استاتور ژنراتور: تولید کننده جریان

stator_generatora_1

هر وسیله نقلیه مدرن مجهز به یک ژنراتور الکتریکی است که برای عملکرد سیستم الکتریکی روی برد و تمام دستگاه های آن جریان تولید می کند.یکی از قطعات اصلی ژنراتور استاتور ثابت است.در مورد چیستی استاتور ژنراتور، نحوه کار و عملکرد آن در این مقاله بخوانید.

 

 

هدف استاتور ژنراتور

در خودروهای مدرن و سایر وسایل نقلیه از دینام های سه فاز سنکرون با خود تحریکی استفاده می شود.یک ژنراتور معمولی شامل یک استاتور ثابت ثابت در یک محفظه، یک روتور با یک سیم پیچ تحریک، یک مجموعه برس (تامین جریان به سیم پیچ میدان) و یک واحد یکسو کننده است.تمام قطعات در یک طراحی نسبتا جمع و جور مونتاژ می شوند که بر روی موتور نصب شده و دارای تسمه درایو از میل لنگ است.

استاتور بخش ثابتی از دینام خودرو است که سیم پیچی در حال کار را حمل می کند.در حین کار ژنراتور، در سیم پیچ های استاتور است که جریان الکتریکی ایجاد می شود که تبدیل (تصحیح) می شود و به شبکه روی برد تغذیه می شود.

استاتور ژنراتور چندین عملکرد دارد:

• حامل یک سیم پیچ کاری است که در آن جریان الکتریکی ایجاد می شود.
• عملکرد قسمتی از بدن را برای قرار دادن سیم پیچ کار انجام می دهد.
• نقش یک مدار مغناطیسی را برای افزایش اندوکتانس سیم پیچ کاری و توزیع صحیح خطوط میدان مغناطیسی ایفا می کند.
• به عنوان یک هیت سینک عمل می کند - گرمای بیش از حد را از سیم پیچ های گرمایش حذف می کند.

همه استاتورها اساساً طراحی یکسانی دارند و در انواع مختلف تفاوتی ندارند.

 

طراحی استاتور ژنراتور

از نظر ساختاری، استاتور از سه بخش اصلی تشکیل شده است:

• هسته حلقه.
• سیم پیچ کاری (سیم پیچ).
• عایق بندی سیم پیچ ها.

هسته از صفحات حلقه آهنی با شیارهایی در داخل مونتاژ می شود.یک بسته از صفحات تشکیل می شود، استحکام و استحکام ساختار با جوشکاری یا پرچ کردن داده می شود.در هسته، شیارهایی برای چیدن سیم پیچ ها ایجاد می شود و هر برآمدگی یک یوغ (هسته) برای پیچ های سیم پیچ است.هسته از صفحات با ضخامت 0.8-1 میلی متر، ساخته شده از درجه های ویژه آهن یا فروآلیاژ با نفوذپذیری مغناطیسی خاص، مونتاژ می شود.ممکن است در قسمت بیرونی استاتور پره هایی برای بهبود اتلاف گرما و همچنین شیارها یا فرورفتگی های مختلفی برای اتصال به محفظه ژنراتور وجود داشته باشد.

stator_generatora_2

ژنراتورهای سه فاز از سه سیم پیچ، یکی در هر فاز استفاده می کنند.هر سیم پیچ از سیم عایق مسی با سطح مقطع بزرگ (با قطر 0.9 تا 2 میلی متر یا بیشتر) ساخته شده است که به ترتیب خاصی در شیارهای هسته قرار می گیرد.سیم پیچ ها دارای پایانه هایی هستند که جریان متناوب از آنها حذف می شود، معمولا تعداد پین ها سه یا چهار است، اما استاتورهایی با شش پایانه وجود دارد (هر یک از سه سیم پیچ ترمینال های خود را برای ایجاد اتصالات از یک نوع یا دیگری دارد).

در شیارهای هسته یک ماده عایق وجود دارد که عایق سیم را از آسیب محافظت می کند.همچنین در برخی از انواع استاتورها می توان گوه های عایق را در شیارها قرار داد که علاوه بر این به عنوان ثابت کننده پیچ های سیم پیچ عمل می کند.مجموعه استاتور علاوه بر این می تواند با رزین ها یا لاک های اپوکسی آغشته شود، که یکپارچگی ساختار را تضمین می کند (جلوگیری از جابجایی چرخش ها) و خواص عایق الکتریکی آن را بهبود می بخشد.

استاتور به طور سفت و سخت در محفظه ژنراتور نصب می شود، و امروزه رایج ترین طرح مورد استفاده این است که در آن هسته استاتور به عنوان بخشی از بدنه عمل می کند.این به سادگی اجرا می شود: استاتور بین دو پوشش محفظه ژنراتور بسته می شود که با گل میخ ها محکم می شوند - چنین "ساندویچی" به شما امکان می دهد طرح های فشرده با خنک کننده کارآمد و سهولت نگهداری ایجاد کنید.این طرح همچنین محبوب است، که در آن استاتور با پوشش جلویی ژنراتور ترکیب می شود و پوشش پشتی قابل جابجایی است و دسترسی به روتور، استاتور و سایر قسمت ها را فراهم می کند.

انواع و خصوصیات استاتورها

استاتورهای ژنراتورها از نظر تعداد و شکل شیارها، طرح قرار دادن سیم پیچ ها در شیارها، نمودار سیم کشی سیم پیچ ها و مشخصات الکتریکی متفاوت هستند.

با توجه به تعداد شیارهای چرخش سیم پیچ ها، استاتورها دو نوع هستند:

• با 18 اسلات;
• دارای 36 اسلات.

امروزه، طراحی 36 شیار بیشترین استفاده را دارد، زیرا عملکرد الکتریکی بهتری را ارائه می دهد.امروزه ژنراتورهایی با استاتورهای دارای 18 شیار در برخی از خودروهای داخلی تولید اولیه یافت می شود.

با توجه به شکل شیارها، استاتورها سه نوع هستند:

• با شیارهای باز - شیارهایی با مقطع مستطیلی، نیاز به تثبیت اضافی پیچ های سیم پیچ دارند.
• با شیارهای نیمه بسته (گوه ای شکل) - شیارها به سمت بالا مخروطی می شوند، بنابراین سیم پیچ های سیم پیچ با قرار دادن گوه های عایق یا کامبریک ها (لوله های پی وی سی) ثابت می شوند.
• با شیارهای نیمه بسته برای سیم پیچی با کلاف های تک چرخشی - شیارها دارای مقطع پیچیده ای برای گذاشتن یک یا دو دور سیم یا سیم با قطر زیاد به صورت نوار پهن هستند.

stator_generatora_4

طبق طرح تخمگذار سیم پیچ، استاتورها سه نوع هستند:

• با یک مدار حلقه (حلقه توزیع شده) - سیم هر سیم پیچ در شیارهای هسته با حلقه ها قرار می گیرد (معمولاً یک پیچ در افزایش دو شیار گذاشته می شود، پیچ های سیم پیچ دوم و سوم در این شیارها قرار می گیرند. - بنابراین سیم پیچ ها تغییر لازم برای تولید یک جریان متناوب سه فاز را به دست می آورند.
• با یک مدار متمرکز موج - سیم هر سیم پیچ به صورت موج در شیارها قرار می گیرد و آنها را از یک طرف به طرف دیگر دور می زند و در هر شیار دو پیچ از یک سیم پیچ وجود دارد که در یک جهت هدایت می شوند.
• با یک مدار توزیع موج - سیم نیز به صورت امواج گذاشته می شود، اما چرخش های یک سیم پیچ در شیارها در جهات مختلف هدایت می شود.

برای هر نوع انباشته شدن، هر سیم پیچ دارای شش چرخش است که بر روی هسته توزیع شده است.

صرف نظر از روش تخمگذار سیم، دو طرح برای اتصال سیم پیچ ها وجود دارد:

• "ستاره" - در این مورد، سیم پیچ ها به صورت موازی متصل می شوند (انتهای هر سه سیم پیچ در یک نقطه (صفر) متصل می شوند و پایانه های اولیه آنها آزاد هستند).
• "مثلث" - در این مورد، سیم پیچ ها به صورت سری (آغاز یک سیم پیچ با انتهای سیم پیچ دیگر) به هم متصل می شوند.

هنگام اتصال سیم پیچ ها با "ستاره"، جریان بالاتری مشاهده می شود، این مدار در ژنراتورهایی با توان بیش از 1000 وات استفاده می شود که در سرعت های پایین کارآمد هستند.هنگام اتصال سیم پیچ ها با "مثلث"، جریان کاهش می یابد (1.7 برابر نسبت به "ستاره")، با این حال، ژنراتورهایی با چنین طرح اتصال در توان های بالا بهتر کار می کنند و یک هادی با مقطع کوچکتر می تواند باشد. برای سیم پیچ آنها استفاده می شود.

اغلب، به جای یک "مثلث"، از مدار "ستاره دوتایی" استفاده می شود، در این صورت استاتور باید نه سه، بلکه شش سیم پیچ داشته باشد - سه سیم پیچ توسط یک "ستاره" متصل می شوند، و دو "ستاره" به یکدیگر متصل می شوند. بار به صورت موازی

از نظر عملکرد، برای استاتورها، مهمترین چیز ولتاژ نامی، توان و جریان نامی در سیم پیچ ها است.با توجه به ولتاژ نامی، استاتورها (و ژنراتورها) به دو گروه تقسیم می شوند:

• با ولتاژ سیم پیچ 14 ولت - برای وسایل نقلیه با ولتاژ شبکه داخلی 12 ولت.
• با ولتاژ در سیم پیچ ها 28 ولت - برای تجهیزات با ولتاژ شبکه روی برد 24 ولت.

ژنراتور ولتاژ بالاتری تولید می کند، زیرا افت ولتاژ به ناچار در یکسو کننده و تثبیت کننده رخ می دهد و در ورودی شبکه برق روی برد، ولتاژ معمولی 12 یا 24 ولت از قبل مشاهده می شود.

اکثر ژنراتورهای اتومبیل، تراکتور، اتوبوس و سایر تجهیزات دارای جریان نامی 20 تا 60 A هستند، 30-35 A برای اتومبیل ها کافی است، 50-60 A برای کامیون ها، ژنراتورهایی با جریان حداکثر 150 A یا بیشتر تولید می شوند. برای تجهیزات سنگین

اصل کار استاتور ژنراتور

عملکرد استاتور و کل ژنراتور مبتنی بر پدیده القای الکترومغناطیسی است - وقوع جریان در رسانایی که در یک میدان مغناطیسی حرکت می کند یا در یک میدان مغناطیسی متناوب قرار می گیرد.در ژنراتورهای خودرو از اصل دوم استفاده می شود - هادی که در آن جریان ایجاد می شود در حالت استراحت است و میدان مغناطیسی دائماً در حال تغییر (چرخش) است.

هنگامی که موتور شروع به کار می کند، روتور ژنراتور شروع به چرخش می کند، در همان زمان ولتاژ باتری به سیم پیچ هیجان انگیز آن تامین می شود.روتور دارای یک هسته فولادی چند قطبی است که با اعمال جریان به سیم پیچ، به ترتیب تبدیل به آهنربای الکتریکی می شود، روتور چرخان یک میدان مغناطیسی متناوب ایجاد می کند.خطوط میدان این میدان استاتور واقع در اطراف روتور را قطع می کند.هسته استاتور میدان مغناطیسی را به روشی خاص توزیع می کند ، خطوط نیروی آن از چرخش سیم پیچ های کار عبور می کند - به دلیل القای الکترومغناطیسی ، جریانی در آنها ایجاد می شود که از پایانه های سیم پیچ برداشته می شود و وارد یکسو کننده می شود. تثبیت کننده و شبکه داخلی.

با افزایش سرعت موتور، بخشی از جریان سیم‌پیچ در حال کار استاتور به سیم‌پیچ میدان روتور وارد می‌شود - بنابراین ژنراتور به حالت خود تحریکی می‌رود و دیگر نیازی به منبع جریان شخص ثالث ندارد.

در حین کار، استاتور ژنراتور بارهای گرمایشی و الکتریکی را تجربه می کند و همچنین در معرض تأثیرات منفی محیطی قرار می گیرد.با گذشت زمان، این می تواند منجر به خراب شدن عایق بین سیم پیچ ها و خرابی الکتریکی شود.در این حالت استاتور نیاز به تعمیر یا تعویض کامل دارد.با تعمیر و نگهداری منظم و تعویض به موقع استاتور، ژنراتور به طور قابل اعتماد خدمت می کند و به طور پایدار انرژی الکتریکی را برای خودرو تامین می کند.


زمان ارسال: اوت-24-2023