low speeds. This is due to the fact that when connecting the generator windings according to the `` zigzag ¹ '' scheme, the generator has a sick inductive resistance, limiting the output current. This leads to a low use of active materials, an increase in mass-dimensional parameters and a deterioration in efficiency.

Целью изоберетения является уменьшение массо-габаритных показателей и увеличение КПД.The purpose of the invention is to reduce the overall dimensions and increase efficiency.

Поставленная цель достигается тем, что в генераторную установку введен дополнительно конденсатор, включенный между размыкающим контактом переключателя, соединенного с началом первой фазы, и замыкающим контактом переключателя, подключенного к концу первой фазы.This goal is achieved by the fact that an additional capacitor is introduced into the generator set, which is connected between the opening contact of the switch connected to the beginning of the first phase and the closing contact of the switch connected to the end of the first phase.

На фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема -соединений >обмоток установки; на фиг,2 - токоскоростные характеристики при работе с конденсатором и без него.Figure 1 shows the circuit diagram of the connections> installation windings; in Fig.2 - current-speed characteristics when working with and without a capacitor.

Генераторная установка состоит из генератора с якорными обмотками 1,2 и 3, обмотки возбуждения 4, выпрямительного моста 5, соединенного с якорными обмотками, переключающего устройства б, в состав которого входят две пары переключающих контактов 7 и 8, конденсатор 7а и 8а переключателя. Диоды* 10-13 входят в состав выпрямительного места 5.The generator set consists of a generator with armature windings 1,2 and 3, field winding 4, a rectifier bridge 5 connected to the armature windings, switching device b, which includes two pairs of switching contacts 7 and 8, a switch capacitor 7a and 8a. Diodes * 10-13 are part of the rectifier 5.

Токоскоростные характеристики, приведенные на фиг.2, показывают вид характеристик 'при работе генератора с соединением обмоток в зигзаг без конденсатора,треугольник и зигзаг с конденсатором. Нафиг. 2 ГЦ -соответствует начальной'частоте вращения ротора генератора при включении статорных обмоток по схеме ’’зигзаг''; соответствует начальной частоте вращения ротора генератора при включении статорных обмоток по схеме ''треугольник''; соответствует оптимальной; частоте вращения ротора генератора, при которой происходит переключение'статорных обмоток, со схемы ''зигзаг'’ на ''треугольник''.The current-speed characteristics shown in FIG. 2 show a view of the characteristics of 'when the generator is operating with the windings connected to a zigzag without a capacitor, a triangle and a zigzag with a capacitor. Haha. 2 HZ - corresponds to the initial 'frequency of rotation of the rotor of the generator when the stator windings are turned on according to the ’’ zigzag pattern'; corresponds to the initial frequency of rotation of the rotor of the generator when the stator windings are turned on according to the `` triangle '' scheme; corresponds to the optimal; frequency of rotation of the generator rotor, at which the 'stator windings are switched over, from the' zigzag '’to the' triangle 'circuit.

На характеристиках стрелками показаны схемы включения .статорных обмоток генератора.On the characteristics, the arrows show the switching schemes of the stator windings of the generator.

Работа по предложенной схеме осуществляется следующим образом. _ При запуске двигателя на малой частоте вращения ротора генератора контакты 7 и 8 переключающего устройства 6 включают статорные обмотки по схеме ''зигзаг'¹, как показано на фиг.1 (клеммы 86 и 76 разомкнуты).Work on the proposed scheme is as follows. _ When starting the engine at a low frequency of rotation of the rotor of the generator, the contacts 7 and 8 of the switching device 6 turn on the stator windings according to the zigzag circuit ¹ , as shown in Fig. 1 (terminals 86 and 76 are open).

Во время положительной полуволны тока в фазе 1 ток протекает от фазы .1 через положительный диод 12 выпрямительного места.5 на нагрузку и далее цепь замыкается через отрицательный диод 13 выпрямительного моста 5, через фазу 3, через разомкнутый контакт 8а,· через конденсатор 9, заряжая его, через фазу 2 и снова фа38. 1 .During the positive half-wave of the current in phase 1, the current flows from phase .1 through the positive diode 12 of the rectifying point. 5 to the load and then the circuit is closed through the negative diode 13 of the rectifying bridge 5, through phase 3, through open contact 8a, through the capacitor 9, charging it through phase 2 and again fa38. 1 .

Во время обратной полуволны тока в фазе 1 ток протекает от фазы 1 че-рез фазу 2,' через конденсатор 9 (емкость разряжается согласие ЭД.С) , далее через фазу 3, на выпрямительный мост 5 через положительный диод 10 на нагрузку и цеп-ь замыкается че'рез отрицательный диод 11. в период когда токи, фаз 1 и 2 не равны, разностный ток добавляется к току нагрузки и улучшает токоскоростную характеристику.During the reverse half-wave of the current in phase 1, the current flows from phase 1 through phase 2, through the capacitor 9 (the capacitance is discharged by the consent of the ED.C), then through phase 3, to the rectifier bridge 5 through the positive diode 10 to the load and l closes through a negative diode 11. in the period when the currents, phases 1 and 2 are not equal, the differential current is added to the load current and improves the current-speed characteristic.

Как видно из сказанного ямпр, конденсатор 9, включенный в переклю15 чающее устройство 6, во время обратной полуволны, оказывается включенным согласно с ЭДС, наводимой в статорных обмотках, что обеспечивает увеличение выпрямленного тока.As can be seen from the above, the capacitor 9, included in the switching device 6, during the reverse half-wave turns out to be turned on according to the EMF induced in the stator windings, which ensures an increase in the rectified current.

Процесс заряд-разряд емкости.происходит непрерывно с чередованием, при этом индуктивное сопротивление обмоток статора компенсируется емкостным сопротивлением конденсато25 ра . Поэтому полное внутреннее сопротивление генератора уменьшается, и, следовательно, ток нагрузки генератора возрастает, что позволяет обеспечить наибольшее' использование ак30 тивных материалов.The charge-discharge process of a capacitor takes place continuously with alternation, while the inductance of the stator windings is compensated by the capacitance of the capacitor. Therefore, the total internal resistance of the generator decreases, and, consequently, the load current of the generator increases, which makes it possible to maximize the use of active materials.

Как видно на фиг.2, предложенная схема включения позволяет значитель но повысить отдаваемую мощность генератора (заштрихованная площадь) на частотах, незначительно превышающих частоту начала отдачи , т.е. при этих оборотах практически отдается полная мощность генератора, что является очень важным фактором.As can be seen in FIG. 2, the proposed switching circuit allows a significant increase in the generator power output (shaded area) at frequencies slightly exceeding the frequency of the start of recoil, i.e. at these speeds, the full power of the generator is almost given, which is a very important factor.

При дальнейшем увеличении частоты вращения ротора генератора (до п_п ) контакты 86 и 76 переключающего устройства 6 включаются, схема включения статорных обмоток переключается на ''треугольник'¹ и работа генератора происходит обычным образом.With further increase in generator rotor speed (n to _n) contacts 86 and 76 includes a switching device 6, switching circuit the stator windings is switched to 'triangle' and the operation of the generator ¹ takes place in the usual way.

Технико-экономический эффект предложенной схемы определяется улучшением токоскоростной характеристики повышением отдаваемой мощности при равной отдаче генератора и повышением коэффициента использования активных материалов, т.е. практически при прежних габаритах и весе генераторной установки увеличивается отдаваемая мощность, лабораторные испытания макетных _tобразцов, проведенные в НИИавтоприборов, показали эффективность предложенной схемы, в результате чего кратность отдаваемой мощности серий¢0 ных генераторов на малых частотах вращения ротора генератора повысилась в 3 раза.The technical and economic effect of the proposed scheme is determined by improving the current-speed characteristics by increasing the power output with equal output of the generator and increasing the utilization of active materials, i.e. practically at the previous dimensions and weight of the generator set, the power output increases, laboratory tests of prototype _t samples carried out at the Research Institute of Automotive Devices showed the effectiveness of the proposed scheme, as a result of which the power output multiplicity of series ¢ 0 generators at low rotor rotor frequencies increased by 3 times.

Claims

1.Vasilevsky V.I. and others. Automotive generators, M., Transport, 1978, p.51.

2. The patent of France 2297513, cl. H 02 K 19/16, 1976.

3. The patent of Germany 1538351, cl. 21c 32, 1973.

4. The patent of Germany 2108178, cl. H 02 X 7/14, 1977.

f / cfspt / j, c /

g

l / 1