Генератор на тракторах, как и на других самоходных машинах, предназначен для преобразования механической энергии от вращения коленчатого вала двигателя в электрическую энергию для питания бортовой сети трактора и для зарядки аккумуляторной батареи. На тракторы МТЗ устанавливали несколько видов генераторов, в зависимости от комплектации и года выпуска, но по конструкции все они схожи. Это трехфазные электромеханические машины переменного тока.
Электрическая бортовая сеть и аккумулятор трактора работают на постоянном токе, поэтому совместно с генератором устанавливается выпрямитель, преобразующий переменный ток в постоянный, а также реле-регулятор – устройство, которое удерживает напряжение, выдаваемое генератором, в пределах 14 – 15 вольт при 12-и вольтовой бортовой сети, или в пределах 28-и вольт, если бортовая сеть на 24 вольта, независимо от скорости вращения и количества одновременно включенных приборов.
Ток возникает в генераторе за счет взаимодействия электрических магнитных полей вращающегося ротора и неподвижного статора. Начальный момент возникновения магнитного поля называется «возбуждение». В генераторах, которые устанавливались на тракторы МТЗ разных годов выпуска, имеется отдельная обмотка возбуждения, на которую подается питание от аккумулятора при включении массы или зажигания. Однако старые модели тракторов не во всех комплектациях имели стартер и аккумулятор. Запуск дизеля производился с помощью пускового двигателя, который, в свою очередь, запускался механизатором вручную. На таком тракторе необязательным было наличие аккумуляторной батареи. В таких комплектациях проблема возбуждения решалась использованием генераторов на постоянных магнитах вместо обмотки возбуждения, которым не требовался ток от батареи для образования электромагнитного поля. Примером является получивший широкое распространение в то время Г 46.3701. Современные трактора всегда комплектуются стартерами и аккумуляторными батареями, поэтому потребность установки самовозбуждающихся моделей отпала.
Мощность генераторов, устанавливаемых на тракторы МТЗ, варьируется от 700 до 1500 Ватт, и подбирается исходя из условий работы и оснащения трактора электрическими приборами.
История Минского Тракторного Завода начинается с 1946 года. Ранние модели тракторов не имели богатого оснащения электрическими приборами, современная техника имеет множество электрических систем и сложных элементов, таких как бортовые компьютеры, системы кондиционирования воздуха, множественные системы контроля, соответственно возросли требования к мощности и надежности генераторов.
Более 30-и лет поставщиком генераторов для тракторов МТЗ является Гродненский завод «Радиоволна», который производит весь модельный ряд, устанавливаемый на технику Минского Тракторного Завода.
Генераторы, установленные на двигатели внутреннего сгорания, имеют в большинстве случаев схожую конструкцию. В состав любого устройства входят такие элементы, как:
- Статор. По сути, статор является корпусом. Помимо несущей функции, на внутренних стенках статора расположены обмотки. Статор собирается из тонких стальных пластин. Обмотка статора является трехфазной, каждая фаза состоит из трех медных обмоток, которые соединяются между собой последовательно. Сами фазы соединяются по схеме «треугольник». Концы фаз присоединяются к выпрямителю тока, который часто называют «диодный мост».
- Ротор. Вращающаяся деталь. Выполнен в виде стального вала, на котором набраны тонкие пластины из электротехнической стали. В генераторах тракторов МТЗ форма пластин образует шестиконечную звезду. Вал размещен внутри статора, закреплен на подшипниках в передней и задней крышках. На передней части вала закреплен шкив под приводной ремень. Именно за счет вращения ротора в статоре возникает электромагнитное поле, которое создает энергию для питания потребителей и зарядки аккумуляторной батареи.
- Выпрямитель тока. Предназначен для преобразования переменного тока, который возникает от взаимодействия электромагнитных полей статора и ротора, в постоянный ток, которым питаются все потребители бортовой системы, и который необходим аккумулятору для зарядки. Выпрямитель выполнен в виде корпуса и пластины, в зависимости от модели, один из этих элементов является теплоотводом. На этих элементах размещаются диоды, которые последовательно соединяются с обмотками статора и выводят напряжение на клемму «+» или «В».
- Реле-регулятор. Предназначено для поддержания постоянного напряжения. В более ранних электрических схемах тракторов реле-регулятор было выполнено в виде отдельного блока, подключенного к клеммам и к массе. В современных моделях встречается реле-регулятор транзисторного типа, совмещенное со щеточным узлом и установленное непосредственно на генератор. Некоторые модификации регуляторов напряжения имеют возможность сезонной регулировки напряжения, изменяя диапазон тока в пределах 0,8-1,2 Вольт.
- Передняя и задняя крышки. Являются опорой ротора, который установлен на подшипниках, запрессованных в отливки крышек. Также на передней или задней крышке, в зависимости от модели установлен блок выпрямителя тока. На крышках отлиты монтажные проушины для крепления генератора к двигателю и регулировки натяжения приводного ремня. Как правило, крышки имеют отверстия для отвода тепла из генератора.
Подключение и принцип работы
Рассмотрим подключение на примере генератора Г-306 Д, который устанавливался на трактор МТЗ-82 на протяжении длительного периода времени.
Плюсовой провод с аккумулятора присоединен к клемме «В» или «+». Параллельно с этой клеммы идет подключение к одноименной клемме регулятора напряжения. На клемму «+» или «В» внутри генератора выводится вырабатываемое напряжение с обмоток статора через диодный выпрямитель. Параллельно с этой клеммой, через реле, подключена контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи.
При исправной работе генератора контрольная лампа загорается при включении зажигания и гаснет при запущенном двигателе. Дополнительно в некоторых моделях тракторов МТЗ устанавливается амперметр, который показывает силу тока в Амперах, или вольтметр, который показывает напряжение в Вольтах. Эти устройства позволяют механизатору оперативно получать информацию о работе генератора и состоянии бортовой сети во время работы трактора.
Клемма «Ш» соединена с аналогичной клеммой реле-регулятора. Через неё подается напряжение на катушки возбуждения.
Клемма «М» (масса) присоединяется к корпусу (минус) трактора, и параллельно – к клемме «М» реле-регулятора. Клемма «М» регулятора также подключена к корпусу трактора. В цепь между клеммой «Ш» и «М» регулятора напряжения может быть включен вольтметр, установленный на щитке приборов трактора для контроля за напряжением в бортовой сети.
В некоторых моделях дополнительно имеется клемма «Д», к которой подключается реле стартера, для блокировки включения стартера при работающем двигателе.
На неработающем двигателе ток от АКБ подается на клемму «Ш» которая присоединена к обмотке возбуждения, создающей начальное электромагнитное поле. При запуске двигателя трактора, вращение от коленчатого вала передается через клиновой ремень на шкив генератора, жестко закрепленный на валу ротора. При вращении ротор вращает электромагнитное поле шунтируемых обмоток возбуждения, которое, взаимодействуя с обмотками статора, создает на них переменный электрический ток. Ток имеет пиковые значения в момент прохождения выступающих частей ротора мимо обмоток статора. Чтобы выровнять импульсы, вырабатываемый ток со статора проходит через выпрямитель, преобразуясь в постоянный. Выходы диодов выпрямителя присоединены к клемме «+» или «В» генератора, с которой снимается выходное напряжение для зарядки АКБ и питания электроприборов трактора.
Одновременно реле-регулятором ток удерживается в пределах 14 – 15 вольт, для корректной работы приборов и исключения перезаряда аккумуляторной батареи.
При достижении двигателем высоких оборотов, генератор вырабатывает ток, превышающий номинальное значение. Проходя через обмотку реле регулятора (в старом исполнении), или через транзисторы (в современном исполнении), ток, при превышении значений, попадает на блок сопротивлений, которые снижают силу электромагнитного поля возбуждения, вследствие чего снижается ток.
| Сравнительные характеристики регуляторов напряжения | ||
| Наименование | РР 362 Б1 | РР 356 |
| Номинальное напряжение, В | 14 | 28 |
| Напряжение бортовой сети, В | 12 | 24 |
| Ток нагрузки, А | 3 | 1,5 |
| Применяемость | К-700-701-702-703, ТЛ-28,Т-40,Т-75, СКД-5, МТЗ-50,-52,-80-82, Д 804, ДТ 75 | КАМАЗ, МАЗ, Т-150, МТЗ-1221 |
| Примечания | Имеет сезонную регулировку напряжения | – |
Профилактическое обслуживание
Генераторы, устанавливаемые на тракторы МТЗ, имеют простую и надежную конструкцию, которая позволяет им работать длительное время в тяжелых условиях, таких как запыленность, воздействие высоких температур, влаги, длительная работа на повышенных оборотах.
Систематическое профилактическое обслуживание необходимо для бесперебойной работы устройства. При обслуживании необходимо проверить состояние креплений генератора и силу натяжения приводного ремня. Прогиб ремня при усилии 3 кг/см не должен превышать 3 см, в противном случае ремень следует подтянуть. Ремень не должен иметь надрывов, трещин, и других следов повреждения.
Электрические соединения проверяются на качество крепления и отсутствие следов окисления. При наличии окисления выводных клемм следует отсоединить аккумуляторную батарею, снять клеммы с генератора и зачистить. Клеммы, которые находятся под напряжением, должны иметь защитные колпачки, исключающие воздействие факторов окружающей среды и предотвращающие короткое замыкание.
Исправность устройства проверяется при каждом пуске двигателя с помощью контрольной лампы заряда АКБ. При включении зажигания лампа должна гореть, и погаснуть, как только двигатель запущен. Допускается, что лампа гаснет только с увеличением частоты вращения коленчатого вала до 1400 оборотов в минуту, так как некоторые модели имеют частоту оборотов возбуждения выше оборотов холостого хода двигателя.
Если контрольная лампа не гаснет или измерительные приборы на панели, такие как амперметр или вольтметр, показывают разряд (для вольтметра это значения ниже 12,5 вольт), необходимо произвести диагностику генератора. Делается это только на неработающем двигателе.
Порядок проведения диагностики
- Проверить натяжение ремня генератора. При недостаточном натяжении ремень может проскальзывать под нагрузкой, и не давать генератору достаточной частоты вращения.
- «Минус» от АКБ соединить с клеммой «М», а «плюс» – с клеммой «В». Если при этом горит контрольная лампа заряда АКБ, это означает, что неисправен выпрямитель (замыкание диодов, пробой изоляции, замыкание положительного вывода на корпус генератора).
- «Минус» от АКБ соединить с одной из клемм переменного тока, а «плюс» АКБ – с клеммой «В» генератора. Контрольная лампа гореть не должна. Если лампа горит – пробит диод выпрямителя прямой полярности (или несколько).
- «Плюс» от АКБ через контрольную лампу соединить с одной из клемм переменного тока генератора, а «минус» АКБ – с клеммой «М». Если при этом горит контрольная лампа, это свидетельствует о том, что пробит диод выпрямителя обратной полярности (или несколько), или имеется короткое замыкание обмотки статора на корпус генератора.
| Технические характеристики моделей, устанавливаемых на тракторы МТЗ | |||||||||
| Тип | Номинальная мощность, Вт | Номинальное напряжение, В | Номинальная частота вращения, Об/мин | Максимальная частота возбуждения, Об/мин | Применяемость с двигателями | Применяемость по моделям | Масса, кг | ||
| С АКБ | Без АКБ | ||||||||
| Г460.3701 (-1) Г4607.3701 |
700 | 14 | 50 | 5000 | 1450 | 1650 | Д-50, Д-65 | МТЗ-50 | 6,3 |
| Г464.3701 (-1) | 700 | 14 | 50 | 5000 | 1450 | 1650 | Д-245 | МТЗ-80/82 | 6,2 |
| Г468.3701 (-1) | 700 | 14 | 50 | 5000 | 1450 | 1650 | Д-245 | МТЗ-100 , 102, 1021, 1022, 520/522, 592 | 6,7 |
| Г964.3701 (-1) Г9647.3701 (-1) |
1000 | 14 | 72 | 4500 | 1250 | 1250 | Д-260, Д-245.5, Д-245.7 | МТЗ-80/82, 1221 | 6,3 |
| Г994.3701 (-1) Г9947.3701 (-1) |
1000 | 28 | 36 | 4500 | 1250 | 1250 | Д-260, Д-245 | МТЗ-1221 | 6,3 |
| Г9702.3701 | 1400 | 14 | 100 | 7000 | 1400 | 1400 | Д-245, Д-260 | МТЗ-80/82, 102, 520/522 | 7,3 |
Генератор - электрическая машина, преобразующая механическую энергию первичного двигателя в электрическую энергию. Генератор служит для питания потребителей электрической энергией и зарядки аккумуляторной батареи при определенной частоте вращения коленчатого вала двигателя.
Привод генератора осуществляется от коленчатого вала клиноременной передачей, имеющей постоянное передаточное число, поэтому частота вращения генератора находится в прямой зависимости от скоростного режима двигателя. А так как частота вращения коленчатого вала у тракторных двигателей может изменяться от минимальной до максимальной в отношении 1:3,5, а у автомобильных еще больше (без регуляторов до 1:8), то для поддержания на клеммах генератора напряжения в заданных пределах устанавливают регуляторы напряжения.
Поскольку тракторные генераторы работают в более тяжелых условиях, чем автомобильные (значительная запыленность окружающей среды, сильные вибрации и т.п.), их делают закрытыми: внутренняя их полость защищена глухими крышками; тепло отводится в основном через поверхности корпуса и крышек. Для лучшего охлаждения применяют вентиляторы внешнего обдува.
Автомобильные генераторы изготовляют в защищенном исполнении - поток воздуха, создаваемый вентилятором, проходит через внутреннее пространство корпуса и специальные окна в крышках, интенсивно охлаждая нагревающиеся части.
Генераторы характеризуются родом тока, напряжением, мощностью, начальной (без нагрузки), при которой достигается номинальное напряжение, и максимальной (под нагрузкой) частотами вращения.
На тракторах и автомобилях устанавливаются трехфазные синхронные генераторы переменного тока с электромагнитным возбуждением. Их магнитное поле и ротор вращаются с одной и той же частотой - синхронно. Основной магнитный поток создается обмоткой возбуждения, соединенной с аккумуляторной батареей, или обмотками статора (питаемой через выпрямитель). Возможен также режим работы генератора с предварительно намагниченной магнитной системой. Катушки статора образуют трехфазную обмотку, соединенную в звезду, реже в треугольник.
Различают генераторы контактного и бесконтактного типов.
В контактном генераторе ток возбуждения подводится к обмотке ротора через контактные кольца и щетки. В отличие от генераторов постоянного тока здесь не происходит искрения, так как кольца и щетки не выполняют функций коммутации тока. В бесконтактных генераторах нет контактных колец, щеток и вращающихся обмоток; они отличаются высокой надежностью и выдерживают тяжелые условия эксплуатации, но по габаритам и массе несколько больше генераторов контактного типа.
Для зарядки аккумуляторной батареи и питания некоторых потребителей необходим постоянный ток; часть же потребителей может работать как на постоянном, так и на переменном токе. В автотракторном электрооборудовании принято выпрямление генераторного тока, для чего предусмотрены выпрямители, обычно встроенные в генератор.
Генераторы переменного тока отличаются способностью заряжать аккумуляторную батарею на малой частоте вращения холостого хода двигателя. Относительно высокая частота вращения генератора в этом режиме позволяет ему развивать достаточную мощность, тем самым освобождая от работы аккумуляторную батарею. У генераторов же постоянного тока номинальная частота вращения якоря ограничена искрением под щетками; когда же двигатель работает на малой частоте вращения, напряжение генератора меньше напряжения аккумуляторной батареи, и вырабатываемый им ток поступает только в цепь возбуждения и обмотки реле-регулятора.
Установочная мощность генератора определяется в зависимости от тягового класса трактора или грузоподъемности автомобиля и составляет 200-1000 Вт.
Генераторы переменного тока с электромагнитным возбуждением и контактным устройством.
На автомобилях (ГАЗ-53А, ЗИЛ-130, КамАЗ, МАЗ, КрАЗ и т. д.) и некоторых тракторах (например, К-701) применяют трехфазные синхронные генераторы переменного тока (Г250, Г271, Г272 и др.) с электромагнитным возбуждением и контактным устройством. Генераторы выполнены по единой схеме и отличаются в основном конструктивными особенностями и электрическими характеристиками.
Рис. 1. Генератор Г272: 1, 12 - крышки; 2 - контактные кольца; 3 - щеткодержатель; 4 - пружина; 5 - щетки; 6 - полюсные наконечники; 7 - крыльчатка; 8 - шкив; 9 - вал; 10, 19 - шариковые подшипники; 11 - втулка; 13 - статор; 14 - обмотка возбуждения; 15 - катушка статора; 16 - зажим; 17 - концы обмотки возбуждения; 18 - выпрямительный блок.
Генератор Г272 автомобилей КамАЗ состоит из статора 13 (рис. 1), ротора, крышек 1 и 12, контактного устройства, выпрямительного блока 18, приводного шкива 8 и других элементов.
Сердечник статора собран из листов электротехнической стали в пакет с равномерно распределенными по окружности 18 зубцами и закреплен винтами между крышками 1 и 12 из алюминиевого сплава. На зубцах размещены восемнадцать обмоточных катушек 15, закрепленных в пазах статора текстолитовыми клиньями. Катушки намотаны проводом диаметром 1,16 мм (восемнадцать витков) и образуют три фазы, включенные звездой. В каждую фазу входят шесть последовательно соединенных катушек, концы которых присоединены к трем зажимам 16 выпрямительного блока 18.
Ротор состоит из вала 9, контактных колец 2, двух полюсных наконечников 6 втулки 11 и обмотки возбуждения 14. Полюсные наконечники стальные, шестиполюсные, северной (N ) и южной (S ) полярности. Расположение таково, что наконечники одной полярности перемещаются между наконечниками противоположной полярности. Между полюсными наконечниками находится втулка 11 обмотки возбуждения 14, содержащей 1490 витков провода диаметром 0,51 мм. Ротор вращается в шариковых подшипниках 19 и 10 (закрытого типа, не требующие смазки), установленных внешними обоймами в крышках генератора. Благодаря крыльчатке 7 на шкиве 8 и прорезям в крышках для охлаждения генератора создается проточная вентиляция.
Контактное устройство образовано двумя медными контактными кольцами 2, щеткодержателем 3, двумя графитовыми щетками 5. прижимаемыми пружинами 4 к контактным кольцам. К изолированным от вала кольцам припаяны концы 17 обмотки возбуждения 14. Одна (изолированная от массы) щетка соединена с зажимом Ш генератора, а вторая через корпус генератора - с массой.
В крышку 1 встроен полупроводниковый выпрямительный блок 18 из шести кремниевых диодов, соединенных в мостовую схему. На крышку со стороны выпрямителя выведены отрицательный и изолированный от массы положительный зажимы. К положительному зажиму присоединены контактной пластиной размещенные на изолированной от массы панели положительные зажимы диодов прямой полярности; отрицательный зажим замыкает на массу контактную пластину диодов обратной полярности.
Техническое обслуживание генератора Г272 (на примере автомобилей КамАЗ) заключается прежде всего в очистке его генератора от грязи, проверке натяжения приводного ремня, затяжке болтов крепления генератора и гайки крепления шкива (ТО-1). Во время ТО-2 проверяют затяжку стяжных болтов генератора и состояние контактных соединений проводов. Через 50 тыс. км пробега (25 тыс. км для нового автомобиля) снимают щеткодержатель 3, проверяют свободное перемещение щеток в направляющих отверстиях, осматривают и при необходимости зачищают контактные кольца 2, испытывают упругость пружин 4. Щетки заменяют, если их высота от опорной плоскости пружины меньше 8 мм.
Бесконтактные индукторные генераторы переменного тока с электромагнитным возбуждением.
На ряде тракторов установлены закрытые бесконтактные трехфазные индукторные генераторы переменного тока типов Г304, Г305, Г306 со встроенными выпрямителями. Генераторы Г304 и Г305 унифицированы по основным деталям и отличаются в основном обмоточными данными. Характерная особенность этих генераторов - отсутствие щеточных контактов и вращающихся обмоток.
Генератор Г306, который относится к усовершенствованным бесконтактным генераторам переменного тока с электромагнитным возбуждением, состоит из статора 5 (рис. 2, а
) с обмоткой 7, ротора 6, задней 3 и передней 9 крышек, обмотки возбуждения 8, выпрямительного блока 10 шкива 11 с крыльчаткой и лап крепления.
Рис. 2. Генератор Г306: а
- устройство: 1 - болт выводной клеммы; 2 - изоляционная колодка; 3 - задняя крышка; 4 - стяжной болт; 5 - статор; 6 - ротор; 7 - обмотка статора; 8 - обмотка возбуждения; 9 - передняя крышка; 10 - выпрямительный блок БПВ-30; 11 - шкив с крыльчаткой; 12, 15 - шариковые подшипники; 13 - втулка ротора; 14 - планка; 16 - задняя лапа; б
- электрическая схема: ОВ
- обмотка возбуждения генератора; ОС
- обмотка статора генератора; ВП
- выпрямитель: 1 - диоды прямой полярности; 2 - диоды обратной полярности; А
- амперметр; ВМ
- выключатель массы; В, Ш, М
- выводные клеммы; Т
- транзистор; Э
- эмиттер; К
- коллектор; Б
- база; Д1
- запирающий диод; Дг
- диод гасящего контура; Др
- разделительный диод; РЗ
- реле защиты; FЗy
- удерживающая обмотка реле защиты; P3о
- последовательная обмотка реле защиты; РЗв
- встречная обмотка реле защиты; РН
- регулятор напряжения; ППР
- переключатель (винт) сезонной регулировки напряжения; PHО
- обмотка регулятора напряжения; Rб
- резистор базы транзистора; Rт
- резистор температурной компенсации; Rу
- ускоряющий резистор; Rд
- добавочные резисторы.
Статор 5 набран из листов электротехнической стали, собранных в пакет. На девяти зубцах статора, равномерно распределенных по внутренней окружности, надеты девять катушек трехфазной обмотки. Катушки, выполненные из провода ПЭВ-2 диаметром 1,35 мм с эмалевой изоляцией и двойным покрытием имеют по двадцать восемь витков и закреплены на зубьях клиньями из стеклотекстолита. Каждая фаза обмотки состоит из трех последовательно включенных катушек. Фазы соединены в треугольник (рис. 2, б ). Концы фаз обмотки статора ОС выведены к болтам 1 (рис.2, б ) клемм переменного тока, помещенным на изоляционной колодке 2 задней крышки 3 и обозначенных знаком «~». К этим же клеммам присоединены выводы выпрямителя ВП .
На вал ротора насажена шестиконечная звездочка, набранная из листов электротехнической стали, которые соединены заклепками. Опорами ротора служат шариковые подшипники 12 и 15 закрытого типа. Передняя крышка 9 стальная, к ее торцу с внутренней стороны прикреплена болтами катушка обмотки возбуждения 8, навитая на стальной каркас. Обмотка выполнена из 500 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,74 мм. Начало обмотки соединено с массой генератора, а конец подведен к клемме Ш . помещенной на колодке 2 задней крышки 3. Крышка 3 в прикрепленная к ней лапа отлиты из алюминиевого сплава. На торцовой пасти крышки размешены клеммы с их обозначениями. К передней крышке приварены две лапы для крепления генератора и регулировки натяжения приводного ремня.
В качестве генератора для этого ветряка был использованТехнические характеристики этого генератора.
Напряжение номинальное, 14 В
Номинальный ток 50А
Масса генератора без шкива 5,4 кг
Частота вращения номинальная 5000об/м
Частота вращения максимальная 6000об/м
Направление вращения со стороны привода правое
Ресурс генератора, 10 000 мото/часов
Но в таком виде генератор не совсем подходил в качестве генератора для ветряка, так-как рассчитан на большие обороты, и он был модернизирован. Статор генератора был перемотан проводом 0,8 мм по 80 витков с целью поднятия напряжения на тех-же оборотах. Катушка возбуждения электромагнитов была домотана тем-же проводом, домотано 250 витков. В общем провода понадобилось порядка 200 метров с учетом полной перемотки статора и домотки катушки.
>
Крепление генератора и основа сварена из профильной трубы. Конструкция сделана так, чтобы привод проходил внутри трубы и свисал вертикально в нее. Сама конструкция предполагает защиту ветроголовки от сильного ветра складыванием хвоста, для которого приварен шкворень. На этот шкворень потом оденется хвост ветрогенератора.
>
Так выглядит уже готовый ветрогенератор. Винт ветряка двухлопастной, это обусловлено потребностью в больших оборотах для генератора. Диаметр винта 1,36м, сделан из дюралюминиевой трубы диаметром 110 мм. Из нее были вырезаны две лопасти длинной 63 см, потом раскатаны чтобы уменьшить крутку и сделать их более плоскими, крутка получилась как будто их вырезали из 400 -й трубы.
>
Так-как у генератора нет залипаний, то винт стартует от любого ветерка, и развивает большие обороты. На фото ветрогенератор поднят на мачту высотой 5 метров, плюс труба самого ветрогенератора. К мачте ветрогенератор прикручивается через эту трубу в трех местах на болты М10. Так-же чтобы мачта как-то держалась, она была закреплена на растяжки. Провод от ветрогенератора проходит в трубе, токосьемные кольца не использовались.
>
>
>
>
>
Зарядка начинается при 3,5 м/с, при скорости ветра 4 м/с винт ветрогенератора развивает 300 об/м. При 700 об/м обороты достигают 800-900об/м, а при ветре 15 м/с винт разгоняется до 1500 об/м. Максимальная мощность, которая была зафиксирована 250 ватт, при ветре 6 м/с ветрогенератор выдает порядка 150 ватт.Вот так просто и легко делаются простые ветрогенераторы из доступных запчастей и материалов. Мощность конечно в этом варианте не велика, но для зарядки автомобильного аккумулятора или нескольких в самый раз.
На этом эксперименты и улучшения конструкции ветрогенератора не закончились. Для него был изготовлен новый однолопастной винт, продолжение ниже по ссылке на новую статью..,
Обозначают двумя или тремя числами, например 462.3701.11. Первое число 462 означает модель (46) и модификацию (2) этой модели, второе - группу электрооборудования (37) и подгруппу генераторов (01), а третье- индекс конструктивных изменений по сравнению с первоначально установленным генератором. Индексы 10, 11, 12 и т. д. означают, что данный генератор невзаимозаменяем с первоначально установленным.
Конструкцию генераторов постоянно совершенствуют прежде всего с.целью повышения удельной мощности и надежности, уменьшения расхода дефицитных материалов, трудоемкости изготовления и технического обслуживания. Примером такого совершенствования служат индукторные генераторы Г304, Г306, 13.3701 и 46.3701.
Генератор Г304 имеет две параллельные катушки возбуждения, неподвижно закрепленные в стальных крышках - магнитопроводах с двух сторон статора. Трехфазный двухполупериодный выпрямитель расположен на передней крышке рядом с крыльчаткой, а выводы фаз, обмотки возбуждения и выпрямленного тока - на задней крышке. Двустороннее возбуждение не давало значительного увеличения мощности при большом расходе меди и стали, а принятая компоновка выпрямителя и выводов требовала укладки проводов внутри статора (генератора Г304 и Г306) или снаружи его (генератор 13.3701).
В результате отказа от двустороннего возбуждения (генератор Г306) сокращен расход меди и стали, а при размещении трехфазного одно- и двухполупериодного выпрямителей в задней крышке из алюминиевого сплава и при внутренней вентиляции (генератор 46.3701) улучшены условия работы диодов, упрощена укладка проводов, уменьшена вероятность коротких замыканий и увеличена мощность на 75 %.
Изменяют и схему включения обмотки возбуждения в цепь выпрямителя и аккумуляторной батареи. В генераторах Г304, Г306 с реле-регуляторами РР362-Б (подобными РР385-Б) и Г250 с регуляторами напряжения РР350 включение «массы» или зажигания при неработающем двигателе вызывает разрядку аккумуляторной батареи током силой до 3 А через обмотку возбуждения. Если водитель не выключает «массу» или зажигание на длительный период, батарея разряжается через обмотку возбуждения, а неработающий генератор перегревается и выходит из строя.
Устанавливая предохранитель, частично обеспечивают защиту цепи возбуждения.
В генераторах 13.3701, 15.3701, 46.3701 и Г273А питание обмотки возбуждения от аккумуляторной батареи при неработающем дизеле осуществляется через резистор подпитки R4, который уменьшает силу тока примерно до 0,1 А. Однако при такой схеме включения увеличение частоты вращения во время пуска дизеля вызывает скачкообразное увеличение напряжения, а переход на минимальные частоты вращения - скачкообразное уменьшение напряжения и силы тока в цепях потребителей. В результате установки шести постоянных магнитов в ротор генератора 46.3701 частично устранен и этот недостаток.
Схему включения генераторов в электрическую сеть машин тоже изменяют. Реле-регуляторы РР362-А(Б), РР385-Б и РР350 с германиевыми транзисторами типа р-n-р работоспособны при температуре не выше 65 °С. Поэтому их устанавливают перед радиатором (трактор МТЗ-80) или в другом хорошо охлаждаемом месте. Это требует применения длинного жгута проводов для соединения одноименных (однополюсных) клемм генератора и реле-регулятора.
Для исключения ошибок при монтаже наконечники «плюсового» провода имеют больший диаметр отверстий по сравнению с наконечниками других проводов или их объединяют в штепсельный разъем.
В схемах с автоматической блокировкой стартера (МТЗ-80) генераторы имеют две клеммы переменного тока для подключения реле блокировки РБ-1. При отсутствии реле блокировки эти клеммы свободны.
Создание интегрального регулятора напряжения, работоспособного при температуре до 115°С, позволило встроить его в заднюю крышку генератора и исключить жгут разнополюсных проводов, а применение однополупериодного выпрямителя UZ1 с «плюсовой» клеммой - исключить выпрямитель из реле блокировки.
При отсутствии реле блокировки клемма свободна и генераторы 13.3701, 15.3701 и 46.3701 включают в сеть одним проводом, соединенным с клеммой.
В отличие от применявшихся ранее генераторов постоянного тока с вибрационными реле-регуляторами современные генераторные установки с многочисленными полупроводниковыми приборами требуют строгого соблюдения правил эксплуатации, повышенной внимательности и безошибочности действий при техническом обслуживании.
Этот ветрогенератор сделан на основе генератора Г-700 от трактора. Винт генератора имеет двухлопастную конструкцию, что в комплекте позволяет развивать высокие обороты даже прим алых ветрах. Средняя мощность которую выдает генератор составляет 150 ватт, она достигается уже при ветре в 6 м\с. В статье рассмотрены основные моменты модернизации и конструктивных особенностей ветрогенератора данной модели.
Материалы и детали необходимые для постройки ветряка данного типа:
1) тракторный генератор Г-700
2) провод 0.8 мм толщиной около 200 метров.
3) профильная труба
4) дюралюминиевая труба 110 мм
5) болты м10
Рассмотрим более подробно конструкцию ветряка и его основных составляющих.
Основной частью ветряка является генератор, который в данном случае был переделан из стандартного тракторного генератора Г-700. Тракторный генератор Г-700 обладает следующими характеристиками: номинальное напряжение равно 14 В, номинальный ток 50 А, генератор весит 5.4 кг без шкива, а так же имеет ресурс в 10000 часов.
Единственной загвоздкой для использования этого генератора без переделок стали слишком высокие рабочие обороты от 5000 до 6000 оборотов. Поэтому для начала автор занялся модернизацией генератора.
Был полностью перемотан статор генератора при помощи провода толщиной в 0.8 мм по 80 витков. Это было сделано для того, чтобы поднят напряжение на оборотах. Так подверглась переработке и катушка возбуждения электромагнитов. На катушку тем же проводом, что использовался для статора, было намотано 250 витков. С учетом полной перемотки статора и домотки катушки автор затратил около 200 метров провода на подобную модернизацию.
Затем автор приступил к созданию крепления для этого генератора. Конструкция крепления была сделана из профильной трубы таким образом, чтобы привод проходил внутри и свивал вертикально. Так же конструкцией ветряка была предусмотрена защита от сильного ветра. Для того, чтобы снизить нагрузки организована защита при помощи "складывания хвоста", для этого был приварен шкворень, на который в последующем будет одет хвост ветрогенератора.
Так как генератору все же требуются достаточно высокие обороты для качественной работы конструкция винта была выбрана двухлопастной. Сам винт получился диаметром около 136 см, а материалом для его создания стала дюралюминиевая труба диаметром в 110 мм. Из этой трубы и были вырезаны обе лопасти винта. Длинна каждой лопасти получилась 63 см. Для того, чтобы уменьшить закрутку и сделать лопасти более плоскими автор раскатал их. В итоге получилось как будто лопасти были сделаны из трубы диаметром 400 мм.
Фотографии готового ветряка:
Благодаря тому, что у использованного генератора нет залипаний, винт стартует даже от самого легкого ветра и развивает высокие обороты. Длинна мачты ветрогенератора составляет 5 метров. Высоту добавляет так же труба самого генератора.
Крепление происходит в трех местах через болты м10. Для удержания мачты ветрогенератора в вертикальном положении она была закреплена при помощи растяжек. провод от ветрогенератора идет внутри трубы, таким образом он надежно защищен от внешних условий. В конструкции автор не использовал токосъемные кольца.
Зарядка аккумулятора начинается уже при ветре в 3.5 м\с, а при скорости в 4 м\с винт ветрогенератора разгоняется до 300 об\м, при 7 м\с обороты достигают отметки в 800-900, когда ветер 15 м\с то винт выходит на обороты в 1500 об\м.
Максимальная мощность генератора, которая была зафиксирована автором составляла 250 ватт. При стандартном ветре в 6 м\с ветрогенератор каждый час выдает 150 ватт энергии. Этой мощности вполне хватает для зарядки автомобильного аккумулятора.