Принцип работы тракторного генератора

Спецтехника

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.

Выпрямитель ВП (рис. 2, б) состоит из корпуса и теплоотвода, выполненных из алюминиевого сплава, и шести полупроводниковых диодов прямой 1 и обратной 2 полярности. Диоды 1 запрессованы в теплоотвод и отмечены по донышку черной краской, а диоды 2 запрессованы в корпус и маркированы красной краской. Для улучшения охлаждения корпус выпрямителя оребрен. Выпрямитель собран по трехфазной мостовой схеме. Положительный полюс выпрямителя присоединен к клемме В на колодке 2 (рис. 2, а) генератора гибким проводом. Монтажные провода выпрямителя и катушки возбуждения подведены с внешней стороны генератора и защищены планками 14.

Магнитная цепь генератора замыкается вокруг обмотки возбуждения 8 по стальной крышке 9, каркасу обмотки возбуждения, воздушному зазору, статору 5 и крышке 9. При вращении ротора под каждым зубцом сердечника статора поочередно оказывается один из полюсов ротора, в результате чего магнитный поток, проходящий через зубцы статора, изменяется по величине и направлению. Когда зубец ротора 6 находится против зубца статора, магнитный поток в зубце статора наибольший, а при положении зубца статора против паза ротора магнитный поток в зубце статора наименьший. Пересечение обмоток статора пульсирующим потоком индуктирует в них переменную э.д.с.

Генераторы Г304 и Г305 по принципу работы не отличаются от генератора Г306, однако их схемы, конструкции и материалы не одинаковы. Генератор Г306 одностороннего возбуждения, а генераторы Г304 и Г305 — двухстороннего, так как имеют две катушки обмотки возбуждения, помещенные каждая в одну из стальных крышек и соединенные между собой параллельно. Масса и габариты генераторов Г304 и Г305 несколько больше, чем генератора Г306.

Описанные генераторы работают с реле-регуляторами типа РР362, РР362-Б.

При техническом обслуживании генераторов Г304, Г305 и Г306 необходимо следить за их чистотой, надежностью креплений, состоянием контактов, натяжением и исправностью приводного ремня.
[Гуревич А.М., Сорокин Е.М. Тракторы и автомобили. 1978г.]

Схема подключения генератора МТЗ

Продукция Минского тракторного завода повсеместно используется в строительной, коммунальной и сельскохозяйственной сфере, что обусловлено её надежностью и отличными характеристиками. Генератор на МТЗ-80 представляется важной частью конструкции, служит для трансформации вращательной энергии коленвала в электрический аналог.

Устройство и принцип работы генератора

Прежде чем выяснить размер ремня генератора, необходимо изучить этот элемент, его конструкцию и принцип работы более подробно. Несмотря на то что на тракторы МТЗ устанавливались различные виды генераторов, они абсолютно идентичны по своим рабочим показателям и особенностям.

Данный элемент имеет идентификационный номер, который может варьироваться и зависит от используемой модификации:

Для его корректной работы необходимым требованием представляется наличие постоянного тока. Конструкция генератора предполагает прохождение тока через выпрямитель с тремя фазами, что позволяет трансформировать его из переменного в постоянный.

Характеристики генератора обусловлены работой его основных элементов, в роли которых выступают статор и ротор. Первый производится из листовой стали, а также трехфазной катушки, закрепленной на специальном выступе. Ротор является звездообразным элементом, имеющим 6 углов, устанавливается на вал. Принцип работы крайне прост: с помощью клинового ремня вращение коленвала передается на генераторный шкив. Из-за вращательных движений роторного механизма создается электромагнитное поле, которое под действием обмоток приводит к появлению тока, проходящего через выпрямитель.

Основные элементы

Планируя купить генератор на МТЗ 82 для его последующей установки, необходимо более подробно ознакомиться с его конструкцией. Как было сказано ранее, её основу составляет статор и ротор, однако есть и множество других элементов, за счет которых обеспечивается корректная работа агрегата. Среди них упоминания заслуживает:

• передняя, задняя крышка, а также защита регулятора;
• выпрямитель, изолятор, катушка и вентилятор;
• регулировочные и крепежные элементы;
• втулки роторные и распорные.

Зная, из каких элементов состоит конструкция подобного устройства, владельцу трактора МТЗ будет значительно проще самостоятельно установить его или выполнит ремонт, что позволит сократить затраты на услуги специалиста.

Подключение генератора

Подключение данного элемента к электросети тракторной техники МТЗ может показаться для неопытного пользователя сложной задачей, однако для её успешного выполнения достаточно придерживаться ряда простейших рекомендаций:

1. Провод «+» от АКБ подключить к клемме «В».
2. Соединить клемму «Ш» с реле-регулятором.
3. Клемма «М» должна быть подключена к корпусу трактора.

Необходимо руководствоваться схемой подключения, которая содержит основные элементы электросети, например, аккумуляторную батарею, что позволит избежать ошибок при выполнении работ.

Схема подключения

Используя схему подключения, мастер сможет без затруднений определить основные элементы электросети трактора, а также их расположение. К числу наиболее значимых объектов на схеме можно отнести сам генератор, резистор, конденсатор и контакты замка зажигания, АКБ, контрольную лампу и обмотки.

Техническое обслуживание устройства

Благодаря удачной конструкции подобных элементов они могут длительное время работать без необходимости осуществления ремонтных работ даже в сложных условиях, например, при наличии большого количества пыли, жары. Генератор демонстрирует стабильную работу даже на высоких оборотах, что свидетельствует о его надежности.

Но даже самое прочное устройство требует ухода и обслуживания, что позволит продлить срок его службы и избежать необходимости выполнять ремонт генератора МТЗ 80 своими руками. Следует проверять крепления элемента, а также степень натяжки его ремня. Прогиб не должен быть больше 3 см, при превышении подобных показателей ремень настоятельно рекомендуется подтянуть.

Необходимо регулярно проводить дефектовку изделия, что позволит своевременно выявить наличие трещин, а также других повреждений, способных нарушить корректную работу узла. Электрические соединения генератора следует регулярно очищать при окислении, предварительно отсоединив их от аккумуляторной батареи.

Проверка исправности работы

Чтобы быть уверенным в используемом агрегате, целесообразно проверять его на работоспособность перед каждым использованием. С этой целью применяется специальная контрольная лампа. При активации зажигания трактора она должна гореть, а при успешном запуске двигателя сразу же гаснуть.

Лампа может выключаться только после увеличения частоты вращения коленвала. Если же этого не происходит, речь идет о наличии неисправностей в работе генератора. Для этого следует отключить двигатель, после чего придерживаться следующей инструкции:

1. Проверить степень натяжения ремня генератора, скорректировать его при необходимости.
2. Соединить минусовой провод от аккумулятора с клеммой «М», а другой — с «В».
3. Включение лампы на данном этапе свидетельствует о неисправности выпрямителя.
4. Далее «-» от аккумулятора потребуется соединить с клеммой переменного тока, а «+» с клеммой «В». Если лампа будет гореть, имеет место пробивание диода выпрямителя.

Также можно совместить «+» от батареи с клеммой переменного тока, а «-» с «М» генератора. При включении лампы проблема скорее всего кроется в кротком замыкании обмотки статора либо пробивании диода.

Следует соблюдать осторожность при работе с электрическими комплектующими, поскольку при неправильных действиях они способны быстро прийти в негодность.

Заключение

Генератор от МТЗ представляется важной частью конструкции, от правильной работы которой во многом зависит функционал многих элементов трактора. Для подключения узла следует руководствоваться подробной схемой, что позволит выполнить установку изделия без каких-либо неудобств.

Принцип работы тракторного генератора

(097) 056-05-93, (099) 429-92-85, (093) 651-44-42

Магазин

Ремонт

Генератор МТЗ. Разновидности генераторов МТЗ и их приминение. Генератор Д-240, Генератор Д-245, Генератор Д-260.

Купить новые генераторы МТЗ (Д-240). Доставка по всей Украине. (097)056-05-93. Отправляем в день заказа без предоплаты.

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.

ок 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.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ И ПРИНЦИП РАБОТЫ ГЕНЕРАТОРА МТЗ

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.

Какие генераторы устанавливали на МТЗ раньше и что изменилось сейчас

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.

Основные элементы конструкции

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.