汽車上雖然裝有蓄電池,但它存儲的電能十分有限。比如動發動機時,起動機要消耗蓄電池大量電能,若不及時對其進行補充充電就不能滿足汽車上不斷增多的用電設備的需求,也就很難保證汽車的頻繁啟動正常運行。所以可以說發電機是汽車電器系統的主要電源。而定子是汽車發電機重要的零部件之一,為提高汽車發電機的繞組性能,定子的設計和工藝制作至關重要。本文著重介紹了定子的滴漆處理;20℃時的電阻;電壓測試;采用磁性槽楔等方面的設計規定及工藝制作要求。
汽車發電機由于定轉子間隙不均,定子槽楔鼓出與轉子相擦,定子和內外風葉相擦等缺陷的存在,使發電機產生振動、發生磨擦、降低使用壽命,同時也降低了汽車發電機的穩定性,而且會產生一定程度的噪聲。為了提高定子的工作效率,對定子的滴漆處理;電阻;電壓測試等幾方面的控制要求相當嚴格。
1.汽車發電機定子的結構及工作原理
汽車發電機定子一般由定子鐵芯、定子線圈、槽楔和槽絕緣等組成。定子是發電機靜止不動的部分,它的功用是產生旋轉磁場,從而產生交流電。
1.1.汽車發電機定子的結構
1.1.1.定子鐵芯
定子鐵心是構成汽車發電機勵磁回路和固定定子繞組的重要部件,一般采用導磁率高損耗小的、內圈帶槽的硅鋼片疊壓而成,定子繞組的導線就嵌放在鐵芯的槽中。
1.功能:為繞組磁場提供回路的作用
2.組成:內圈帶槽的硅鋼片疊成。
1.1.2.定子線圈
定子繞組有三相,三相繞組采用星形接法或三角形(大功率)接法,都能產生三相交流電。三相繞組的必須按一定要求繞制,才能使之獲得頻率相同、幅值相等、相位互差120°的三相電動勢。
a.每個線圈的兩個有效邊之間的距離應和一個磁極占據的空間距離相等。
b.每相繞組相鄰線圈始邊之間的距離應和一對磁極占據的距離相等或成倍數。
c.三相繞組的始邊應相互間隔2π+120o電角度(一對磁極占有的空間為360o電角度)
1.功能:通過轉子旋轉磁場,在定子上切割磁力線產生交變(N、S)電流,傳遞給整流橋。
2.組成:足夠長的高溫漆包線繞制而成,共有三組。
1.1.3.槽楔
1.功能:槽楔的作用是封槽口,壓緊絕緣紙及線圈,防止繞組松脫跑出來。主要用來固定繞組線圈、槽絕緣,防止線圈松動損傷絕緣。
2.組成:環氧樹脂層壓板裁制或者定做的。
1.1.4.槽絕緣
1.功能:保護線圈繞組,作為附加的電絕緣層,對于電機的絕緣性能也有一定的影響。
2.組成:采用聚酯薄膜絕緣紙復合箔,制成與定子槽相似形狀的槽絕緣紙片。絕緣紙厚度一般為0.18~0.25毫米。
1.2 .汽車發電機定子的工作原理
定子又稱為電樞。定子的功用是產生交流電。定子安裝在轉子的外面,和發電機的前后端蓋固定在一起,當激磁電流作用于轉子繞組,轉子軸在發動機正時齒輪的帶動下轉動時,引起定子繞組中磁通的變化,定子繞組中就產生交變的感應電動勢。
定子三相繞組的接法有兩種:星形接法的特點是線電流等于相電流,且三相的一端連接在一起。中性點電壓的平均值為發電機輸出電壓的一半,帶有中性點接線柱的發電機可用中性點電壓來控制各種用途的繼電器。三角形接法的特點是線電流等到于相電流,且三相連接成一個閉環,無中性點。
2.汽車發電機定子的設計
2.1.定子基本尺寸的設計
在不改變爪極基本結構的前提下,計算過程中選取氣隙長度、定子齒寬、定子軛高、定子齒高、定子疊長為設計變量。因為這些變量與電機磁路的磁阻有直接的關系。當這些變量發生變化時,相應磁路的磁阻也會發生變化。其中氣隙長度對電機磁路的影響至關重要,故通常作為設計調整變量。在改變某一結構參數時,通過分析計算得出變化規律如下:隨著氣隙、齒高的增大,每極總磁鏈和每極有效磁鏈隨之減小,但漏磁系數隨之增大;隨著定子齒寬、軛高、定子疊長的增加,每極總磁鏈和每極有效磁鏈隨之增加,但漏磁系數卻隨之減小。
2.2.定子的滴漆處理
定子加工精度和表面粗糙度對發電機的穩定運行至關重要,定子與轉子之間的間隙直接影響電機性能。滴漆處理后的定子的裝配精度及絕緣強度得到了有效的改善,浸0840FC環氧滴浸樹脂漆,漆中可以不加溶劑、對環境不造成污染、不給操作工人帶來身體降危害、不存在火災隱患、降低制造成本。
2.3. 20℃時的電阻
定子繞阻絕緣電阻值與溫度存在著一定的關系,其關系式為:
a.熱固性絕緣R1=R2×1.6(t2-t1)/10 b.熱塑性絕緣R1=R2×2(t2-t1)/10
式中R1為t1溫度時的繞阻絕緣電阻值, R2為t2溫度時的繞阻絕緣電阻值。定子繞阻絕緣電阻值是反映定子繞阻的狀態,由于接近工作溫度、熱狀態或溫升試驗后等狀態下的絕緣電阻值必然存在著差異,故設定常溫下20℃時的絕緣電阻值具有科學意義。
2.4.高壓測試規定
線圈是汽車發電機的心臟,一臺汽車發電機的定子有三組線圈,每組線圈有很多匝線圈,只要其中某一匝有問題,就會給發電機留下質量隱患,所以相間或匝間進行高壓測試是必不可少的,是在設計要求中必須規定下來的。以某一汽車發電機定子為例,設定各相之間、各相和鐵芯之間應能承受50HZ,660V交流電壓1秒鐘,其漏電流必須小于1毫安。
2.5.采用磁性槽楔
采用磁性槽楔后,發電機的氣隙系數減小(相當于有效氣隙縮短),可降低勵磁電流,使空載電流下降,當發電機槽口尺寸越大時,磁性槽楔的節電效果越明顯。不論在空荷和負荷狀態下,磁楔磁導率加大,磁密分布都會更加均勻,脈振幅值減小,磁密最小值增加,鐵耗明顯減小。同時由于磁性槽楔內部可流過部分磁通,使氣隙中磁密分布趨于均勻,故可降低噪聲和振動。
綜上所述定子是汽車發電機的一個核心部件,定子繞阻的設計合理性以及工藝制作的規范性對定繞阻的質量有著決定性的作用,只有按照規范的設計和制作才能減少發電機本身的產生的熱量,降低發電機運轉過程中的溫升,使汽車發電機的損耗降低,提高發電機的發電效率,從而達到延長壽命目的。
拉移變列車的安全技術措施
交通安全類危險源控制方案
施工現場車輛安全防范措施
行車臨危處置方法與事故防范
論我國水路交通突發事件應急機制建設
從車身結構談汽車安全 一
從車身結構談汽車安全 二
從車身結構談汽車安全 三
淺談基層部隊車輛安全事故原因及對策
司機崗位安全風險點及防范措施
交通事故成因分析
車輛安全管理工作存在問題、原因及對策
高速公路養護作業安全培訓
瀝青路面安全生產注意事項及其措施
公交車火災多發的原因及預防措施
鐵路從業人員勞動安全問題分析及對策